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空间直角坐标系

如何理解空间直角坐标系?

1.三条坐标轴两两垂直是建立空间直角坐标系的基础;

2.在空间直角坐标系中三条轴两两垂直,轴的方向通常这样选择:从z轴的正方向看,x轴的半轴沿逆时针方向转90°能与y 轴的半轴重合;

3.让右手拇指指向x轴的正方向,食指

指向y轴的正方向,如果中指指向z轴的正方向,那么称这个坐标系为右手直角坐

标系,一般情况下,建立的坐标系都是

右手直角坐标系;

4.在平面上画空间直角坐标系O-xyz时,一般情况下使∠xOy=135°,∠yOz=90°.

例1.在长方体OABC-D'A'B'C'中,|OA|=3,|OC|=4,|OD'|=2.

写出D',C,A',B'四点坐标.

D'

A O

C

x

y z

A'B'

C'

B

问题:坐标轴上的点与坐标平面上的点

的坐标有何特点?

●x轴上的点的坐标的特点:P(m,0,0),纵坐标和竖坐标都为零.

●y轴上的点的坐标的特点:P(0,m,0),横坐标和竖坐标都为零.

●z轴上的点的坐标的特点:P(0,0,m),横坐标和纵坐标都为零.

问题:坐标轴上的点与坐标平面上的点

的坐标有何特点?

●xOy坐标平面内的点的特点:P(m,n,0),竖坐标为零.

●xOz坐标平面内的点的特点:P(m,0,n),纵坐标为零.

●yOz坐标平面内的点的特点:P(0,m,n),横坐标为零.

问题:已知两点,怎样求中点坐标?

设A (x 1,y 1,z 1),B (x 2,y 2,z 2),则AB 中点的坐标为

)2

,2,2(212121z z y y x x +++

问题:怎样求一个点关于坐标轴和坐标

平面的对称点的坐标?

●点P(x,y,z)关于坐标原点的对称点为

P1(-x,-y,-z);

●点P(x,y,z)关于坐标横轴(x轴)的对称点

(x,-y,-z);

为P

2

●点P(x,y,z)关于坐标纵轴(y轴)的对称点为P

(-x,y,-z);

3

●点P(x,y,z)关于坐标竖轴(z轴)的对称点为P(-x,-y,z);

●点P(x,y,z)关于xOy坐标平面的对称点

为P

5

(x,y,-z);

●点P(x,y,z)关于yOz坐标平面的对称点

为P

6

(-x,y,z);

●点P(x,y,z)关于zOx坐标平面的对称点

为P

7(x,-y,z).

问题:怎样求一个点关于坐标轴和坐标平面的对称点的坐标?

空间直角坐标系整理

2.3.1 空间直角坐标系 一、教材知识解析 1、空间直角坐标系的定义:从空间某一个定点O 引三条互相垂直且有相同单位长度的数轴,这样就建立了空间直角坐标系O-xyz ,点O 叫做坐标原点,x 轴、y 轴和z 轴叫做坐标轴,这三条坐标轴中每两条确定一个坐标平面,分别称为xOy 平面、yOz 平面和xOz 平面。 2、右手直角坐标系及其画法: (1)定义:在空间直角坐标系中,让右手拇指指向x 轴的正方向,食指指向y 轴的正方 向,若中指指向z 轴的正方向,则称这个坐标系为右手直角坐标系。教材上所指的都是右手直角坐标系。 (2)画法: 将空间直角坐标系画在纸上时,x 轴与y 轴、x 轴与z 轴均成135°,而z 轴垂直于y 轴,y 轴和z 轴的长度单位相同,x 轴上的单位长度为y 轴(或z 轴)的长度的一半,这样,三条轴上的单位长度在直观上大体相等。 3、空间中点的坐标表示:点在对应数轴上的坐标依次为x 、y 、z ,我们把有序实数组(x , y ,z )叫做点A 的坐标,记为A (x ,y ,z )。 二、题型解析: 题型1、在空间直角坐标系下作点。 例1、在空间直角坐标系中,作出M(4,2,5). 解:法一:依据平移的方法,为了作出M(4,2,5), 可以按如下步骤进行:(1)在x 轴上取横坐 标为4的点1M ;(2)将1M 在xoy 平面内沿与y 轴平行的方向向右移动2个单位,得到 点2M ;(3)将2M 沿与z 轴平行的方向向上 移动5个单位,就可以得到点M (如图)。 法二:以O 为一个顶点,构造三条棱长分别为4,2,5的长方体,使此长方体在点O 处的三 条棱分别在x 轴的正半轴、y 轴的正半轴、z 轴的正半轴上,则长方体与顶点O 相对的顶点即为所求的点M 。 法三:在x 轴上找到横坐标为4的点,过此点作与x 垂直的平面α;在y 轴上找到纵坐标为2 的点,过此点作与y 垂直的平面β;在z 轴上找到竖坐标为5的点,过此点作与z 垂直的平面γ;则平面αβγ,,交于一点,此交点即为所求的点M 的位置。 【技巧总结】:(1)若要作出点M 000(,,)x y z 的坐标有两个为0,则此点是坐标轴上的点,可 直接在坐标轴上作出此点; (2)若要作出点M 000(,,)x y z 的坐标有且只有一个为0,则此点不在坐标轴上,但在某一坐 标平面内,可以按照类似于平面直角坐标系中作点的方法作出此点。 (3)若要作出点M 000(,,)x y z 的坐标都不为0,则需要按照一定的步骤作出该点,一般有三 种方法:①在x 轴上取横坐标为0x 的点1M ;再将1M 在xoy 平面内沿与y 轴平行的方向向左(00y <)或向右(00y >)平移0||y 个单位,得到点2M ;再将2M 沿与z 轴平

