人教版数学高一-新课标人教A版数学必修2导学案 习题课1

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人教新课标版数学高一必修2导学案 平面教师版

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2.1.1平面【教学目标】1.掌握平面的表示法,点、直线与平面的位置关系;2.掌握有关平面的三个公理;3.会用符号表示图形中点、直线、平面之间的位置关系.【教学过程】一、创设情景教师首先提出问题:通过学生对课本的预习,让学生通过观看《2.1.1平面》课件“新课导入”部分,让学生结合问题进行思考。

通过互相交流,引入本节课要学习的知识.二、自主学习知识点一平面1.平面的概念(1)平面是一个不加定义,只需理解的原始概念.(2)立体几何里的平面是从呈平面形的物体中抽象出来的.如课桌面、黑板面、平静的水面等都给我们平面的局部形象.2.平面的画法常常把水平的平面画成一个平行四边形,并且其锐角画成45°,且横边长等于邻边长的2倍.一个平面被另一个平面遮挡住,为了增强立体感,被遮挡部分用虚线画出来.3.平面的表示方法(1)用希腊字母表示,如平面α,平面β,平面γ.(2)用表示平面的平行四边形的四个顶点的大写字母表示,如平面ABCD.(3)用表示平面的平行四边形的相对的两个顶点表示,如平面AC,平面BD.知识点二点、直线、平面之间的关系点、直线、平面之间的基本位置关系及语言表达文字语言表达图形语言表达符号语言表达点A在直线l上A∈l点A在直线l外A∉l点A在平面α内A∈α点A在平面α外A∉α直线l在平面α内l⊂α直线l在平面α外l⊄α平面α,β相交于l α∩β=l知识点三平面的基本性质公理文字语言图形语言符号语言作用公理1如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内A∈l,B∈l,且A∈α,B∈α⇒l⊂α①确定直线在平面内的依据②判定点在平面内公理2过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面A,B,C三点不共线⇒存在唯一的平面α使A,B,C∈α①确定平面的依据②判定点线共面公理3如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线P∈α且P∈β⇒α∩β=l,且P∈l①判定两平面相交的依据②判定点在直线上问题1几何里的“平面”有边界吗?用什么图形表示平面?答案没有.平行四边形.问题2直线和平面都是由点组成的,联系集合的观点,点和直线平面的位置关系,如何用符号来表示?直线和平面呢?答案点和直线,平面的位置关系可用数字符号“∈”或“∉”表示,直线和平面的位置关系,可用数学符号“⊂”或“⊄”表示.问题3直线l与平面α有且仅有一个公共点P.直线l是否在平面α内?有两个公共点呢?答案前者不在,后者在.问题4观察下图,你能得出什么结论?答案不共线的三点可以确定一个平面.问题5观察正方体ABCD-A1B1C1D1(如图所示),平面ABCD与平面BCC1B1有且只有两个公共点A、B吗?答案不是,平面ABCD与平面BCC1B1相交于直线BC.探究点1 点、直线、平面之间的位置关系的符号表示例1如图,用符号表示下列图形中点、直线、平面之间的位置关系.解在(1)中,α∩β=l,a∩α=A,a∩β=B.在(2)中,α∩β=l,a⊂α,b⊂β,a∩l=P,b∩l=P.反思与感悟借助集合中的符号来表示几何中点、线、面的关系就是几何中的符号语言,符号语言的运用简洁明了地表达了几何中的各元素的关系,比文字语言更适合于几何关系的表示,因此,要逐步适应并掌握.探究点2平面性质的应用例2已知:如图所示,l1∩l2=A,l2∩l3=B,l1∩l3=C.求证:直线l1、l2、l3在同一平面内.证明方法一(纳入平面法)∵l1∩l2=A,∴l1和l2确定一个平面α.∵l2∩l3=B,∴B∈l2.又∵l2⊂α,∴B∈α.同理可证C∈α.又∵B∈l3,C∈l3,∴l3⊂α.∴直线l1、l2、l3在同一平面内.方法二(辅助平面法)∵l1∩l2=A,∴l1、l2确定一个平面α.∵l2∩l3=B,∴l2、l3确定一个平面β.∵A∈l2,l2⊂α,∴A∈α.∵A∈l2,l2⊂β,∴A∈β.同理可证B∈α,B∈β,C∈α,C∈β.∴不共线的三个点A、B、C既在平面α内,又在平面β内.∴平面α和β重合,即直线l1、l2、l3在同一平面内.反思与感悟证明点、线共面问题,一般先由部分点线确定一个平面,再证其他的点和线在所确定的平面内.例3已知△ABC在平面α外,AB∩α=P,AC∩α=R,BC∩α=Q,如图所示.求证:P、Q、R三点共线.证明方法一∵AB∩α=P,∴P∈AB,P∈平面α.又AB⊂平面ABC,∴P∈平面ABC.∴由公理3可知:点P在平面ABC与平面α的交线上,同理可证Q、R也在平面ABC与平面α的交线上.∴P、Q、R三点共线.方法二∵AP∩AR=A,∴直线AP与直线AR确定平面APR.又∵AB∩α=P,AC∩α=R,∴平面APR∩平面α=PR.∵B∈平面APR,C∈平面APR,∴BC⊂平面APR.∵Q∈BC,∴Q∈平面APR,又Q∈α,∴Q∈PR,∴P、Q、R三点共线.反思与感悟证明多点共线的方法是利用公理3,只需说明这些点都是两个平面的公共点,则必在这两个面的交线上.也可考虑为点P、R确定一条直线,Q也在这条直线上,这也是证明共点、共线、共面问题的常用方法.四、当堂测试1.若A∈平面α,B∈平面α,C∈直线AB,则()A.C∈αB.C∉αC.AB⊄αD.AB∩α=C答案 A解析因为A∈平面α,B∈平面α,所以AB⊂α.又因为C∈直线AB,所以C∈α.2.下列说法正确的是()A.三点可以确定一个平面B.一条直线和一个点可以确定一个平面C.四边形是平面图形D.两条相交直线可以确定一个平面答案 D解析A选项中,三点若在同一直线上就不能确定一个平面;B中,这一点在直线上不能确定一个平面;空间四边形ABCD就不是平面图形,故C错.3.把下列符号叙述所对应的图形的字母编号填在题后横线上.(1)A∉α,a⊂α________.(2)α∩β=a,P∉α且P∉β________.(3)a⊄α,a∩α=A________.(4)α∩β=a,α∩γ=c,β∩γ=b,a∩b∩c=O________.答案(1)C(2)D(3)A(4)B4.空间两两相交的三条直线可以确定的平面数是________.答案1或35.如图,已知D,E是△ABC的边AC,BC上的点,平面α经过D,E两点,若直线AB与平面α的交点是P,则点P与直线DE的位置关系是________.答案P∈直线DE解析因为P∈AB,AB⊂平面ABC,所以P∈平面ABC.又P∈α,平面ABC∩平面α=DE,所以P∈直线DE.五、课堂小结本节课我们学习过哪些知识内容?提示:1.三个公理的作用:公理1——判定直线在平面内的依据;公理2——判定点共面、线共面的依据;公理3——判定点共线、线共点的依据.2.证明几点共线的方法:先考虑两个平面的交线,再证有关的点都是这两个平面的公共点.或先由某两点作一直线,再证明其他点也在这条直线上.3.证明点线共面的方法:先由有关元素确定一个基本平面,再证其他的点(或线)在这个平面内;或先由部分点线确定平面,再由其他点线确定平面,然后证明这些平面重合.注意对诸如“两平行直线确定一个平面”等依据的证明、记忆与运用.4.证明几线共点的方法:先证两线共点,再证这个点在其他直线上,而“其他”直线往往归结为平面与平面的交线.。

