内容正文:
分级练(44) 空间向量及其运算
分级一 提能强化
1.(2023·重庆八中模拟)若{a,b,c}构成空间的一个基底,则下列向量也可以构成空间中的一个基底的是( )
A.{a+b,b+c,c+a}
B.{a-b,b-c,c-a}
C.{a+b,c,a+b+c}
D.{a-b+c,a+b-c,3a-b+c}
A 解析:选项A,令c+a=λ(a+b)+μ(b+c),则λ,μ∈∅,A正确;选项B,因为c-a=-(a-b)-(b-c),所以{a-b,b-c,c-a}不能构成基底;选项C,因为a+b+c=(a+b)+c,所以{a+b,c,a+b+c}不能构成基底;选项D,因为3a-b+c=2(a-b+c)+(a+b-c),所以{a-b+c,a+b-c,3a-b+c}不能构成基底.故选A.
2.已知a=(-2,1,3),b=(-1,2,1),若a⊥(a-λb),则实数λ的值为( )
A.-2 B.-
C. D.2
D 解析:由题意知a·(a-λb)=0,即a2-λa·b=0,所以14-7λ=0,解得λ=2.
3.在空间四边形ABCD中,·+·+·=( )
A.-1 B.0
C.1 D.不确定
B 解析:如图,令=a,=b,=c,则·+·+·=a·(c-b)+b·(a-c)+c·(b-a)=a·c-a·b+b·a-b·c+c·b-c·a=0.
4.已知A(3,4,5),B(0,2,1),O(0,0,0),若=,则C的坐标是( )
A.(-,-,-)
B.(,-,-)
C.(-,-,)
D.(,,)
A 解析:设点C坐标为(x,y,z),则=(x,y,z).又=(-3,-2,-4),=,
∴x=-,y=-,z=-.
5.已知a=(2,1,-3),b=(-1,2,3),c=(7,6,λ),若a,b,c三向量共面,则λ=( )
A.9 B.-9
C.-3 D.3
B 解析:由题意知c=xa+yb,即(7,6,λ)=x(2,1,-3)+y(-1,2,3),∴解得λ=-9.
6.设A,B,C,D是空间不共面的四个点,且满足·=0,·=0,·=0,则△BCD的形状是( )
A.钝角三角形 B.直角三角形
C.锐角三角形 D.无法确定
C 解析:·=(-)·(-)=·-·-·+2=2>0,同理·>0,·>0,故△BCD为锐角三角形.故选C.
7.如图,在大小为45°的二面角AEFD中,四边形ABFE,CDEF都是边长为1的正方形,则B,D两点间的距离是( )
A. B.
C.1 D.
D 解析:∵=++,∴||2=||2+||2+||2+2·+2·+2·=1+1+1-=3-,故||=.
8.正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为1,若动点P在线段BD1上运动,则·的取值范围是( )
A.(0,1) B.[0,1)
C.[0,1] D.[-1,1]
C 解析:如图所示,由题意,设=λ,其中λ∈[0,1],·=·(+)=·(+λ)=||2+λ·BD1=1+λ·(-)=1-λ∈[0,1].因此·的取值范围是[0,1].
9.如图,在四面体OABC中,=a,=b,=c,D为BC的中点,E为AD的中点,则=____________.(用a,b,c表示)
答案:a+b+c 解析:=+=++=a+b+c.
分级二 知能探究
10.A,B,C,D是空间不共面的四点,且满足·=0,·=0,·=0,M为BC中点,则△AMD是( )
A.钝角三角形 B.锐角三角形
C.直角三角形 D.不确定
C 解析:∵M为BC中点,∴=(+),∴·=(+)·=·+·=0,∴AM⊥AD,所以△AMD为直角三角形.
11.(多选)已知ABCDA1B1C1D1为正方体,下列结论正确的是( )
A.(A1A+A1D1+A1B1)2=3|A1B1|2
B.A1C·(A1B1-A1A)=0
C.向量AD1与向量A1B的夹角是60°
D.正方体ABCDA1B1C1D1的体积为|·AA1·|
AB 解析:对A,(A1A+A1D1+A1B1)2=|A1A|2+|A1D1|2+|A1B1|2=3|A1B1|2,故A正确;对B,A1B1-A1A=AB1,因为AB1⊥A1C,所以A1C·(A1B1-A1A)=0.故B正确;对C,两异面直线A1B与AD1所成的角为60°,但AD1与A1B的夹角为120°,故C错误;对D,|·AA1·|=0,故D错误.
12.在棱长为1的正方体ABCDA1B1C1D1中,P为正方体内一动点(包括表面),若=x+y+zAA1,且0≤x≤y≤z≤1,则点P所有可能的位置所构成的几何体的体积是( )
A.1 B.
C. D.
D 解析:根据向量加法的