- 空间向量与立体几何
- 共9778题
已知向量a=(m,n),b=(p,q),定义a⊗b=mn-pq.给出下列四个结论:①a⊗a=0;②a⊗b=b⊗a;③(a+b)⊗a=a⊗a+b⊗a;④(a⊗b)2+(a·b)2=(m2+q2)·(n2+p2).
其中正确的结论是________.(写出所有正确结论的序号)
正确答案
①④
对于①,a⊗a=mn-mn=0,所以①正确;对于②,a⊗b=mn-pq,b⊗a=pq-mn,故②不一定正确;对于③,(a+b)⊗a=(m+p)(n+q)-mn,a⊗a+b⊗a=0+pq-mn,所以③不一定正确;对于④,(a⊗b)2+(a·b)2=(mn-pq)2+(mp+nq)2=(m2+q2)·(n2+p2),故④正确.
已知,则
的最小值是_______________.
正确答案
,当
时,有最小值为
.
如图,已知平行六面体。
(I)若为
的重心,
,设
,用向量
表示向量
;
(II)若平行六面体各棱长相等且
平面
,
为
中点,
,求证;
平面
。
正确答案
见解析
已知向量与
平行,则
= .
正确答案
本题考查向量的平行条件
由向量与
平行得
,解得
所以
评注:若空间两个向量互相平行,则其坐标对应成比例.
空间坐标系中,给定两点A、B
,满足条件|PA|=|PB|的动点P的轨迹方程是 .(即P点的坐标x、y、z间的关系式)
正确答案
x+4y+z=3
设,因为
,所以
,化简可得
,即
如图:已知三棱锥中,
面
,
,
,
为
上一点,
,
分别为
的中点.
(1)证明:.
(2)求面与面
所成的锐二面角的余弦值.
(3)在线段(包括端点)上是否存在一点
,使
平面
?若存在,确定
的位置;若不存在,说明理由.
正确答案
(1)如图建立空间直角坐标系:则
(2)面的法向量为
面
的法向量为
设面与面
所成的锐二面角为
,则
(3)若假设在线段上存在一点
,且
,使
平面
,则有
∥
∥
,
满足
.
在线段
上存在一点
,使
平面
,此时
点与
点重合.
略
如右图所示,ABCD-A1B1C1D1是正四棱柱,侧棱长为1,底面边长为2,E是棱BC的中点.
(1)求证:BD1∥平面C1DE;
(2)求三棱锥D-D1BC的体积
正确答案
(1)证明:连接D1C交DC1于F,连结EF.
∵ABCD—A1B1C1D1为正四棱柱,
∴四边形DCC1D1为矩形,
∴F为D1C中点.
在△CD1B中,∵E为BC中点,∴EF∥D1B.
又∵D1B⊄面C1DE,EF⊂面C1DE,∴BD1∥平面C1DE.
(2)连结BD,VD-D1BC=VD1-DBC,∵AC′是正四棱柱,
∴D1D⊥面DBC.
∵DC=BC=2,∴S△BCD=×2×2=2.
VD1-DBC=·S△BCD·D1D=×2×1=.
∴三棱锥D-D1BC的体积为.
略
如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为a,点E为AA1的中点,在对角面BB1D1D上取一点M,使AM+ME最小,其最小值为_____
正确答案
a
略
在空间直角坐标系中,点的距离是___________.
正确答案
略
在空间直角坐标系中,已知点A(1,0,2),B(1,—3,1),点M在y轴上,且M到A与到B的距离相等,则M的坐标是 。
正确答案
(0,—1,0)
试题分析:设,由
,可得
,故
.
点评:本题考查空间两点间的距离公式,空间两点的距离公式和平面中的两点距离公式相比较记忆,利于知识的系统化,属基础题.
已知平面向量不共线,且两两之间的夹角都相等,若
,则
与
的夹角是 ▲ .
正确答案
依题意可得之间的夹角都为
,则
,所以
,故
。设
与
的夹角为
,则
,故
若空间三点共线,则
=
=
正确答案
p=3,q=2
;因为A、B、C三点共线,所以
即;则
解得
已知向量.
(1)若,求向量
的夹角;
(2)已知,且
,当
时,求x的值并求
的值域.
正确答案
(1)(2)
(1)=
=
==
(2)=
=
==
由,得
+s-5
当, 即
时,
已知、
,当
取最小值时,
的值为___________.
正确答案
略
如图,在四棱锥中,
底面
,
,
,
,
是
的中点.
(Ⅰ)证明:;
(Ⅱ)证明:平面
;
(Ⅲ)求二面角的正切值
正确答案
(Ⅰ)证明:在四棱锥中,因
底面
,
平面
,故
.
,
平面
.
而平面
,
.…………………………………………(4分)
(Ⅱ)证明:由,
,可得
.
是
的中点,
.由(Ⅰ)知,
,且
,所以
平面
.而
平面
,
.
底面
在底面
内的射影是
,
,
.
又,综上得
平面
.………………………………(8分)
(Ⅲ)解法一:过点作
,垂足为
,连结
.则(Ⅱ)知,
平面
,
在平面
内的射影是
,则
.因此
是二面角
的平面角.由已知,得
.设
,
可得.
在中,
,
,
则.
在中,
.所以二面角
的正切值为
.
(I)证明:即可.
(II)分别证明:即可.
(III)可以利用空间向量的知识直接求,也可以直接根据三垂线定理作出二面角的平面角解三角形即可
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