高三數(shù)學(xué)練習(xí)題及答案:空間向量與立體幾何

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

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  一、填空題

  1.判斷下列各命題的真假:

 、傧蛄緼B→的長(zhǎng)度與向量BA→的長(zhǎng)度相等;

 、谙蛄縜與b平行,則a與b的方向相同或相反;

  ③兩個(gè)有共同起點(diǎn)而且相等的向量,其終點(diǎn)必相同;

  ④兩個(gè)有公共終點(diǎn)的向量,一定是共線向量;

 、萦邢蚓段就是向量,向量就是有向線段.

  其中假命題的個(gè)數(shù)為________.

  2.已知向量AB→,AC→,BC→滿足|AB→|=|AC→|+|BC→|,則下列敘述正確的是________.(寫出所有正確的序號(hào))

  ①AB→=AC→+BC→;

 、贏B→=-AC→-BC→;

 、跘C→與BC→同向;

 、蹵C→與CB→同向.

  3.在正方體ABCD-A1B1C1D中,向量表達(dá)式DD1→-AB→+BC→化簡(jiǎn)后的結(jié)果是________.

  4.在平行六面體ABCD-A1B1C1D中,用向量AB→,AD→,AA1→來表示向量AC1的表達(dá)式為________________________________________________________________________.

  5.四面體ABCD中,設(shè)M是CD的中點(diǎn),則AB→+12(BD→+BC→)化簡(jiǎn)的結(jié)果是________.

  6.平行六面體ABCD?A1B1C1D1中,E,F(xiàn),G,H,P,Q分別是A1A,AB,BC,CC1,C1D1,D1A1的中點(diǎn),下列結(jié)論中正確的有________.(寫出所有正確的序號(hào))

 、+GH→+PQ→=0;②-GH→-PQ→=0;

 、+GH→-PQ→=0;④-GH→+PQ→=0.

  7.如圖所示,a,b是兩個(gè)空間向量,則AC→與A′C′→是________向量,AB→與B′A′→是________向量.

  8.在正方體ABCD-A1B1C1D中,化簡(jiǎn)向量表達(dá)式AB→+CD→+BC→+DA→的結(jié)果為________.

  二、解答題

  9.如圖所示,已知空間四邊形ABCD,連結(jié)AC,BD,E,F(xiàn),G分別是BC,CD,DB的中點(diǎn),請(qǐng)化簡(jiǎn)(1)AB→+BC→+CD→,(2)AB→+GD→+EC→,并標(biāo)出化簡(jiǎn)結(jié)果的向量.

  10.設(shè)A是△BCD所在平面外的一點(diǎn),G是△BCD的重心.

  求證:AG→=13(AB→+AC→+AD→).

  能力提升

  11.在平行四邊形ABCD中,AC與BD交于點(diǎn)O,E是線段OD的中點(diǎn),AE的延長(zhǎng)線與CD交于點(diǎn)F.若AC→=a,BD→=b,則AF→=______________________.

  12.證明:平行六面體的對(duì)角線交于一點(diǎn),并且在交點(diǎn)處互相平分.

  參考答案

  1①真命題;②假命題,若a與b中有一個(gè)為零向量時(shí),其方向是不確定的;③真命題;④假命題,終點(diǎn)相同并不能說明這兩個(gè)向量的方向相同或相反;⑤假命題,向量可用有向線段來表示,但并不是有向線段.

  2.④

  解析由|AB→|=|AC→|+|BC→|=|AC→|+|CB→|,知C點(diǎn)在線段AB上,否則與三角形兩邊之和大于第三邊矛盾,所以AC→與CB→同向.

  3.BD1→

  解析如圖所示,

  ∵DD1→=AA1→,DD1→-AB→=AA1→-AB→=BA1→,

  BA1→+BC→=BD1→,

  ∴DD1→-AB→+BC→=BD1→.

  4.AC1→=AB→+AD→+AA1→

  解析因?yàn)锳B→+AD→=AC→,AC→+AA1→=AC1→,

  所以AC1→=AB→+AD→+AA1→.

  5.AM→

  解析如圖所示,

  因?yàn)?2(BD→+BC→)=BM→,

  所以AB→+12(BD→+BC→)

  =AB→+BM→=AM→.

  6.①

  解析觀察平行六面體ABCD?A1B1C1D1可知,向量EF→,GH→,PQ→平移后可以首尾相連,于是EF→+GH→+PQ→=0.

  7.相等相反

  8.0

  解析在任何圖形中,首尾相接的若干個(gè)向量和為零向量.

  9.

  解(1)AB→+BC→+CD→=AC→+CD→=AD→.

  (2)∵E,F(xiàn),G分別為BC,CD,DB的中點(diǎn).

  ∴BE→=EC→,EF→=GD→.

  ∴AB→+GD→+EC→=AB→+BE→+EF→=AF→.

  故所求向量AD→,AF→,如圖所示.

  10.

  證明連結(jié)BG,延長(zhǎng)后交CD于E,由G為△BCD的重心,

  知BG→=23BE→.

  ∵E為CD的中點(diǎn),

  ∴BE→=12BC→+12BD→.

  AG→=AB→+BG→=AB→+23BE→=AB→+13(BC→+BD→)

  =AB→+13[(AC→-AB→)+(AD→-AB→)]

  =13(AB→+AC→+AD→).

  11.23a+13b

  解析AF→=AC→+CF→

  =a+23CD→

  =a+13(b-a)

  =23a+13b.

  12.證明如圖所示,平行六面體ABCD?A′B′C′D′,設(shè)點(diǎn)O是AC′的中點(diǎn),

  則AO→=12AC′→

  =12(AB→+AD→+AA′→).

  設(shè)P、M、N分別是BD′、CA′、DB′的中點(diǎn).

  則AP→=AB→+BP→=AB→+12BD′→

  =AB→+12(BA→+BC→+BB′→)

  =AB→+12(-AB→+AD→+AA′→)

  =12(AB→+AD→+AA′→).

  同理可證:AM→=12(AB→+AD→+AA′→)

  AN→=12(AB→+AD→+AA′→).

  由此可知O,P,M,N四點(diǎn)重合.

  故平行六面體的對(duì)角線相交于一點(diǎn),且在交點(diǎn)處互相平分.


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