
基礎(chǔ)篇
1.(5分)已知O,A,B,C為空間不共面的四點(diǎn),且向量a=eq \(OA,\s\up6(→))+eq \(OB,\s\up6(→))+eq \(OC,\s\up6(→)),向量b=eq \(OA,\s\up6(→))+eq \(OB,\s\up6(→))-eq \(OC,\s\up6(→)),則與a,b不能構(gòu)成空間基底的是( )
A.eq \(OA,\s\up6(→)) B.eq \(OB,\s\up6(→))
C.eq \(OC,\s\up6(→)) D.eq \(OA,\s\up6(→))或eq \(OB,\s\up6(→))
2.(5分)已知空間四邊形ABCD中,eq \(AB,\s\up6(→))=a-2c,eq \(CD,\s\up6(→))=5a+6b-8c,對(duì)角線AC,BD的中點(diǎn)分別為E,F(xiàn),則eq \(EF,\s\up6(→))=________.
3.(5分)已 知a = (1,-2,1),a-b=(-1,2,-1),則b=( )
A.(2,-4,2) B.(-2,4,-2)
C.(-2,0,-2) D.(2,1,-3)
4.(5分)若eq \(AB,\s\up6(→))=(-4,6,-1),eq \(AC,\s\up6(→))=(4,3,-2),|a|=1,且a⊥eq \(AB,\s\up6(→)),a⊥eq \(AC,\s\up6(→)),則a=________.
5.(5分)(多選)已知a=(1,2,-y),b=(x,1,2),且(a+2b)∥(2a-b),則( )
A.x=eq \f(1,3) B.x=eq \f(1,2)
C.y=-eq \f(1,4) D.y=-4
6.(5分)若a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3),則“eq \f(a1,b1)=eq \f(a2,b2)=eq \f(a3,b3)”是“a∥b”的( )
A.充分不必要條件
B.必要不充分條件
C.充要條件
D.既不充分也不必要條件
7.(5分)已知a=(cs α,1,sin α),b=(sin α,1,cs α),則向量a+b與a-b的夾角是( )
A.90° B.60°
C.45° D.30°
8.(5分)設(shè)A(3,3,1),B(1,0,5),C(0,1,0),則AB的中點(diǎn)M到點(diǎn)C的距離|CM|的值為( )
A.eq \f(\r(53),4) B.eq \f(53,2)
C.eq \f(\r(53),2) D.eq \f(\r(13),2)
9.(5分)若(a+3b)⊥(7a-5b),且(a-4b)⊥(7a-5b),則a與b的夾角的余弦值為________.
提升篇
10.(5分)(多選)點(diǎn)A (n,n-1,2n),B(1,-n,n),則 |eq \(AB,\s\up6(→))|的可能取值為( )
A.eq \f(1,2) B.eq \f(\r(2),2)
C.1 D.2
11.(5分)已知向量eq \(OA,\s\up6(→))和eq \(OB,\s\up6(→))在基底{a,b,c}下的坐標(biāo)分別為(3,4,5)和(0,2,1),若eq \(OC,\s\up6(→))=eq \f(2,5)eq \(AB,\s\up6(→)),則向量eq \(OC,\s\up6(→))在基底{a,b,c}下的坐標(biāo)是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(6,5),-\f(4,5),-\f(8,5)))
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(6,5),-\f(4,5),-\f(8,5)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(6,5),-\f(4,5),\f(8,5)))
D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(6,5),\f(4,5),\f(8,5)))
12.(5分)已知a=(2,-1,2),b=(2,2,1),則以a,b為鄰邊的平行四邊形的面積為( )
A.eq \r(65) B.eq \f(\r(65),2)
C.4 D.8
13.(5分)已知a=(1-t,1-t,t),b=(2,t,t),則|b-a|的最小值是________.
14.(5分)已知A(4,1,3),B(2,3,1),C(3,7,-5),點(diǎn)P(x,-1,3)在平面ABC內(nèi),則x=________.
15.(10分)已知a=(1,5,-1),b=(-2,3,5).
(1)若(ka+b)∥(a-3b),求k的值;
(2)若(ka+b)⊥(a-3b),求k的值.
16.(10分)在平行六面體ABCDA1B1C1D1中,設(shè)eq \(AB,\s\up6(→))=a,eq \(AD,\s\up6(→))=b,eq \(AA1,\s\up6(→))=c,E,F(xiàn)分別是AD1,BD的中點(diǎn).
