
TOC \ "1-2" \h \z \u \l "_Tc176383750" 【題型歸納】 PAGEREF _Tc176383750 \h 2
\l "_Tc176383751" 題型一:空間向量的坐標(biāo)表示 PAGEREF _Tc176383751 \h 2
\l "_Tc176383752" 題型二:空間向量的直角坐標(biāo)運算 PAGEREF _Tc176383752 \h 3
\l "_Tc176383753" 題型三:空間向量的共線與共面 PAGEREF _Tc176383753 \h 3
\l "_Tc176383754" 題型四:空間向量模長坐標(biāo)表示 PAGEREF _Tc176383754 \h 4
\l "_Tc176383755" 題型五:空間向量平行坐標(biāo)表示 PAGEREF _Tc176383755 \h 7
\l "_Tc176383756" 題型六:空間向量垂直坐標(biāo)表示 PAGEREF _Tc176383756 \h 8
\l "_Tc176383757" 題型七:空間向量夾角坐標(biāo)表示 PAGEREF _Tc176383757 \h 11
\l "_Tc176383758" 【重難點集訓(xùn)】 PAGEREF _Tc176383758 \h 14
\l "_Tc176383759" 【高考真題】 PAGEREF _Tc176383759 \h 26
【題型歸納】
題型一:空間向量的坐標(biāo)表示
1.(2024·高二·北京房山·期中)已知,則向量的坐標(biāo)是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】因為,
所以,
故選:B
2.(2024·高二·河北滄州·階段練習(xí))向量,,,中,共面的三個向量是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】A:若共面,則,即,
即,顯然不存在滿足題意,故不共面;
同理,B,C中的三個向量也不共面;
D:若共面,則,即,
即,故存在滿足題意,則共面.
故選:D.
3.(2024·高二·北京·階段練習(xí))在空間直角坐標(biāo)系中,,,則 ( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】因為,,所以
故選:A
4.(2024·高二·天津西青·階段練習(xí))設(shè)點,,,若,則點的坐標(biāo)為( ).
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】設(shè)點B的坐標(biāo)為,則,
∵,∴,解得,
故選:C.
題型二:空間向量的直角坐標(biāo)運算
5.(2024·高二·內(nèi)蒙古呼倫貝爾·階段練習(xí))已知,則 .
【答案】
【解析】因為,
所以.
故答案為:.
6.(2024·高二·遼寧沈陽·期中)在空間直角坐標(biāo)系中,已知點,若四邊形為平行四邊形,則的值分別為 .
【答案】
【解析】,因為四邊形為平行四邊形,所以,所以,所以.
故答案為: .
題型三:空間向量的共線與共面
7.(2024·高二·浙江麗水·期末)向量,,若與共線,則 , .
【答案】 . 3.
【解析】分析:利用向量共線定理即可得出.
與共線,
∴存在實數(shù)使得:
, ,
故答案為 ,.
8.(2024·高二·山東濟(jì)寧·期末)若空間三點共線,則= ;=
【答案】 3 2
【解析】由題意得; ,
依題意可得,則,解得,
故答案為:3;2
9.(2024·高二·北京豐臺·期末)已知向量,,若與共線,則 .
【答案】
【解析】向量,,若與共線,
則有,解得.
故答案為:
10.(2024·高二·廣東·期末)已知向量與共線,則 .
【答案】15
【解析】由,得,解得.
故答案為:15
11.(2024·高二·河北石家莊·階段練習(xí))已知點A?B?C?D的坐標(biāo)分別為,且A,B,C,D四點共面,則 .
【答案】3
【解析】由題意,A,B,C,D四點共面
故,使得
又
故
解得
故答案為:3
題型四:空間向量模長坐標(biāo)表示
12.(2024·高二·廣東佛山·期末)在棱長為的正方體中,點是的中點.設(shè)在上的投影向量為,則( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】以點為坐標(biāo)原點,、、所在直線分別為、、軸建立如下圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
則A0,0,0、、、,
,,
由題意可知,,
所以,.
故選:C.
13.(2024·高二·全國·課后作業(yè))已知的頂點分別為,,,則AC邊上的高BD等于( ).
