内容正文:
专题01 共面向量及基底的处理技巧(重要题型)
题型一:空间向量基底的判断标准
解此类问题的关键是设向量在基底下的坐标为,进而根据向量相等列方程求解
通式:
千万注意:能够表示基底的三个向量绝不可共面
典型例题1.若向量在空间的一个单位正交基底下的坐标是,则在基底下的坐标是( )
A. B. C. D.
破解:因为向量在空间的一个单位正交基底下的坐标是,
所以,
设在基底下的坐标是,
则,
所以,
则,解得,所以在基底下的坐标是,故选:C.
典型例题2.已知向量,,是空间的一个单位正交基底,向量,,是空间的另一个基底,若向量在基底,,下的坐标为,则在,,下的坐标为( )
A. B.
C. D.
解:不妨设向量,,;
则向量,,.
设,
即,
∴解得即在,,下的坐标为.故选:C.
1.已知向量,若不能构成空间的一个基底,则实数m的值为( ).
A. B.0 C.5 D.
2.若,,构成空间的一个基底,则下列向量能构成空间的一个基底的是( )
A. B.
C. D.
3.已知向量在基底下的坐标是,则在基底下的坐标为( )
A. B. C. D.
4.若是空间的一个基底,且向量,,不能构成空间的一个基底,则( )
A. B.1 C.0 D.
5.已知平面,,,,,则空间的一个单位正交基底可以为( )
A. B.
C. D.
6.已知向量是空间的一个基底,向量是空间的另一个基底,向量在基底下的坐标为,则向量在基底下的坐标为( )
A. B. C. D.
7.若构成空间的一个基底,则下列向量不共面的是( )
A. B.
C. D.
8.若构成空间的一组基底,则下列向量不共面的是( )
A. B.
C. D.
9.若为空间向量的一组基底,则下列各项中,能构成空间向量的基底的一组向量是( )
A. B.
C. D.
10.如图,在平行六面体中,为的中点,点满足.若四点在同一个平面上,则( )
A. B. C. D.
题型二:用构建基底的思想处理夹角等其它问题
第一步:根据题干意思挑选两两存在关系的三个向量作为基底
第二步:所求问题中的向量分别用基底表示出来
第三步:采用夹角、距离及平行与垂直的结论进行求算
典型例题1.我国古代数学名著《九章算术》中,将底面为矩形且一侧棱垂直于底面的四棱锥称为阳马.如图,四棱锥为阳马,平面,且,若,则( )
A.1 B.2 C. D.
破解:因为,所以,
所以
,
又,所以,则.故选:A
典型例题1.已知P是所在平面外一点,M是BC的中点,若,则( )
A. B. C. D.
破解:如下图所示:
因为为的中点,则,
所以,,
又因为,且、、不共面,则,,
故,,故选:A.
1.在三棱锥中,为的中点,若,则( )
A. B.
C. D.
2.如图,平行六面体的各棱长均为,则( )
A. B. C. D.
3.在如图所示的斜三棱柱中,,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.如图,在平行六面体中,M是与的交点,若,,,且,则( )
A.1 B. C.0 D.
5.把边长为的正方形沿对角线折起,使得平面与平面所成二面角的大小为,则异面直线与所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
6.在平行六面体中,,且交平面于点M,则( )
A. B. C. D.
7.如图,在平行六面体中,底面是边长为1的正方形,若,且,则的长为( )
A. B. C. D.
8.如图,在平行六面体中,,,则的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
9.如图,在四棱锥中,底面是边长为1的正方形,侧棱的长为2,且与,的夹角都等于60°.若是的中点,则( )
A. B. C. D.
10.如图,在平行六面体中,底面是边长为1的正方形,若,且,则的长为( )
A. B. C. D.
题型三:共面向量定理解决图形问题
共面向量定理
如果两个向量,不共线,那么向量与向量,共面的充要条件是存在唯一的有序实数对,使.
推论:①空间一点位于平面内的充要条件是存在有序实数对,使;或对空间任意一点,有,该式称为空间平面的向量表达式.
②已知空间任意一点和不共线的三点,,,满足向量关系式(其中)的点与点,,共面;反之也成立.
