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高中数学一轮复习 第6讲 空间向量及其运算

高中数学一轮复习 第6讲 空间向量及其运算
高中数学一轮复习 第6讲 空间向量及其运算

随堂演练巩固

1.设命题p :a ,b ,c 是三个非零向量;命题q :{a ,b ,c }为空间的一个基底,则命题p 是命题q 的 A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 【答案】B

【解析】:只有不共面的三个非零向量才能作为空间的一个基底.

2.如图所示,长方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,AC 与BD 的交点为M ,设11B A =a ,11A D =b ,A A 1 =c ,则

下列向量中与M B 1相等的向量是

A.-21a +21

b +c

B.21a +21

b +

c C.21a -21

b +

c D.-21a -2

1

b +c

【答案】A

【解析】M B 1 =B B 1+BM =A A 1+ 2

1

(11D A -11B A ) =c +

21(b -a )=-21a +2

1

b +

c . 3.下面几项中,代表与向量a =(1,-3,2)平行的一个向量的坐标的是()

A.( 1

3

,1,1)

B.(-1,-3,2)

C.(- 1,3

2

,-1) 22)

【答案】 C

【解析】 由题意可知-12a =(-12,3

2

,-1).故选C.

4.在平行六面体ABCD —A ′B ′C ′D ′中,设AC =x +2y +3z CC ,则x +y +z 的值为

A.611

B.

65 C.3

2

D.6

7 【答案】A

【解析】∵在平行六面体中, AC =++CC ,

又'AC =x AB +2y BC +3z 'CC ,

∴?????===.13,12,1z y x ∴??

?

?

?

?

???

===,31,21,

1z y x ∴x +y +z =611.

5.已知点A (-3,5,-2),a =(-1,1,1),在yOz 面上找一点B ,使得AB ∥a ,则点B 的坐标为

__________.

【答案】(0,2,-5)

【解析】设B (0,y ,z ),则AB =(3,y -5,z +2). ∵AB ∥a ,∴存在一个实数λ,使得AB =λa , 即(3,y -5,z +2)=λ(-1,1,1),

∴??

?

??=+=--=.2,5,3λλλz y 解得λ=-3,y =2,z =-5. ∴点B 的坐标为(0,2,-5). 课后作业夯基 基础巩固

1.在平行六面体ABCD —A ′B ′C ′D ′中,向量'AB 、'AD 、BD 是 A.有相同起点的向量 B.等长的向量 C.共面向量 D.不共面向量 【答案】C

【解析】∵'AD -'AB =''D B =BD ,∴'AB 、'AD 、BD 共面. 2.下面几项中,代表与向量a =(1,-1,-2)垂直的一个向量的坐标的是() A.(

1

3

,1,1) B.(-1,-3,2)

C.(-

12,3

2

,-1) D.( 2,-3,-22)

【答案】 C

【解析】 由两向量垂直的充要条件可得.

3.已知空间四边形ABCD 中,G 为CD 的中点,则AB +1

2

(BD +BC )等于()

A. AG

B. 1

2 AG C. BC

D. 1

2

BC

【答案】 A

【解析】 依题意有AB +

1

2

(BD + BC )= AB + BG = AG .

4.若向量a =(1,λ,2),b =(2,-1,2)且a 与b 的夹角的余弦值为9

8

,则λ等于 A.2

B.-2

C.-2或

552

D.2或-

55

2 【答案】:C

【解析】由已知得

98=||||b a b

a ?=9

5422?++-λλ,

∴825λ+=3(6-λ),解得λ=-2或λ=55

2

.

5.已知a =(2,-1,3),b =(-1,4,-2),c =(7,5,λ),若a ,b ,c 三向量共面,则实数λ等于

A.

762 B.

763 C.7

60

D.7

65

【答案】D

【解析】由题意得c =t a +μb =(2t -μ,-t +4μ,3t -2μ),

∴?????-=+-=-=.23,45,27μλμμt t t ∴??

?

?

?

?

???===.765,717,

733λμt

6.已知直线AB 、CD 是异面直线,AC ⊥CD ,BD ⊥CD ,且AB =2,CD =1,则异面直线AB 与CD 所成角的

大小为 A.30° B.45° C.60° D.75° 【答案】C

【解析】∵cos 〈AB ,CD 〉=

|

|||CD AB CD

AB

=

2

12)(2

CD

CD DB CD AC =

??++= 21, ∴AB 与CD 所成角为60°.

7.在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,给出以下向量表达式: ① (

11A D -1A A )-AB ;②(BC +

1BB )-11DC ;③(AD - AB )-21DD ;④

(

11B D +

1A A )+

1DD .

其中能够化简为向量1BD 的是()

A.①②

B.②③

C.③④

D.①④ 【答案】 A

【解析】 ①(11A D -1A A )- AB =

1AD - AB =1BD ;

② (BC +

1BB )-11DC =1BC -

11DC =1BD ; ③ (AD - AB )-21DD = BD -2

1DD ≠

1BD ;

④ (

11B D +1A A )+1DD =

1B D +1DD =

11B D ≠ 1BD .

综上,①②符合题意.

8.已知向量a =(-1,0,1),b =(1,2,3),k ∈R ,若k a -b 与b 垂直,则k =__________. 【答案】7

【解析】∵(k a -b )⊥b ,∴(k a -b )·b =0.

∴k a ·b -b 2

=0.

∴k =b

a b ?2

=311)1(321222?+?-++=7.

9.已知a =(2,4,x ),b =(2,y ,2),若|a |=6,且a ⊥b ,则x +y 的值为__________.

【答案】1或-3

【解析】∵a ⊥b 且|a |=6,

∴?????=++=++?6

42024222

22x x y ???=-=???-==?.1,4,3,4y x y x 或 ∴x +y =1或x +y =-3.

10.已知点A(1,2,1),B(-1,3,4),D(1,1,1),若AP =2 PB ,则| PD |的值是 . 【答案】

77

3

【解析】 设P(x,y,z),则AP =(x-1,y-2,z-1),

PB =(-1-x,3-y,4-z),

由AP =2PB 知x=-13,y=8

3

,z=3.

由两点间距离公式可得|PD |=77

.

11.求同时垂直于a =(2,2,1),b =(4,5,3)的单位向量.