(1)用向量a,b,c表示eq \(D1B,\s\up6(→)),eq \(EF,\s\up6(→));
(2)若eq \(D1F,\s\up6(→))=xa+yb+zc,求實(shí)數(shù)x,y,z的值.
1.2-1.3 空間向量基本定理及其運(yùn)算的坐標(biāo)表示(練習(xí))
(60分鐘 90分)
基礎(chǔ)篇
1.(5分)已知O,A,B,C為空間不共面的四點(diǎn),且向量a=eq \(OA,\s\up6(→))+eq \(OB,\s\up6(→))+eq \(OC,\s\up6(→)),向量b=eq \(OA,\s\up6(→))+eq \(OB,\s\up6(→))-eq \(OC,\s\up6(→)),則與a,b不能構(gòu)成空間基底的是( )
A.eq \(OA,\s\up6(→)) B.eq \(OB,\s\up6(→))
C.eq \(OC,\s\up6(→)) D.eq \(OA,\s\up6(→))或eq \(OB,\s\up6(→))
C 解析:因?yàn)閑q \(OC,\s\up6(→))=eq \f(1,2)(a-b),eq \(OC,\s\up6(→))與a,b共面,
所以a,b,eq \(OC,\s\up6(→))不能構(gòu)成空間的基底.
2.(5分)已知空間四邊形ABCD中,eq \(AB,\s\up6(→))=a-2c,eq \(CD,\s\up6(→))=5a+6b-8c,對(duì)角線AC,BD的中點(diǎn)分別為E,F(xiàn),則eq \(EF,\s\up6(→))=________.
3a+3b-5c 解析:因?yàn)閑q \(EF,\s\up6(→))=eq \(EA,\s\up6(→))+eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(BF,\s\up6(→)),
eq \(EF,\s\up6(→))=eq \(EC,\s\up6(→))+eq \(CD,\s\up6(→))+eq \(DF,\s\up6(→)),
所以兩式相加得2eq \(EF,\s\up6(→))=(eq \(EA,\s\up6(→))+eq \(EC,\s\up6(→)))+eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(CD,\s\up6(→))+(eq \(BF,\s\up6(→))+eq \(DF,\s\up6(→))).
因?yàn)镋為AC中點(diǎn),故eq \(EA,\s\up6(→))+eq \(EC,\s\up6(→))=0,同理eq \(BF,\s\up6(→))+eq \(DF,\s\up6(→))=0,
所以2eq \(EF,\s\up6(→))=eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(CD,\s\up6(→))=(a-2c)+(5a+6b-8c)
=6a+6b-10c,
所以eq \(EF,\s\up6(→))=3a+3b-5c.
3.(5分)已 知a = (1,-2,1),a-b=(-1,2,-1),則b=( )
A.(2,-4,2) B.(-2,4,-2)
C.(-2,0,-2) D.(2,1,-3)
A 解析:b=a-(-1,2,-1)=(1,-2,1)-(-1,2,-1)=(2,-4,2).
4.(5分)若eq \(AB,\s\up6(→))=(-4,6,-1),eq \(AC,\s\up6(→))=(4,3,-2),|a|=1,且a⊥eq \(AB,\s\up6(→)),a⊥eq \(AC,\s\up6(→)),則a=________.
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,13),\f(4,13),\f(12,13)))或eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,13),-\f(4,13),-\f(12,13)))
解析:設(shè)a=(x,y,z),
由題意有eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a·\(AB,\s\up6(→))=0,,a·\(AC,\s\up6(→))=0,,|a|=1,))代入坐標(biāo)可解得
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=\f(3,13),,y=\f(4,13),,z=\f(12,13)))或eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=-\f(3,13),,y=-\f(4,13),,z=-\f(12,13).))
5.(5分)(多選)已知a=(1,2,-y),b=(x,1,2),且(a+2b)∥(2a-b),則( )
A.x=eq \f(1,3) B.x=eq \f(1,2)
C.y=-eq \f(1,4) D.y=-4
BD 解析:因?yàn)閍+2b=(1+2x,4,4-y),2a-b=(2-x,3,-2y-2),且(a+2b)∥(2a-b),所以3(1+2x)=4(2-x)且3(4-y)=4(-2y-2),所以x=eq \f(1,2),y=-4.