最新空间直角坐标系专题学案(含答案解析)

第九讲 空间直角坐标系 时间: 年 月 日 刘老师 学生签名: 一、 兴趣导入 二、 学前测试 要点考向1:利用空间向量证明空间位置关系 考情聚焦:1.平行与垂直是空间关系中最重要的位置关系,也是每年的必考内容,利用空间向量判断空间位置关系更是近几年高考题的新亮点。 2.题型灵活多样,难度为中档题,且常考常新。 考向链接:1.空间中线面的平行与垂直是立体几何中经常考查的一个重要内容,一方面考查学生的空间想象能力和逻辑推理能力;另一个方面考查“向量法”的应用。 2.空间中线面的平行与垂直的证明有两个思路:一是利用相应的判定定理和性质定理去解决;二是利用空间向量来论证。 例1:如图,在多面体ABCDEF 中,四边形ABCD 是正方形,EF ∥AB ,EF FB ⊥,2AB EF =, 90BFC ∠=?,BF FC =,H 为BC 的中点。 (1)求证:FH ∥平面EDB ; (2)求证:AC ⊥平面EDB ; (3)求二面角B DE C --的大小。 【命题立意】本题主要考查了空间几何体的线面平行、线面垂直的证明、二面角的求解的问题,考查了考生的空间想象能力、推理论证能力和运算求解能力。 【思路点拨】可以采用综合法证明,亦可采用向量法证明。 【规范解答】 E F B C D H G X Y Z

,,//,,,,,,,. ABCD AB BC EF FB EF AB AB FB BC FB B AB FBC AB FH BF FC H BC FH BC AB BC B FH ABC ∴⊥⊥∴⊥=∴⊥∴⊥=∴⊥=∴⊥Q Q I I 四边形为正方形,又且,平面又为中点,且平面 H HB GH HF u u u r u u u r u u u r 如图,以为坐标原点,分别以、、的方向为x 轴、y 轴、z 轴的正方向建立坐标系, 1,(1,2,0),(1,0,0),(1,0,0),(1,2,0),(0,1,1),(0,0,1).BH A B C D E F =-----令则 (1) (0,0,1), (0,0,1),////HF HF GE HF HF ∴==∴??∴u u r u u u r u u r u u u r Q 设AC 与BD 的交点为G ,连接GE 、GH,则G (0,-1,0),GE 又GE 平面EDB,平面EDB,平面EDB (2) (2,2,0),(0,0,1),0,. AC AC AC AC AC =-=∴=∴⊥⊥∴⊥u u u r u u r u u u r u u r Q g I GE GE GE 又BD,且GE BD=G ,平面EBD. (3) 1111111(1,,),(1,1,1),(2,2,0). 010,10,220011,0y z BE BD BE y z y z y BD ==--=--?=--+=??=-=??--==? ??∴=-u u r u u u r u u u r Q u u u r u u r g u u u r u u r g u u r 1111设平面BDE 的法向量为n n 由即,得,n n (,) 2222222(1,,),(0,2,0),(1,1,1). 00,01,10010,-1y z CD CE CD y y z y z CE ==-=-?==??==-??-+==? ??∴=u u r u u u r u u u r Q u u u r u u r g u u u r u u r g u u r 2222设平面CDE 的法向量为n n 由即,得,n n (,) 121212121 cos ,,2||||,60,n n n n n n n n ∴<>===∴<>=o o u r u u r u r u u r g u r u u r u r u u r 即二面角B-DE-C 为60。 【方法技巧】1、证明线面平行通常转化为证明直线与平面内的一条直线平行; 2、证明线面垂直通常转化为证明直线与平面内的两条相交直线垂直; 3、确定二面角的大小,可以先构造二面角的平面角,然后转化到一个合适的三角形中进行求解。 4、以上立体几何中的常见问题,也可以采用向量法建立空间直角坐标系,转化为向量问

知识讲解空间直角坐标系基础

空间直角坐标系 【学习目标】 通过具体情境,感受建立空间直角坐标系的必要性,了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标系刻画点的位置.通过表示特殊长方体(所有棱分别与坐标轴平行)顶点的坐标,探索并得出空间两点间的距离公式. 【要点梳理】 要点一、空间直角坐标系 1.空间直角坐标系 从空间某一定点O 引三条互相垂直且有相同单位长度的数轴,这样就建立了空间直角坐标系Oxyz ,点O 叫做坐标原点,x 轴、y 轴、z 轴叫做坐标轴,这三条坐标轴中每两条确定一个坐标平面,分别是xOy 平面、yOz 平面、zOx 平面. 2.右手直角坐标系 在空间直角坐标系中,让右手拇指指向x 轴的正方向,食指指向y 轴的正方向,如果中指指向z 轴的正方向,则称这个坐标系为右手直角坐标系. 3.空间点的坐标 空间一点A 的坐标可以用有序数组(x ,y ,z)来表示,有序数组(x ,y ,z)叫做点A 的坐标,记作A(x ,y ,z),其中x 叫做点A 的横坐标,y 叫做点A 的纵坐标,z 叫做点A 的竖坐标. 要点二、空间直角坐标系中点的坐标 1.空间直角坐标系中点的坐标的求法 通过该点,作两条轴所确定平面的平行平面,此平面交另一轴于一点,交点在这条轴上的坐标就是已知点相应的一个坐标. 特殊点的坐标:原点()0,0,0;,,x y z 轴上的点的坐标分别为()()(),0,0,0,,0,0,0,x y z ;坐标平面,,xOy yOz xOz 上的点的坐标分别为()()(),,0,0,,,,0,x y y z x z .

