空间向量与立体几何单元测试

发布 2022-10-11 10:15:28 阅读 4320

一选择题。1属于。真命题的()

a.空间的任何一个向量都可用其它三个向量表示。

b.若为空间向量的一组基底,则a,b,c全不是零向量。

c.△abc为直角三角形的充要条件是·=0

d.任何三个不共线的向量都可构成空间向量的一个基底。

底。2.下列命题,正确的是( )

a.若a≠b,则|a|≠|b|

b.若|a|>|b|,则a>b

c.若a=b,则|a|=|b|

d.若|a|=|b|,则a=b或a=-b

3.下列命题,正确的是( )

a.已知向量是空间的一个基底,那么向量a+b,a-b,c不能构成空间的一个基。

b.任一向量与它的相反向量不相等;

c.模为0是一个向量方向不确定的充要条件.

d.单位向量都相等。

4.判断下列命题中为真命题的是( )

a.向量与的长度相等。

b.将空间中所有的单位向量移到同一个起点,则它们的终点构成一个圆。

c.空间向量就是空间中的一条有向线段。

d.不相等的两个空间向量的模必不相等。

5.已知四边形abcd,o为空间任意一点,且+=+则四边形abcd是( )

a.空间四边形 b.平行四边形。

c.等腰梯形 d.矩形。

6. 设直线l1的方向向量为a=(2,1,-2),直线l2的方向向量为b=(2,2,m),若l1⊥l2,则m=(

a.1b.-2

c.-3d.3

7.设直线l的方向向量为a,平面α的法向量为b,若a·b=0,则( )

a.l∥α b.lα

c.l⊥α d.lα或(l∥α)

8设abcd,abef都是边长为1的正方形,fa⊥面abcd,则异面直线ac与bf所成的角等于( )

a.45° b.30°

c.90d.60°

9.正方体abcda1b1c1d1中,bb1与平面acd1所成角的余弦值为( )

a. b.

c. d.

10. 定义平面向量之间的一种运算“”如下,对任意的,,令。

下面说法错误的是( )

a.若与共线,则b.

c.对任意的,有 d.

11.下列条件使m与a、b、c一定共面的是( )

a.=2-+

b.++0c.=+

d.++0二填空题。

12. 已知在棱长为a的正方体abcda′b′c′d′中,e是bc的中点.则直线a′c与de所成角的余弦值为___

13. 正△abc与正△bcd所在平面垂直,则二面角abdc的正弦值为___

14. 对于不共面的三个向量a,b,c,如果xa+yb+zc=0,则xyz

15.非零向量e1,e2不共线,使ke1+e2与e1+ke2共线的k

16.已知空间三个向量a=(1,-2,z),b=(x,2,-4),c=(-1,y,3),若它们分别两两垂直,则xyz

17 若=λ+r),则直线ab与平面cde的位置关系是___

三、简答题。

18. 如图,已知是直角梯形,平面. (1) 证明:;

2) 若是的中点,证明:∥平面;

(3)若,求三棱锥的体积.

19.如图组合体中,三棱柱的侧面是圆柱的轴截面,是圆柱底面圆周上不与、重合一个点。

ⅰ)求证:无论点如何运动,平面平面;

ⅱ)当点是弧的中点时,求四棱锥与圆柱的体积比.

20.如图5所示,在三棱锥中,平面,,为的中点,四点都在球的球面上。

1)证明: 平面平面;

2)证明:线段的中点为球的球心;

3)若球的表面积为, 求三棱锥的体积。

21.如图4所示,在边长为12的正方形中,点**段上,且,,作,分别交、于点、,作,分别交、于点、,将该正方形沿、折叠,使得与重合,构成如图5所示的三棱柱. (1)在三棱柱中,求证:平面;

2)求平面将三棱柱分成上、下两部分几何体的体积之比.

22.如图所示,四棱锥中,底面为正方形,平面,,,分别为、、的中点.

1)求证:平面;

2)求三棱锥的体积.

23. 在三棱锥中, (1)求三棱锥的体积;

2) 证明3)求二面角c-sa-b的大小。

24. 如图,在直三棱柱中,,,是边的中点,直线与底面所成的角为。

)求直三棱柱的体积;

)求证:∥ 面。

25.如图,在四棱锥中,,,底面是菱形,且,为的中点.

1)证明:平面;

2)侧棱上是否存在点,使得平面?

并证明你的结论.

一选择题。1答案 b

解析使用排除法.因为空间中的任何一个向量都可用其他三个不共面的向量来表示,故a不正确;△abc为直角三角形并不一定是·=0,可能是·=0,也可能是·=0,故c不正确;空间向量基底是由三个不共面的向量组成的,故d不正确,故选b.

