已知空间三点A(0,2,3)A(0,2,3),B(−2,1,6)B(-2,1,6),C(1,−1,5)C(1,-1,5),则以ABAB,ACAC为边的平行四边形的面积是 ___ .

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完整解法

1. 求向量 $\overrightarrow{AB}$ 和 $\overrightarrow{AC}$ 的坐标及其模长

已知空间三点 A(0,2,3)A(0,2,3),B(−2,1,6)B(-2,1,6),C(1,−1,5)C(1,-1,5),
可得向量:
AB→=(−2−0,1−2,6−3)=(−2,−1,3)\overrightarrow{AB} = (-2-0, 1-2, 6-3) = (-2, -1, 3)
AC→=(1−0,−1−2,5−3)=(1,−3,2)\overrightarrow{AC} = (1-0, -1-2, 5-3) = (1, -3, 2)
进而求得两向量的模长为:
∣AB→∣=(−2)2+(−1)2+32=14|\overrightarrow{AB}| = \sqrt{(-2)^2 + (-1)^2 + 3^2} = \sqrt{14}
∣AC→∣=12+(−3)2+22=14|\overrightarrow{AC}| = \sqrt{1^2 + (-3)^2 + 2^2} = \sqrt{14}

2. 计算两向量的夹角余弦值

计算向量 AB→\overrightarrow{AB} 与 AC→\overrightarrow{AC} 的数量积:
AB→⋅AC→=(−2)×1+(−1)×(−3)+3×2=−2+3+6=7\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = (-2) \times 1 + (-1) \times (-3) + 3 \times 2 = -2 + 3 + 6 = 7
由此可得夹角 ∠BAC\angle BAC 的余弦值为:
cos⁡∠BAC=AB→⋅AC→∣AB→∣⋅∣AC→∣=714×14=12\cos \angle BAC = \frac{\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC}}{|\overrightarrow{AB}| \cdot |\overrightarrow{AC}|} = \frac{7}{\sqrt{14} \times \sqrt{14}} = \frac{1}{2}

3. 求夹角正弦值并计算平行四边形面积

因为 ∠BAC∈[0∘,180∘]\angle BAC \in [0^\circ, 180^\circ],且 cos⁡∠BAC=12\cos \angle BAC = \frac{1}{2},
所以 ∠BAC=60∘\angle BAC = 60^\circ(或直接由同角三角函数关系求得 sin⁡∠BAC=1−cos⁡2∠BAC=32\sin \angle BAC = \sqrt{1 - \cos^2 \angle BAC} = \frac{\sqrt{3}}{2})。
以 ABAB,ACAC 为边的平行四边形面积为:
S=∣AB→∣⋅∣AC→∣sin⁡∠BAC=14×14×32=73S = |\overrightarrow{AB}| \cdot |\overrightarrow{AC}| \sin \angle BAC = \sqrt{14} \times \sqrt{14} \times \frac{\sqrt{3}}{2} = 7\sqrt{3}

答案

737\sqrt{3}

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