1.2 空间向量基本定理-基础练(原卷版) 含答案.pdf
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1.2空间向量基本定理-基础练(原卷版).pdf1.2 空间向量基本定理-基础练一、选择题1.有以下命题:如果向量与任何向量不能组成空间向量的一组基底,那么的关系是不共线;为空间四点,且向量不组成空间的一个基底,则点一定共面;已知向量是空间的一个基底,则向量也是空间的一个基底其中正确的命题是A. B. C. D.2.设向量a ,b ,c 不共面,则下列可作为空间的一个基底的是( )A.{a+b ,b-a ,a }B.{a+b ,b-a ,b }C.{a+b ,b-a ,c }D.{a+b+c ,a+b ,c }3.如图,在平行六面体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,AC 与BD 的交点为点M ,=a ,=b ,=c ,则下列向量中与相等的向量是()A.-a +b +cB.a +b +cC.-a -b -cD.-a -b +c4.已知O ,A ,B ,C 为空间不共面的四点,且向量a =,向量b =,则不能与a ,b 组成空间的一个基底的是( )A. B. C. D.5.(多选题)(2020宁阳县四中高二期末)给出下列命题,其中正确命题有()A .空间任意三个不共面的向量都可以作为一个基底B .已知向量,则与任何向量都不能组成空间的一个基底//a b ,a b C .是空间四点,若不能组成空间的一个基底,那么共面,,,A B M N ,,BA BM BN ,,,A B M N D .已知向量组是空间的一个基底,若,则也是空间的一个基底{},,a b c m a c =+ {},,a b m 6.(多选题)设,,是空间一个基底 a b c ()A .若,,则a b ⊥ b c ⊥ a c ⊥B .则,,两两共面,但,,不可能共面a b c a b c C .对空间任一向量,总存在有序实数组,,,使p (x y )z p xa yb zc =++D .则,,一定能组成空间的一个基底a b + b c + c a + 二、填空题7.在空间四边形OABC 中,=a ,=b ,=c ,点M 在线段AC 上,且AM=2MC ,点N 是OB 的中点,则=______.210.(2020山东菏泽四中高二期末)在正四面体中,,分别为棱、的中点,设,,,用,,表示向量______,异面直ABCD M N BC AB AB a = AC b = AD c =u u u r r a b c DM = 线与所成角的余弦值为______.DM CN 三、解答题11.已知{e 1,e 2,e 3}是空间的一个基底,且=e 1+2e 2-e 3,=-3e1+e 2+2e 3,=e 1+e 2-e 3,试判断{}能否作为空间的一个基底?若能,试以此基底表示向量OA OB OC ,,OA OB OC OD =2e 1-e 2+3e 3;若不能,请说明理由.12.如图,已知正方体ABCD-A'B'C'D',点E 是上底面A'B'C'D'的中心,取向量为基底的基向量,在下列条件下,分别求x ,y ,z 的值.(1)=x+y+z ;(2)=x+y+z.知识改变命运。
1.2空间向量基本定理-基础练(解析版).docx

1.2空间向量基本定理-基础练一、选择题1.有以下命题:①如果向量疋,牙与任何向量不能组成空间向量的一组基底,那么〒的关系是不共线:②OJ、HC为空间四点,且向^oA,oB,o5不组成空间的一个基底,则点O.A.B.C-^共而:③已知向量万,了,疋是空间的一个基底,则向量N + 了,N-了,疋也是空间的一个基底•英中正确的命题是()A.①②B.①③C.②③D.①②③【参考答案】C【解析】①如果向量疋,飞与任何向虽不能组成空间向於的一组基底.那么疋,7的关系是不共线,不正确.反例:如果7中有…个向量为零向量.N, 7共线但不能组成空讪叩上的一组基底,所以不正确.②OAB.C为空间四点,且向量刃,丙,况不组成空间的一个基底,那么点O AB,C •定共而:这是正确的.③已知向量N, T,疋是空间的一个基底,则向星万+〒,万一T, W,也是空间的一个基底:因为三个向量非零不共线,正确.故选C.2•设向量a.b.c不共而,则下列可作为空间的一个基底的是()A.{a+b.b-a.a}B.{ a+b,b-a,b}C.{ a+b.b-a.c}D.{ a+b+c.a+b.c}【参考答案】c【解析】由已知及向量共而加理,易得a+b.b-a.c不共而,故可作为空间的一个基底.3.如图,在平行六而体ABCD-AiBiCiDi中"C与BD的交点为点A/.=a=b=cJi]下列向呈:中与相等的向量是()A.-a+b+cB.a+b+cC.-a-b-cD.-a-b+c【参考答案】c【解析】)-()=-a-b-c.4.已知OAbC为空间不共而的四点,且向虽:曲,向量b=,则不能与a.b组成空间的一个基底的是()A. B. C. D.【参考答案】C【解析】:'a=.b=,・:(a-b),・:与向量a.b共面,• :ab不能组成空间的一个基底.5.(多选题)(2020宁阳县四中高二期末)给出下列命题,其中正确命题有()A.空间任意三个不共面的向量都可以作为一个基底B.已知向量方///;,则厶』与任何向量都不能组成空间的一个基底C.A、B、M、N是空间四点,若丽,丽,丽不能组成空间的一个基底,那么A、BMN共而D.已知向量{",可组是空间的一个基底,若fn = a+c^\{a,b,m}也是空间的一个基底【参考答案】ABCD【解析】选项A中.根据空间基底的概念,可得任意三个不共而的向量都可以作为一个空间肚底•所以A止确:选项8中,根据空间基底的概念,可得B正确:选项C中.由丽,丽.丽不能组成空间的一个基底,可得共而,又由页,丽;丽过相同点得A、B、M、N四点共而,所以C正确:选项D中:由仏乙,:}是空间的一个基底,则基向量f 川]就不=方+ :—疋不共而.所以可以组成空间另一个基底,所以D正确.故选:ABCD.6.(多选题)设工是空间一个基底()A.若“丄5屮丄芒,则〃丄0B.则"工两两共而,但不可能共而C.对空间任一向量",总存在有序实数组(x?\叫使"= Xii + W +疋D.则〃 +厶,/; + c:,个+ 〃一泄能组成空间的一个基底【分析】利用N /疋是空间一个基底的性质宜接求解.【解答】解:由「心是空间一个基底,知:在A中,若〃丄b上丄8 ,则N与°相交或平行,故A错误;在“中,"工两两共而,但ab^c不可能共而,故B正确:在C中,对空间任一向量P.总存在有序实数组“,卩,2),使"=加+ W + zc,故C正确;D^Ji + b .b+c s+li能组成空间的一个基底,故D正确.故选:BCD.二、填空题7•在空间四边形OABC中,=a.=b.=c,点M在线段AC上,且AM=2MC,点N是OB的中点,则= ______【参考答案】-a+b-c【解析】),,(ac)-a+b=-a+b-c.8.在正方体ABCD-AiB^Di中,设=a=b.=c^iCi与B)Di的交点为£则=_________________ .【参考答案】-a+b+c【解析】如图,)=)=.a+b+c.9•若a=ei+e2.b=e2+e3X=ei+e3,d=e]+2e2+3e3,若ei.e》.© 不共而,当(1=如+妙)+徑时,a+0+y= .【参考答案】3【解析】由已知d=(a+y)ei+(a+“)e2+(?+“)e3,所以故有a+B+y=3・10.(2020山东荷泽四中髙二期末)在正四而体ABCD中,M/V分别为棱BC、A3的中点,设AB = a .AC = b ^AD = c用;C表示向^DM= _____________________ 异面直线DM与CN所成角的余弦值为_________ ・【解析】画出对应的正四而体,设棱长均为1则三. 解答题11. 已知{ei,e2,e 3}是空间的一个基底,且OA =ei+2e 2-e 3,o§ =-3ei+e 2+2e 3,OC =ei+e 2-e3,U^W { CM,OB,OC }能否作为空间的一个基底?若能,试以此基底表示向量而 =2ere 2+3e 3 ;若不能,请说明理由.【参考答案】^ ob=^OA-5oB -30oc .【解析】能作为空间的一组基底.假设页,西,况共而•由向G 洪而的充要条件知存在实数心使=A OB +yOC 成立 e { +爲_召=x(-3e l +e 2 +爲)+y(e x +e^-3e^) = (-3x+y)e[+(x+y)呂+(2x-刃&又因为{勺,勺心}是空W J 的一个基底,所以百忑耳不共£-3x + y = 1,因此< x + y = 2,此方程组无解,即不存在实数xy 使丙+.vOC •2r )=l,所以鬲,刃,况 不共而•故{鬲,西.龙}能作为空间的一个基底.设 OD=POA 十qUS +z 况,则有2e\-e 2 + 込=〃(弓+2勺-e i )+q(-3e l +e 2 +2®) + z (弓+勺 一6)= (“_3q + z )G + (2〃 + q + z)& + (_/? + 2g_z )sp ・3q + z = 2, 2" + § + z = -l,•解得 < ・p + 2g ・z = 3, 故 OD=^OA^OB^OC12•如图,已知正方体ABCDABCD :点E 是上底而A'BCD 的中心,取向量为基底的基向量,在下列条件下,分别求料忆的值. (l)=x+y+z ;(2)=x+y+z.2DM -2CN\ 0 + 乙-2?).(方-M)1一1 + — 一2 — 1 + 2 丄.〃 =17,q = 5Z = -30.因为陽瓦习为空间的-个基底,所以<【参考答案】见解析【解析】(1)因为又*y+z, 所以.x=Ly=-l^:=l.(2)因为=)=,又=x+y+z.所以・*=尸忆=1・。
空间向量基本定理(经典练习及答案详解)

1.2 空间向量基本定理课后篇巩固提升1.如图,在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AC 与BD 的交点为M ,AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,则下列向量中与C 1M ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 相等的向量是( ) A.-12a +12b +cB.12a +12b +cC.-12a -12b -cD.-12a -12b +cC 1M ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −AC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =12(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ )-(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=-12a -12b -c .2.