3.1空间向量及其运算3.1.1空间向量及其加减运算A级基础巩固一、选择题1.有下列命题: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=xMA+yMB,则P,M,A,B共面;④若P,M,A,B共面,则MP=xMA+yMB.其中真命题的个数是()A.1个B.2个C.3个D.4个解析:其中①③为真命题.答案:B2.在平行六面体ABCDA′B′C′D′中,与向量AD相等的向量共有()A.1个B.2个C.3个D.4答案:C3.已知空间向量AB、BC、CD、AD,则下列结论正确的是()A.AB=BC+CDB.AB-DC+BC=ADC.AD=AB+BC+DCD.BC=BD-DC解析:AB-DC+BC=AB+BC+CD=AC+CD=AD.答案:B4.空间任意四个点A、B、C、D,则BA+CB-CD等于()A.DBB.ADC.DAD.AC解析:BA+CB-CD=CB+BA-CD=CA-CD=DA.答案:C5.在正方体ABCDA1B1C1D1中,给出以下向量表达式:①(A1D1-A1A)-AB;②(BC+BB1)-D1C1;③(AD-AB)-2DD1;④(B1D1+A1A)+DD1.其中能够化简为向量BD1共有()A.1个B.2个C.3个D.4个答案:B二、填空题6.两个非零向量的长度相等是两个向量相等的_______条件.答案:必要不充分7.已知正方体ABCDA1B1C1D1的中心为O.1①OA+OD与OB1+OC1是一对相反向量;②OB-OC与OA1-OD1是一对相反向量;③OA+OB+OC+OD与OA1+OB1+OC1+OD1是一对相反向量;④OA1-OA与OC-OC1是一对相反向量.则上述结论正确的有________(填写正确命题的序号).答案:①③④8.如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,若CA=a,CB=b,CC1=c,则A1B=________(用a,b,c表示).解析:A1B=CB-CA1=CB-(CA+CC1)=-a+b-c.答案:-a+b-c三、解答题9.在长方体ABCDA1B1C1D1中,画出表示下列向量的有向线段.(1)AB+AD+AA1;(2)AB+CC1-DD1.解:如图(1)AB+AD+AA1=AC+AA1=AC1.(2)AB+CC1-DD1=AB+BB1-AA1=AB1-AA1=A1B1.图中AC1,A1B1为所求.10.已知平行六面体ABCDA′B′C′D′.求证:AC+AB′+AD′=2AC′.证明:因为平行六面体的六个面均为平行四边形.所以AC=AB+AD,AB′=AB+AA′,AD′=AD+AA′,所以AC+AB′+AD′=(AB+AD)+(AB+AA′)+(AD+AA′)=2(AB+AD+AA′).又因为AA′=CC′,AD=BC,所以AB+AD+AA′=AB+BC+CC′=AC+CC′=AC′,所以AC+AB′+AD′=2AC′.B级能力提升1.如图,在四棱柱的上底面ABCD中,AB=DC,则下列向量相等的是()2A.AD与CBB.OA与OCC.AC与DBD.DO与OB答案:D2.已知点M是△ABC的重心,则MA+MB+MC=________.解析:设D为AB的中点,则MA+MB=2MD,又M为△ABC的重心,则MC=-2MD,所以MA+MB+MC=0.答案:03.已知点G是△ABC的重心,O是空间任意一点,若OA+OB+OC=λOG,求λ的值.解:连接CG并延长交AB于D,则D为AB中点,且CG=2GD,所以OA+OB+OC=OG+GA+OG+GB+OG+GC=3OG+GA+GB+GC=3OG+2GD+GC=3OG-GC+GC=3OG.所以λ=3.3