内容正文:
专题02:空间向量数量积、坐标运算及解决直线与平面的位置关系
考点一、空间向量的基底向量
1.已知向量是空间的一个基底,向量是空间的另一个基底,一向量在基底下的坐标为,则向量在基底下的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据空间向量的基本定理和坐标表示即得结果.
【详解】设在基底下的坐标为,
则,
所以,解得,
故在基底下的坐标为.
故选:B.
2.已知是空间一个基底,,,一定可以与向量,构成空间另一个基底的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据空间向量的一组基底是:任意两个不共线,且不为零向量,三个向量不共面,即可判断出结论.
【详解】由题意和空间向量的共面定理,
结合向量()+()=2,
得与是共面向量,
同理与是共面向量,
所以与不能与、构成空间的一个基底;
又与和不共面,
所以与、构成空间的一个基底.
故选:C.
3.已知O,A,B,C为空间四点,且向量,,不能构成空间的一个基底,则一定有( )
A.,,共线 B.O,A,B,C中至少有三点共线
C.与共线 D.O,A,B,C四点共面
【答案】D
【分析】根据空间向量基本定理即可判断
【详解】由于向量,,不能构成空间的一个基底知,,共面,所以O,A,B,C四点共面
故选:D
4.已知是空间的一个单位正交基底,向量是空间的另一个基底,用基底表示向量___________.
【答案】
【分析】设,然后整理解方程组即可.
【详解】设,
即有,
因为是空间的一个单位正交基底,
所以有,
所以.
故答案为:
考点二、空间向量的坐标运算
5.已知,,且,则向量与的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先求出向量与的夹角的余弦值,即可求出与的夹角.
【详解】∵,∴x=1,∴,
∴,
又∵,∴与的夹角为.
故选:D.
6.已知向量,,且与互相垂直,则的值是( )
A.-1 B. C. D.
【答案】D
【分析】先求出与的坐标,再由与互相垂直,可得,从而可求出的值.
【详解】因为,,
所以,,
因为与互相垂直,
所以,解得,
故选:D
7.已知 ,且 ,则( )
A. B.
C. D.x=1,y=-1
【答案】B
【分析】利用空间向量的坐标运算,结合空间向量共线的坐标表示计算作答.
【详解】向量,则,,
因,于是得,解得,
所以.
故选:B
8.已知,且,则的值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【分析】由向量数量积的坐标表示列方程求参数.
【详解】由题设,,可得.
故选:B
9.已知,若为钝角,则实数的值可以是( )
A.1 B. C. D.
【答案】BC
【分析】由为钝角,可得且与不共线,从而可求出实数的取值范围,进则可得答案.
【详解】因为,为钝角,
所以且与不共线,
由,得,得,
当与时,令,则,得,
所以当且时,为钝角,
故选:BC
10.已知空间中三点,,,则( )
A. B.
C. D.A,B,C三点共线
【答案】AB
【详解】易得,,,,A正确;
因为,所以,B正确,D错误;
而,C错误.
故选: AB.
11.(多选)已知向量,则下列向量中与的夹角为60°的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】设向量,则,再结合选项逐一判断即可.
【详解】解:不妨设向量,
若,则,不满足条件,A错误;
若,则,满足条件,B正确;
若,则,满足条件,C正确;
若,则,不满足条件,D错误.
故选:BC.
12.已知空间向量,,,若,,共面,则______.
【答案】3
【分析】根据共面向量定理可得,然后将坐标代入可求出的值.
【详解】因为,,共面,所以存在唯一实数,使,
即,
则,解得,,.
故答案为:3
13.下列四个结论正确的是 ( )
A.任意向量,若,则或
B.若空间中点O,A,B,C满足,则A,B,C三点共线
C.空间中任意向量都满足
D.已知向量,若,则为钝角
【答案】B
【分析】A选项,也可以是,;B选项,利用向量线性运算得到,从而得到三点共线;C选项可以举出反例;D选项,求出为钝角时的取值范围,从而得到答案.
【详解】则或或,,故A错误;
若空间中点O,A,B,C满足,
即,
所以,化简得:,
则A,B,C三点共线,B正确;
设。则不满足,C错误;
,则,
令得:,当时,,此时反向,
要想为钝角,则且,故D错误.
故选:B
14.关于空间向量,以下说法不正确的是( )
A.若两个不同平面α,β的法向量分别是,且,则
B.若直线l的方向向量为,平面α的法向量为,则直线l//α
C.若对空间中任意一点O,有,则P,A