新教材 人教A版高中数学选择性必修第一册全册各章节课后练习题 含解析

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选择性必修第一册全册课后练习题本文档还有大量公式,在网页中显示可能会出现位置错误的情况,下载后均可正常显示,请放心下载练习!第一章空间向量与立体几何................................................................................................ - 2 -1.1.1空间向量及其线性运算......................................................................................... - 2 -1.1.2空间向量的数量积运算......................................................................................... - 8 -1.2空间向量基本定理.................................................................................................. - 15 -1.3.1空间直角坐标系 .................................................................................................. - 22 -1.3.2空间运算的坐标表示........................................................................................... - 28 -1.4.1.1空间向量与平行关系 ....................................................................................... - 34 -1.4.1.2空间向量与垂直关系 ....................................................................................... - 42 -1.4.2用空量研究距离、夹角问题............................................................................... - 51 -章末测验 ....................................................................................................................... - 64 - 第二章直线和圆的方程...................................................................................................... - 78 -2.1.1倾斜角与斜率 ...................................................................................................... - 78 -2.1.2两条直线平行和垂直的判定............................................................................... - 83 -2.2.1直线的点斜式方程............................................................................................... - 87 -2.2.2直线的两点式方程............................................................................................... - 92 -2.2.3直线的一般式方程............................................................................................... - 97 -2.3.1两条直线的交点坐标......................................................................................... - 102 -2.3.2两点间的距离公式............................................................................................. - 102 -2.3.3点到直线的距离公式......................................................................................... - 107 -2.3.4两条平行直线间的距离..................................................................................... - 107 -2.4.1圆的标准方程 .................................................................................................... - 113 -2.4.2圆的一般方程 .................................................................................................... - 118 -2.5.1直线与圆的位置关系......................................................................................... - 122 -2.5.2圆与圆的位置关系............................................................................................. - 128 -章末测验 ..................................................................................................................... - 135 - 第三章圆锥曲线的方程.................................................................................................... - 144 -3.1.1椭圆及其标准方程............................................................................................. - 144 -3.1.2.1椭圆的简单几何性质 ..................................................................................... - 150 -3.1.2.2椭圆的标准方程及性质的应用...................................................................... - 156 -3.2.1双曲线及其标准方程......................................................................................... - 164 -3.2.2双曲线的简单几何性质..................................................................................... - 171 -3.3.1抛物线及其标准方程......................................................................................... - 178 -3.3.2抛物线的简单几何性质..................................................................................... - 184 -章末测验 ..................................................................................................................... - 191 - 模块综合测验 ..................................................................................................................... - 202 -第一章 空间向量与立体几何1.1.1空间向量及其线性运算一、选择题1.空间任意四个点A ,B ,C ,D ,则DA →+CD →-CB →等于( ) A .DB → B .AC → C .AB → D .BA → D [DA →+CD →-CB →=DA →+BD →=BA →.]2.设有四边形ABCD ,O 为空间任意一点,且AO →+OB →=DO →+OC →,则四边形ABCD 是( )A .平行四边形B .空间四边形C .等腰梯形D .矩形A [∵AO →+OB →=DO →+OC →,∴AB →=DC →. ∴AB →∥DC →且|AB →|=|DC →|. ∴四边形ABCD 为平行四边形.]3.已知A ,B ,C 三点不共线,对平面ABC 外的任一点O ,下列条件中能确定点M 与点A ,B ,C 一定共面的是( )A .OM →=OA →+OB →+OC → B .OM →=2OA →-OB →-OC → C .OM →=OA →+12OB →+13OC →D .OM →=13OA →+13OB →+13OC → D [由OM →=13OA →+13OB →+13OC →,可得3OM →=OA →+OB →+OC →⇒OM →-OA →+OM →-OB →+OM →-OC →=0, 即AM →=-BM →-CM →.所以AM →与BM →,CM →在一个平面上,即点M 与点A ,B ,C 一定共面.] 4.若空间中任意四点O ,A ,B ,P 满足OP →=mOA →+nOB →,其中m +n =1,则( )A .P ∈AB B .P ∉ABC .点P 可能在直线AB 上D .以上都不对A [因为m +n =1,所以m =1-n , 所以OP →=(1-n )OA →+nOB →, 即OP →-OA →=n (OB →-OA →), 即AP →=nAB →,所以AP →与AB →共线. 又AP →,AB →有公共起点A ,所以P ,A ,B 三点在同一直线上, 即P ∈AB .]5.已知在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,点E 是A 1C 1的中点, 点F 是AE 的三等分点,且AF =12EF ,则AF →=( )A .AA 1→+12AB →+12AD → B .12AA 1→+12AB →+12AD →C .12AA 1→+16AB →+16AD → D .13AA 1→+16AB →+16AD →D [如图所示,AF →=13AE →,AE →=AA 1→+A 1E →,A 1E →=12A 1C 1→,A 1C 1→=A 1B 1→+A 1D 1→,A 1B 1→=AB →,A 1D 1→=AD →,所以AF →=13⎝ ⎛⎭⎪⎫AA 1→+12A 1C 1→=13AA 1→+16AB →+16AD →,故选D.]二、填空题6.已知A ,B ,C 三点不共线,O 为平面ABC 外一点,若由OM →=-2OA →+OB →+λOC →确定的点M 与A ,B ,C 共面,则λ=________.2 [由M 、A 、B 、C 四点共面知:-2+1+λ=1,即λ=2.]7.在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 为AC 与BD 的交点,若A 1B 1→=a ,A 1D 1→=b ,A 1A →=c ,用a ,b ,c 表示D 1M →,则D 1M →=________.12a -12b +c [D 1M →=D 1D →+DM → =A 1A →+12(DA →+DC →) =c +12(-A 1D 1→+A 1B 1→) =12a -12b +c .]8.在空间四边形ABCD 中,E ,F 分别是AB ,CD 的中点,则EF →和AD →+BC →的关系是________.(填“平行”,“相等”或“相反”)平行 [设G 是AC 的中点,则EF →=EG →+GF →=12BC →+12AD →=12(AD →+BC →) 所以2EF →=AD →+BC →, 从而EF →∥(AD →+BC →).] 三、解答题9.如图,在空间四边形ABCD 中,G 为△BCD 的重心,E ,F 分别为边CD 和AD 的中点,试化简AG →+13BE →-12AC →,并在图中标出化简结果的向量.[解] ∵G 是△BCD 的重心,BE 是CD 边上的中线,∴GE →=13BE →.又12AC →=12(DC →-DA →)=12DC →-12DA →=DE →-DF →=FE →, ∴AG →+13BE →-12AC →=AG →+GE →-FE →=AF →(如图所示).10.在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 为DD 1的中点,点N 在AC 上,且AN ∶NC =2∶1,求证:A 1N →与A 1B →,A 1M →共面.[证明] ∵A 1B →=AB →-AA 1→, A 1M →=A 1D 1→+D 1M →=AD →-12AA 1→, AN →=23AC →=23(AB →+AD →), ∴A 1N →=AN →-AA 1→ =23(AB →+AD →)-AA 1→=23(AB →-AA 1→)+23(AD →-12AA 1→) =23A 1B →+23A 1M →, ∴A 1N →与A 1B →,A 1M →共面.11.(多选题)若A ,B ,C ,D 为空间不同的四点,则下列各式为零向量的是( ) A .AB →+2BC →+2CD →+DC → B .2AB →+2BC →+3CD →+3DA →+AC →C.AB →+CA →+BD →D.AB →-CB →+CD →-AD →BD [A 中,AB →+2BC →+2CD →+DC →=AB →+2BD →+DC →=AB →+BD →+BD →+DC →=AD →+BC →;B 中,2AB →+2BC →+3CD →+3DA →+AC →=2AC →+3CA →+AC →=0;C 中,AB →+CA →+BD →=AD →+CA →;D 中,AB →-CB →+CD →-AD →=AB →+BC →+CD →+DA →表示A →B →C →D →A 恰好形成一个回路,结果必为0.]12.(多选题)有下列命题,其中真命题的有( ) A .若AB →∥CD →,则A ,B ,C ,D 四点共线 B .若AB →∥AC →,则A ,B ,C 三点共线C .若e 1,e 2为不共线的非零向量,a =4e 1-25e 2,b =-e 1+110e 2,则a ∥b D .若向量e 1,e 2,e 3是三个不共面的向量,且满足等式k 1e 1+k 2e 2+k 3e 3=0,则k 1=k 2=k 3=0BCD [根据共线向量的定义,若AB →∥CD →,则AB ∥CD 或A ,B ,C ,D 四点共线,故A 错;因为AB →∥AC →且AB →,AC →有公共点A ,所以B 正确;由于a =4e 1-25e 2=-4-e 1+110e 2=-4b ,所以a ∥b ,故C 正确;易知D 也正确.]13.(一题两空)已知A ,B ,C 三点共线,则对空间任一点O ,若OA →=2OB →+μOC →,则μ=________;存在三个不为0的实数λ,m ,n ,使λOA →+mOB →+nOC →=0,那么λ+m +n 的值为________.-1 0 [由A 、B 、C 三点共线,∴2+μ=1,∴μ=-1,又由λOA →+mOB →+nOC →=0得OA →=-m λOB →-n λOC →由A ,B ,C 三点共线知-m λ-nλ=1,则λ+m +n =0.]14.设e 1,e 2是平面上不共线的向量,已知AB →=2e 1+k e 2,CB →=e 1+3e 2,CD →=2e 1-e 2,若A ,B ,D 三点共线,则实数k 为________.-8 [因为BD →=CD →-CB →=e 1-4e 2,AB →=2e 1+k e 2,又A ,B ,D 三点共线,由共线向量定理得12=-4k ,所以k =-8.]15.如图所示,已知四边形ABCD 是平行四边形,点P 是ABCD 所在平面外的一点,连接P A ,PB ,PC ,PD .设点E ,F ,G ,H 分别为△P AB ,△PBC ,△PCD ,△PDA 的重心.(1)试用向量方法证明E ,F ,G ,H 四点共面;(2)试判断平面EFGH 与平面ABCD 的位置关系,并用向量方法证明你的判断. [证明] (1)分别连接PE ,PF ,PG ,PH 并延长,交对边于点M ,N ,Q ,R ,连接MN ,NQ ,QR ,RM ,∵E ,F ,G ,H 分别是所在三角形的重心,∴M ,N ,Q ,R 是所在边的中点,且PE →=23PM →,PF →=23PN →,PG →=23PQ →,PH →=23PR →.由题意知四边形MNQR 是平行四边形,∴MQ →=MN →+MR →=(PN →-PM →)+(PR →-PM →)=32(PF →-PE →)+32(PH →-PE →)=32(EF →+EH →).又MQ →=PQ →-PM →=32PG →-32PE →=32EG →.∴EG →=EF →+EH →,由共面向量定理知,E ,F ,G ,H 四点共面.(2)平行.证明如下:由(1)得MQ →=32EG →,∴MQ →∥EG →, ∴EG →∥平面ABCD .又MN →=PN →-PM →=32PF →-32PE → =32EF →,∴MN →∥EF →. 即EF ∥平面ABCD . 又∵EG ∩EF =E ,∴平面EFGH 与平面ABCD 平行1.1.2空间向量的数量积运算一、选择题1.已知a ⊥b ,|a |=2,|b |=3,且(3a +2b )⊥(λa -b ),则λ等于( ) A .32 B .-32 C .±32 D .1A [∵a ⊥b ,∴a ·b =0,∵3a +2b ⊥λa -b ,∴(3a +2b )·(λa -b )=0, 即3λa 2+(2λ-3)a ·b -2b 2=0,∴12λ-18=0,解得λ=32.]2.已知空间四边形ABCD 的每条边和对角线的长都等于a ,点E ,F 分别是BC ,AD 的中点,则AE →·AF →的值为( )A .a 2B .12a 2C .14a 2D .34a 2C [AE →·AF →=12(AB →+AC →)·12AD →=14(AB →·AD →+AC →·AD →)=14⎝ ⎛⎭⎪⎫a ×a ×12+a ×a ×12=14a 2.]3.已知长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1,则下列向量的数量积一定不为0的是( ) A .AD 1→·B 1C →B .BD 1→·AC →C .AB →·AD 1→ D .BD 1→·BC →D [对于选项A ,当四边形ADD 1A 1为正方形时,可得AD 1⊥A 1D ,而A 1D ∥B 1C ,可得AD 1⊥B 1C ,此时有AD 1→·B 1C →=0;对于选项B ,当四边形ABCD 为正方形时,AC ⊥BD ,易得AC ⊥平面BB 1D 1D ,故有AC ⊥BD 1,此时有BD 1→·AC →=0;对于选项C ,由长方体的性质,可得AB ⊥平面ADD 1A 1,可得AB ⊥AD 1,此时必有AB →·AD 1→=0;对于选项D ,由长方体的性质,可得BC ⊥平面CDD 1C 1,可得BC ⊥CD 1,△BCD 1为直角三角形,∠BCD 1为直角,故BC 与BD 1不可能垂直,即BD 1→·BC →≠0.