内容正文:
第三章
空间向量与立体几何
第1讲 描述运动的基本概念
基础过关练
§3 空间向量基本定理及空间向量运算的坐标表示
3.1 空间向量基本定理
第1讲 描述运动的基本概念
题组一 空间向量基本定理及相关概念的理解
1.[多选题][2026湖北楚天协作体联考]下列命题中,正确的是 ( )
A.若空间三个向量a,b,c满足a+b+c=0,则向量a,b,c共面
B.若{a,b,c}是空间向量的一组基,则{a-b,b-c,c-a}也是空间向量的一组基
C.若{a,b,c}是空间向量的一组基,则a,b,c都不是零向量
D.已知P,A,B,C四点共面,对空间任意一点O,若 =2 + +t ,则t=-2
AC
第1讲 描述运动的基本概念
解析 对于A,由a+b+c=0得a=-b-c,根据平面向量基本定理知向量a,b,c共面,A正确;
对于B,a-b=-(b-c)-(c-a),则a-b,b-c,c-a共面,故{a-b,b-c,c-a}不是空间向量的一组基,B错误;
易知C正确;
对于D,对空间任意一点O,有 = + =2 + +t ,所以 =2 +2 +t ,因为P,A,B,C四点共面,
所以2+2+t=1,解得t=-3,D错误.
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2025江西部分学校期中]设向量a,b,c不共面,则下列可以作为空间向量的一组基的是 ( )
A.{a+b,-a+b,a} B.{a+b,-a+b,b}
C.{a+b+c,a+b,c} D.{a+b,-a+b,c}
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 选项A,2a=(a+b)-(-a+b),三个向量共面,不能构成空间向量的一组基,故A不符合题意;
选项B,2b=(a+b)+(-a+b),三个向量共面,不能构成空间向量的一组基,故B不符合题意;
选项C,a+b+c=(a+b)+c,三个向量共面,不能构成空间向量的一组基,故C不符合题意;
选项D,假设{a+b,-a+b,c}不能作为空间向量的一组基,则a+b,-a+b,c共面,则存在x,y∈R,使得c=x(a+b)+y(-
a+b)=(x-y)a+(x+y)b,则向量a,b,c共面,与题设矛盾,故a+b,-a+b,c不共面,可以构成空间向量的一组基,故D
符合题意.
第1讲 描述运动的基本概念
题组二 空间向量基本定理的应用
3.[2025广东部分学校联考]已知四棱锥P-ABCD,底面ABCD为平行四边形,M,N分别为棱BC,PD上的点,
= ,PN=ND,设 =a, =b, =c,则向量 用基{a,b,c}表示为( )
A.a+ b+ c B.-a+ b+ c
C.a- b+ c
D
D.-a- b+ c
第1讲 描述运动的基本概念
方法技巧 用基表示目标向量,需要根据三角形法则及平行四边形法则,结合相等向量的代换、向量的
运算进行化简.
解析 由题意得 = + + = - + = - + ( - )=- - + ,即 =-a-
b+ c.
第1讲 描述运动的基本概念
4.[教材习题改编][多选题]在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,设 =x +y +z ,则下列结论中正确
的是 ( )
A.若点P在直线A1D上,则x+y=1
B.若点P在直线AC1上,则x=y=z
C.若点P在平面A1BD内,则x+y+z=1
D.若点P在平面B1BDD1内,则x+y=1
BCD
第1讲 描述运动的基本概念
解析 如图,
对于A,若点P在直线A1D上,则x=0, =y +z ,
因为A1,P,D三点共线,所以y+z=1,A错误;
对于B,若点P在直线AC1上,
则 =λ ,λ∈R,
而 = + + ,
结合 =x +y +z ,
第1讲 描述运动的基本概念
得x=y=z=λ,B正确;
对于C,若点P在平面A1BD内,
则A1,B,D,P四点共面,
则由 =x +y +z ,
可知x+y+z=1,C正确;
对于D,若点P在平面B1BDD1内,
则 =m +n +s (m+n+s=1),
则 =m +n +s( + )
=(m+s) +n +s ,
又 =x +y +z ,
故x+y=m+s+n=1,D正确.
第1讲 描述运动的基本概念
方法技巧 应用共线(面)向量定理证明点共线(面)的方法比较:
三点(P,A,B)共线 空间四点(M,P,A,B)共面
方法 =λ =x +y
对空间任一点O, = +t 对空间任一点O, = +x +
y
对空间任一点O, =x +y ,
且x+y=1 对空间任一点O, =x +y +
z ,且x+y+z=1
第1讲 描述运动的基本概念
5.[2025江西上饶余干月考]已知正四面体PABC的棱长为6,空间中一点M满足 =x +y +z ,其中
x,y,z∈R,且x+y+z=1,则| |的最小值为 ( )
A.2 B.4 C.6 D.2
D
第1讲 描述运动的基本概念
解析 因为 =x +y +z ,x,y,z∈R,且x+y+z=1,
所以M,A,B,C四点共面,
所以点M在平面ABC内,
所以当PM⊥平面ABC时,| |最小,
取BC的中点D,连接AD,则点M在AD上,
且AM= AD= × =2 ,
所以PM= = =2 ,
即| |的最小值为2 .
第1讲 描述运动的基本概念
6.[2026辽宁沈阳重点高中郊联体月考]
如图,在三棱锥P-ABC中,G为△ABC的重心,点M在PG上,且PM=4MG,过点M任意作一个平面分别交线段
PA,PB,PC于点D,E,F,若 =m , =n , =t ,则 + + = ( )
A. B.4 C. D.
A
第1讲 描述运动的基本概念
解析 连接AG并延长,交BC于点H,
以{ , , }为空间向量的一组基,
因为G是△ABC的重心,点M在PG上,且PM=4MG,
所以 = = ( + )= + × = + × ( + )
= + ( - + - )
= + + ,
又 =m , =n , =t ,
故 = , = , = ,
所以 = + + ,
因为D,E,F,M四点共面,所以 + + =1,则 + + = .
第1讲 描述运动的基本概念
7.[2026湖北孝感汉川第一高级中学质量检测]如图,在四棱锥P-ABCD中,AD∥BC,BC=2AD, = , =
2 , =2 ,H在棱PD上,若E,F,G,H四点共面,则 =_________.
第1讲 描述运动的基本概念
解析 设 =λ ,λ∈[0,1],
则 = - =λ - ,
又 = - = - ,所以 = + = - + - = - + - =- + .
因为AD∥BC,BC=2AD,所以 = ,
即 - = ( - ),
所以 =2 -2 + ,
所以 = - = + - ,
因为E,F,G,H四点共面,
所以 =x +y ,
第1讲 描述运动的基本概念
所以λ - =x +y = + + y ,
所以 解得
故 = ,所以 = .
第1讲 描述运动的基本概念
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