6.(5分)若a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3),則“eq \f(a1,b1)=eq \f(a2,b2)=eq \f(a3,b3)”是“a∥b”的( )
A.充分不必要條件
B.必要不充分條件
C.充要條件
D.既不充分也不必要條件
A 解析:設(shè)eq \f(a1,b1)=eq \f(a2,b2)=eq \f(a3,b3)=k,易知a∥b,即條件具有充分性.又若b=0時(shí),b=(0,0,0),雖有a∥b成立,但條件eq \f(a1,b1)=eq \f(a2,b2)=eq \f(a3,b3)顯然不成立,所以條件不具有必要性,故選A.
7.(5分)已知a=(cs α,1,sin α),b=(sin α,1,cs α),則向量a+b與a-b的夾角是( )
A.90° B.60°
C.45° D.30°
A 解析:a+b=(cs α+sin α,2,sin α+cs α),
a-b=(cs α-sin α,0,sin α-cs α),
所以(a+b)·(a-b)=0,
所以(a+b)⊥(a-b).
8.(5分)設(shè)A(3,3,1),B(1,0,5),C(0,1,0),則AB的中點(diǎn)M到點(diǎn)C的距離|CM|的值為( )
A.eq \f(\r(53),4) B.eq \f(53,2)
C.eq \f(\r(53),2) D.eq \f(\r(13),2)
C 解析:AB的中點(diǎn)Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,\f(3,2),3)),所以eq \(CM,\s\up6(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,\f(1,2),3)),故|CM|=|eq \(CM,\s\up6(→))|=eq \r(22+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))\s\up12(2)+32)=eq \f(\r(53),2).
9.(5分)若(a+3b)⊥(7a-5b),且(a-4b)⊥(7a-5b),則a與b的夾角的余弦值為________.
1 解析:由題意知(a+3b)·(7a-5b)=7|a|2-5a·b+21a·b-15|b|2=7|a|2+16a·b-15|b|2=0,①且(a-4b)·(7a-5b)=7|a|2-33a·b+20|b|2=0,②
①-②得49a·b=35|b|2,所以a·b=eq \f(35,49)|b|2.
33×①+16×②得|a|2=eq \f(25,49)|b|2,所以eq \f(|b|,|a|)=eq \f(7,5).
所以cs〈a,b〉=eq \f(a·b,|a||b|)=eq \f(\f(35,49)|b|2,|a||b|)=eq \f(35,49)·eq \f(|b|,|a|)=1.
提升篇
10.(5分)(多選)點(diǎn)A (n,n-1,2n),B(1,-n,n),則 |eq \(AB,\s\up6(→))|的可能取值為( )
A.eq \f(1,2) B.eq \f(\r(2),2)
C.1 D.2
BCD 解析:因?yàn)閑q \(AB,\s\up6(→))=(1-n,1-2n,-n),
所以|eq \(AB,\s\up6(→))|2=(1-n)2+(1-2n)2+n2=6eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(n-\f(1,2)))eq \s\up12(2)+eq \f(1,2),
當(dāng)n=eq \f(1,2)時(shí),|eq \(AB,\s\up6(→))|的最小值為eq \f(\r(2),2).
所以eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\(AB,\s\up6(→))))的可能取值有eq \f(\r(2),2),1,2.
11.(5分)已知向量eq \(OA,\s\up6(→))和eq \(OB,\s\up6(→))在基底{a,b,c}下的坐標(biāo)分別為(3,4,5)和(0,2,1),若eq \(OC,\s\up6(→))=eq \f(2,5)eq \(AB,\s\up6(→)),則向量eq \(OC,\s\up6(→))在基底{a,b,c}下的坐標(biāo)是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(6,5),-\f(4,5),-\f(8,5)))
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(6,5),-\f(4,5),-\f(8,5)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(6,5),-\f(4,5),\f(8,5)))
D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(6,5),\f(4,5),\f(8,5)))
A 解析:因?yàn)閑q \(AB,\s\up6(→))=eq \(OB,\s\up6(→))-eq \(OA,\s\up6(→))==(2b+c)-(3a+4b+5c)=-3a-2b-4c,
所以eq \(OC,\s\up6(→))=eq \f(2,5)eq \(AB,\s\up6(→))=-eq \f(6,5)a-eq \f(4,5)b-eq \f(8,5)c,所以向量eq \(OC,\s\up6(→))在基底{a,b,c}下的坐標(biāo)是eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(6,5),-\f(4,5),-\f(8,5))),故選A.