【解】设所求向量c =(x ,y ,z ),则??

?

??=++=++=++.0354,022,1222z y x z y x z y x

所以y =-z,x 2

z

=.于是42z +z 2+z 2=1.

所以z =±32,x =±31,y =32

.

所以c =( 31,-32,32)或c =(-31,32,-3

2

).

12.已知向量a =(1,-3,2), b =(-2,1,1),点A(-3,-1,4),B(-2,-2,2). (1)求|2a +b |;

(2)在直线AB 上,是否存在一点E,使得OE ⊥b ?(O 为原点) 【解】 (1)2a +b =(2,-6,4)+(-2,1,1)=(0,-5,5),

故|2a +b

|= 2220(5)5+-+=52. (2) OE = OA + AE = OA +t AB =(-3,-1,4)+t(1,-1,-2)

=(-3+t,-1-t,4-2t),

若OE ⊥b ,则OE ·b =0.

所以-2(-3+t)+(-1-t)+(4-2t)=0, 解得t=

95

, 因此存在点E,使得OE ⊥b , 此时E 点的坐标为(-

65,-145,25

).

拓展延伸

13.直三棱柱ABC -A ′B ′C ′中,AC=BC=AA ′,∠ACB=90°,D 、E 分别为AB 、BB ′的中点.

(1)求证:CE ⊥A ′D;

(2)求异面直线CE 与AC ′所成角的余弦值.

【解】 (1)证明:设CA =a , CB =b ,CC '=c ,

根据题意,| a |=|b |=|c |且a ·b =b ·c =c ·a =0,

∴CE =b +

12c ,A D '=-c +12b -1

2

a . ∴CE ·A D '=-12c 2+12

b 2

=0.

∴CE ⊥A D ',即CE ⊥A ′D. (2)∵AC '=-a +c ,

∴|AC '|=2|a |,| CE |= 5

2|a |.

AC '·CE =(-a +c )·(b +1

2

c )

=12c 2=12

|a |2

, ∴cos 〈AC ',CE 〉= 22

12522

|a |

|a |=10,

10 10.

即异面直线CE与AC′所成角的余弦值为

空间向量及其运算详细教案

空间向量及其运算 3.1.1 空间向量及其加减运算 教学目标: (1)通过本章的学习,使学生理解空间向量的有关概念。 (2)掌握空间向量的加减运算法则、运算律,并通过空间几何体加深对运算的理解。 能力目标: (1)培养学生的类比思想、转化思想,数形结合思想,培养探究、研讨、综合自学应用能力。 (2)培养学生空间想象能力,能借助图形理解空间向量加减运算及其运算律的意义。(3)培养学生空间向量的应用意识 教学重点: (1)空间向量的有关概念 (2)空间向量的加减运算及其运算律、几何意义。 (3)空间向量的加减运算在空间几何体中的应用 教学难点: (1)空间想象能力的培养,思想方法的理解和应用。 (2)空间向量的加减运算及其几何的应用和理解。 考点:空间向量的加减运算及其几何意义,空间想象能力,向量的应用思想。 易错点:空间向量的加减运算及其几何意义在空间几何体中的应用 教学用具:多媒体 教学方法:研讨、探究、启发引导。 教学指导思想:体现新课改精神,体现新教材的教学理念,体现学生探究、主动学习的思维习惯。 教学过程: (老师):同学们好!首先请教同学们一个问题:物理学中,力、速度和位移是什么量?怎样确定? (学生):矢量,由大小和方向确定 (学生讨论研究)(课件)引入:(我们看这样一个问题)有一块质地均匀的正三角形面的钢板,重500千克,顶点处用与对边成60度角,大小200千克的三个力去拉三角形钢板,问钢板在这些力的作用下将如何运动?这三个力至少多大时,才能提起这块钢板? (老师):我们研究的问题是三个力的问题,力在数学中可以看成是什么? (学生)向量 (老师):这三个向量和以前我们学过的向量有什么不同? (学生)这是三个向量不共面 (老师):不共面的向量问题能直接用平面向量来解决么? (学生):不能,得用空间向量 (老师):是的,解决这类问题需要空间向量的知识这节课我们就来学习空间向量板书:空间向量及其运算 (老师):实际上空间向量我们随处可见,同学们能不能举出一些例子? (学生)举例 (老师):然后再演示(课件)几种常见的空间向量身影。(常见的高压电线及支架所在向量,长方体中的三个不共线的边上的向量,平行六面体中的不共线向量) (老师):接下来我们我们就来研究空间向量的知识、概念和特点,空间向量与平面向量既有联系又有区别,我们将通过类比的方法来研究空间向量,首先我们复习回顾一下平面向量

空间向量及其运算

§8.5 空间向量及其运算 1. 空间向量的概念 (1)定义:空间中既有大小又有方向的量叫作空间向量. (2)向量的夹角:过空间任意一点O 作向量a ,b 的相等向量OA →和OB → ,则∠AOB 叫作向量a ,b 的夹角,记作〈a ,b 〉,0≤〈a ,b 〉≤π. 2. 共线向量定理和空间向量基本定理 (1)共线向量定理 对空间任意两个向量a ,b (b ≠0),a ∥b 的充要条件是存在实数λ,使得a =λb . (2)空间向量基本定理 如果向量e 1,e 2,e 3是空间三个不共面的向量,a 是空间任一向量,那么存在唯一一组实数λ1,λ2,λ3使得a =λ1e 1+λ2e 2+λ3e 3,其中e 1,e 2,e 3叫作空间的一个基底. 3. 空间向量的数量积及运算律 (1)定义 空间两个向量a 和b 的数量积是一个数,等于|a ||b |cos 〈a ,b 〉,记作a ·b . (2)空间向量数量积的运算律 ①结合律:(λa )·b =λ(a·b ); ②交换律:a·b =b·a ; ③分配律:a·(b +c )=a·b +a·c . 4. 空间向量的坐标表示及应用 (1)数量积的坐标运算 设a =(a 1,a 2,a 3),b =(b 1,b 2,b 3), 则a·b =a 1b 1+a 2b 2+a 3b 3. (2)共线与垂直的坐标表示 设a =(a 1,a 2,a 3),b =(b 1,b 2,b 3), 则a ∥b ?a =λb ?a 1=λb 1,a 2=λb 2,a 3=λb 3 (λ∈R ), a ⊥b ?a·b =0?a 1b 1+a 2b 2+a 3b 3=0(a ,b 均为非零向量). (3)模、夹角公式 设a =(a 1,a 2,a 3),b =(b 1,b 2,b 3), 则|a |=a·a =a 21+a 22+a 23,

