新教材2020 2021学年高一数学下学期暑假训练8空间向量与立体几何.docx
上传者:hdv678
2022-06-07 20:10:15上传
DOCX文件
323 KB
新教材2020_2021学年高一数学下学期暑假训练8空间向量与立体几何8 空间向量与立体几何
例1.在平行六面体中,设,,,E,F分别是AD1,BD的中点.
(1)用向量表示,;
(2)若,求实数x,y,z的值.
例2.如图,长方体的底面ABCD是正方形,点E为棱AA1的中点,,.
(1)求点B到平面B1C1E的距离;
(2)求二面角的正弦值.
一、选择题.
1.如图,在平行六面体ABCD﹣A1B1C1D1中,M为A1C1与B1D1的交点.若,,,则下列向量中与相等的向量是()
A. B. C. D.
2.若向量,,且与的夹角余弦为,则λ等于()
A. B. C.或 D.2
二、填空题.
3.下列关于空间向量的命题中,正确的有________.
①若向量,与空间任意向量都不能构成基底,则;
②若非零向量,,满足,,则有;
③若,,是空间的一组基底,且,则,,,四点共面;
④若向量,,,是空间一组基底,则,,也是空间的一组基底.
4.在空间直角坐标系中,若点,,则_______.
5.点关于平面xOz的对称点是________,关于z轴的对称点是________,关于的对称点是________.
三、解答题.
6.如图,在四棱锥S﹣ABCD中,已知AB∥DC,AB⊥AD,△SAD是正三角形,且平面SAD⊥平面ABCD,AD=AB=2DC=2,F为SB的中点.
(1)求异面直线SA与FC所成角的大小;
(2)在棱SB上是否存在点Q,使平面SAC与平面QAC所成的锐二面角为?若存在,求出的大小;若不存在,请说明理由.
7.如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AB=BC=CA=AA1=2,点O为AB中点,点D为AA1中点.
(1)求平面ABC与平面B1CD所成锐二面角的大小;
(2)已知点E满足,当异面直线DE与CB1所成角最小时,求实数λ的值.
答案与解析
例1.【答案】(1),;(2).
【解析】(1),
.
(2),
所以.
例2.【答案】(1);(2).
【解析】(1)如图,以A为原点,AB为x轴,AD为y轴,AA1为z轴,建立空间直角坐标系,
则B(1,0,0),B1(1,0,2),C1(1,1,2),E(0,0,1),
∴,,,
设平面B1C1E的法向量,
则,取u=1,得,
∴点B到平面B1C1E的距离为.
(2)∵C1(1,1,2),E(0,0,1),C(1,1,0),
∴,,
设平面CC1E的法向量,
则,取x=1,得,
设二面角B1﹣EC1﹣C的平面角为θ,则,
∴,
∴二面角B1﹣EC1﹣C的正弦值为.
一、选择题.
1.【答案】A
【解析】
,
故选A.
2.【答案】A
【解析】∵向量,,
∴,解得,
故选A.
二、填空题.
3.【答案】①③④
【解析】对于①:若向量,与空间任意向量都不能构成基底,只能两个向量为共线向量,即,故①正确;
对于②:若非零向量,,满足,,则与不确定,可能共线,故②错误;
对于③:若,,是空间的一组基底,且,
则,即,
可得到四点共面,故③正确;
对于④:若向量,,,是空间一组基底,则空间任意一个向量,
存在唯一实数组,使得,
由的唯一性,则,,也是唯一的,
则,,也是空间的一组基底,故④正确,
故答案为①③④.
4.【答案】
【解析】空间直角坐标系中,点,,
则,
故答案为.
5.【答案】,,
【解析】点关于平面xOz的对称点是,
关于z轴的对称点是,
设点关于的对称点为,
则,解得,
故点关于点的对称点为,
故答案为,,.
三、解答题.
6.【答案】(1)90°;(2)存在,.
【解析】(1)∵在四棱锥S﹣ABCD中,已知AB∥DC,AB⊥AD,△SAD是正三角形,
平面SAD⊥平面ABCD,AD=AB=2DC=2,F为SB的中点,
∴以A为原点,AB为x轴,AD为y轴,过A作平面ABCD的垂线为z轴,建立空间直角坐标系,
则,,,,,
,,
设异面直线SA与FC所成角为,
则,∴θ=90°,
∴异面直线SA与FC所成角的大小为90°.
