1.2 空间向量基本定理-基础练(原卷版).pdf

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1.2空间向量基本定理(基础知识+基本题型)(含解析)-(人教A版2019选择性必修第一册)

1. 2 空间向量基本定理（基础知识+基本题型）知识点一空间向量基本定理 1．定理如果向量三个向量,,,a b c 不共面，那么对空间任意向量,p 存在有序实数组{},,,x y z 使得.p xa yb zc =++ 2．基底与基向量如果向量三个向量,,,a b c 不共面，那么所有空间向量组成的集合就是{},,,.p p xa yb zc x y z r =++∈这个集合可看作是由向量,,,a b c 生成的，我们把{},,a b c 叫做空间的一个基底,,,a b c 都叫做基向量．对基底的正确理解，有以下三个方面：（1）空间中任意三个不共面的向量都可以作为空间的一个基底；（2）因为0可视为与任意一个非零向量共线，与任意二个非零向量共面，所以三个向量不共面，就隐含着它们都不是0；（3）一个基底是由三个不共面的向量构成的，它是一个向量组；而一个基向量是指基底中的某一个向量，二者是不同的概念．提示(1)空间向量基本定理揭示了向量间的线性关系，即任一向量都可由基向量唯一地线性表示，为空间向量的坐标表示了奠定的基础．(2)判断三个向量能否做为空间的一个基底，关键是利用共面向量定理判断三个向量是否共面，只有不共面的三个向量才能构成空间的一个基底．知识点二空间向量的正交分解及其坐标表示 1．单位正交基底有公共起点O 的三个两两垂直的单位向量123,,e e e 称为单位正交基底，用{}123,,e e e 表示 2．空间直角坐标系以123,,e e e 的公共起O 叫做原点分别以123,,e e e 的方向为x 轴、y 轴、z 轴的正方向建立空间直角坐标系Oxyz ，其中点O 叫做原点，x 轴、y 轴、z 轴都叫坐标轴．向量123,,e e e 都叫做坐标向量，经过任何两个坐标轴的平面叫做坐标平面，他们分别是xOy 平面、xOz 平面、yOz 平面． 3．空间向量的坐标表示对于空间的任意一个向量P ,一定可以把它平移，使它的起点与原点O 重合，得到向量.op p =由空间向量基本定理可知，存在有序实数组{},,,x y z 123.p xe ye ze =++我们把,,x y z 称作向量p 在单位正交基底123,,e e e 下的坐标．记作{},,p x y z =此时向量p 的坐标恰是点p 在空间直角坐标系Oxyz 中的坐标{},,,x y z 其中,,x y z 分别叫做点p 的横坐标、纵坐标、竖坐标．对于空间向量坐标的表示，要注意以下两点：(1) 空间向量的坐标顺序必须与基底中的基向量对应，即若基底为{}123123,,,e e e b e e ke λμ=++则(),,b k λμ=(2) 向量的坐标由起点、终点的坐标共同决定，并不受起点位置的影响．拓展特殊向量的坐标表示（1）当向量a 平行于x 轴时，纵坐标、竖坐标都为0，即(,0,0);a x = （2）当向量a 平行于y 轴时，纵坐标、横坐标都为0，即(0,,0);a y = （3）当向量a 平行于z 轴时，横坐标坐标、纵坐标都为0，即(0,0,);a z = （4）当向量a 平行于xOy 平面时，竖坐标为0，即(,,0);a x y = （5）当向量a 平行于yOx 平面时，横坐标为0，即(0,,);a y x = （6）当向量a 平行于xOz 平面时，纵坐标为0，即(,0,);a x z =应用点一与基底相关的问题例1 如图，在空间四边形OABC 中，其对角线为OB ，AC ，M 是边OA 的中点，点G 为ABC ∆的重心，用基向量,,OA OB OC 表示向量MG ．解：如图，连接AG 并延长交BC 于点D ，则D 为BC 的中点．所以1()2AD AB AC =+．因为点G 为ABC ∆的重心，所以21()33AG AD AB AC ==+．又因为,AB OB OA AC OC OA =-=-，所以11()(2)33AGAB AC OA OB OC =+=-++．因为M 是边OA 的中点，所以12AM OA =-．所以11111(2)32633MG AG AM OA OB OC OA OA OB OC =-=-+++=-++．例2 如图，在平行六面体1111ABCD A B C D -中，设1,,AA a AB b AD c ===，M ，N ，P 分别是111,,AA BC C D 的中点，试用,,a b c 表示以下各向量：（1）AP ；（2）1A N ；（3）1MP NC +．解：（1）因为P 是11C D 的中点所以111AP AA A D =++111111222D P a AD D C a c AB a c b =++=++=++．（2）因为N 是BC 的中点，所以111122A N A A AB BN a b BC a b AD =++=-++=-++ 12a b c =-++．（3）因为M 是1AA 的中点，所以1111()222MP MA AP A A AP a a c b =+=+=-+++ 1122a b c =++．又因为1111111222NC NC CC BC AA AD AA c a =+=+=+=+，所以1111313()()222222MP NC a b c c a a b c +=++++=++．应用点二空间向量基本定理的应用例3 证明：在平行四边形1111ABCD A B C D -中，1112AC AB AD AC ++=．证明：因为平行六面体的六个面均为平行四边形，所以1111,,AC AB AD AB AB AA AD AD AA =+=+=+所以()()()()11111++=++=2AC AB AD AB AD AB AA AD AA AB AD AA +++++ 又因为11==AA CC AD BC ，所以111=++=AB AD AA AB BC CC AC ++ 所以111++2AC AB AD AC =总结:在平行六面体1111ABCD A B C D -中，11=AD AA AC +是一个很重要的结论．它类似于在平行四边形ABCD 中，AB AD AC +=应用点三空间直角坐标系下点与向量的坐标例4 已知正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2，,E F 分别为棱1BB ，DC 的中点，如图所示建立空间直角坐标系．（1）写出各顶点的坐标； (2)写出向量11,,EF B F A E 的坐标．解:(1)设x 轴、y 轴、z 轴的单位向量分别为i j k ，，．因为正方体的棱长为2．所以DA =2i ，1=2=2k.DC j DD ，因为()0,0,0D ，所以()()()12,0,0,C 0,2,0,D 0,0,2A ．又因为DB DA DC =+=2i+2j ，所以()2,2,0B ．同理可得，()()()1112,0,2,2,2,2,0,2,2A B C ． (2)因为,E F 分别为棱1BB ，DC 的中点由中点坐标公式，得()()2,2,1,0,1,0E F ．所以(2,1,1)EF =---．1(2,1,2)B F =---，1(0,2,1)A E =-例5 已知空间的一个基底{,,}a b c ，32p a b c m a b c n a b c =++=-+=+-，，，试判断,,p m n 是否共面．分析：利用共面向量定理，由,,a b c 不共面列方程组求解．解:显然m 与n 不共线，设p xm yn =+，()()()()32()y =a b c x a b c a b c x y a x y b x y c ++=-+++-++-++-因为,,a b c 不共面，所以321x y x y x y +=⎧⎪-+=⎨⎪-=⎩而此方程组无解，所以p 不能用,m n 表示，即,,p m n 不共面．解后反思:此题是用向量法来判断三个向量是否共面．实质上是向量共面定理的运用．解决本题的关健是通过证明方程组无解，说明,x y 不存在，从而说明三个向量不共面，方程与函数思想是解决向量问题中经常渗透的思想．。

1.2 空间向量基本定理分层作业)(原卷版)高二数学同步备课系列(人教A版2019选择性必修第一册)

1.2空间向量基本定理（分层作业）（夯实基础+能力提升）【夯实基础】题型1空间向量基底概念及辨析题型2用空间基底表示向量6.已知,,a b c 是空间的一个基底，则下列说法错误的是（）A ．若x y z ++=0a b c ，则0x y z ===B ．,,a b c 两两共面，但,,a b c 不共面A．11 22 a b c++C．1122a b c-+9.如图，在正方体ABCDx y z++=__________.10.如图所示，在平行六面（1）化简：111 22AO AB--（2）设E是棱1DD上的点，且题型3空间向量基本定理及应用A ．23-14．如图，在平行六面体4AB AD ==，1AA =A ．1AC BD ⊥C ．185BD =15.如图，设P 是平行四边形CD 的中点，求下列各式中(1)OQ PQ xPC yPA =++；(2)PA xPO yPQ PD =++．【能力提升】一、单选题A．324．如图，三棱锥OA a=，OBA．111663a b c++5．已知{},,a b c是空间的一个基底，A．a6．已知三棱锥O ABC-A．221 333 a b c+-C．122 333a b c -++7．在以下命题中：①三个非零向量a ，b ，c 不能构成空间的一个基底，则a ，b ，c 共面；②若两个非零向量a ，b 与任何一个向量都不能构成空间的一个基底，则a ，b 共线；③对空间任意一点O 和不共线的三点A ，B ，C ，若222OP OA OB OC =--uu u r uu r uuuu r uuuu r，则P ，A ，B ，C 四点共面④若a ，b 是两个不共线的向量，且(),,,0c a b R λμλμλμ=+∈≠，则{},,a b c 构成空间的一个基底⑤若{},,a b c 为空间的一个基底，则{},2,a b b c a c a ++++构成空间的另一个基底；其中真命题的个数是（）A ．0B ．1C ．2D ．38．设{},,a b c 是空间一个基底，则下列选项中正确的是（）A ．若,a b b c ⊥⊥rr rr，则a c⊥B ．,,a b c 两两共面，但,,a b c 不可能共面C ．对空间任一向量p ，总存在有序实数组(, , )x y z ，使p xa yb zc =++D ．,,a b b c c a +++一定能构成空间的一个基底二、多选题11．若{},,a b c 为空间的一个基底，则下列各组向量中一定能构成空间的一个基底的是______．（填序号）①a ，a b +，a b -；②b ，a b +，a b -；③c ，a b +，a b -；④a b +，a b -，2a b +．12．已知123,,e e e 不共面，1232a e e e =+-，12332b e e e =-++，123c e e e =--，若12323d e e e xa yb zc =-+=++，则x y z +-=______．四、解答题(1)用a ，b ，c 表示FE ；(2)计算BC FE ⋅.14．如图所示，平行六面体OABC -(1)OB '，O B '，AC '；(2)GH （,G H 分别是B C '和O B ''的中点）15．如图，在三棱柱111ABC A B C -中，(1)试用向量,,a b c 表示向量BE (2)若13,AB AC AA BAC ∠===-中，底面ABCD是边长为1的正方形，侧棱PA的长为2，且PA与AB、16．如图，在四棱锥P ABCDAD的夹角都等于60°，M是PC的中点，设AB a=，AD b=，cAP=.(1)试用,,a b c表示向量BM；(2)求BM的长.。

新高考新教材1.2 空间向量基本定理-提高练(原卷版)

1.2 空间向量基本定理-提高练一、选择题1.给出下列命题：①已知a b ⊥，则()()a b c c b a b c ⋅++⋅-=⋅； ②,,,A B M N 为空间四点，若,,BA BM BN 不构成空间的一个基底，那么,,,A B M N 共面； ③已知a b ⊥，则,a b 与任何向量都不构成空间的一个基底；④若,a b 共线，则,a b 所在直线或者平行或者重合．正确的结论的个数为（）A ．1B ．2C ．3D ．42.若{},,a b c 为空间的一组基底，则下列各项中能构成基底的一组向量是（） A ．{},,a a b a b +-B ．{},,b a b a b +-C ．{},,c a b a b +-D ．{},,2a b a b a b +-+ 3.已知空间四边形OABC ，其对角线为OB ，AC ，M ，N 分别是边OA ，CB 的中点，点G 在线段MN 上，且使2MG GN =，用向量OA ，OB ，OC 表示向量OG 是（）．2233OG OA OB OC =++ ．122233OG OA OB OC =++ ．111633OG OA OB OC =++ D ．112633OG OA OB OC =++ 4.在四面体O -ABC 中,G 1是△ABC 的重心,G 是OG 1上的一点,且OG=3GG 1,若OG ⃗⃗⃗⃗⃗ =x OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +y OB⃗⃗⃗⃗⃗ +z OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,则(x ,y ,z )为( ) A.(14,14,14) B.(34,34,34) C.(13,13,13) D.(23,23,23)5.下列关于空间向量的命题中，正确的有（）A.若向量a ，b 与空间任意向量都不能构成基底，则//a b ；B.若非零向量a ，b ，c 满足a b ⊥，b c ⊥，则有//a c ；若OA ，OB ，OC 是空间的一组基底，且111333OD OA OB OC =++，则A D.若向量a b +，b c +，c a +，是空间一组基底，则a ，b ，c 也是空间的一组基底.6．（多选题）若{a ,b ,c }是空间的一个基底,则下列各组中能构成空间一个基底的是( ) A.{a ,2b ,3c }B.{a +b ,b +c ,c +a }C.{a +2b ,2b +3c ,3a -9c }D.{a +b +c ,b ,c } 二、填空题7．（2020山东泰安实验中学高二月考）在四面体ABCD 中，E 、G 分别是CD 、BE 的中点，若记→→=AB a ，AD b →→=，AC c →→=，则AG →=______.8.（2020上海复旦附中青浦分校高二月考）在斜三棱柱111A B C ABC -中，BC 的中点为M ，11AB a =，11AC b =，1A A c =，则1B M可用a 、b 、c 表示为______. 9.已知直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,∠ABC=120°,AB=2,BC=CC 1=1,则异面直线AB 1与BC 1所成角的余弦值10. （2020山东省高二期末）如图所示的平行六面体1111ABCD A B C D -中，已知1,AB AA AD ==1BAD DAA ∠=∠60,︒=1BAA ∠30︒=，N 为11A D 上一点，且111A N A D λ=.若BD AN ⊥，则λ的值为________；若M 为棱1DD 的中点，//BM 平面1AB N ，则λ的值为________.三、解答题11.如图所示,在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,MA ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =-13AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,ND ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =13A 1D ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,设AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,试用a ,b ,c 表示MN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ .12.在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,已知E ,F ,G ,H 分别是CC 1,BC ,CD 和A 1C 1的中点. 证明:(1)AB 1∥GE ,AB 1⊥EH ;(2)A 1G ⊥平面EFD.。

