内容正文:
题型方法·真题分类卷(一)(见学生用书P149)
1.[多选题]已知在空间直角坐标系中,点A的坐标为(-3,-1,4),坐标原点为O,且点A与点B关于原点对称,则( ABD )
A.x+y+z=0 B.x=3y
C.x+z=0 D.4y+z=0
2.如图,在空间四边形ABCD中,设E,F分别是BC,CD的中点,则+(+)=( C )
A. B.
C. D.
3.[多选题]若是空间的一个基底,则下列向量组也可以作为空间的一个基底的是( ACD )
A.a+c,b,a-c B.a+b,b,a-b
C.a-b,b-c,c D.a+c,b,a-b-c
4.已知空间向量a=,b=,c=,若a,b,c共面,则m+2t=( D )
A.-1 B.0
C.1 D.-6
【解析】 ≠,所以a,b不共线,由于a,b,c共面,所以存在实数x,y,使c=xa+yb,
即=x+y,=+,=,
解得⇒m·+2·=2t,
即m+2t=-6.
5.已知空间三点A(1,-1,-1),B(-1,-2,2),C(2,-4,1),则与的夹角θ的大小是____.
【解析】 因为=,=,所以·=-2+3+6=7,==,==,
所以cos θ===.因为θ∈,所以θ=,则与的夹角θ的大小是.
6.如图,在三棱锥PABC中,AB⊥BC,PA⊥平面ABC,AE⊥PB于点E,M是AC的中点,PB=1,则·的最小值为__-__.
【解析】 连接EC,如图,
因为PA⊥平面ABC,BC⊂平面ABC,则PA⊥BC,而AB⊥BC,PA∩AB=A,PA,AB⊂平面PAB,则BC⊥平面PAB,又PB⊂平面PAB,即有BC⊥PB.
因为M是AC的中点,则=(+)=+(+).又AE⊥PB,
·=·
=·+·+·
=·=-||||≥-2=-,当且仅当||=||=时取“=”,
所以·的最小值为-.
7.已知直线l的方向向量为a=,平面α的一个法向量为e=,则直线l与平面α的位置关系是( D )
A.平行 B.垂直
C.在平面内 D.平行或在平面内
8.[2022·全国乙卷]在正方体ABCDA1B1C1D1中,E,F分别为AB,BC的中点,则( A )
A.平面B1EF⊥平面BDD1
B.平面B1EF⊥平面A1BD
C.平面B1EF∥平面A1AC
D.平面B1EF∥平面A1C1D
【解析】 在正方体ABCDA1B1C1D1中,AC⊥BD且DD1⊥平面ABCD,又EF⊂平面ABCD,所以EF⊥DD1.
因为E,F分别为AB,BC的中点,所以EF∥AC,所以EF⊥BD.
又BD∩DD1=D,所以EF⊥平面BDD1.又EF⊂平面B1EF,所以平面B1EF⊥平面BDD1,故A正确;
如图,以点D为原点,建立空间直角坐标系,设AB=2,
则B1,E,F,B,
A1,A,C,C1,
则=,=,=,=,=,=,=,
设平面B1EF的法向量为m=,
则有
可取m=,同理可得平面A1BD的一个法向量为n1=,平面A1AC的一个法向量为n2=,平面A1C1D的一个法向量为n3=,
则m·n1=2-2+1=1≠0,所以平面B1EF与平面A1BD不垂直,故B错误;
因为m与n2不平行,所以平面B1EF与平面A1AC不平行,故C错误;
因为m与n3不平行,所以平面B1EF与平面A1C1D不平行,故D错误.
9.已知空间向量a=(2,-1,5),b=(-4,2,x),若a⊥b,则x=__2__.
10.如图,在直角梯形AA1B1B中,∠A1AB=90°,A1B1∥AB,AB=AA1=2A1B1=2.直角梯形AA1C1C通过直角梯形AA1B1B以直线AA1为轴旋转得到,且使得平面AA1C1C⊥平面AA1B1B.M为线段BC的中点,P为线段BB1上的动点.
(1)求证:A1C1⊥AP.
(2)当点P满足=21时,求证:直线A1C∥平面AMP.
证明: 由已知可得,A1A,AC,AB两两垂直,以A为原点,AC,AB,AA1所在直线分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,如图,
因为AB=AA1=2A1B1=2,
所以A,B,C,
A1,B1,M.
(1)由题意,易知A1C1⊥A1B1,A1C1⊥AA1,
∵AA1∩A1B1=A1,∴A1C1⊥平面AA1B1B.
又∵AP⊂平面AA1B1B,∴A1C1⊥AP.
(2)设P点坐标为,
则=,=.
∵=2,∴x=-2x,y-2=2-2y,z=4-2z,
解得x=0,y=,z=,即P.
设平面AMP的法向量为n=,
∵=,=,
∴即
令x=1,则y=-1,z=1,得n=.
又=,
∴·n=·=2×1+0×+×1=0.又A1C平面AMP,
∴直线A1C∥平面AMP.
11.如图,在三棱锥PABC中,PA⊥平面AB