2019-2020年高中數(shù)學(xué) 第三章《空間向量與立體幾何》單元檢測 蘇教版選修2-1.doc

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2019-2020年高中數(shù)學(xué) 第三章空間向量與立體幾何單元檢測 蘇教版選修2-1一、知識點(diǎn)梳理設(shè)直線的方向向量分別為，平面的法向量分別為，則：1設(shè)直線所成的角為，則：2設(shè)直線與平面所成的角為，則：3設(shè)平面所成的二面角的大小為則：若，若，二、學(xué)法指導(dǎo)1 平面法向量的基本概念法向量是指與已知平面垂直的向量，它可以根據(jù)選取的坐標(biāo)不同有無數(shù)多個，但一般取其中較為方便計(jì)算的2 平面法向量的基本計(jì)算根據(jù)圖形建立合適的坐標(biāo)系，設(shè)出已知平面的法向量為(x，y，z)，在已知平面內(nèi)尋找兩條相交直線a，b，并用向量表示它們由于法向量垂直于平面，則必然垂直這兩條直線，利用垂直向量點(diǎn)乘為零列出方程組由于有三個未知數(shù)x，y，z，一般是設(shè)其中一個為特殊值，求出另外兩個3 平面法向量的基本應(yīng)用在求出法向量后，如要證明線面垂直，只需證明要證明的直線平行于該平面的法向量；如要證明面面垂直，只需證明兩個平面的法向量垂直；如要求直線和平面所成的角，只需求出直線和法向量所成的角(利用向量點(diǎn)乘公式求出這個家教的余弦值，它和所求的線面角互余)；如要求二面角大小，只需求出兩個平面的法向量所成的角(同樣利用點(diǎn)乘公式求出這個角的余弦值，它和所求的二面角的平面角相等或互補(bǔ)，然后只需簡單判斷二面角是銳角還是鈍角即可)4 關(guān)于空間向量在立體幾何中的應(yīng)用問題，其中最主要的計(jì)算都是圍繞平面的法向量展開的在絕大部分題目中，空間向量是作為數(shù)學(xué)工具來解決兩類問題：一、垂直問題，尤其是線面垂直問題(面面垂直基本類似)；二、角度問題，主要講二面角的平面角通過兩個平面法向量所稱的角來進(jìn)行轉(zhuǎn)化(線面角與此類似)而立體幾何中的平行問題一般是用基本定理來進(jìn)行解決的三、單元檢測(一)填空題(每小題5分，共70分)1已知向量，且與互相垂直，則的值是 2已知，則與的數(shù)量積等于 3已知向量，則與的夾角為 4在下列命題中：若共線，則所在的直線平行；若所在的直線是異面直線，則一定不共面；若三向量兩兩共面，則三向量一定也共面；已知三向量，則空間任意一個向量總可以唯一表示為其中正確命題的個數(shù)為 5直三棱柱中，若， 則 6設(shè)A、B、C、D是空間不共面的四點(diǎn)，且滿足，則BCD是 三角形7在棱長為1的正方體中，和分別為和的中點(diǎn)，那么直線與所成角的余弦值是 8已知向量，若，則與的值分別是 9(如圖)一個結(jié)晶體的形狀為平行六面體，其中，以頂點(diǎn)為端點(diǎn)的三條棱長都等于1，且它們彼此的夾角都是，那么以這個頂點(diǎn)為端點(diǎn)的晶體的對角線的長為 10已知為夾角，則= 11在棱長為的正方體中，向量與向量所成的角為12如圖，在正三棱柱中，已知在棱上，且，若與平面所成的角為，則13如圖4，在長方體中，點(diǎn)在棱上移動，則當(dāng)?shù)扔跁r(shí)，二面角的大小為14已知正方形的邊長為4，分別是的中點(diǎn)，平面，且，則點(diǎn)到平面的距離為 (二)解答題(共90分)15如圖，在棱長為2的正方體中，是的中點(diǎn)，取如圖所示的空間直角坐標(biāo)系(1)寫出的坐標(biāo)；(2)求與所成的角的余弦值16在正方體中，如圖分別是的中點(diǎn)，(1)求證：平面；(2)17如圖，在四棱錐中，底面是正方形，側(cè)棱底面，是的中點(diǎn)，作交于點(diǎn)(1)證明平面；(2)證明平面18如圖，四邊形是直角梯形，平面，(1)求與平面所成的角余弦；(2)求平面和平面所成角的余弦19如圖，在三棱錐中，點(diǎn)分別是的中點(diǎn)，底面(1)求證：平面；(2)當(dāng)時(shí)，求直線與平面所成角的大??；(3)當(dāng)為何值時(shí)，在平面內(nèi)的射影恰好為的重心?20是平面外的點(diǎn)，四邊形是平行四邊形，(1)求證：平面;(2)對于向量，定義一種運(yùn)算：，試計(jì)算的絕對值;說明其與幾何體的體積關(guān)系，并由此猜想向量這種運(yùn)算的絕對值的幾何意義單元檢測8、；9、；10、；11、；12、；13、 ；14、15、解：(1) A(2, 2, 0)，B1(2, 0, 2)，E(0, 1, 0)，D1(0, 2, 2) -4分 (2) (0, -2, 2)，(0, 1, 2) |2，|，0242, cos ， AB1與ED1所成的角的余弦值為 -14分16、解：建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，（1）不妨設(shè)正方體的棱長為1，則D（0，0，0），A（1，0，0），（0，0，1），E（1，1，），F(xiàn)（0，0）， 則（0，1），（1，0，0）， （0，1，）， 則0，0， ，. 平面ADE. -8分（）（1，1，1），C（0，1，0），故（1，0，1），（1，），10， ， 則cos. -14分17、解：如圖所示建立空間直角坐標(biāo)系，D為坐標(biāo)原點(diǎn).設(shè)(1)證明：連結(jié)AC，AC交BD于G.連結(jié)EG.依題意得底面ABCD是正方形， 是此正方形的中心，故點(diǎn)G的坐標(biāo)為且. 這表明.而平面EDB且平面EDB，平面EDB。 -6分(2)證明：依題意得。又故 , 由已知，且所以平面EFD. -14分18、（1） -8分 （2） - -16分19、（1）證明：平面，以為原點(diǎn)，建立如圖所示空間直角坐標(biāo)系設(shè)，則設(shè)，則為的中點(diǎn)，平面 -6分（2），即，可求得平面的法向量設(shè)與平面所成的角為，則與平面所成的角為 - -12分（3）的重心，平面，又，即反之，當(dāng)時(shí)，三棱錐為正三棱錐在平面內(nèi)的射影為的重心 -18分20、解：（1） -6分（2）V猜測：在幾何上可表示以AB,AD,AP為棱的平等六面體的體積（或以AB,AD,AP為棱的四棱柱的體積） -14分