
A.,1,B.,1,C.,,D.,,
【分析】利用向量坐標運算性質(zhì)即可得出.
【解答】解:,0,,1,,,,
故選:.
2.在空間直角坐標系中,,為的中點,為空間一點且滿足,若,,則
A.9B.7C.5D.3
【分析】設(shè),,,,根據(jù)題意,得到關(guān)于,的方程組,求出,,代入即可.
【解答】解:設(shè),,,,
,,,
由,
,
由,得,
化簡得,
以上方程組聯(lián)立得,
則,,,,,
故選:.
3.已知向量.若,則
A.B.0C.1D.2
【分析】利用向量平行的性質(zhì)直接求解.
【解答】解:向量.,
,
解得.
故選:.
4.空間四點,0,、,1,、,0,、,2,共面,則
A.B.C.1D.4
【分析】由題意設(shè),可得,2,,,,且.即可得出.
【解答】解:空間四點,0,、,1,、,0,、,2,共面,
設(shè),
,2,,,,且.
解得.
故選:.
5.如圖,平行六面體中,與的交點為,設(shè),,,則下列選項中與向量相等的是
A.B.C.D.
【分析】利用向量加法法則直接求解.
【解答】解:平行六面體中,與的交點為,
設(shè),,,
.
故選:.
6.已知正四面體的各棱長為1,點是的中點,則的值為
A.B.C.D.
【分析】根據(jù)題意畫出圖形,結(jié)合圖形利用向量的線性運算和數(shù)量積運算法則,計算即可.
【解答】解:如圖所示,
正四面體的棱長是,是的中點;
;
故選:.
7.設(shè),,向量,1,,,,,,,,且,,則
A.B.C.3D.4
【分析】利用向量平行和向量垂直的性質(zhì)列出方程組,求出,,再由平面向量坐標運算法則求出,由此能求出.
【解答】解:設(shè),,向量,1,,,,,,,,
且,,
,解得,,
,1,,,,,,
.
故選:.
8.已知直線1的方向向量,2,,平面的法向量,4,,則直線1與平面的位置關(guān)系是
A.B.C.D.
【分析】由已知可求,判斷與共線,即可得解.
【解答】解:直線1的方向向量,2,,平面的法向量,4,,
則與共線,可得:.
故選:.
9.已知平面的一個法向量為,,則直線與平面的位置關(guān)系為
A.B.C.相交但不垂直D.
【分析】根據(jù)向量的坐標即可得出,根據(jù)平面的法向量與平面垂直即可得出.
【解答】解:,
,
又,
.
故選:.
10.已知向量,2,,,1,,若,分別是平面,的法向量,且,則
A.B.1C.D.2
【分析】利用向量垂直的性質(zhì)直接求解.
【解答】解:向量,2,,,1,,
,分別是平面,的法向量,且,
,
解得.
故選:.
11.已知平面的法向量是,,,平面的法向量是,,,且,則實數(shù)的值為 .
【分析】根據(jù)即可得出,從而得出,然后進行數(shù)量積的坐標運算即可求出的值.
【解答】解:,
,
,解得或4.
故答案為:或4.
12.已知向量,,,,,,且,則的值為
【分析】利用向量平行的性質(zhì)直接求解.
【解答】解:向量,,,,,,且,
,解得.
故答案為:.
13.已知平面的一個法向量為,則直線與平面的位置關(guān)系為 .
【分析】由得出,即得直線在平面上或直線與平面平行.
【解答】解:由平面的一個法向量為,
且,
所以;
所以直線與平面的位置關(guān)系是:
直線在平面上或直線與平面平行.
故答案為:直線在平面上或直線與平面平行.
14.已知直線與平面垂直,直線的一個方向向量為,向量與平面平行,則 .
【分析】由直線與平面垂直,得到直線的方向向量與平面的方向向量垂直,由此能求出結(jié)果.
【解答】解:直線與平面垂直,
直線的一個方向向量為,向量與平面平行,
,
解得.
故答案為:3.
15. 為空間中任意一點,,,三點不共線,且,若,,,四點共面,則實數(shù) .
【分析】利用空間向量基本定理,及向量共面的條件,即可得到結(jié)論.
【解答】解:由題意得,,且,,,四點共面,
,
故答案為:.
16.已知空間三點,0,,,1,,,0,,設(shè),.
(1)求與的夾角的余弦值;
(2)若向量與互相垂直,求實數(shù)的值;
(3)若向量與共線,求實數(shù)的值.
【分析】(1)求出,1,,,0,,利用空間向量夾角余弦值計算公式能求出與的夾角的余弦值.(2)推導(dǎo)出,,,0,,,,,,,0,,,,由向量與互相垂直,能求出實數(shù)的值.
(3)推導(dǎo)出,,,0,,,,,1,,0,,1,,由向量與共線,能求出實數(shù)的值.
【解答】解:(1)空間三點,0,,,1,,,0,,,.
,1,,,0,,
設(shè)與的夾角為,
則.
(2),1,,,0,,
,,,0,,,,
,,,0,,,,
向量與互相垂直,
,
整理,得,
解得實數(shù)的值為或2.
(3),1,,,0,,
,,,0,,,,
,1,,0,,1,,
向量與共線,
,解得實數(shù)的值為或1.
17.如圖所示,平行六面體中,、分別在和上,且,
(1)求證:、、、四點共面;
(2)若,求的值.
【分析】(1)利用向量三角形法則、向量共線定理、共面向量基本定理即可得出.
(2)利用向量三角形法則、向量共線定理、共面向量基本定理即可得出.
【解答】(1)證明:.
、、、四點共面.
(2)解:,
,,,
.
