- 空间向量与立体几何
- 共9778题
如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为AB与BB1的中点,
(Ⅰ)求证:EF⊥平面A1D1B ;
(Ⅱ)求二面角F-DE-C大小.
正确答案
(1) 以D为原点,分别以DA、DC、DD1所在直线为X、Y、Z轴,建立空间直角坐标系(如图所示),设正方体ABCD-A1B1C1D1棱长为2,则E(2,1,0),F(2,2,1),
(2) A1(2,0,2),D1(0,0,2),B(2,2,0);=(0,1,1),
=(-2,0,0),
=(0,2,-2).
由•
=0,
•
="0" ,可得 EF⊥A1D1,
EF⊥A1B,∴EF⊥平面A1D1B
(2)平面CDE的法向量为=(0,0,2),设平面DEF的法向量为
=(x,y,z),由
•
=0,
•
="0" ,解得2 x=" -" y=z,
可取 =(1,-2,2),设二面角F-DE-C大小为θ,
∴cosθ==
=
,
即二面角F—DE—C大小为rccos
略
在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,BC=B1B=1,M、N分别是AD、DC的中点.
(1)求证:MN//A1C1;
(2)求:异面直线MN与BC1所成角的余弦值.
正确答案
(1)连结AC,M、N分别为AD、DC中点
MN//AC且AC//A1C1,AC=A1C1
MN// A1C1
(2)连结A1B,由(1)知A1C1B为所求角
A1B=A1C1=
,BC1=
由余弦定理得
A1C1B=
=
略
过点P(2,3)且以=(1,3)为方向向量的直线l的方程为______.
正确答案
设直线l的另一个方向向量为=(1,k),其中k是直线的斜率
可得=(1,3)与
=(1,k)互相平行
∴=
⇒k=3,
所以直线l的点斜式方程为:y-3=3(x-2)
化成一般式:3x-y-3=0
故答案为:3x-y-3=0.
设定义域为[x1,x2]的函数y=f(x)的图象为C,图象的两个端点分别为A、B,点O为坐标原点,点M是C上任意一点,向量=(x1,y1),
=(x2,y2),
=(x,y),满足x=λx1+(1-λ)x2(0<λ<1),又有向量
=λ
+(1-λ)
,现定义“函数y=f(x)在[x1,x2]上可在标准k下线性近似”是指|
|≤k恒成立,其中k>0,k为常数.根据上面的表述,给出下列结论:
①A、B、N三点共线;
②直线MN的方向向量可以为=(0,1);
③“函数y=5x2在[0,1]上可在标准1下线性近似”;
④“函数y=5x2在[0,1]上可在标准下线性近似”.
其中所有正确结论的番号为______.
正确答案
由=λ
+(1-λ)
,得
-
=λ(
-
),即
=λ
故①成立;
∵向量=(x1,y1),
=(x2,y2),向量
=λ
+(1-λ)
,
∴向量的横坐标为λx1+(1-λ)x2(0<λ<1),
∵=(x,y),满足x=λx1+(1-λ)x2(0<λ<1),
∴MN∥y轴
∴直线MN的方向向量可以为=(0,1),故②成立
对于函数y=5x2在[0,1]上,易得A(0,0),B(1,5),
所以M(1-λ,5(1-λ)2),N(1-λ,5(1-λ)),
从而||=
=
≤
,
故函数y=5x2在[0,1]上可在标准下线性近似”,故④成立,③不成立,
故答案为:①②④
两不重合直线l1和l2的方向向量分别为=(1,0,-1),
=(-2,0,2),则l1与l2的位置关系是______.
正确答案
∵直线l1和l2的方向向量分别为=(1,0,-1),
=(-2,0,2),
∴=-2
,
即∥
,
∴l1与l2的位置关系平行.
故答案为:平行.
长方体中,
(1)求直线所成角;
(2)求直线所成角的正弦.
正确答案
(1)直线所成角为90°;(2)
。
试题分析:以D为原点建系 1分
(1) 3分
直线所成角为90° 5分
(2) 7分
9分
所求角的正弦值为 10分
点评:典型题,立体几何题,是高考必考内容,往往涉及垂直关系、平行关系、角、距离、体积的计算。在计算问题中,有“几何法”和“向量法”。利用几何法,要遵循“一作、二证、三计算”的步骤,利用空间向量,省去繁琐的证明,也是解决立体几何问题的一个基本思路。注意运用转化与化归思想,将空间问题转化成平面问题。
若,
,
是平面
内的三点,设平面
的法向量
,则
______________
正确答案
解:
已知等差数列{an}的前n次和为sn,且S2=10,S5=55,则过点P(n,an)和Q(n+2,an+2)(n∈-N*)的直线方向向量的坐标可以是______.
正确答案
∵等差数列{an}的前n项和为Sn,且S2=10,S5=55,
∴a1+a2=10,a3=11,
∴a1=3,d=4,
∴an=4n-1
an+2=4n+7,
∴P(n,4n-1),Q(n+2,4n+7)
∴直线PQ的斜率是 =4,
∴过点P(n,an)和Q(n+2,an+2)(n∈-N*)的直线方向向量的坐标可以是(1,4)
故答案为:(1,4)
直线ax+2y+3=0和直线2x+ay-1=0具有相同的法向量,则a=( )。
正确答案
直线ax+2y+3=0和直线2x+ay-1=0具有相同的方向向量,则a=______.
正确答案
∵直线ax+2y+3=0和直线2x+ay-1=0具有相同的方向向量
∴两条直线互相平行,可得=
≠
,解之得a=±2
故答案为:±2
在空间直角坐标系中,点M的坐标是(4,7,6),则点M关于y轴的对称点在坐标平面xOz上的射影的坐标为( )
正确答案
已知动点P的竖坐标为0,则动点P的轨迹是( )
正确答案
已知△ABC的三个顶点为A(3,3,2),B(4,-3,7),C(0,5,1),则BC边上的中线长为 ()
正确答案
已知二面角α-l-β的大小为50°,P为空间中任意一点,则过点P且与平面α和平面β所成的角都是25°的直线的条数为( )
正确答案
空间直角坐标系中,A(1,2,3),B(-l,1,2),以F四点中,在直线AB上的是( )
正确答案
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