1.2空间向量基本定理-基础练（原卷版）.pdf

1.2空间向量基本定理-基础练（原卷版）.pdf1.2 空间向量基本定理-基础练一、选择题1.有以下命题：如果向量与任何向量不能组成空间向量的一组基底,那么的关系是不共线；为空间四点,且向量不组成空间的一个基底,则点一定共面；已知向量是空间的一个基底,则向量也是空间的一个基底其中正确的命题是A. B. C. D.2.设向量a ,b ,c 不共面,则下列可作为空间的一个基底的是( )A.{a+b ,b-a ,a }B.{a+b ,b-a ,b }C.{a+b ,b-a ,c }D.{a+b+c ,a+b ,c }3.如图,在平行六面体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,AC 与BD 的交点为点M ,=a ,=b ,=c ,则下列向量中与相等的向量是()A.-a +b +cB.a +b +cC.-a -b -cD.-a -b +c4.已知O ,A ,B ,C 为空间不共面的四点,且向量a =,向量b =,则不能与a ,b 组成空间的一个基底的是( )A. B. C. D.5．（多选题）（2020宁阳县四中高二期末）给出下列命题,其中正确命题有（）A ．空间任意三个不共面的向量都可以作为一个基底B ．已知向量,则与任何向量都不能组成空间的一个基底//a b ,a b C ．是空间四点,若不能组成空间的一个基底,那么共面,,,A B M N ,,BA BM BN ,,,A B M N D ．已知向量组是空间的一个基底,若,则也是空间的一个基底{},,a b c m a c =+ {},,a b m 6．（多选题）设,,是空间一个基底 a b c ()A ．若,,则a b ⊥ b c ⊥ a c ⊥B ．则,,两两共面,但,,不可能共面a b c a b c C ．对空间任一向量,总存在有序实数组,,,使p (x y )z p xa yb zc =++D ．则,,一定能组成空间的一个基底a b + b c + c a + 二、填空题7.在空间四边形OABC 中,=a ,=b ,=c ,点M 在线段AC 上,且AM=2MC ,点N 是OB 的中点,则=______.210．（2020山东菏泽四中高二期末）在正四面体中,,分别为棱、的中点,设,,,用,,表示向量______,异面直ABCD M N BC AB AB a = AC b = AD c =u u u r r a b c DM = 线与所成角的余弦值为______.DM CN 三、解答题11.已知{e 1,e 2,e 3}是空间的一个基底,且=e 1+2e 2-e 3,=-3e1+e 2+2e 3,=e 1+e 2-e 3,试判断{}能否作为空间的一个基底?若能,试以此基底表示向量OA OB OC ,,OA OB OC OD =2e 1-e 2+3e 3;若不能,请说明理由.12.如图,已知正方体ABCD-A'B'C'D',点E 是上底面A'B'C'D'的中心,取向量为基底的基向量,在下列条件下,分别求x ,y ,z 的值.(1)=x+y+z ;(2)=x+y+z.知识改变命运。

1.1.2 空间向量的数乘运算(原卷版) 附答案.pdf

14．在正方体 ABCD A1B1C1D1 中,若 BD x AD y AB z AA1 ,则 x y z 的值为__________．
15．在四面体 O ABC 中, OA a,OB b,OC c , D 为 BC 的中点, E 为 AD 的中点,则 OE =_________.（用
10
【解析】如图
MP
MD1
D1P
MA1
A1D1
1 2
D1C1
1 2
AA1
AD
1 2
AB
1 2
a
c
1 2
b
NC1
NC
CC1
1 2
BC
AA1
1 2
AD
AA1
1 2
c
a
MP
NC1
1 2
a
c
1 2
b
1 2
c
a
3 2
a
1 2
b
3 2
c
故选 A
5．在长方体
ABCD
M，N，
P 分别是 AA1 , BC , C1D1 的中
点,则 MP NC1 （）
3
a
1
b
3
c
A． 2 2 2
a 1 c B． 2
1
a
1
b
c
C． 2 2
3
a
1
b
1
c
D． 2 2 2
5．在长方体
ABCD
A1B1C1D1
中,
AB
a
,
AD
b
,
AA1
c
,
E
是
BB1
中点,则
D1E
a

人教A版1.2空间向量的基本定理基础练习题

点睛：本题考查空间向量的基底；构成空间向量的基底的三个向量要求不共面，本题中即判定选项中的向量与向量不能共面.
6．D
【分析】
由于是空间的一个基底，则可得，，不共面，然后根据空间向量的共面定理，一组不共面的向量构成空间的一个基底，对选项中的向量进行判断即可
【详解】
因为是空间的一个基底，所以，，不共面.
对于A，B，C选项，每组都是不共面的向量，能构成空间的一个基底；
对于D：，，满足，
所以这三个向量是共面向量，故不能构成空间的一个基底.
故选：D.
【点睛】
此题考查了空间向量共面的判断与应用，属于基础题.
7．C
【分析】
将用表示，对比系数即可.
【详解】
因为，所以，故 .
故选：C.
【点睛】
本题考查空间向量的线性运算，一定要结合图形，灵活运用三角形法则和平行四边形法则，本题是一道基础题.
人教A版1.2空间向量的基本定理基础练习题
一、单选题
1．空间四个点O，A，B，C，为空间的一个基底，则下列说法正确的是（）
A．O，A，B，C四点不共线B．O，A，B，C四点共面，但不共线
C．O，A，B，C四点中任意三点不共线D．O，A，B，C四点不共面
2．如图所示，在平行六面体中，设，，，是的中点，试用，，表示（）
12．已知是空间的一个基底，若，则 ________.
13．在正三棱柱中，M为的重心，若，则 _________.
14．如图，在平行六面体中，为与的交点，若，，，用，，表示，则 ________.
三、解答题
15．已知平面，四边形为正方形，G为的重心，，试用基底表示 .

1.2空间向量基本定理-基础练(解析版).docx

1.2空间向量基本定理-基础练一、选择题1.有以下命题：①如果向量疋，牙与任何向量不能组成空间向量的一组基底，那么〒的关系是不共线：②OJ、HC为空间四点，且向^oA,oB,o5不组成空间的一个基底，则点O.A.B.C-^共而：③已知向量万,了,疋是空间的一个基底，则向量N + 了，N-了，疋也是空间的一个基底•英中正确的命题是（）A.①②B.①③C.②③D.①②③【参考答案】C【解析】①如果向量疋,飞与任何向虽不能组成空间向於的一组基底.那么疋,7的关系是不共线，不正确.反例：如果7中有…个向量为零向量.N, 7共线但不能组成空讪叩上的一组基底,所以不正确.②OAB.C为空间四点，且向量刃，丙，况不组成空间的一个基底，那么点O AB,C •定共而：这是正确的.③已知向量N, T,疋是空间的一个基底,则向星万+〒,万一T, W，也是空间的一个基底：因为三个向量非零不共线，正确.故选C.2•设向量a.b.c不共而，则下列可作为空间的一个基底的是（）A.{a+b.b-a.a}B.{ a+b,b-a,b}C.{ a+b.b-a.c}D.{ a+b+c.a+b.c}【参考答案】c【解析】由已知及向量共而加理，易得a+b.b-a.c不共而，故可作为空间的一个基底.3.如图，在平行六而体ABCD-AiBiCiDi中"C与BD的交点为点A/.=a=b=cJi］下列向呈:中与相等的向量是（）A.-a+b+cB.a+b+cC.-a-b-cD.-a-b+c【参考答案】c【解析】）-（）=-a-b-c.4.已知OAbC为空间不共而的四点，且向虽:曲,向量b=，则不能与a.b组成空间的一个基底的是（）A. B. C. D.【参考答案】C【解析】：'a=.b=,・：（a-b）,・：与向量a.b共面,• ：ab不能组成空间的一个基底.5.（多选题）（2020宁阳县四中高二期末）给出下列命题，其中正确命题有（）A.空间任意三个不共面的向量都可以作为一个基底B.已知向量方///；,则厶』与任何向量都不能组成空间的一个基底C.A、B、M、N是空间四点，若丽，丽,丽不能组成空间的一个基底，那么A、BMN共而D.已知向量{",可组是空间的一个基底，若fn = a+c^\{a,b,m}也是空间的一个基底【参考答案】ABCD【解析】选项A中.根据空间基底的概念，可得任意三个不共而的向量都可以作为一个空间肚底•所以A止确：选项8中，根据空间基底的概念，可得B正确：选项C中.由丽，丽.丽不能组成空间的一个基底，可得共而,又由页，丽；丽过相同点得A、B、M、N四点共而，所以C正确：选项D中：由仏乙,：}是空间的一个基底，则基向量f 川］就不=方+ ：—疋不共而.所以可以组成空间另一个基底，所以D正确.故选：ABCD.6.（多选题）设工是空间一个基底（）A.若“丄5屮丄芒，则〃丄0B.则"工两两共而，但不可能共而C.对空间任一向量"，总存在有序实数组（x?\叫使"= Xii + W +疋D.则〃 +厶，/； + c：,个+ 〃一泄能组成空间的一个基底【分析】利用N /疋是空间一个基底的性质宜接求解.【解答】解：由「心是空间一个基底，知：在A中，若〃丄b上丄8 ,则N与°相交或平行，故A错误；在“中,"工两两共而，但ab^c不可能共而，故B正确：在C中,对空间任一向量P.总存在有序实数组“，卩，2）,使"=加+ W + zc，故C正确；D^Ji + b .b+c s+li能组成空间的一个基底，故D正确.故选：BCD.二、填空题7•在空间四边形OABC中,=a.=b.=c,点M在线段AC上，且AM=2MC,点N是OB的中点，则= ______【参考答案】-a+b-c【解析】）,，（ac）-a+b=-a+b-c.8.在正方体ABCD-AiB^Di中，设=a=b.=c^iCi与B）Di的交点为£则=_________________ .【参考答案】-a+b+c【解析】如图,）=）=.a+b+c.9•若a=ei+e2.b=e2+e3X=ei+e3，d=e]+2e2+3e3,若ei.e》.© 不共而，当(1=如+妙)+徑时,a+0+y= .【参考答案】3【解析】由已知d=(a+y)ei+(a+“)e2+(?+“)e3,所以故有a+B+y=3・10.（2020山东荷泽四中髙二期末）在正四而体ABCD中,M/V分别为棱BC、A3的中点，设AB = a .AC = b ^AD = c用；C表示向^DM= _____________________ 异面直线DM与CN所成角的余弦值为_________ ・【解析】画出对应的正四而体，设棱长均为1则三. 解答题11. 已知｛ei,e2,e 3｝是空间的一个基底，且OA =ei+2e 2-e 3,o§ =-3ei+e 2+2e 3,OC =ei+e 2-e3,U^W ｛ CM,OB,OC ｝能否作为空间的一个基底?若能，试以此基底表示向量而 =2ere 2+3e 3 ；若不能，请说明理由.【参考答案】^ ob=^OA-5oB -30oc .【解析】能作为空间的一组基底.假设页，西,况共而•由向G 洪而的充要条件知存在实数心使=A OB +yOC 成立 e ｛ +爲_召=x(-3e l +e 2 +爲)+y(e x +e^-3e^) = (-3x+y)e[+(x+y)呂+(2x-刃&又因为｛勺，勺心｝是空W J 的一个基底，所以百忑耳不共£-3x + y = 1,因此＜ x + y = 2,此方程组无解，即不存在实数xy 使丙+.vOC •2r )=l,所以鬲，刃，况不共而•故｛鬲,西.龙｝能作为空间的一个基底.设 OD=POA 十qUS +z 况，则有2e\-e 2 + 込=〃(弓+2勺-e i )+q(-3e l +e 2 +2®) + z (弓+勺一6)= (“_3q + z )G + (2〃 + q + z)& + (_/? + 2g_z )sp ・3q + z = 2, 2" + § + z = -l,•解得 < ・p + 2g ・z = 3, 故 OD=^OA^OB^OC12•如图，已知正方体ABCDABCD ：点E 是上底而A'BCD 的中心，取向量为基底的基向量，在下列条件下,分别求料忆的值. (l)=x+y+z ；(2)=x+y+z.2DM -2CN\ 0 + 乙-2?).(方-M)1一1 + — 一2 — 1 + 2 丄.〃 =17,q = 5Z = -30.因为陽瓦习为空间的-个基底，所以＜【参考答案】见解析【解析】(1)因为又*y+z, 所以.x=Ly=-l^:=l.(2)因为=)=,又=x+y+z.所以・*=尸忆=1・。

空间向量基本定理(经典练习及答案详解)

