内容正文:
第二课时 共线向量与共面向量
1.D 由于(a+b)+(a-b)=2a,即m+n=2p,即p=m+n,又知m与n不共线,所以m,n,p共面.
2.C 因为x,y,z是不共面的空间向量且p与q共线,则有q=λp,则解得m=-13,n=16,所以m+n=3.故选C.
3.B 空间四个不重合的点,例如平行四边形ABCD的顶点四点共面,但没有三点共线,所以充分性不成立;反之,空间四个不重合的点,若三点共线,则四点一定共面,即必要性成立,所以空间四个不重合的点,“四点共面”是“有三点共线”的必要不充分条件.故选B.
4.C 对于空间中的任意向量,都有+=,选项A错误;若-=,则+=,而+=,据此可知=,即B,C两点重合,选项B错误;=,则A,B,C三点共线,选项C正确;||=||,则线段AB的长度与线段BC的长度相等,不一定有A,B,C三点共线,选项D错误.故选C.
5.A =-x+=-x+(-)=-x-.又∵P是空间中任意一点,A,B,C,D四点满足任意三点均不共线,但四点共面,∴-x-=1,解得x=.
6.AB 由=+得点A,B,C共线,故P,A,B,C共面;对于B,++=1,故P,A,B,C共面;对于C、D,显然不满足,故C、D错误.故选A、B.
7.BCD +++=++=+=0,A正确;若a,b同向共线,则|a|-|b|<|a+b|,故B不正确;由向量平行知C不正确;D中只有x+y+z=1时,才有P,A,B,C四点共面,故D不正确.故选B、C、D.
8.1 解析:=++=(e1+ke2)+(5e1+4e2)+(e1+2e2)=7e1+(k+6)e2.设=λ,则7e1+(k+6)e2=λ(e1+ke2),∴解得k=1.
9. 解析:在正方体ABCD-A1B1C1D1中,由点M是棱CC1上靠近点C的三等分点,得=++=++,即=t=t+t+,由N为AM与平面BDA1的交点,则N,B,D,A1四点共面,则t+t+=1,所以t=.
10.证明:∵E,H分别是边AB,AD的中点,
∴=,=,
则=-=-==(-)=(-)
=(-)=,
∴∥且||=||≠||.
又点F不在直线EH上,
∴四边形EFGH是梯形.
11.ACD 因为m+n=1,所以m=1-n,所以=(1-n)+n,即-=n(-),即=n,所以与共线.又,有公共起点A,所以P,A,B三点在同一直线上,即P∈直线AB.因为=m+n,故O,A,B,P四点共面.故选A、C、D.
12.0 解析:∵A,B,C三点共线,∴存在实数k,使得=k,∵=-,=-,∴-=k(-),化简整理得-(k+1)+k=0.∵λ+m+n=0,①当k=-1时,比较系数得m=0且λ=-n,∴λ+m+n=0;②当k=0时,比较系数得n=0,λ=-m,∴λ+m+n=0;③当k≠0且k≠-1时,可得==,得m=(-k-1)λ,n=kλ.由此可得λ+m+n=λ+(-k-1)λ+kλ=0,综上所述,λ+m+n=0.
13. 解析:因为点P满足=m+n+k,其中m,n,k∈R,且m+n+k=1,所以A,M,N,P四点共面,又因为点M和N分别是正方形ABCD和BB1C1C的中心,所以CN=B1N,AM=MC,连接MN,AB1,则MN∥AB1,所以△AB1C即为经过A,M,N三点的平面与正方体的截面,故P点可以是正方体表面上线段AB1,B1C,AC上及其围成的三角形内部的点.所以所有点P构成的图形的面积为×××sin 60°=.
14.证明:设=a,=b,=c,
=+=+×(+)=+(-+-)=(++)=(a+b+c),
则=+=+=-a+(a+b+c)=-a+b+c,
=+=+(+)=-a+b+c=,
∴∥.
又BN∩BG=B,
∴B,G,N三点共线.
15.解:(1)如图,连接BG.
因为=-,=,
所以=-.
因为=+,
所以=+-=-++.
因为=,所以=,
所以=(-++)=-++.
又因为=-,
所以=-++.
(2)因为=m,
所以=m=-++.
因为=-+=-+,
所以=(1-)+(-1)·+.
又因为G,B,P,D四点共面,
所以1-=0,m=,即m的值是.
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第二课时 共线向量与共面向量
1.(2025·商丘月考)若a与b不共线,且m=a+b,n=a-b,p=a,则( )
A.m,n,p共线 B.m与p共线
C.n与p共线 D.m,n,p共面
2.已知x,y,z是不共面的空间向量,若p=3x-2y-4z与q=(m+1)x+8y+nz(m,n是实数)是共线向量,则m+n=( )
A.16 B.-13
C.3 D.-3
3.对于空间四个不重合的点,“四点共面”是“有三点共线”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.下列条件,能说明空间不重合的A,B,C三点共线的是( )
A.+= B.-=
C.= D.||=||
5.已知P为空间中任意一点,A,B,C,D四点满足任意三点均不共线,但四点共面,且=-x+,则实数x的值为( )
A. B.-
C. D.-
6.〔多选〕下列条件中,点P与A,B,C三点一定共面的是( )
A.=+
B.=++
C.=++
D.+++=0
7.〔多选〕在以下命题中,不正确的命题是( )
A.已知A,B,C,D是空间任意四点,则+++=0
B.|a|-|b|=|a+b|是a,b共线的充要条件
C.若与共线,则AB与CD所在直线平行
D.对空间任意一点O和不共线的三点A,B,C,若=x+y+z(其中x,y,z∈R),则P,A,B,C四点共面
8.设e1,e2是空间两个不共线的向量,已知=e1+ke2,=5e1+4e2,=-e1-2e2,且A,B,D三点共线,则实数k= .
9.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,点M是棱CC1上靠近点C的三等分点,点N满足=t,若N为AM与平面BDA1的交点,则t= .
10.(2025·金华月考)如图所示,已知四边形ABCD是空间四边形,E,H分别是边AB,AD的中点,F,G分别是边CB,CD上的点,且=,=.求证:四边形EFGH是梯形.
11.〔多选〕若空间中任意四点O,A,B,P满足=m+n,其中m+n=1,则下列结论正确的有( )
A.P∈直线AB
B.P∉直线AB
C.O,A,B,P四点共面
D.P,A,B三点共线
12.已知A,B,C三点共线,则对空间任一点O,存在三个不同为0的实数λ,m,n,使λ+m+n=0,那么λ+m+n= .
13.在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,点M和N分别是正方形ABCD和BB1C1C的中心,点P为正方体表面及其内部的点,若点P满足=m+n+k,其中m,n,k∈R,且m+n+k=1,则满足条件的所有点P构成的图形的面积是 .
14.如图,已知M,N分别为四面体ABCD的面BCD与面ACD的重心,G为AM上一点,且GM∶GA=1∶3.求证:B,G,N三点共线.
15.如图所示,若P为平行四边形ABCD所在平面外一点,点H为PC上的点,且=,点G在AH上,且=m.
(1)试用向量,,表示;
(2)G,B,P,D四点共面,求m的值.
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