故选D.]4.在棱长为a 的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,向量BA 1→与向量AC →所成的角为( )A .60°B .150°C .90°D .120°D [BA 1→=BA →+AA 1→,|BA 1→|=2a ,AC →=A B →+AD →,|AC →|=2a .∴BA 1→·AC →=BA →·AB →+BA →·AD →+AA 1→·AB →+AA 1→·AD →=-a 2. ∴cos 〈BA 1→,AC →〉=-a 22a ·2a =-12.∴〈BA 1→,AC →〉=120°.]5.如图所示,在平行六面体ABCD -A ′B ′C ′D ′中,AB =1,AD =2,AA ′=3,∠BAD =90°,∠BAA ′=∠DAA ′=60°,则AC ′的长为( )A .13B .23C .33D .43B [∵AC ′→=AB →+BC →+CC ′→,∴AC ′→2=(AB →+BC →+CC ′→)2=AB →2+BC →2+CC ′→2+2(AB →·BC →+AB →·CC ′→+BC →·CC ′→) =12+22+32+2(0+1×3cos 60°+2×3cos 60°) =14+2×92=23,∴|AC ′→|=23,即AC ′的长为23.] 二、填空题6.已知a ,b 是空间两个向量,若|a |=2,|b |=2,|a -b |=7,则cos 〈a ,b 〉=________.18[将|a -b |=7两边平方,得(a -b )2=7. 因为|a |=2,|b |=2,所以a ·b =12.又a ·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉,故cos 〈a ,b 〉=18.]7.已知a ,b 是异面直线,A ,B ∈a ,C ,D ∈b ,AC ⊥b ,BD ⊥b ,且AB =2,CD =1,则a ,b 所成的角是________.60° [AB →=AC →+CD →+DB →,∴CD →·AB →=CD →·(AC →+CD →+DB →)=|CD →|2=1, ∴cos 〈CD →,AB →〉=CD →·AB →|CD →||AB →|=12,∴异面直线a ,b 所成角是60°.]8.已知|a |=2,|b |=1,〈a ,b 〉=60°,则使向量a +λb 与λa -2b 的夹角为钝角的实数λ的取值范围是________.(-1-3,-1+3) [由题意知 ⎩⎨⎧(a +λb )·(λa -2b )<0,cos 〈a +λb ,λa -2b 〉≠-1. 即⎩⎨⎧(a +λb )·(λa -2b )<0,(a +λb )·(λa -2b )≠-|a +λb ||λa -2b |,得λ2+2λ-2<0.∴-1-3<λ<-1+ 3.] 三、解答题9.如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 是边长为1的正方形,侧棱P A 的长为2,且P A 与AB 、AD 的夹角都等于60°,M 是PC 的中点,设AB →=a ,AD →=b ,AP →=c .(1)试用a ,b ,c 表示出向量BM →; (2)求BM 的长.[解] (1)∵M 是PC 的中点,∴BM →=12(BC →+BP →)=12[AD →+(AP →-AB →)] =12[b +(c -a )]=-12a +12b +12c .(2)由于AB =AD =1,P A =2,∴|a |=|b |=1,|c |=2,由于AB ⊥AD ,∠P AB =∠P AD =60°,∴a·b =0,a·c =b·c =2·1·cos 60°=1, 由于BM →=12(-a +b +c ),|BM →|2=14(-a +b +c )2=14[a 2+b 2+c 2+2(-a·b -a·c +b·c )]=14[12+12+22+2(0-1+1)]=32.∴|BM →|=62,∴BM 的长为62.10.如图,已知直三棱柱ABC -A ′B ′C ′中,AC =BC =AA ′,∠ACB =90°,D ,E 分别为AB ,BB ′的中点.(1)求证:CE ⊥A ′D ;(2)求异面直线CE 与AC ′所成角的余弦值. [解] (1)证明:设CA →=a ,CB →=b ,CC ′→=c , 根据题意得|a |=|b |=|c |,且a·b =b·c =c·a =0. ∴CE →=b +12c ,A ′D →=-c +12b -12a .∴CE →·A ′D →=⎝ ⎛⎭⎪⎫b +12c ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-c +12b -12a =-12c 2+12b 2=0, ∴CE →⊥A ′D →,即CE ⊥A ′D .(2)∵AC ′→=-a +c ,∴|AC ′→|=2|a |,|CE →|=52|a |, ∵AC ′→·CE →=(-a +c )·⎝ ⎛⎭⎪⎫b +12c =12c 2=12|a |2, ∴cos 〈AC ′→,CE →〉=12|a |22×52|a |2=1010.∴异面直线CE 与AC ′所成角的余弦值为1010.11.(多选题)在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,下列命题正确的有( ) A .(AA 1→+AD →+AB →)2=3AB →2 B .A 1C →·(A 1B 1→-A 1A →)=0 C .AD 1→与A 1B →的夹角为60° D .正方体的体积为|AB →·AA 1→·AD →|AB [如图,(AA 1→+AD →+AB →)2=(AA 1→+A 1D 1→+D 1C 1→)2=AC 1→2=3AB →2;A 1C →·(A 1B 1→-A 1A →)=A 1C →·AB 1→=0;AD 1→与A 1B →的夹角是D 1C →与D 1A →夹角的补角,而D 1C →与D 1A →的夹角为60°,故AD 1→与A 1B →的夹角为120°;正方体的体积为|AB →||AA 1→||AD →|.故选AB.]12.已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,若E 是底面正方形A 1B 1C 1D 1的中心, 则AC 1→与CE →( )A .重合B .平行但不重合C .垂直D .无法确定C [AC 1→=AB →+AD →+AA 1→,CE →=CC 1→+C 1E →=AA 1→-12(AB →+AD →),于是AC 1→·CE →=(AB →+AD →+AA 1→)·⎣⎢⎡⎦⎥⎤AA 1-12(AB →+AD →)=AB →·AA 1→-12AB →2-12AB →·AD →+AD →·AA 1→-12AD →·AB →-12AD →2+AA 1→2-12AA 1→·AB →-12AA 1→·AD →=0-12-0+0-0-12+1-0-0=0,故AC 1→⊥CE →.]13.(一题两空)如图,在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,设AD =AA 1=1,AB =2,P 是C 1D 1的中点,则B 1C →·A 1P →=________,B 1C →与A 1P →所成角的大小为________.1 60° [法一:连接A 1D ,则∠P A 1D 就是B 1C →与A 1P →所成角.连接PD ,在△P A 1D 中,易得P A 1=DA 1=PD =2,即△P A 1D 为等边三角形,从而∠P A 1D =60°,即B 1C →与A 1P →所成角的大小为60°.因此B 1C →·A 1P →=2×2×cos 60°=1.法二:根据向量的线性运算可得B 1C →·A 1P →=(A 1A →+AD →)·⎝⎛⎭⎪⎫AD →+12AB →=AD →2=1. 由题意可得P A 1=B 1C =2,则2×2×cos 〈B 1C →,A 1P →〉=1,从而〈B 1C →,A 1P →〉=60°.]14.已知在正四面体D -ABC 中,所有棱长都为1,△ABC 的重心为G ,则DG 的长为________.63 [如图,连接AG 并延长交BC 于点M ,连接DM ,∵G 是△ABC 的重心,∴AG =23AM ,∴AG →=23AM →,DG →=DA →+AG →=DA →+23AM →=DA →+23(DM →-DA →)=DA →+23⎣⎢⎡⎦⎥⎤12(DB →+DC →)-DA →=13(DA →+DB →+DC →),而(DA →+DB →+DC →)2=DA →2+DB →2+DC →2+2DA →·DB →+2DB →·DC →+2DC →·DA →=1+1+1+2(cos 60°+cos 60°+cos 60°)=6,∴|DG →|=63.]15.如图,正四面体V -ABC 的高VD 的中点为O ,VC 的中点为M .(1)求证:AO ,BO ,CO 两两垂直;(2)求〈DM →,AO →〉.[解] (1)证明:设VA →=a ,VB →=b ,VC →=c ,正四面体的棱长为1, 则VD →=13(a +b +c ),AO →=16(b +c -5a ), BO →=16(a +c -5b ),CO →=16(a +b -5c ),所以AO →·BO →=136(b +c -5a )·(a +c -5b )=136(18a ·b -9|a |2)=136(18×1×1×cos 60°-9)=0,所以AO →⊥BO →,即AO ⊥BO .同理,AO ⊥CO ,BO ⊥CO . 所以AO ,BO ,CO 两两垂直.(2)DM →=DV →+VM →=-13(a +b +c )+12c =16(-2a -2b +c ),所以|DM →|=⎣⎢⎡⎦⎥⎤16(-2a -2b +c )2=12. 又|AO →|=⎣⎢⎡⎦⎥⎤16(b +c -5a )2=22,DM →·AO →=16(-2a -2b +c )·16(b +c -5a )=14, 所以cos 〈DM →,AO →〉=1412×22=22. 又〈DM →,AO →〉∈[0,π], 所以〈DM →,AO →〉=π4.1.2空间向量基本定理一、选择题1.若向量{a ,b ,c }是空间的一个基底,则一定可以与向量p =2a +b ,q =2a-b 构成空间的另一个基底的向量是( )A .aB .bC .cD .a +bC [由p =2a +b ,q =2a -b 得a =14p +14q ,所以a 、p 、q 共面,故a 、p 、q 不能构成空间的一个基底,排除A ;因为b =12p -12q ,所以b 、p 、q 共面,故b 、p 、q 不能构成空间的一个基底,排除B ;因为a +b =34p -14q ,所以a +b 、p 、q 共面,故a +b 、p 、q 不能构成空间的一个基底,排除D.]2.在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 是上底面对角线AC 与BD 的交点,若A 1B 1→=a ,A 1D 1→=b ,A 1A →=c ,则B 1M →可表示为( )A .12a +12b +cB .12a -12b +cC .-12a -12b +cD .-12a +12b +cD [由于B 1M →=B 1B →+BM →=B 1B →+12(BA →+BC →) =-12a +12b +c ,故选D.]3.若向量MA →,MB →,MC →的起点M 与终点A ,B ,C 互不重合,且点M ,A ,B ,C 中无三点共线,满足下列关系(O 是空间任一点),则能使向量MA →,MB →,MC →成为空间一个基底的关系是( )A .OM →=13OA →+13OB →+13OC → B .MA →≠MB →+MC → C .OM →=OA →+OB →+OC →D .MA →=2MB →-MC →C [若MA →,MB →,MC →为空间一组基向量,则M ,A ,B ,C 四点不共面.选项A 中,因为13+13+13=1,所以点M ,A ,B ,C 共面;选项B 中,MA →≠MB →+MC →,但可能存在实数λ,μ使得MA →=λMB →+μMC →,所以点M ,A ,B ,C 可能共面;选项D 中,四点M ,A ,B ,C 显然共面.故选C.]4.空间四边形OABC 中,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,点M 在OA 上,且OM →=2MA →,N 为BC 中点,则MN →为( )A .12a -23b +12cB .-23a +12b +12cC .12a +12b -23cD .23a +23b -12cB [MN →=MA →+AB →+BN →=13OA →+OB →-OA →+12(OC →-OB →)=-23OA →+12OB →+12OC →=-23a +12b +12c .]5.平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,向量AB →,AD →,AA 1→两两的夹角均为60°且|AB →|=1,|AD →|=2,|AA 1→|=3,则|AC 1→|等于( )A .5B .6C .4D .8A [在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中有,AC 1→=AB →+AD →+CC 1→=AB →+AD →+AA 1→所以有|AC 1→|=|AB →+AD →+AA 1→|,于是有|AC 1→|2=|AB →+AD →+AA 1→|2=|AB →|2+|AD →|2+|AA 1→|2+2|AB →|·|AD →|·cos 60°+2|AB →|·|AA 1→|·cos 60°+2|AD →||AA 1→|·cos 60°=25,所以|AC 1→|=5.]二、填空题6.在四面体OABC 中,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,D 为BC 的中点,E 为AD 的中点,则OE →=________.(用a ,b ,c 表示)12a +14b +14c [因为在四面体OABC 中,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,D 为BC 的中点,E 为AD 的中点,所以OE →=12(OA →+OD →)=12OA →+12OD →=12a +12×12(OB →+OC →)=12a +14(b +c )=12a +14b +14c .]7.已知{a ,b ,c }是空间的一个单位正交基底,{a +b ,a -b ,c }是空间的另一个基底,若向量m 在基底{a ,b ,c }下表示为m =3a +5b +9c ,则m 在基底{a +b ,a -b,3c }下可表示为________.4(a +b )-(a -b )+3(3c ) [由题意知,m =3a +5b +9c ,设m =x (a +b )+y (a -b )+z (3c )则有⎩⎨⎧ x +y =3x -y =53z =9,解得⎩⎨⎧x =4y =-1z =3.则m 在基底{a +b ,a -b,3c }可表示为m =4(a +b )-(a -b )+3(3c ).] 8.在四棱锥P -ABCD 中,ABCD 为平行四边形,AC 与BD 交于O ,G 为BD 上一点,BG =2GD ,P A →=a ,PB →=b ,PC →=c ,试用基底{a ,b ,c }表示向量PG →=________.23a -13b +23c [因为BG =2GD ,所以BG →=23BD →. 又BD →=BA →+BC →=P A →-PB →+PC →-PB →=a +c -2b , 所以PG →=PB →+BG →=b +23(a +c -2b ) =23a -13b +23c .] 三、解答题9.如图所示,正方体OABC -O ′A ′B ′C ′,且OA →=a ,OC →=b ,OO ′→=c .(1)用a ,b ,c 表示向量OB ′→,AC ′→;(2)设G ,H 分别是侧面BB ′C ′C 和O ′A ′B ′C ′的中心,用a ,b ,c 表示GH →.[解] (1)OB ′→=OB →+BB ′→=OA →+OC →+OO ′→=a +b +c . AC ′→=AC →+CC ′→=AB →+AO →+AA ′→=OC →+OO ′→-OA →=b +c -a . (2)法一:连接OG ,OH (图略), 则GH →=GO →+OH →=-OG →+OH → =-12(OB ′→+OC →)+12(OB ′→+OO ′→) =-12(a +b +c +b )+12(a +b +c +c ) =12(c -b ).法二:连接O ′C (图略),则GH →=12CO ′→=12(OO ′→-OC →) =12(c -b ).10.如图,在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,MA →=-13AC →,ND →=13A 1D →,设AB →=a ,AD →=b ,AA 1→=c ,试用a ,b ,c 表示MN →.[解] 连接AN ,则MN →=MA →+AN →.由已知可得四边形ABCD 是平行四边形,从而可得 AC →=AB →+AD →=a +b , MA →=-13AC →=-13(a +b ), 又A 1D →=AD →-AA 1→=b -c ,故AN →=AD →+DN →=AD →-ND →=AD →-13A 1D →=b -13(b -c ), 所以MN →=MA →+AN → =-13(a +b )+b -13(b -c ) =13(-a +b +c ).11.(多选题)已知a ,b ,c 是不共面的三个向量,则下列向量组中,不能构成一个基底的一组向量是( )A .2a ,a -b ,a +2bB .2b ,b -a ,b +2aC .a,2b ,b -cD .c ,a +c ,a -cABD [对于A ,因为2a =43(a -b )+23(a +2b ),得2a 、a -b 、a +2b 三个向量共面,故它们不能构成一个基底;对于B ,因为2b =43(b -a )+23(b +2a ),得2b 、b -a 、b +2a 三个向量共面,故它们不能构成一个基底;对于C ,因为找不到实数λ、μ,使a =λ·2b +μ(b -c )成立,故a 、2b 、b -c 三个向量不共面,它们能构成一个基底;对于D ,因为c =12(a +c )-12(a -c ),得c 、a +c 、a -c 三个向量共面,故它们不能构成一个基底,故选ABD.]12.(多选题)给出下列命题,正确命题的有( )A .若{a ,b ,c }可以作为空间的一个基底,d 与c 共线,d ≠0,则{a ,b ,d }也可以作为空间的一个基底B .已知向量a ∥b ,则a ,b 与任何向量都不能构成空间的一个基底C .A ,B ,M ,N 是空间四点,若BA →,BM →,BN →不能构成空间的一个基底,则A ,B ,M ,N 四点共面D .已知{a ,b ,c }是空间的一个基底,若m =a +c ,则{a ,b ,m }也是空间的一个基底ABCD [根据基底的概念,知空间中任何三个不共面的向量都可作为空间的一个基底.显然B 正确.C 中由BA →,BM →,BN →不能构成空间的一个基底,知BA →,BM →,BN →共面.又BA →,BM →,BN →过相同点B ,知A ,B ,M ,N 四点共面.所以C 正确.下面证明AD 正确:A 假设d 与a ,b 共面,则存在实数λ,μ,使得d =λa +μb ,∵d 与c 共线,c ≠0,∴存在实数k ,使得d =k c .∵d ≠0,∴k ≠0,从而c =λk a +μk b ,∴c 与a ,b 共面,与条件矛盾,∴d 与a ,b 不共面.同理可证D 也是正确的.于是ABCD 四个命题都正确,故选ABCD.]13.(一题两空)已知空间的一个基底{a ,b ,c },m =a -b +c ,n =x a +y b +c ,若m 与n 共线,则x =________,y =________.1 -1 [因为m 与n 共线, 所以存在实数λ,使m =λn ,即a -b +c =λx a +λy b +λc ,于是有⎩⎨⎧1=λx ,-1=λy ,1=λ,解得⎩⎨⎧x =1,y =-1.]14.(一题多空)已知e 1,e 2是空间单位向量,e 1·e 2=12.若空间向量b 满足b ·e 1=2,b ·e 2=52,且对于任意x ,y ∈R ,|b -(x e 1+y e 2)|≥|b -(x 0e 1+y 0e 2)|=1(x 0,y 0∈R ),则x 0=________,y 0=________,|b |=________.1 2 22 [由题意可令b =x 0e 1+y 0e 2+e 3,其中|e 3|=1,e 3⊥e i ,i =1,2.