典型例题1.如图,设,,,若,,则( )
A. B.
C. D.
破解:由题意得
=.故选:A
典型例题2.A,B,C三点不共线,对空间内任意一点O,若,则P,A,B,C四点( )
A.一定不共面 B.一定共面 C.不一定共面 D.无法判断是否共面
破解:因为,则
即
即
由空间向量共面定理可知,共面,则P,A,B,C四点一定共面故选:B
1.在四棱柱中,,,则( )
A. B.
C. D.
2.如图,在空间四边形中,,,,点在上,且,为的中点,则等于( )
A. B.
C. D.
3.在三棱柱中,是的中点,,则( )
A. B.
C. D.
4.在四面体中,记,,,若点M、N分别为棱OA、BC的中点,则( )
A. B.
C. D.
5.已知四面体中,为中点,若,则( )
A.3 B.2 C. D.
6.已知三棱锥分别是的中点,是的中点,设,则( )
A. B.
C. D.
7.四棱锥底面为平行四边形,分别为棱上的点,,设,则向量用基底表示为( )
A. B.
C. D.
8.如图,在四面体中,分别为的中点,为的重心,则( )
A.
B.
C.
D.
9.在四棱锥中,底面ABCD是正方形,E为PD的中点,若,,,则用基底表示向量为( )
A. B.
C. D.
10.在四面体中,点M在线段上,且,N为中点,则( )
A. B.
C. D.
题型四:平面法向量的妙解
方法1、眼神法:给定一个几何体中,若所求平面的法向量直接可以从图中看出,则此平面垂线的方向向量即为平面的法向量.
方法2、待定系数法:步骤如下:
①设出平面的法向量为.
②找出(求出)平面内的两个不共线的向量
,.
③根据法向量的定义建立关于的方程组
④解方程组,取其中的一个解,即得法向量.
注意:在利用上述步骤求解平面的法向量时,方程组有无数多个解,只需给中的一个变量赋于一个值,即可确定平面的一个法向量;赋的值不同,所求平面的法向量就不同,但它们是共线向量.
方法三:口诀:求谁不看谁,积差很崩溃(求外用外减,求内用内减)
向量,是平面内的两个不共线向量,则向量是平面的一个法向量.
典型例题1.向量=(1,2,3),=(4,5,6)是平面内的两个不共线向量,求平面的法向量
破解:第一步:书写标准格式
设平面的法向量为,
则
第二步:“草稿纸上演算过程”
①求x时,、的横坐标就不参与运算,
=(2,3),=(5,6)
求外外项之积减内项之积就是x=2×6-5×3=-3.
②求y时,、的纵坐标就不参与运算,
=(1,3),=(4,6)
求内内项之积减外项之积就是y=4×3-1×6=6.
③求z时,、的竖坐标就不参与运算,
=(1,2),=(4,5)
求外外项之积减内项之积就是z=1×5-4×2=-3.
∴=(-3,6,-3)
第三步:写答案
令,得.
典型例题1.设平面α内两向量=(1,2,1),=(-1,1,2),则下列向量中是平面α的法向量的是
破解: 第一步:书写标准格式
设平面的法向量为,
则
第二步:“草稿纸上演算过程”
①求x时,、的横坐标就不参与运算,
=(2,1),=(1,2)
求外外项之积减内项之积就是x=2×2-1×1=3.
②求y时,、的纵坐标就不参与运算,
=(1,1),=(-1,2)
求内内项之积减外项之积就是y=1×(-1)-1×2=-3.
③求z时,、的竖坐标就不参与运算,
=(1,2),=(-1,1)
求外外项之积减内项之积就是z=1×1-(-1)×2=3.
∴=(3,-3,3)
第三步:写答案
令,得.
1.直线的一个方向向量为,平面的一个法向量为,若,则( )
A. B. C.2 D.10
2.已知平面,其中,法向量,则下列各点中不在平面内的是( )
A. B. C. D.
3.若直线l的方向向量为,平面的法向量为,则下列四组向量中能使的是( )
A. B.
C. D.
4.已知直线的一个方向向量为,平面的一个法向量为,若,则( )
A. B. C. D.
5.已知平面,的法向量分别为,,且,则( )
A. B.1 C. D.
6.若直线的方向向量为,平面的法向量为,则能使的是( )
A., B.,
C., D.,
7.已知空间中三点,平面的一个法向量为,则以为邻边的平行四边形的面积为( )