A.3B.4
C.5D.6
【答案】C
【解析】設(shè),
則,
,
因為,
所以,即,
解得,
所以,
所以,
故選:C
14.(2024·高二·福建泉州·期末)若,,,,,則的最小值為( )
A.1B.2C.3D.6
【答案】C
【解析】根據(jù)空間向量模的坐標(biāo)表示,由題中條件,得到,推出,配方整理,即可求出最小值.因為,,,,,
所以,則,即,
所以,
當(dāng)且僅當(dāng),即時,取得最小值,則的最小值為.
故選:C.
15.(2024·高二·全國·課后作業(yè))若,且與的夾角的余弦值為,則( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】由可得,
因為與的夾角的余弦值為,
所以==,解得,
∴=,
故選:C.
題型五:空間向量平行坐標(biāo)表示
16.(2024·高二·全國·課后作業(yè))已知兩平行直線的方向向量分別為,,則實數(shù)的值為( )
A.1B.3
C.1或3D.以上答案都不正確
【答案】C
【解析】由題意知.
因為,,
所以的充要條件是,
所以,
顯然符合題意,
當(dāng)時,由,得,
代入,得.
綜上,的值為1或3.
故選:C
17.(2024·高二·甘肅慶陽·期中)已知向量分別是直線的一個方向向量,若,則( )
A.-3B.-4C.3D.4
【答案】C
【解析】由,可得,
所以,解得,
所以.
故選:C.
18.(2024·高二·河南平頂山·階段練習(xí))已知,則下列向量中與平行的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】對于A,因為,所以A不正確;
對于B,因為,所以B正確;
對于C,因為,所以C不正確;
對于D,因為,所以D不正確.
故選:B.
19.(2024·高二·四川成都·階段練習(xí))已知,若,則實數(shù)等于( )
A.1B.2C.3D.4
【答案】B
【解析】由,得,又,且,
則,所以.
故選:B
題型六:空間向量垂直坐標(biāo)表示
20.(2024·高二·安徽馬鞍山·階段練習(xí))向量,,且,若,則實數(shù)的值為( )
A.B.C.或D.或
【答案】A
【解析】由向量,,
可得,
結(jié)合,,即,
得,結(jié)合,解得,則.
故選:A
21.(2024·高二·廣東茂名·期末)如圖,正三棱柱的棱長都是1,M是的中點,(),且,則( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】建立空間直角坐標(biāo)系如圖,
則,,,,,
設(shè),由,得,
所以,,,
所有,,
因為,,
所以,得.
故選:C.
22.(2024·高二·陜西銅川·階段練習(xí))已知,,空間向量與垂直,則的最大值為( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】依題意,,
而,,則,
因此,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,
所以當(dāng)時,取得最大值.
故選:D.
23.(2024·高二·江蘇淮安·階段練習(xí))向量,若,且,則的值為( )
A.或1B.1C.3或D.3或1
【答案】A
【解析】由,則,可得,
又,則,可得,
當(dāng),則;當(dāng),則;
所以的值為或1.
故選:A
24.(2024·高二·陜西渭南·期末)若點,,,,且,則( )
A.B.C.D.6
【答案】C
【解析】,
因為,所以,解得,
所以,
所以,
故選:C
題型七:空間向量夾角坐標(biāo)表示
25.(2024·高二·遼寧大連·階段練習(xí))已知,,則最大值為 .
【答案】
【解析】由題意可得:,
當(dāng)時,則,
因為,則,當(dāng)且僅當(dāng),即時等號成立,
所以;
當(dāng)時,;
綜上所述:的最大值為,
故答案為:.
26.(2024·高二·江蘇鹽城·期末)已知,,點在直線上運動,則的最大值為 .
【答案】
【解析】設(shè),
則,
所以,
既然求最大值,必有,令,
則
,
當(dāng),即時取等號,所以的最大值為.
故答案為:.
27.(2024·高二·吉林·階段練習(xí))在空間直角坐標(biāo)系中,向量滿足,且與向量的夾角的余弦值為,請寫出一個向量的坐標(biāo): .
【答案】(答案不唯一)
【解析】設(shè),由,得
則向量的一個坐標(biāo)為:.(答案不唯一,坐標(biāo)滿足即可)
故答案為:.(答案不唯一)
28.(2024·高二·安徽宿州·期中)空間直角坐標(biāo)系中,經(jīng)過點且法向量為的平面點法式方程為,經(jīng)過點且一個方向向量為的空間直線的方程為,閱讀上面的材料并解決下面問題:若空間直線的方程是,直線是兩個平面與的交線,則直線夾角為 .