(2020广东汕头金山中学高二上期中)已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1,点E 为上底面A 1C 1的中心,若AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +x AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +y AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,则x ,y 的值分别为( ) A.1,1B.1,12C.12,12D.12,1AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =12(AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=12(AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ )=AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +12AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +12AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,所以x=12,y=12.故选C .3.在空间四边形OABC 中,OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,点M 在线段AC 上,且AM=2MC ,N 是OB 的中点,则MN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = ( )A.23a +12b -23cB.23a -12b +23cC.-13a +12b -23cD.13a +12b -13cMA ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =23CA ⃗⃗⃗⃗⃗ =23(OA ⃗⃗⃗⃗⃗ −OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ),ON⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =12OB ⃗⃗⃗⃗⃗ , MN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =MO ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +ON ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =MA ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AO ⃗⃗⃗⃗⃗ +ON⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =23(a -c )-a +12b =-13a +12b -23c .4.在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,设AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,A 1C 1与B 1D 1的交点为E ,则BE⃗⃗⃗⃗⃗ = .,BE ⃗⃗⃗⃗⃗ =BB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +B 1E ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +12(B 1C 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +B 1A 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +12(AD ⃗⃗⃗⃗⃗ −AB ⃗⃗⃗⃗⃗ )=-12a +12b +c .-12a +12b +c5.已知三棱柱ABC -A 1B 1C 1的侧棱垂直于底面,∠BAC=90°.求证:AB ⊥AC 1.AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,则AC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =b +c .所以AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =a ·(b +c )=a ·b +a ·c , 因为AA 1⊥平面ABC ,∠BAC=90°, 所以a ·b =0,a ·c =0, 得AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =0,故AB ⊥AC 1. 6.如图所示,在平行四边形ABCD 中,AD=4,CD=3,∠ADC=60°,PA ⊥平面ABCD ,PA=6,求线段PC 的长.ABCD 中,∠ADC=60°,所以∠BAD=120°.又PA ⊥平面ABCD , 所以PA ⊥AB ,PA ⊥AD.因为PC ⃗⃗⃗⃗⃗ =AC ⃗⃗⃗⃗⃗ −AP ⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ −AP ⃗⃗⃗⃗⃗ , 所以|PC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=√(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ -AP⃗⃗⃗⃗⃗ )2= √|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |2+|AD ⃗⃗⃗⃗⃗ |2+|AP ⃗⃗⃗⃗⃗ |2+2AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AD ⃗⃗⃗⃗⃗ -2AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AP ⃗⃗⃗⃗⃗ -2AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AP⃗⃗⃗⃗⃗=√9+16+36+2×3×4×(-12)-0-0=7,即线段PC 的长为7.关键能力提升练7.(2020安徽淮北一中高二上期中)已知M ,N 分别是四面体OABC 的棱OA ,BC 的中点,点P 在线段MN 上,且MP=2PN ,设向量OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,则OP ⃗⃗⃗⃗⃗ =( ) A.16a+16b+16cB.13a+13b+13cC.16a+13b+13c D.13a+16b+16cOP ⃗⃗⃗⃗⃗ =OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +MP ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +23(ON ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=23ON ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +13OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =23×12(OB⃗⃗⃗⃗⃗ +OC ⃗⃗⃗⃗⃗ )+13×12OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =13b +13c +16a ,故选C .8.在四面体O -ABC 中,G 1是△ABC 的重心,G 是OG 1上的一点,且OG=3GG 1,若OG ⃗⃗⃗⃗⃗ =x OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +y OB ⃗⃗⃗⃗⃗ +z OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,则(x ,y ,z )为( ) A.(14,14,14) B.(34,34,34) C.(13,13,13) D.(23,23,23)如图所示,连接AG 1交BC 于点E ,则E 为BC 的中点,AE⃗⃗⃗⃗⃗ =12(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AC ⃗⃗⃗⃗⃗ )=12(OB ⃗⃗⃗⃗⃗ -2OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +OC⃗⃗⃗⃗⃗ ), AG 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =23AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =13(OB ⃗⃗⃗⃗⃗ -2OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ). 因为OG ⃗⃗⃗⃗⃗ =3GG 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =3(OG 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −OG ⃗⃗⃗⃗⃗ ),所以OG ⃗⃗⃗⃗⃗ =34OG 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ .则OG ⃗⃗⃗⃗⃗ =34OG 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =34(OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +AG 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=34(OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +13OB ⃗⃗⃗⃗⃗ −23OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +13OC ⃗⃗⃗⃗⃗)=14OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +14OB ⃗⃗⃗⃗⃗ +14OC⃗⃗⃗⃗⃗ .9.(多选题)在三棱锥P-ABC 中,三条侧棱PA ,PB ,PC 两两垂直,且PA=PB=PC=3,G 是△PAB 的重心,E ,F 分别为棱BC ,PB 上的点,且BE ∶EC=PF ∶FB=1∶2,则下列说法正确的是( ) A.EG ⊥PG B.EG ⊥BC C.FG ∥BC D.FG ⊥EF,设PA ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,PB ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,PC ⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,则{a ,b ,c }是空间的一个正交基底,则a ·b=a ·c=b ·c=0.