A. B. C.3 D.
8.若平面的一个法向量,平面的一个法向量,若,则实数( )
A.2 B. C. D.10
9.已知平面内有一个点,的一个法向量为,则下列点在平面内的是( )
A. B. C. D.
10.已知平面的一个法向量是,平面的一个法向量是.若,则( )
A. B. C. D.
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专题01 共面向量及基底的处理技巧(重要题型)
题型一:空间向量基底的判断标准
解此类问题的关键是设向量在基底下的坐标为,进而根据向量相等列方程求解
通式:
千万注意:能够表示基底的三个向量绝不可共面
典型例题1.若向量在空间的一个单位正交基底下的坐标是,则在基底下的坐标是( )
A. B. C. D.
破解:因为向量在空间的一个单位正交基底下的坐标是,
所以,
设在基底下的坐标是,
则,
所以,
则,解得,所以在基底下的坐标是,故选:C.
典型例题2.已知向量,,是空间的一个单位正交基底,向量,,是空间的另一个基底,若向量在基底,,下的坐标为,则在,,下的坐标为( )
A. B.
C. D.
解:不妨设向量,,;
则向量,,.
设,
即,
∴解得即在,,下的坐标为.故选:C.
1.已知向量,若不能构成空间的一个基底,则实数m的值为( ).
A. B.0 C.5 D.
【答案】C
【分析】根据题意得到存在使得,从而得到方程组,得到答案.
【详解】因为不能构成空间的一个基底,
所以共面,
故存在使得,
即,
故,解得.
故选:C
2.若,,构成空间的一个基底,则下列向量能构成空间的一个基底的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据空间向量共面定理可知 BCD 选项中的向量共面, 无法作为一组基底; 假设 A 中向量共面, 可知不存在满足条件的实数 , 由此知假设错误, 则 A 中向量可以作为基底.
【详解】对于 A , 假设 共面, 则可设
方程组无解, 不共面, 可以作为空间一组基底, A 正确;
对于 B, 共面, 不能作为空间一组基底, B 错误;
对于 共面, 不能作为空间一组基底, C 错误;
对于 共面, 不能作为空间一组基底, D 错误.
故选: A
3.已知向量在基底下的坐标是,则在基底下的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意可知,设在基底下的坐标为,根据空间向量的坐标运算和空间向量基本定理列方程组即可求解.
【详解】由题意可知,设在基底下的坐标为,
所以,
所以,
所以在基底下的坐标为.
故选:A
4.若是空间的一个基底,且向量,,不能构成空间的一个基底,则( )
A. B.1 C.0 D.
【答案】B
【分析】根据向量共面列方程,化简求得的值.
【详解】由于,,所以不共线,
由于不能构成空间的一个基底,
所以存在使得,即
,
所以,解得.
故选:B
5.已知平面,,,,,则空间的一个单位正交基底可以为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】先得到两两垂直,再根据其长度得到空间的一个单位正交基底.
【详解】因为平面,平面,
所以,.
因为,即两两垂直,
又,,,
所以空间的一个单位正交基底可以为.
故选:B.
6.已知向量是空间的一个基底,向量是空间的另一个基底,向量在基底下的坐标为,则向量在基底下的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先得到,再设,整理后根据系数对应相等列方程组求解.
【详解】由已知可得,
设,
,解得,
即向量在基底下的坐标为.
故选:A.
7.若构成空间的一个基底,则下列向量不共面的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用空间向量共面的结论,对各选项逐一判断即可得解.
【详解】对于A,,所以共面,故A错误;
对于B,,所以共面,故B错误;
对于C,假设共面,
则存在,使得,
则共面,这与可构成空间的一个基底矛盾,
所以不共面,故C正确;
对于D,,所以共面,故D错误.
故选:C.
8.若构成空间的一组基底,则下列向量不共面的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据空间向量共面定理的知识确定正确答案.
【详解】依题意构成空间的一个基底,
A选项,由于,所以,,共面,故A错误;
B选项,由于,所以共面,故B错误;
C选项,因为,所以共面,故C错误.
D选项,假设存在实数使得,
则有,无实数解,则假设不成立,则不共面.
故选:D.