【答案】/
【解析】由題意空間直線:的方向向量為,
直線是兩個平面與的交線,
所以直線上的點滿足,不妨設(shè),則,
所以,
所以直線的方程為,
從而直線:的方向向量為,
設(shè)直線夾角為,所以,
所以.
故答案為:.
29.(2024·高二·北京通州·期中)在空間直角坐標(biāo)系中,已知,,.則與的夾角的余弦值為 ;在的投影向量 .
【答案】 /0.5
【解析】因為,,,
所以,,
所以,
在的投影向量為.
故答案為:12;.
30.(2024·高二·上海奉賢·期中)如圖,為正方體,動點在對角線上,記.當(dāng)為鈍角時,的取值范圍為 .
【答案】
【解析】以為坐標(biāo)原點,所在直線分別為軸,建立空間直角坐標(biāo)系,不妨設(shè)正方體的棱長為1,
則;
,,
因為,所以,,
設(shè),則,
即,解得,所以,
則,,
,
與是異面直線,顯然不是平角,
則為鈍角,有,解得.
所以的取值范圍為.
故答案為:.
【重難點集訓(xùn)】
1.(2024·高二·山東煙臺·期末)已知空間向量,,若與垂直,則等于( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】因為,,
所以,
因為與垂直,
所以,
解得,
所以,
所以,
故選:B.
2.(2024·高二·湖南常德·階段練習(xí))已知向量的夾角為鈍角,則實數(shù)的取值范圍為( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】由,解得
當(dāng)共線時,由,即解得,
所以當(dāng)夾角為鈍角時,
故選:B
3.(2024·高二·福建三明·階段練習(xí))如圖,在長方體中,,,,點P是的中點,則點P的坐標(biāo)為( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】由題意,長方體中,,,,
可得,
因為點為的中點,由中點公式可得,點的坐標(biāo)為.
故選:A.
4.(2024·高二·河北張家口·開學(xué)考試)已知空間向量,,則向量在向量上的投影向量是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】因為,
則
故向量在向量上的投影向量是
故選:C.
5.(2024·高二·全國·隨堂練習(xí))已知分別是空間直角坐標(biāo)系中軸、軸、軸的正方向上的單位向量,且,則點的坐標(biāo)是( )
A.B.C.D.不確定
【答案】A
【解析】因為且是坐標(biāo)原點,
所以由空間直角坐標(biāo)系中點的坐標(biāo)的定義可知點的坐標(biāo)是.
故選:A.
6.(2024·全國·模擬預(yù)測)設(shè)三點在棱長為2的正方體的表面上,則的最小值為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】將正方體置于空間直角坐標(biāo)系中,且A在平面中,點和點的連線是一條體對角線.
設(shè),,,
和分別是點,在平面上的投影.
可得,,,
則
,
因為,
當(dāng)且僅當(dāng)點C為的中點時,等號成立,
可得,
所以,當(dāng),,且時等號成立.
故選:B
7.(2024·高二·全國·課后作業(yè))已知正方體不在同一表面上的兩個頂點,,則正方體的體積為( )
A.32B.64C.48D.
【答案】B
【解析】,
又因為,兩點不在同一表面上,
所以A,B兩點間的距離即為正方體的體對角線長.
設(shè)正方體的邊長為a,則,即,所以正方體的體積為64.
故選:B
8.(2024·高二·全國·課后作業(yè))點P在平面內(nèi)的直線上,點P到點的距離最小,則點P的坐標(biāo)為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】由已知可設(shè)點,
當(dāng)與平面內(nèi)的直線垂直時,最小,,
因為點在平面內(nèi)的直線上,所以位該直線的一個方向向量,
當(dāng)最小時,,
即,
此時
所以當(dāng)時,取最小值,此時點.
故選:C.
9.(多選題)(2024·高二·安徽馬鞍山·階段練習(xí))已知向量,,,則( )
A.B.
C.D.
【答案】BD
【解析】對于A,,故,故A錯誤;
對于B,,
,故B正確;
對于C,,故,故C錯誤;
對于D,,故,故D正確.