1.2 空间向量基本定理课后篇巩固提升1.如图,在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AC 与BD 的交点为M ,AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,则下列向量中与C 1M ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 相等的向量是( ) A.-12a +12b +cB.12a +12b +cC.-12a -12b -cD.-12a -12b +cC 1M ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −AC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =12(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ )-(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=-12a -12b -c .2.(2020广东汕头金山中学高二上期中)已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1,点E 为上底面A 1C 1的中心,若AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +x AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +y AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,则x ,y 的值分别为( ) A.1,1B.1,12C.12,12D.12,1AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =12(AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=12(AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ )=AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +12AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +12AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,所以x=12,y=12.故选C .3.在空间四边形OABC 中,OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,点M 在线段AC 上,且AM=2MC ,N 是OB 的中点,则MN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = ( )A.23a +12b -23cB.23a -12b +23cC.-13a +12b -23cD.13a +12b -13cMA ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =23CA ⃗⃗⃗⃗⃗ =23(OA ⃗⃗⃗⃗⃗ −OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ),ON⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =12OB ⃗⃗⃗⃗⃗ , MN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =MO ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +ON ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =MA ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AO ⃗⃗⃗⃗⃗ +ON⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =23(a -c )-a +12b =-13a +12b -23c .4.在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,设AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,A 1C 1与B 1D 1的交点为E ,则BE⃗⃗⃗⃗⃗ = .,BE ⃗⃗⃗⃗⃗ =BB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +B 1E ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +12(B 1C 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +B 1A 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +12(AD ⃗⃗⃗⃗⃗ −AB ⃗⃗⃗⃗⃗ )=-12a +12b +c .-12a +12b +c5.已知三棱柱ABC -A 1B 1C 1的侧棱垂直于底面,∠BAC=90°.求证:AB ⊥AC 1.AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,则AC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =b +c .所以AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =a ·(b +c )=a ·b +a ·c , 因为AA 1⊥平面ABC ,∠BAC=90°, 所以a ·b =0,a ·c =0, 得AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =0,故AB ⊥AC 1. 6.如图所示,在平行四边形ABCD 中,AD=4,CD=3,∠ADC=60°,PA ⊥平面ABCD ,PA=6,求线段PC 的长.ABCD 中,∠ADC=60°,所以∠BAD=120°.又PA ⊥平面ABCD , 所以PA ⊥AB ,PA ⊥AD.因为PC ⃗⃗⃗⃗⃗ =AC ⃗⃗⃗⃗⃗ −AP ⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ −AP ⃗⃗⃗⃗⃗ , 所以|PC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=√(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ -AP⃗⃗⃗⃗⃗ )2= √|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |2+|AD ⃗⃗⃗⃗⃗ |2+|AP ⃗⃗⃗⃗⃗ |2+2AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AD ⃗⃗⃗⃗⃗ -2AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AP ⃗⃗⃗⃗⃗ -2AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AP⃗⃗⃗⃗⃗=√9+16+36+2×3×4×(-12)-0-0=7,即线段PC 的长为7.关键能力提升练7.(2020安徽淮北一中高二上期中)已知M ,N 分别是四面体OABC 的棱OA ,BC 的中点,点P 在线段MN 上,且MP=2PN ,设向量OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,则OP ⃗⃗⃗⃗⃗ =( ) A.16a+16b+16cB.13a+13b+13cC.16a+13b+13c D.13a+16b+16cOP ⃗⃗⃗⃗⃗ =OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +MP ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +23(ON ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=23ON ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +13OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =23×12(OB⃗⃗⃗⃗⃗ +OC ⃗⃗⃗⃗⃗ )+13×12OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =13b +13c +16a ,故选C .8.在四面体O -ABC 中,G 1是△ABC 的重心,G 是OG 1上的一点,且OG=3GG 1,若OG ⃗⃗⃗⃗⃗ =x OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +y OB ⃗⃗⃗⃗⃗ +z OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,则(x ,y ,z )为( ) A.(14,14,14) B.(34,34,34) C.(13,13,13) D.(23,23,23)如图所示,连接AG 1交BC 于点E ,则E 为BC 的中点,AE⃗⃗⃗⃗⃗ =12(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AC ⃗⃗⃗⃗⃗ )=12(OB ⃗⃗⃗⃗⃗ -2OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +OC⃗⃗⃗⃗⃗ ), AG 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =23AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =13(OB ⃗⃗⃗⃗⃗ -2OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ). 因为OG ⃗⃗⃗⃗⃗ =3GG 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =3(OG 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −OG ⃗⃗⃗⃗⃗ ),所以OG ⃗⃗⃗⃗⃗ =34OG 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ .则OG ⃗⃗⃗⃗⃗ =34OG 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =34(OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +AG 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=34(OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +13OB ⃗⃗⃗⃗⃗ −23OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +13OC ⃗⃗⃗⃗⃗)=14OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +14OB ⃗⃗⃗⃗⃗ +14OC⃗⃗⃗⃗⃗ .9.(多选题)在三棱锥P-ABC 中,三条侧棱PA ,PB ,PC 两两垂直,且PA=PB=PC=3,G 是△PAB 的重心,E ,F 分别为棱BC ,PB 上的点,且BE ∶EC=PF ∶FB=1∶2,则下列说法正确的是( ) A.EG ⊥PG B.EG ⊥BC C.FG ∥BC D.FG ⊥EF,设PA ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,PB ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,PC ⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,则{a ,b ,c }是空间的一个正交基底,则a ·b=a ·c=b ·c=0.取AB 的中点H , 则BC⃗⃗⃗⃗⃗ =c-b , PG⃗⃗⃗⃗⃗ =23PH ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =23×12(a+b )=13a+13b , PE ⃗⃗⃗⃗⃗ =PB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BE ⃗⃗⃗⃗⃗ =PB ⃗⃗⃗⃗⃗ +13(PC ⃗⃗⃗⃗⃗ −PB ⃗⃗⃗⃗⃗ )=23b+13c ,则EG ⃗⃗⃗⃗⃗ =PG ⃗⃗⃗⃗⃗ −PE ⃗⃗⃗⃗⃗ =13a+13b-23b-13c=13a-13b-13c ,BC⃗⃗⃗⃗⃗ =c-b , FG ⃗⃗⃗⃗⃗ =PG ⃗⃗⃗⃗⃗ −PF ⃗⃗⃗⃗⃗ =13a+13b-13b=13a ,EF ⃗⃗⃗⃗⃗ =PF⃗⃗⃗⃗⃗ −PE ⃗⃗⃗⃗⃗ =13b-13c+23b =-13c-13b. EG ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PG ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,故A 正确;EG ⃗⃗⃗⃗⃗ ·BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,故B 正确;FG ⃗⃗⃗⃗⃗ ≠λBC ⃗⃗⃗⃗⃗ (λ∈R ),故C 不正确;FG ⃗⃗⃗⃗⃗ ·EF ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,故D 正确.故选ABD .10.若a=e 1+e 2,b=e 2+e 3,c=e 1+e 3,d=e 1+2e 2+3e 3,若e 1,e 2,e 3不共面,当d =α a +β b +γ c 时,α+β+γ=.d =(α+γ)e 1+(α+β)e 2+(γ+β)e 3,所以{α+γ=1,α+β=2,γ+β=3,故有α+β+γ=3.11.(2020浙江杭州学军中学高二上期中)在棱长为a 的正四面体ABCD 中,E ,F 分别为棱AD ,BC 的中点,则异面直线EF 与AB 所成角的大小是 ,线段EF 的长度为 .AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,则{a ,b ,c }是空间的一个基底,|a|=|b|=|c|=a ,a ·b=a ·c=b ·c =12a 2.∴EF ⃗⃗⃗⃗⃗ =AF ⃗⃗⃗⃗⃗ −AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =12(a+b )-12c ,∴EF ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =12a 2+12a ·b-12a ·c =12a 2,|EF⃗⃗⃗⃗⃗ |=√(12a +12b -12c) 2=√22a. ∴cos <EF ⃗⃗⃗⃗⃗ ,AB ⃗⃗⃗⃗⃗ >=EF ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AB⃗⃗⃗⃗⃗ |EF ⃗⃗⃗⃗⃗ ||AB ⃗⃗⃗⃗⃗|=12a 2√22a×a =√22, ∴异面直线EF 与AB 所成的角为π4.√22a 12.如图所示,在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,MA ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =-13AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,ND ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =13A 1D ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,设AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,试用a ,b ,c 表示MN⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ .AN ,则MN⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =MA ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ . 由已知可得四边形ABCD 是平行四边形,从而可得AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =a +b ,MA ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =-13AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =-13(a +b ),又A 1D ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AD ⃗⃗⃗⃗⃗ −AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =b -c ,故AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AD ⃗⃗⃗⃗⃗ +DN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AD ⃗⃗⃗⃗⃗ −ND ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AD ⃗⃗⃗⃗⃗ −13A 1D ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =b -13(b -c ),所以MN⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =MA⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =-13(a +b )+b -13(b -c )=13(-a +b +c ). 13.在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,已知E ,F ,G ,H 分别是CC 1,BC ,CD 和A 1C 1的中点.证明: (1)AB 1∥GE ,AB 1⊥EH ; (2)A 1G ⊥平面EFD.设正方体棱长为1,AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =i ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =j ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =k ,则{i ,j ,k }构成空间的一个单位正交基底. AB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =i +k ,GE ⃗⃗⃗⃗⃗ =GC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CE ⃗⃗⃗⃗⃗ =12i +12k =12AB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,∴AB 1∥GE.EH ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =EC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +C 1H ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =12k +(-12)(i +j )=-12i -12j +12k , ∵AB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·EH ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(i +k )·(-12i -12j +12k)=-12|i |2+12|k |2=0,∴AB 1⊥EH.(2)A 1G ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =A 1A ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ +DG ⃗⃗⃗⃗⃗ =-k +j +12i ,DF ⃗⃗⃗⃗⃗ =DC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CF ⃗⃗⃗⃗⃗ =i -12j ,DE ⃗⃗⃗⃗⃗ =DC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CE ⃗⃗⃗⃗⃗ =i +12k .∴A 1G ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·DF ⃗⃗⃗⃗⃗ =(-k +j +12i)·(i -12j)=-12|j |2+12|i |2=0,∴A 1G ⊥DF.A 1G ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·DE ⃗⃗⃗⃗⃗ =(-k +j +12i)·(i +12k)=-12|k |2+12|i |2=0,∴A 1G ⊥DE.又DE ∩DF=O ,∴A 1G ⊥平面EFD.学科素养创新练14.如图,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,F 分别是BB 1,D 1B 1的中点,求证:EF ⊥平面B 1AC.AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,有a ·b =0,a ·c =0,b ·c =0,则EF ⃗⃗⃗⃗⃗ =EB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +B 1F ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =12(BB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +B 1D 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=12(AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +BD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=12(AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ −AB ⃗⃗⃗⃗⃗ )=12(-a +b +c ),AB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =a +b .∴EF ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =12(-a +b +c )·(a +b )=12(|b |2-|a |2)=0.∴EF ⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥AB 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,即EF ⊥AB 1.同理EF ⊥B 1C. ∵AB 1∩B 1C=B 1,∴EF ⊥平面B 1AC.。

高中试卷-1.2 空间向量基本定理-基础练(含答案)