2.解析:选显然错;向量不能比较大小故b错;c正确;|a|=|b|说明a与b长度相等,因为方向不定,所以d错.

3. 解:d不正确,单位向量模均相等且为1,但方向并不一定相同.b不正确,零向量的相反向量仍是零向量,零向量与零向量是相等的.c正确。

a∵a+b,a-b,c不共面,能构成空间一个基底.

假设a+b,a-b,c共面,则存在x,y,使c=x(a+b)+y(a-b),∴c=(x+y)a+(x-y)b.

从而由共面向量定理知,c与a,b共面.

这与a、b、c不共面矛盾.

a+b,a-b,c不共面.

4. 解析:选a. |故选项a对;选项b应为球面;选项c,空间向量可以用有向线段来表示,但不等同于有向线段;选项d,向量不相等但有可能模相等.

5解析:选b.由+=+得-=+即=,∴cbda.

四边形abcd为平行四边形。

6. 解析:选。

m=3.7.解析:选d.因为a·b=0,所以a⊥b,故选d.

8.解析:选d.以b为原点,ba为x轴,bc为y轴,z轴建立空间直角坐标系,则a(1,0,0),c(0,1,0),f(1,0,1),=1,1,0),=1,0,1).

cos〈,〉

ac与bf所成的角为60°

9解析:选d.建系如图,设正方体棱长为1,则=(0,0,1).

b1d⊥面acd1,∴取=(1,1,1)为面acd1的法向量.

设bb1与面acd1所成的角为θ,则sinθ==cosθ=.

10.【答案】b

解析】若与共线,则有,故a正确;因为,而。

所以有,故选项b错误,故选b。

11.解析:选d.使m与a、b、c一定共面的充要条件是对于空间内任意一点o,有=x+y+z,且x+y+z=1.选项a中x+y+z=2;

选项b中变形后x+y+z=-3,选项c中x+y+z=;

选项d中变形后3=++即=++x+y+z=1,故选d

12. 解析:如图所示建立空间直角坐标系,则a′(0,0,a),c(a,a,0),d(0,a,0),e,=(a,a,-a),=cos〈,〉

答案:13.解析:取bc中点o,连结ao,do,建立如图所示的坐标系:

设bc=1,则a,b,d.

所以=,=由于=为平面bcd的法向量,设平面abd的法向量n=(x,y,z), 则。

所以。取x=1,则y=-,z=1,所以n=(1,-,1),所以cos〈n,〉=sin〈n,〉=

答案:答案:0 0 0

14. 答案:0 0 0

15.解析:若ke1+e2与e1+ke2共线,则ke1+e2=λ(e1+ke2),∴k=±1.

答案:±116.解析:∵a⊥b,x-4-4z=0.

a⊥c,-1+(-2)y+3z=0.

b⊥c,-x+2y-12=0,x=-64,y=-26,z=-17.

答案:-64 -26 -17

17解析r),则与、共面.

ab∥平面cde或ab平面cde.

答案:ab∥平面cde或ab平面cde

三、简答题。

18.证明:(1)由已知易得,.…1分。

即.……2分。

又 ∵平面,平面。

. …3分,平面. …4分。

平面,5分。

2)取的中点为,连结.

∴,且,四边形是平行四边形,即.……6分。

∵平面,平面………7分。

∵分别是的中点,.

平面,平面.……9分。

,平面平面.……10分。

平面,平面.……11分。

3)由已知得,……12分。

所以,.…14分。

19。(i)因为侧面是圆柱的的轴截面,是圆柱底面圆周上不与、重合一个点,所以 ……2分。

又圆柱母线平面, 平面,所以,又,所以平面,因为平面,所以平面平面;……6分。

ii)设圆柱的底面半径为,母线长度为,当点是弧的中点时,三角形的面积为,三棱柱的体积为,三棱锥的体积为,四棱锥的体积为10分。

圆柱的体积为12分。

四棱锥与圆柱的体积比为14分。

21.(1)证明:在正方形中,∵,三棱柱的底面三角形的边. ,则.

四边形为正方形,,,而,平面.

2)解:∵平面,为四棱锥的高.

四边形为直角梯形,且,梯形的面积为,

四棱锥的体积,

由(1)知,,且,平面.

三棱柱为直棱柱,三棱柱的体积为.

故平面将三棱柱分成上、下两部分的体积之比为.

22.(1)证法1:如图,取的中点,连接,分别为的中点,∴.

分别为的中点,∴.

四点共面.……2分。

分别为的中点,4分。

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