故選:BD
10.(多選題)(2024·高一·吉林通化·期末)已知向量,則下列結(jié)論正確的是( )
A.若,則B.若,則
C.的最小值為D.的最大值為4
【答案】AC
【解析】對于A,若,且,
則存在唯一實數(shù)使得,即,
則,解得,故A正確;
對于B,若,則,即,
化簡得,因為,所以無實數(shù)解,故B錯誤;
對于CD,,故當(dāng)時,取得最小值為,無最大值,故C正確,D錯誤.
故選:AC.
11.(多選題)(2024·高二·福建龍巖·期中)如圖,正方體的棱長等于2,K為正方形的中心,M,N分別為棱,的中點.下列結(jié)論正確的有( )
A.B.
C.D.的面積為
【答案】ACD
【解析】以點E為坐標(biāo)原點,所在直線分別為x,y,z軸建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
則,,,,,,
,,,,.
A:,,,
,A正確.
B:,B錯誤.
C:,C正確.
D:因為,則,所以,
,,
所以的面積,D正確.
故選:ACD.
12.(2024·高一·陜西寶雞·期末)已知,,點在軸上,且,則點的坐標(biāo)為 .
【答案】
【解析】設(shè)點P的坐標(biāo)為,
依題意得,解得,
所以點P的坐標(biāo)為.
故答案為:
13.(2024·高二·江蘇徐州·階段練習(xí))如圖,在空間直角坐標(biāo)系中,,原點是的中點,點,點在平面內(nèi),且,,則的長為 .
【答案】
【解析】過點作,垂足于點,如圖所示:
因為,,所以.
又,.
因為,,
所以,
則的長為.
故答案為:.
14.(2024·高三·北京海淀·開學(xué)考試)在棱長為的正方體中,點分別為棱的中點. 點為正方體表面上的動點,滿足. 給出下列四個結(jié)論:
①線段長度的最大值為;
②存在點,使得;
③存在點,使得;
④是等腰三角形.
其中,所有正確結(jié)論的序號是 .
【答案】①③④
【解析】如圖,建立空間直角坐標(biāo)系,
則,
對①,由正方體性質(zhì)知當(dāng)P在時,線段長度的最大值為,
此時,,
所以,即滿足,故①正確;
對②,取正方形的中心M,連接,易知,
所以四邊形為平行四邊形,所以,故運動到處時,,
此時,,,即不滿足,
綜上不存在點,使得,故②錯誤;
對③,設(shè),則,,若存在,
由,可得方程組,
化簡可得,解得 ,
顯然當(dāng)時滿足題意,
即存在點,使得,故③正確;
對④,設(shè),若,
則,化簡可得,
由③知時可得,所以不妨取,
此時在正方體表面上,滿足題意,故④正確.
故答案為:①③④
15.(2024·高二·安徽馬鞍山·階段練習(xí))如圖,在正四棱錐中,底面是邊長為的正方形,與的交于點,,是邊上靠近的三等分點.
(1)設(shè),,,用,,表示向量;
(2)在如圖的空間直角坐標(biāo)系中,求向量的坐標(biāo).
【解析】(1)依題意,,,,,,
.
(2)依題意,點,
,,,
.
16.(2024·高二·安徽馬鞍山·階段練習(xí))已知空間三點,,.
(1)求的面積;
(2)若向量,且,求向量的坐標(biāo).
【解析】(1)設(shè)向量的夾角為,
由空間三點,,,可得,,
,,
可得,
因為,所以,
所以三角形的面積為.
(2)因為,所以,其中,
因為,可得,即,
所以,
即或.
17.(2024·高二·全國·課堂例題)已知點,,如圖,以的方向為正向,在直線上建立一條數(shù)軸,,為軸上的兩點,且分別滿足條件:(1);(2).求點和點的坐標(biāo).
【解析】(1)由已知,得,
即,.
設(shè)點坐標(biāo)為,則上式用坐標(biāo)表示,
得,
即,,.
因此,點的坐標(biāo)是.
(2)因為,
所以,
即,.
設(shè)點的坐標(biāo)為,則上式用坐標(biāo)表示,
得,
即,,.
因此,點的坐標(biāo)是.
18.(2024·高三·全國·專題練習(xí))如圖,在正三棱柱中,,,是的中點,,點在上,且.是否存在實數(shù),使四點共面?若存在,求的值;若不存在,請說明理由;
【解析】假設(shè)存在實數(shù),使四點共面.
