内容正文:
第一章 空间向量与立体几何
1.1 空间向量及其运算
1.1.1 空间向量及其运算
第1课时 空间向量及其线性运算
知识点一 空间向量的有关概念
1.下列命题中为假命题的是( )
A.向量与是平行向量
B.两个相等的向量,若起点相同,则终点也相同
C.只有零向量的模等于0
D.共线的单位向量都相等
答案 D
解析 共线的单位向量是相等向量或相反向量.故选D.
2.[多选](2023·北京首都师范大学附属密云中学高二阶段考试)下列命题中为真命题的是( )
A.若向量a与任一向量b平行,则a=0
B.若空间向量a,b满足|a|=|b|,则a=b
C.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,必有=
D.若空间向量a,b,c满足a=b,b=c,则a=c
答案 ACD
解析 对于A,因为零向量与空间中任一向量平行,故A为真命题;对于B,向量相等即模相等和方向相同,故B为假命题;对于C,根据正方体的定义,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,向量与的方向相同,模也相等,所以=,故C为真命题;对于D,根据向量相等的定义,明显成立,故D为真命题.故选ACD.
3.下列关于单位向量与零向量的叙述正确的是( )
A.零向量是没有方向的向量,两个单位向量的模相等
B.零向量的方向是任意的,所有单位向量都相等
C.零向量的长度为0,单位向量不一定是相等向量
D.零向量只有一个方向,模相等的单位向量的方向不一定相同
答案 C
解析 零向量的方向是任意的,且长度为0.两个单位向量的模相等,但方向不一定相同.故选C.
知识点二 空间向量的加减运算
4.已知空间中任意四点A,B,C,D,则+-=( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 +-=(+)-=-=.故选D.
5.设A,B,C是空间任意三点,下列结论错误的是( )
A.+= B.++=0
C.-= D.=-
答案 B
解析 B中向量的和应该是零向量,而不是数0.故选B.
6.在空间四边形ABCD中,=a,=b,=c,则=( )
A.a+b+c B.c-a-b
C.a-b-c D.b-a+c
答案 B
解析 如图所示,=+=++=-b-a+c.故选B.
7.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,下列各式的运算结果为向量的共有( )
①(+)+;②(+)+;③(+)+;④(+)+.
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
答案 D
解析 根据空间向量的加法法则及正方体的性质,逐一判断可知①②③④都是符合题意的.故选D.
8.[多选]如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,下列各式运算结果为的是( )
A.--
B.+-
C.--
D.-+
答案 AB
解析 对于A,--=-=;对于B,+-=+=;对于C,--=-=-=≠;对于D,-+=++=+≠.故选AB.
9.如图所示,空间四边形ABCD中,点G为△BCD的重心,E,F,H分别为边CD,AD和BC的中点,则++的化简结果为( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 ∵点G为△BCD的重心,∴||=||,∴=,又=,∴+=+=,又+=,∴++=.故选A.
10.(2023·山东烟台高二期末)如图,O为△ABC所在平面外一点,M为BC的中点,若=λ与=++同时成立,则实数λ的值为________.
答案
解析 =-=++-=-+(+)=-+=,所以λ=.
11.如图所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,M是BB1的中点,化简下列各式,并在图中标出化简得到的向量.
(1)+;
(2)++;
(3)---.
解 (1)+=.
(2)因为M是BB1的中点,
所以=.
又=,
所以++=+=.
(3)---=(+)--=(+)--=--=-=.
向量,,如图所示.
12.如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,点E在A1D1上,且=2,点F在体对角线A1C上,且=.求证:E,F,B三点共线.
证明 连接EF,FB(图略).
∵=-
=-
=(++)-
=+-,
=-
=+-(++)
=+-,
∴=,
∴∥.
又EF∩FB=F,∴E,F,B三点共线.
一、选择题
1.下列说法中正确的是( )
A.所有的单位向量都是相等向量
B.两个向量相等的充要条件是它们的模相等
C.若两个非零向量的模不相等,则它们可能是相反向量
D.空间向量的模的取值范围是[0,+∞)
答案 D
解析 因为所有的单位向量的模都是1,但是方向不一定相同,所以A错误;因为两个向量的模相等,方向不同,这两个向量也不是相等向量,所以B错误;因为两个相反向量的模相等,所以若两个非零向量的模不相等,则这两个向量一定不是相反向量,所以C错误;因为所有的空间向量的模都不小于零,所以D正确.
2.在四边形A