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第6章 空间向量与立体几何(A卷·知识通关练)
核心知识1.空间向量的线性运算
1.(2022·高二课时练习)如图,在四面体中,,,,分别为,,,的中点,则化简的结果为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据向量的加法和数乘的几何意义,即可得到答案;
【详解】.故选:C.
2.(2022·高二课时练习)在长方体中,等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据长方体,得到相等的向量,再利用空间向量的加法法则进行计算.
【详解】如图,可得,,所以.故选:B
3.(2022秋·江苏扬州·高二统考期中)如图所示,空间四边形中,,点M在上,且,N为中点,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】结合空间向量的线性运算即可求出结果.
【详解】,故选:B.
核心知识2.空间向量的数量积
1.(2022春·江苏南通·高三期中)在正三棱锥中,是的中心,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】将转化为,由三棱锥是正三棱锥可知PO⊥OA,即可将转化为,结合勾股定理即可求解.
【详解】为正三棱椎,为的中心,∴平面,△ABC是等边三角形,∴PO⊥AO,
∴,
故.故选:D.
2.(2022秋·江苏宿迁·高二统考期末)四面体中,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据空间向量数量积的运算律及定义计算可得;
【详解】解:因为,,所以
所以,
所以,又,所以,
所以,因为,所以;故选:C
3.(2022春·辽宁鞍山·高二期中)正方体的棱长为1,为棱的中点,则有( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由空间向量数量积的运算律对选项逐一判断,
【详解】对于A,,故A错误,对于B,,故B正确,
对于C,平面,则,故C错误,对于D,,,
由垂直关系化简得,故D错误,故选:B
4.(2022春·山东日照·高二统考期中)金刚石是天然存在的最硬的物质,如图1所示是组成金刚石的碳原子在空间中排列的结构示意图,组成金刚石的每个碳原子,都与其相邻的4个碳原子以完全相同的方式连接.从立体几何的角度来看,可以认为4个碳原子分布在一个正四面体的四个顶点处,而中间的那个碳原子处于与这4个碳原子距离都相等的位置,如图2所示.这就是说,图2中有,若正四面体ABCD的棱长为2,则正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【分析】由空间向量模的概念,数量积运算对选项逐一判断
【详解】由题意得是四面体外接球的球心,
设是顶点在下底面的射影,AO是四面体的高,OB是的外接圆半径,
则,,,解得,,
对于A, ,故A错误;对于B,∵,∴,
∴,∴,故B正确;
对于C,,故C错误;
对于D,,故D正确,故选:BD
核心知识3.共面向量定理
1.(2022·广东高二课时练习)已知,,是三个不共面的向量,,,,且,,,四点共面,则的值为( ).
A. B.1 C. D.2
【答案】B
【分析】根据已知条件用,,表示,,再由空间共面向量定理设,再列方程组,解方程组即可求解.
【详解】因为,,
所以 ,,
由空间共面向量定理可知,存在实数满足,
即,
所以,解得,所以的值为,故选:B.
2.(2022春·山东菏泽·高二校考阶段练习)对于空间一点和不共线三点 ,,,且有,则( )
A.,,,四点共面 B.,,,四点共面
C.,,,四点共面 D.,,,,五点共面
【答案】B
【分析】将条件变形为,利用共面向量判定,,,四点共面.
【详解】由,得,即,
,,共面,又它们有公共点,,,,四点共面.故选:B.
3.(2022·高二课时练习)下列命题中,真命题的是( )(多选题)
A.向量,,共面就是它们所在的直线共面
B.若(x,),则向量与向量,共面
C.若向量与向量,共面,则向量可以由两个向量,线性表示
D.若E,F,G,H分别是空间四边形ABCD的边AB,BC,CD,DA的中点,则E,F,G,H四点共面
【答案】BD
【分析】根据共面向量定理的定义可判断A,B,C正误,对D得到,简单判断即可.
【详解】由共面向量的定义可知A错误,B正确;对于C,若向量,共线,则C错误;
对于D,因为E,F,G,H分别是空间四边形ABCD的边AB,BC,CD,DA的中点,
所以,所以,
所以E,F,G,H四点共面,故D正确,故选:BD
4.(2022·江苏淮安·高二校考阶段练习)已知,,,为空间中不共面的四点,且,若,,,四点共面,则实数______.
【答案】
【分析】根据