1.2 空间向量基本定理-基础练一、选择题1.有以下命题：如果向量与任何向量不能构成空间向量的一组基底，那么的关系是不共线；为空间四点，且向量不构成空间的一个基底，则点一定共面；已知向量是空间的一个基底，则向量也是空间的一个基底其中正确的命题是A.B. C. D. 【答案】C【解析】如果向量与任何向量不能构成空间向量的一组基底，那么的关系是不共线，不正确．反例：如果中有一个向量为零向量，共线但不能构成空间向量的一组基底，所以不正确．，A ，B ，C 为空间四点，且向量不构成空间的一个基底，那么点O ，A ，B ，C 一定共面；这是正确的．已知向量是空间的一个基底，则向量，也是空间的一个基底；因为三个向量非零不共线，正确．故选C ．2.设向量a ,b ,c 不共面,则下列可作为空间的一个基底的是( )A.{a+b ,b-a ,a }B.{a+b ,b-a ,b }C.{a+b ,b-a ,c }D.{a+b+c ,a+b ,c }【答案】C【解析】由已知及向量共面定理,易得a+b ,b-a ,c 不共面,故可作为空间的一个基底.3.如图,在平行六面体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,AC 与BD 的交点为点M ,AB =a ,AD =b ,AA 1=c ,则下列向量中与C 1M 相等的向量是( )A.-12a +12b +cB.12a +12b +cC.-12a -12b -cD.-12a -12b +c 【答案】C 【解析】C 1M =AM ―AC 1=12(AB +AD )-(AB +BC +CC 1)=-12a -12b -c .4.已知O ,A ,B ,C 为空间不共面的四点,且向量a =OA +OB +OC ,向量b =OA +OB ―OC ,则不能与a ,b 构成空间的一个基底的是( )A.OAB.OBC.OCD.OA 或OB【答案】C 【解析】∵a =OA +OB +OC ,b =OA +OB ―OC ,∴OC =12(a -b ),∴OC 与向量a ,b 共面,∴OC ,a ,b 不能构成空间的一个基底.5．（多选题）（2020宁阳县四中高二期末）给出下列命题，其中正确命题有（）A ．空间任意三个不共面的向量都可以作为一个基底B ．已知向量//a b v v ，则,a b v v 与任何向量都不能构成空间的一个基底C ．,,,A B M N 是空间四点，若,,BA BM BN uuu v uuuu v uuu v不能构成空间的一个基底，那么,,,A B M N 共面D ．已知向量{},,a b c v v v 组是空间的一个基底，若m a c =+v v v ，则{},,a b m v v v 也是空间的一个基底【答案】ABCD【解析】选项A 中，根据空间基底的概念，可得任意三个不共面的向量都可以作为一个空间基底，所以A正确；选项B 中，根据空间基底的概念，可得B 正确；选项C 中，由,,BA BM BN uuu r uuuu r uuu r 不能构成空间的一个基底，可得,,BA BM BN uuu r uuuu r uuu r 共面，又由,,BA BM BN uuu r uuuu r uuu r 过相同点B ，可得,,,A B M N 四点共面，所以C 正确；选项D 中：由{},,a b c r r r 是空间的一个基底，则基向量,a b r r 与向量m a c =+u r r r 一定不共面，所以可以构成空间另一个基底，所以D 正确．故选：ABCD.6．（多选题）设a r ，b r ，c r 是空间一个基底( )A ．若a b ^r r ，b c ^r r ，则a c^r r B ．则a r ，b r ，c r 两两共面，但a r ，b r ，c r 不可能共面C ．对空间任一向量p r ，总存在有序实数组(x ，y ，)z ，使p xa yb zc=++r r r r D ．则a b +r r ，b c +r r ，c a +r r 一定能构成空间的一个基底【分析】利用a r ，b r ，c r 是空间一个基底的性质直接求解．【解答】解：由a r ，b r ，c r 是空间一个基底，知：在A 中，若a b ^r r ，b c ^r r ，则a r 与c r 相交或平行，故A 错误；在B 中，a r ，b r ，c r 两两共面，但a r ，b r ，c r 不可能共面，故B 正确；在C 中，对空间任一向量p r ，总存在有序实数组(x ，y ，)z ，使p xa yb zc =++r r r r ，故C 正确；在D 中，a b +r r ，b c +r r ，c a +r r 一定能构成空间的一个基底，故D 正确．故选：BCD ．二、填空题7.在空间四边形OABC 中,OA =a ,OB =b ,OC =c ,点M 在线段AC 上,且AM=2MC ,点N 是OB 的中点,则MN =______.【答案】 -13a +12b -23c 【解析】MA =23CA =23(OA ―OC ),ON =12OB , MN =MO +ON =MA +AO +ON =23(a -c )-a +12b =-13a +12b -23c .8．在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,设AB =a ,AD =b ,AA 1=c ,A 1C 1与B 1D 1的交点为E ,则BE = .【答案】 -12a +12b +c 【解析】如图,BE =BB 1+B 1E =AA 1+12(B 1C 1+B 1A 1)=AA 1+12(AD ―AB )=-12a +12b +c .9.若a=e 1+e 2,b=e 2+e 3,c=e 1+e 3,d=e 1+2e 2+3e 3,若e 1,e 2,e 3不共面,当d =αa +βb +γc 时,α+β+γ= .【答案】3【解析】由已知d =(α+γ)e 1+(α+β)e 2+(γ+β)e 3,所以α+γ=1,α+β=2,γ+β=3,故有α+β+γ=3.10．（2020山东菏泽四中高二期末）在正四面体ABCD 中，M ，N 分别为棱BC 、AB 的中点，设AB a =uuu r r ，AC b =uuu r r ，AD c =u u u r r ，用a r ，b r ，c r 表示向量DM =uuuu r ______，异面直线D M 与CN 所成角的余弦值为______.【答案】()122a b c +-r r r . 16. 【解析】画出对应的正四面体,设棱长均为1则(1) ()()11222DM DA AM c a b a b c =+=-++=+-uuuu r uuu r uuuu r r r r r r r .(2)由(1) ()122DM a b c =+-uuuu r r r r ,又()11222CN AN AC a b a b =-=-=-uuu r uuu r uuu r r r r r .又12a b a c b c ×=×=×=r r r r r r .设异面直线D M 与CN 所成角为q 则cos q 22111212222412=336a ab a b b ac b c-+--+-×+×--×+×==r r r r r r r r r r .三、解答题11.已知{e 1,e 2,e 3}是空间的一个基底,且OA uuu r =e 1+2e 2-e 3,OB uuu r =-3e 1+e 2+2e 3,OC uuu r =e 1+e 2-e 3,试判断{,,OA OB OC uuu r uuu r uuu r }能否作为空间的一个基底?若能,试以此基底表示向量OD uuu r =2e 1-e 2+3e 3;若不能,请说明理由.【答案】能，OD uuu r =17OA uuu r -5OB uuu r -30OC uuu r ．【解析】能作为空间的一组基底．假设,,OA OB OC uuu r uuu r uuu r 共面,由向量共面的充要条件知存在实数x ,y 使OA uuu r =x OB uuu r +y OC uuu r 成立123123123123+2(3+2)(+3)(3)()(2)e e e x e e e y e e e x y e x y e x y e -=-++-=-++++-u v u u v uv u v u u v uv u v u u v uv u v u u v uv 又因为{}123,,e e e u v u u v uv 是空间的一个基底,所以123,,e e e u r u u r ur 不共面.因此-31,2,2--1,x y x y x y +=ìï+=íï=î此方程组无解,即不存在实数x ,y 使OA uuu r =x OB uuu r +y OC uuu r ,所以,,OA OB OC uuu r uuu r uuu r 不共面.故{,,OA OB OC uuu r uuu r uuu r}能作为空间的一个基底.设OD uuu r =p OA uuu r +q OB uuu r +z OC uuu r ,则有12312312312323(+2)(3+2)(+)e e e p e e e q e e e z e e e -+=-+-++-u v u u v uv u v u u v uv u v u u v uv u v u u v uv 123(3)(2)(2)p q z e p q z e p q z e =-+++++-+-u v u u v uv 因为{}123,,e e e u v u u v uv 为空间的一个基底,所以-32,2-1,-2-3,p q z p q z p q z +=ìï++=íï+=î解得17,-5,-30.p q z =ìï=íï=î故OD uuu r =17OA uuu r -5OB uuu r -30OC uuu r.12.如图,已知正方体ABCD-A'B'C'D',点E 是上底面A'B'C'D'的中心,取向量AB ,AD ,AA '为基底的基向量,在下列条件下,分别求x ,y ,z 的值.(1)BD '=x AD +y AB +z AA ';(2)AE =x AD +y AB +z AA '.【答案】见解析【解析】 (1)因为BD '=BD +DD '=BA +AD +DD '=-AB +AD +AA ',又BD '=x AD +y AB +z AA ',所以x=1,y=-1,z=1.(2)因为AE =AA '+A 'E =AA '+12A 'C '=AA '+12(A 'B '+A 'D ')=12AD +12AB +AA ',又AE =x AD +y AB +z AA ',所以x=12,y=12,z=1.。

1.2 空间向量基本定理(学生版)

1.2 空间向量基本定理一、单选题1．{},,a b c 为空间向量的一组基底，则下列各项中，能构成空间向量的基底的一组向量是（）A ．{},,a a b a b +-B ．{},,b a b a b +-C ．{},,c a b a b +-D ．{},,2a b a b a b +-+2．如图，在三棱锥O ABC -中，点D 是棱AC 的中点，若OA a =，OB b =，OC c =，则BD 等于（）A ．1122a b c -+ B ．a b c +-C ．a b c -+D ．1122a b c -+- 3．如图，在三棱锥A BCD -中，E ､F 分别是棱AD ､BC 的中点，则向量EF →与,AB CD →→的关系是（）A ．1122EF AB CD →→→=+B ．1122EF AB CD →→→=-+C ．1122EF AB CD →→→=-D ．1122EF AB CD →→→=--4．如图，在四面体OABC 中，2OM MA =，BN NC =，则MN =（）A ．111222OA OB OC →→→+-B ．221332OA OB OC →→→+-C ．121232OA OB OC →→→-+D ．211322OA OB OC →→→-++5．在下列结论中：①若向量,a b 共线，则向量,a b 所在的直线平行；②若向量,a b 所在的直线为异面直线，则向量,a b 一定不共面； ③若三个向量,,a b c 两两共面，则向量,,a b c 共面；④已知空间的三个向量,,a b c ，则对于空间的任意一个向量p 总存在实数x ，y ，z 使得p xa yb zc =++.其中正确结论的个数是（） A ．0B ．1C ．2D ．36．如图所示，在平行六面体1111ABCD A B C D -中，M 为11A C 与11B D 的交点，若1,,AB a AD b AA c ===，则CM =（）A ．1122++a b c B ．1122-+a b c C ．1122a b c -++D ．1122--+a b c 7．在三棱锥A BCD -中，E 是棱CD 的中点，且23BF BE =，则AF =（）A ．133244AB AC AD +- B ．3344AB AC AD +- C ．533AB AC AD -++D ．111333AB AC AD ++8．若{},,a b c 是空间的一个基底，则下列各组中不能构成空间一个基底的是（）A ．,2,3a b cB ．,,a b b c c a +++C ．,,a b c b c c +++D ．2,23,39a b b c a c ++-9．如图，在四面体OABC 中，G 是底面∆ABC 的重心，则OG 等于（）A ．OA OB OC ++ B ．111222OA OB OC ++ C ．111236OA OB OC ++D ．111333OA OB OC ++10．已知在平行六面体ABCD A B C D '-'''中，3AB =，45AD AA ='=，，120BAD ∠=︒，60BAA ∠='︒，90DAA ∠='︒，则AC '的长为（）A ．B ．CD 11．（多选题）给出下列命题，其中正确命题有（）A ．空间任意三个不共面的向量都可以作为一个基底B ．已知向量//a b ，则,a b 与任何向量都不能构成空间的一个基底C ．,,,A B M N 是空间四点，若,,BA BM BN 不能构成空间的一个基底，那么,,,A B M N 共面D ．已知向量{},,a b c 组是空间的一个基底，若m a c =+，则{},,a b m 也是空间的一个基底 12．（多选题）设a ，b ，c 是空间一个基底，则（）A ．若a ⊥b ，b ⊥c ，则a ⊥cB ．则a ，b ，c 两两共面，但a ，b ，c 不可能共面C ．对空间任一向量p ，总存在有序实数组(x ，y ，z )，使p xa yb zc =++D ．则a ＋b ，b ＋c ，c ＋a 一定能构成空间的一个基底三、填空题13．已知S 是△ABC 所在平面外一点，D 是SC 的中点，若BD =x SA ySB zSC ++，则x +y +z =_____. 14．平行六面体ABCD-A 1B 1C 1D 1中，向量1,,AB AD AA 两两的夹角均为60°，且AB =1，|AD |=2，|1AA |=3，则|1AC |等于_____.15．已知点M ，N 分别是空间四面体OABC 的边OA 和BC 的中点，P 为线段MN 的中点，若OP =λOA +μOB +γOC ，则实数λ+μ+γ=_____.16．如图，在三棱柱111ABC A B C -中，D 是1CC 的中点，1113A F AB =，且1DF AB AC AA αβγ=++，则αβγ++=__________．17．如图所示,在空间四边形OABC 中，,,OA a OB b OC c ===,点M 在线段OA 上，且2OM MA =，N 为BC 中点，若=MN xa yb zc ++，则x y z ++=_____________18．如图，在空间四边形OABC 中，M ，N 分别为OA 、BC 的中点，点G 在线段MN 上，且3MG GN =，用向量OA 、OB 、OC 表示向量OG ，设OG x OA y OB z OC =⋅+⋅+⋅，则x 、y 、z 的和为______.三、解答题19．已知ABCD A B C D -''''是平行六面体．（1）化简1223AA BC AB '++，并在图形中标出其结果；（2）设M 是底面ABCD 的中心，N 是侧面BCC B ''的对角线BC '上的点，且:3:1BN NC '=，设MN AB AD AA αβγ'=++，试求α，β，γ的值．20．在平行六面体ABCD-A 1B 1C 1D 1中，设1,,AB a AD b AA c===，E ，F 分别是AD 1，BD 的中点．（1）用向量,,a b c 表示1,D B EF ，；（2）若1D F xa yb zc =++，求实数x ，y ，z 的值．21．如图，三棱柱111ABC A B C -中，底面边长和侧棱长都等于1，1160BAA CAA ∠=∠=︒．（1）设1AA a =，AB b =，AC c =，用向量a ，b ，c 表示1BC ，并求出1BC 的长度；（2）求异面直线1AB 与1BC 所成角的余弦值．22．如图，在平行六面体1111ABCD A B C D -中，以顶点A 为端点的三条棱长都是1，且它们彼此的夹角都是60︒，M 为11A C 与11B D 的交点.若AB a =，AD b =，1AA c =，（1）用,,a b c 表示BM ；（2）求对角线1AC 的长；（3）求1cos ,AB AC。

1.2 空间向量基本定理(精讲)高二数学上学期同步讲与练(选择性必修第一册)(原卷版)

1.2空间向量基本定理一、空间向量基本定理（1）定义：如果三个向量，，a b c r r r不共面，那么对空间任一向量p u r ，存在唯一的有序实数组(x ，y ，z )，使=++p xa yb zc u r r r r.（2）基底与基向量：如果三个向量，，a b c r r r不共面，那么所有空间向量组成的集合就是{},,,=++∈p p xa yb zc x y z R u r u r r r r，这个集合可以看作由向量，，a b c r r r 生成的，我们把{}，，a b c r r r叫做空间的一个基底，，，a b c r r r 都叫做基向量。

说明：空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底.二、空间向量的正交分解1、单位正交基底：如果空间一个基底的三个向量两两互相垂直，那么这个基底叫作正交基底，特别地，当一个正交基底的三个基向量都是单位向量时，称这个基底为单位正交基底，通常用{}，，i j k r r r表示。