取AB 的中点H , 则BC⃗⃗⃗⃗⃗ =c-b , PG⃗⃗⃗⃗⃗ =23PH ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =23×12(a+b )=13a+13b , PE ⃗⃗⃗⃗⃗ =PB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BE ⃗⃗⃗⃗⃗ =PB ⃗⃗⃗⃗⃗ +13(PC ⃗⃗⃗⃗⃗ −PB ⃗⃗⃗⃗⃗ )=23b+13c ,则EG ⃗⃗⃗⃗⃗ =PG ⃗⃗⃗⃗⃗ −PE ⃗⃗⃗⃗⃗ =13a+13b-23b-13c=13a-13b-13c ,BC⃗⃗⃗⃗⃗ =c-b , FG ⃗⃗⃗⃗⃗ =PG ⃗⃗⃗⃗⃗ −PF ⃗⃗⃗⃗⃗ =13a+13b-13b=13a ,EF ⃗⃗⃗⃗⃗ =PF⃗⃗⃗⃗⃗ −PE ⃗⃗⃗⃗⃗ =13b-13c+23b =-13c-13b. EG ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PG ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,故A 正确;EG ⃗⃗⃗⃗⃗ ·BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,故B 正确;FG ⃗⃗⃗⃗⃗ ≠λBC ⃗⃗⃗⃗⃗ (λ∈R ),故C 不正确;FG ⃗⃗⃗⃗⃗ ·EF ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,故D 正确.故选ABD .10.若a=e 1+e 2,b=e 2+e 3,c=e 1+e 3,d=e 1+2e 2+3e 3,若e 1,e 2,e 3不共面,当d =α a +β b +γ c 时,α+β+γ=.d =(α+γ)e 1+(α+β)e 2+(γ+β)e 3,所以{α+γ=1,α+β=2,γ+β=3,故有α+β+γ=3.11.(2020浙江杭州学军中学高二上期中)在棱长为a 的正四面体ABCD 中,E ,F 分别为棱AD ,BC 的中点,则异面直线EF 与AB 所成角的大小是 ,线段EF 的长度为 .AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,则{a ,b ,c }是空间的一个基底,|a|=|b|=|c|=a ,a ·b=a ·c=b ·c =12a 2.∴EF ⃗⃗⃗⃗⃗ =AF ⃗⃗⃗⃗⃗ −AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =12(a+b )-12c ,∴EF ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =12a 2+12a ·b-12a ·c =12a 2,|EF⃗⃗⃗⃗⃗ |=√(12a +12b -12c) 2=√22a. ∴cos <EF ⃗⃗⃗⃗⃗ ,AB ⃗⃗⃗⃗⃗ >=EF ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AB⃗⃗⃗⃗⃗ |EF ⃗⃗⃗⃗⃗ ||AB ⃗⃗⃗⃗⃗|=12a 2√22a×a =√22, ∴异面直线EF 与AB 所成的角为π4.√22a 12.如图所示,在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,MA ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =-13AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,ND ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =13A 1D ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,设AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,试用a ,b ,c 表示MN⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ .AN ,则MN⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =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 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =b -c ,故AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AD ⃗⃗⃗⃗⃗ +DN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AD ⃗⃗⃗⃗⃗ −ND ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AD ⃗⃗⃗⃗⃗ −13A 1D ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =b -13(b -c ),所以MN⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =MA⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =-13(a +b )+b -13(b -c )=13(-a +b +c ). 13.在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,已知E ,F ,G ,H 分别是CC 1,BC ,CD 和A 1C 1的中点.证明: (1)AB 1∥GE ,AB 1⊥EH ; (2)A 1G ⊥平面EFD.设正方体棱长为1,AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =i ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =j ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =k ,则{i ,j ,k }构成空间的一个单位正交基底. AB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =i +k ,GE ⃗⃗⃗⃗⃗ =GC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CE ⃗⃗⃗⃗⃗ =12i +12k =12AB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,∴AB 1∥GE.EH ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =EC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +C 1H ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =12k +(-12)(i +j )=-12i -12j +12k , ∵AB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·EH ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(i +k )·(-12i -12j +12k)=-12|i |2+12|k |2=0,∴AB 1⊥EH.(2)A 1G ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =A 1A ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ +DG ⃗⃗⃗⃗⃗ =-k +j +12i ,DF ⃗⃗⃗⃗⃗ =DC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CF ⃗⃗⃗⃗⃗ =i -12j ,DE ⃗⃗⃗⃗⃗ =DC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CE ⃗⃗⃗⃗⃗ =i +12k .∴A 1G ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·DF ⃗⃗⃗⃗⃗ =(-k +j +12i)·(i -12j)=-12|j |2+12|i |2=0,∴A 1G ⊥DF.A 1G ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·DE ⃗⃗⃗⃗⃗ =(-k +j +12i)·(i +12k)=-12|k |2+12|i |2=0,∴A 1G ⊥DE.又DE ∩DF=O ,∴A 1G ⊥平面EFD.学科素养创新练14.如图,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,F 分别是BB 1,D 1B 1的中点,求证:EF ⊥平面B 1AC.AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,有a ·b =0,a ·c =0,b ·c =0,则EF ⃗⃗⃗⃗⃗ =EB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +B 1F ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =12(BB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +B 1D 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=12(AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +BD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=12(AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ −AB ⃗⃗⃗⃗⃗ )=12(-a +b +c ),AB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =a +b .∴EF ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =12(-a +b +c )·(a +b )=12(|b |2-|a |2)=0.∴EF ⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥AB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,即EF ⊥AB 1.同理EF ⊥B 1C. ∵AB 1∩B 1C=B 1,∴EF ⊥平面B 1AC.。
高中试卷-1.2 空间向量基本定理-基础练(含答案)

