代数与几何讨论课(二)(几何空间中的向量)
一、
1.设O是点
和点
连线外的一点,
证明
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:三点
,
,
共线的充分必要条件是
。
2.下列命题是否成立?
(1)如果
且
,则
; (2)如果
且
,则
。
3.已知
满足下列条件,讨论
之间的关系:
(1)
; (2)
与
共线 ; (3)
,
,
共面。
二、1.给定仿射坐标系
满足:
(1) 求 数量积在
坐标系下的度量矩阵;
(2) 设向量
在
坐标系下的坐标分别为
和
,
试写出
的数量积与坐标和度量矩阵的关系式。
2.在仿射坐标系
下,对任意向量
=
,
,定义
,
(1) 试验证它满足数量积的4条性质; (2)写出它的度量矩阵;
(3) 证明
对任意向量
,
成立。
3.在仿射坐标系
下,对任意向量
=
,
,
定义
, (其中
)
试讨论
满足什么条件时,
满足数量积的4条性质。
4. 已知向量
不共线,证明
当且仅当
三、1.已给平面
(1) 求
,使
且不重合,并问答案是否唯一?
(2) 求
,使
,且它们之间的距离为1;
(3) 求
,使原点到
的距离为1;
(4) 求
,使点
到平面
的距离为1。
2.设有两条直线
(1) 求
,使
;
(2) 当
时,求
之间的最短距离;
(3) 当
时,求
与
的公垂线
的方程(
与
垂直且相交);
(4) 求
,使
,并问
是否唯一?
(5) 求
,使
与
共面,并问这样的
是否唯一?
(6) 当
时,求
与
的夹角。
3.已知平面
:
, 直线
:
(1) 求
,使
;
(2) 求
,使
;
(3) 当
时,求
与
之间的夹角;
(4) 当
时,求
与
之间的交点,并求
在
上的投影线方程;
(5) 求
在各坐标平面上的投影线方程;
(6) 当
时,求直线
,使
与
关于平面
对称;
(7) 求原点关于平面
的对称点的坐标。
附加题
1. 讨论利用矩阵的初等变换判断矩阵是否可逆;求
求
等的方法;
2. 设
是
阶可逆矩阵,将
的第1列的2倍加到第3列得到
,证明
可逆,求
。