2、正交分解：把一个空间向量分解成三个两两垂直的向量，叫做把空间向量进行正角分解。

题型一空间向量基底的概念辨析【例1】若{},,a b c 构成空间的一个基底，则下列向量也可以构成空间中的一个基底的是（）A．{},,a b b c c a +++B．{},,a b b c c a---C．{},,a b c a b c +++D．{},,3a b c a b c a b c -++--+【变式1-1】设=+x a b ，=+y b c ，=+z c a ，且{},,a b c 是空间的一个基底，给出下列向量组：①{},,a b x ；②{},,x y z ；③{},,b c z ；④{},,++x y a b c ，则其中可以作为空间的基底的向量组有（）A．1B．2C．3D．4【变式1-2】设向量{,,}a b c 是空间一个基底，则一定可以与向量,=+=-p a b q a b 构成空间的另一个基底的向量是()A．aB．bC．cD．a 或b【变式1-3】下列说法正确的是（）A．任何三个不共线的向量可构成空间向量的一个基底B．空间的基底有且仅有一个C．两两垂直的三个非零向量可构成空间的一个基底D．直线的方向向量有且仅有一个【变式1-4】已知{}123,,e e e 是空间的一个基底，向量12332a e e e =++，23b e e λ=+，12332c e e e =++，若{},,a b c 能作为基底，则实数λ的取值范围是（）A．()(),11,-∞--+∞B．()(),00,∞-+∞U C．()(),11,-∞+∞D．()()(),00,11,∞∞-⋃⋃+题型二用基底表示空间向量问题【例2】在四面体OABC 中，OA a =，OB b =，OC c =，点M 在OA 上，且2OM MA =，N 是BC 的中点，则MN =（）A．121232a b c -+B．221332a b c+-r r r C．111222a b c+-D．211322a b c-++【变式2-1】在四面体OABC 中，,,OA a OB b OC c ===，点M 在OA 上，且2,OM MA N =为BC 中点，则MN =（）A．121232a b c-+B．211322a b c-++C．111222a b c+-D．221332a b c ++【变式2-2】如图，在正方体1111ABCD A B C D -中，AB a =，AD b =，1AA c =，若E 为1DD 的中点，F 在BD 上，且3BF FD =，则EF 等于（）A．111332a b c --B．111442a b c --C．111442a b c -+D．111233a b c -+【变式2-3】如图：在平行六面体1111ABCD A B C D -中，M 为11AC ，11B D 的交点．若11A B a =，11A D b =，1A A c =，则向量BM =（）A．1122-++a b cB．1122-+-a b cC．1122a b c--+D．1122a b c -+题型三空间向量基本定理的应用【例3】如图，已知空间四边形OABC ，其对角线为,OB AC ，,M N 分别为,OA BC 的中点，点G 在线段MN 上，3MG GN =，若OG xOA yOB zOC =++，则x y z ++=（）A．118B．98C．78D．58【变式3-】若{},,a b c 是空间的一个基底，且p xa yb zc =++，则(,,)x y z 叫p 在基底{},,a b c 下的坐标.已知p 在基底{},,a b c 下的坐标为()3,2,1，则p 在另一组基底{},,a b a b c -+下的坐标为（）A．13(,,1)22B．15(,,1)22C．13(,1,22D．15(,1,)22【变式3-2】在正方体1111ABCD A B C D -中，P 为1CC 的中点，E 为11C D 的中点，F 为11B C 的中点，O 为EF 的中点，直线PE 交直线1DD 于点Q ，直线PF 交直线1BB 于点R ，则（）A．511777AO AP AQ AR =++B．111244AO AP AQ AR =++C．211366AO AP AQ AR=++D．522999AO AP AQ AR=++【变式3-3】已知斜三棱柱111ABC A B C -所有棱长均为2，113A AB A AC π∠=∠=，点E ､F 满足112AE AA =，12BF BC =uu u r uu u r ，则EF =（）C．2。

高中试卷-1.2 空间向量基本定理同步练习(Word版含解析)(含答案)

