内容正文:
(14)空间中的点、直线与空间向量
【新知学习】
1.空间直线的向量表示式:取定空间中的任意一点O,可以得到点P在直线l上的充要条件是存在实数t,使 ①,将代人①式,得 ②,①式和②式都称为空间直线的向量表示式. 由此可知,空间任意直线由直线上一点及直线的方向向量唯一确定.
2.直线与直线平行:设,分别是直线,的方向向量,由方向向量的定义可知,如果两条直线平行,那么它们的方向向量一定平行;反过来,如果两条直线的方向向量平行,那么这两条直线也平行,所以,使得.
3.直线与直线垂直:设直线,的方向向量分别为,,则.
【预习自测】
1.若,在直线l上,则直线l的一个方向向量为( )
A. B. C. D.
2.已知点,,C为线段AB上一点且,则点C的坐标为( )
A. B. C. D.
3.已知向量,分别是直线,的方向向量,若,则下列几组解中可能正确的是( )
A., B., C., D.,
4.两条直线,的方向向量分别为,,则这两条直线( )
A.平行 B.垂直 C.异面 D.相交或异面
5.已知两条异面直线的方向向量分别是,,则这两条异面直线所成的角满足( )
A. B. C. D.
6.已知四棱锥的底面ABCD是边长为2的正方形,平面ABCD,棱AB,SC的中点分别为E,F.若直线EC与BF所成角的余弦值为,则( )
A.2 B. C.4 D.1
7.(多选)若,是直线l上的两点,则直线l的一个方向向量v的坐标可以是( )
A. B. C. D.
8.已知直线的方向向量为,直线的方向向量为,若,则实数m的值为__________.
9.已知异面直线,的方向向量分别为,,则,的夹角大小为__________.
10.已知点A,B,C的坐标分别为,,,点P的坐标为.若,,则点P的坐标为__________.
答案以及解析
1.答案:C
解析:依题意,直线l的一个方向向量为,其他三个均不符合要求.故选C.
2.答案:C
解析:设,为线段AB上一点且,,即,,,.
3.答案:C
解析:由题意知,,即,代入各选项中的值计算,只有C选项满足,故选C.
4.答案:D
解析:因为,,所以,故直线,不垂直.
又,故直线,不平行,所以两条直线相交或异面.故选D.
5.答案:B
解析:两条异面直线的方向向量分别是,,,
,,
又两条异面直线所成的角为,则,则.故选B.
6.答案:C
解析:以D为原点,建立如图所示的空间直角坐标系Dxyz.
设,则,,,,
所以,所以,.
因为直线EC与BF所成角的余弦值为,
所以,解得(负值舍去),即.故选C.
7.答案:AC
解析:由题意得,,结合选项知A,C正确,B,D错误.
8.答案:2
解析:因为,所以,则,解得.
9.答案:
解析:因为,故,所以,故,的夹角大小为.
10.答案:
解析:,,,由得解得.
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