2.空间直角坐标系中对称点的坐标 在空间直角坐标系中,点(),,P x y z ,则有 点P 关于原点的对称点是()1,,P x y z ---; 点P 关于横轴(x 轴)的对称点是()2,,P x y z --; 点P 关于纵轴(y 轴)的对称点是()3,,P x y z --; 点P 关于竖轴(z 轴)的对称点是()4,,P x y z --; 点P 关于坐标平面xOy 的对称点是()5,,P x y z -; 点P 关于坐标平面yOz 的对称点是()6,,P x y z -; 点P 关于坐标平面xOz 的对称点是()7,,P x y z -. 要点三、空间两点间距离公式 1.空间两点间距离公式 空间中有两点()()111222,,,,,A x y z B x y z ,则此两点间的距离 ||d AB == 特别地,点(),,A x y z 与原点间的距离公式为OA = 2.空间线段中点坐标 空间中有两点()()111222,,,,,A x y z B x y z ,则线段AB 的中点C 的坐标为121212,,222x x y y z z +++?? ???. 【典型例题】 类型一:空间坐标系 例1.在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,E 、F 分别是BB 1、D 1B 1的中点,棱长为1,建立空间直角坐标系,求点E 、F 的坐标。 【答案】11,0,2E ? ? ???,11,,122F ?? ??? 【解析】 法一:如图,以A 为坐标原点,以AB ,AD ,AA 1所在直线分别为x 轴,y 轴,z 轴建立空

空间直角坐标系

4.3 空间直角坐标系 重点难点 教学重点:在空间直角坐标系中确定点的坐标. 教学难点:通过建立适当的直角坐标系确定空间点的坐标,以及相关应用. 新知探究: ①在初中,我们学过数轴是规定了原点、正方向和单位长度的直线.决定数轴的因素有原点、正方向和单位长度.这是数轴的三要素.数轴上的点可用与这个点对应的实数x来表示. ②在初中,我们学过平面直角坐标系,平面直角坐标系是以一点为原点O,过原点O分别作两条互相垂直的数轴Ox和Oy,xOy称平面直角坐标系,平面直角坐标系具有以下特征:两条数轴:①互相垂直;②原点重合;③通常取向右、向上为正方向;④单位长度一般取相同的.平面直角坐标系上的点用它对应的横、纵坐标表示,括号里横坐标写在纵坐标的前面,它们是一对有序实数(x,y). ③在空间,我们也可以类比平面直角坐标系建立一个坐标系,即空间直角坐标系,空间中的任意一点也可用对应的有序实数组表示出来. ④观察图2,OABC—D′A′B′C′是单位正方体,我们类比平面直角坐标系的建立来建立一个坐标系即空间直角坐标系,以O为原点,分别以射线OA,OC,OD′的方向为正方向,以线段OA,OC,OD′的长为单位长度,建立三条数轴Ox,Oy,Oz称为x轴、y轴和z轴,这时我们说建立了一个空间直角坐标系O—xyz,其中O叫坐标原点,x轴、y轴和z轴叫坐标轴.如果我们把通过每两个坐标轴的平面叫做坐标平面,我们又得到三个坐标平面xOy平面,yOz平面,zOx 平面. 由此我们知道,确定空间直角坐标系必须有三个要素,即原点、坐标轴方向、单位长. 图1 图1表示的空间直角坐标系也可以用右手来确定.用右手握住z轴,当右手的四个手指从x 轴正向以90°的角度转向y轴的正向时,大拇指的指向就是z轴的正向.我们称这种坐标系为右手直角坐标系.如无特别说明,我们课本上建立的坐标系都是右手直角坐标系.

(完整版)高中数学必修二空间直角坐标系

2.3空间直角坐标系 考纲要求:①了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标系表示点的位置. ②会推导空间两点间的距离公式. 2.3.1-2空间直角坐标系、空间两点间的距离 重难点:了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标系刻画点的位置;会推导空间两点间的距离公式. 经典例题:在空间直角坐标系中,已知A(3,0,1)和B(1,0,-3),试问 (1)在y轴上是否存在点M,满足? (2)在y轴上是否存在点M,使△MAB为等边三角形?若存在,试求出点M坐标. 当堂练习: 1.在空间直角坐标系中, 点P(1,2,3)关于x轴对称的点的坐标为() A.(-1,2,3) B.(1,-2,-3) C.(-1, -2, 3) D.(-1 ,2, -3) 2.在空间直角坐标系中, 点P(3,4,5)关于yOz平面对称的点的坐标为() A.(-3,4,5) B.(-3,- 4,5) C.(3,-4,-5) D.(-3,4,-5) 3.在空间直角坐标系中, 点A(1, 0, 1)与点B(2, 1, -1)之间的距离为() A.B.6 C.D.2 4.点P( 1,0, -2)关于原点的对称点P/的坐标为() A.(-1, 0, 2) B.(-1,0, 2) C.(1 , 0 ,2) D.(-2,0,1) 5.点P( 1, 4, -3)与点Q(3 , -2 , 5)的中点坐标是() A.( 4, 2, 2) B.(2, -1, 2) C.(2, 1 , 1) D.4, -1, 2) 6.若向量在y轴上的坐标为0, 其他坐标不为0, 那么与向量平行的坐标平面是() A.xOy平面B.xOz平面C.yOz平面D.以上都有可能7.在空间直角坐标系中, 点P(2,3,4)与Q (2, 3,- 4)两点的位置关系是() A.关于x轴对称B.关于xOy平面对称C.关于坐标原点对称D.以上都不对 8.已知点A的坐标是(1-t , 1-t , t), 点B的坐标是(2 , t, t), 则A与B两点间距离的最小值为() A.B.C.D. 9.点B是点A(1,2,3)在坐标平面内的射影,则OB等于()A.B.C.D.

