高中数学(人教版A版选修2-1) 第三章-空间向量与立体几何 3.1.1、3.1.2 含答案

学业分层测评(建议用时：45分钟)[学业达标]一、选择题1．对于空间中任意三个向量a，b，2a－b，它们一定是()A．共面向量B．共线向量C．不共面向量D．既不共线也不共面向量【解析】由共面向量定理易得答案A.【答案】A2．已知向量a，b，且＝a＋2b，＝－5a＋6b，＝7a－2b，则一定共线的三点是()A．A，B，DB．A，B，CC．B，C，DD．A，C，D【解析】，＝＋＝－5a＋6b＋7a－2b＝2a＋4b，＝－＝－a－2b，∴＝－2∴与共线，又它们经过同一点B，∴A，B，D三点共线．【答案】A3．A，B，C不共线，对空间任意一点O，若＝＋＋，则P，A，B，C四点()A．不共面B．共面C．不一定共面D．无法判断【解析】∵＋＋＝1，∴点P，A，B，C四点共面．【答案】B4．在平行六面体ABCDA1B1C1D1中，用向量，，表示向量的结果为()图3111A.B.C.D.＝＝＝＝－＋＋＋＋－－＋【解析】＝＋＋＝－＋＋.故选B.【答案】B5．如图3112，在平行六面体ABCDA1B1C1D1中，E，F，G，H，P，Q分别是A1A，AB，BC，CC1，C1D1，D1A1的中点，则()图3112A.＋＋＝0B.C.D.－＋－－－＋＝0＝0＝0【解析】由题图观察，【答案】A、、平移后可以首尾相接，故有＋＋＝0.二、填空题6．已知两非零向量e1，e2，且e1与e2不共线，若a＝λe1＋μe2(λ，μ∈R，且λ2＋μ2≠0)，则下列三个结论有可能正确的是________．(填序号)①a与e1共线；②a与e2共线；③a与e1，e2共面．【解析】当λ＝0时，a＝μe2，故a与e2共线，同理当μ＝0时，a与e1共线，由a＝λe1＋μe2知，a与e1，e2共面．【答案】①②③7．已知O为空间任意一点，A，B，C，D四点满足任意三点不共线，但四点共面，且＋3y＋4z，则2x＋3y＋4z的值为________．【解析】由题意知A，B，C，D共面的充要条件是对空间任意一点O，存在实数x1，y1，z1，使得＝2x＝x1＋y1＋z1，且x1＋y1＋z1＝1，因此2x＋3y＋4z＝－1.【答案】－18．设e1，e2是空间两个不共线的向量，已知A，B，D三点共线，则k＝________.＝2e1＋ke2，＝e1＋3e2，＝2e1－e2，且【导学号：18490085】【解析】由已知可得：＝－＝(2e1－e2)－(e1＋3e2)＝e1－4e2，∵A，B，D三点共线，∴与共线，即存在λ∈R使得＝λ.∴2e1＋ke2＝λ(e1－4e2)＝λe1－4λe2，∵e1，e2不共线，∴解得k＝－8.【答案】－8三、解答题9．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ABCD的中心O，Q是CD的中点．求下列各式中x，y的值．(1)(2)＝＋x＋y；＝x＋y＋.【解】如图所示，(1)∵＝－＝＝－－(＋)－，∴x＝y＝－(2)∵＋.＝2，∴＝2－.又∵＋＝2，∴＝2－.从而有＝2－(2－)＝2－2＋.∴x＝2，y＝－2.10.如图3113，四边形ABCD、四边形ABEF都是平行四边形，且不共面，M，N分别是AC，BF的中点，判断与是否共线．图3113【解】∵M，N分别是AC，BF的中点，又四边形ABCD、四边形ABEF都是平行四边形，∴＝＋＋＝＋＋.又∵＝＋＋＋＝－＋－－，∴∴∴＋＋＝－＋＋－－.＝＋2＋＝2(＋)，＝2，∴∥，即与共线．[能力提升]1．若P，A，B，C为空间四点，且有＝α＋β，则α＋β＝1是A，B，C三点共线的()A．充分不必要条件B．必要不充分条件C．充要条件D．既不充分也不必要条件【解析】若α＋β＝1，则A，B，C三点共线，则有－＝β(－)，即＝λ(＝β，显然A，B，C三点共线；若＝λ，故－－)，整理得＝(1＋λ)－λ，令α＝1＋λ，β＝－λ，则α＋β＝1，故选C.【答案】C2．已知正方体ABCDA1B1C1D1中，P，M为空间任意两点，如果有，那么M必()＝＋7＋6－4A．在平面BAD1内B．在平面BA1D内C．在平面BA1D1内D．在平面AB1C1内【解析】由于＝＋7＋6－4＝＋－＋6－4－6＝＋＋6－4＝＋6(－)－4()＝11－4，于是M，B，A1，D1四点共面，故选C.【答案】C3．已知两非零向量e1，e2，且e1与e2不共线，若a＝λe1＋μe2(λ，μ∈R，且λ2＋μ2≠0)，则下列三个结论有可能正确的是________.【导学号：18490086】①a与e1共线；②a与e2共线；③a与e1，e2共面．【解析】当λ＝0时，a＝μe2，故a与e2共线，同理当μ＝0时，a与e1共线，由a＝λe1＋μe2，知a与e1，e2共面．【答案】①②③4