18.如圖所示,已知四棱錐P-ABCD的底面是直角梯形,∠ABC=∠BCD=90°,AB=BC=PB=PC=2CD,平面PBC⊥底面ABCD.用向量方法證明:
(1)PA⊥BD;
(2)平面PAD⊥平面PAB.
【解析】(1)取BC的中點O,連接PO,
∵△PBC為等邊三角形,∴PO⊥BC.
∵平面PBC⊥底面ABCD,平面PBC∩底面ABCD=BC,PO?平面PBC,
∴PO⊥底面ABCD.
以BC的中點O為坐標原點,以BC所在直線為x軸,過點O與AB平行的直線為y軸,OP所在直線為z軸,建立空間直角坐標系,如圖所示.
不妨設(shè)CD=1,則AB=BC=2,PO=eq \r(3),
∴A(1,-2,0),B(1,0,0),D(-1,-1,0),P(0,0,eq \r(3)),
∴eq \(BD,\s\up7(―→))=(-2,-1,0),eq \(PA,\s\up7(―→))=(1,-2,-eq \r(3)).
∵eq \(BD,\s\up7(―→))·eq \(PA,\s\up7(―→))=(-2)×1+(-1)×(-2)+0×(-eq \r(3))=0,
∴eq \(PA,\s\up7(―→))⊥eq \(BD,\s\up7(―→)),∴PA⊥BD.
(2)取PA的中點M,連接DM,則Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),-1,\f(\r(3),2))).
∵eq \(DM,\s\up7(―→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2),0,\f(\r(3),2))),eq \(PB,\s\up7(―→))=(1,0,-eq \r(3)),
∴eq \(DM,\s\up7(―→))·eq \(PB,\s\up7(―→))=eq \f(3,2)×1+0×0+eq \f(\r(3),2)×(-eq \r(3))=0,
∴eq \(DM,\s\up7(―→))⊥eq \(PB,\s\up7(―→)),即DM⊥PB.
∵eq \(DM,\s\up7(―→))·eq \(PA,\s\up7(―→))=eq \f(3,2)×1+0×(-2)+eq \f(\r(3),2)×(-eq \r(3))=0,
∴eq \(DM,\s\up7(―→))⊥eq \(PA,\s\up7(―→)),即DM⊥PA.
又∵PA∩PB=P,PA?平面PAB,PB?平面PAB,
∴DM⊥平面PAB.
∵DM?平面PAD,∴平面PAD⊥平面PAB.
[B組]—強基必備
1.如圖,棱柱ABCD-A1B1C1D1的所有棱長都等于2,∠ABC和∠A1AC均為60°,平面AA1C1C⊥平面ABCD.
(1)求證:BD⊥AA1;
(2)在直線CC1上是否存在點P,使BP∥平面DA1C1,若存在,求出點P的位置;若不存在,請說明理由.
【解析】(1)證明:設(shè)BD與AC交于點O,則BD⊥AC,連接A1O,在△AA1O中,AA1=2,AO=1,∠A1AO=60°,
∴A1O2=AAeq \\al(2,1)+AO2-2AA1·AOcs 60°=3,∴AO2+A1O2=AAeq \\al(2,1),∴A1O⊥AO.
由于平面AA1C1C⊥平面ABCD,且平面AA1C1C∩平面ABCD=AC,A1O?平面AA1C1C,∴A1O⊥平面ABCD.以O(shè)B,OC,OA1所在直線分別為x軸,y軸,z軸,建立如圖所示的空間直角坐標系,則A(0,-1,0),B(eq \r(3),0,0),C(0,1,0),D(-eq \r(3),0,0),A1(0,0,eq \r(3)),C1(0,2,eq \r(3)).
由于eq \(BD,\s\up7(―→))=(-2eq \r(3),0,0),eq \(AA1,\s\up7(―→))=(0,1,eq \r(3)),
eq \(AA1,\s\up7(―→))·eq \(BD,\s\up7(―→))=0×(-2eq \r(3))+1×0+eq \r(3)×0=0,
∴eq \(BD,\s\up7(―→))⊥eq \(AA1,\s\up7(―→)),即BD⊥AA1.
(2)假設(shè)在直線CC1上存在點P,使BP∥平面DA1C1,
設(shè)eq \(CP,\s\up7(―→))=λeq \(CC1,\s\up7(―→)),P(x,y,z),
則(x,y-1,z)=λ(0,1,eq \r(3)).
從而有P(0,1+λ,eq \r(3)λ),eq \(BP,\s\up7(―→))=(-eq \r(3),1+λ,eq \r(3)λ).
設(shè)平面DA1C1的法向量為n3=(x3,y3,z3),
則eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(n3⊥\(A1C1,\s\up7(―→)),,n3⊥\(DA1,\s\up7(―→)),))
又eq \(A1C1,\s\up7(―→))=(0,2,0),eq \(DA1,\s\up7(―→))=(eq \r(3),0,eq \r(3)),
則eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2y3=0,,\r(3)x3+\r(3)z3=0,))
取n3=(1,0,-1),
因為BP∥平面DA1C1,
則n3⊥eq \(BP,\s\up7(―→)),即n3·eq \(BP,\s\up7(―→))=-eq \r(3)-eq \r(3)λ=0,得λ=-1,
這是一份2024年新高考數(shù)學一輪復(fù)習達標檢測第41講空間向量及其運算和空間位置關(guān)系(學生版),共4頁。
這是一份高中數(shù)學高考第42講 空間向量及其運算和空間位置關(guān)系(達標檢測)(教師版),共13頁。
這是一份高中數(shù)學高考第42講 空間向量及其運算和空間位置關(guān)系(達標檢測)(學生版),共5頁。
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