由b ·e 1=2得x 0+y 02=2,由b ·e 2=52得x 02+y 0=52,解得x 0=1,y 0=2,∴|b |=(e 1+2e 2+e 3)2=2 2.]15.在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,设AB →=a ,AD →=b ,AA 1→=c ,E ,F 分别是AD 1,BD 的中点.(1)用向量a ,b ,c 表示D 1B →,EF →;(2)若D 1F →=x a +y b +z c ,求实数x ,y ,z 的值. [解] (1)如图,D 1B →=D 1D →+DB →=-AA 1→+AB →-AD →=a -b -c ,EF →=EA →+AF →=12D 1A →+12AC →=-12(AA 1→+AD →)+12(AB →+AD →)=12(a -c ). (2)D 1F →=12(D 1D →+D 1B →)=12(-AA 1→+AB →-AD 1→) =12(-AA 1→+AB →-AD →-DD 1→) =12(a -c -b -c )=12a -12b -c , ∴x =12,y =-12,z =-1.1.3.1空间直角坐标系一、选择题1.空间两点A ,B 的坐标分别为(x ,-y ,z ),(-x ,-y ,-z ),则A ,B 两点的位置关系是( )A .关于x 轴对称B .关于y 轴对称C .关于z 轴对称D .关于原点对称B [纵坐标相同,横坐标和竖坐标互为相反数,故两点关于y 轴对称.] 2.已知A (1,2,-1),B (5,6,7),则直线AB 与平面xOz 交点的坐标是( ) A .(0,1,1) B .(0,1,-3)C .(-1,0,3)D .(-1,0,-5)D [设直线AB 与平面xoz 交点坐标是M (x ,y ,z ),则AM →=(x -1,-2,z +1),AB →=(4,4,8),又AM →与AB →共线,∴AM →=λAB →,即⎩⎨⎧x -1=4λ,-2=4λ,z +1=8λ,解得x =-1,z =-5,∴点M (-1,0,-5).故选D.]3.设A (3,3,1),B (1,0,5),C (0,1,0),则AB 的中点M 到点C 的距离|CM |=( ) A .534 B .532 C .532D .132 C [M ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,32,3 ,|CM |=4+⎝ ⎛⎭⎪⎫32-12+9=532.] 4.如图,在空间直角坐标系中,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,B 1E =14A 1B 1,则BE →等于( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14,-1B .⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,0,1C .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-14,1D .⎝ ⎛⎭⎪⎫14,0,-1C [{DA →,DC →,DD 1→}为单位正交向量,BE →=BB 1→+B 1E →=-14DC →+DD 1→,∴BE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-14,1.] 5.设{i ,j ,k }是单位正交基底,已知向量p 在基底{a ,b ,c }下的坐标为(8,6,4),其中a =i +j ,b =j +k ,c =k +i ,则向量p 在基底{i ,j ,k }下的坐标是( )A .(12,14,10)B .(10,12,14)C .(14,12,10)D .(4,3,2)A [依题意,知p =8a +6b +4c =8(i +j )+6(j +k )+4(k +i )=12i +14j +10k ,故向量p 在基底{i ,j ,k }下的坐标是(12,14,10).]二、填空题6.在空间直角坐标系中,已知点P (1,2,3),过点P 作平面yOz 的垂线PQ ,则垂足Q 的坐标为________.(0,2,3) [过P 的垂线PQ ⊥面yOz ,则Q 点横坐标为0,其余不变,故Q (0,2,3).]7.设{e 1,e 2,e 3}是空间向量的一个单位正交基底,a =4e 1-8e 2+3e 3,b =-2e 1-3e 2+7e 3,则a ,b 的坐标分别为________.(4,-8,3),(-2,-3,7) [由题意可知a =(4,-8,3),b =(-2,-3,7).] 8.如图所示,以长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的顶点D 为坐标原点,过D 的三条棱所在的直线为坐标轴,建立空间直角坐标系,若DB 1→的坐标为(4,3,2),则AC 1→的坐标为________.(-4,3,2) [由DB 1→=DA →+DC →+DD 1→,且DB 1→=(4,3,2),∴|DA →|=4,|DC →|=3,|DD 1→|=2,又AC 1→=-DA →+DC →+DD 1→,∴AC 1→=(-4,3,2).]三、解答题9.已知三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,侧棱AA 1⊥底面ABC ,所有的棱长都是1,建立适当的坐标系,并写出各点的坐标.[解] 如图所示,取AC 的中点O 和A 1C 1的中点O 1,可得BO ⊥AC ,OO 1⊥AC ,分别以OB ,OC ,OO 1所在直线为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系.∵三棱柱各棱长均为1,∴OA =OC =O 1C 1=O 1A 1=12,OB =32. ∵A ,B ,C 均在坐标轴上,∴A ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,0,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,0,C ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,0.∵点A 1与C 1在yOz 平面内, ∴A 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,1,C 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,1.∵点B 1在xOy 平面内的射影为B ,且BB 1=1,∴B 1⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,1,即各点的坐标为A ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,0,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,0,C ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,0,A 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,1,B 1⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,1,C 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,1. 10.棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,F ,G 分别为棱DD 1,D 1C 1,BC 的中点,以{AB →,AD →,AA 1→}为正交基底,求下列向量的坐标:(1)AE →,AF →,AG →; (2)EF →,EG →,DG →.[解] 在正交基底{AB →,AD →,AA 1→}下,(1)AF →=12AB →+AD →+AA 1→, AE →=AD →+12AA 1→,AG →=AB →+12AD →,∴AE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1,12,AF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,1,AG →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12,0.(2)EF →=AF →-AE →=12AB →+12AA 1→,∴EF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,12;EG →=AG →-AE →=AB →-12AD →-12AA 1→,∴EG →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1,-12,-12;DG →=AG →-AD →=AB→-12AD →,∴DG →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1,-12,0.11.(多选题)下列各命题正确的是( ) A .点(1,-2,3)关于平面xOz 的对称点为(1,2,3) B .点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,-3关于y 轴的对称点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1,3C .点(2,-1,3)到平面yOz 的距离为1D .设{i ,j ,k }是空间向量的单位正交基底,若m =3i -2j +4k ,则m =(3,-2,4).ABD [“关于谁对称谁不变”,∴A 正确,B 正确,C 中(2,-1,3)到面yOz 的距离为2,∴C 错误.根据空间向量的坐标定义,D 正确.]12.在棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,P 为正方体内一动点(包括表面),若AP →=xAB →+yAD →+zAA 1→,且0≤x ≤y ≤z ≤1.则点P 所有可能的位置所构成的几何体的体积是( )A .1B .12C .13D .16D [根据向量加法的几何意义和空间向量基本定理,满足0≤x ≤y ≤1的点P 在三棱柱ACD -A 1C 1D 1内;满足0≤y ≤z ≤1的点P 在三棱柱AA 1D 1-BB 1C 1内,故同时满足0≤x ≤y ≤1,0≤y ≤z ≤1的点P 在这两个三棱柱的公共部分(如图),即三棱锥A -A 1C 1D 1,其体积是13×12×1×1×1=16.]13.三棱锥P -ABC 中,∠ABC 为直角,PB ⊥平面ABC ,AB =BC =PB =1,M为PC 的中点,N 为AC 的中点,以{BA →,BC →,BP →}为基底,则MN →的坐标为________.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,-12 [MN →=BN →-BM → =12(BA →+BC →)-12(BP →+BC →) =12BA →-12BP →, 故MN →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,-12.] 14.已知O 是坐标原点,点A (2,0,-2),B (3,1,2),C (2,-1,7). (1)若点P 满足OP →=OA →+OB →+OC →,则点P 的坐标为________; (2)若点P 满足AP →=2AB →-AC →,则点P 的坐标为________.(1)(7,0,7) (2)(4,3,-3) [(1)中OP →=OA →+OB →+OC →=(2i -2k )+(3i +j +2k )+(2i -j +7k )=7i +0j +7k ,∴P (7,0,7).(2)中,AP →=2AB →-AC →得OP →-OA →=2OB →-2OA →-OC →+OA →,∴OP →=2OB →-OC →=2(3i +j +2k )-(2i -j +7k ) =4i +3j -3k ,∴P (4,3,-3).]15.如图,在正四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 是边长为1的正方形,O 是AC 与BD 的交点,PO =1,M 是PC 的中点.设AB →=a ,AD →=b ,AP →=c .(1)用向量a ,b ,c 表示BM →.(2)在如图的空间直角坐标系中,求BM →的坐标.[解] (1)∵BM →=BC →+CM →,BC →=AD →,CM →=12CP →,CP →=AP →-AC →,AC →=AB →+AD →,∴BM →=AD →+12(AP →-AC →)=AD →+12AP →-12(AB →+AD →)=-12AB →+12AD →+12AP →=-12a +12b +12c .(2)a =AB →=(1,0,0),b =AD →=(0,1,0).∵A (0,0,0),O ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,0,P ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,1,∴c =AP →=OP →-OA →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,1,∴BM →=-12a +12b +12c =-12(1,0,0)+12(0,1,0)+12⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,1=⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,34,12.1.3.2空间运算的坐标表示一、选择题1.已知三点A (1,5,-2),B (2,4,1),C (a,3,b +2)在同一条直线上,那么( ) A .a =3,b =-3 B .a =6,b =-1 C .a =3,b =2D .a =-2,b =1C [根据题意AB →=(1,-1,3),AC →=(a -1,-2,b +4), ∵AB →与AC →共线,∴AC →=λAB →, ∴(a -1,-2,b +4)=(λ,-λ,3λ),∴⎩⎨⎧a -1=λ,-2=-λ,b +4=3λ,解得⎩⎨⎧a =3,b =2,λ=2.故选C.]2.已知a =(2,3,-4),b =(-4,-3,-2),b =12x -2a ,则x 等于( ) A .(0,3,-6) B .(0,6,-20) C .(0,6,-6)D .(6,6,-6)B [由题a =(2,3,-4),b =(-4,-3,-2),设x =(w ,y ,z )则由b =12x -2a ,可得(-4,-3,-2)=12(w ,y ,z )-2(2,3,-4)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12w ,12y ,12z-(4,6,-8)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12w -4,12y -6,12z +8,解得w =0,y =6,z =-20,即x =(0,6,-20).]3.已知向量a =(1,0,-1),则下列向量中与a 成60°夹角的是( ) A .(-1,1,0) B .(1,-1,0) C .(0,-1,1)D .(-1,0,1)B [不妨设向量为b =(x ,y ,z ),A .若b =(-1,1,0),则cos θ=a ·b |a |·|b |=-12×2=-12≠12,不满足条件. B .若b =(1,-1,0),则cos θ=a ·b |a |·|b |=12×2=12,满足条件. C .若b =(0,-1,1),则cos θ=a ·b |a |·|b |=-12×2=-12≠12,不满足条件. D .若b =(-1,0,1),则cos θ=a ·b |a |·|b |=-22×2=-1≠12,不满足条件.故选B.]4.已知向量a =(-2,x,2),b =(2,1,2),c =(4,-2,1),若a ⊥(b -c ),则x 的值为( )A .-2B .2C .3D .-3A [∵b -c =(-2,3,1),a ·(b -c )=4+3x +2=0,∴x =-2.]5.已知A 、B 、C 三点的坐标分别为A (4,1,3),B (2,-5,1),C (3,7,λ),若AB →⊥AC →,则λ等于( )A .28B .-28C .14D .-14D [AB →=(-2,-6,-2),AC →=(-1,6,λ-3),∵AB →⊥AC →,∴AB →·AC →=-2×(-1)-6×6-2(λ-3)=0,解得λ=-14.] 二、填空题6.已知a =(1,1,0),b =(0,1,1),c =(1,0,1),p =a -b ,q =a +2b -c ,则p ·q =________.-1 [∵p =a -b =(1,0,-1),q =a +2b -c =(0,3,1), ∴p ·q =1×0+0×3+(-1)×1=-1.]7.已知空间三点A (1,1,1),B (-1,0,4),C (2,-2,3),则AB →与CA →的夹角θ的大小是________.120° [AB →=(-2,-1,3),CA →=(-1,3,-2),cos 〈AB →,CA →〉=(-2)×(-1)+(-1)×3+3×(-2)14·14=-12,∴θ=〈AB →,CA →〉=120°.]8.如图,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,E 、F 分别是棱BC 、DD 1上的点,如果B 1E ⊥平面ABF ,则CE 与DF 的和的值为________.1 [以D 1A 1、D 1C 1、D 1D 分别为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系(图略),设CE =x ,DF =y ,则易知E (x,1,1),B 1(1,1,0),∴B 1E →=(x -1,0,1),又F (0,0,1-y ),B (1,1,1),∴FB →=(1,1,y ),由于AB ⊥B 1E ,若B 1E ⊥平面ABF ,只需FB →·B 1E →=(1,1,y )·(x -1,0,1)=0⇒x +y =1.] 三、解答题9.已知空间中三点A (-2,0,2),B (-1,1,2),C (-3,0,4),设a =AB →,b =AC →. (1)求向量a 与向量b 的夹角的余弦值;(2)若k a +b 与k a -2b 互相垂直,求实数k 的值.[解] (1)∵a =(1,1,0),b =(-1,0,2),∴a·b =(1,1,0)·(-1,0,2)=-1, 又|a |=12+12+02=2,|b |=(-1)2+02+22=5,∴cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b |=-110=-1010,即向量a 与向量b 的夹角的余弦值为-1010.(2)法一:∵k a +b =(k -1,k,2),k a -2b =(k +2,k ,-4),且k a +b 与k a -2b 互相垂直,∴(k -1,k,2)·(k +2,k ,-4)=(k -1)(k +2)+k 2-8=0,∴k =2或k =-52, ∴当k a +b 与k a -2b 互相垂直时,实数k 的值为2或-52. 法二:由(1)知|a |=2,|b |=5,a·b =-1,∴(k a +b )·(k a -2b )=k 2a 2-k a ·b -2b 2=2k 2+k -10=0,得k =2或k =-52. 10.已知正三棱柱ABC -A 1B 1C 1,底面边长AB =2,AB 1⊥BC 1,点O ,O 1分别是边AC ,A 1C 1的中点,建立如图所示的空间直角坐标系.(1)求正三棱柱的侧棱长;(2)求异面直线AB 1与BC 所成角的余弦值. [解] (1)设正三棱柱的侧棱长为h ,由题意得A (0,-1,0),B (3,0,0),C (0,1,0),B 1(3,0,h ),C 1(0,1,h ), 则AB 1→=(3,1,h ),BC 1→=(-3,1,h ), 因为AB 1⊥BC 1,所以AB 1→·BC 1→=-3+1+h 2=0, 所以h = 2.(2)由(1)可知AB 1→=(3,1,2),BC →=(-3,1,0), 所以AB 1→·BC →=-3+1=-2.因为|AB 1→|=6,|BC →|=2,所以cos 〈AB 1→,BC →〉=-226=-66.所以异面直线AB 1与BC 所成角的余弦值为66.11.(多选题)若向量a =(1,2,0),b =(-2,0,1),则下列结论正确的是( )。

