《(江蘇專用)高考數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí) 第八篇《第50講 立體幾何中的向量方法(1)——證明平行與垂直 》理(含解析) 蘇教版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(江蘇專用)高考數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí) 第八篇《第50講 立體幾何中的向量方法(1)——證明平行與垂直 》理(含解析) 蘇教版(8頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 A級基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)演練(時間:45分鐘滿分:80分)一、填空題(每小題5分,共35分)1若直線l1,l2的方向向量分別為a(2,4,4),b(6,9,6),則l1與l2的關(guān)系是_(填“垂直”“平行”)答案垂直2已知a(1,1,1),b(0,2,1),cmanb(4,4,1)若c與a及b都垂直,則m,n的值分別為_解析由已知得c(m4,m2n4,mn1),故ac3mn10,bcm5n90.解得答案1,23已知a,b滿足ab,則等于_解析由,可知.答案4若直線l的方向向量為a,平面的法向量為n,在下列四組向量中能使l的是_(填序號)a(1,0,0),n(2,0,0)a(1,3,5),n(1,0,1)a
2、(0,2,1),n(1,0,1)a(1,1,3),n(0,3,1)解析若l,則an0.而中an2,中an156,中an1,只有選項(xiàng)中an330.答案5正方體ABCDA1B1C1D1的棱長為a,點(diǎn)M在AC1上且,N為B1B的中點(diǎn),則|為_解析以D為原點(diǎn)建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系Dxyz,則A(a,0,0),C1(0,a,a),N.設(shè)M(x,y,z),點(diǎn)M在AC1上且,(xa,y,z)(x,ay,az),xa,y,z.得M,| a.答案a6如圖所示,PD垂直于正方形ABCD所在平面,AB2,E為PB的中點(diǎn),cos ,若以DA,DC,DP所在直線分別為x,y,z軸建立空間直角坐標(biāo)系,則點(diǎn)E的坐標(biāo)為
3、_解析設(shè)PDa,則A(2,0,0),B(2,2,0),P(0,0,a),E,(0,0,a),由cos,a ,a2.E的坐標(biāo)為(1,1,1)答案(1,1,1)7已知向量a(1,2,3),b(1,1,1),則向量a在向量b方向上的投影為_解析ba(1,1,1)(1,2,3),則a在向量b上的投影為.答案二、解答題(每題15分,共45分)8已知:a(x,4,1),b(2,y,1),c(3,2,z),ab,bc,求:(1)a,b,c;(2)(ac)與(bc)夾角的余弦值解(1)因?yàn)閍b,所以,解得x2,y4,這時a(2,4,1),b(2,4,1)又因?yàn)閎c,所以bc0,即68z0,解得z2,于是c(3
4、,2,2)(2)由(1)得ac(5,2,3),bc(1,6,1),設(shè)(ac)與(bc)夾角為,因此cos .9已知正方體ABCD-A1B1C1D1中,M、N分別為BB1、C1D1的中點(diǎn),建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,求平面AMN的一個法向量解以D為原點(diǎn),DA、DC、DD1所在直線為坐標(biāo)軸建立空間直角坐標(biāo)系(如圖所示)設(shè)正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長為1,則A(1,0,0),M,N.,.設(shè)平面AMN的一個法向量為n(x,y,z)令y2,x3,z4.n(3,2,4)10在底面是菱形的四棱錐PABCD中,ABC60,PAACa,PBPDa,點(diǎn)E在PD上,且PEDE21. (1)證明:PA平面ABCD;(
5、2)在棱PC上是否存在一點(diǎn)F,使BF平面AEC?證明你的結(jié)論(1)證明底面是菱形,ABC60,ABADACa,在PAB中,由PA2AB22a2PB2,知PAAB.同理,PAAD,PA平面ABCD.(2)解以A為坐標(biāo)原點(diǎn),直線AD、AP分別為y軸、z軸,過A點(diǎn)垂直于平面PAD的直線為x軸,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系由題設(shè)條件知,相關(guān)各點(diǎn)的坐標(biāo)分別為A(0,0,0),B,C,D(0,a,0),P(0,0,a),E.A,A,A,P,B.設(shè)點(diǎn)F是棱PC上的點(diǎn),且BF平面AEC,P,其中01,則BBP.令B1A2A,得即解得 B級綜合創(chuàng)新備選 (時間:30分鐘滿分:60分)一、填空題(每小題5分,共3
6、0分)1如圖,正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長為1,E、F分別是棱BC、DD1上的點(diǎn),如果 B1E平面ABF,則CE與DF的和的值為_ 解析以D1A1、D1C1、D1D分別為x,y,z軸建立空間直角坐標(biāo)系,設(shè)CEx,DFy,則易知E(x,1,1),B1(1,1,0),(x1,0,1),又F(0,0,1y),B(1,1,1),F(xiàn)(1,1,y),由于AB1E,又因?yàn)锽1E平面ABF,只需F(1,1,y)(x1,0,1)0xy1.答案12已知空間三點(diǎn)A(0,2,3),B(2,1,6),C(1,1,5)若|a|,且a分別與,垂直,則向量a_.解析由已知條件(2,1,3),(1,3,2),可觀察出
7、a(1,1,1)答案(1,1,1)3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_解析|a|3,|b|3,ab22(1)2214,cosa,b,sina,b,S平行四邊形|a|b|sina,b.答案4已知e1、e2、e3為不共面向量,若ae1e2e3,be1e2e3,ce1e2e3,de12e23e3,且dxaybzc,則x、y、z分別為_解析由dxaybzc得e12e23e3(xyz)e1(xyz)e2(xyz)e3,解得:答案,15在正方體ABCDA1B1C1D1中,E是棱DD1的中點(diǎn)在棱C1D1上存在一點(diǎn)F,使B1F平面A1BE,此時_.答案16在直三棱柱
8、ABCA1B1C1中,ACB90,BAC30,BC1,A1A,M是CC1的中點(diǎn),則A1B與AM的位置關(guān)系是_(填“垂直”或“不垂直”)答案垂直二、解答題(每小題15分,共30分)7如圖,已知ABCDA1B1C1D1是棱長為3的正方體,點(diǎn)E在AA1上,點(diǎn)F在CC1上,且AEFC11. (1)求證:E,B,F(xiàn),D1四點(diǎn)共面;(2)若點(diǎn)G在BC上,BG,點(diǎn)M在BB1上,GMBF,垂足為H,求證:EM面BCC1B1.證明(1)建立如圖所示的坐標(biāo)系,則(3,0,1),(0,3,2),(3,3,3)所以,故、共面又它們有公共點(diǎn)B,所以E、B、F、D1四點(diǎn)共面(2)如圖,設(shè)M(0,0,z),則,而(0,3,
9、2),由題設(shè)得3z20,得z1.因?yàn)镸(0,0,1),E(3,0,1),所以(3,0,0)又(0,0,3),(0,3,0),所以0,0,從而MEBB1,MEBC.又BB1BCB,故ME平面BCC1B1.8如圖所示,已知正方形ABCD和矩形ACEF所在的平面互相垂直,AB,AF1,M是線段EF的中點(diǎn)求證:(1)AM平面BDE;(2)AM平面BDF.證明(1)建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,設(shè)ACBDN,連接NE.則點(diǎn)N、E的坐標(biāo)分別為、(0,0,1).又點(diǎn)A、M的坐標(biāo)分別是(,0)、.且NE與AM不共線NEAM.又NE平面BDE,AM平面BDE,AM平面BDE.(2)由(1)知,D(,0,0),F(xiàn)(,1),(0,1)0,AMDF.同理AMBF.又DFBFF,AM平面BDF.