空间直角坐标系练习题含详细答案

空间直角坐标系(11月21日) 一、选择题 1、有下列叙述: ①在空间直角坐标系中,在ox轴上的点的坐标一定是(0,b,c); ②在空间直角坐标系中,在yoz平面上的点的坐标一定是(0,b,c); ③在空间直角坐标系中,在oz轴上的点的坐标可记作(0,0,c); ④在空间直角坐标系中,在xoz平面上的点的坐标是(a,0,c)。 其中正确的个数是(C ) A、1 B、2 C、3 D、4 2、已知点A(-3,1,4),则点A关于原点的对称点的坐标为(C ) A、(1,-3,-4) B、(-4,1,-3) C、(3,-1,4) D、(4,-1,3) 3、已知点A(-3,1,-4),点A关于x轴的对称点的坐标为(A ) A、(-3,-1,4) B、(-3,-1,-4) C、(3,1,4) D、(3,-1,-4) 4、点(1,1,1)关于z轴的对称点为(A ) A、(-1,-1,1) B、(1,-1,-1) C、(-1,1,-1) D、(-1,-1,-1) 5、点(2,3,4)关于xoz平面的对称点为(C ) A、(2,3,-4) B、(-2,3,4) C、(2,-3,4) D、(-2,-3,4) 6、点P(2,0,3)在空间直角坐标系中的位置是在(C) A.y轴上B.xOy平面上C.xOz平面上D.x轴上 7、以正方体ABCD—A1B1C1D1的棱AB、AD、AA1所在的直线为坐标轴建立空间直角坐标系,且正方体的棱长为一个单位长度,则棱CC1中点坐标为(C ) A、(1 2 ,1,1)B、(1, 1 2 ,1)C、(1,1, 1 2 )D、( 1 2 , 1 2 ,1) 8、点P( 2 2, 3 3,- 6 6)到原点的距离是(B) A.30 6B.1 C. 33 6 D. 35 6 9、点M(4,-3,5)到x轴的距离为(B) A.4 B.34 C.5 2 D.41 10、在空间直角坐标系中,点P(1,2,3),过点P作平面xOy的垂线PQ,垂足为Q,则Q的坐标为(D) A.(0,2,0) B.(0,2,3) C.(1,0,3) D.(1,2,0) 11、点M(-2,1,2)在x轴上的射影的坐标为(B) A.(-2,0,2) B.(-2,0,0) C.(0,1,2) D.(-2,1,0) 12、在长方体ABCD-A1B1C1D1中,若D(0,0,0),A(4,0,0),B(4,2,0),A1(4,0,3),则对角线AC1的长为(B) A.9 B.29 C.5 D.2 6 二、填空题 1、在空间直角坐标系中, 点P的坐标为(1, 3 2,),过点P作yOz平面的垂线PQ, 则垂足Q 的坐标是________________. 2、已知A(x, 5-x, 2x-1)、B(1,x+2,2-x),当|AB|取最小值时x的值为_______________. 3、已知空间三点的坐标为A(1,5,-2)、B(2,4,1)、C(p,3,q+2),若A、B、C三点共线,则p =_________,q=__________. 4、已知点A(-2, 3, 4), 在y轴上求一点B , 使|AB|=7 , 则点B的坐标为________________.

立体几何空间直角坐标系

空间直角坐标系080617 好题选析: 例1、在空间直角坐标系中,给定点)3,2,1(-M 。求它分别关于坐标平面、坐标轴和原点的对称点的坐标。 例2、已知两点)1,0,1(P 与)1,3,4(-Q 。(1)求Q P ,两点的距离;(2)求z 轴上点M ,使||||MQ MP =。 例3、如图,在河的一侧有一塔m CD 5=,河宽m BC 3=,另 一侧有点A ,BC AB m AB ⊥=,4。求点A 与塔顶D 的距离AD 。 好题精练: (一)选择题: 1、关于空间直角坐标系,叙述正确的是( ) A 、),,(z y x P 中z y x ,,的位置可以互换; B 、空间直角坐标系中的点与一个三元有序数组是一种一一对应关系; C 、空间直角坐标系中的三条坐标轴把空间分为八个部分; D 、某点在不同的空间直角坐标系中的坐标位置可以相同。 2、已知点)4,1,3(--A ,则点A 关于原点的对称点的坐标为( ) A 、)4,3,1(-- B 、)3,1,4(-- C 、)4,1,3(- D 、)3,1,4(- 3、已知点)2,1,0(),1,2,1(B A -,则向量坐标为( ) A 、)3,1,1(- B 、)3,1,1(-- C 、)1,1,1(-- D 、)0,1,0( 4、设点B 是点)5,3,2(-A 关于面xoy 的对称点,则||AB 等于( ) A 、10 B 、10 C 、38 D 、38 (二)填空题: 5、已知ABC D 为平行四边形,且)5,7,3(),1,5,2(),3,1,4(--C B A ,则顶点D 的坐标为 。 (三)解答题: 6、在坐标面yoz 内求与三个已知点)1,5,0(),2,2,4(),2,1,3(C B A --等距离的点D 的坐标。 7、已知ABC ?的顶点)1,3,1(),2,6,5(),2,1,1(---C B A 。试求AC 边上的高BD 的长。