空间向量及其运算练习题

空间向量及其运算 基础知识梳理 1.空间向量的有关概念 (1)空间向量:在空间中,具有________和________的量叫做空间向量. (2)相等向量:方向________且模________的向量. (3)共线向量:表示空间向量的有向线段所在的直线互相______________的向量. (4)共面向量:________________________________的向量. 2.共线向量、共面向量定理和空间向量基本定理 (1)共线向量定理 对空间任意两个向量a ,b (b ≠0),a ∥b 的充要条件是________________________. 推论 如图所示,点P 在l 上的充要条件是: OP →=OA →+t a ①其中a 叫直线l 的方向向量,t ∈R ,在l 上取AB →=a , 则①可化为OP →=________或OP →=(1-t )OA →+tOB →. (2)共面向量定理的向量表达式:p =____________,其中x ,y ∈R ,a , b 为不共线向量,推论的表达式为MP →=xMA →+yMB →或对空间任意一点 O ,有OP →=____________或OP →=xOM →+yOA →+zOB →,其中x +y +z = ______. (3)空间向量基本定理 如果三个向量a ,b ,c 不共面,那么对空间任一向量p ,存在有序实数组{x ,y ,z },使得p =____________,把{a ,b ,c }叫做空间的一个基底. 3.空间向量的数量积及运算律 (1)数量积及相关概念 ①两向量的夹角 已知两个非零向量a ,b ,在空间任取一点O ,作OA →=a ,OB →=b ,则∠AOB 叫做向 量a 与b 的夹角,记作____________,其范围是____________,若〈a ,b 〉=π2 ,则称a 与b __________,记作a ⊥b . ②两向量的数量积 已知空间两个非零向量a ,b ,则____________叫做向量a ,b 的数量积,记作__________,即__________________. (2)空间向量数量积的运算律 ①结合律:(λa )·b =____________;②交换律:a·b =__________; ③分配律:a·(b +c )=__________. 4.空间向量的坐标表示及应用 (1)数量积的坐标运算 设a =(a 1,a 2,a 3),b =(b 1,b 2,b 3),则a·b =________________. (2)共线与垂直的坐标表示 设a =(a 1,a 2,a 3),b =(b 1,b 2,b 3), 则a ∥b ?______________?____________,____________,______________, a ⊥b ?__________?________________________(a ,b 均为非零向量). (3)模、夹角和距离公式 设a =(a 1,a 2,a 3),b =(b 1,b 2,b 3), 则|a |=a·a =__________________,

空间向量知识点与题型归纳总结

空间向量知识点与题型归纳总结 知识点精讲 一、空间向量及其加减运算 1.空间向量 在空间,我们把具有大小和方向的量叫做空间向量,向量的大小叫做向量的长度或模.空间向量也可 用有向线段表示,有向线段的长度表示向量的模,若向量a r 的起点是A ,终点是B ,则向量a r 也可以记作 AB u u u r ,其模记为a r 或AB u u u r . 2.零向量与单位向量 规定长度为0的向量叫做零向量,记作0r .当有向线段的起点A 与终点B 重合时,0AB =u u u r r . 模为1的向量称为单位向量. 3.相等向量与相反向量 方向相同且模相等的向量称为相等向量.在空间,同向且等长的有向线段表示同一向量或相等向量.空间任意两个向量都可以平移到同一个平面,成为同一平面内的两个向量. 与向量a r 长度相等而方向相反的向量,称为a r 的相反向量,记为a -r . 4.空间向量的加法和减法运算 (1)OC OA OB a b =+=+u u u r u u u r u u u r r r ,BA OA OB a b =-=-u u u r u u u r u u u r r r .如图8-152所示. (2)空间向量的加法运算满足交换律及结合律 a b b a +=+r r r r ,()() a b c a b c ++=++r r r r r r 二、空间向量的数乘运算 1.数乘运算 实数λ与空间向量a r 的乘积a λr 称为向量的数乘运算.当0λ>时,a λr 与向量a r 方向相同;当0λ<时,向量a λr 与向量a r 方向相反. a λr 的长度是a r 的长度的λ倍. 2.空间向量的数乘运算满足分配律及结合律 () a b a b λλλ+=+r r r r ,() ()a a λμλμ=r r . 3.共线向量与平行向量 如果表示空间向量的有向线段所在的直线互相平行或重合,则这些向量叫做共线向量或平行向量,a r 平行于b r ,记作//a b r r . 4.共线向量定理

3.1.1空间向量及其运算

3. 1.1空间向量及其运算(一) 教学目标: ㈠知识目标:⒈空间向量;⒉相等的向量;⒊空间向量的加减与数乘运算及运算律; ㈡能力目标:⒈理解空间向量的概念,掌握其表示方法; ⒉会用图形说明空间向量加法、减法、数乘向量及它们的运算律; ⒊能用空间向量的运算意义及运算律解决简单的立体几何中的问题. ㈢德育目标:学会用发展的眼光看问题,认识到事物都是在不断的发展、进化的,会用联系的观点看待事物. 教学重点:空间向量的加减与数乘运算及运算律. 教学难点:应用向量解决立体几何问题. 教学方法:讨论式. 教学过程: Ⅰ.复习引入 [师]在必修四第二章《平面向量》中,我们学习了有关平面向量的一些知识,什么叫做向量?向量是怎样表示的呢? [生]既有大小又有方向的量叫向量.向量的表示方法有: ①用有向线段表示; ②用字母a、b等表示; ③用有向线段的起点与终点字母:AB. [师]数学上所说的向量是自由向量,也就是说在保持向量的方向、大小的前提下可以将向量进行平移,由此我们可以得出向量相等的概念,请同学们回忆一下.[生]长度相等且方向相同的向量叫相等向量. [师]学习了向量的有关概念以后,我们学习了向量的加减以及数乘向量运算: ⒈向量的加法: ⒉向量的减法: ⒊实数与向量的积: 实数λ与向量a的积 是一个向量,记作λa,其长度 和方向规定如下: (1)|λa|=|λ||a| (2)当λ>0时,λa 与a同向; 当λ<0时,λa与a反向; 当λ=0时,λa=0. [师]关于向量的以上几种运算,请同学们回忆一下,有哪些运算律呢? [生]向量加法和数乘向量满足以下运算律 加法交换律:a+b=b+a 加法结合律:(a+b)+c=a+(b+c) 数乘分配律:λ(a+b)=λa+λb [师]今天我们将在必修四第二章平面向量的基础上,类比地引入空间向量的概念、表示方法、相同或向等关系、空间向量的加法、减法、数乘以及这三种运算的运算率,并进行一些简单的应用.请同学们阅读课本