9.若为空间向量的一组基底,则下列各项中,能构成空间向量的基底的一组向量是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】对于A,B,D,判断每个选项中的向量是否共面,根据空间向量基底的含义,即可判断其正误,对于C,采用反证的思想,假设共面,得出矛盾,即可判断其对错,即得答案.
【详解】对于A,,即共面,
故不能作为空间向量的一组基底,A错误;
对于B,,即共面,
故不能作为空间向量的一组基底,B错误;
对于C,假设共面,则存在实数,使,
则,则共面,这与为空间向量的一组基底矛盾,
故不共面,可构成空间向量的一组基底,C正确;
对于D,,故共面,
故不能作为空间向量的一组基底,D错误;
故选:C
10.如图,在平行六面体中,为的中点,点满足.若四点在同一个平面上,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由四点共面可得存在实数,使,表示出,根据系数对应相等列方程求解.
【详解】由平行六面体的特征可得
设,则,
可得,
又
由四点共面可得存在实数,使
所以,
所以,解得.
故选:B.
题型二:用构建基底的思想处理夹角等其它问题
第一步:根据题干意思挑选两两存在关系的三个向量作为基底
第二步:所求问题中的向量分别用基底表示出来
第三步:采用夹角、距离及平行与垂直的结论进行求算
典型例题1.我国古代数学名著《九章算术》中,将底面为矩形且一侧棱垂直于底面的四棱锥称为阳马.如图,四棱锥为阳马,平面,且,若,则( )
A.1 B.2 C. D.
破解:因为,所以,
所以
,
又,所以,则.故选:A
典型例题1.已知P是所在平面外一点,M是BC的中点,若,则( )
A. B. C. D.
破解:如下图所示:
因为为的中点,则,
所以,,
又因为,且、、不共面,则,,
故,,故选:A.
1.在三棱锥中,为的中点,若,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据空间向量基本定理求出答案.
【详解】由题意得为中点,所以,
又因为,所以,
所以,故A项正确.
故选:A.
2.如图,平行六面体的各棱长均为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先得到,平方后求出,求出答案.
【详解】由已知可得,
,两边平方得,
,
所以.
故选:B.
3.在如图所示的斜三棱柱中,,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【分析】以为基底,计算,然后解不等式即可判断答案.
【详解】因为,
所以
,
所以,
因为,所以.
反之,若,则,
则,即.
所以“”是“”的充要条件.
故选:C
4.如图,在平行六面体中,M是与的交点,若,,,且,则( )
A.1 B. C.0 D.
【答案】A
【分析】根据给定的几何体,结合空间向量运算用表示,再利用空间向量基本定义即可求解.
【详解】在平行六面体中,M是与的交点,
则,
又,由空间向量基本定理,知,,,
所以.
故选:A
5.把边长为的正方形沿对角线折起,使得平面与平面所成二面角的大小为,则异面直线与所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】画出图形,利用空间向量基本定理转化求解即可
【详解】如图,取的中点,连接,
因为,,
所以,
所以为平面与平面所成二面角的平面角,即,
所以为等边三角形,所以,
因为,
所以,
所以,
所以,
即,得,
所以异面直线与所成角的余弦值为,
故选:A
6.在平行六面体中,,且交平面于点M,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】连接交于点H,连接与交于点O,由几何关系证明且点M与点O重合,则由求模即可.
【详解】根据题意,连接交于点H,连接与交于点O,如图,
在平行六面体中,,则,
根据平面的基本性质易知点M与点O重合,故
.
∴
故选:D.
7.如图,在平行六面体中,底面是边长为1的正方形,若,且,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由,借助模长公式能求出的长.
【详解】,
,
.
故选:A
8.如图,在平行六面体中,,,则的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据题意将作为一组基底,把表示出来,平方化简后可求得结果.
【详解】由题意得,
因为,
所以,,
因为,
所以
,
所以,即的长为2,
故选:B
9.如图,在四棱锥中,底面是边长为1的正方形,侧棱的长为2,且与,的夹角都等于60°.若是的中点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据空间向量基本定理得到,平方后,利用空间向量数量积公式计算出,从而求出模长.
【详解】因为是的中点,
所以,
所以
因为的长为2,且与,的夹角都等于60°.
所以
,
所以.