1.2 空间向量基本定理-基础练一、选择题1.有以下命题:如果向量与任何向量不能构成空间向量的一组基底,那么的关系是不共线;为空间四点,且向量不构成空间的一个基底,则点一定共面;已知向量是空间的一个基底,则向量也是空间的一个基底其中正确的命题是A.B. C. D. 【答案】C【解析】如果向量与任何向量不能构成空间向量的一组基底,那么的关系是不共线,不正确.反例:如果中有一个向量为零向量,共线但不能构成空间向量的一组基底,所以不正确.,A ,B ,C 为空间四点,且向量不构成空间的一个基底,那么点O ,A ,B ,C 一定共面;这是正确的.已知向量是空间的一个基底,则向量,也是空间的一个基底;因为三个向量非零不共线,正确.故选C .2.设向量a ,b ,c 不共面,则下列可作为空间的一个基底的是( )A.{a+b ,b-a ,a }B.{a+b ,b-a ,b }C.{a+b ,b-a ,c }D.{a+b+c ,a+b ,c }【答案】C【解析】由已知及向量共面定理,易得a+b ,b-a ,c 不共面,故可作为空间的一个基底.3.如图,在平行六面体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,AC 与BD 的交点为点M ,AB =a ,AD =b ,AA 1=c ,则下列向量中与C 1M 相等的向量是( )A.-12a +12b +cB.12a +12b +cC.-12a -12b -cD.-12a -12b +c 【答案】C 【解析】C 1M =AM ―AC 1=12(AB +AD )-(AB +BC +CC 1)=-12a -12b -c .4.已知O ,A ,B ,C 为空间不共面的四点,且向量a =OA +OB +OC ,向量b =OA +OB ―OC ,则不能与a ,b 构成空间的一个基底的是( )A.OAB.OBC.OCD.OA 或OB【答案】C 【解析】∵a =OA +OB +OC ,b =OA +OB ―OC ,∴OC =12(a -b ),∴OC 与向量a ,b 共面,∴OC ,a ,b 不能构成空间的一个基底.5.(多选题)(2020宁阳县四中高二期末)给出下列命题,其中正确命题有( )A .空间任意三个不共面的向量都可以作为一个基底B .已知向量//a b v v ,则,a b v v 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 uuu v uuuu v uuu v不能构成空间的一个基底,那么,,,A B M N 共面D .已知向量{},,a b c v v v 组是空间的一个基底,若m a c =+v v v ,则{},,a b m v v v 也是空间的一个基底【答案】ABCD【解析】选项A 中,根据空间基底的概念,可得任意三个不共面的向量都可以作为一个空间基底,所以A正确;选项B 中,根据空间基底的概念,可得B 正确;选项C 中,由,,BA BM BN uuu r uuuu r uuu r 不能构成空间的一个基底,可得,,BA BM BN uuu r uuuu r uuu r 共面,又由,,BA BM BN uuu r uuuu r uuu r 过相同点B ,可得,,,A B M N 四点共面,所以C 正确;选项D 中:由{},,a b c r r r 是空间的一个基底,则基向量,a b r r 与向量m a c =+u r r r 一定不共面,所以可以构成空间另一个基底,所以D 正确.故选:ABCD.6.(多选题)设a r ,b r ,c r 是空间一个基底( )A .若a b ^r r ,b c ^r r ,则a c^r r B .则a r ,b r ,c r 两两共面,但a r ,b r ,c r 不可能共面C .对空间任一向量p r ,总存在有序实数组(x ,y ,)z ,使p xa yb zc=++r r r r D .则a b +r r ,b c +r r ,c a +r r 一定能构成空间的一个基底【分析】利用a r ,b r ,c r 是空间一个基底的性质直接求解.【解答】解:由a r ,b r ,c r 是空间一个基底,知:在A 中,若a b ^r r ,b c ^r r ,则a r 与c r 相交或平行,故A 错误;在B 中,a r ,b r ,c r 两两共面,但a r ,b r ,c r 不可能共面,故B 正确;在C 中,对空间任一向量p r ,总存在有序实数组(x ,y ,)z ,使p xa yb zc =++r r r r ,故C 正确;在D 中,a b +r r ,b c +r r ,c a +r r 一定能构成空间的一个基底,故D 正确.故选:BCD .二、填空题7.在空间四边形OABC 中,OA =a ,OB =b ,OC =c ,点M 在线段AC 上,且AM=2MC ,点N 是OB 的中点,则MN =______.【答案】 -13a +12b -23c 【解析】MA =23CA =23(OA ―OC ),ON =12OB , MN =MO +ON =MA +AO +ON =23(a -c )-a +12b =-13a +12b -23c .8.在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,设AB =a ,AD =b ,AA 1=c ,A 1C 1与B 1D 1的交点为E ,则BE = .【答案】 -12a +12b +c 【解析】如图,BE =BB 1+B 1E =AA 1+12(B 1C 1+B 1A 1)=AA 1+12(AD ―AB )=-12a +12b +c .9.若a=e 1+e 2,b=e 2+e 3,c=e 1+e 3,d=e 1+2e 2+3e 3,若e 1,e 2,e 3不共面,当d =αa +βb +γc 时,α+β+γ= .【答案】3【解析】由已知d =(α+γ)e 1+(α+β)e 2+(γ+β)e 3,所以α+γ=1,α+β=2,γ+β=3,故有α+β+γ=3.10.(2020山东菏泽四中高二期末)在正四面体ABCD 中,M ,N 分别为棱BC 、AB 的中点,设AB a =uuu r r ,AC b =uuu r r ,AD c =u u u r r ,用a r ,b r ,c r 表示向量DM =uuuu r ______,异面直线D M 与CN 所成角的余弦值为______.【答案】()122a b c +-r r r . 16. 【解析】画出对应的正四面体,设棱长均为1则(1) ()()11222DM DA AM c a b a b c =+=-++=+-uuuu r uuu r uuuu r r r r r r r .(2)由(1) ()122DM a b c =+-uuuu r r r r ,又()11222CN AN AC a b a b =-=-=-uuu r uuu r uuu r r r r r .又12a b a c b c ×=×=×=r r r r r r .设异面直线D M 与CN 所成角为q 则cos q 22111212222412=336a ab a b b ac b c-+--+-×+×--×+×==r r r r r r r r r r .三、解答题11.已知{e 1,e 2,e 3}是空间的一个基底,且OA uuu r =e 1+2e 2-e 3,OB uuu r =-3e 1+e 2+2e 3,OC uuu r =e 1+e 2-e 3,试判断{,,OA OB OC uuu r uuu r uuu r }能否作为空间的一个基底?若能,试以此基底表示向量OD uuu r =2e 1-e 2+3e 3;若不能,请说明理由.【答案】能,OD uuu r =17OA uuu r -5OB uuu r -30OC uuu r .【解析】能作为空间的一组基底.假设,,OA OB OC uuu r uuu r uuu r 共面,由向量共面的充要条件知存在实数x ,y 使OA uuu r =x OB uuu r +y OC uuu r 成立123123123123+2(3+2)(+3)(3)()(2)e e e x e e e y e e e x y e x y e x y e -=-++-=-++++-u v u u v uv u v u u v uv u v u u v uv u v u u v uv 又因为{}123,,e e e u v u u v uv 是空间的一个基底,所以123,,e e e u r u u r ur 不共面.因此-31,2,2--1,x y x y x y +=ìï+=íï=î此方程组无解,即不存在实数x ,y 使OA uuu r =x OB uuu r +y OC uuu r ,所以,,OA OB OC uuu r uuu r uuu r 不共面.故{,,OA OB OC uuu r uuu r uuu r}能作为空间的一个基底.设OD uuu r =p OA uuu r +q OB uuu r +z OC uuu r ,则有12312312312323(+2)(3+2)(+)e e e p e e e q e e e z e e e -+=-+-++-u v u u v uv u v u u v uv u v u u v uv u v u u v uv 123(3)(2)(2)p q z e p q z e p q z e =-+++++-+-u v u u v uv 因为{}123,,e e e u v u u v uv 为空间的一个基底,所以-32,2-1,-2-3,p q z p q z p q z +=ìï++=íï+=î解得17,-5,-30.p q z =ìï=íï=î故OD uuu r =17OA uuu r -5OB uuu r -30OC uuu r.12.如图,已知正方体ABCD-A'B'C'D',点E 是上底面A'B'C'D'的中心,取向量AB ,AD ,AA '为基底的基向量,在下列条件下,分别求x ,y ,z 的值.(1)BD '=x AD +y AB +z AA ';(2)AE =x AD +y AB +z AA '.【答案】见解析【解析】 (1)因为BD '=BD +DD '=BA +AD +DD '=-AB +AD +AA ',又BD '=x AD +y AB +z AA ',所以x=1,y=-1,z=1.(2)因为AE =AA '+A 'E =AA '+12A 'C '=AA '+12(A 'B '+A 'D ')=12AD +12AB +AA ',又AE =x AD +y AB +z AA ',所以x=12,y=12,z=1.。
1.2 空间向量基本定理同步练习