空间向量及其运算练习题

空间向量及其运算练习题 一、选择题 1、在空间直角坐标系中,已知点P (x ,y ,z ),下列叙述中正确的个数是 ①点P 关于x 轴对称点的坐标是P 1(x ,-y ,z ) ②点P 关于yOz 平面对称点的坐标是P 2(x ,-y ,-z ) ③点P 关于y 轴对称点的坐标是P 3(x ,-y ,z ) ④点P 关于原点对称的点的坐标是P 4(-x ,-y ,-z ) A.0 B.1 C.2 D.3 2、点(2,3,4)关于xoz 平面的对称点为( ) A 、(2,3,-4) B 、(-2,3,4) C 、(2,-3,4) D 、(-2,-3,4) 3、在空间直角坐标系中,设z 为任意实数,相应的点(3,1,)P z 的集合确定的图形为 ( )A .点 B .直线 C .圆 D .平面 4、在平行六面体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,M 为AC 与BD 的交点,若B A 1=a ,11D A =b , A A 1=c .则下列向量中与M B 1相等的向量是( ) A .c b a ++- 21 21 B . c b a ++21 21 C .c b a +-2 1 21 D .c b a +--2 1 21 5、在下列条件中,使M 与A 、B 、C 一定共面的是 ( ) A .OC O B OA OM --=2 B .O C OB OA OM 2 1 3151++= C .=++MC MB MA 0 D .=+++OC OB OA OM 0 5、已知平行六面体''' ' ABCD A B C D -中,AB=4,AD=3,' 5AA =,0 90BAD ∠=, ''060BAA DAA ∠=∠=,则'AC 等于 ( ) A .85 B .85 C .52 D .50 图

空间向量及其运算和空间位置关系 练习题

空间向量及其运算和空间位置关系 1.在下列命题中: ①若向量a ,b 共线,则向量a ,b 所在的直线平行; ②若向量a ,b 所在的直线为异面直线,则向量a ,b 一定不共面; ③若三个向量a ,b ,c 两两共面,则向量a ,b ,c 共面; ④已知空间的三个向量a ,b ,c ,则对于空间的任意一个向量p 总存在实数x ,y , z 使得p =x a +y b +z c. 其中正确命题的个数是( ) A .0 B .1 C .2 D .3 解析:选A a 与b 共线,a ,b 所在直线也可能重合,故①不正确;根据自由向量的意义知,空间任意两向量a ,b 都共面,故②错误;三个向量a ,b ,c 中任意两个一定共面,但它们三个却不一定共面,故③不正确;只有当a ,b ,c 不共面时,空间任意一向量p 才能表示为p =x a +y b +z c ,故④不正确,综上可知四个命题中正确的个数为0,故选A. 2.如图所示,在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 为A 1C 1与B 1D 1 的交点.若AB ―→=a ,AD ―→=b ,AA 1―→=c ,则下列向量中与BM ―→ 相等的向量是( ) A .-12a +12b +c B.12a +1 2b +c C .-12a -12b +c D.12a -1 2 b +c 解析:选A BM ―→=BB 1―→+B 1M ―→=AA 1―→+12(AD ―→-AB ―→ )=c +12(b -a)=-12a +12b +c. 3.已知空间任意一点O 和不共线的三点A ,B ,C ,若OP ―→=x OA ―→+y OB ―→+z OC ―→ (x , y ,z ∈R),则“x =2,y =-3,z =2”是“P ,A ,B ,C 四点共面”的( ) A .必要不充分条件 B .充分不必要条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件 解析:选B 当x =2,y =-3,z =2时,OP ―→=2OA ―→-3OB ―→+2OC ―→.则AP ―→-AO ―→=2OA ―→-3(AB ―→-AO ―→)+2(AC ―→-AO ―→),即AP ―→=-3AB ―→+2AC ―→ ,根据共面向量定理

数学选修空间向量及其运算教案

第三章空间向量与立体几何 §3.1空间向量及其运算 3.1.1 空间向量及其加减运算 师:这节课我们学习空间向量及其加减运算,请看学习目标。 学习目标:⒈理解空间向量的概念,掌握其表示方法; ⒉会用图形说明空间向量加法、减法、数乘向量及它们的运算律; ⒊能用空间向量的运算意义及运算律解决简单的立体几何中的问题. 师:在必修四第二章《平面向量》中,我们学习了平面向量的一些知识,现在我们一起来复习。(不要翻书) (在黑板或背投上呈现或边说边写) 1、在平面中,我们把具有__________________的量叫做平面向量; 2、平面向量的表示方法:

①几何表示法:_________________________ ②字母表示法:_________________________ (注意:向量手写体一定要带箭头) 3、平面向量的模表示_________________,记作____________ 4、一些特殊的平面向量: ①零向量:__________________________,记作___(零向量的方向具有任意性) ②单位向量:______________________________ (强调:都只限制了大小,不确定方向) ③相等向量:____________________________ ④相反向量:____________________________ 5、平面向量的加法: 6、平面向量的减法: 7、平面向量的数乘:实数λ与向量a的积是一个向量,记作λa,其长度和 方向规定如下: (1)|λa|=|λ||a| (2)当λ>0时,λa与a同向; 当λ<0时,λa与a反向; 当λ=0时,λa=0. 8、向量加法和数乘向量满足以下运算律 加法交换律:a+b=b+a 加法结合律:(a+b)+c=a+(b+c) 数乘分配律:λ(a+b)=λa+λb 数乘结合律:λ(aμ)=a) (λμ [师]:刚才我们复习了平面向量,那空间向量会是怎样,与平面向量有怎样的区别和联系呢?请同学们阅读书P84-P86.(5分钟) [师]:对比平面向量,我们得到空间向量的相关概念。(在刚复习的黑板或幻灯片上,只需将平面改成空间) [师]:空间向量与平面向量有什么联系? [生]:向量在空间中是可以平移的.空间任意两个向量都可以用同一平面内的两条有向线段表示.因此我们说空间任意两个向量是共面的.所以凡涉及 空间两个向量的问题,平面向量中有关结论仍适用于它们。