1.2　空间向量基本定理题型一：空间向量基底概念与判断1．下列能使向量MA uuu r ，MB uuu r ，MC uuu ur 成为空间的一个基底的关系式是（）A ．111333OM OA OB OC =++uuuu r uuu r uuu r uuu r B ．MA MB MC=+uuu r uuu r uuu u r C ．OM OA OB OC=++uuuu r uuu r uuu r uuu r D ．2MA MB MC=-uuu ruuu r uuu u r2．空间四个点O ，A ，B ，C ，,,OA OB OC uuu r uuu r uuu r为空间的一个基底，则下列说法正确的是（）A ．O ，A ，B ，C 四点不共线B ．O ，A ，B ，C 四点共面，但不共线C ．O ，A ，B ，C 四点中任意三点不共线D ．O ，A ，B ，C 四点不共面3．若{},,a b c r r r为空间的一组基底，则下列各项中能构成基底的一组向量是（）A ．{},,a a b a b+-r r r r r B ．{},,b a b a b+-r r r r r C ．{},,c a b a b+-r r r r r D ．{},,2a b a b a b+-+r r r r r r题型二：空间向量基本定理的应用4．空间四边形OABC 中，,,OA a OB b OC c ===uuu r r uuu r r uuu r r.点M 在OA 上，且2OM MA =，N 为BC 的中点，则MN uuuu r 等于（）A ．12a r -2132b c+r r B ．-211322a b c++r r rC ．12a r 12b +r -23crD ．2233a b +r r -12cr5．设O ABC -是正三棱锥，1G 是ABC V 的重心，G 是1OG 上的一点，且13OG GG =，若OG xOA yOB zOC =++uuu r uuu r uuu r uuu r，则x y z ++=（）．A ．14B ．12C ．34D ．16．如图，在四面体ABCD 中，点M 是棱BC 上的点，且2BM MC ＝，点N 是棱AD 的中点.若MN x AB y AC z AD =++uuuu r uuu r uuu r uuu r，其中,,x y z 为实数，则xyz 的值是（）A ．19-B ．18-C ．19D ．18【双基达标】一、单选题7．已知{},,a b c r r r 是空间的一个基底，若p a b,q a b =+=-u r r r r r r，则（）A ．a,p,q r u r r是空间的一组基底B ．b,p,q r u r r是空间的一组基底C ．c,p,q r u r r是空间的一组基底D ．,p q u r r 与,,a b c r r r中的任何一个都不能构成空间的一组基底8．点P 是矩形ABCD 所在平面外一点，且PA ^平面ABCD ，M ，N 分别是PC ，PD 上的点，且23PM PC =uuuu r uuu r，=uuu r uuu rPN ND 则满足MN x AB y AD z AP =++uuuu r uuu r uuu r uuu r 的实数,,x y z 的值分别为（）A ．211,,366-B ．211,,366-C ．211,,366--D ．211,,366--9．在下列两个命题中，真命题是（）①若三个非零向量a r ，b r ，c r 不能构成空间的一个基底，则a r ，b r ，c r共面；②若a r ，b r 是两个不共线向量，而c r ＝λa r ＋μb r (λ，μR Î且λμ≠0)，则{a r ，b r ，c r}构成空间的一个基底．A ．仅①B ．仅②C ．①②D ．都不是10．如图，在长方体1111ABCD A B C D -中，P 是线段1D B 上一点，且12BP D P =，若1DP xAB y AD z AA =++uuu r uuu r uuu r uuur，则x y z ++=（）A ．43B ．23C ．13D ．111．如图，在三棱锥O ABC -中，点P ，Q 分别是OA ，BC 的中点，点D 为线段PQ 上一点，且2PD DQ =uuu r uuur，若记OA a =uuu r r ，OB b =uuu r r ，OC c =uuu r r，则OD =uuu r （）A ．111633a b c++r r r B ．111333a b c++r r rC ．111363a b c++r r r D ．111336a b c++r r r 12．下列结论错误的是（）.A ．三个非零向量能构成空间的一个基底，则它们不共面B ．两个非零向量与任何一个向量都不能构成空间的一个基底，则这两个向量共线C ．若a r ､b r是两个不共线的向量，且c a b l m =+r r r (R l m Î、且0l m ×¹)，则{}a b c r r r ，，构成空间的一个基底D ．若OA uuu r ､OB uuur ､OC uuu r 不能构成空间的一个基底，则O ､A ､B ､C 四点共面13．如图，已知空间四边形OABC ，其对角线为,,,OB AC M N 分别是,OA CB 的中点，点G 在线段MN 上，且使2MG GN =，用向量,,OA OB OC uuu r uuu r uuu r 表示向量OG uuu r为（）A ．111633OG OA OB OC =++uuu r uuu r uuu r uuu r B ．122233OG OA OB OC=++uuu r uuu r uuu r uuu r C ．2233OG OA OB OC=++uuu r uuu r uuu r uuu r D ．112233OG OA OB OC=++uuu uuu r uuu r uu r u r 14．设p ：a r ，b r ，c r是三个非零向量；q ：{},,a b c r r r 为空间的一个基底，则p 是q 的（）A ．充分不必要条件B ．必要不充分条件C ．充要条件D ．既不充分又不必要条件15．已知空间向量a r ，b r 满足|a r |=|b r |=1，且a r ，b r的夹角为3p ，O 为空间直角坐标系的原点，点A ，B 满足OA uuu r =2a r +b r ，OB uuu r =3a r -b r，则△OAB 的面积为（）A B C D ．11416．已知在四棱柱ABCD A B C D ¢¢¢¢-中，四边形ABCD 为平行四边形，若32AC a AB bBC cCC =+¢+¢uuuu r uuu r uuu r uuur，则abc =（）A ．12B ．13C ．16D ．56【高分突破】一：单选题17．在空间四边形OABC 中，OA a =uuu r r ，OB b =uuu r r ，OC c =uuu r r ，且AM MB =uuuu r uuu r，则MC =uuu u r （）A ．1122+-r r r a b cB ．1122a b c ++r r rC ．1122---r r r a b c D ．1122a b c--+r r r18．在三棱锥O ABC -中，,,,2OA a OB b OC c AM MO ====uuu r r uuu r uuu r r uuuu r uuuu r r ，N 为BC 中点，则MN =uuuu r（）A ．121232a b c-+r r r B ．111322a b c-++r r rC ．111222a b c+-r rr D ．121332a b c+-r r r 19．在平行六面体1111ABCD A B C D －中，AC 与BD 的交点为M ，设AB a =uuu r r ，AD b =uuu r r ，1AA c =uuur r，则下列向量中与1D M uuuuu r相等的向量是（）A ．1122-++r r r a b cB ．1122a b c-+r r rC ．1122+-r r ra b cD ．1122--r r ra b c20．如图，在四面体OABC 中，M ，N 分别在棱OA ，BC 上且满足2OM MA =uuuu r uuu r ，BN NC =uuu r uuu r，点G 是线段MN 的中点，用向量OA uuu r ，OB uuu r ，OC uuu r 作为空间的一组基底表示向量OG uuu r应为（）A ．111363OG OA OB OC =++uuu r uuu r uuu r uuu r B ．111344OG OA OB OC =++uuu r uuu r uuu r uuu rC ．111336OG OA OB OC=++uuu r uuu r uuu r uuu r D ．111443OG OA OB OC=++uuu r uuu r uuu r uuu r21．已知0a b c ++=r r r，||2a =r ，||3b =r ，||c =r ，则向量a r 与b r 之间的夹角,a b áñr r 为（）.A ．30°B ．45°C ．60°D ．以上都不对22．给出下列命题：①已知a b ^r r，则()()a b c c b a b c ×++×-=×r r r r r r r r ；②A 、B 、M 、N 为空间四点，若BA uuu r、BM uuuu r、BN uuu r不构成空间的一个基底，那么A 、B 、M 、N 共面；③已知a b ^r r，则a r 、b r 与任何向量都不构成空间的一个基底；④若a r 、b r 共线，则a r 、b r所在直线或者平行或者重合．正确的结论的个数为（）A ．1B ．2C ．3D ．423．已知O ，A ，B ，C 为空间不共面的四点，且向量a r =OA OB OC ++uuu r uuu r uuu r ，向量b =r OA OB OC +-uuu r uuu r uuu r ，则不能与,a b rr 构成空间的一个基底的是（）A ．OA uuu rB ．OB uuu rC ．OC uuu rD ．OA uuu r 或OBuuu r24．在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中，M ，N ，H 分别在棱1BB ，BC ，BA 上，且满足134BM BB =uuuu v uuuv，12BN BC =uuu v uuu v ，12BH BA =uuuv uuu v ，O 是平面1B HN ，平面ACM 与平面11B BDD 的一个公共点，设BO xBH yBN zBM=++uuu v uuuv uuu v uuuu v，则3x y z ++=（）A ．105B ．125C ．145D ．165二、多选题25．在以下命题中，不正确的命题有（）A ．a b a b -=+r r r r 是a r 、b r共线的充要条件B ．若//a b r r，则存在唯一的实数l ，使λa b=r r C ．对空间任意一点O 和不共线的三点A 、B 、C ，若22OP OA OB OC =--uuu r uuu r uuu r uuu r，则P 、A 、B 、C 四点共面D ．若{},,a b c r r r 为空间的一个基底，则{},,a b b c c a +++r r r r r r构成空间的另一个基底26．关于空间向量，以下说法正确的是（）A ．空间中的三个向量，若有两个向量共线，则这三个向量一定共面B ．若对空间中任意一点O ，有111632OP OA OB OC ®®®®=++，则P ，A ，B ，C 四点共面C ．已知向量{},,a b c ®®®组是空间的一个基底，若m a c ®®®=+，则{},,a b m ®®®也是空间的一个基底D ．若0a b ®®×<，则a b ®®×是钝角27．已知空间四边形OABC ，其对角线为OB 、AC ，M 、N 分别是对边OA 、BC 的中点，点G 在线段MN 上，且2MG GN =uuuu r uuu r ，现用基组{},,OA OB OC uuu r uuu r uuu r 表示向量OG uuu r，有OG xOA yOB zOC =++uuu r uuu r uuu r uuu r ，则（）A ．16x =B ．13y =C ．13z =D ．1x y z ++=28．如图，在平行六面体1111ABCD A B C D -中，以顶点A 为端点的三条棱长都是1，且它们彼此的夹角都是60°，M 为11A C 与11B D 的交点.若AB a =uuu r r ，AD b =uuu r r ，1AA c =uuur r.则下列正确的是（）A ．1122BM a b c =-+u u u u r r r rB ．1AC a b c=++uuuu r r r rC ．1ACD ．1cos ,AB AC <>uuu r uuuu r =29．下列命题中，正确的命题有（）A ．a b a b +=-r r r r 是a b r r ，共线的充要条件B ．若//a b r r 则存在唯一的实数l ，使得=a bl r r C ．对空间中任意一点O 和不共线的三点,,,A B C 若243OP OA OB OC =-+uuu r uuu r uuu r uuu r，则,,,P A B C 四点共面D ．若{}a b c r r r，，为空间的一个基底，则{}23a b b c c a +++r r r r r r ，，构成空间的另一个基底30．给出下列命题，其中正确的有（）A ．空间任意三个向量都可以作为一组基底B ．已知向量//a b rr ，则a r 、b r 与任何向量都不能构成空间的一组基底C ．A ，B ，M ，N 是空间四点，若BA uuu r ，BM uuuu r ，BN uuu r不能构成空间的一组基底，则A ，B ，M ，N 共面D ．已知{,,}a b c r r r是空间向量的一组基底，若m a c =+r r r ，则{,,}a b m r r r 也是空间一组基底三、填空题31．已知在正方体ABCD 一1111D C B A 中，点E 为底面1111D C B A 的中心，112a AA =ruuur ，12b AB =ruuu r ，13c AD =ruuu r ，AE xa yb zc =++uuu r r r r，则x =______，y =_______，z =_______．32．设,,x a b y b c z c a =+=+=+r r r u r r r r r r且{},,a b c r r r 是空间的一组基底，给出下列向量组：①{},,a b x r r r ；②{,,}x y z r u r r③{,,}b c z r r r ④{,,}x y a b c ++r u r r r r其中可以作为空间的基底的向量组是___________(填序号)．33．如图，已知空间四边形OABC ，其对角线为OB 、AC ，M 是边OA 的中点，G 是ABC D 的重心，则用基向量OA uuu r ，OB uuur ，OC uuu r 表示向量MG uuuu r 的表达式为___________.34．如图，点M 为OA 的中点，{},,OA OC OD uuu r uuu r uuu r 为空间的一个基底，DM xOA yOC zOD =++uuuu r uuu r uuu r uuu r ，则有序实数组（x ，y ，z ）=________.35．已知123e e e u r u u r ur ，，为不共面的三个向量，123123123a e e e b e e e c e e e =++=+-=-+u r u ur ur u r u u r ur u r u u r ur r r r ，，，12323d e e e =++u r u u r ur r ，若d a b c a b l =++r r r r，则α，β，λ的值分别为________．36．下列关于空间向量的命题中，正确的有______．①若向量a r ，b r与空间任意向量都不能构成基底，则//a b r r ；②若非零向量a r ，b r ，c r 满足a b ^r r，b c ^r r ，则有//r r a c ；③若OA uuu r ，OB uuur ，OC uuu r 是空间的一组基底，且111333OD OA OB OC =++uuu r uuu r uuu r uuu r ，则A ，B ，C ，D 四点共面；④若向量a b +r r ，b c +r r ，c a +r r ，是空间一组基底，则a r ，b r ，c r也是空间的一组基底．四、解答题37．在平行六面体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，设AB a =uuu r r ，AD b =uuu r r ，1AA c =uuur r，E ，F 分别是AD 1，BD 的中点．（1）用向量,,a b c r r r 表示1D B uuuu r，EF uuu r ；（2）若1D F xa yb zc =++uuuu r r r r，求实数,,x y z 的值．38．如图所示，在平行六面体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，E ，F 分别在B 1B 和D 1D 上，且BE ＝13BB 1，DF ＝23DD 1.求证：A，E ，C 1，F 四点共面.39．如图，在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中，1,,AB a AD b AA c ===uuu r r uuu r r uuur r，E 为A 1D 1的中点，F 为BC 1与B 1C 的交点.（1）用基底{},,a b c r r r 表示向量1,,DB BE AFuuu r uuu r uuu r（2）化简1DD DB CD ++uuur uuu r uuu r，并在图中标出化简结果.40．如图，已知PA ⊥平面ABCD ，四边形ABCD 为正方形，G 为△PDC 的重心，AB =uuu ri ，AD =uuu r j ，AP =uuu rk ，试用基底{i ，j ，k }表示向量PG uuu r ，BG uuu r.【答案详解】1．C 【详解】对于A ：由()1OM xOA yOB zOC x y z =++++=uuuu v uuuu v uuu v uuu v ，可得M ，A ，B ，C 四点共面，即,,MA MB MC uuu r uuur uuuu r共面，所以选项A 无法构成基底，选项C 可以构成基底；对于B ：因为MA MB MC =+uuu r uuu r uuu u r ，由平面向量基本定理，可得,,MA MB MC uuu r uuur uuuu r共面，无法构成基底，故B 错误；同理选项D 中，,,MA MB MC uuu r uuur uuuu r共面，故D 错误.故选：C 2．D 【详解】由空间基底的定义，,,OA OB OC uuu r uuu r uuu r三个向量不共面，但选项A ，B ，C 三种情形都有可能使,,OA OB OC uuu r uuu r uuu r共面，只有D 才能使这三个向量不共面.故选：D.【点睛】本题考查基底的概念，属于基础题.3．C 【详解】A ：因为()()2a b a b a r r r r r++-=，所以向量,,a a b a b r r r r r +-是共面向量，因此这三个向量不能构成基底；B ：因为()(1)()2a b a b b r r r r r++--=，所以向量,,b a b a b r r r r r +-是共面向量，因此这三个向量不能构成基底；C ：因为{},,a b c r r r为空间的一组基底，所以这三个向量不共面.若,,c a b a b r r r r r +-不构成一组基底，则有()()()()c x a b y a b c x y a x y b r r r r r r r r =++-Þ=++-，所以向量,,a b c r r r是共面向量，这与这三个向量不共面矛盾，故假设不正确，因此,,c a b a b r r r r r+-能构成一组基底，D ：因为312()()22a b a b a b r r r r r r +=+++，所以向量,,2a b a b a b r r r r r r+-+是共面向量，因此,,2a b a b a b r r r r r r+-+不能构成一组基底.故选：C 4．B【详解】解：因为2OM MA =，所以2233OM OA a ==uuuu r uuu r r ,N 为BC 的中点，则()111222ON OB OC b c =+=+uuu r uuu r uuu r r r ，()2121132322MN MO ON OA OB OC a b c =+=-++=-++uuuu r uuuu r uuu r uuu r uuu r uuu r r r r .故选：B.5．C【详解】如下图所示，连接1AG 并延长交BC 于点D ，则点D 为BC 的中点，1G Q 为ABC V 的重心，可得123AG AD =uuuu r uuu r ，而()()111222OD OB BD OB BC OB OC OB OB OC =+=+=+-=+uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r ，()1122123333OG OA AG OA AD OA OD OA OA OD =+=+=+-=+uuuu r uuu r uuuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r ()()12113323OA OB OC OA OB OC =+×+=++uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r ，所以，13311111144333444OG OG OA OB OC OA OB OC æö==++=++ç÷èøuuu r uuuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r ，所以，14x y z ===，因此，34x y z ++=.故选：C.6．C 【详解】因为12()23MN AN AM AD AB BC =-=-+uuuu r uuu r uuuu r uuu r uuu r uuu r 12()23AD AB AC AB =---uuu r uuu r uuu r uuu r 112233AD AB AC =--uuu r uuu r uuu r ，所以121,,332x y z =-=-=，故19xyz =.故选：C.7．C假设12c k p k q =+r u r r ，即()()12c k a b k a b =++-r r r r r ，得()()12120k k a k k b c ++--=r r r r ，这与{},,a b c r r r 是空间的一个基底矛盾，故c,p,q r u r r 是空间的一组基底，故选：C .8．