人教A版数学必修二导学案:1.docx

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课题:1.1.1棱柱、棱锥和棱台
班级:—姓名:学号:第—学习小组【学习目标】
1、了解棱柱、棱锥和棱台及其简单组合体的结构特征;
2、了解棱柱、棱锥和棱台的有关概念.
【课前预习】
1.仔细观察下面的几何体,他们有什么共同特点?
(1) (2) CO (4)
2.棱柱的定义:一般地——的几何体叫棱柱;
叫质叫棱柱的侧面.
底面为二角形、四辿形、h边形••••/的棱为二棱柱、四棱柱、h棱柱…… 棱柱的特大:
:;
棱柱的去小:/ . .
3.下面几何体有什么共同犒X’
4.棱锥的定义:: 棱锥的特点:—
棱锥的表示图(2)记为三棱锥S - ABC .
5.棱台的定义:____________________________________________________________
棱台的特点:上下两底面平行,侧面是梯形.
6.多面体的概念:,
【课堂研讨】
例1、画一个四棱柱和一个三棱台.
例2、如图,用过3C的一个平面(此平面不过A'D')截去长方体七今V剩下的几何体是什么?截去的几何体是什么?请说出各部分的名称.>
【学后反思】
【课后巩固】
1.如图,四棱柱的六个面都是平行四边形,这个四棱柱可以由哪个平面图形按怎样的方向平
移得到?
5.观察下呼丈尹形,分别判断(1)中的三棱镜,(2)中的方砖,(3)中的螺杆头部模型,蓄由
对互相平行的平面?其中能作为棱柱底面的分别有几对?
(3)。

