- 空间直角坐标系
- 共468题
若实数x,y,z满足x+2y+3z=a(a为常数),则x2+y2+z2的最小值为______.
正确答案
∵(x2+y2+z2)(12+22+32)≥(x+2y+3z)2=a2,…(5分)
∴(x2+y2+z2)≥,当且仅当 x=
=
时取等号,…(8分)
则x2+y2+z2的最小值为.…(10分)
故答案为:.
已知空间直角坐标系O-xyz中的点A(1,1,1),平面α过点A且与直线OA垂直,动点P(x,y,z)是平面α内的任一点.
(1)求点P的坐标满足的条件;
(2)求平面α与坐标平面围成的几何体的体积.
正确答案
(1)因为OA⊥α,所以OA⊥AP,
由勾股定理可得:|OA|2+|AP|2=|OP|2,
即3+(x-1)2+(y-1)2+(z-1)2=x2+y2+z2,化简得:x+y+z=3.
(2)设平面α与x轴、y轴、z轴的点分别为M、N、H,
则M(3,0,0)、N(0,3,0)、H(0,0,3).
所以|MN|=|NH|=|MH|=3,
所以等边三角形MNH的面积为:×(3
)2=
.
又|OA|=,故三棱锥0-MNH的体积为:
×
×
=
.
已知定点、
,动点
,且满足
、
、
成等差数列.
(1)求点的轨迹
的方程;
(2)若曲线的方程为
,过点
的直线
与曲线
相切,
求直线被曲线
截得的线段长的最小值.
正确答案
(1):(2)
.
试题分析:(1)利用题中的条件得到椭圆的定义,求出椭圆的实轴长与焦距,然后利用、
、
之间的关
系求出的值,从而确定点
的轨迹
的方程;(2)先设直线
的方程为
,利用直线
与圆
相切,结合确定
和
之间的等量关系,然后联立直线与椭圆
的方程,求出交点的坐标,利用两点
间的距离公式求出弦长的表达式,利用换元法将弦长表达式进行化简,并利用函数单调性求出弦长的最小
值.
(1)由、
,
,
根据椭圆定义知的轨迹为以
、
为焦点的椭圆,
其长轴,焦距
,短半轴
,故
的方程为
.
(2)过点与
轴垂直的直线不与圆
相切,故可设
:
,
由直线与曲线
相切得
,化简得
,
,
由,解得
,
联立,消去
整理得
,
直线被曲线
截得的线段一端点为
,设另一端点为
,
解方程可得,
有,
令,则
,
,
考查函数的性质知
在区间
上是增函数,
所以时,
取最大值
,从而
.
已知中,
,它所在平面外一点
到
三个顶点的距离都是14,那么
到平面
的距离是 .
正确答案
7
略
定义点到直线
的有向距离为
.已知点
到直线
的有向距离分别是
,给出以下命题:
①若,则直线
与直线
平行;②若
,则直线
与直线
平行;
③若,则直线
与直线
垂直;④若
,则直线
与直线
相交;其中正确命题的序号是 .
正确答案
④
特别地:当时,命题①②③均不正确,当
时,
在直线的异侧,故命题④正确
在平面直角坐标系中,定义点、
之间的“直角距离”为
若
到点
、
的“直角距离”相等,其中实
数、
满足
、
,则所有满足条件的点
的轨迹的长度之和为 .
正确答案
:由条件得 ①
当时,①化为
,无解;当
时,①化为
,无解;
当时,①化为
②若
,则
,线段长度为1;若
,则
,线段长度为
;若
,则
,线段长度为4.综上可知,点
的轨迹的构成的线段长度之和为
.
在直三棱柱中,
,
,求:
(1)异面直线与
所成角的大小;
(2)直线到平面
的距离.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)求异面直线所成的角,就是根据定义作出这个角,当然异面直线的平移,一般是过其中一条上的一点作另一条的平行线,特别是在基本几何体中,要充分利用几何体中的平行关系寻找平行线,然后在三角形中求解,本题中∥
,
就是我们要求的角(或其补角);(2)直线
到平面
的距离等于直线
上的任一点(如
)到平面
的距离,而点
到平面
的距离可以看作是三棱锥
底面
上的高,这样可以用体积法求出这个距离,下面关键就是看三棱锥
的体积能否很快求出,事实上本题中三棱锥
的体积是三棱柱体积的
,因此高(距离)易求.
试题解析:(1)因为,所以
(或其补角)是异面直线
与
所成角. 1分
因为,
,所以
平面
,所以
. 3分
在中,
,所以
5分
所以异面直线与
所成角的大小为
. 6分
(2)因为//平面
所以到平面
的距离等于
到平面
的距离 8分
设到平面
的距离为
,
因为,所以
10分
可得 11分
直线与平面
的距离为
. 12分
如图,在四棱锥P ABCD中,侧面PAD⊥底面ABCD,侧棱,
,底面
为直角梯形,其中BC∥AD, AB⊥AD,
,O为AD中点.
(1)求直线与平面
所成角的余弦值;
(2)求点到平面
的距离;
(3)线段上是否存在一点
,使得二面角
的余弦值为
?若存在,求出
的值;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)与平面
所成角的余弦值为
;(2)
点到平面
的距离
;(3)存在,
.
试题分析: 思路一、由PA="PD," O为AD中点,侧面PAD⊥底面ABCD,可得PO⊥平面ABCD.
又在直角梯形中,易得
所以可以
为坐标原点,
为
轴,
为
轴,
为
轴建立空间直角坐标系,然后利用空间向量求解. 思路二、(1)易得
平面
,所以
即为所求.(2)由于
,从而
平面
,所以可转化为求点
到平面
.(3)假设存在,过Q作
,垂足为
,过
作
,垂足为M,则
即为二面角
的平面角.设
,利用
求出
,若
,则存在,否则就不存在.
试题解析:(1) 在△PAD中PA="PD," O为AD中点,所以PO⊥AD,
又侧面PAD⊥底面ABCD, 平面平面ABCD="AD,"
平面PAD,
所以PO⊥平面ABCD.
又在直角梯形中,易得
;
所以以为坐标原点,
为
轴,
为
轴,
为
轴建立空间直角坐标系.
则,
,
,
;
,易证:
,
所以平面
的法向量,
所以与平面
所成角的余弦值为
.4分
(2),设平面PDC的法向量为
,
则,取
得
点到平面
的距离
.8分
(3)假设存在,且设.
因为
所以,
设平面CAQ的法向量中,则
取,得
.
平面CAD的一个法向量为,
因为二面角Q OC D的余弦值为,所以
.
整理化简得:或
(舍去),
所以存在,且 13分
设三棱锥P—ABC的顶点P在底面ABC内射影O(在△ABC内部,即过P作PO⊥底面ABC,交于O),且到三个侧面的距离相等,则O是△ABC的( )
正确答案
已知点A(-3,1,4),则点A关于原点的对称点的坐标是()
正确答案
扫码查看完整答案与解析