由正三棱柱的性質(zhì)可知為正三角形,取的中點,連接,則.
又平面平面,平面平面,平面,
所以平面.
故以為坐標(biāo)原點,所在直線分別為軸,
在平面內(nèi),以過點且垂直于的直線為軸,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
則,,,,,,,
則,,,.
因為,
所以.
若四點共面,則存在滿足,
又,所以,解得,
故存在實數(shù),使四點共面.
19.(2024·高二·全國·課后作業(yè))如圖,在棱長為1的正方體中,以正方體的三條棱所在直線為軸建立空間直角坐標(biāo)系.
(1)若點P在線段上,且滿足,試寫出點P的坐標(biāo),并寫出點P關(guān)于y軸的對稱點的坐標(biāo);
(2)在線段上找一點M,使得點M到點P的距離最小,求出點M的坐標(biāo).
【解析】(1)因為,所以,又,設(shè),
則,解得,所以點P的坐標(biāo)為,
故點P關(guān)于y軸的對稱點的坐標(biāo)為.
(2)由得,
故設(shè)線段上一點M的坐標(biāo)為,,
則有,
當(dāng)時,最小,所以點M的坐標(biāo)為.
【高考真題】
1.(2024年上海秋季高考數(shù)學(xué)真題)定義一個集合,集合中的元素是空間內(nèi)的點集,任取,存在不全為0的實數(shù),使得.已知,則的充分條件是( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】由題意知這三個向量共面,即這三個向量不能構(gòu)成空間的一個基底,
對A,由空間直角坐標(biāo)系易知三個向量共面,則當(dāng)無法推出,故A錯誤;
對B,由空間直角坐標(biāo)系易知三個向量共面,則當(dāng)無法推出,故B錯誤;
對C, 由空間直角坐標(biāo)系易知三個向量不共面,可構(gòu)成空間的一個基底,
則由能推出,
對D,由空間直角坐標(biāo)系易知三個向量共面,
則當(dāng)無法推出,故D錯誤.
故選:C.
2.(2017年普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試數(shù)學(xué)(上海卷))如圖,以長方體的頂點為坐標(biāo)原點,過的三條棱所在的直線為坐標(biāo)軸,建立空間直角坐標(biāo)系,若的坐標(biāo)為,則的坐標(biāo)為
【答案】
【解析】 過的三條棱所在直線為坐標(biāo)軸,建立空間直角坐標(biāo)系,
因為的坐標(biāo)為,所以,
所以.
3.(2010年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試(廣東A卷)數(shù)學(xué)(理科))若向量=(1,1,x),=(1,2,1),=(1,1,1)滿足條件,則x= .
【答案】
【解析】
,解得
故答案為:
4.(2008年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試?yán)砜茢?shù)學(xué)(寧夏卷))已知向量,且,則 .
【答案】3
【解析】因為,
所以,
可得,
因為,解得,故答案為3.
5.(2000年普通高等學(xué)校招生考試數(shù)學(xué)(文)試題(新課程卷))如圖,直三棱柱,底面中,,,,M、N分別是、的中點.
(1)求的長;
(2)求的值;
(3)求證:.
【解析】(1)建立如圖所示空間直角坐標(biāo)系:
,
則,
所以,
則;
(2)由(1)知,
所以,
則,
所以;
(3)由(1)知,
所以,
則,
所以.
6.(2008年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試數(shù)學(xué)試題(江蘇卷))記動點P是棱長為1的正方體的對角線上一點,記.當(dāng)為鈍角時,求的取值范圍.
【解析】建構(gòu)如圖所示空間直角坐標(biāo)系,設(shè)正方體的棱長為1,則相關(guān)點的坐標(biāo)分別為:???,則.
由,得,
而;
又.
由,
化簡得,解得.
這是一份高中數(shù)學(xué)人教A版 (2019)選擇性必修 第一冊1.1 空間向量及其運算當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測題,共32頁。
這是一份數(shù)學(xué)選擇性必修 第一冊第一章 空間向量與立體幾何1.4 空間向量的應(yīng)用課堂檢測,共69頁。
這是一份數(shù)學(xué)2.1 直線的傾斜角與斜率課后測評,共24頁。
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