(新教材)人教A版高中数学必修第二册学案 统计导学案含答案

(新教材)人教A版高中数学必修第二册学案   统计导学案含答案

9.1随机抽样考点学习目标核心素养抽样调查理解全面调查、抽样调查、总体、个体、样本、样本量、样本数据等概念数学抽象简单随机抽样理解简单随机抽样的概念,掌握简单随机抽样的两种方法:抽签法和随机数法数学抽象、逻辑推理分层随机抽样理解分层随机抽样的概念,并会解决相关问题数学抽象、逻辑推理问题导学预习教材P173-P187的内容,思考以下问题:1.全面调查、抽样调查、总体、个体、样本、样本量、样本数据的概念是什么?2.什么叫简单随机抽样?3.最常用的简单随机抽样方法有哪两种?4.抽签法是如何操作的?5.随机数法是如何操作的?6.什么叫分层随机抽样?7.分层随机抽样适用于什么情况?8.分层随机抽样时,每个个体被抽到的机会是相等的吗?9.获取数据的途径有哪些?1.全面调查与抽样调查(1)对每一个调查对象都进行调查的方法,称为全面调查,又称普查W.(2)在一个调查中,我们把调查对象的全体称为总体,组成总体的每一个调查对象称为个体W.(3)根据一定的目的,从总体中抽取一部分个体进行调查,并以此为依据对总体的情况作出估计和推断的调查方法,称为抽样调查W.(4)把从总体中抽取的那部分个体称为样本W. (5)样本中包含的个体数称为样本量W.(6)调查样本获得的变量值称为样本的观测数据,简称样本数据. 2.简单随机抽样(1)有放回简单随机抽样一般地,设一个总体含有N (N 为正整数)个个体,从中逐个抽取n (1≤n <N )个个体作为样本,如果抽取是放回的,且每次抽取时总体内的各个个体被抽到的概率都相等,我们把这样的抽样方法叫做放回简单随机抽样.(2)不放回简单随机抽样如果抽取是不放回的,且每次抽取时总体内未进入样本的各个个体被抽到的概率都相等,我们把这样的抽样方法叫做不放回简单随机抽样.(3)简单随机抽样放回简单随机抽样和不放回简单随机抽样统称为简单随机抽样. (4)简单随机样本通过简单随机抽样获得的样本称为简单随机样本. (5)简单随机抽样的常用方法实现简单随机抽样的方法很多,抽签法和随机数法是比较常用的两种方法.■名师点拨 (1)从总体中,逐个不放回地随机抽取n 个个体作为样本,一次性批量随机抽取n 个个体作为样本,两种方法是等价的.(2)简单随机抽样中各个个体被抽到的机会都相等,从而保证了抽样的公平性.3.总体平均数与样本平均数 (1)总体平均数①一般地,总体中有N 个个体,它们的变量值分别为Y 1,Y 2,…,Y N ,则称Y -=Y 1+Y 2+…+Y N N =1N ∑Ni =1Y i为总体均值,又称总体平均数.②如果总体的N 个变量值中,不同的值共有k (k ≤N )个,不妨记为Y 1,Y 2,…,Y k ,其中Y i 出现的频数f i (i =1,2,…,k ),则总体均值还可以写成加权平均数的形式Y -=1N ∑ki =1f i Yi W.(2)样本平均数如果从总体中抽取一个容量为n 的样本,它们的变量值分别为y 1,y 2,…,y n ,则称y -=y 1+y 2+…+y n n =1n ∑ni =1y i 为样本均值,又称样本平均数.在简单随机抽样中,我们常用样本平均数y -去估计总体平均数Y -.4.分层随机抽样 (1)分层随机抽样一般地,按一个或多个变量把总体划分成若干个子总体,每个个体属于且仅属于一个子总体,在每个子总体中独立地进行简单随机抽样,再把所有子总体中抽取的样本合在一起作为总样本,这样的抽样方法称为分层随机抽样,每一个子总体称为层W.(2)比例分配在分层随机抽样中,如果每层样本量都与层的大小成比例,那么称这种样本量的分配方式为比例分配.5.分层随机抽样中的总体平均数与样本平均数(1)在分层随机抽样中,如果层数分为2层,第1层和第2层包含的个体数分别为M 和N ,抽取的样本量分别为m 和n .我们用X 1,X 2,…,X M 表示第1层各个个体的变量值,用x 1,x 2,…,x m 表示第1层样本的各个个体的变量值;用Y 1,Y 2,…,Y N 表示第2层各个个体的变量值,用y 1,y 2,…,y n 表示第2层样本的各个个体的变量值,则:①第1层的总体平均数和样本平均数分别为X -=X 1+X 2+…+X M M =1M ∑Mi =1X i ,x -=x 1+x 2+…+x m m =1m ∑mi =1x i.②第2层的总体平均数和样本平均数分别为Y -Y 1+Y 2+…+Y N N 1N ∑Ni =1Y i,y -=y 1+y 2+…+y n n =1n ∑ni =1y i.③总体平均数和样本平均数分别为W -=∑Mi =1X i +∑Ni =1Y i M +N ,w -=∑mi =1x i +∑ni =1yim +nW.(2)由于用第1层的样本平均数x -可以估计第1层的总体平均数X -,用第2层的样本平均数y -可以估计第2层的总体平均数Y -.因此我们可以用M ×x -+N ×y -M +N =M M +N x -+N M +N y-估计总体平均数W -.(3)在比例分配的分层随机抽样中,m M =n N =m +n M +N ,可得M M +N x -+N M +N y -=m m +n x -+n m +n y -=w -.因此,在比例分配的分层随机抽样中,我们可以直接用样本平均数w -估计总体平均数W -.6.获取数据的途径获取数据的基本途径有:(1)通过调查获取数据;(2)通过试验获取数据;(3)通过观察获取数据;(4)通过查询获取数据判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)高考考生的身体检查,是抽样调查.( )(2)某养鱼专业户要了解鱼塘中鱼的平均质量,是抽样调查.( ) (3)在简单随机抽样中,一次可以抽取多个个体.( ) (4)抽签法和随机数法都是简单随机抽样.( )(5)无论是抽签法还是随机数法,每一个个体被抽到的机会都是均等的.( ) (6)在分层随机抽样的过程中,每个个体被抽到的可能性是相同的,与层数及分层有关.( )答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)× 抽签法中确保样本代表性的关键是( ) A.制签 B.搅拌均匀 C.逐一抽取D.抽取不放回解析:选B.逐一抽取、抽取不放回是简单随机抽样的特点,但不是确保代表性的关键,一次抽取与有放回抽取(个体被重复取出可不算再放回)也不影响样本的代表性,制签也一样.为了保证分层随机抽样时每个个体被等可能地抽取,必须要求( ) A.每层等可能抽取 B.每层抽取的个体数相等C.每层抽取的个体数可以不一样多,但必须满足抽取n i =n ·N iN (i =1,2,…,k )个个体(其中i 是层的序号,k 是总层数,n 为抽取的样本容量,N i 是第i 层中的个体数,N 是总体容量)D.只要抽取的样本容量一定,每层抽取的个体数没有限制解析:选C.分层随机抽样时,在各层中按层中所含个体在总体中所占的比例进行抽样. A 中,虽然每层等可能地抽样,但是没有指明各层中应抽取几个个体,故A 不正确; B 中,由于每层的个体数不一定相等,每层抽取同样多的个体数,显然从总体来看,各层的个体被抽取的可能性就不相等了,因此B 也不正确;C 中,对于第i 层的每个个体,它被抽到的可能性与层数i 无关,即对于每个个体来说,被抽取为样本的可能性是相同的,故C 正确;D 显然不正确.从一批零件中抽取10个,测得它们的长度(单位:cm )如下: 22.36 22.35 22.33 22.35 22.37 22.34 22.3822.36 22.32 22.35由此估计这批零件的平均长度. 在此统计活动中:(1)总体为 ; (2)个体为 ; (3)样本为 ; (4)样本量为 W.答案:(1)这批零件的长度 (2)每个零件的长度 (3)抽取的10个零件的长度 (4)10一个班共有54人,其中男同学、女同学之比为5∶4,若抽取9人参加教改调查会,则每个男同学被抽取的可能性为 ,每个女同学被抽取的可能性为 W.解析:男、女每人被抽取的可能性是相同的,因为男同学共有54×59=30(人),女同学共有54×49=24(人),所以每个男同学被抽取的可能性为530=16,每个女同学被抽取的可能性为424=16.答案:16 16总体、样本等概念辨析题为了调查参加运动会的1 000名运动员的平均年龄,从中抽取了100名运动员进行调查,下面说法正确的是( )A.1 000名运动员是总体B.每个运动员是个体C.抽取的100名运动员是样本D.样本量是100【解析】 根据调查的目的可知,总体是这1 000名运动员的年龄,个体是每个运动员的年龄,样本是抽取的100名运动员的年龄,样本量为100.故答案为D.【答案】 D此类题目要正确理解总体与个体的概念,要弄明白概念的实质,并注意样本与样本容量的不同,其中样本量为数目,无单位.为了了解全年级240名学生的身高情况,从中抽取40名学生进行测量,下列说法正确的是()A.总体是240B.个体是每一个学生C.样本容量是40名学生D.样本量为40解析:选D.本题调查的对象是“学生的身高”这一项指标,故A、B不正确.而样本量是数量,故C不正确.由此可见,研究此类问题首先要弄清楚所要调查的对象是什么.简单随机抽样的概念下面的抽样方法是简单随机抽样吗?为什么?(1)从无数个个体中抽取50个个体作为样本;(2)仓库中有1万支奥运火炬,从中一次抽取100支火炬进行质量检查;(3)某连队从200名党员官兵中,挑选出50名最优秀的官兵赶赴灾区开展救灾工作.【解】(1)不是简单随机抽样.因为简单随机抽样要求被抽取的样本总体的个数是有限的.(2)不是简单随机抽样.虽然“一次性抽取”和“逐个抽取”不影响个体被抽到的可能性,但简单随机抽样要求的是“逐个抽取”.(3)不是简单随机抽样.因为这50名官兵是从中挑选出来的,是最优秀的,每个个体被抽到的可能性不同,不符合简单随机抽样中“等可能抽样”的要求.要判断所给的抽样方法是否为简单随机抽样,关键是看它们是否符合简单随机抽样的定义,即简单随机抽样的四个特点.下面的抽样方法是简单随机抽样吗?为什么?(1)某工厂的质检员从一袋30个螺母中一次性取出5个进行质量检测;(2)某商品的市场调查员为了了解该商品在某日某超市的销售情况,在超市出口处随机向10个顾客询问是否购买了该商品;(3)某班级有4个小组,每组共有12个同学.班主任指定每组坐在第一张桌子的8位同学为班干部;(4)中国福利彩票30选7,得到7个彩票中奖号码.解:简单随机抽样要求:被抽取的样本的总体个数确定且较少,抽取样本时要求逐个抽取,每个个体被抽取的可能性一样.所以(1)不是,因为是一次性抽取不是逐个抽取;(2)不是,被抽取的样本的总体个数不确定;(3)不是,班主任的指定不能保证班级里的每一个学生被抽取的可能性一样;(4)是,它属于简单随机抽样中的随机数法.抽签法及随机数法的应用某班有50名学生,要从中随机地抽出6人参加一项活动,请分别写出利用抽签法和随机数法抽取该样本的过程.【解】(1)利用抽签法步骤如下:第一步:将这50名学生编号,编号为01,02,03, (50)第二步:将50个号码分别写在纸条上,并揉成团,制成号签.第三步:将得到的号签放在一个不透明的容器中,搅拌均匀.第四步:从容器中逐一抽取6个号签,并记录上面的号码.对应上面6个号码的学生就是参加该项活动的学生.(2)利用随机数法步骤如下:第一步:将这50名学生编号,编号为1,2,3, (50)第二步:用随机数工具产生1~50范围内的整数随机数,把产生的随机数作为抽中的编号,使与编号对应的学生进入样本.第三步:重复第二步的过程,直到抽足样本所需人数.对应上面6个号码的学生就是参加该项活动的学生.(1)利用抽签法抽取样本时应注意以下问题:①编号时,如果已有编号(如学号、标号等)可不必重新编号.(例如该题中50名同学,可以直接利用学号)②号签要求大小、形状完全相同.③号签要搅拌均匀.④抽取号签时要逐一、不放回抽取.(2)利用随机数法抽取样本时应注意的问题:如果生成的随机数有重复,即同一编号被多次抽到,应剔除重复的编号并重新产生随机数,直到产生的不同编号个数等于样本所需的人数.从20架钢琴中抽取5架进行质量检查,请选用合适的方法确定这5架钢琴.解:第一步,将20架钢琴编号,号码是0,1, (19)第二步,将号码分别写在一张纸条上,揉成团,制成号签.第三步,将得到的号签放入一个不透明的袋子中,并充分搅匀.第四步,从袋子中逐个不放回地抽取5个号签,并记录上面的编号.第五步,所得号码对应的5架钢琴就是要抽取的对象.分层随机抽样中的有关计算(1)某单位共有老、中、青年职工430人,其中有青年职工160人,中年职工人数是老年职工人数的2倍,为了解职工身体状况,现采用分层随机抽样方法进行调查,在抽取的样本中有青年职工32人,则该样本中的老年职工的人数为 W.(2)某高中学校为了促进学生个体的全面发展,针对学生发展要求,开设了富有地方特色的“泥塑”与“剪纸”两个社团,已知报名参加这两个社团的学生共有800人,按照要求每人只能参加一个社团,各年级参加社团的人数情况如下表:高一年级高二年级高三年级泥塑 a b c 剪纸xyz其中x ∶y ∶z =5∶3∶2,且“泥塑”社团的人数占两个社团总人数的35,为了了解学生对两个社团活动的满意程度,从中抽取一个50人的样本进行调查,则从高二年级“剪纸”社团的学生中应抽取 人.【解析】 (1)设该单位老年职工人数为x ,由题意得3x =430-160,解得x =90.则样本中的老年职工人数为90×32160=18. (2)法一:因为“泥塑”社团的人数占总人数的35,故“剪纸”社团的人数占总人数的25,所以“剪纸”社团的人数为800×25=320;因为“剪纸”社团中高二年级人数比例为y x +y +z =32+3+5=310,所以“剪纸”社团中高二年级人数为320×310=96.由题意知,抽样比为50800=116,所以从高二年级“剪纸”社团中抽取的人数为96×116=6.法二:因为“泥塑”社团的人数占总人数的35,故“剪纸”社团的人数占总人数的25,所以抽取的50人的样本中,“剪纸”社团中的人数为50×25=20.又“剪纸”社团中高二年级人数比例为y x +y +z =32+3+5=310,所以从高二年级“剪纸”社团中抽取的人数为20×310=6.【答案】 (1)18 (2)6分层随机抽样中有关计算的方法(1)抽样比=该层样本量n 总样本量N =该层抽取的个体数该层的个体数.(2)总体中某两层的个体数之比=样本中这两层抽取的个体数之比.对于分层抽样中求某层个体数,或某层要抽取的样本个体数,都可以通过上面两个等量关系求解.1.为了调查城市PM2.5的情况,按地域把48个城市分成大型、中型、小型三组,相应的城市数分别为8,16,24.若用分层随机抽样的方法抽取12个城市,则应抽取的中型城市数为( )A.3B.4C.5D.6解析:选 B.根据分层随机抽样的特点可知,抽样比为1248=14,则应抽取的中型城市数为16×14=4.2.一个单位共有职工200人,其中不超过45岁的有120人,超过45岁的有80人.为了调查职工的健康状况,用分层随机抽样的方法从全体职工中抽取一个容量为25的样本,则应抽取超过45岁的职工 人.解析:抽样比为25∶200=1∶8,而超过45岁的职工有80人,则从中应抽取的个体数为80×18=10.答案:10样本平均数的求法(1)甲在本次飞镖游戏中的成绩为8,6,7,7,8,10,9,8,7,8.求甲在本次游戏中的平均成绩.(2)在了解全校学生每年平均阅读多少本文学经典名著时,甲同学抽取了一个容量为10的样本,并算得样本的平均数为5;乙同学抽取了一个容量为8的样本,并算得样本的平均数为6.已知甲、乙两同学抽取的样本合在一起组成一个容量为18的样本,求合在一起后的样本均值.【解】 (1)甲在本次游戏中的平均成绩为6+3×7+4×8+9+1010=7.8.(2)合在一起后的样本均值为10×5+8×610+8=50+4818=499.在分层随机抽样中,如果第一层的样本量为m ,平均值为x ;第二层的样本量为n ,平均值为y ,则样本的平均值为mx +nym +n.某学校为了调查高一年级学生的体育锻炼情况,从甲、乙、丙3个班中,按分层随机抽样的方法获得了部分学生一周的锻炼时间(单位:h ),数据如下.甲 6 6.5 7 7.5 8 乙 6 7 8 9 10 11 12 丙34.567.5910.51213.5(1)求三个班中学生人数之比;(2)估计这个学校高一的学生中,一周的锻炼时间超过10个小时的百分比; (3)估计这个学校高一年级学生一周的平均锻炼时间.解:(1)由题干中的表格可知,按分层随机抽样的方法从甲、乙、丙3个班中分别抽取5个,7个,8个学生.故三个班学生人数之比为5∶7∶8.(2)由题意知,抽取的20个学生中,一周的锻炼时间超过10小时的有5人,故一周的锻炼时间超过10个小时的百分比为520=25%.(3)从甲班抽取的5名学生的总时间为6+6.5+7+7.5+8=35. 从乙班抽取的7名学生的总时间为6+7+8+9+10+11+12=63.从丙班抽取的8名学生的总时间为3+4.5+6+7.5+9+10.5+12+13.5=66. 则35+63+665+7+8=16420=8.2. 即这个学校高一年级学生一周的平均锻炼时间为8.2小时.1.在简单随机抽样中,每一个个体被抽中的可能性( ) A.与第几次抽样有关,第一次抽中的可能性要大些 B.与第几次抽样无关,每次抽中的可能性都相等 C.与第几次抽样有关,最后一次抽中的可能性要大些 D.每个个体被抽中的可能性无法确定解析:选B.在简单随机抽样中,每一个个体被抽中的可能性都相等,与第几次抽样无关. 2.若对某校1 200名学生的耐力做调查,抽取其中120名学生,测试他们1 500米跑的成绩,得出相应的数值,在这项调查中,样本是指( )A.120名学生B.1 200名学生C.120名学生的成绩D.1 200名学生的成绩解析:选C.本题抽取的是120名学生的成绩,因此每个学生的成绩是个体,这120名学生的成绩构成一个样本.3.(2019·广西钦州市期末考试)某中学共有1 000名学生,其中高一年级350人,该校为了了解本校学生视力情况,用分层随机抽样的方法从该校学生中抽出一个容量为100的样本进行调查,则应从高一年级抽取的人数为( )A.20B.25C.30D.35解析:选D.高一年级抽取的人数为3501 000×100=35.故选D.4.在调查某中学的学生身高时,利用分层抽样的方法抽取男生20人,女生15人,得到了男生身高的平均值为170,女生身高的平均值为165.试估计该中学所有学生的平均身高是多少?解:20×170+15×16520+15=5 87535=16767.即该中学所有学生的平均身高为16767.9.2 用样本估计总体 9.2.1 总体取值规律的估计 9.2.2 总体百分位数的估计考点学习目标核心素养 频率分布表、频率分布直方图会画一组数据的频率分布表、频率分布直方图直观想象、数据分析用样本估计总体会用频率分布表、频率分布直方图、条形图、扇形图、折线图 等对总体进行估计直观想象、数据分析总体百分位数的估计掌握求n 个数据的第p 百分位数的方法数学抽象、数学运算 问题导学预习教材P 192-P 202的内容,思考以下问题: 1.绘制频率分布表和频率分布直方图有哪些步骤? 2.频率分布直方图有哪些特征? 3.如何求n 个数据的第p 百分位数?1.频率分布表、频率分布直方图的制作步骤及意义2.百分位数(1)定义:一般地,一组数据的第p百分位数是这样一个值,它使得这组数据中至少有p%的数据小于或等于这个值,且至少有(100-p)%的数据大于或等于这个值.(2)计算步骤:计算一组n个数据的第p百分位数的步骤:第1步,按从小到大排列原始数据.第2步,计算i=n×p%.第3步,若i不是整数,而大于i的比邻整数为j,则第p百分位数为第j项数据;若i是整数,则第p百分位数为第i项与第(i+1)项数据的平均数.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)直方图的高表示取某数的频率.()(2)直方图的高表示该组上的个体在样本中出现的频率.()(3)直方图的高表示取某组上的个体在样本中出现的频数与组距的比值.()(4)直方图的高表示取该组上的个体在样本中出现的频率与组距的比值.()解析:要注意频率分布直方图的特点.在直方图中,纵轴(矩形的高)表示频率与组距的比值,其相应组距上的频率等于该组距上的矩形的面积.答案:(1)×(2)×(3)×(4)√一个容量为80的样本中数据的最大值是140,最小值是51,组距是10,则应将样本数据分为()A.10组B.9组C.8组D.7组解析:选B.极差为140-51=89,而组距为10,故应将样本数据分为9组.将容量为100的样本数据按由小到大排列分成8个小组,如表所示,但第3组被墨汁污染,则第三组的频率为()组号 1 2 3 4 5 6 7 8频数10 13 14 15 13 12 9A.0.14 B.0.12C.0.03 D.0.10解析:选A.第三组的频数为100-(10+13+14+15+13+12+9)=14.故第三组的频率为14100=0.14.(2019·四川省绵阳市教学质量测试)某高速公路移动雷达测速检测车在某时段对某段路过往的400辆汽车的车速进行检测,根据检测的结果绘制出如图所示的频率分布直方图,根据直方图的数据估计400辆汽车中时速在区间[90,110)的约有____________辆.解析:由图可知,时速在区间[80,90),[110,120)的频率为(0.01+0.02)×10=0.3,所以时速在区间[90,110)的频率为1-0.3=0.7.所以时速在区间[90,110)的车辆数为400×0.7=280.答案:280频率分布表、频率分布直方图、频率分布折线图的绘制角度一频率分布表、频率分布直方图的绘制为考查某校高二男生的体重,随机抽取44名高二男生,实测体重数据(单位:kg)如下:57,61,57,57,58,57,61,54,68,51,49,64,50,48,65,52,56,46,54,49,51,47,55,55,54,42,51,56,55,51,54,51,60,62,43,55,56,61,52,69,64,46,54,48将数据进行适当的分组,并画出相应的频率分布直方图和频率分布折线图.【解】以4为组距,列表如下:分组 频率累计频数 频率 [41.5,45.5) 2 0.045 5 [45.5,49.5) 7 0.159 1 [49.5,53.5) 8 0.181 8 [53.5,57.5) 16 0.363 6 [57.5,61.5) 5 0.113 6 [61.5,65.5) 4 0.090 9 [65.5,69.5)20.045 5频率分布直方图和频率分布折线图如图所示.(1)在列频率分布表时,极差、组距、组数有如下关系: ①若极差组距为整数,则极差组距=组数;②若极差组距不为整数,则极差组距的整数部分+1=组数.(2)组距和组数的确定没有固定的标准,将数据分组时,组数力求合适,纵使数据的分布规律能较清楚地呈现出来,组数太多或太少,都会影响我们了解数据的分布情况,若样本容量不超过100,按照数据的多少常分为5~12组,一般样本量越大,所分组数越多.角度二 频率分布直方图的应用为了了解高一年级学生的体能情况,某校抽取部分学生进行一分钟跳绳次数测试,将所得数据整理后,画出频率分布直方图(如图所示),图中从左到右各小长方形面积之比为2∶4∶17∶15∶9∶3,第二小组的频数为12.(1)第二小组的频率是多少?样本量是多少?(2)若次数在110以上(含110次)为达标,则该校全体高一年级学生的达标率是多少?(3)样本中不达标的学生人数是多少? (4)第三组的频数是多少?【解】 (1)频率分布直方图以面积的形式反映数据落在各小组内的频率大小,因此第二小组的频率为42+4+17+15+9+3=0.08.又因为第二小组的频率=第二小组的频数样本量,所以样本容量=第二小组的频数第二小组的频率=120.08=150.(2)由直方图可估计该校高一年级学生的达标率为17+15+9+32+4+17+15+9+3×100%=88%.(3)由(1)(2)知达标率为88%,样本量为150,不达标的学生频率为1-0.88=0.12. 所以样本中不达标的学生人数为150×0.12=18(人). (4)第三小组的频率为172+4+17+15+9+3=0.34.又因为样本量为150,所以第三组的频数为150×0.34=51.频率分布直方图的应用中的计算问题(1)小长方形的面积=组距×频率组距=频率; (2)各小长方形的面积之和等于1;(3)频数样本量=频率,此关系式的变形为频数频率=样本量,样本量×频率=频数. 某厂对一批产品进行抽样检测,如图是抽检产品净重(单位:克)的频率分布直方图,样本数据分组为[76,78),[78,80),…,[84,86].若这批产品有120个,估计其中净重大于或等于78克且小于84克的产品的个数是( )A .12B .18C .25D .90解析:选D.净重大于或等于78克且小于84克的频率为(0.100+0.150+0.125)×2=0.75,所以在该范围内的产品个数为120×0.75=90.条形统计图为了丰富校园文化生活,某校计划在午间校园广播台播放“百家讲坛”的部分内容.为了了解学生的喜好,抽取若干名学生进行问卷调查(每人只选一项内容),整理调查结果,绘制统计图如图所示.请根据统计图提供的信息回答以下问题: (1)求抽取的学生数;(2)若该校有3 000名学生,估计喜欢收听易中天《品三国》的学生人数;(3)估计该校喜欢收听刘心武评《红楼梦》的女学生人数约占全校学生人数的百分比. 【解】 (1)从统计图上可以看出,喜欢收听于丹析《庄子》的男生有20人,女生有10人; 喜欢收听《故宫博物院》的男生有30人,女生有15人; 喜欢收听于丹析《论语》的男生有30人,女生有38人; 喜欢收听易中天《品三国》的男生有64人,女生有42人; 喜欢收听刘心武评《红楼梦》的男生有6人,女生有45人.所以抽取的学生数为20+10+30+15+30+38+64+42+6+45=300(人).(2)喜欢收听易中天《品三国》的男生有64人,女生有42人,共有106人,占所抽取总人数的比例为106300,由于该校有3 000名学生,因此可以估计喜欢收听易中天《品三国》的学生有106300×3 000=1 060(人).(3)该校喜欢收听刘心武评《红楼梦》的女学生人数约占全校学生人数的比例为45300×100%=15%.(1)绘制条形统计图时,第一步确定坐标系中横轴和纵轴上坐标的意义,第二步确定横轴上各部分的间距及位置,第三步根据统计结果绘制条形图.实际问题中,我们需根据需要进行分组,横轴上的分组越细,对数据的刻画(描述)就越。

