一、空间共面向量定理和推论
1、共线向量定理
(1)定理:对空间任意两个向量$oldsymbol a$,$oldsymbol b(oldsymbol b$≠0),$oldsymbol a∥oldsymbol b$的充要条件是存在实数$λ$,使$oldsymbol a=λoldsymbol b$。
(2)推论:如果$l$为经过已知点$A$且平行于已知非零向量$oldsymbol a$的直线,那么对空间任一点$O$,点$P$在直线$l$上的充要条件是存在实数$t$,使$overrightarrow{OP}=$$overrightarrow{OA}+$$toldsymbol a$ ①。其中向量$oldsymbol a$叫做直线$l$的方向向量。
在$l$上取$overrightarrow{AB}=oldsymbol a$,则①式可化为$overrightarrow{OP}=$$overrightarrow{OA}+$$toverrightarrow{AB}$或$overrightarrow{OP}=$$(1-t)overrightarrow{OA}+$$toverrightarrow{OB}$②。
当$t$=$frac{1}{2}$时,点$P$是线段$AB$的中点,则$overrightarrow{OP}=$$frac{1}{2}(overrightarrow{OA}+overrightarrow{OB})$ ③。
①②式都叫做空间直线的向量表示,③式是线段$AB$的中点公式。
2、共面向量定理
(1)定理:如果两个向量$oldsymbol a$,$oldsymbol b$不共线,那么向量$oldsymbol p$与向量$oldsymbol a$,$oldsymbol b$共面的充要条件是存在唯一的有序实数对$(x,y)$,使$oldsymbol p=$$xoldsymbol a+$$yoldsymbol b$。
(2)推论1:空间一点$P$位于平面$MAB$内的充要条件是存在有序实数对$(x,y)$,使$overrightarrow{MP}=$$xoverrightarrow{MA}+$$yoverrightarrow{MB}$(或对空间一点$O$,有$overrightarrow{OP}=$$overrightarrow{OM}+$$xoverrightarrow{MA}+$$yoverrightarrow{MB}$)。
(3)推论2:空间一点$P$位于平面$MAB$内的充要条件是存在有序实数组${x,y,z}$,对空间任一点$O$,有$overrightarrow{OP}=$$xoverrightarrow{OA}+$$yoverrightarrow{OB}+$$zoverrightarrow{OM}$,其中$x+y+z=1$。
3、空间向量基本定理
(1)定理:如果三个向量$oldsymbol a$,$oldsymbol b$,$oldsymbol c$不共面,那么对空间任一向量$oldsymbol p$,存在有序实数组${x,y,z}$,使得$oldsymbol p=$$xoldsymbol a+$$yoldsymbol b+$$oldsymbol zc$。
其中${a,b,c}$叫做空间的一个基底,$oldsymbol a$,$oldsymbol b$,$oldsymbol c$都叫做基向量。
(2)推论:设$O$,$A$,$B$,$C$,是不共面的四点,则对空间任一点$P$,都存在唯一的有序实数组${x,y,z}$,使得$overrightarrow{OP}=$$xoverrightarrow{OA}+$$yoverrightarrow{OB}+$$zoverrightarrow{OC}$。
二、空间共面向量定理的相关例题
若$overrightarrow{OA}$、$overrightarrow{OB}$、$overrightarrow{OC}$是空间不共面的三个向量,则与向量$overrightarrow{OA}+overrightarrow{OB}$和向量$overrightarrow{OA}-overrightarrow{OB}$构成不共面的向量是___
A.$overrightarrow{BA}$ B.$overrightarrow{OA}$ C.$overrightarrow{OB}$ D.$overrightarrow{OC}$
答案:D
解析:由题意可知向量$overrightarrow{OA}+overrightarrow{OB}$和向量$overrightarrow{OA}-overrightarrow{OB}$是平面$AOB$内的向量,而$overrightarrow{OA}$、$overrightarrow{OB}$、$overrightarrow{BA}$都在平面$AOB$内,显然是共面向量,只有$overrightarrow{OC}$与向量$overrightarrow{OA}+$$overrightarrow{OB}$和向量$overrightarrow{OA}-$$overrightarrow{OB}$构成不共面的向量。故选D。p分页标题e