空间向量及其运算测试题

高二选修(2—1)第三章3.1空间向量及其运算测试 一、选择题 1 抛物线2 81x y - =的准线方程是 ( ) A . 321=x B . 2=y C . 32 1 =y D . 2-=y 2.已知两点1(1,0)F -、2(1,0)F ,且12F F 是1PF 与2PF 的等差中项,则动点P 的轨迹方程是 ( ) A . 22 1169x y += B . 22 11612x y += C .22 143x y += D .22 134 x y += 1.已知向量a =(3,-2,1),b =(-2,4,0),则4a +2b 等于 ( ) A .(16,0,4) B .(8,-16,4) C .(8,16,4) D .(8,0,4) 2.在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,若CA →=a ,CB →=b ,CC 1→=c ,则A 1B → = ( ) A .a +b -c B .a -b +c C .-a +b +c D .-a +b -c 4.在下列条件中,使M 与A 、B 、C 一定共面的是 ( ) A.OM →=2OA →-OB →-OC → B.OM →=15OA →+13OB →+12OC → C.MA →+MB →+MC → =0 D.OM →+OA →+OB →+OC → =0 6.在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,给出以下向量表达式:①(A 1D 1→-A 1A →)-AB →;②(BC → + BB 1→)-D 1C 1→; ③(AD →-AB →)-2DD 1→;④(B 1D 1→+A 1A →)+DD 1→. 其中能够化简为向量BD 1→ 的是 ( ) A .①② B .②③ C .③④ D .①④ 7.已知向量a =(1,-1,1),b =(-1,2,1),且k a -b 与a -3b 互相垂直,则k 的值是 A .1 B .15 C .35 D .-20 9 8.若a =(2,-3,1),b =(2,0,3),c =(0,2,2),a ·(b +c )的值为 ( ) A .4 B .15 C .7 D .3 9.已知四边形ABCD 满足:AB →·BC →>0,BC →·CD →>0,CD →·DA →>0,DA →·AB → >0,则该四边形 为 ( ) A .平行四边形 B .梯形 C .长方形 D .空间四边形

专题01 空间向量及其运算、空间向量基本定理(解析版)

专题01 空间向量及其运算、空间向量基本定理 一、单选题 1.(2019·全国高二课时练习)已知a ,b ,c 是不共面的三个向量,则能构成一个基底的一组向量是( ) A .2a ,a ﹣b ,a +2b B .2b ,b ﹣a ,b +2a C .a ,2b ,b ﹣c D .c ,a +c ,a ﹣c 【答案】C 【解析】 对于A ,因为2a = 43(a ﹣b )+2 3(a +2b ),得2a 、a ﹣b 、a +2b 三个向量共面,故它们不能构成一个基底,A 不正确; 对于B ,因为2b = 43(b ﹣a )+2 3 (b +2a ),得2b 、b ﹣a 、b +2a 三个向量共面,故它们不能构成一个基底,B 不正确; 对于C ,因为找不到实数λ、μ,使a =λ?2b +μ(b ﹣c )成立,故a 、2b 、b ﹣c 三个向量不共面, 它们能构成一个基底,C 正确; 对于D ,因为c =12(a +c )﹣1 2 (a ﹣c ),得c 、a +c 、a ﹣c 三个向量共面,故它们不能构成一个基底,D 不正确 故选:C . 2.(2020·贵州省铜仁第一中学高二开学考试)如图所示,在平行六面体1111ABCD A B C D -中,设1AA a =, AB b =,AD c =,N 是BC 的中点,试用a ,b ,c 表示1A N ( ) A .12 a b c -++ B .a b c -++ C .12 a b c --+ D .12 a b c -+ 【答案】A

【解析】 N 是BC 的中点, 11111 222 A N A A A B BN a b B C a b A D a b c ∴=++=-++=-++=-++. 故选:A. 3.(2020·山东省章丘四中高二月考)如图,在四面体OABC 中,D 是BC 的中点,G 是AD 的中点,则OG 等于( ) A .111 333OA OB OC ++ B .111 234OA OB OC ++ C .111244 OA OB OC ++ D .111446 OA OB OC ++ 【答案】C 【解析】 在四面体OABC 中,D 是BC 的中点,G 是AD 的中点 ∴1 2 OG OA AD =+ 11 ()22OA AB AC =+?+ 1 ()4OA OB OA OC OA =+?-+- 111 244 OA OB OC =++ 故选:C. 4.(2020·河南省高二期末)如图在平行六面体1111ABCD A B C D -中,E 为11A D 的中点,设AB a =, AD b =,1AA c =,则CE =( )

空间向量及其运算测试题答案

新课标高二数学同步测试(2-1第三章3.1) 一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请把正确答案的代 号填在题后的括号内(每小题5分,共50分). 1.在平行六面体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,M 为AC 与BD 的交点,若B A 1=a , 11D A =b ,A A 1=c .则下列向量中与M B 1相等的向量是( ) A .c b a ++-2121 B .c b a ++2 121 C .c b a +-2121 D .c b a +--2 1 21 2.在下列条件中,使M 与A 、B 、C 一定共面的是 ( ) A .OC O B OA OM --=2 B .O C OB OA OM 2 1 3151++= C .=++MC MB MA 0 D .=+++OC OB OA OM 0 3.已知平行六面体''''ABCD A B C D -中,AB=4,AD=3,'5AA =,090BAD ∠=, ''060BAA DAA ∠=∠=,则'AC 等于( ) A .85 B .85 C .52 D .50 4.与向量(1,3,2)a =-r 平行的一个向量的坐标是( ) A .(31 ,1,1) B .(-1,-3,2) C .(-21,2 3 ,-1) D .(2,-3,-22) 5.已知A (-1,-2,6),B (1,2,-6)O 为坐标原点,则向量,OA OB u u u r u u u r 与的夹角是( ) A .0 B . 2 π C .π D . 32 π 6.已知空间四边形ABCD 中,c OC ,b OB , a OA ===,点M 在OA 上,且OM=2MA ,N 为BC 中点,则MN =( ) A .c b a 213221+- B . c b a 21 2132++- C .c b a 212121-+ D .c b a 2 13232-+ 7.设A 、B 、C 、D 是空间不共面的四点,且满足000=?=?=?AD AB ,AD AC , AC AB ,则BCD 是( ) A .钝角三角形 B .锐角三角形 C .直角三角形 D .不确定 图

