高二数学上期末复习试卷五(空间向量).doc
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高二数学期末复习试卷五
空间向量
1下列各组向量中不平行的是___________
①②
③④
2已知点,则点关于轴对称的点的坐标为___________
3若向量,且与的夹角余弦为,则等于___________
4若A,B,C,则△ABC的形状是___________
5若A,B,当取最小值时,的值等于___________
6空间四边形中,,,则<>的值是_________
7若向量,则__________________
8若向量,则这两个向量的位置关系是___________
9已知向量,若,则______;若则______
10已知向量若则实数______,_______
11若,且,则与的夹角为____________
12若,,是平面内的三点,设平面的法向量,则________________
13已知空间四边形,点分别为的中点,且,用,,表示,则=_______________
14已知正方体的棱长是,则直线与间的距离为
15已知四棱锥的底面为直角梯形,,底面,且,,是的中点
(Ⅰ)证明:
面面;
(Ⅱ)求与所成的角;
(Ⅲ)求面与面所成二面角的大小
16如图,在四棱锥中,底面是正方形,侧面是正三角形,
平面底面
(Ⅰ)证明:
平面;
(Ⅱ)求面与面所成的二面角的大小
证明:
以为坐标原点,建立如图所示的坐标图系
17如图,在四棱锥中,底面为矩形,
侧棱底面,,,,
为的中点
(Ⅰ)求直线与所成角的余弦值;
(Ⅱ)在侧面内找一点,使面,
并求出点到和的距离
18如图所示的多面体是由底面为的长方体被截面所截面而得到的,其中
(Ⅰ)求的长;
(Ⅱ)求点到平面的距离
19如图,在长方体,中,,点在棱上移动
(1)证明:
;
(2)当为的中点时,求点到面的距离;
(3)等于何值时,二面角的大小为
20如图,在三棱柱中,侧面,为棱上异于的一点,,已知,求:
(Ⅰ)异面直线与的距离;
(Ⅱ)二面角的平面角的正切值
21如图,在四棱锥中,底面为矩形,底面,是上
一点,已知
求(Ⅰ)异面直线与的距离;
(Ⅱ)二面角的大小
高二数学期末复习试卷五参考答案
1④而零向量与任何向量都平行
2关于某轴对称,则某坐标不变,其余全部改变
3或
4不等边锐角三角形,,得为锐角;
,得为锐角;,得为锐角;所以为锐角三角形
5
,当时,取最小值
6
7,
8垂直
9若,则;若,则
10
11
12
13
14
设
则,而另可设
,
15已知四棱锥的底面为直角梯形,,底面,且,,是的中点
(Ⅰ)证明:
面面;
(Ⅱ)求与所成的角;
(Ⅲ)求面与面所成二面角的大小
证明:
以为坐标原点长为单位长度,如图建立空间直角坐标系,则各点坐标为
(Ⅰ)证明:
因
由题设知,且与是平面内的两条相交直线,由此得面又在面上,故面⊥面
(Ⅱ)解:
因
(Ⅲ)解:
在上取一点,则存在使
要使
为
所求二面角的平面角
16如图,在四棱锥中,底面是正方形,侧面是正三角形,
平面底面
(Ⅰ)证明:
平面;
(Ⅱ)求面与面所成的二面角的大小
证明:
以为坐标原点,建立如图所示的坐标图系
(Ⅰ)证明:
不防设作,
则,,
由得,又,因而与平面内两条相交直线,都垂直∴平面
(Ⅱ)解:
设为中点,则,
由
因此,是所求二面角的平面角,
解得所求二面角的大小为
17如图,在四棱锥中,底面为矩形,
侧棱底面,,,,
为的中点
(Ⅰ)求直线与所成角的余弦值;
(Ⅱ)在侧面内找一点,使面,
并求出点到和的距离
解:
(Ⅰ)建立如图所示的空间直角坐标系,
则的坐标为、
、、、
、,
从而
设的夹角为,则
∴与所成角的余弦值为
(Ⅱ)由于点在侧面内,故可设点坐标为,则
,由面可得,
∴
即点的坐标为,从而点到和的距离分别为
18如图所示的多面体是由底面为的长方体被截面所截面而得到的,其中
(Ⅰ)求的长;
(Ⅱ)求点到平面的距离
解:
(I)建立如图所示的空间直角坐标系,则,
设
∵为平行四边形,
(II)设为平面的法向量,
的夹角为,则
∴到平面的距离为
19如图,在长方体,中,,点在棱上移动
(1)证明:
;
(2)当为的中点时,求点到面的距离;
(3)等于何值时,二面角的大小为
解:
以为坐标原点,直线分别为轴,建立空间直角坐标系,设,则
(1)
(2)因为为的中点,则,从而,
,设平面的法向量为,则
也即,得,从而,所以点到平面的距离为
(3)设平面的法向量,∴
由令,
∴
依题意
∴(不合,舍去),
∴时,二面角的大小为
20如图,在三棱柱中,侧面,为棱上异于的一点,,已知,求:
(Ⅰ)异面直线与的距离;
(Ⅱ)二面角的平面角的正切值
解:
(I)以为原点,、分别为轴建立空间直角坐标系
由于,
在三棱柱中有
,
设
又侧面,故因此是异面直线的公垂线,
则,故异面直线的距离为
(II)由已知有故二面角的平面角的大小为向量的夹角
21如图,在四棱锥中,底面为矩形,底面,是上
一点,已知
求(Ⅰ)异面直线与的距离;
(Ⅱ)二面角的大小
解:
(Ⅰ)以为原点,、、分别为
轴建立空间直角坐标系
由已知可得
设
由,
即由,
又,故是异面直线与的公垂线,易得,故异面直线
的距离为
(Ⅱ)作,可设由得
即作于,设,
则
由,
又由在上得
因故的平面角的大小为向量的夹角
故即二面角的大小为
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