建立空间直角坐标系的几个常见思路

建立空间直角坐标系的几种常见思路 坐标法是利用空间向量的坐标运算解答立体几何问题的重要方法,运用坐标法解题往往需要建立空间直角坐标系.依据空间几何图形的结构特征,充分利用图形中的垂直关系或构造垂直关系来建立空间直角坐标系,是运用坐标法解题的关键.下面举例说明几种常见的空间直角坐标系的构建策略. 一、利用共顶点的互相垂直的三条棱构建直角坐标系 例1 已知直四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AA 1=2,底面ABCD 是直角梯形,∠A 为直角,AB ∥CD ,AB =4,AD =2,DC =1,求异面直线BC 1与DC 所成角的余弦值. 解析:如图1,以D 为坐标原点,分别以DA 、DC 、DD 1所在直线为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系,则C 1(0,1,2)、B (2,4,0), ∴1(232)BC =--,,,(010)CD =-, ,. 设1BC 与CD 所成的角为θ, 则11317cos BC CD BC CD θ==. 二、利用线面垂直关系构建直角坐标系 例2 如图2,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AB ⊥侧面BB 1C 1C ,E 为棱CC 1上异于C 、C 1的一点,EA ⊥EB 1.已知2AB =,BB 1=2,BC =1,∠BCC 1=3 π.求二面角A -EB 1-A 1的平面角的正切值. 解析:如图2,以B 为原点,分别以BB 1、BA 所在直线为y 轴、z 轴,过B 点垂直于平面AB 1的直线为x 轴建立空间直角坐标系. 由于BC =1,BB 1=2,AB =2,∠BCC 1=3 π, ∴在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,有B (0,0,0)、A (0,0,2)、B 1(0,2,0)、3102c ??- ? ??? ,,、133022C ?? ? ?? ?,,. 设302E a ?? ? ??? ,,且1322a -<<, 由EA ⊥EB 1,得10EA EB =, 即3322022a a ????---- ? ? ? ???? ,,,,

空间直角坐标系(人教A版)

空间直角坐标系(人教A版) 一、单选题(共10道,每道10分) 1.在空间直角坐标系中,点,过点P作平面xOy的垂线PQ,则点Q的坐标为( ) A. B. C. D. 2.在空间直角坐标系中,点A(1,-1,1)与点B(-1,-1,-1)关于( )对称. A.x轴 B.y轴 C.z轴 D.原点 3.如图,在空间直角坐标系中,正方体的棱长为1,,则点E的坐标为( ) A. B. C. D. 4.设点P(a,b,c)关于原点的对称点为,则=( ) A. B.

C. D. 5.设点P在x轴上,它到的距离为到点的距离的2倍,则点P的坐标为( ) A.(0,1,0)或(0,0,1) B.(0,-1,0)或(0,0,1) C.(1,0,0)或(0,-1,0) D.(1,0,0)或(-1,0,0) 6.已知A(x,5-x,2x-1),B(1,x+2,2-x),当|AB|取最小值时,x的值为( ) A.19 B. C. D. 7.如图所示,在空间直角坐标系中,有一棱长为a的正方体,的中点E与AB的中点F的距离为( ) A. B. C.a D. 8.如图,△PAB是正三角形,四边形ABCD是正方形,|AB|=4,O是AB的中点,平面PAB⊥平面ABCD,以直线AB为x轴、以过点O且平行于AD的直线为y轴、以直线OP为z轴建立如图所示的空间直角坐标系Oxyz,E为线段PD的中点,则点E的坐标是( )

A. B. C. D. 9.点P(x,y,z)满足,则点P在( ) A.以点(1,1,-1)为圆心,以2为半径的圆上 B.以点(1,1,-1)为中心,以2为棱长的正方体上 C.以点(1,1,-1)为球心,以2为半径的球面上 D.无法确定 10.在空间直角坐标系中,一定点到三个坐标轴的距离都是1,则该点到原点的距离是( ) A. B. C. D.

空间直角坐标系专题学案含答案解析

第九讲空间直角坐标系 时间:年月日刘老师学生签名: 一、兴趣导入 二、学前测试 要点考向1:利用空间向量证明空间位置关系 考情聚焦:1.平行与垂直是空间关系中最重要的位置关系,也是每年的必考内容,利用空间向量判断空间位置关系更是近几年高考题的新亮点。 2.题型灵活多样,难度为中档题,且常考常新。 考向链接:1.空间中线面的平行与垂直是立体几何中经常考查的一个重要内容,一方面考查学生的空间想象能力和逻辑推理能力;另一个方面考查“向量法”的应用。 2.空间中线面的平行与垂直的证明有两个思路:一是利用相应的判定定理和性质定理去解决;二是利用空间向量来论证。 例1:如图,在多面体ABCDEF中,四边形ABCD是正方形,EF∥AB,EF FB ⊥,2 AB EF =,90 BFC ∠=?,BF FC =,H为BC的中点。 (1)求证:FH∥平面EDB; (2)求证:AC⊥平面EDB; (3)求二面角B DE C --的大小。 【命题立意】本题主要考查了空间几何体的线面平行、线面垂直的证明、二面角的求解的问题,考查了考生的空间想象能力、推理论证能力和运算求解能力。 【思路点拨】可以采用综合法证明,亦可采用向量法证明。 【规范解答】 E F B C D H G X Y Z