(教案)空间向量及其运算

空间向量及其运算 【高考导航】 本节内容是高中教材新增加的内容,在近两年的高考考查中多作为解题的方法进行考查,主要是解题的方法上因引入向量得以扩展.例如2001上海5分,2002上海5分. 【学法点拨】 本节共有4个知识点:空间向量及其线性运算、共线向量与共面向量、空间向量的分解定理、两个向量的数量积.这一节是空间向量的重点,在学习本节内容时要与平面向量的知识结合起来,认识到研究的范围已由平面扩大到空间.一个向量是空间的一个平移,两个不平行向量确定的是一个平行平面集,在此基础上,把平行向量基本定理和平面向量基本定理推广到空间,得出空间直线与平面的表达式,有了这两个表达式,我们可以很方便地解决空间的共线和共面问题.空间向量基本定理是空间几何研究代数化的基础,有了这个定理,整个空间被3个不共面的基向量所确定,空间一个点或一个向量和实数组(x ,y ,z )建立起一一对应关系,空间向量的数量积一节中,由于空间任一向量都可以转化为共面向量,所以空间两个向量的夹角的定义、取值范围、两个向量垂直的定义和表示符号及向量的模的概念和表示符号等,都与平面向量相同. 【基础知识必备】 一、必记知识精选 1.空间向量的定义 (1)向量:在空间中具有大小和方向的量叫作向量,同向且等长的有向线段表示同一向量或相等向量. (2)向量的表示有三种形式:a ,AB ,有向线段. 2.空间向量的加法、减法及数乘运算. (1)空间向量的加法.满足三角形法则和平行四边形法则,可简记为:首尾相连,由首到尾.求空间若干个向量之和时,可通过平移将它们转化为首尾相接的向量.首尾相接的若干个向量若构成一个封闭图形,则它们的和为0,即21A A +32A A +…1A A n =0. (2)空间向量的减法.减法满足三角形法则,让减数向量与被减数向量的起点相同,差向量由减数向量的终点指向被减数向量的终点,可简记为“起点相同,指向一定”,另外要注意 -=的逆应用. (3)空间向量的数量积.注意其结果仍为一向量. 3.共线向量与共面向量的定义. (1)如果表示空间向量的有向线段在直线互相平行或重合,那么这些向量叫做共线向量或平行向量.对于空间任意两个向量a,b(b≠0),a∥b ?a=λb ,若A 、B 、P 三点共线,则对空间任意一点O ,存在实数t,使得OP =(1-t)OA +t OB ,当t=2 1 时,P 是线段AB 的中点,则中点公式为OP = 2 1 (OA +OB ). (2)如果向量a 所在直线O A 平行于平面α或a 在α内,则记为a ∥α,平行于同一个平面的

空间向量及其运算

空间向量及其运算 1.空间向量的有关概念 2.空间向量中的有关定理 (1)共线向量定理 空间两个向量a与b(b≠0)共线的充要条件是存在实数λ,使得a=λb. (2)共面向量定理 共面向量定理的向量表达式:p=x a+y b,其中x,y∈R,a,b为不共线向量. (3)空间向量基本定理 如果三个向量a,b,c不共面,那么对空间任一向量p,存在有序实数组{x,y,z},使得p =x a+y b+z c,{a,b,c}叫作空间的一个基底.

3.空间向量的数量积及运算律 (1)数量积及相关概念 ①两向量的夹角 已知两个非零向量a ,b ,在空间任取一点O ,作OA →=a ,OB → =b ,则∠AOB 叫作向量a ,b 的夹角,记作〈a ,b 〉,其范围是0≤〈a ,b 〉≤π,若〈a ,b 〉=π 2,则称a 与b 互相垂直, 记作a ⊥b . ②两向量的数量积 已知空间两个非零向量a ,b ,则|a ||b |cos 〈a ,b 〉叫作向量a ,b 的数量积,记作a ·b ,即a ·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉. (2)空间向量数量积的运算律 ①(λa )·b =λ(a ·b ); ②交换律:a ·b =b ·a ; ③分配律:a ·(b +c )=a ·b +a ·c . 4.空间向量的坐标表示及其应用 设a =(a 1,a 2,a 3),b =(b 1,b 2,b 3). 概念方法微思考 1.共线向量与共面向量相同吗? 提示 不相同.平行于同一平面的向量就为共面向量. 2.零向量能作为基向量吗? 提示 不能.由于零向量与任意一个非零向量共线,与任意两个非零向量共面,故零向量不能作为基向量. 3.空间向量的坐标运算与坐标原点的位置选取有关吗? 提示 无关.这是因为一个确定的几何体,其“线线”夹角、“点点”距离都是固定的,坐标系的位置不同,只会影响其计算的繁简,不会影响结果.