1.2 空间向量基本定理同步练习一、单选题1.{},,a b c 为空间向量的一组基底,则下列各项中,能构成空间向量的基底的一组向量是( )A .{},,a a b a b +-B .{},,b a b a b +-C .{},,c a b a b +-D .{},,2a b a b a b +-+【答案】C【解析】对于A ,因为()()2a b a b a ++-=,所以,,a a b a b +-共面,不能构成基底,排除A , 对于B ,因为)()2a b a b b +--=(,所以,,b a b a b +-共面,不能构成基底,排除B , 对于D ,312()()22a b a b a b +=+--,所以,,2a b a b a b +-+共面,不能构成基底,排除D , 对于C ,若,,c a b a b +-共面,则()()()()c a b a b a b λμλμλμ=++-=++-,则,,a b c 共面,与{},,a b c 为空间向量的一组基底相矛盾,故,,c a b a b +-可以构成空间向量的一组基底,故选C2.如图,在三棱锥O ABC -中,点D 是棱AC 的中点,若OA a =,OB b =,OC c =,则BD 等于( )A .1122a b c -+ B .a b c +-C .a b c -+D .1122a b c -+- 【答案】A【解析】由题意在三棱锥O ABC -中,点D 是棱AC 的中点,若OA a =,OB b =,OC c =, 可知:BD BO OD =+,BO b =-,11112222OD OA OC a c =+=+,1122BD a b c =-+.故选A .3.如图,在三棱锥A BCD -中,E 、F 分别是棱AD 、BC 的中点,则向量EF →与,AB CD →→的关系是( )A .1122EF AB CD →→→=+B .1122EF AB CD →→→=-+C .1122EF AB CD →→→=-D .1122EF AB CD →→→=--【答案】C【解析】取AC 的中点M ,连结,EM FM ,,E F 分别是,AD BC 的中点,12ME CD →→∴=,12MF AB →→∴=,1122EF MF ME AB CD →→→→→∴=-=-.故选C .4.如图,在四面体OABC 中,2OM MA =,BN NC =,则MN =( )A .111222OA OB OC →→→+-B .221332OA OB OC →→→+-C .121232OA OB OC →→→-+D .211322OA OB OC →→→-++【答案】D【解析】∵2OM MA →→=,BN NC →→=,∴12()23MN ON OM OB OC OA →→→→→→=-=+-211322OA OB OC →→→=-++.故选D .5.在下列结论中:①若向量,a b 共线,则向量,a b 所在的直线平行;②若向量,a b 所在的直线为异面直线,则向量,a b 一定不共面; ③若三个向量,,a b c 两两共面,则向量,,a b c 共面;④已知空间的三个向量,,a b c ,则对于空间的任意一个向量p 总存在实数x ,y ,z 使得p xa yb zc =++. 其中正确结论的个数是( ) A .0B .1C .2D .3【答案】A【解析】平行向量就是共线向量,它们的方向相同或相反,未必在同一条直线上,故①错. 两条异面直线的方向向量可通过平移使得它们在同一平面内,故②错,三个向量两两共面,这三个向量未必共面,如三棱锥P ABC -中,,,PA PB PC 两两共面,但它们不是共面向量,故③错.根据空间向量基本定理,,,a b c 需不共面,故④错. 故选A .6.如图所示,在平行六面体1111ABCD A B C D -中,M 为11A C 与11B D 的交点,若1,,AB a AD b AA c ===,则CM =( )A .1122++a b c B .1122-+a b c C .1122a b c -++ D .1122--+a b c【答案】D【解析】由题意,因为M 为11A C 与11B D 的交点,所以M 也为11A C 与11B D 的中点, 因此()()11112CM AM AC AA A M AB AD AA AC AB AD =-=+-+=+-+ ()1121122AA AB AD a b c -=-+=-+.故选D. 7.在三棱锥A BCD -中,E 是棱CD 的中点,且23BF BE =,则AF =( ) A .133244AB AC AD +- B .3344AB AC AD +-C .533AB AC AD -++D .111333AB AC AD ++【答案】D【解析】因为E 是棱CD 的中点,23BF BE =, 所以()22213333AF AB BF AB BE AB AE AB AE AB =+=+=+-=+ ()1111133333AC AD AB AB AC AD =++=++.故选D.8.若{},,a b c 是空间的一个基底,则下列各组中不能构成空间一个基底的是( )A .,2,3a b cB .,,a b b c c a +++C .,,a b c b c c +++D .2,23,39a b b c a c ++-【答案】D【解析】对于:,2,3,:,,,:,,A a b c B a b b c c a C a b c b c c ++++++,每组都是不共面的向量,能构成空间的一个基底,对于D :2,23,3-9a b b c a c ++满足:()()3-932-23a c a b b c ⎡⎤=++⎣⎦,是共面向量,不能构成空间的一个基底,故选D9.如图,在四面体OABC 中,G 是底面∆ABC 的重心,则OG 等于( )A .OA OB OC ++ B .111222OA OB OC ++ C .111236OA OB OC ++D .111333OA OB OC ++【答案】D 【解析】()()211112323333AG AC AB OC OA OB OA OC OB OA ⎛⎫=⋅⋅+=⋅-+-=+- ⎪⎝⎭ 则111333OG AG OA OA OB OC =+=++,故选D. 10.已知在平行六面体ABCD A B C D '-'''中,3AB =,45AD AA ='=,,120BAD ∠=︒,60BAA ∠='︒,90DAA ∠='︒,则AC '的长为( )A .2B .53C 58D 53【答案】D【解析】在平行六面体ABCD A B C D '-'''中,3AB =,AD 4=, 5AA '=,120BAD ∠=︒,60BAA ∠='︒,90DAA ∠='︒,AC AB AD AA ''=++,()22AC AB AD AA '∴=++'222222AB AD AA AB AD AB AA AD AA =+++⋅+⋅+'⋅''91625234cos120235cos6050121553=+++⨯⨯⨯︒+⨯⨯⨯︒=-+=则53AC ='.故选D11.(多选题)给出下列命题,其中正确命题有( )A .空间任意三个不共面的向量都可以作为一个基底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,那么,,,A B M N 共面D .已知向量{},,a b c 组是空间的一个基底,若m a c =+,则{},,a b m 也是空间的一个基底 【答案】ABCD【解析】选项A 中,根据空间基底的概念,可得任意三个不共面的向量都可以作为一个空间基底,所以A 正确;选项B 中,根据空间基底的概念,可得B 正确;选项C 中,由,,BA BM BN 不能构成空间的一个基底,可得,,BA BM BN 共面, 又由,,BA BM BN 过相同点B ,可得,,,A B M N 四点共面,所以C 正确;选项D 中:由{},,a b c 是空间的一个基底,则基向量,a b 与向量m a c =+一定不共面,所以可以构成空间另一个基底,所以D 正确. 故选ABCD.12.(多选题)设a ,b ,c 是空间一个基底,则( )A .若a ⊥b ,b ⊥c ,则a ⊥cB .则a ,b ,c 两两共面,但a ,b ,c 不可能共面C .对空间任一向量p ,总存在有序实数组(x ,y ,z ),使p xa yb zc =++D .则a +b ,b +c ,c +a 一定能构成空间的一个基底 【答案】BCD【解析】对于A 选项,b 与,a c 都垂直,,a c 夹角不一定是π2,所以A 选项错误. 对于B 选项,根据基底的概念可知a ,b ,c 两两共面,但a ,b ,c 不可能共面. 对于C 选项,根据空间向量的基本定理可知,C 选项正确.对于D 选项,由于a ,b ,c 是空间一个基底,所以a ,b ,c 不共面.假设a +b ,b +c ,c +a 共面,设()()()1a b x b c x c a +=++-+,化简得()1x a x b c ⋅=-+,即()1c x a x b =⋅+-,所以a ,b ,c 共面,这与已知矛盾,所以a +b ,b +c ,c +a 不共面,可以作为基底.所以D 选项正确.故选BCD三、填空题13.已知S 是△ABC 所在平面外一点,D 是SC 的中点,若BD =x SA ySB zSC ++,则x +y +z =_____.【答案】12-【解析】如图,根据条件()12BD BC BS =+ ()12SC SB SB =-- 12SB SC =-+ 102SA SB SC =-+,又BD xSA ySB zSC =++,∴由空间向量基本定理得110122x y z ++=-+=-,故填12-14.平行六面体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,向量1,,AB AD AA 两两的夹角均为60°,且AB =1,|AD |=2,|1AA |=3,则|1AC |等于_____. 【答案】5【解析】由平行六面体ABCD-A 1B 1C 1D 1可得:11AC AB AD AA =++, ∴22221111222AC AB AD AA AB AD AB AA AD AA =++⋅⋅++⋅+=12+22+32+2cos 60°(1×2+1×3+2×3) =25,∴1AC =5.故填5.15.已知点M ,N 分别是空间四面体OABC 的边OA 和BC 的中点,P 为线段MN 的中点,若OP =λOA +μOB +γOC ,则实数λ+μ+γ=_____.【答案】34【解析】如图,连接ON ,在△OMN 中,点P 是MN 中点,由平行四边形法则得.()()111111111222422444OP OM ON OM ON OA OB OC OA OB OC =+=+=+⨯+=++, 又OP =λOA +μOB +γOC ,∴111,,444λμγ===,∴34λμγ++=.故填34.16.如图,在三棱柱111ABC A B C -中,D 是1CC 的中点,1113A F AB =,且1DF AB AC AA αβγ=++,则αβγ++=__________.【答案】12-【解析】由题意的:1113A F A B =,1111DF DC C A A F =++=111123CC AC A B -+=1111111233AA AC A B A A -++=1111111233AA AC A B AA -+-=11136AB AC A A -+, 故可得α=13,β=-1,γ=16,可得:αβγ++=1-2.故填1-2.17.如图所示,在空间四边形OABC 中,,,OA a OB b OC c ===,点M 在线段OA 上,且2OM MA =,N为BC 中点,若=MN xa yb zc ++,则x y z ++=_____________【答案】13【解析】,,,OA a OB b OC c ===点M 在OA 上,且2OM MA =,N 为BC 的中点,22=33OM OA a ∴= ()111222ON OB OC b c =+=+ 112=223MN ON OM b c a ∴-=+-211,,322x y z ∴=-== 故21113223x y z ++=-++= 故填1318.如图,在空间四边形OABC 中,M ,N 分别为OA 、BC 的中点,点G 在线段MN 上,且3MG GN =,用向量OA 、OB 、OC 表示向量OG ,设OG x OA y OB z OC =⋅+⋅+⋅,则x 、y 、z 的和为______.【答案】78【解析】MN MA AB BN =++11111()22222OA OB OA OC OB OA OB OC =+-+-=-++ 13131112424222OG OM MG OA MN OA OA OB OC ⎛⎫∴=+=+=+-++ ⎪⎝⎭813388OA OB OC =++133,,888x y z ∴===,即78x y z ++=.故填78三、解答题19.已知ABCD A B C D -''''是平行六面体.(1)化简1223AA BC AB '++,并在图形中标出其结果; (2)设M 是底面ABCD 的中心,N 是侧面BCC B ''的对角线BC '上的点,且:3:1BN NC '=,设MN AB AD AA αβγ'=++,试求α,β,γ的值.【解析】(1)如图所示,取线段AA '中点E ,则12EA AA ''=, BC AD A D ''==, 取23D F D C '''=, ∵AB D C ='',∴2233AB D C D F '''==.