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高考数学总复习 第九章 直线、平面、简单几何体和空间向量 第59讲 立体几何中的向量方法(一)——证明平行与垂直练习 理(含解析)新人教A版-新人教A版高三数学试题VIP免费

高考数学总复习 第九章 直线、平面、简单几何体和空间向量 第59讲 立体几何中的向量方法(一)——证明平行与垂直练习 理(含解析)新人教A版-新人教A版高三数学试题_第1页
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第59讲立体几何中的向量方法(一)——证明平行与垂直夯实基础【p135】【学习目标】1.会找直线的方向向量和平面的法向量,能用向量语言表述直线与直线、直线与平面、平面与平面的垂直、平行关系.2.能用向量法证明有关直线和平面关系的一些定理.【基础检测】1.直线l1,l2相互垂直,则下列向量可能是这两条直线的方向向量的是()A.s1=(1,1,2),s2=(2,-1,0)B.s1=(0,1,-1),s2=(2,0,0)C.s1=(1,1,1),s2=(2,2,-2)D.s1=(1,-1,1),s2=(-2,2,-2)【解析】两直线垂直,其方向向量垂直,只有选项B中的两个向量垂直.【答案】B2.设a=(3,-2,-1)是直线l的方向向量,n=(1,2,-1)是平面α的法向量,则()A.l⊥αB.l∥αC.l⊂α或l⊥αD.l∥α或l⊂α【解析】因为a·n=3×1+(-2)×2+(-1)×(-1)=0,所以a⊥n,即l∥α或l⊂α.故选D.【答案】D3.若平面α,β垂直,则下面可以作为这两个平面的法向量的是()A.n1=(1,2,1),n2=(-3,1,1)B.n1=(1,1,2),n2=(-2,1,1)C.n1=(1,1,1),n2=(-1,2,1)D.n1=(1,2,1),n2=(0,-2,-2)【答案】A4.给出下列命题:①直线l的方向向量为a=(1,-1,2),直线m的方向向量为b=,则l与m平行;②直线l的方向向量a=(0,1,-1),平面α的法向量n=(1,-1,-1),则l⊥α;③平面α,β的法向量分别为n1=(0,1,3),n2=(1,0,2),则α∥β;④平面α经过三点A(1,0,-1),B(0,1,0),C(-1,2,0),向量n=(1,u,t)是平面α的法向量,则u+t=1.其中的真命题是______.(把你认为正确命题的序号都填上)【解析】对于①, a=(1,-1,2),b=,∴a·b=1×2-1×1+2×=0,∴a⊥b,∴直线l与m垂直,①不正确;对于②,a=(0,1,-1),n=(1,-1,-1),∴a·n=0×1+1×(-1)+(-1)×(-1)=0,∴a⊥n,∴l∥α或l⊂α,②错误;对于③, n1=(0,1,3),n2=(1,0,2),∴n1与n2不共线,∴α∥β不成立,③错误;对于④, 点A(1,0,-1),B(0,1,0),C(-1,2,0),∴AB=(-1,1,1),BC=(-1,1,0),向量n=(1,u,t)是平面α的法向量,∴即则u+t=1,④正确.综上,以上真命题的序号是④.【答案】④【知识要点】1.直线的方向向量与平面的法向量的确定①直线的方向向量:l是空间一直线,A,B是直线l上任意两点,则称AB为直线l的方向向量.②平面的法向量可利用方程组求出:设a,b是平面α内不共线向量,n为平面α的法向量,则求法向量的方程组为2.用向量法证明空间中的平行与垂直关系平行垂直直线与直线(v1,v2分别为直线l1,l2的方向向量)l1∥l2⇔v1∥v2⇔v1=λv2(λ为非零实数)l1⊥l2⇔v1⊥v2⇔v1·v2=0直线与平面(v为直线l的方向向量,n1为平面α的法向量)①l∥α⇔v⊥n1⇔v·n1=0②l∥α⇔v=xa+yb,其中a,b为平面α内不共线的向l⊥α⇔v∥n1⇔v=λn1(λ为非零实数)量,x,y均为实数平面与平面(n1,n2分别为平面α,β的法向量)α∥β⇔n1∥n2⇔n1=λn2(λ为非零实数)α⊥β⇔n1⊥n2⇔n1·n2=0典例剖析【p136】考点1利用空间向量证明空间中的平行关系如图所示,ABCD为矩形,PA⊥平面ABCD,M,N,Q分别是PC,AB,CD的中点.求证:(1)MN∥PAD;(2)平面QMN∥平面PAD;【解析】(1)如图以A为原点,以AB,AD,AP所在直线为坐标轴建立空间直角坐标系,设B(b,0,0),D(0,d,0),P(0,0,p),则C(b,d,0),因为M,N,Q分别是PC,AB,CD的中点,所以M,N,Q,所以MN=.因为平面PAD的一个法向量为m=(1,0,0),所以MN·m=0,即MN⊥m.因为MN不在平面PAD内,故MN∥平面PAD.(2)QN=(0,-d,0),QN⊥m,又QN不在平面PAD内,故QN∥平面PAD.又因为MN∩QN=N,所以平面MNQ∥平面PAD.【点评】(1)恰当建立空间直角坐标系,准确表示各点与相关向量的坐标,是运用向量法证明平行和垂直的关键.(2)证明直线与平面平行,只需证明直线的方向向量与平面的法向量的数量积为零,或证直线的方向向量与平面内的不共线的两个向量共面,或证直线的方向向量与平面内某直线的方向向量平行,然后说明直线在平面外即可.这样就把几何的证明问题转化为向量运算.考点2利用空间向量...

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