人教A版必修二高中数学第一章 1.3.2同步课堂导学案【含详细解析】

人教A版必修二高中数学第一章  1.3.2同步课堂导学案【含详细解析】

1.3.2球的体积和表面积[学习目标]1.记准球的表面积和体积公式,会计算球的表面积和体积.2.能解决与球有关的组合体的计算问题.[知识链接]1.长、宽、高分别为a 、b 、c 的长方体的表面积S =2(ab +bc +ac ),体积V =abc .2.棱长为a 的正方体的表面积S =6a 2,体积V =a 3.3.底面半径为r ,高为h ,母线长为l 的圆柱侧面积S 侧=2πrh ,表面积S =2πrh +2πr 2,体积V =πr 2h .4.底面半径为r ,高为h ,母线长为l 的圆锥侧面积S 侧=πrl ,表面积S =πr 2+πrl ,体积V =13πr 2h .[预习导引]球的体积公式与表面积公式(1)球的体积公式V =43πR 3(其中R 为球的半径).(2)球的表面积公式S =4πR 2.要点一球的表面积和体积例1(1)已知球的表面积为64π,求它的体积;(2)已知球的体积为5003π,求它的表面积.解(1)设球的半径为R ,则4πR 2=64π,解得R =4,所以球的体积V =43πR 3=43π·(4)3=2563π.(2)设球的半径为R ,则43πR 3=5003π,解得R =5,所以球的表面积S =4πR 2=4π×52=100π.规律方法1.已知球的半径,可直接利用公式求它的表面积和体积.2.已知球的表面积和体积,可以利用公式求它的半径.跟踪演练1一个球的表面积是16π,则它的体积是()A .64π B.64π3C .32π D.323π答案D解析设球的半径为R ,则由题意可知4πR 2=16π,故R =2.所以球的半径为2,体积V =43πR 3=323π.要点二球的截面问题例2平面α截球O 的球面所得圆的半径为1.球心O 到平面α的距离为2,则此球的体积为()A.6πB .43πC .46πD .63π答案B解析如图,设截面圆的圆心为O ′,M 为截面圆上任一点,则OO ′=2,O ′M =1.∴OM =(2)2+1= 3.即球的半径为 3.∴V =43π(3)3=43π.规律方法有关球的截面问题,常画出过球心的截面圆,将问题转化为平面中圆的有关问题解决.跟踪演练2已知半径为5的球的两个平行截面圆的周长分别为6π和8π,则这两个截面间的距离为________.答案1或7解析若两个平行截面在球心同侧,如图(1),则两个截面间的距离为52-32-52-42=1;若两个平行截面在球心异侧,如图(2),则两个截面间的距离为52-32+52-42=7.要点三球的组合体与三视图例3某个几何体的三视图如图所示,求该几何体的表面积和体积.解由三视图可知该几何体的下部是棱长为2的正方体,上部是半径为1的半球,该几何体的表面积为S =12×4π×12+6×22-π×12=24+π.该几何体的体积为V =23+12×43π×13=8+2π3.规律方法 1.由三视图求球与其他几何体的简单组合体的表面积和体积,关键要弄清组合体的结构特征和三视图中数据的含义.2.求解表面积和体积时要避免重叠和交叉.跟踪演练3已知某一多面体内接于球构成一个简单组合体,如果该组合体的正视图、侧视图、俯视图均如图所示,且图中的四边形是边长为2的正方形,则该球的表面积是________.答案12π解析由三视图知组合体为球内接正方体,正方体的棱长为2,若球半径为R ,则2R =23,∴R = 3.∴S 球表=4πR 2=4π×3=12π.1.直径为6的球的表面积和体积分别是()A .36π,144πB .36π,36πC .144π,36πD .144π,144π答案B解析球的半径为3,表面积S =4π·32=36π,体积V =43π·33=36π.2.若将气球的半径扩大到原来的2倍,则它的体积增大到原来的()A .2倍B .4倍C .8倍D .16倍答案C解析设气球原来的半径为r ,体积为V ,则V =43πr 3,当气球的半径扩大到原来的2倍后,其体积变为原来的23=8倍.3.两个半径为1的实心铁球,熔化成一个球,这个大球的半径是________.答案32解析设大球的半径为R ,则有43πR 3=2×43π×13,R 3=2,∴R =32.4.一个长方体的各个顶点均在同一球的球面上,且一个顶点上的三条棱的长分别为1,2,3,则此球的表面积为________.答案14π解析长方体外接球直径长等于长方体对角线长,即2R =12+22+32=14,所以球的表面积S =4πR 2=14π.5.某几何体的三视图如图所示,则其表面积为________.答案3π解析由三视图可知,该几何体为一个半径为1的半球,其表面积为半个球面面积与截面面积的和,即12×4π+π=3π.1.球的表面积、体积公式是解决问题的重要依据,在球的轴截面图形中,球半径、截面圆半径、球心到截面的距离所构成的直角三角形,其量值关系是解决问题的主要方法.2.与球有关的组合体问题,一种是内切,一种是外接.解题时要认真分析图形,明确切点和接点的位置,确定有关元素间的数量关系,并作出合适的截面图.一、基础达标1.设正方体的表面积为24,那么其外接球的体积是()A.4 3πB.8π3C.43πD.323π答案C解析由题意可知,6a2=24,∴a=2.设正方体外接球的半径为R,则3a=2R,∴R=3,∴V球=43πR3=43π.2.一个正方体的八个顶点都在半径为1的球面上,则正方体的表面积为()A.8B.82C.83D.42答案A解析∵球的半径为1,且正方体内接于球,∴球的直径即为正方体的对角线,即正方体的对角线长为2.不妨设正方体的棱长为a,则有3a2=4,即a2=43.∴正方体的表面积为6a2=6×43=8.3.一个几何体的三视图(单位:m)如图所示,则该几何体的体积为________m3.答案9π+18解析将三视图还原为实物图后求解.由三视图知,几何体下面是两个球,球半径为32;上面是长方体,其长、宽、高分别为6、3、1,所以V =43π×278×2+1×3×6=9π+18.4.正方体的内切球与其外接球的体积之比为()A .1∶3B .1∶3C .1∶33D .1∶9答案C解析设正方体的棱长为a ,则它的内切球的半径为12a ,它的外接球的半径为32a ,故所求的比为1∶3 3.5.若与球外切的圆台的上、下底面半径分别为r ,R ,则球的表面积为()A .4π(r +R )2B .4πr 2R 2C .4πRrD .π(R +r )2答案C 解析方法一如图,设球的半径为r 1,则在Rt △CDE 中,DE =2r 1,CE =R -r ,DC =R +r .由勾股定理得4r 21=(R +r )2-(R -r )2,解得r 1=Rr .故球的表面积为S 球=4πr 21=4πRr .方法二如图,设球心为O ,球的半径为r 1,连接OA ,OB ,则在Rt △AOB 中,OF 是斜边AB 上的高.由相似三角形的性质得OF 2=BF ·AF =Rr ,即r 21=Rr ,故r 1=Rr ,故球的表面积为S 球=4πRr .6.已知一个正方体的所有顶点在一个球面上.若球的体积为9π2,则正方体的棱长为________.答案3解析先求出球的半径,再根据正方体的体对角线等于球的直径求棱长.设正方体棱长为a ,球半径为R ,则43πR 3=92π,∴R =32,∴3a =3,∴a = 3.7.盛有水的圆柱形容器的内壁底面半径为5cm ,两个直径为5cm 的玻璃小球都浸没于水中,若取出这两个小球,则水面将下降多少?解设取出小球后,容器中水面下降h cm ,两个小球的体积为V 球=24π3×3=125π3(cm 3),此体积即等于它们在容器中排开水的体积V =π×52×h ,所以125π3=π×52×h ,所以h =53,即若取出这两个小球,则水面将下降53cm.二、能力提升8.如图,有一个水平放置的透明无盖的正方体容器,容器高8cm ,将一个球放在容器口,再向容器内注水,当球面恰好接触水面时测得水深为6cm ,如果不计容器厚度,则球的体积为()A.500π3cm 3B.866π3cm 3C.1372π3cm 3D.2048π3cm3答案A解析利用球的截面性质结合直角三角形求解.如图,作出球的一个截面,则MC =8-6=2(cm),BM =12AB =12×8=4(cm).设球的半径为R cm ,则R 2=OM 2+MB 2=(R -2)2+42,∴R =5,∴V 球=43π×53=5003π(cm 3).9.一块石材表示的几何体的三视图如图所示.将该石材切削、打磨,加工成球,则能得到的最大球的半径等于()A .1B .2C .3D .4答案B解析由三视图可知该几何体是一个直三棱柱,如图所示.由题意知,当打磨成的球的大圆恰好与三棱柱底面直角三角形的内切圆相同时,该球的半径最大,故其半径r =12×(6+8-10)=2.因此选B.10.圆柱形容器内盛有高度为8cm 的水,若放入三个相同的球(球的半径与圆柱的底面半径相同)后,水恰好淹没最上面的球(如图所示),则球的半径是________cm.答案4解析设球的半径为r ,则圆柱形容器的高为6r ,容积为πr 2×6r =6πr 3,高度为8cm 的水的体积为8πr 2,3个球的体积和为3×43πr 3=4πr 3,由题意得6πr 3-8πr 2=4πr 3,解得r =4(cm).11.已知过球面上A 、B 、C 三点的截面和球心的距离等于球半径的一半,且AB =18,BC =24,AC =30,求球的表面积和体积.解∵AB ∶BC ∶AC =18∶24∶30=3∶4∶5,∴△ABC 是直角三角形,∠B =90°.又球心O 到截面△ABC 的投影O ′为截面圆的圆心,也即是Rt △ABC 的外接圆的圆心,∴斜边AC 为截面圆O ′的直径(如图所示).设O ′C =r ,OC =R ,则球半径R ,截面圆半径r ,在Rt △O ′CO 中,由题设知sin ∠O ′CO =OO ′OC =12,∴∠O ′CO =30°,∴r R =cos 30°=32,即R =23r ,(*)又2r =AC =30⇒r =15,代入(*)得R =10 3.∴球的表面积为S =4πR 2=4π(103)2=1200π.球的体积为V =43πR 3=43π(103)3=40003π.三、探究与创新12.如图所示,半径为R 的半圆内的阴影部分以直径AB 所在直线为轴,旋转一周得到一几何体,求该几何体的表面积.(其中∠BAC =30°)解如图所示,过C 作CO 1⊥AB 于O 1.在半圆中可得∠BCA =90°,∠BAC =30°,AB =2R ,∴AC =3R ,BC =R ,CO 1=32R ,∴S 球=4πR 2,S 圆锥AO 1侧=π×32R ×3R =32πR 2,S 圆锥BO 1侧=π×32R ×R =32πR 2,∴S 几何体表=S 球+S 圆锥AO 1侧+S 圆锥BO 1侧=112πR 2+32πR 2=11+32πR 2.故旋转所得几何体的表面积为11+32πR 2.13.如图所示,一个圆锥形的空杯子上放着一个直径为8cm 的半球形的冰淇淋,请你设计一种这样的圆锥形杯子(杯口直径等于半球形的冰淇淋的直径,杯子壁厚忽略不计),使冰淇淋融化后不会溢出杯子,怎样设计最省材料?解设圆锥形杯子的高为h cm ,要使冰淇淋融化后不会溢出杯子,则必须V 圆锥≥V 半球,而V 半球=12×43πr 3=12×4π3×43,V 圆锥=13Sh =13πr 2h =π3×42×h .依题意:π3×42×h ≥12×4π3×43,解得h ≥8,即当圆锥形杯子杯口直径为8cm ,高大于或等于8cm 时,冰淇淋融化后不会溢出杯子.又因为S 圆锥侧=πrl =πr h 2+r 2,当圆锥高取最小值8时,S 圆锥侧最小,所以高为8cm 时,制造的杯子最省材料.。

人教A版高中数学必修二全册全册导学案

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人教A版高中数学必修二全册精品导学案高中数学必修导学案§1.1 空间几何体的结构【使用说明及学法指导】1.结合问题导学自已复习课本必修2的P2页至P4页,用红色笔勾画出疑惑点;独立完成探究题,并总结规律方法。

2.针对问题导学及小试牛刀找出的疑惑点,课上讨论交流,答疑解惑。

3. 感受空间实物及模型,增强学生直观感知;能根据几何结构特征对空间物体进行分类;4.理解多面体的有关概念;会用语言概述棱柱、棱锥、棱台的结构特征.5. 在科学上没有平坦的道路,只有不畏劳苦,敢于沿着陡峭山路攀登的人才有希望达到光辉的顶点。

【重点难点】重点是棱柱、棱锥、棱台结构特征.难点是棱柱、棱锥、棱台的结构特征一【问题导学】探索新知探究1:几何体的相关概念(1)预习课本第2页的观察部分,试着将所给出的16幅图片进行分类,并说明分类依据。

(2)空间几何体的概念:(3探究2新知1:(1)多面体:(2)多面体的面:(3)多面体的棱:(4 指出右侧几何体的面、棱、顶点探究2:旋转体的相关概念新知2:旋转体旋转体的轴 探究31、 棱柱:2、棱柱的分类:(1)按侧棱及底面垂直及否,分为:(2)按底面多边形的边数,分为:注:底面是正多边形的直棱柱叫做正棱柱。

3、棱柱的表示:4、补充:平行六面体——底面是平行四边形的四棱柱探究41、棱锥:2、棱锥的分类:注:如果一个棱锥的底面是正多边形,并且顶点在底面的射影是底面的中心,这样的棱锥是正棱锥.3、棱锥的表示:探究5:(三)棱台1、棱台:2、棱台的分类:3、棱台的表示:二【小试牛刀】1. 一个多边形沿不平行于矩形所在平面的方向平移一段距离可以形成().A.棱锥 B.棱柱 C.平面 D.长方体2. 棱台不具有的性质是().A.两底面相似B.侧面都是梯形C.侧棱都相等D.侧棱延长后都交于一点三【合作、探究、展示】例1、根据右边模型,回答下列问题:(1)观察长方体模型,有多少对平行平面?能作为棱柱底面的有多少对?(2) 如右图,长方体''''中被截去一部ABCD A B C D分,其中''EH A D。

人教版高中数学必修2--导学案及答案

人教版高中数学必修2--导学案及答案

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------人教版高中数学必修2--导学案及答案高一数学必修 2 导学案主备人: 备课时间: 备课组长:送橥踽 1. 1. 1 棱柱、棱锥、棱台的结构特征一、学习目标:1、知识与技能:(1)能根据几何结构特征对空间物体进行分类。