则2312AA BC AB EA A D D F EF '''''++=++=.(2)∵ M N MB BN +=124 3BC DB =+'314()()2DA AB BC CC '=+++ 113 244AB AD AA '=++αAB βAD γAA '++=,∴12α=,14β=,34γ=. 20.在平行六面体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,设1,,AB a AD b AA c ===,E ,F 分别是AD 1,BD 的中点.(1)用向量,,a b c 表示1,D B EF ,;(2)若1D F xa yb zc =++,求实数x ,y ,z 的值.【解析】(1)111D B D D DB AA AB AD a b c=+=-+-=--,11122EF EA AF D A AC =+=+ 1111()()()222AA AD AB AD a c =-+++=-.(2)11111111()()22222D F D D D B c a b c a b c =+=-+--=--,所以11,,122x y z ==-=-.21.如图,三棱柱111ABC A B C -中,底面边长和侧棱长都等于1,1160BAA CAA ∠=∠=︒.(1)设1AA a =,AB b =,AC c =,用向量a ,b ,c 表示1BC ,并求出1BC 的长度; (2)求异面直线1AB 与1BC 所成角的余弦值.【解析】(1)111111111BC BB B C BB A C A B a c b =+=+-=+-∴11cos 11cos602a b a b BAA ︒=∠=⨯⨯=,同理可得12a cbc ==, ∴()222212222BC a c ba cb ac a b c b =+-=++-+-=.(2)因为1AB a b =+,所以()222123AB a b a b a b =+=++=,因为()()22111AB BC a ba cb a ac a b b a c b b =++-=+-++-=,所以1111116cos ,23AB BC AB BC AB BC <>==⨯.∴异面直线1AB 与1BC 所成角的余弦值为6622.如图,在平行六面体1111ABCD A B C D -中,以顶点A 为端点的三条棱长都是1,且它们彼此的夹角都是60︒,M 为11A C 与11B D 的交点.若AB a =,AD b =,1AA c =,(1)用,,a b c 表示BM ; (2)求对角线1AC 的长; (3)求1cos ,AB AC【解析】(1)连接1A B ,AC ,1AC ,如图:AB a =,AD b =,1AA c =在1A AB ,根据向量减法法则可得:11BA AA AB c a =-=- 底面ABCD 是平行四边形,∴AC AB AD a b =+=+11//AC A C 且11AC AC =,∴ 11AC AC a b==+ 又M 为线段11A C 中点,∴ ()1111122A M b AC a ==+ 在1A MB 中()11111222BM BA A M c a a a b c b -+=+=+-++= (2)顶点A 为端点的三条棱长都是1,且它们彼此的夹角都是60︒∴1cos602a b a b ⋅=⋅︒=,s 2c 160o a a c c ⋅⋅==︒,s 2c 160o b b c c ⋅⋅==︒,由(1)可知AC a b =+∴平行四边形11AA CC 中故:11AC AC A b A a c+=+=+ ()()22211C a cb A AC ==++()()()222+++222+a c a b c c b b a =⋅+⋅⋅222+++cos cos cos 606062022b a bc a b c c a ︒+⋅⋅︒+︒=⋅11121+1+1+22222++=⨯⨯⨯6=∴16AC =故:对角线1AC . (3)1AC a b c=++,AB a =又111cos ,a a c AB AC AB AC AB AC b ⋅+⋅==⋅+212311b a a a c+++⋅⋅=+===。
高中试卷-1.2 空间向量的基本定理(精练)(含答案)

1.2 空间向量的基本定理【题组一 基底的判断】1.(2020·山东微山县第二中学高二月考)已知a r ,b r ,c r 是不共面的三个向量,则能构成一个基底的一组向量是( )A .2a r ,a r ﹣b r ,a r +2br B .2b r ,b r ﹣a r ,b r +2a r C .a r ,2b r ,b r ﹣cr D .c r ,a r +c r ,a r ﹣c r 【答案】C【解析】对于A ,因为2a r =43(a r ﹣b r )+23(a r +2b r ),得2a r 、a r ﹣b r 、a r +2b r 三个向量共面,故它们不能构成一个基底,A 不正确;对于B ,因为2b r =43(b r ﹣a r )+23(b r +2a r ),得2b r 、b r ﹣a r 、b r +2a r 三个向量共面,故它们不能构成一个基底,B 不正确;对于C ,因为找不到实数λ、μ,使a r =λ•2b r +μ(b r ﹣c r )成立,故a r 、2b r 、b r ﹣c r 三个向量不共面,它们能构成一个基底,C 正确;对于D ,因为c r =12(a r +c r )﹣12(a r ﹣c r ),得c r 、a r +c r 、a r ﹣c r 三个向量共面,故它们不能构成一个基底,D 不正确故选:C .2.(2018·安徽六安一中高二期末(理))已知点,,,O A B C 为空间不共面的四点,且向量a OA OB OC =++uuu v uuu v uuu v v ,向量b OA OB OC =+-uuu v uuu v uuu v v ,则与a v ,b v 不能构成空间基底的向量是( )A .OAuuu v B .OB uuu v C .OC uuu v D .OA uuu v 或OB uuu v【答案】C【解析】∵()()()111222OC a b OA OB OC OA OB OC =-=++-+-uuu v uuu v uuu v uuu v uuu v uuu v uuu v v v ,即OC uuu v 与a v ,b v 共面,∴OC uuu v 与a v ,b v不能构成空间基底;故选C.3.已知{},a b c v v v ,是空间向量的一个基底,则与向量p a =v v +b v ,q a =v v -b v 可构成空间向量基底的是( )A .a v B .b vC .a v +2b vD .a v +2cv 【答案】D【解析】由题意,向量,,2a b a b +v v v v 都有向量,p a b p a b =+=-v vv v v v 为共面向量,因此A 、B 、C 都不符合题意,只有向量2a c +r r 与向量,p a b p a b =+=-v v v v v v 属于不共面向量,所以可以构成一个空间的基底,故选D.4.(2020·南昌市八一中学高二期末(理)){},,a b c r r r 为空间向量的一组基底,则下列各项中,能构成空间向量的基底的一组向量是( )A .{},,a a b a b +-r r r r rB .{},,b a b a b +-r r r r r C .{},,c a b a b +-r r r r r D .{},,2a b a b a b +-+r r r r r r 【答案】C【解析】对于A ,因为()()2a b a b a r r r r r ++-=,所以,,a a b a b r r r r r +-共面,不能构成基底,排除A ,对于B ,因为)()2a b a b b +--=r r r r r (,所以,,b a b a b r r r r r +-共面,不能构成基底,排除B ,对于D ,312()()22a b a b a b +=+--r r r r r r ,所以,,2a b a b a b +-+r r r r r r 共面,不能构成基底,排除D ,对于C ,若,,c a b a b r r r r r +-共面,则()()()()c a b a b a b l m l m l m =++-=++-r r r r r r r ,则,,a b c r r r 共面,与{},,a b c r r r 为空间向量的一组基底相矛盾,故,,c a b a b r r r r r+-可以构成空间向量的一组基底,故选:C 5.(2018·江西南昌二中高二期中(理))若{},,a b c v v v 为空间向量的一组基底,则下列各项中,能构成空间向量的基底的一组向量是( )A .{},,a a b a b +-v v v v vB .{},,b a b a b +-v v v v vC .{},,c a b a b +-v v v v vD .{},,2a b a b a b +-+v v v v v v 【答案】C【解析】().2,,,A a b a b a a a b a b ++-=\+-v v v v v Q v v v v v 共面,故不能作为基底,故错误;().2,,,B a b a b b b a b a b +--=\+-v v v v v v v v v v 共面,故不能作为基底,故错误;.,,C c a b a b v v v v v +-不共面,故可以作为基底,故正确;()()31.2,,,222D a b a b a b a b a b a b v v v v v v v v v v v v +=++-\+-+共面,故不能作为基底,故错误,故选C.【题组二 基底的运用】1.(2020·天水市第一中学高二月考(理))如图,平行六面体1111ABCD A B C D -中,AC 与BD 交于点M ,设1,,AB a AD b AA c ===uuu v uuu v uuuv v v v ,则1B M =uuuuv( )A .1122a b c ---v v v B .1122a b c +-v v v C .1122a b c --v v v D .1122a b c -+-v v v 【答案】D 【解析】11B M B B BM =+uuuur uuur uuuu r ,12BM BD =uuuu r uuu r ,BD BA BC =+uuu r uuu r uuu r ,∴()1112B M AA AB AD uuuur uuur uuu r uuu r =-+-+1122c a b r r r =--+,故选D .2.(2020·全国高一课时练习)若是空间的一个基底,,,,,,则,,的值分别为( )A .,,B .,,C .,,D .,1,【答案】A【解析】,由空间向量基本定理,得∴,,.3(2020·山东沂.高二期末)如图所示,P ,Q 分别是四面体OABC 的边OA ,BC 的中点,M 是PQ 靠近P 的三等分点,且OM xOA yOB zOC =++uuuu r uuu r uuu r uuu r ,则x y z ++=__.【答案】23【解析】因为P ,Q 分别是四面体OABC 的边OA ,BC 的中点,M 是PQ 靠近P 的三等分点,所以1111()2323OM OP PM OA PQ OA PA AB BQ =+=+=+++uuuu r uuu r uuuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r ,1111()2322OA OA OB OA BC =++-+uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r ,1111(())2322OA OA OB OA OC OB =++-+-uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r ,111366OA OB OC =++uuu r uuu r uuu r ,所以13x =,16y =,16z =,11123663x y z ++=++=,故答案为:23.4.