高中 · 空间向量与线面垂直
看上去垂直,真的垂直吗?
平面z=0,由x、y两个独立方向张成。调整向量,让它同时垂直平面内两条方向。
问题的来处19世纪 · 向量语言
空间垂线:问题从哪里来?
向量把空间中的方向与长度转为坐标关系。透视图有助于想象,点积则让“垂直”摆脱观察角度的影响。
读一段背景,带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
向量垂直平面等价于与平面内两个独立方向均正交。只与其中一条直线垂直不足;零向量没有方向。
固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
两个点积都为0时,再旋转视角核对。
换个条件,再试一次
零向量点积都为0,它能代表一条垂线吗?
看哪里?
拖动旋转检查空间关系;正面、俯视可核对投影,读数按原构造计算。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识空间向量与线面垂直涉及的量与单位:方向x(无量纲)、方向y(无量纲)、方向z(无量纲)。高中为内容层次提示,未核对具体教材。
先看现象:调整向量,让它同时垂直平面内两条方向。
再做定量:保持其他条件,比较方向y与与平面第二方向点积(无量纲),再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
向量垂直平面等价于与平面内两个独立方向均正交。只与其中一条直线垂直不足;零向量没有方向。
对照核验提示:只过一关:只垂直其中一条;同时垂直:非零法向量。按这些题设自己操作并比较与平面第二方向点积,不把参考情景当个人完成。
适用范围:对平面内两条相交直线均垂直才可判线面垂直;零向量不定义方向。透视图中的直角不是证明。
OpenStax · Calculus 3(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。