D取PC 的中点E ，连接NE ，则()21321122MN EN EM PC PC CD PM PE CD æö=-=--=--ç÷èøuuuu r uuu r uuuu r uuu r uuuu r uuu r uuu r uuu r uuu r ()()111221116626PC AC AP AB AD A B P CD A AB =--=+----=-u uuu r uuu r u uu r uuu r uu uu r uu u r uuu u r r uuu r 211366AB AD AP =--+uuu r uuu r uuu r ，又因为MN x AB y AD z AP =++uuuu r uuu r uuu r uuu r ，由空间向量基本定理可得：231616x y z ì=-ïïï=-íïï=ïî故选：D.9．A【详解】解：根据空间向量基底的定义，三个非零向量a r ，b r ，c r 不能构成空间的一个基底，则a r ，b r ，c r 共面正确，故①为真命题；根据平面向量基本定理，若a r ，b r 是两个不共线向量，且c r ＝λa r ＋μb r(λ，μR Î且λμ≠0)，则c r 与a r 、b r 所确定的平面共面，即a r ，b r ，c r 共面，所以{a r ，b r ，c r }不能构成空间的一个基底，故②为假命题.故选：A.10．B【详解】长方体1111ABCD A B C D -中，依题意，1113D P D B =uuuu r uuuu r ，11111111121()()3333DP DD D P DD D B DD DB DD DD DA AB =+=+=+-=++uuu r uuuu r uuuu r uuuu r uuuu r uuuu r uuu r uuuu r uuuu r uuu r uuu r 1112333AB AD AA =-+uuu r uuu r uuur ，而1DP xAB y AD z AA =++uuu r uuu r uuu r uuur ，又1,,AB AD AA uuu r uuu r uuur 不共面，于是得13x =，13y =-，23z =，所以23x y z ++=.故选：B 11．A【详解】解: ()12121222323233OD OP PD OA PQ OA OQ OP OA OQ OP =+=+=+-=+-uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r ()12121111+11126332326333OA OB OC OA OA OB OC a b c =+´+´=++-=+uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r u r r uu r r ,故选:A12．C【详解】A 选项，三个非零向量能构成空间的一个基底，则三个非零向量不共面，故A 正确；B 选项，三个非零向量不共面，则此三个向量可以构成空间的一个基底，若两个非零向量与任何一个向量都不能构成空间的一个基底，则这三个向量共面，则已知的两个向量共线，如图，故B 正确；C 选项，∵ 满足c a b l m =+r r r ，∴a r ，b r ，c r 共面，不能构成基底，故C 错误，D 选项，因为OA uuu r ､OB uuu r ､OC uuu r 共起点，若O ，A ，B ，C 四点不共面，则必能作为空间的一个基底，故D 正确，故选C .13．A 【详解】221333OG OM MG OM MN ON OM =+=+=+uuu r uuuu r uuuu r uuuu r uuuu r uuu r uuuu r .因为,M N 分别为,OA CB 的中点，所以()11,,22OM OA ON OB OC ==+uuuu r uuu r uuu r uuu r uuu r 所以()1111136633OG OB OC OA OA OB OC =++=++uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r .故选：A.14．B当非零向量a r ，b r ，c r 共面时，{},,a b c r r r 不能是空间的一个基底，由p 得不出q ，若{},,a b c r r r 为空间的一个基底，则a r ，b r ，c r 一定不共面，所以a r ，b r ，c r 一定是非零向量，所以由q 可以得出p ，因此p 是q 的必要不充分条件，故选：B.15．B【详解】|OA uuu r，|OB uuu r |==，则cos∠AOB=·||||OA OB OA OB uuu r uuu r uuu r uuu r=226||||7a b a b -+×r r r r 1611127-+´´==1114，从而有sin ∠AOB=，∴△OAB 的面积S 1||||sin 2OA OB AOB =Ðuuu r uuu r =12，故选：B ．16．C【详解】据题意，得AC AB BC CC ¢¢=++uuuu r uuu r uuu r uuuu r ，32AC a AB bBC cCC =+¢+¢uuuu r uuu r uuu r uuur ，所以32AB BC CC a AB bBC cCC ¢¢++=++uuu r uuu r uuur uuu r uuu r uuur ，即(31)(21)(1)0a AB b BC c CC ¢-+-+-=uuu r uuu r uuur .又因为,,AB BC CC ¢uuu r uuu r uuur 为空间不共面的三个向量，所以312110a b c -=-=-=，所以11,,132a b c ===，所以16abc =.故选：C.17．D()1122MC OC OM OC OA AB OC OA OB OA æö=-=-+=---ç÷èøu u u r u u u r u u u r u u u r u u r u u u r u u u r u u r u u u r u u r 11112222OC OA OB c a b --=--=u u u r u u r u u u r r r r 故选：D18．B【详解】连接ON ，所以()()1122ON OB OC b c =+=+uuu r uuu r uuu r r r ，因为2AM MO =uuuu r uuuu r ，所以1133OM OA a ==uuuu r uuu r r ，所以()11112322MN MO ON OM OB OC a b c =+=-++=-++uuuu r uuu r uuuu r uuu r uuu r uu r r uu r r .故选：B.19．D 【详解】()()11112D M AM AD AB AD AD AA =-=+-+uuuuu r uuuu r uuuu r uuu r uuu r uuu r uuu r 11122AB AD AA =--uuu r uuu r uuur 1122a b c =--r r r 故选：D20．B【详解】连接ON ，如图，则由向量加法的平行四边形法则可得()()1121122322OG OM ON OA OB OC =+=´+´+uuu r uuuu r uuu r uuu r uuu r uuu r 111344OA OB OC =++uuu r uuu r uuu r .故选：B.21．C因为0a b c ++=r r r ，所以a b c +=-r r r ，两边平方得：222||||||2||||cos ,c a b a b a b =++áñr r r r r r r ，即1949223cos ,a b =++´´´áñr r ，所以1cos ,2a b áñ=r r ，因为[],0,180a b Î°°n n r r ，所以,60a b °áñ=r r .故选：C22．C对于①，若a b ^r r ，则0a b ×=r r ，故()()a b c c b a a b a c c b c a c b ×++×-=×+×+×-×=×r r r r r r r r r r r r r r r r ，故①正确；对于②，若BA uuu r 、BM uuuu r 、BN uuu r 不构成空间的一个基底，则BA uuu r 、BM uuuu r 、BN uuu r 这3个向量在同一平面内，故A 、B 、M、N 共面，故②正确；对于③，当a b ^r r 时，若c r 与a r 、b r 不共面，则a r 、b r 、c r 可构成空间的一个基底，故③不正确；对于④，根据向量共线的定义可得其成立，故④正确，故选：C.23．C【详解】因为a r =OA OB OC ++uuu r uuu r uuu r ，b r =OA OB OC +-uuu r uuu r uuu r ，故12OC =uuu r (a b -r r )，所以OC uuu r 与向量,a b r r 共面，故OC uuu r ，a r ，b r 不能构成空间的一个基底.故选：C .24．C【详解】如图，Q 为AC 与BD 交点，P 为BQ 中点，O 为MQ 与1B P 的交点.过P 作PT 平行MQ 交1BB 于T .如图,则T 为BM 中点，所以1111131334224242MT BM BB MB MB ==´=´´=.所以123B O OP =uuur uuu r ，因此1323421411()555352555BO BB BP BM BH BN BM BH BN =+=×+×+=++uuu r uuur uuu r uuuu r uuur uuu r uuuu r uuur uuu r ，因为BO xBH yBN zBM =++uuu r uuu r ，所以411,,555z x y ===,1435x y z \++=.故选：C25．ABC 【详解】对于A 选项，充分性：若a b a b -=+r r r r ，则a r 、b r 方向相反，且a b ³r r ，充分性成立；必要性：若a r 、b r 共线且方向相同，则a b a b +=+r r r r ，即必要性不成立，所以，a b a b -=+r r r r 是a r 、b r 共线的充分不必要条件，A 选项错误；对于B 选项，若0b =r r ，0a ¹r r ，则//a b r r ，但不存在实数l ，使得λa b =r r ，B 选项错误；对于C 选项，对空间任意一点O 和不共线的三点A 、B 、C ，若P 、A 、B 、C 四点共面，可设AP xAB y AC =+uuu r uuu r uuu r，其中x 、y R Î，则()()OP OA x OB OA y OC OA -=-+-uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r ，可得()1OP x y OA xOB yOC =--++uuu r uuu r uuu r uuu r ，由于22OP OA OB OC =--uuu r uuu r uuu r uuu r ，22111--=-¹Q ，此时，P 、A 、B 、C 四点不共面，C 选项错误；对于D 选项，假设a b +r r 、b c +r r 、c a +r r 共面，可设()()()a b m b c n c a na mb m n c +=+++=+++r r r r r r r r r ，由于{},,a b c r r r 为空间的一个基底，可得110m n m n =ìï=íï+=î，该方程组无解，假设不成立，所以，{},,a b b c c a +++r r r r r r 构成空间的另一个基底，D 选项正确.故选：ABC.26．ABC【详解】对于A 中，根据共线向量的概念，可知空间中的三个向量，若有两个向量共线，则这三个向量一定共面，所以是正确的;对于B 中，若对空间中任意一点O ，有111632OP OA OB OC ®®®®=++，因为1111632++=，根据空间向量的基本定理,可得P,A,B,C 四点一定共面，所以是正确的;对于C 中，由{},,a b c ®®®是空间中的一组基底，则向量,,a b c ®®®不共面，可得向量,,a b c a +r r r r 不共面，所以{},,a b m ®®®也是空间的一组基底，所以是正确的;对于D 中，若0a b ®®×<，又由[0,]a b p ®®×Î，所以(,]2a b pp ®®×Î，所以不正确.故选：ABC27．ABC【详解】如下图所示，N Q 为BC 的中点，则()11112222ON OB BN OB BC OB OC OB OB OC =+=+=+-=+uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r ，M Q 为OA 的中点，则12OM OA =uuuu r uuu r ，111222MN ON OM OB OC OA \=-=+-uuuu r uuu r uuuu r uuu r uuu r uuu r ，2MG GN =uuuu r uuu r Q ，则23MG MN =uuuu r uuuu r ，212111111323222633OG OM MG OM MN OA OB OC OA OA OB OC æö\=+=+=++-=++ç÷èøuuu r uuuu r uuuu r uuuu r uuuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r ，16x \=，13y z ==，则56x y z ++=.故选：ABC.28．BD【详解】由空间向量的加法法则得1AC a b c =++uuuu r r r r ，B 正确，111111111111()22BM BB B M BB B D AA B A B C =+=+=++uuuu r uuur uuuur uuur uuuu r uuur uuuu r uuuu r 111()222c a b a b c =+-+=-++r r r r r r ，A 错误；由已知111cos 602a b b ca c ×=×=×=´´°=r r r r r r ，1AC a b =+===uuuu r r rC 错；1cos ,AB AC <==uuu r uuuu r ，D 正确．故选：BD ．29．CD【详解】对于,A 当a b a b +=-r r r r 时，a b r r ，共线成立，但当a b r r ，同向共线时a a bb +¹-r r r r 所以a b a b +=-r r r r 是a b r r ，共线的充分不必要条件，故A 不正确对于B ，当0b =r 时，//a b r r ，不存在唯一的实数,l 使得=a b l r r ，故B 不正确对于C ，由于243OP OA OB OC =-+uuu r uuu r uuu r uuu r ，而2431-+=，根据共面向量定理知P A B C ，，，四点共面，故C 正确对于D ，若{}a b c r r r ，，为空间的一个基底，则a b c r r r ，，不共面，由基底的定义可知，23a b b c c a +++r r r r r r ，，不共面，则{}23a b b c c a +++r r r r r r ，，构成空间的另一个基底，故D 正确.故选：CD30．BCD【详解】选项A 中，根据空间基底的概念，可得任意三个不共面的向量都可以作为一个空间基底，所以A 不正确；选项B 中，根据空间基底的概念，可得B 正确；选项C 中，由,,BA BM BN uuu r uuuu r uuu r 不能构成空间的一个基底，可得,,BA BM BN uuu r uuuu r uuu r 共面，又由,,BA BM BN uuu r uuuu r uuu r 过相同点B ，可得,,,A B M N 四点共面，所以C 正确；选项D 中：由{},,a b c r r r 是空间的一个基底，则基向量,a b r r 与向量m a c =+r r r 一定不共面，所以可以构成空间另一个基底，所以D 正确．故选：BCD.31．2 132如图所示，11113()222AE AA A E AA AB AD a b c xa yb zc =+=++=++=++uuu r uuur uuu u r uuur uuu r uuu r r r r r r r 所以3212x y z ===，，，故答案为：①2，②1，③3232．②③④【详解】如图，平行六面体1111ABCD A B C D -中，设1,,a AB b AD c AA ===r uuu r r uuu r r uuur ，则11,,x AC y AD z AB ===r uuu r u r uuuu r r uuu u r ，1a b c AC ++=r r r uuuu r ，因,,,A B D C 四点共面，则向量,,a b x r r r 共面，而11,,,A C D B 四点不共面，则向量,,x y z r u r r 不共面，又11,,,A D A B 四点不共面，则,,b c z r r r 不共面，11,,,A C D C 四点不共面，则,,x y a b c ++r u r r r r 也不共面，所以可以作为空间的基底的向量组是②③④.故答案为：②③④33．如图所示，连AG 延长交BC 于E ，MG MA AG=+u u u r u u u r u u u r 1223OA AE =+uuu r uuu r ()121232OA AB AC =+×+uuu r uuu r uuu r ()()111233OA OB OA OC OA =+-+-uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r 111633OA OB OC =-++uuu r uuu r uuu r 故答案为：111633MG OA OB OC =-++uuuu r uuu r uuu r uuu r .34．1,0,12æö-ç÷èø12DM OM OD OA OD =-=-uuuu r uuuu r uuu r uuu r uuu r 所以有序实数组()1,,,0,12x y z æö=-ç÷èø，故答案为：1,0,12æö-ç÷èø.35．511.22a b l ==-=-；；∵()()()123123123d a b c e e e e e e e e e a b l a b l =++=++++-+-+u r u u r ur u r u u r ur u r u u r ur r r r r 且123e e e u r u u r ur ，，不共面()()()123d e e e a b l a b l a b l \=++++-+-+u r u r u u r ur∴123a a a b l b l b l ++=ìï+-=íï-+=î，∴5,21,1.2a b l ì=ïï=-íïï=-î故答案为：511.22a b l ==-=-；；36．①③④【详解】对于①：若向量a r ， b r 与空间任意向量都不能构成基底，只能两个向量为共线向量，即//a b r r ，故①正确；对于②：若非零向量a r ，b r ，c r 满足a b ^r r ，b c ^r r ，则a r 与c r 不一定共线，故②错误；对于③：若OA uuu r ，OB uuu r ，OC uuu r 是空间的一组基底，且111333OD OA OB OC =++uuu r uuu r uuu r uuu r ，则11()()33OD OA OB OA OC OA -=-+-uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r ，即1133AD AB AC =+uuu r uuu r uuu r ，可得到,,A B C ，D 四点共面，故③正确；对于④：若向量a b +r r ，b c +r r ，c a +r r ，是空间一组基底，则空间任意一个向量d u r ，存在唯一实数组(,,)x y z ，使得()()()()()()d x a b y b c z c a x z a x y b y z c =+++++=+++++v v v v v v v v v v ，由,,x y z 的唯一性，则x z +，x y +，y z +也是唯一的则a r ，b r ，c r 也是空间的一组基底，故④正确．故答案为：①③④37．（1）1D B a b c =--uuuu r r r r ，()12EF a c =-uuu r r r ；（2）11,,122x y z ==-=-（1）如图，连接AC ，EF ，D 1F ，BD 1，111D B D D DB AA AB AD a b c=+=-+-=--uuuu r uuuu r uuu r uuur uuu r uuu r r r r ()()()111111122222EF EA AF D A AC AA AD AB AD a c =+=+=-+++=-uuu r uuu r uuu r uuuu r uuu r uuur uuu r uuu r uuu r r r （2）()()()111111*********D F D D D B AA D B c a b c a b c =+=-+=-+--=--uuuu r uuuu r uuuu r uuur uuuu r r r r r r r r 11,,122x y z \==-=-38．证明:因为11AC AB AD AA ®®®®=++＝111233AB AD AA AA ®®®®+++＝11()3AB AA ®®+＋12()3AD AA ®®+＝AB BE AD DF AE AF ®®®®®®+++=+，所以1AC ®，AE ®，AF ®共面，所以A ，E ，C 1，F 四点共面.39．（1）111DC CB DC BB BC a b B c D =+=+-=-+uuu r uuu r uuur uuu r uuur uuu r r r r ，1112BA AA A E a b BE c =++=-++uuu r uuu r uuur uuur r r r ，()111222AB BF a b c a b AF c =+=++=++uuu r uuu r uuu r r r r r r r ；（2）()1111111DD DB CD DD DB CD DD CB DD D A DA ++====++++uuur uuu r uuu r uuur uuu r uuu r uuur uuu r uuur uuuur uuu u r 如图，连接DA 1，则1DA uuu u r 即为所求.40．PG uuu r 13=i +23j -23k ；BG uuu r =-23i +23j +13k .【详解】延长PG 交CD 于点N ，则N 为CD 的中点，因为G 为△PDC 的重心，所以PG uuu r ()1122233333PN PA AB AD AP A A A AD P D B ==+++-+-==uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r 13i +23j -23k .111323BG BC CN NG BC CN NP AD DC PN =++=++=--uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuu r 111221()63323331A AB AD AP AD AB AP D AB =+-=-+--uuu r uuu r uuu r uuu r uuu uuu r uuu r r uuu r 23=-i ＋23j ＋13k .。

