8.已知向量a=(1,-3,2),b=(-2,1,1),O为原点,点A(-3,-1,4),B(-2,-2,2).
(1)求|2a+b|;
(2)在直线AB上,是否存在一点E,使得
⊥b?
解:(1)2a+b=(2,-6,4)+(-2,1,1)=(0,-5,5),
故|2a+b|==5.
(2)假设存在一点E满足题意,即
=t
(t≠0).
=
+
=
+t
![]()
=(-3,-1,4)+t(1,-1,-2)
=(-3+t,-1-t,4-2t),
若
⊥b,则
·b=0,
所以-2(-3+t)+(-1-t)+(4-2t)=0,解得t=,
因此存在点E,使得
⊥b,
此时点E的坐标为(-,-,).
7.如图,平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,
以顶点A为端点的三条棱长都为1,且
两夹角为60°.
(1)求AC1的长;
(2)求BD1与AC夹角的余弦值.
解:设
=a,
=b,
=c,则两两夹角为60°,且模均为1.
(1)
=
+
=
+
+
=a+b+c.
∴|
|2=(a+b+ c)2=|a|2+|b|2+|c|2+2a·b+2b·c+2a·c
=3+6×1×1×=6,
∴|![]()
|=,即AC1的长为.
(2)
=
+
=
-
+
=b-a+c.
∴
·
=(b-a+c)·(a+b)
=a·b-a2+a·c+b2-a·b+b·c
=1.
|
|==,|AC―→|==,
∴cos〈
,
〉=
==.
∴BD1与AC夹角的余弦值为.
|
题组四 |
空间向量及其运算的综合 |
6.
(2010·长沙模拟)二面角α-l-β为60°,A、B
是棱l上的两点,AC、BD分别在半平面α、β内,
AC⊥l,BD⊥l,且AB=AC=α,BD=2a,则CD
的长为 ( )
A.2a B.a C.a D.a
解析:∵AC⊥l,BD⊥l,
∴〈
,
〉=60°,且
·
=0,
·
=0,
∴
=
+
+
,
∴|
|=![]()
![]()
==2a.
答案:A
5.
如图所示,已知空间四边形的每条边和对角线长都等于a,
点E、F、G分别为AB、AD、DC的中点,则a2等于( )
A.2
·
B.2
·
C.2
·
D.2
·![]()
解析:〈
,
〉=,∴2
·
=2a2×cos=a2.
答案:B
4.如图在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,E、F、G
分别是A1D1、D1D、D1C1的中点.
求证:平面EFG∥平面AB1C.
证明:设
=a,
=b,
=c,
则
=
+
=(a+b),
=a+b=2
,
∴
∥
,
=
+
=b-c=(b-c),
=
+
=b-c=2
,∴
∥
.
又∵EG与EF相交,AC与B1C相交,
∴平面EFG∥平面AB1C.
|
题组三 |
空间向量数量积及应用 |
3.A(1,0,1),B(4,4,6),C(2,2,3),D(10,14,17)这四个
点是否共面________(共面或不共面).
解析:
=(3,4,5),
=(1,2,2),
=(9,14,16),
设
=x
+y
.
即(9,14,16)=(3x+y,4x+2y,5x+2y),
∴从而A、B、C、D四点共面.
答案:共面
2.
如图,在底面ABCD为平行四边形的四棱柱
ABCD-A1B1C1D1中,M是AC与BD的交点,
若
=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
解析:由题意,根据向量运算的几何运算法则,
=
+
=c+![]()
=c+(
-
)=-a+b+c.
答案:A
|
题组二 |
空间中的共线、共面问题 |
1.
如图所示,已知四面体ABCD,E、F、G、H分别为
AB、BC、CD、AC的中点,则(
+
+
)化简
的结果为 ( )
A.
B.
C.
D.![]()
解析:(
+
+
)
=(
+
)=
=·2
=
.
答案:C
10.设P是60°的二面角α-l-β内一点,PA⊥α,PB⊥β,A、B分别为垂足,PA=2,PB=4,则AB的长是________.
解析:如图所示,PA与PB确定平面γ,与l交于点E,则BE⊥l,AE⊥l,
∴∠BEA即为二面角的平面角,
∴∠BEA=60°,从而∠BPA=120°,
∴AB=
==2.
答案:2
9.(2009·浙江高考)在三棱柱ABC-A1B1C1中,各棱长相等,侧棱垂直于底面,点D是侧面BB1C1C的中心,则AD与平面BB1C1C所成角的大小是 ( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
解析:如图,取BC中点E,连结DE、AE、AD,
依题意知三棱柱为正三棱柱,易得AE⊥平面BB1C1C,
故∠ADE为AD与平面BB1C1C所成的角.设各棱长为1,
则AE=,DE=,
tan∠ADE===,
∴∠ADE=60°.
答案:C
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