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高中数学 3-1-2共面向量定理规范训练 苏教版选修2-1VIP免费

高中数学 3-1-2共面向量定理规范训练 苏教版选修2-1_第1页
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3.1.2共面向量定理双基达标限时20分钟1.已知ABCD为矩形,P点为平面ABCD外一点,且PA⊥面ABCD,G为△PCD的重心,若AG=xAB+yAD+zAP,则x=________,y=________,z=________.解析AG=AP+PG=AP+[(AD-AP)+(AD+AB-AP)]=AP+(AD-AP+AD+AB-AP)=AP+AD+AB∴x=,y=,z=.答案2.在下列等式中,使点M与点A,B,C一定共面的是________.①OM=2OA-OB-OC②OM=OA+OB+OC③MA+MB+MC=0④OM+OA+OB+OC=0解析若有MA=xMB+yMC,则M与点A、B、C共面,或者OM=xOA+yOB+zOC且x+y+z=1,则M与点A、B、C共面,①、②、④不满足x+y+z=1,③满足MA=xMB+yMC,故③正确.答案③3.如图所示,已知P和不共线三点A,B,C四点共面且对于空间任一点O,都有OP=2OA+OB+λOC,则λ=________.解析P与不共线三点A,B,C共面,且OP=xOA+yOB+zOC(x,y,z∈R),则有x+y+z=1.从而λ=-2.答案-24.设a,b,c是不共面向量,m=2a-b,n=b+c,p=4a-5b-3c,则向量m,n,p________(填“共面”或“不共面”).解析因为p=2(2a-b)-3(b+c)=2m-3n,所以m,n,p必共面.答案共面5.下列命题:①若p=xa+yb,则p与a,b共面;②若p与a,b共面,则p=xa+yb;③若MP=x·MA+y·MB,则P、M、A、B四点共面;④若P、M、A、B四点共面,则MP=x·MA+y·MB,其中正确的是________.解析①与③中取x=0或y=0,则结论不一定成立.反之,②④正确.答案②④6.设A、B、C及A1、B1、C1分别是异面直线l1、l2上的三点,而M、N、P、Q分别是线段AA1、BA1、BB1、CC1的中点.求证:M、N、P、Q四点共面.解NM=BA,NP=A1B1,所以BA=2NM,A1B1=2NP,又因为PQ=(BC+B1C1),(*)A、B、C及A1、B1、C1分别共线,所以BC=λBA=2λNM,B1C1=ωA1B1=2ωNP.代入(*)式得PQ=(2λNM+2ωNP)=λNM+ωNP,所以PQ、NM、NP共面,所以M、N、P、Q四点共面.综合提高(限时25分钟)7.已知A1B1C1-ABC是正三棱柱,D是AC上一点,若AB1∥平面DBC1,则D在AC上的位置是________.解析取BC1的中点为O,由AB1∥平面DBC1知,存在实数x,y满足AB1=xDB+yDC1,又AB1=AD+DO+OB1=AD+DO+CO=AD+DO+DO-DC=AD-DC+DB+DC1,所以AD=DC,即D是AC的中点.答案D是AC的中点8.平面α内有点A,B,C,D,E,其中无三点共线,O为空间一点,满足OA=OB+xOC+yOD,OB=2xOC+OD+yOE,则x+3y=________.解析由点A,B,C,D共面得x+y=,又由点B,C,D,E共面得2x+y=,联立方程组解得x=,y=,所以x+3y=.答案9.如图,在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,AE=3EA1,AF=FD,AG=GB,过E、F、G三点的平面与对角线AC1交于点P,则AP∶PC1的值为________.解析设AP=mAC1,因为AC1=AB+BB1+B1C1=AB+AA1+AD=3AG+AE+2AF,所以AP=3mAG+mAE+2mAF,又因为E、F、G、P四点共面,所以3m+m+2m=1,所以m=,所以AP∶PC1=3∶16.答案3∶1610.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M是面对角线AC的中点,N是面对角线A1B上的点,若MN∥平面B1BCC1,则点N的位置为________.解析设BN=λBA1,因为MN∥平面B1BCC1,由共面向量定理知,存在实数x,y,使得MN=xBC+yBB1,①又MN=BN-BM=λBA1-(BC+BA)=λ(BB1+BA)-(BC+BA)=-BC+λBB1+(λ-)BA,与①比较可知λ=,即点N是面对角线A1B的中点.答案A1B的中点11.已知E、F、G、H分别是空间四边形ABCD的边AB、BC、CD、DA的中点,设M是EG和FH的交点,求证:对空间任一点O,有OM=(OA+OB+OC+OD).证明因为MA+MB=2ME,MC+MD=2MG,且ME+MG=0,所以MA+MB+MC+MD=0,OM+MA+OM+MB+OM+MC+OM+MD=4OM,所以OM=(OA+OB+OC+OD).12.已知四边形ABCD为正方形,P是四边形ABCD所在平面外一点,P在平面ABCD上的射影恰好是正方形的中点O,Q是CD的中点,求下列各题中x,y的值.(1)OQ=PQ+xPC+yPA;(2)PA=xPO+yPQ+PD.解(1)如图所示∵OQ=PQ-PO=PQ-(PA+PC)=PQ-PA-PC,∴x=y=-.(2)∵PA+PC=2PO,∴PA=2PO-PC.又PC+PD=2PQ,∴PC=2PQ-PD.∴PA=2PO-(2PQ-OD)=2PO-2PQ+PD.∴x=2,y=-2.13.(创新拓展)设A,B,C及A1,B1,C1分别是异面直线l1,l2上的三点,而M,N,P,Q分别是线段AA1,BA1,BB1,CC1的中点,求证:M,N,P,Q四点共面.证明由题意得,NM=BA,NP=A1B1,∴BA=2NM,A1B1=2NP.又A,B,C及A1,B1,C1分别共线,∴BC=λBA,B1C1=tA1B1.又PQ=(BC+B1C1),∴PQ=(λBA+tA1B1)=(2λNM+2tNP)=λNM+tNP.∴PQ,NM,NP共面.∴M,N,P,Q四点共面.

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