(2)会用语言概述棱柱、棱锥、棱台的结构特征。

(3)会表示有关几何体以及柱、锥、台的分类。

2、过程与方法:(1)通过直观感受空间物体,概括出柱、锥、台的几何结构特征。

(2)观察、讨论、归纳、概括所学的知识。

3、情感态度与价值观:(1)使学生感受空间几何体存在于现实生活周围,增强学生学习的积极性,同时提高学生的观察能力。

(2)培养学生的空间想象能力和抽象概括能力。

送橥踽送橥踽送橥踽送橥踽送橥踽二、学习重点、难点:学习重点:感受大量空间实物及模型,概括出柱、锥、台的结构特征。

送橥踽送橥踽学习难点:柱、锥、台的结构特征的概括。

1 / 3三、使用说明及学法指导:1、先浏览教材,再逐字逐句仔细审题,认真思考、独立规范作答,不会的先绕过,做好记号。

2、要求小班、重点班学生全部完成,平行班学生完成 A、 B 类问题。

3、 A 类是自主探究, B 类是合作交流。

送橥踽送橥踽送橥踽送橥踽送橥踽四、知识链接: 送橥踽平行四边形:送橥踽矩形:送橥踽正方体:送橥踽五、学习过程:送橥踽 A 问题 1:什么是多面体、多面体的面、棱、顶点?送橥踽送橥踽送橥踽 A 问题 2:什么是旋转体、旋转体的轴?送橥踽送橥踽送橥踽送橥踽送橥踽 B 问题 3:什么是棱柱、锥、台?有何特征?如何表示?如何分类?送橥踽送橥踽送橥踽送橥踽送橥踽送橥踽 C 问题 4;探究一下各种四棱柱之间有何关系?送橥踽送橥踽送橥踽 C 问题 5:质疑答辩,排难解惑送橥踽 1.有两个面互相平行,其余各面都是平行四边形的几何体是不是棱柱?(举反例说明)送橥踽送橥踽 2.棱柱的任何两个平面都可以作为棱柱的底面吗?送橥踽A 例 1:---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 如图,截面 BCEF 把长方体分割成两部分,这两部分是否是棱柱?送橥踽送橥踽送橥踽 B 例 2:一个三棱柱可以分成几个三棱锥?送橥踽送橥踽送橥踽送橥踽六、达标测试送橥踽 A1、下面没有对角线的一种几何体是()送橥踽 A.三棱柱 B.四棱柱 C.五棱柱 D.六棱柱送橥踽 A2、若一个平行六面体的四个侧面都是正方形, 则这个平行六面体是()送橥踽 A.正方体 B.正四棱锥C.长方体 D.直平行六面体送橥踽 B3、棱长都是 1 的三棱锥的表面积为()送橥踽 A. 3 B. 23 C. 33 D. 43送橥踽 B4、正六棱台的两底...3 / 3。

人教A版高中数学必修一习题课(1)(1)课件

人教A版高中数学必修一习题课(1)(1)课件

(2)根式的运算中,有开方和乘方两种运算并存的情况.此
时要注意两种运算的顺序是否可换,如当 a≥0 时,n am=
n (
a)m,而当
a<0
时,则不一定可换,应视
m,n
的情况而定.
2.指数函数 (1)掌握指数函数图象和性质,在同一坐标中底不同时图 象的规律为在 y 轴右侧,从下至上底数逐渐增大. (2)底不同函数的增减性不同,注意对底的讨论. (3)掌握用复合的性质求单调区间和值域.
的取值范围为( )
A.(12,+∞)
B.(-∞,0)
C.(-∞,12)
D.(-12,12)
[答案] B
[解析] 由题意知,此函数为指数函数,且为实数集 R 上 的增函数,所以底数 1-2a>1,解得 a<0.
5.设 y1=40.9,y2=80.48,y3=(12)-1.5,则(
)
A.y3>y1>y2
A.f(x)与 g(x)均为偶函数 B.f(x)为偶函数,g(x)为奇函数 C.f(x)与 g(x)均为奇函数 D.f(x)为奇函数,g(x)为偶函数
[答案] B
[解析] 因为 f(x),g(x)的定义域均为 R,且 f(-x)=3-x +3x=f(x),g(-x)=3-x-3x=-g(x),所以 f(x)为偶函数,g(x) 为奇函数,故选 B.
命题方向 5
[例 5] 已知函数 f(x)=a-2x+2 1(x∈R)是奇函数. (1)求 a 的值; (2)证明:函数 f(x)=a-2x+2 1的单调性与 a 的值无关.
[解析] (1)解:∵f(x)=a-2x+2 1(x∈R)是奇函数, ∴f(-x)=-f(x),即 a-2-x2+1=-a+2x+2 1, 变形得 2a=2x+2 1+22x+·2x1=221x++21x=2,∴a=1.
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《空间线面、面面关系》习题课1
一、学习目标:
知识与技能:掌握线线、线面、面面关系的判断和性质;
过程与方法:应用线线、线面、面面关系的判断和性质关系来进行判断、证明和计算;提高解决问题的能力。

情感态度与价值观:通过对线线、线面、面面关系的观察与理解培养空间想象力,提高思维的严密性与完整性。

二、学习重、难点
学习重点: 空间线线、线面、面面关系。

学习难点: 空间线线、线面、面面关系的应用,线面角,二面角的计算平行、垂直的证明。

三、使用说明及学法指导:
1、先认真梳理空间线线、线面、面面关系等知识点,巩固线面角,二面角的计算方法和步骤,熟悉平行、垂直的证明,注意逐字逐句仔细审题,认真思考、独立规范作答,不会的先绕过,做好记号。

2、把学案中自己易忘、易出错的知识点和疑难问题以及解题方法,及时整理在解题本上,多复习强化记忆。

四、知识链接:1.空间线线关系:平行,相交,异面。

2.线面关系:线在面内 ,线面相交,线面平行。

3.面面关系:平行,相交。

2.线面平行的判定、性质;面面平行的判定、性质;线面、面面垂直的判定、性质等定理。

3.各种角如何计算。

五、学习过程:自主探究:题型一:有关线线、线面、面面关系的概念问题 例1:A1给出下列四个命题:
①如果a ,b 是两条直线,且a ∥b ,那么a 平行于经过b 的任何平面;
②如果直线a 和平面α满足a ∥α,那么a 与平面α内的直线不是平行就是异面, ③如果直线a ∥α,b ∥α,则a ∥b
④如果平面α∩平面β=a ,若b ∥α,b ∥β,则a ∥b 其中为真命题有( )
A .1个
B .2个
C .3个
D .4个
A2平面α∥平面β,直线a ⊂α,P ∈β,则过点P 的直线中( ) A .不存在与α平行的直线 B .不一定存在与α平行的直线 C .有且只有—条直线与a 平行 D .有无数条与a 平行的直线 3下列命题中为真命题的是( ) A .平行于同一条直线的两个平面平行 B .垂直于同一条直线的两个平面平行 C .若—个平面内至少有三个不共线的点到另—个平面的距离相等,则这两个平面平行. D .若三直线a 、b 、c 两两平行,则在过直线a 的平面中,有且只有—个平面与b ,c 均平行.
题型二:有关线面、面面关系的判定与性质问题
B 例2如图6-79,△AB
C 是正三角形,EA 和DC 都垂直于平面ABC ,且EA =AB =2a ,DC=a, F ,G 分别是EB 和AB 的中点。

求证:FG ⊥平面ABC ;FD//平面ABC 。

图6-79
A
B
D
B 例3如图,PA ABCD ⊥,的中点.M 、N 分别为AB 、P
C 的中点 (1)求证:PA
D MN 平面//;(2)求证:CD MN ⊥;
题型三:异面直线角、线面角、二面角的问题 A 例4:正方体''''D C B A ABCD -中,AB 的中点为M ,'DD 的中点为N ,异面直线M B '与CN 所成的角是…………………………………………………( )
A . 0
B . 45
C . 60
D .
90
B 例5:如图长方体中,AB=AD=23,C
C 1=2,则二面 C 1—B
D —C 的大小为( )
(A )300 (B )450 (C )600 (D )900
C 例6:四面体ABCS 中,SA,SB,SC 两两垂直,∠SBA=45°, ∠SBC=60°, M 为 AB 的中点,求(1)BC 与平面SAB 所成的角。

(2)SC 与平面ABC 所成角的正切值。

六、达标检测
A1,给出以下命题:
①夹在两个平行平面间的线段,较长的与平面所成的角较小;
②夹在两个平行平面间的线段,如果它们的长度相等,则它们必平行;
③夹在两个平行平面间的线段,如果它的长度相等,则它们与平面所成的角也相等; ④在过定点P 的直线中,被两平行平面所截得的线段长为d 的直线有且只有一条,则两平行平面间的距离也为d 其中假命题共有( )
A .1个
B .2个
C .3个
D .4个
A2,经过平面α外一点,作与α平行的平面,则这样的平面可作( )
50
A C
D A 1
B 1
C 1
D 1 N
M P
D C
B A
A 1个 或2个
B 0个或1个
C 1个
D 0个
B3,经过平面α外一点和平面α内一点与平面α垂直的平面有( )
A 0个
B 1个
C 无数个
D 1个或无数个 B4,已知四棱锥,则中,直角三角形最多可以有( ) A 1个 B 2个 C 3个 D 4个
B5,已知平面α∥平面β,且α、β间的距离为d ,l ⊂α,l ′⊂β,则l 与l ′之间的距离的取值范围为( )
A .(d ,∞)
B .(d ,+∞)
C .{d}
D .(0,∞)
A6,在△ABC 中,AB =5,AC =7,∠A =60°,G 是重心,过G 的平面α与BC 平行,AB ∩α=M ,AC ∩α=N ,则MN ___________
A7 过两平行平面α、β外的点P 两条直线AB 与CD ,它们分别交α于A 、C 两点,交β于B 、D 两点,若PA =6,AC =9,PB =8,则BD 的长为__________.
B8,已知α∥β且α与β间的距离为d ,直线a 与α相交于点A 与β相交于B ,若d AB 33
2=

则直线a 与α所成的角=___________. B9, 已知点A 、B 到平面α的距离分别为d 与3d ,则A 、B 的中点到平面α的距离为________. B10,已知长方体''''D C B A ABCD -中,32=AB ,32=AD ,2'=AA ,
求:(1)BC 与''C A 所成的角是多少?
(2)'AA 与'BC 所成的角是多少?
B11,P 为ABC ∆所在平面外一点,AP=AC,BP=BC,D 为PC 的中点, 证明:直线PC 与平面ABD 垂直
C12,如图,PA ⊥平面ABC ,AE ⊥PB ,AB ⊥BC ,AF ⊥PC,PA=AB=BC=2(1)求证:平面AEF ⊥平
面PBC ;
(2)求二面角P —BC —A 的大小; 七、小结与反思
《空间线面、面面关系》习题课1
例1:1.B.2.C.3.B 题型二:
B 例2如图6-79,△AB
C 是正三角形,EA 和DC 都垂直于平面ABC ,
A B
C
P E F
A
D
且EA =AB =2a ,DC=a, F ,G 分别是EB 和AB 的中点。

求证:FG ⊥平面ABC ;FD//平面ABC 。

证明:连CG
由于F ,G 分别是EB 和AB 的中点,则FG//EA. 又EA 垂直于平面ABC,则FG ⊥平面ABC. 由于DC 垂直于平面ABC,则DC//FG 而DC=FG=a.
所以四边形FGCD 为平行四边形. 所以FD//GC
又,GC ABC FD ABC ⊂⊄, 所以FD//平面ABC
B 例3如图,PA ABCD ⊥矩形所在的平面的中点. (1)求证:PAD MN 平面//;(2)求证:CD MN ⊥; (1)证明:过点N 作NF//CD 交PD 于F,连AF 根据题意可知NF=AM,NF//AM 则四边形AMNF 为平行四边形. 所以AF//NM
又,AF PAD NM PAD ⊂⊄ 则PAD MN 平面//
(2)由于PA ABCD ⊥矩形所在的平面,所以PA AB ⊥ 又由于,AD AB AD PA A ⊥⋂= 所以AB PAD ⊥,而AB//CD
N
M
P
D
C
B
A
则CD PAD ⊥,又AF PAD ⊂,则CD AF ⊥ 又AF//NM,则CD MN ⊥.
题型三:一面直线角、线面角、二面角的问题 例4 D 例5 A
例6:四面体ABCS 中,SA,SB,SC 两两垂直,∠SBA=45°, ∠SBC=60°, M 为 AB 的中点,求(1)BC 与平面SAB 所成的角。

(2)SC 与平面ABC 所成角的正切值。

答(1)0
60
;(2) 【达标检测】
1. A ;2 C.3 ;D. 4 . D; 5. B
6. 0
60;9,d 或2d .10. (1)0
45(2)0
60
11.P 为ABC ∆所在平面外一点,AP=AC,BP=BC,D 为PC 的中点, 证明:直线PC 与平面ABD 垂直
证明:由于 AP=AC,BP=BC,D 为PC 的中点, 则,AD PC BD PC ⊥⊥,又AD BD D ⋂= 则直线PC 与平面ABD 垂直
12.如图,PA ⊥平面ABC ,AE ⊥PB ,AB ⊥BC ,AF ⊥PC,PA=AB=BC=2(1)求证:平面
AEF ⊥平面PBC ;
(2)求二面角P —BC —A 的大小;
B
(1)证明:
PA ABC,PA BC BC AB,BC PAB,
AE PAB,BC AE,
AE PB,AE PBC
AE AEF
AEF PBC
⊥⊥
⊥⊥
⊂⊥
⊥⊥


由于面则
又则面
而面
又则面
又面
则面面
(2)0
45A
B
C P
E
F。

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