,,//,,,,,,,. ABCD AB BC EF FB EF AB AB FB BC FB B AB FBC AB FH BF FC H BC FH BC AB BC B FH ABC ∴⊥⊥∴⊥=∴⊥∴⊥=∴⊥=∴⊥Q Q I I 四边形为正方形,又且,平面又为中点,且平面 H HB GH HF u u u r u u u r u u u r 如图,以为坐标原点,分别以、、的方向为x 轴、y 轴、z 轴的正方向建立坐标系, 1,(1,2,0),(1,0,0),(1,0,0),(1,2,0),(0,1,1),(0,0,1).BH A B C D E F =-----令则 (1) (0,0,1), (0,0,1),////HF HF GE HF HF ∴==∴??∴u u r u u u r u u r u u u r Q 设AC 与BD 的交点为G ,连接GE 、GH,则G (0,-1,0),GE 又GE 平面EDB,平面EDB,平面EDB (2) (2,2,0),(0,0,1),0,. AC AC AC AC AC =-=∴=∴⊥⊥∴⊥u u u r u u r u u u r u u r Q g I GE GE GE 又BD,且GE BD=G ,平面EBD. (3) 1111111(1,,),(1,1,1),(2,2,0). 010,10,220011,0y z BE BD BE y z y z y BD ==--=--?=--+=??=-=??--==? ??∴=-u u r u u u r u u u r Q u u u r u u r g u u u r u u r g u u r 1111设平面BDE 的法向量为n n 由即,得,n n (,) 2222222(1,,),(0,2,0),(1,1,1). 00,01,10010,-1y z CD CE CD y y z y z CE ==-=-?==??==-??-+==? ??∴=u u r u u u r u u u r Q u u u r u u r g u u u r u u r g u u r 2222设平面CDE 的法向量为n n 由即,得,n n (,) 121212121 cos ,,2||||,60,n n n n n n n n ∴<>===∴<>=o o u r u u r u r u u r g u r u u r u r u u r 即二面角B-DE-C 为60。 【方法技巧】1、证明线面平行通常转化为证明直线与平面内的一条直线平行; 2、证明线面垂直通常转化为证明直线与平面内的两条相交直线垂直; 3、确定二面角的大小,可以先构造二面角的平面角,然后转化到一个合适的三角形中进行求解。 4、以上立体几何中的常见问题,也可以采用向量法建立空间直角坐标系,转化为向量问

建立空间直角坐标系的几种方法

建立空间直角坐标系的几种方法 坐标法是利用空间向量的坐标运算解答立体几何问题的重要方法,运用坐标法解题往往需要建立空间直角坐标系.依据空间几何图形的结构特征,充分利用图形中的垂直关系或构造垂直关系来建立空间直角坐标系,是运用坐标法解题的关键.下面举例说明几种常见的空间直角坐标系的构建策略. 一、利用共顶点的互相垂直的三条棱构建直角坐标系 例1 已知直四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AA 1=2,底面ABCD 是直角梯形,∠A 为直角,AB ∥CD ,AB =4,AD =2,DC =1,求异面直线BC 1与DC 所成角的余弦值. 解析:如图1,以D 为坐标原点,分别以DA 、DC 、DD 1所在直线为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系,则C 1(0,1,2)、B (2,4,0), ∴1(232)BC =-- , ,,(010)CD =- ,,. 设1BC 与CD 所成的角为θ, 则11cos 17BC CD BC CD θ== . 二、利用线面垂直关系构建直角坐标系 例2 如图2,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AB ⊥侧面BB 1C 1C ,E 为棱CC 1上异于C 、C 1的一点,EA ⊥EB 1 .已知AB =BB 1=2,BC =1,∠BCC 1=3 π.求二面角A -EB 1-A 1的平面角的正切值. 解析:如图2,以B 为原点,分别以BB 1、BA 所在直线为y 轴、z 轴,过B 点垂直于平面AB 1的直线为x 轴建立空间直角坐标系. 由于BC =1,BB 1=2,AB ,∠BCC 1=3 π, ∴在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,有B (0,0,0)、A (0, )、B 1(0,2,0) 、102c ?-???? ,、1302C ???? ?,,. 设0E a ????? ,且1322a -<<, 由EA ⊥EB 1,得10EA EB = ,

空间直角坐标系专题学案(含答案解析)

1 第九讲 空间直角坐标系 时间: 年 月 日 刘老师 学生签名: 一、 兴趣导入 二、 学前测试 要点考向1:利用空间向量证明空间位置关系 考情聚焦:1.平行与垂直是空间关系中最重要的位置关系,也是每年的必考内容,利用空间向量判断空间位置关系更是近几年高考题的新亮点。 2.题型灵活多样,难度为中档题,且常考常新。 考向链接:1.空间中线面的平行与垂直是立体几何中经常考查的一个重要内容,一方面考查学生的空间想象能力和逻辑推理能力;另一个方面考查“向量法”的应用。 2.空间中线面的平行与垂直的证明有两个思路:一是利用相应的判定定理和性质定理去解决;二是利用空间向量来论证。 例1:如图,在多面体ABCDEF 中,四边形ABCD 是正方形,EF ∥AB ,EF FB ⊥,2AB EF =, 90BFC ∠=?,BF FC =,H 为BC 的中点。 (1)求证:FH ∥平面EDB ; (2)求证:AC ⊥平面EDB ; (3)求二面角B DE C --的大小。 【命题立意】本题主要考查了空间几何体的线面平行、线面垂直的证明、二面角的求解的问题,考查了考生的空间想象能力、推理论证能力和运算求解能力。 【思路点拨】可以采用综合法证明,亦可采用向量法证明。 【规范解答】 A E F B C D H G X Y Z

