2015届高中数学《空间直角坐标系》导学案 北师大版必修2.docVIP

第12课时　空间直角坐标系 1.了解空间直角坐标系及空间两点间的距离公式. 2.会用空间直角坐标系刻画点的位置,即能由点的位置写出坐标及由坐标描出点的位置. 3.能利用空间两点的坐标求出两点间的距离. 三楼屋顶有一蜂窝,住户报119,消防官兵拟用高压水枪击落蜂巢,但水枪有效射程只有20米,而消防车也只能到达宅基线距离楼房角A处8米远的坡坎边,若屋的长、宽、高分别为15米、10米、4.2米,蜂巢能被击落吗? 问题1:空间直角坐标系 (1)定义:以空间中两两垂直且相交于一点O的三条直线分别为x轴、y轴、z轴.这时就说建立了空间直角坐标系Oxyz,其中点O叫作坐标　原点　,x轴、y轴、z轴叫作　坐标轴　.通过每两个坐标轴的平面叫作　坐标平面　,分别称为　xOy　平面、　yOz　平面、　zOx　平面.? (2)画法:在平面上画空间直角坐标系Oxyz时,一般使∠xOy=　45°或135°　,∠yOz=90°.? (3)坐标:设点M为空间的一个定点,过点M分别作垂直于x轴、y轴和z轴的平面,依次交x轴、y轴和z轴于点P、Q和R.设点P、Q和R在x轴、y轴和z轴上的坐标分别为x、y和z,那么点M就和有序实数组(x,y,z)是　一一对应　的关系,有序实数组(x,y,z)叫作点M在此空间直角坐标系中的坐标,记作　M(x,y,z)　,其中x叫作点M的　横坐标　,y叫作点M的　纵坐标　,z叫作点M的　竖坐标　.? (4)说明:本书建立的坐标系都是　右　手直角坐标系,即在空间直角坐标系中,让右手拇指指向　x　轴的正方向,食指指向　y　轴的正方向,如果中指指向　z　轴的正方向,则称这个坐标系为右手直角坐标系. ? 问题2:空间两点间的距离公式 (1)公式:空间中任意两点P1(x1,y1,z1)与P2(x2,y2,z2)之间的距离|P1P2|=?　,特别地,任一点P(x,y,z)与原点间的距离|OP|=?　.? (2)说明:注意此公式与两点的先后顺序无关.空间两点间的距离公式可以看成平面内两点间距离公式的推广. 问题3:情境中要知蜂巢能否被击落,实质上就是比较消防车所对应的点距离三楼屋顶对应的长方体的一顶点间的距离与水枪有效射程的大小,这个问题可以通过立体几何的知识可以解决,但我们想换一种思维即采用代数的方法,借助于空间直角坐标系利用这两点的空间坐标来表示出两点的　距离　,我们就可以解决上面的这个实际应用题.? 问题4:如果|OP|是定长r,那么方程x2+y2+z2=r2表示的图形是　以原点为圆心,以r为半径的球面　.? 1.点P(2,0,3)在空间直角坐标系的位置是(　　). A.在y轴上　 B.在xOy平面上 C.在xOz平面上 D.在yOz平面上 2.点A是点P(1,2,3)在平面yOz内的射影,则|OA|等于(　　). A.　　　 B.　　　 C.2　　　 D. 3.在xOy平面内有两点A(-2,4,0),B(3,2,0),则AB的中点坐标是　　　　.? 4.在xOy平面内的直线x+y=1上确定一点M,使点M到点N(6,5,1)的距离最小. 确定空间内点的坐标 如图,在长方体ABCD—A1B1C1D1中,AD=3,AB=5,AA1=4,建立适当的直角坐标系,写出此长方体各顶点的坐标. 空间中两点之间的距离 如图,在长方体 ABCD-A1B1C1D1中,AD=AA1=2,AB=4,DE⊥AC,垂足为E,求B1E的长. 正确建立空间直角坐标系 如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,侧棱AA1⊥底面ABC,所有的棱长都是1,建立适当的坐标系,并写出各点的坐标. 如图,在正方体ABCD-ABCD中,E,F,G分别是BB,DB,DB的中点,棱长为1,求E,F点的坐标. 如图,已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为a,M为BD1的中点,点N在A1C1上,且A1N=3NC1,试求MN的长. 在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是一个直角梯形,∠BAD=90°,AD∥BC,AB=BC=a,AD=2a,PA⊥底面ABCD,∠PDA=30°,AE⊥PD于E.试建立适当的坐标系,求出各点的坐标. 1.点M(1,-2,2)到原点的距离是(　　). A.9　　　　 B.3　　　　 C.1　　　　 D.5 2.点P(2,3,4)到x轴的距离是(　　). A. B.2 C.5 D. 3.已知正方体不在同一表面上的两顶点(-1,2,-1)、(3,-2,3),则正方体的棱长为　　　　.? 4.求点A(1,2,-1)关于坐标平面xOy及x轴对称的点的坐标. 已知空间直角坐标系Oxyz中,点A(1,1,1),平面α过点A并且与直线OA垂直,动点P(x,y,z)是平面α内的任意一点,求点P的坐标满足的条件. 　　考题变式(我来改编): 第12课时　空间直角坐标系 知识体系梳理 问题