12.(5分)已知a=(2,-1,2),b=(2,2,1),則以a,b為鄰邊的平行四邊形的面積為( )
A.eq \r(65) B.eq \f(\r(65),2)
C.4 D.8
A 解析:設(shè)向量a,b的夾角為θ,
于是cs θ=eq \f(4-2+2,3×3)=eq \f(4,9).由此可得sin θ=eq \f(\r(65),9).
所以以a,b為鄰邊的平行四邊形的面積為
S=2×eq \f(1,2)×3×3×eq \f(\r(65),9)=eq \r(65).
13.(5分)已知a=(1-t,1-t,t),b=(2,t,t),則|b-a|的最小值是________.
eq \f(3\r(5),5) 解析:由已知,得b-a=(2,t,t)-(1-t,1-t,t)=(1+t,2t-1,0).
所以|b-a|=eq \r((1+t)2+(2t-1)2+02)
=eq \r(5t2-2t+2)=eq \r(5\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(t-\f(1,5)))\s\up12(2)+\f(9,5)).
所以當(dāng)t=eq \f(1,5)時(shí),|b-a|的最小值為eq \f(3\r(5),5).
14.(5分)已知A(4,1,3),B(2,3,1),C(3,7,-5),點(diǎn)P(x,-1,3)在平面ABC內(nèi),則x=________.
11 解析:因?yàn)辄c(diǎn)P在平面ABC內(nèi),
所以存在實(shí)數(shù)k1,k2,
使eq \(AP,\s\up6(→))=k1eq \(AB,\s\up6(→))+k2eq \(AC,\s\up6(→)),
即(x-4,-2,0)=k1(-2,2,-2)+k2(-1,6,-8),
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(2k1+6k2=-2,,k1+4k2=0,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(k1=-4,,k2=1.))
所以x-4=-2k1-k2=8-1=7,即x=11.
15.(10分)已知a=(1,5,-1),b=(-2,3,5).
(1)若(ka+b)∥(a-3b),求k的值;
(2)若(ka+b)⊥(a-3b),求k的值.
解:ka+b=(k-2,5k+3,-k+5),a-3b=(7,-4,-16).
(1)因?yàn)?ka+b)∥(a-3b),
所以eq \f(k-2,7)=eq \f(5k+3,-4)=eq \f(-k+5,-16),解得k=-eq \f(1,3).
(2)因?yàn)?ka+b)⊥(a-3b),
所以(k-2)×7+(5k+3)×(-4)+(-k+5)×(-16)=0,
解得k=eq \f(106,3).
16.(10分)在平行六面體ABCDA1B1C1D1中,設(shè)eq \(AB,\s\up6(→))=a,eq \(AD,\s\up6(→))=b,eq \(AA1,\s\up6(→))=c,E,F(xiàn)分別是AD1,BD的中點(diǎn).
(1)用向量a,b,c表示eq \(D1B,\s\up6(→)),eq \(EF,\s\up6(→));
(2)若eq \(D1F,\s\up6(→))=xa+yb+zc,求實(shí)數(shù)x,y,z的值.
解:(1)eq \(D1B,\s\up6(→))=eq \(D1D,\s\up6(→))+eq \(DB,\s\up6(→))=-eq \(AA1,\s\up6(→))+eq \(AB,\s\up6(→))-eq \(AD,\s\up6(→))=a-b-c,
eq \(EF,\s\up6(→))=eq \(EA,\s\up6(→))+eq \(AF,\s\up6(→))=eq \f(1,2)eq \(D1A,\s\up6(→))+eq \f(1,2)eq \(AC,\s\up6(→))=-eq \f(1,2)(eq \(AA1,\s\up6(→))+eq \(AD,\s\up6(→)))+eq \f(1,2)(eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(AD,\s\up6(→)))=eq \f(1,2)(a-c).
(2)eq \(D1F,\s\up6(→))=eq \f(1,2)(eq \(D1D,\s\up6(→))+eq \(D1B,\s\up6(→)))
=eq \f(1,2)(-eq \(AA1,\s\up6(→))+eq \(D1B,\s\up6(→)))
=eq \f(1,2)(-c+a-b-c)
=eq \f(1,2)a-eq \f(1,2)b-c,
所以x=eq \f(1,2),y=-eq \f(1,2),z=-1.
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