2 ,,//,,,,,,, . ABCD AB BC EF FB EF AB AB FB BC FB B AB FBC AB FH BF FC H BC FH BC AB BC B FH ABC ∴⊥⊥∴⊥=∴⊥∴⊥=∴⊥=∴⊥四边形为正方形,又且, 平面又为中点,且平面 H HB GH HF 如图,以为坐标原点,分别以、、的方向为x 轴、y 轴、z 轴的正方向建立坐标系, 1,(1,2,0),(1,0,0),(1,0,0),(1,2,0),(0,1,1),(0,0,1).BH A B C D E F =-----令则 (1) (0,0,1),(0,0,1),////HF HF GE HF HF ∴==∴??∴设AC 与BD 的交点为G ,连接GE 、GH,则G (0,-1,0),GE 又 GE 平面EDB,平面EDB,平面EDB (2) (2,2,0),(0,0,1),0,.AC AC AC AC AC =-=∴=∴⊥⊥∴⊥GE GE GE 又BD,且GE BD=G ,平面EBD. (3) 1111111(1,,),(1,1,1),(2,2,0). 010,10, 220011,0y z BE BD BE y z y z y BD ==--=--?=--+=??=-=??--==???∴=-1111设平面BDE 的法向量为n n 由即,得,n n (,) 2222222(1,,),(0,2,0),(1,1,1). 00,01, 10010,-1y z CD CE CD y y z y z CE ==-=-?==? ?==-??-+==???∴=2222设平面CDE 的法向量为n n 由即,得,n n (,) 12 12121211 cos ,,2|||| 22,60,n n n n n n n n ∴<>= = =∴<>=即二面角B-DE-C 为60。 【方法技巧】1、证明线面平行通常转化为证明直线与平面内的一条直线平行; 2、证明线面垂直通常转化为证明直线与平面内的两条相交直线垂直; 3、确定二面角的大小,可以先构造二面角的平面角,然后转化到一个合适的三角形中进行求解。 A E F B C D H G X Y Z

空间直角坐标系中点的坐标

第二章 解析几何初步 第3.2节 空间直角坐标系中点的坐标 1. 在空间直角坐标系中, 点)3,2,1(P 关于x 轴对称的点的坐标为 ( ) A .(-1,2,3) B .(1,-2,-3) C .(-1, -2, 3) D .(-1 ,2, -3) 2.在空间直角坐标系中, 点)1,0,1(A 与点)1,1,2(-B 之间的距离为 ( ) A .6 B . 6 C .3 D . 2 3.在空间直角坐标系中, 点)5,4,3(P 关于yoz 平面对称的点的坐标为____________. 4.在空间直角坐标系中,点)2,3,1(-P 在xoz 平面上的射影为'P ,'P 则关于原点的对称点P /的坐标为_____________. 5.点)3,4,1(-P 与点)5,2,3(-Q 的中点坐标是______________. 6.在长方体1111D C B A ABCD -中,若)3,0,5(),0,4,5(),0,0,5(),0,0,0(1A B A D ,则对角线1AC 的长为______________. 7.以)3,4,2(),9,1,4(),6,1,10(C B A -为顶点的三角形的面积为______________. 8.已知点),,21,1(x x x A -- 点),2,1(x x B -, 则A 与B 两点间距离的最小值为____________. 9.已知点)11,2,1(-A ,)3,2,4(B , )15,,(y x C 三点共线,那么y x ,的值分别是______________. 10. 在四棱锥ABCD P -中,底面ABCD 为正方形,且边长为a 2,棱PD ⊥底面ABCD ,b PD 2=,取各侧棱PD PC PB PA ,,,的中点H G F E ,,,,试建立空间直角坐标系,并写出点H G F E ,,,的坐标.

空间直角坐标系测习题

空间直角坐标系练习一 班级姓名 一、基础知识、 1、将空间直角坐标系画在纸上时,x轴与y轴、x轴与z轴均成,而z轴垂直于y 轴,,y轴和z轴的长度单位,x轴上的单位长度为y轴(或z轴)的长度的, 2、坐标轴上的点与坐标平面上的点的坐标的特点: x轴上的点P的坐标的特点:P(,,),纵坐标和竖坐标都为零. y轴上的点的坐标的特点:P(,,),横坐标和竖坐标都为零. z轴上的点的坐标的特点:P(,,),横坐标和纵坐标都为零. xOy坐标平面内的点的特点:P(,,),竖坐标为零. xOz坐标平面内的点的特点:P(,,),纵坐标为零. yOz坐标平面内的点的特点:P(,,),横坐标为零. 3、已知空间两点A( x,1y,1z),B(2x,2y2z),则AB中点的坐标为(,,). 1 4、一个点关于坐标轴和坐标平面的对称点的坐标: 点P(x,y,z)关于坐标原点的对称点为 P(,,); 1 点P(x,y,z)关于坐标横轴(x轴)的对称点为 P(,,); 2 点P(x,y,z)关于坐标纵轴(y轴)的对称点为 P(,,); 3 点P(x,y,z)关于坐标竖轴(z轴)的对称点为 P(,,); 4 点P(x,y,z)关于xOy坐标平面的对称点为 P(,,); 5 点P(x,y,z)关于yOz坐标平面的对称点为 P(,,) 6 点P(x,y,z)关于zOx坐标平面的对称点为 P(,,). 7 二、选择题 1、有下列叙述: ①在空间直角坐标系中,在ox轴上的点的坐标一定是(0,b,c); ②在空间直角坐标系中,在yoz平面上的点的坐标一定是(0,b,c); ③在空间直角坐标系中,在oz轴上的点的坐标可记作(0,0,c); ④在空间直角坐标系中,在xoz平面上的点的坐标是(a,0,c)。 其中正确的个数是() A、1 B、2 C、3 D、4 2、已知点A(-3,1,4),则点A关于原点的对称点的坐标为() A、(1,-3,-4) B、(-4,1,-3) C、(3,-1,-4) D、(4,-1,3)

