6.如图,在大小为45°的二面角A-EF-D中,四边形ABFE,CDEF都是边长为1的正方形,则B,D两点间的距离是( )
A.3 B.2 C.1 D.3-2答案 D
→→→→
解析 ∵BD=BF+FE+ED,
→→→→→→→→→→
∴|BD|2=|BF|2+|FE|2+|ED|2+2BF·FE+2FE·ED+2BF·ED=1+1+1-2=3-2, →
故|BD|=3-2.
7.(多选)下列各组向量中,是平行向量的是( )A.a=(1,2,-2),b=(-2,-4,4)B.c=(1,0,0),d=(-3,0,0)C.e=(2,3,0),f=(0,0,0)
D.g=(-2,3,5),h=(16,-24,40)答案 ABC
解析 对于A,有b=-2a,所以a与b是平行向量;对于B,有d=-3c,所以c与d是平行向量;
对于C,f是零向量,与e是平行向量;对于D,不满足g=λh,所以g与h不是平行向量.
8.(多选)有下列四个命题,其中不正确的命题有( )
→→→→
A.已知A,B,C,D是空间任意四点,则AB+BC+CD+DA=0
→→→→→→
B.若两个非零向量AB与CD满足AB+CD=0,则AB∥CD
C.分别表示空间向量的有向线段所在的直线是异面直线,则这两个向量不是共面向量→→→→
D.对于空间的任意一点O和不共线的三点A,B,C,若OP=xOA+yOB+zOC(x,y,
z∈R),则P,A,B,C四点共面答案 ACD
解析 对于A,已知A,B,C,D是空间任意四点,
→→→→
则AB+BC+CD+DA=0,错误;
→→→→
对于B,若两个非零向量AB与CD满足AB+CD=0,
→→
则AB∥CD,正确;
对于C,分别表示空间向量的有向线段所在的直线是异面直线,则这两个向量是共面向量,不正确;
对于D,对于空间的任意一点O和不共线的三点A,B,C,→→→→
若OP=xOA+yOB+zOC(x,y,z∈R),
当且仅当x+y+z=1时,P,A,B,C四点共面,故错误.
→1→→2→→9.已知V为矩形ABCD所在平面外一点,且VA=VB=VC=VD,VP=VC,VM=VB,VN
3 3 2→
=VD.则VA与平面PMN的位置关系是________.3 答案 平行
→→
解析 如图,设VA=a,VB=b,
→→
VC=c,则VD=a+c-b, 1→2
由题意知PM=b-c,
33→2→1→
PN=VD-VC 3 3 2
2
1
=a-b+c.333→3→3→因此VA=PM+PN,
2 2 →→→∴VA,PM,PN共面.
又VA?平面PMN,∴VA∥平面PMN.
10.(2024·广州调研)已知ABCD-A1B1C1D1为正方体,
→—→—→→①(A1A+A1D1+A1B1)2=3A1B12;
→—→→
②A1C·(A1B1-A1A)=0;
→→
③向量AD1与向量A1B的夹角是60°;
→→→
④正方体ABCD-A1B1C1D1的体积为|AB·AA1·AD|.
其中正确的序号是________.答案 ①②
→—→—→→—→—→—→—→→
解析 ①中,(A1A+A1D1+A1B1)2=A1A2+A1D12+A1B12=3A1B12,故①正确;②中,A1B1-A1A
→→
=AB1,因为AB1⊥A1C,故②正确;③中,两异面直线A1B与AD1所成的角为60°,但AD1与 →→→→
A1B的夹角为120°,故③不正确;④中,|AB·AA1·AD|=0,故④也不正确.
11.如图,在直三棱柱ABC-A′B′C′中,AC=BC=AA′,∠ACB=90°,D,E分别为棱AB,BB′的中点.
(1)求证:CE⊥A′D;
(2)求异面直线CE与AC′所成角的余弦值.方法一 ∵CC′⊥平面ABC且CA⊥CB,
∴以点C为原点,分别以CA,CB,CC′所在直线为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系(图略).
令AC=BC=AA′=2,则A(2,0,0),B(0,2,0),C′(0,0,2),A′(2,0,2),B′(0,2,2),E(0,2,1),D(1,1,0),
→—→
(1)证明 ∴CE=(0,2,1),A′D=(-1,1,-2),
→—→→—→
∵CE·A′D=0+2-2=0,∴CE⊥A′D,∴CE⊥A′D. →
(2)解 AC′=(-2,0,2),
→→CE·AC′102→→
∴cos〈CE,==,AC′〉=
→→5·810
|CE||AC′|
10即异面直线CE与AC′所成角的余弦值为.10→→→
方法二 设CA=a,CB=b,CC′=c,
根据题意得|a|=|b|=|c|,且a·b=b·c=c·a=0.
111→—→
(1)证明 CE=b+c,A′D=-c+b-a,
222
11111→—→22∴CE·A′D=-b·c-c+b+b·c-a·b-a·c=0,
22424→—→
∴CE⊥A′D,即CE⊥A′D.
5→→→
(2)解 ∵AC′=-a+c,|AC′|=2|a|,|CE|=|a|,
2111→→
AC′·CE=(-a+c)·b+c=c2=|a|2, 222
1
→→|a|2AC′·CE10→→2
∴cos〈AC′,==,CE〉=
→→510
|AC′||CE|2×|a|2
210即异面直线CE与AC′所成角的余弦值为.10
12.如图,正方形ABCD的边长为22,四边形BDEF是平行四边形,BD与AC交于点G,O为GC的中点,FO=3,且FO⊥平面ABCD.
()(1)求证:AE∥平面BCF;(2)求证:CF⊥平面AEF.
证明 取BC中点H,连接OH,则OH∥BD,又四边形ABCD为正方形,∴AC⊥BD,∴OH⊥AC,故以O为原点,建立如图所示的空间直角坐标系Oxyz,
则A(3,0,0),C(-1,0,0),D(1,-2,0),F(0,0,3),B(1,2,0).→→→
BC=(-2,-2,0),CF=(1,0,3),BF=(-1,-2,3). (1)设平面BCF的法向量为n=(x,y,z),则Error!即Error!
取z=1,得n=(-3,3,1).又四边形BDEF为平行四边形,→→
∴DE=BF=(-1,-2,3), →→→→→∴AE=AD+DE=BC+BF =(-2,-2,0)+(-1,-2,3)=(-3,-4,3),
→→
∴AE·n=33-43+3=0,∴AE⊥n, 又AE?平面BCF,∴AE∥平面BCF.→
(2)AF=(-3,0,3),
→→→→
∴CF·AF=-3+3=0,CF·AE=-3+3=0, →→→→
∴CF⊥AF,CF⊥AE,即CF⊥AF,CF⊥AE,
又AE∩AF=A,AE,AF?平面AEF,∴CF⊥平面AEF.
→→→→→→
13.A,B,C,D是空间不共面的四点,且满足AB·AC=0,AC·AD=0,AB·AD=0,M为BC
中点,则△AMD是( )A.钝角三角形 C.直角三角形 答案 C
→1→→
解析 ∵M为BC中点,∴AM=(AB+AC),
2
B.锐角三角形D.不确定