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《1.1.1空间向量及其线性运算》练案
1.下列说法中正确的是( )
A.若,则,的长度相等,方向相同或相反
B.若向量是向量的相反向量,则
C.空间向量的减法满足结合律
D.在四边形中,一定有
【答案】B
【解析】对于A,向量的模相等指的是向量的长度相等,方向具有不确定性,因而不一定方向相同或相反,所以A错误.对于B,相反向量指的是大小相等,方向相反的两个向量.因而相反向量满足模长相等,所以B正确.对于C,减法结合律指的是,因而由运算可得空间向量减法不满足结合律.所以C错误.对于D满足的一定是平行四边形,一般四边形是不满足的,因而D错误.综上可知,正确的为B
2.(多选题)已知平行六面体,则下列四式中其中正确的有( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【解析】作出平行六面体的图像如图,可得,则A正确;,则B正确;C显然正确;,则D不正确.综上,正确的有ABC.
3.(2022·辽宁葫芦岛市高二期末)在下列结论中:
①若向量共线,则向量所在的直线平行;
②若向量所在的直线为异面直线,则向量一定不共面;
③若三个向量两两共面,则向量共面;
④已知空间的三个向量,则对于空间的任意一个向量总存在实数x,y,z使得.
其中正确结论的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【解析】平行向量就是共线向量,它们的方向相同或相反,未必在同一条直线上,故①错.
两条异面直线的方向向量可通过平移使得它们在同一平面内,故②错,
三个向量两两共面,这三个向量未必共面,如三棱锥中,两两共面,但它们不是共面向量,故③错.根据空间向量基本定理,需不共面,故④错.综上,选A.
4.(2022广东湛江市高二期末)如图,在平行六面体中,与的交点为,点在上,且,则下列向量中与相等的向量是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】因为,所以,在平行六面体中,
,故选C.
5.(2022江西宜春市高二期中)在四面体中,点在上,且,为中点,则等于( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】在四面体中,点在上,且,为中点,
所以,
即.故选B.
6.在空间四边形中,若分别是的中点,是上点,且,记,则_____.
【答案】
【解析】
因为,分别是的中点,所以
,
所以.
7.化简(a+2b-3c)+5-3(a-2b+c)=___________.
【答案】a+b-c
【解析】原式=a+b-c+a-b+c-3a+6b-3c=a+b+c=a+b-c.
8.如图,在平行六面体中,以顶点为端点的三条棱长都是,且它们彼此的夹角都是,为与的交点.若,,,
用表示。
【解析】连接,,,如图:
,,
在,根据向量减法法则可得:
底面是平行四边形,
且,
又为线段中点,
在中,
9.(多选题)下列命题是真命题的是( )
A.若,则的长度相等而方向相同或相反
B.空间中的三个向量,若有两个向量共线,则这三个向量一定共面
C.若两个非零向量与满足,则
D.若空间向量,满足,且与同向,则
【答案】BC
【解析】A. 若,则的长度相等,它们的方向不一定相同或相反,所以该选项错误;
B.根据共线向量的概念,可知空间中的三个向量,若有两个向量共线,则这三个向量一定共面,所以该选项正确;C. 若两个非零向量与满足,则,所以,所以该选项正确;D. 若空间向量,满足,且与同向,与也不能比较大小,所以该选项错误.故选BC.
10.已知空间向量a,b,且=a+2b,=-5a+6b,=7a-2b,则一定共线的三点是( )
A.A,B,D B.A,B,C
C.B,C,D D.A,C,D
【答案】A
【解析】∵=+=-5a+6b+7a-2b=2a+4b=2(a+2b)=2,
∴A,B,D三点共线.故选A.
11.(多选题)若向量,,的起点M和终点A,B,C互不重合且无三点共线,则下列四个式子能得出M,A,B,C四点共面的是( )
A.=++ B.=+
C.=++ D.=2-
【答案】ABD
【解析】对于选项A,由结论=x+y+z(x+y+z=1)⇔M,A,B,C四点共面知,A符合;对于B,D选项,易知,,共面,又有公共点M,所以M,A,B,C四点共面,所以B,D符合;选项C中,,不共面,即M,A,B,C四点不共面.
12.已知四边形ABCD为正方形,P是四边形ABCD所在平面外一点,P在平面ABCD上的射影恰好是正方形ABCD的中心O,Q是CD的中点.求下列各式中x,y的值.
(1)=+x+y;
(2)=x+y+.
【解析】如图所示,
(1)∵=-=-(+)=--,
∴x=y=