空间直角坐标系与大地坐标系转换程序

空间直角坐标系与大地坐标系转换程序 #include #include #include using namespace std; #define PI (2.0*asin(1.0)) void main() { double a,b,c,d1,d2,f1,f2,m1,m2,B,L,H,X,Y,Z,W,N,e; //cout<<"请分别输入椭球的长半轴、短半轴(国际单位)"<>a>>b; a=6378137; //以WGS84为例 b=6356752.3142; e=sqrt(a*a-b*b)/a; c=a*a/b; int x; cout<<"请输入0或1,0:大地坐标系到空间直角坐标系;1:空间直角坐标系到大地坐标系"<>x; switch(x) { case 0: { cout<<"请分别输入该点大地纬度、经度、大地高(国际单位,纬度经度请按度分秒,分别输入)"<>d1>>f1>>m1>>d2>>f2>>m2>>H; B=PI*(d1+f1/60+m1/3600)/180; L=PI*(d2+f2/60+m2/3600)/180; W=sqrt(1-e*e*sin(B)*sin(B)); N=a/W; X=(N+H)*cos(B)*cos(L); Y=(N+H)*cos(B)*sin(L); Z=(N*(1-e*e)+H)*sin(B); cout<<"空间直角坐标系中X,Y,Z,坐标值(国际单位)分别为"<>X>>Y>>Z; double t,m,n, P,k,B0; m=Z/sqrt(X*X+Y*Y); //t0 B0=atan(m); //初值 n=Z/sqrt(X*X+Y*Y);

高中数学空间直角坐标系

空间直角坐标系 知识梳理 要点一:空间直角坐标系 1、点M对应着唯一确定的有序实数组(x,y,z) , X、y、Z分别是P、Q、R在X、y、z轴上的坐标 2、有序实数组(x, y, z),对应着空间直角坐标系中的一点 3、空间中任意点M的坐标都可以用有序实数组(x,y,z)来表示,该数组叫做点M在此空间直角坐标系中的坐标, 记M(x, y,z),x叫做点M的横坐标,y叫做点M的纵坐标,z叫做点M的竖坐标 要点二:空间两点间的距离公式 1、空间中任意一点R(X i,y i,zJ到点P2(X2,y2,Z2)之间的距离公式 PP2 低—X2)2 (y i—y2P—(z1—z2F 三 - 典型例题(例题+变式) 考点1:空间直角坐标系 题型1:认识空间直角坐标系 例1(1 )在空间直角坐标系中,y a表示( ) A. ,y轴上的点 B.过y轴的平面 C. ,垂直于y轴的平面 D ?平行于y轴的直线 (2) 在空间直角坐标系中,方程y X表示 A. ,在坐标平面xOy中,1,3象限的平分线 B.平行于z轴的一条直线

C .经过z 轴的一个平面 D .平行于Z 轴的一个平面 考点2 :空间两点间的距离公式 题型2 :利用空间两点间的距离公式解决有关问题 例2如图:已知点 A(1,1,0),对于Oz 轴正半轴上任意一点 P ,在Oy 轴上是否存在一点 B ,使得PA AB 恒成 变式 1?已知A(x,5 x,2x 1),B(1,x 2,2 x),当 代B 两点间距离取得最小值时, x 的值为 () 2 ?设点B 是点A(2,-3,5)关于平面xOy 的对称点,贝U |AB|等于() 四?归纳总结 立?若存在,求出 B 点的坐标;若不存在,说明理由 8 8 A . 19 B . — C . 7 7 19 14 A . 10 C . 38 D . 38

空间直角坐标系与空间两点的距离公式

空间直角坐标系与空间两点的距离公式 空间直角坐标系 为了确定空间点的位置,我们在空间中取一点0作为原点,过0点作三条两两垂 直的数轴,通常用x、y、z 表示. 轴的方向通常这样选择:从z 轴的正方向看,x 轴的半轴沿逆时针方向转90 能与y轴的半轴重合.这时,我们在空间建立了一个直角坐标系O —xyz, 0叫做坐标原点. 如何理解空间直角坐标系?1.三条坐标轴两两垂直是建立空间直角坐标系的基础; 2. 在空间直角 坐标系中三条轴两两垂直,轴的方向通常这样选择:从z轴的正方向看,x轴的半轴沿逆时针方向转90°能与y轴的半轴重合; 3. 如果让右手拇指指向x轴的正方向,食指指向y轴的正方向,如果中指指向z轴的 正方向,那么称这个坐标系为右手直角坐标系,一般情况下,建立的坐标系都是右手直角坐标系; 4. 在平面上画空间直角坐标系O —xyZ时,一般情况下使/ xOy=135°, / yOz=90°. 空间点的坐标 1. 点P的x坐标:过点P作一个平面平行于平面yOz,这样构造的平面同样垂直于x轴, 这个平面与X轴的交点记为P x,它在X轴上的坐标为X,这个数X就叫做点P的x坐标; 2. 点P的y坐标:过点P作一个平面平行于平面xOz,这样构造的平面同样垂直于y轴, 这个平面与y轴的交点记为P y,它在y轴上的坐标为y,这个数y就叫做点P的y坐标; 3. 点P的z坐标:过点P作一个平面平行于平面xOy,这样构造的平面同样垂直于z轴, 这个平面与Z轴的交点记为P z,它在Z轴上的坐标为Z,这个数Z就叫做点P的z坐标; 这样,我们对空间的一个点,定义了一组三个有序数作为它的坐标,记做P (x, y, z),其中x, y, z也可称为点P的坐标分量. 已知数组(x, y, z),如何作出该点?对于任意三个实数的有序数组(x, y, z):(1)在坐标轴上分别作出点P x, P y, P z,使它们在x轴、y轴、z轴上的坐标分别是x、y、z; (2)再分别通过这些点作平面平行于平面yOz、xOz、xOy,这三个平面的交点就是 所求的点. 空间点的坐标 1. 在空间直角坐标系中,每两条轴分别确定的平面xOy、yOz、xOz叫做坐标平面; 2. 坐标平面上点的坐标的特征:

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