故选:A
10.如图,在平行六面体中,底面是边长为1的正方形,若,且,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】将作为基底,利用空间向量基本定理用基底表示,然后对其平方化简后,再开方可求得结果
【详解】由题意得,,
因为
,
所以
,
所以,
故选:C
题型三:共面向量定理解决图形问题
共面向量定理
如果两个向量,不共线,那么向量与向量,共面的充要条件是存在唯一的有序实数对,使.
推论:①空间一点位于平面内的充要条件是存在有序实数对,使;或对空间任意一点,有,该式称为空间平面的向量表达式.
②已知空间任意一点和不共线的三点,,,满足向量关系式(其中)的点与点,,共面;反之也成立.
典型例题1.如图,设,,,若,,则( )
A. B.
C. D.
破解:由题意得
=.故选:A
典型例题2.A,B,C三点不共线,对空间内任意一点O,若,则P,A,B,C四点( )
A.一定不共面 B.一定共面 C.不一定共面 D.无法判断是否共面
破解:因为,则
即
即
由空间向量共面定理可知,共面,则P,A,B,C四点一定共面故选:B
1.在四棱柱中,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】借助空间向量的线性运算计算即可得.
【详解】
,故A、B错误;
,故C错误、D正确.
故选:D.
2.如图,在空间四边形中,,,,点在上,且,为的中点,则等于( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】利用向量加法的定义及题设条件即可化简得到结论.
【详解】由点在上,且,知;由为的中点,知.
所以.
故选:C.
3.在三棱柱中,是的中点,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】依题意可得,再根据空间向量线性运算法则计算可得.
【详解】因为,所以,
所以
.
故选:C
4.在四面体中,记,,,若点M、N分别为棱OA、BC的中点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据空间向量的线性运算,即可求得答案.
【详解】由题意得:,
故选:B.
5.已知四面体中,为中点,若,则( )
A.3 B.2 C. D.
【答案】D
【分析】根据空间向量的运算法则,化简得到,结合题意,列出方程,即可求解.
【详解】根据题意,利用空间向量的运算法则,可得:,
因为,所以,解得.
故选:D.
6.已知三棱锥分别是的中点,是的中点,设,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用空间向量线性运算,结合图形即可得解.
【详解】因为分别是的中点,是的中点,
所以,,
则.
故选:D.
7.四棱锥底面为平行四边形,分别为棱上的点,,设,则向量用基底表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据题意,利用,结合题设条件,以及向量的运算法则,即可求解.
【详解】因为分别为棱上的点,,
则
,
故.
故选:A.
8.如图,在四面体中,分别为的中点,为的重心,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】根据空间向量的线性运算,将用表示即可.
【详解】因为分别为的中点,所以.
因为为的重心,所以,
所以.
故选:B.
9.在四棱锥中,底面ABCD是正方形,E为PD的中点,若,,,则用基底表示向量为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据空间向量的加法、减法、数乘运算求解即可.
【详解】连接BD,E为PD的中点,
.
故选:C.
10.在四面体中,点M在线段上,且,N为中点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据以及的位置,通过空间向量的加减以及数乘将表示为的线性组合.
【详解】因为,所以,
又因为N为中点,所以,
所以,
故选:B.
题型四:平面法向量的妙解
方法1、眼神法:给定一个几何体中,若所求平面的法向量直接可以从图中看出,则此平面垂线的方向向量即为平面的法向量.
方法2、待定系数法:步骤如下:
①设出平面的法向量为.
②找出(求出)平面内的两个不共线的向量
,.
③根据法向量的定义建立关于的方程组
④解方程组,取其中的一个解,即得法向量.
注意:在利用上述步骤求解平面的法向量时,方程组有无数多个解,只需给中的一个变量赋于一个值,即可确定平面的一个法向量;赋的值不同,所求平面的法向量就不同,但它们是共线向量.
方法三:口诀:求谁不看谁,积差很崩溃(求外用外减,求内用内减)
向量,是平面内的两个不共线向量,则向量是平面的一个法向量.
典型例题1.向量=(1,2,3),=(4,5,6)是平面内的两个不共线向量,求平面的法向量
破解:第一步:书写标准格式
设平面的法向量为,
则
第二步:“草稿纸上演算过程”
①求x时,、的横坐标就不参与运算,
=(2,3),=(5,6)
求外外项之积减内项之积就是x=2×6-5×3=-3.