空间向量及其运算和空间位置关系(含解析)

归纳与技巧:空间向量及其运算和空间位置关系 基础知识归纳 一、空间向量及其有关概念 二、数量积及坐标运算 1.两个向量的数量积 (1)a·b=|a||b|cos〈a,b〉; (2)a⊥b?a·b=0(a,b为非零向量); (3)|a|2=a2,|a|=x2+y2+z2. 2.向量的坐标运算

三、平面的法向量 (1)所谓平面的法向量,就是指所在的直线与平面垂直的向量,显然一个平面的法向量有无数多个,它们是共线向量. (2)在空间中,给定一个点A 和一个向量a ,那么以向量a 为法向量且经过点A 的平面是唯一的. 基础题必做 1.(课本习题改编)已知a =(-2,-3,1),b =(2,0,4),c =(-4,-6,2)则下列结论正确的是( ) A .a ∥c ,b ∥c B .a ∥b ,a ⊥c C .a ∥c ,a ⊥b D .以上都不对 解析:选C ∵c =(-4,-6,2)=2a ,∴a ∥c .又a ·b =0,故a ⊥b . 2. 若{a ,b ,c }为空间的一组基底,则下列各项中,能构成基底的一组向量是( ) A .{a ,a +b ,a -b } B .{b ,a +b ,a -b } C .{c ,a +b ,a -b } D .{a +b ,a -b ,a +2b } 解析:选C 若c 、a +b 、a -b 共面, 则c =λ(a +b )+m (a -b )=(λ+m )a +(λ-m )b ,则a 、b 、c 为共面向量,与{a ,b ,c }为空间向量的一组基底矛盾,故c ,a +b ,a -b 可构成空间向量的一组基底. 3.(教材习题改编)下列命题: ①若A 、B 、C 、D 是空间任意四点,则有AB u u u r +BC u u u r +CD u u u r +DA u u u r =0; ②若MB u u u r =x MA u u u r +y MB u u u r ,则M 、P 、A 、B 共面; ③若p =x a +y b ,则p 与a ,b 共面. 其中正确的个数为( ) A .0 B .1 C .2 D .3 解析:选D 可判断①②③正确. 4.在四面体O -ABC 中,OA u u u r =a ,OB u u u r =b ,OC u u u r =c ,D 为BC 的中点,E 为AD 的 中点,则OE u u u r =________(用a ,b ,c 表示). 解析:如图,OE u u u r =12OA u u u r +12 OD u u u r

3.1空间向量及其运算测试题(答案)

1 A.-a+b+c B.a+b+c C.a-b+c D.-a-b+c A.OM=2OA-OB-OC B.O M=OA+OB+OC 1 C.(-,,-1)D.(2,-3,-22) 2 C.π N A.a-b+c B.-a+b+c C.a+b-c D.a+b-c 精心整理 新课标高二数学同步测试(2-1第三章3.1) 一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请把正确答案的代号填 在题后的括号内(每小题5分,共50分). 1.在平行六面体ABCD—A B C D中,M为AC与BD的交点,若A B=a, 1111 A D=b,A A=c.则下列向量中与 B M相等的向量是() 1111 1111 2222 1111 2222 图 2.在下列条件中,使M与A、B、C一定共面的是() 111 532 C.MA+MB+MC=0D.OM+OA+OB+OC=0 3.已知平行六面体ABCD-A'B'C'D'中,AB=4,AD=3,AA'=5,∠BAD=900, ∠BAA'=∠DAA'=600,则AC'等于() A.85B.85C.52D.50 4.与向量a=(1,-3,2)平行的一个向量的坐标是() A.(,1,1)B.(-1,-3,2) 3 13 22 5.已知A(-1,-2,6),B(1,2,-6)O为坐标原点,则向量OA,与OB的夹角是() A.0B.πD.3π2 6.已知空间四边形ABCD中,OA=a,OB=b,OC=c,点M在OA上,且OM=2MA,为BC中点,则MN=() 121 232 111 222 211 322 221 332 7.设A、B、C、D是空间不共面的四点,且满足AB?AC=0,AC?AD=0,AB?AD=0,则?BCD是 () A.钝角三角形B.锐角三角形C.直角三角形D.不确定 8.空间四边形OABC中,OB=OC,?AOB=?AOC=600,则cos O A,BC=()

专题01 空间向量及其运算、空间向量基本定理(原卷版)

专题01 空间向量及其运算、空间向量基本定理 一、单选题 1.(2019·全国高二课时练习)已知a ,b ,c 是不共面的三个向量,则能构成一个基底的一组向量是( ) A .2a ,a ﹣b ,a +2b B .2b ,b ﹣a ,b +2a C .a ,2b ,b ﹣c D .c ,a +c ,a ﹣c 2.(2020·贵州省铜仁第一中学高二开学考试)如图所示,在平行六面体1111ABCD A B C D -中,设1AA a =,AB b =,AD c =,N 是BC 的中点,试用a ,b ,c 表示1A N ( ) A .12a b c -++ B .a b c -++ C .12a b c --+ D .12 a b c -+ 3.(2020·山东省章丘四中高二月考)如图,在四面体OABC 中,D 是BC 的中点,G 是AD 的中点,则OG 等于( ) A .111 333 OA OB OC ++ B .111234OA OB OC ++ C .111244OA OB OC ++ D .111446OA OB OC ++ 4.(2020·河南省高二期末)如图在平行六面体1111ABCD A B C D -中, E 为11A D 的中点,设AB a =,AD b =,1AA c =,则CE =( )

A .12a b c --+ B .12a b c -+ C .12a b c -- D .12 a b c +- 5.(2020·广东省红岭中学高二期末) AB 与CD 共线是直线AB ∥CD 的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件 6.(2020·广东省红岭中学高二期末)O 为空间任意一点,,,A B C 三点不共线,若OP =111326 OA OB OC + +,则,,,A B C P 四点 A .一定不共面 B .不一定共面 C .一定共面 D .无法判断 7.(2019·随州市第一中学高二期中)空间A B C D 、、、四点共面,但任意三点不共线,若P 为该平面外一点且5133PA PB xPC PD = --,则实数x 的值为( ) A .13 B .13- C .23 D .23 - 8.(2020·甘肃省高二期末)如图,空间四边形OABC 中,OA a =,OB b =,OC c =,且2OM MA =,BN NC =,则MN 等于( ) A .221332 a b c ++ B . 122121a b c +- C .122132a b c -++ D .123122a b c -+

专题02 空间向量及其运算的坐标表示(解析版)

