内容正文:
清单01 空间向量与立体几何
【考点题型一】空间向量及其线性运算
方法点拨:空间向量的线性运算包括加、减及数乘运算,选定空间不共面的三个向量作为基向量, 它们表示出目标向量,这是用向量法解决立体几何方法的基本要求,解题时可结合已知和所求,根据图形利用向量运算法则表示所需向量。
【例1】(23-24高二下·云南·开学考试)如图,在三棱柱中,( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(23-24高二上·河南驻马店·期末)在平行六面体中,是平行四边形的对角线的交点,为的中点,记,则等于( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(23-24高二上·山东青岛·期末)已知四面体中,为中点,若,则( )
A.3 B.2 C. D.
【变式1-3】(23-24高二下·安徽淮北·开学考试)在四棱锥中,底面是正方形,是的中点,若,则( )
A. B. C. D.
【考点题型二】空间向量的数量积运算
方法点拨:空间向量的数量积的定义表达式为,其他变式如夹角公式,模长公式或等都是解决立体几何问题的重要公式。在求解空间向量数量积的相关运算时,可结合平面向量的数量积运算进行理解与计算。
【例2】(23-24高二上·浙江杭州·期中)已知空间向量,若,则的值为 .
【变式2-1】(23-24高二下·云南保山·开学考试)已知是两个空间向量,若,,则= .
【变式2-2】(23-24高二下·湖南岳阳·开学考试)如图,四棱柱的底面是正方形,,且,则( )
A.4 B.0 C. D.
【变式2-3】(23-24高二上·浙江嘉兴·期末)在三棱锥中,和都是等边三角形,,,为棱上一点,则的最小值是 .
【考点题型三】空间向量共线与三点共线问题
方法点拨:证明空间三点共线的三种思路:
对于空间三点P、A、B可通过证明下列结论来证明三点共线
(1)存在实数,使成立.
(2)对空间任一点O,有.
(3)对空间任一点O,有.
【例3】(23-24高二下·黑龙江哈尔滨·开学考试)已知空间不共线的向量,,且,,,则一定共线的三点是( )
A.、、 B.、、 C.、、 D.、、
【变式3-1】(22-23高二下·福建莆田·阶段练习)已知不共线向量,,,,,,则一定共线的三个点是( )
A. B. C. D.
【变式3-2】(22-23高二上·新疆伊犁·期末)已知、、为空间三个不共面的向量,向量,,若与共线,则( )
A. B. C. D.
【变式3-3】(23-24高二上·上海·课后作业)四棱柱的六个面都是平行四边形,点在对角线上,且,点在对角线上,且.
(1)设向量,,,用、、表示向量、;
(2)求证:、、 三点共线.
【考点题型四】空间向量的共面问题
方法点拨:空间向量共面证明
1、证明点P在平面ABC内,可以用,也可以用,
若用,则必须满足.
2、判断三个向量共面一般用,
证明三线共面常用,
证明四点共面常用(其中)
【例4】(23-24高二下·安徽马鞍山·开学考试)在下列条件中,使M与A,B,C一定共面的是(其中O为坐标原点)( )
A. B.
C. D.
【变式4-1】(23-24高二上·江西九江·期末)对于空间任一点和不共线的三点,,,有,则是,,,四点共面的( )
A.必要不充分条件 B.充分不必要条件 C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【变式4-2】(23-24高二下·山东青岛·开学考试)已知非零向量不共线,如果,则四点( )
A.共线 B.恰是空间四边形的四个顶点 C.共面 D.不共面
【变式4-3】(23-24高二上·河北·期末)(多选)若构成空间的一个基底,则下列向量共面的是( )
A.,, B.,,
C.,, D.,,
【变式4-4】(23-24高二上·广东·期末)若构成空间的一个基底,则下列向量共面的是( )
A. B.
C. D.
【考点题型五】空间向量基本定理
方法点拨:空间向量基本定理是平面基本定理的推广,是空间向量坐标化的理论基础,其实质是空间的任意一个向量都可以用空间的一组基底来表示,用基底表示空间向量时,仍然要应用向