(2019·江苏鼓楼.南京师大附中高二期中)在正方体1111ABCD A B C D -中,点O 是11B C 的中点,且1DO xDA yDC zDD =++uuur uuu r uuu r uuuu r ,则x y z ++的值为________.【答案】52【解析】在正方体中得112DO DA DC DD =++uuur uuu r uuu r uuuu r ,又因为1DO xDA yDC zDD =++uuur uuu r uuu r uuuu r 所以1,1,12===x y z 所以52x y z ++=.故答案为:52【题组三 基本定理的运用】1.已知A ,B ,C 三点不共线,对平面ABC 外的任一点O ,若点M 满足111333OM OA OB OC =++uuuu v uuu v uuu v uuu v .(1)判断MA uuu v ,MB uuu v ,MC uuu u v 三个向量是否共面;(2)判断点M 是否在平面ABC 内.【答案】(1),,MA MB MC uuu v uuu v uuu u v共面 (2)点M 在平面ABC 内.【解析】(1)如图,111()(333OA OC OA OC OQ Q +=+=uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r 为OAC D 的重心)1(3OB OQ OP OQ OM P +=+=uuu r uuu r uuu r uuu r uuuu r 为OB 的三等分点)设AC 中点为N ,则::2:3PM ON BP BO ==可知M 在BN 上,且M 为ABC D 的重心故知,,MA MB MC uuu r uuur uuuu r 共面(2)由(1)知,,MA MB MC uuu r uuur uuuu r 共面且过同一点M .所以,,,M A B C 四点共面,从而点M 在平面ABC 内.2.已知直三棱柱111ABC A B C -中,120ABC Ð=°,121AB BC CC ===,,则异面直线1AB 与1BC 所成角的余弦值为________.【解析】如图所示,将直三棱柱111ABC A B C -补成直四棱柱1111ABCD A B C D -,连接111,AD B D ,则11AD BC P ,所以11B AD Ð或其补角为异面直线AB 1与BC 1所成的角.因为1120,2,1ABC AB BC CC а====,所以1AB =, 1AD =.在111B D C D 中,11160B C D =а,11111,2B C D C ==所以11B D ===所以222111111112AB AD B D co A D AD B B s A +-==´=´Ð故答案为: 3.如图所示,在平行四边形ABCD 中,1AB AC ==,90ACD Ð=°,将它沿对角线AC 折起,使AB与CD 成60°角,求点B 与点D 之间的距离.【答案】2∴2222222BD BD BD BA AC CD BA AC BA CD AC CD=×=+++×+×+×uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r 3211cos ,BA CD =+´´´uuu r uuu r <>,∴2BD =uuu r,故点B 与点D 之间的距离为2.4.已知空间四边形OABC 中,∠AOB =∠BOC =∠AOC ,且OA =OB =OC ,M ,N 分别是OA ,BC 的中点,G 是MN 的中点,求证:OG ⊥BC.【答案】见解析【解析】连接ON ,设∠AOB =∠BOC =∠AOC =θ,又设OA → =a ,OB → =b ,OC →=c ,则|a |=|b |=|c |.又OG → =12(OM → +ON → )=12[12OA → +12(\o(OB ,\s\up7(→))+\o(OC ,\s\up7(→)))]=14(a +b +c ),BC → =c -b .∴OG → ·BC → =14(a +b +c )·(c -b )=14(a ·c -a ·b +b ·c -b 2+c 2-b ·c )=14(|a |2·cos θ-|a |2·cos θ-|a |2+|a |2)=0.∴OG → ⊥BC →,即OG ⊥BC .。
1.2空间向量基本定理(同步练习)(含解析)(人教A版2019选择性必修第一册)

1. 2 空间向量基本定理1.若O A B C ,,,为空间四点,且向量OAOBOC ,,不是构成空间的一个基底,则 ( ) A .OAOB OC ,,共线 B .OAOB,共线 C .OB OC ,共线 D . O A B C ,,,四点共面 2. 已知,,i j k 是空间直角坐标系Oxyz 中,x 轴、y 轴、z 轴的正方向上的单位向量,且AB i j k =-+-,则点B 的坐标 ( )A 是1,11()--,B .是(),,i j k --C .是111()--,,D .不确定 3.设向量,,a b c 不共面,则下列可作为空间的一个基底的是( )A . {,,}a b b a a +-B . {,,}a b b a b +-C . {,,}a b b a c +-D . {,,}a b c a b c +++4. 已知点A 在基底{,,}a b c 下的坐标是(8,6,4),其中a i j b j k c k i =+=+=+,,,则点A 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)5. 设命题p: ,,a b c 是三个非零向量,命题q: {,,}a b c 为空间的一个基底,则命题p 是命题q 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6. 已知,,,,A B C D E 是空间五点,若, , ,,AB AC AD AB AC AE 与均不能构成空间的一个基底,则有下列结论:①, ,AB AD AE 不能构成空间的一个基底; ②, ,AC AD AE 不能构成空间的一个基底; ③, , BC CD DE 不能构成空间的一个基底; ④, , AB CD EA 能构成空间的一个基底. 其中正确的有_______个.7. 已知在正方体ABCD 一1111A B C D 中,点E 为底面1111A B C D 的中心,112a AA =,12b AB =,13c AD =,AE xa yb zc =++,则x =______,y =_______,z =_______.8. 设,y c,z c x a b b a =+=+=+且{,,}a b c 是空间的一组基底,给出下列向量组:①{},,a b x ;②{,,}x y z ③{,,}b c z ④{,,}x y a b c ++ 其中可以作为空间的基底的向量组是___________(填序号).9. 在空间直角坐标系中.给定点3)1,2,M-(,求它分别关于坐标平面、坐标轴和原点的对称点的坐标.10.如图3.1-47,在正方体1111ABCD A B C D -中,点E 是上底面1111A B C D 的中心,求下列各式中的,,z x y 的值.(1)11BD xAD yAB zAA =++; (2)1AE xAD yAB zAA =++.11.如图3.1-48,在空间四边形OABC 中,点, G H 分别是ABC OBC ∆∆,的重心,设,,OA a OB b OC c ===,试用向量,,a b c 表示向量GH .12.如图3.1-49,PA 垂直于正方形ABCD 所在的平面,,M N 分别是,AB PC 的中点,并且1PA AB ==. 试建立适当的空间直角坐标系,求向量MN 的坐标.答案与解析1. D 解析;由, ,OA OB OC 不能构成基底,知, ,OA OB OC 三向量共面,所以,,,O A B C 四点共面. 2. D 解析:由AB i j k =-+-只能确定向量()1,1,1AB =--.而向量的起点A 的坐标未知,故终点B 的坐标不确定.3. C 解析:由已知及向量共面定理,易知,,a b b a c +-不共面,故可作为空间的一个基底. 4. A 解析: ()()()864864121410OA a b c i j j k k i i j k =++=+++++=++.5. B 解析:当三个非零向量,,a b c 共面时,,,a b c 不能构成空间的一个基底,但是当{,,}a b c 为空间的一个基底时,必有,,a b c 都是非零向量,因此p q ≠>,而q p ⇒,故命题p 是命题q 的必要不充分条件. 6. 3解析:由题意.知空间五点,,,,A B C D E 共面,故①②③正确,④错误. 7. 2 132解析:如图3.1-5011113()222AE AA A E AA AB AD a b c xa yb zc =+=++=++=++所以32,1,2x y z ===8. ②③④解析:如图3.1-51,设1,,a AB b AD c AA ===,则11,,x AC y AD z AB ===,1a b c AC ++=.由11,,,A B C D 四点不共面可知,向量,,x y z 也不共面.同理可知,,b c z ;,,x y a b c ++也不共面.9. 解: 3)1,2,M-(关于坐标平面, , xOy xOz yOz 对称的点的坐标分别为123.12()()(,33),12,----,,,,;3)1,2,M -(关于x 轴、y 轴、z 轴对称的点的坐标分别为()()(1,231231,2,3)-----,,,,,;3)1,2,M -(关于坐标原点对称的点的坐标为12)3(--,,. 10.解:(1)因为1111BD BD DD BA BC DD AD AB AA =+=++=-+且11BD xAD yAB zAA =++所以1,1, 1.x y z ==-= (2)因为111111*********()2222AE AA A E AA AC AA A B A D AD AB AA =+=+=++=++ 且1AE xAD yAB zAA =++所以11,,122x y z ===11.解:因为2211()()3323OH OD OB OC b c ==⨯+=+J2212111()()()3333233OG OA AG OA AD OA OD OA OA OB OC a b c =+=+=+-=+⨯+=++ 所以1111()()3333GH OH OG b c a b c a =-=+--+=-12.解:因为1PA AB ==,PA ⊥平面ABCD ,AB AD ⊥,所以,,AB AD AP 是两两垂直的单位向量.设123e ,e ,AB AD AP e ===,以123{e ,e ,}e 为单位正交基底建立空间直角坐标系Axyz ,连接AC .如图3.1-52.因为1111()2222MN MA AP PN AB AP PC AB AP PA AC ++=-++=-+=++23111111()e 222222AB AP PA AB AD AD AP e =-++++=+=+所以11(0,,)22MN =.。
1.2 空间向量基本定理(精讲)高二数学上学期同步讲与练(选择性必修第一册)(原卷版)