②求y时,、的纵坐标就不参与运算,
=(1,3),=(4,6)
求内内项之积减外项之积就是y=4×3-1×6=6.
③求z时,、的竖坐标就不参与运算,
=(1,2),=(4,5)
求外外项之积减内项之积就是z=1×5-4×2=-3.
∴=(-3,6,-3)
第三步:写答案
令,得.
典型例题1.设平面α内两向量=(1,2,1),=(-1,1,2),则下列向量中是平面α的法向量的是
破解: 第一步:书写标准格式
设平面的法向量为,
则
第二步:“草稿纸上演算过程”
①求x时,、的横坐标就不参与运算,
=(2,1),=(1,2)
求外外项之积减内项之积就是x=2×2-1×1=3.
②求y时,、的纵坐标就不参与运算,
=(1,1),=(-1,2)
求内内项之积减外项之积就是y=1×(-1)-1×2=-3.
③求z时,、的竖坐标就不参与运算,
=(1,2),=(-1,1)
求外外项之积减内项之积就是z=1×1-(-1)×2=3.
∴=(3,-3,3)
第三步:写答案
令,得.
1.直线的一个方向向量为,平面的一个法向量为,若,则( )
A. B. C.2 D.10
【答案】B
【分析】根据线面垂直列方程,从而求得.
【详解】由于,所以,
所以,所以.
故选:B
2.已知平面,其中,法向量,则下列各点中不在平面内的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据向量垂直则向量数量积为0,逐个代入验证即可.
【详解】若点在平面内,则,
对于A: ,所以A选项的点不在平面内;
对于B:,满足要求,所以在平面内;
对于C:, 满足要求,所以在平面内;
对于D:,满足要求,所以在平面内,
故选:A
3.若直线l的方向向量为,平面的法向量为,则下列四组向量中能使的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】要使,只需成立即可,由此利用空间向量平行的坐标表示对选项逐一判断即可.
【详解】依题意,要使,只需成立即可,
对于A,假设,所以存在,使得,因为,所以,得,即,无解,假设不成立,故A错误;
对于B,类比选项A得,得,即,无解,假设不成立,故B错误;
对于C,类比选项A得,得,即,无解,假设不成立,故C错误;
对于D,类比选项A得,得,解得,假设成立,故D正确.
故选:D.
4.已知直线的一个方向向量为,平面的一个法向量为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】若,则,从而即可求解
【详解】若,则,从而
即,解之得:
故选:D
5.已知平面,的法向量分别为,,且,则( )
A. B.1 C. D.
【答案】D
【分析】根据平面平行,法向量之间的关系进行求解即可.
【详解】因为,所以,
于是有,
故选:D
6.若直线的方向向量为,平面的法向量为,则能使的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【分析】由题可知,要使直线与平面垂直,即求直线的方向向量和平面的法向量共线即可,结合向量坐标即得.
【详解】直线的方向向量为,平面的法向量为,当,时满足,
对于A、B、D显然不存在向量共线的条件,故错误,
故选:C.
7.已知空间中三点,平面的一个法向量为,则以为邻边的平行四边形的面积为( )
A. B. C.3 D.
【答案】D
【分析】运用法向量求出坐标,再求出平行四边形边长和夹角余弦值,进而求出正弦值,再用面积公式即可.
【详解】平面的一个法向量为,则,解得,故.,则,
则.
则平行四边形面积为.
故选:D.
8.若平面的一个法向量,平面的一个法向量,若,则实数( )
A.2 B. C. D.10
【答案】B
【分析】直接利用数量积为零计算即可.
【详解】若,则
则,
解得:
故选:B.
9.已知平面内有一个点,的一个法向量为,则下列点在平面内的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】只要给的点与点连接得到的向量与的一个法向量为垂直,则这个点就在平面内,否则不在平面内.
【详解】解:设①②③④中的点分别为.
对于A:令点,,则,所以,故A错误;
对于B:令点,则,所以,故B错误;
对于C:令点,则,所以,故C错误;
对于D:令点,则,所以,故D正确.
故选:D
10.已知平面的一个法向量是,平面的一个法向量是.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用平面垂直,法向量垂直,数量积为即可得取值范围.
【详解】
,
即,
则,
,
则.
故选:B
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