(2)假设在棱SB上存在点Q(a,b,c),,(0≤λ≤1),使平面SAC与平面QAC所成的锐二面角为,
则,即,
解得a=2λ,b=1﹣λ,,
∴
例1.在平行六面体中,设,,,E,F分别是AD1,BD的中点.
(1)用向量表示,;
(2)若,求实数x,y,z的值.
例2.如图,长方体的底面ABCD是正方形,点E为棱AA1的中点,,.
(1)求点B到平面B1C1E的距离;
(2)求二面角的正弦值.
一、选择题.
1.如图,在平行六面体ABCD﹣A1B1C1D1中,M为A1C1与B1D1的交点.若,,,则下列向量中与相等的向量是()
A. B. C. D.
2.若向量,,且与的夹角余弦为,则λ等于()
A. B. C.或 D.2
二、填空题.
3.下列关于空间向量的命题中,正确的有________.
①若向量,与空间任意向量都不能构成基底,则;
②若非零向量,,满足,,则有;
③若,,是空间的一组基底,且,则,,,四点共面;
④若向量,,,是空间一组基底,则,,也是空间的一组基底.
4.在空间直角坐标系中,若点,,则_______.
5.点关于平面xOz的对称点是________,关于z轴的对称点是________,关于的对称点是________.
三、解答题.
6.如图,在四棱锥S﹣ABCD中,已知AB∥DC,AB⊥AD,△SAD是正三角形,且平面SAD⊥平面ABCD,AD=AB=2DC=2,F为SB的中点.
(1)求异面直线SA与FC所成角的大小;
(2)在棱SB上是否存在点Q,使平面SAC与平面QAC所成的锐二面角为?若存在,求出的大小;若不存在,请说明理由.
7.如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AB=BC=CA=AA1=2,点O为AB中点,点D为AA1中点.
(1)求平面ABC与平面B1CD所成锐二面角的大小;
(2)已知点E满足,当异面直线DE与CB1所成角最小时,求实数λ的值.
答案与解析
例1.【答案】(1),;(2).
【解析】(1),
.
(2),
所以.
例2.【答案】(1);(2).
【解析】(1)如图,以A为原点,AB为x轴,AD为y轴,AA1为z轴,建立空间直角坐标系,
则B(1,0,0),B1(1,0,2),C1(1,1,2),E(0,0,1),
∴,,,
设平面B1C1E的法向量,
则,取u=1,得,
∴点B到平面B1C1E的距离为.
(2)∵C1(1,1,2),E(0,0,1),C(1,1,0),
∴,,
设平面CC1E的法向量,
则,取x=1,得,
设二面角B1﹣EC1﹣C的平面角为θ,则,
∴,
∴二面角B1﹣EC1﹣C的正弦值为.
一、选择题.
1.【答案】A
【解析】
,
故选A.
2.【答案】A
【解析】∵向量,,
∴,解得,
故选A.
二、填空题.
3.【答案】①③④
【解析】对于①:若向量,与空间任意向量都不能构成基底,只能两个向量为共线向量,即,故①正确;
对于②:若非零向量,,满足,,则与不确定,可能共线,故②错误;
对于③:若,,是空间的一组基底,且,
则,即,
可得到四点共面,故③正确;
对于④:若向量,,,是空间一组基底,则空间任意一个向量,
存在唯一实数组,使得,
由的唯一性,则,,也是唯一的,
则,,也是空间的一组基底,故④正确,
故答案为①③④.
4.【答案】
【解析】空间直角坐标系中,点,,
则,
故答案为.
5.【答案】,,
【解析】点关于平面xOz的对称点是,
关于z轴的对称点是,
设点关于的对称点为,
则,解得,
故点关于点的对称点为,
故答案为,,.
三、解答题.
6.【答案】(1)90°;(2)存在,.
【解析】(1)∵在四棱锥S﹣ABCD中,已知AB∥DC,AB⊥AD,△SAD是正三角形,
平面SAD⊥平面ABCD,AD=AB=2DC=2,F为SB的中点,
∴以A为原点,AB为x轴,AD为y轴,过A作平面ABCD的垂线为z轴,建立空间直角坐标系,
则,,,,,
,,
设异面直线SA与FC所成角为,
则,∴θ=90°,
∴异面直线SA与FC所成角的大小为90°.
(2)假设在棱SB上存在点Q(a,b,c),,(0≤λ≤1),使平面SAC与平面QAC所成的锐二面角为,
则,即,
解得a=2λ,b=1﹣λ,,
∴
新教材2020 2021学年高一数学下学期暑假训练8空间向量与立体几何