1.2空间向量基本定理一、空间向量基本定理(1)定义:如果三个向量,,a b c r r r不共面,那么对空间任一向量p u r ,存在唯一的有序实数组(x ,y ,z ),使=++p xa yb zc u r r r r.(2)基底与基向量:如果三个向量,,a b c r r r不共面,那么所有空间向量组成的集合就是{},,,=++∈p p xa yb zc x y z R u r u r r r r,这个集合可以看作由向量,,a b c r r r 生成的,我们把{},,a b c r r r叫做空间的一个基底,,,a b c r r r 都叫做基向量。
说明:空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底.二、空间向量的正交分解1、单位正交基底:如果空间一个基底的三个向量两两互相垂直,那么这个基底叫作正交基底,特别地,当一个正交基底的三个基向量都是单位向量时,称这个基底为单位正交基底,通常用{},,i j k r r r表示。
2、正交分解:把一个空间向量分解成三个两两垂直的向量,叫做把空间向量进行正角分解。
题型一空间向量基底的概念辨析【例1】若{},,a b c 构成空间的一个基底,则下列向量也可以构成空间中的一个基底的是()A.{},,a b b c c a +++B.{},,a b b c c a---C.{},,a b c a b c +++D.{},,3a b c a b c a b c -++--+【变式1-1】设=+x a b ,=+y b c ,=+z c a ,且{},,a b c 是空间的一个基底,给出下列向量组:①{},,a b x ;②{},,x y z ;③{},,b c z ;④{},,++x y a b c ,则其中可以作为空间的基底的向量组有()A.1B.2C.3D.4【变式1-2】设向量{,,}a b c 是空间一个基底,则一定可以与向量,=+=-p a b q a b 构成空间的另一个基底的向量是()A.aB.bC.cD.a 或b【变式1-3】下列说法正确的是()A.任何三个不共线的向量可构成空间向量的一个基底B.空间的基底有且仅有一个C.两两垂直的三个非零向量可构成空间的一个基底D.直线的方向向量有且仅有一个【变式1-4】已知{}123,,e e e 是空间的一个基底,向量12332a e e e =++,23b e e λ=+,12332c e e e =++,若{},,a b c 能作为基底,则实数λ的取值范围是()A.()(),11,-∞--+∞B.()(),00,∞-+∞U C.()(),11,-∞+∞D.()()(),00,11,∞∞-⋃⋃+题型二用基底表示空间向量问题【例2】在四面体OABC 中,OA a =,OB b =,OC c =,点M 在OA 上,且2OM MA =,N 是BC 的中点,则MN =()A.121232a b c -+B.221332a b c+-r r r C.111222a b c+-D.211322a b c-++【变式2-1】在四面体OABC 中,,,OA a OB b OC c ===,点M 在OA 上,且2,OM MA N =为BC 中点,则MN =()A.121232a b c-+B.211322a b c-++C.111222a b c+-D.221332a b c ++【变式2-2】如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,AB a =,AD b =,1AA c =,若E 为1DD 的中点,F 在BD 上,且3BF FD =,则EF 等于()A.111332a b c --B.111442a b c --C.111442a b c -+D.111233a b c -+【变式2-3】如图:在平行六面体1111ABCD A B C D -中,M 为11AC ,11B D 的交点.若11A B a =,11A D b =,1A A c =,则向量BM =()A.1122-++a b cB.1122-+-a b cC.1122a b c--+D.1122a b c -+题型三空间向量基本定理的应用【例3】如图,已知空间四边形OABC ,其对角线为,OB AC ,,M N 分别为,OA BC 的中点,点G 在线段MN 上,3MG GN =,若OG xOA yOB zOC =++,则x y z ++=()A.118B.98C.78D.58【变式3-】若{},,a b c 是空间的一个基底,且p xa yb zc =++,则(,,)x y z 叫p 在基底{},,a b c 下的坐标.已知p 在基底{},,a b c 下的坐标为()3,2,1,则p 在另一组基底{},,a b a b c -+下的坐标为()A.13(,,1)22B.15(,,1)22C.13(,1,22D.15(,1,)22【变式3-2】在正方体1111ABCD A B C D -中,P 为1CC 的中点,E 为11C D 的中点,F 为11B C 的中点,O 为EF 的中点,直线PE 交直线1DD 于点Q ,直线PF 交直线1BB 于点R ,则()A.511777AO AP AQ AR =++B.111244AO AP AQ AR =++C.211366AO AP AQ AR=++D.522999AO AP AQ AR=++【变式3-3】已知斜三棱柱111ABC A B C -所有棱长均为2,113A AB A AC π∠=∠=,点E 、F 满足112AE AA =,12BF BC =uu u r uu u r ,则EF =()C.2。
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D.
【参考答案】C 【解析】 如果向量
与任何向量不能组成空间向量的一组基底,那么
的关系是不共线,不正确.反例:如果
中有一个向量为零向量,
共线但不
能组成空间向量的一组基底,所以不正确. ,A,B,C 为空间四点,且向量
不组成空间的一个基底,那么点 O,A,B,C 一定共面;这是正确的. 已知向量
是空间的一个基底,则向量
,
b
c
,则
a
c
B.则
a
,
b
,
c
两两共面,但
a
,
b
,
c
不可能共面
C.对空间任一向量
p
,总存在有序实数组
(
x
,
y
,
z)
,使
p
பைடு நூலகம்
xa
yb
zc
D.则
a
b
,
b
c
,
c
a
一定能组成空间的一个基底
二、填空题
7.在空间四边形 OABC 中,=a,=b,=c,点 M 在线段 AC 上,且 AM=2MC,点 N 是 OB 的中点,则=______. 8.在正方体 ABCD-A1B1C1D1 中,设=a,=b,=c,A1C1 与 B1D1 的交点为 E,则= . 9.若 a=e1+e2,b=e2+e3,c=e1+e3,d=e1+2e2+3e3,若 e1,e2,e3 不共面,当 d=αa+βb+γc 时,α+β+γ= .
三、解答题
11.已知{e1,e2,e3}是空间的一个基底,且 OA =e1+2e2-e3, OB =-3e1+e2+2e3, OC =e1+e2-e3,试判断{ OA, OB, OC }能否作为空间的一个基底?若能,试以此基底表示向量 OD
=2e1-e2+3e3;若不能,请说明理由.
12.如图,已知正方体 ABCD-A'B'C'D',点 E 是上底面 A'B'C'D'的中心,取向量为基底的基向量,在下列条件下,分别求 x,y,z 的值.
A.
B.
C.
D.
【参考答案】C
【解析】∵a=,b=,∴(a-b),∴与向量 a,b 共面,
∴,a,b 不能组成空间的一个基底.
5.(多选题)(2020 宁阳县四中高二期末)给出下列命题,其中正确命题有( )
A.空间任意三个不共面的向量都可以作为一个基底
B.已知向量 a / /b ,则 a, b 与任何向量都不能组成空间的一个基底
A.{a+b,b-a,a}
B.{a+b,b-a,b}
C.{a+b,b-a,c}
D.{a+b+c,a+b,c}
3.如图,在平行六面体 ABCD-A1B1C1D1 中,AC 与 BD 的交点为点 M,=a,=b,=c,则下列向量中与相等的向量是( )
A.-a+b+c
B.a+b+c
C.-a-b-c
D.-a-b+c
uuur r
10.(2020 山东菏泽四中高二期末)在正四面体 ABCD 中, M , N 分别为棱 BC 、 AB 的中点,设 AB a , AC b , AD c ,用 a , b , c 表示向量 DM ______,异面直
线 DM 与 CN 所成角的余弦值为______.
一、选择题
1.2 空间向量基本定理-基础练
1.有以下命题: 如果向量
与任何向量不能组成空间向量的一组基底,那么
的关系是不共线;
为空间四点,且向量
不组成空间的
一个基底,则点
一定共面; 已知向量
是空间的一个基底,则向量
也是空间的一个基底 其中正确的命题是
A.
B.
C.
D.
2.设向量 a,b,c 不共面,则下列可作为空间的一个基底的是( )
4.已知 O,A,B,C 为空间不共面的四点,且向量 a=,向量 b=,则不能与 a,b 组成空间的一个基底的是( )
A.
B.
C.
D.
5.(多选题)(2020 宁阳县四中高二期末)给出下列命题,其中正确命题有( )
A.空间任意三个不共面的向量都可以作为一个基底
B.已知向量 a / /b ,则 a, b 与任何向量都不能组成空间的一个基底
C. A, B, M , N 是空间四点,若 BA, BM , BN 不能组成空间的一个基底,那么 A, B, M , N 共面
D.已知向量
a,
b,
c
组是空间的一个基底,若 m a c ,则
a,
b,
m
也是空间的一个基底
6.(多选题)设
a
,
b
,
c
是空间一个基底
(
)
A.若
a
b
,也是空间的一个基底;因为三个向量非零不共线,正确.故选 C.
2.设向量 a,b,c 不共面,则下列可作为空间的一个基底的是( )
A.{a+b,b-a,a}
B.{a+b,b-a,b}
C.{a+b,b-a,c}
D.{a+b+c,a+b,c}
【参考答案】C
【解析】由已知及向量共面定理,易得 a+b,b-a,c 不共面,故可作为空间的一个基底.
(1)=x+y+z;
(2)=x+y+z.
一、选择题
1.2 空间向量基本定理-基础练
1.有以下命题: 如果向量
与任何向量不能组成空间向量的一组基底,那么
的关系是不共线;
为空间四点,且向量
不组成空间的
一个基底,则点
一定共面; 已知向量
是空间的一个基底,则向量
也是空间的一个基底 其中正确的命题是
A.
B.
C.
BA, BM , BN 不能组成空间的一个基底,可得 BA, BM , BN 共面,又由 BA, BM , BN 过相同点 B,可得 A, B, M , N 四点共面,所以 C 正确;选项 D 中:由
a,b, c
C. A, B, M , N 是空间四点,若 BA, BM , BN 不能组成空间的一个基底,那么 A, B, M , N 共面
D.已知向量
a,
b,
c
组是空间的一个基底,若 m a c ,则
a,
b,
m
也是空间的一个基底
【参考答案】ABCD
【解析】选项 A 中,根据空间基底的概念,可得任意三个不共面的向量都可以作为一个空间基底,所以 A 正确;选项 B 中,根据空间基底的概念,可得 B 正确;选项 C 中,由
3.如图,在平行六面体 ABCD-A1B1C1D1 中,AC 与 BD 的交点为点 M,=a,=b,=c,则下列向量中与相等的向量是( )
A.-a+b+c
B.a+b+c
C.-a-b-c
D.-a-b+c
2
【参考答案】C
【解析】)-()=-a-b-c.
4.已知 O,A,B,C 为空间不共面的四点,且向量 a=,向量 b=,则不能与 a,b 组成空间的一个基底的是( )