例2 平行六面体

的棱长都为2,
,E是DC的中点,F是
的中点

(1)证明:向量

共面
(2)求

解析(1)证明:设

则


由共面向量定理知,向量

共面
(2)由(1)及已知得

,又


3、应用空间向量的数量积解题
利用空间向量数量积的性质:(1)可用来求角;(2)可用来证明线线垂直;(3)可用来求线段的长。
例3 如图(1),在平行四边形ABCD中,

,将它沿对角线AC折起,使直线AB与CD成60°角,如图(2),求B,D的距离

解析:


的距离为2或
温馨提示
在空间求两异面直线的夹角

,可转化为求两异面直线上的方向向量a与b的夹角(或其补角),由于异面直线所成角的范围是
,因此,当
时,
,即为
,当
时,
,即
4、空间向量的坐标运算
设

为有公共点O的三个两两垂直的单位向量(我们称他们为单位正交基底),以
的公共点O为原点,分别以
的方向为x、y、z轴的正方向建立空间坐标系Oxyz,那么,对于空间任意一个向量p,一定可以把它平移,使得它的起点与原点O重合,得到向量
,由空间向量基本定理可知,存在有序实数组(x,y,z),使得
,我们把x,y,z称为向量p在单位正交基底
下的坐标,记作