专题02 空间向量及其运算的坐标表示 一、单选题 1.(2019·黑龙江省牡丹江一中高二期中)已知向量(1,2,1)a =-,(1,2,1)a b -=--,则向量b =( ) A .(2,4,2)- B .(2,4,2)-- C .(2,0,2)-- D .(2,1,3)- 【答案】A 【解析】 由已知可得()()()1,2,11,2,12,4,2b =----=-. 故选:A. 2.(2020·南京市秦淮中学高二期末)已知向量()3,2,a x =,向量()2,0,1b =,若a b ⊥,则实数x =( ) A .3 B .3- C .6 D .6- 【答案】D 【解析】 ()3,2,a x =,()2,0,1b =,a b ⊥,60a b x ∴?=+=,解得6x =-. 故选:D. 3.(2019·湖南省衡阳县江山学校高二月考)若向量(0,1,1),(1,1,0)a b =-=,且()a b a λ+⊥,则实数λ的值是( ) A .1- B .0 C .2- D .1 【答案】C 【解析】 由已知(0,1,1)(1,1,0)(,1,1)a b λλλλ+=-+=+-, 由()a b a λ+⊥得:()(,1,1)(0,1,1)110a b a λλλλ+?=+-?-=++=, 2λ∴=-, 故选:C. 4.(2019·浙江省宁波市鄞州中学高二月考)已知空间向量()1,,2a n =,()2,1,2b =-,若2a b -与b 垂直,

则a 等于( ) A B C . 2 D . 2 【答案】A 【解析】 由空间向量()1,,2a n =,()2,1,2b =-,若2a b -与b 垂直, 则(2)0a b b -?=, 即2 2a b b ?=, 即249n +=, 即52n = , 即51,,22 a ??= ??? , 即251a =+ = , 故选:A. 5.(2019·佛山市荣山中学高二期中)已知()2,1,2a =-,()4,2,b x =-,且//a b ,则x =( ) A .-4 B .-5 C .5 D .-2 【答案】A 【解析】 因为()2,1,2a =-,()4,2,b x =-,且//a b , 所以存在实数λ,使得b a λ=, 即4222x λ λλ -=?? =-??=? 解得24x λ=-??=-? 故选:A 6.(2019·湖北省沙市中学高二月考)若(1,21,0),(2,,)a m m b m m =--=,则b a -的最小值是( )

空间向量及其运算测试卷试题.doc

新课标高二数学同步测试( 2- 1 第三章) 一、选择题 :在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请把正确答案的代 号填在题后的括号内(每小题 5 分,共 50 分). 1.在平行六面体 ABCD A 1 B 1C 1 D 1 中, M 为 AC 与 BD 的交点,若 A 1B = a , — A 1 D 1 =b , A 1 A =c . 则下列向量中与 B 1M 相等的向量是( ) A . 1 a 1 b c B . 1 a 1 b c 2 2 2 2 图 C . 1 a 1 b c D . 1 a 1 b c 2 2 2 2 2.在下列条件中,使 M 与 A 、B 、C 一定共面的是 ( ) A . OM 2OA OB OC B . OM 1 OA 1 OB 1 OC 5 3 2 C . MA MB MC 0 D . OM OA OB OC 3.已知平行六面体 ABCD A ' B 'C ' D ' 中, AB=4,AD=3, AA ' 5 , BAD 900 , BAA ' DAA ' 600 ,则 AC ' 等于( ) A .85 B . 85 C . 5 2 D .50 r (1, 3,2) 平行的一个向量的坐标是( 4.与向量 a ) A .( 1 ,1,1) B .(- 1,- 3, 2) 来源 : 学| 科| 网 Z|X|X|K] 3 C .(- 1 , 3 ,- 1) D .( 2 ,- 3,- 2 2 ) 2 2 uuur uuur ) 5.已知 A (- 1,- 2,6),B (1,2,-6)O 为坐标原点,则向量 OA,与 OB 的夹角是( A .0 B . C . D . 3 2 2 6.已知空间四边形 ABCD 中, OA a ,OB b ,OC c ,点 M 在 OA 上,且 OM=2MA ,N 为 BC 中 点, 则 MN =( ) A . 1 a 2 b 1 c . 2 1 1 a b c 2 3 2 B 3 2 2 C . 1 a 1 b 1 c . 2 2 1 a b c 2 2 2 D 3 3 2 7.设 A 、B 、C 、D 是空间不共面的四点,且满足 AB ? AC 0,AC ? AD 0,AB ? AD 0 ,则 BCD 是( ) A .钝角三角形 B .锐角三角形 C .直角三角形 D .不确定

空间直角坐标系、空间向量及其运算专题

空间直角坐标系、空间向量及其运算专题 [基础训练组] 1.O 为空间任意一点,若OP →=34OA →+18OB →+18OC → ,则A ,B ,C ,P 四点( ) A .一定不共面 B .一定共面 C .不一定共面 D .无法判断

2.在空间四边形ABCD 中,AB →·CD →+AC →·DB →+AD →·BC → =( ) A .-1 B .0 C .1 D .不确定 3.如图所示,PD 垂直于正方形ABCD 所在平面,AB =2,E 为PB 的中点,cos 〈DP →,AE → 〉= 3 3 ,若以DA ,DC ,DP 所在直线分别为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系,则点E 的坐标为( ) A .(1,1,1) B.? ????1,1,12 C.? ????1,1,32 D .(1,1,2) 4.在△ABC 中,|AB →+AC →|=|AB →-AC →|,AB =2,AC =1,E ,F 为BC 的三等分点,则AE →·AF → =( ) A.89 B.109 C.259 D.269 5.如图所示,已知空间四边形OABC ,OB =OC ,且∠AOB =∠AOC =π3 ,则cos 〈OA →,BC → 〉

的值为( ) A .0 B.12 C.32 D.22 6.在四面体O -ABC 中,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,D 为BC 的中点,E 为AD 的中点,则OE → = ________ .(用a ,b ,c 表示). 7.若向量a =(1,λ,2),b =(2,-1,2)且a 与b 的夹角的余弦值为8 9,则λ= ________ . 8.如图所示,已知二面角α—l —β的平面角为θ? ?? ?? θ∈? ????0, π2,AB ⊥BC ,BC ⊥CD ,AB 在平面β内,BC 在l 上,CD 在平面α内,若AB =BC =CD =1,则AD 的长为 ________ . 9.如图,四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1的各个面都是平行四边形,E 、F 分别在B 1B 和D 1D 上,且BE =13BB 1, DF =2 3 DD 1.

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