1.2 空间向量的基本定理(原卷版)

1.2 空间向量基本定理一、单选题1．{},,a b c 为空间向量的一组基底，则下列各项中，能构成空间向量的基底的一组向量是（）A ．{},,a a b a b +-B ．{},,b a b a b +-C ．{},,c a b a b +-D ．{},,2a b a b a b +-+2.给出下列命题：①已知a b ⊥，则()()a b c c b a b c ⋅++⋅-=⋅；②,,,A B M N 为空间四点，若,,BA BM BN 不构成空间的一个基底，那么,,,A B M N 共面； ③已知a b ⊥，则,a b 与任何向量都不构成空间的一个基底； ④若,a b 共线，则,a b 所在直线或者平行或者重合．正确的结论的个数为（） A ．1B ．2C ．3D ．43.在四面体ABCD 中，点F 在AD 上，且2AF FD =，E 为BC 中点，则EF 等于( )A ．112223EF AC AB AD =+- B ．112223EF AC AB AD =--+C ．112223EF AC AB AD =-+ D ．112223EF AC AB AD =-+-4.如图，已知正方体1111ABCD A B C D -中，点E 为上底面11A C 的中心，若1AE AA xAB y AD =++则(x y += )A ．12B ．1C ．32D ．25．（多选题）（2020宁阳县四中高二期末）给出下列命题，其中正确命题有（） A ．空间任意三个不共面的向量都可以作为一个基底B ．已知向量//a b ，则,a b 与任何向量都不能构成空间的一个基底C ．,,,A B M N 是空间四点，若,,BA BM BN 不能构成空间的一个基底，那么,,,A B M N 共面D ．已知向量{},,a b c 组是空间的一个基底，若m a c =+，则{},,a b m 也是空间的一个基底6．（多选题）设a ，b ，c 是空间一个基底( ) A ．若a b ⊥，b c ⊥，则a c ⊥B ．则a ，b ，c 两两共面，但a ，b ，c 不可能共面C ．对空间任一向量p ，总存在有序实数组(x ，y ，)z ，使p xa yb zc =++D ．则a b +，b c +，c a +一定能构成空间的一个基底二、填空题7．已知S 是△ABC 所在平面外一点，D 是SC 的中点，若BD =x SA ySB zSC ++，则x +y +z =_____.8.已知四棱柱的底面ABCD 是矩形，底面边长和侧棱长均为2，，则对角线的长为_____________．9.已知为空间的一个基底，且，，，能否以作为空间的一个基底______ 填“能”或“不能”．三、解答题10．已知ABCD A B C D-''''是平行六面体．（1）化简1223AA BC AB'++，并在图形中标出其结果；（2）设M是底面ABCD的中心，N是侧面BCC B''的对角线BC'上的点，且:3:1BN NC'=，设MN AB AD AAαβγ'=++，试求α，β，γ的值．11、如图，平面平面，，四边形为平行四边形，，，为线段的中点，点满足．（Ⅰ）求证：直线平面；（Ⅱ）若平面平面，求直线与平面所成角的正弦值．。

1.2 空间向量基本定理-基础练(原卷版)

1.2 空间向量基本定理-基础练一、选择题 1.有以下命题：如果向量与任何向量不能构成空间向量的一组基底，那么的关系是不共线；为空间四点，且向量不构成空间的一个基底，则点一定共面；已知向量是空间的一个基底，则向量也是空间的一个基底其中正确的命题是A. B. C. D.2.设向量a ,b ,c 不共面,则下列可作为空间的一个基底的是( )A.{a+b ,b -a ,a }B.{a+b ,b -a ,b }C.{a+b ,b -a ,c }D.{a+b+c ,a+b ,c }3.如图,在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AC 与BD 的交点为点M ,AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,则下列向量中与C 1M ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 相等的向量是( )A.-12a +12b +cB.12a +12b +cC.-12a -12b -cD.-12a -12b +c 4.已知O ,A ,B ,C 为空间不共面的四点,且向量a =OA⃗⃗⃗⃗⃗ +OB ⃗⃗⃗⃗⃗ +OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,向量b =OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +OB ⃗⃗⃗⃗⃗ −OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,则不能与a ,b 构成空间的一个基底的是( )A.OA ⃗⃗⃗⃗⃗B.OB ⃗⃗⃗⃗⃗C.OC ⃗⃗⃗⃗⃗D.OA ⃗⃗⃗⃗⃗ 或OB ⃗⃗⃗⃗⃗5．（多选题）（2020宁阳县四中高二期末）给出下列命题，其中正确命题有（）A ．空间任意三个不共面的向量都可以作为一个基底B ．已知向量//a b ，则,a b 与任何向量都不能构成空间的一个基底C ．,,,A B M N 是空间四点，若,,BA BM BN 不能构成空间的一个基底，那么,,,A B M N 共面D ．已知向量{},,a b c 组是空间的一个基底，若m a c =+，则{},,a b m 也是空间的一个基底6．（多选题）设a ，b ，c 是空间一个基底( )A ．若a b ⊥，b c ⊥，则a c ⊥B ．则a ，b ，c 两两共面，但a ，b ，c 不可能共面C ．对空间任一向量p ，总存在有序实数组(x ，y ，)z ，使p xa yb zc =++D ．则a b +，b c +，c a +一定能构成空间的一个基底二、填空题 7.在空间四边形OABC 中,OA⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,点M 在线段AC 上,且AM=2MC ,点N 是OB 的中点,则MN⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =______. 8．在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,设AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,AA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =c ,A 1C 1与B 1D 1的交点为E ,则BE ⃗⃗⃗⃗⃗ = .10．（2020山东菏泽四中高二期末）在正四面体ABCD 中，M ，N 分别为棱BC 、AB 的中点，设AB a =，AC b =，AD c =，用a ，b ，c 表示向量DM =______，异面直线DM 与CN 所成角的余弦值为______. 三、解答题11.已知{e 1,e 2,e 3}是空间的一个基底,且OA =e 1+2e 2-e 3,OB =-3e 1+e 2+2e 3,OC =e 1+e 2-e 3,试判断{,,OA OB OC }能否作为空间的一个基底?若能,试以此基底表示向量OD =2e 1-e 2+3e 3;若不能,请说明理由.12.如图,已知正方体ABCD -A'B'C'D',点E 是上底面A'B'C'D'的中心,取向量AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,AA'⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 为基底的基向量,在下列条件下,分别求x ,y ,z 的值.(1)BD '⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =x AD ⃗⃗⃗⃗⃗ +y AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +z AA'⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ; (2)AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =x AD ⃗⃗⃗⃗⃗ +y AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +z AA'⃗⃗⃗⃗⃗⃗ .。

1.2 空间向量基本定理(解析版)

B.2
C.3
D.4
答案 C
解析显然①正确;若 a,b 共线,则|a|+|b|=|a+b|或|a+b|=||a|-|b||,故②错误;若共线,则直线 AB,CD 可能重
合,故③错误;只有当 x+y+z=1 时,P,A,B,C 四点才共面,故④错误.
6. 设 e1,e2 是空间两个不共线的向量 , 已知 =e1+ke2,=5e1+4e2,=-e1-2e2, 且 A,B,D 三点共线 , 实数
A.
B.
C.
D.
答案 D
解析由于,对照已知式子可得 x=1,-2y=1,3z=1,故 x=1,y=-,z=,从而 x+y+z=.
3.(多选)已知正方体 ABCD-A1B1C1D1 中,P,M 为空间任意两点,如果有+7+6-4,那么对 M 判断错误的是
()
A.在平面 BAD1 内
B.在平面 BA1D 内
∴,即 AB∥EF.又 AB⊄平面 EFGH,
∴AB 与平面 EFGH 平行,即 AB∥平面 EFGH.
5
2x+3y+4z=
.
答案-1
解析=2x+3y+4z
=-2x-3y-4z.
由四点共面的充要条件知-2x-3y-4z=1,
即 2x+3y+4z=-1.
3
6.如图,设 O 为▱ABCD 所在平面外任意一点,E 为 OC 的中点,若+x+y,求 x,y 的值. 解析因为
= ==-) =-) =-) =-, 所以 x=,y=-. 7.已知非零向量 e1,e2 不共线,如果=e1+e2,=2e1+8e2,=3e1-3e2,求证:A,B,C,D 四点共面. 证明证法一:令λ(e1+e2)+μ(2e1+8e2)+v(3e1-3e2)=0, 则(λ+2μ+3v)e1+(λ+8μ-3v)e2=0. ∵e1,e2 不共线, ∴

1.2.1空间向量基本定理(原卷版)

1.2 空间向量基本定理第1课时空间向量基本定理知识点一空间向量基本定理如果三个向量a ，b ，c 不共面，那么对任意一个空间向量p ，存在唯一的有序实数组(x ，y ，z )，使得p ＝x a ＋y b ＋z c .我们把{a ，b ，c }叫做空间的一个基底，a ，b ，c 都叫做基向量．知识点二空间向量的正交分解1．单位正交基底如果空间的一个基底中的三个基向量两两垂直，且长度都是1，那么这个基底叫做单位正交基底，常用{i ，j ，k }表示．2．向量的正交分解由空间向量基本定理可知，对空间任一向量a ，均可以分解为三个向量x i ，y j ，z k 使得a ＝x i ＋y j ＋z k . 像这样把一个空间向量分解为三个两两垂直的向量，叫做把空间向量进行正交分解．【题型目录】题型一、空间的基底题型二、用空间基底表示向量题型一、空间的基底1．（多选）若向量{a ，b ，c }构成空间的一个基底，则下列向量共面的是（）A ．a b +，a b -，a +2bB ．a b -，a c +，b c +C ．a b -，c ，a b c ++D ．a -2b ，b c +，a c b +-2．（多选）已知a ，b ，c 是空间的三个单位向量，下列说法正确的是（）A ．若//a b ，//b c ，则//a cB ．若a ，b ，c 两两共面，则a ，b ，c 共面C ．对于空间的任意一个向量p ，总存在实数x ，y ，z ，使得p xa yb zc =++D ．若{}a b c ，，是空间的一组基底，则{}a b b c c a +++，，也是空间的一组基底3．已知空间的一个基底{a ，b ，c }，m ＝a －b ＋c ，n ＝x a ＋y b ＋c ，若m 与n 共线，则x ＋y ＝________. 题型二、用空间基底表示向量4．三棱柱ABC DEF -中，G 为棱AD 的中点，若,,BA a BC b BD c ===，则CG =（） A ．a b c -+-B ．1122a b c -+ C ．12a b c -++D ．1122-++a b c 5．如图所示，在平行六面体1111ABCD A B C D -中，E ，F 分别在1BB 和1DD 上，且113BE BB =，123DF DD =．(1)证明：A 、E 、1C 、F 四点共面．(2)若1EF xAB yAD zAA =++，求x y z ++．6．已知{},,a b c 是空间的一个单位正交基底，向量23,{,,}p a b c a b a b c =+++-是空间的另一个基底，用基底{},,a b a b c +-表示向量p =___________.1．下列结论错误的是( )A ．三个非零向量能构成空间的一个基底，则它们不共面B ．两个非零向量与任何一个向量都不能构成空间的一个基底，则这两个向量共线C ．若a ，b 是两个不共线的向量，且c ＝λa ＋μb (λ，μ∈R 且λμ≠0)，则{a ，b ，c }构成空间的一个基底D ．若OA →，OB →，OC →不能构成空间的一个基底，则O ，A ，B ，C 四点共面2．已知{},,a b c 是空间一个基底，p a b =+，q a b =-，一定可以与向量p ，q 构成空间另一个基底的是（） A ．a B ．b C ．c D ．123p q - 3．如图，在四面体OABC 中，点M 在棱OA 上，且满足2OM MA =，点N ，G 分别是线段BC ，MN 的中点，则用向量OA ，OB ，OC 表示向量OG 应为（）A ．111344OG OA OB OC =++B ．111344OG OA OB OC =-+ C ．111344OG OA OB OC =--D ．111344OG OA OB OC =+- 4．在四面体O －ABC 中，OA →＝a ，OB →＝b ，OC →＝c ，D 为BC 的中点，E 为AD 的中点，则OE →＝________.(用a ，b ，c 表示)1．设p ：a ，b ，c 是三个非零向量；q ：{a ，b ，c }为空间的一个基底，则p 是q 的( )A ．充分不必要条件B ．必要不充分条件C ．充要条件D ．既不充分又不必要条件2．已知M ，A ，B ，C 四点互不重合且任意三点不共线，则下列式子中能使向量MA →，MB →，MC →成为空间的一个基底的是( )A.OM →＝13OA →＋13OB →＋13OC → B.MA →＝MB →＋MC →C.OM →＝OA →＋OB →＋OC →D.MA →＝2MB →－MC →3．如图，在正方体1111ABCD A B C D -，中，点E 是11A C 的中点，点F 在AE 上，且12AF EF =，则AF =（） A ．11122AA AB AD ++B ．1111222AA AB AD ++ C ．1111266AA AB AD ++D ．1111366AA AB AD ++4．正方体ABCD －A ′B ′C ′D ′中，O 1，O 2，O 3分别是AC ，AB ′，AD ′的中点，以{AO 1—→，AO 2—→，AO 3—→}为基底，AC ′——→＝xAO 1—→＋yAO 2—→＋zAO 3—→，则( )A ．x ＝y ＝z ＝12B ．x ＝y ＝z ＝1C ．x ＝y ＝z ＝22D ．x ＝y ＝z ＝2 5．（多选）关于空间向量，以下说法正确的是（）A ．空间中的三个向量，若有两个向量共线，则这三个向量一定共面B ．若对空间中任意一点O ，有111632OP OA OB OC =++，则P ，A ，B ，C 四点共面 C ．已知向量{},,a b c 是空间的一个基底，若m a c =+，则{},,a b m 也是空间的一个基底D ．若0a b ⋅<，则,a b 是钝角6．如图所示，在平行六面体1111ABCD A B C D -中1AB a AD b AA c M ===，，，，是1D D 的中点，点N 是1AC 上的点，且113AN AC =，用a b c ，，表示向量MN 的结果是______. 7．如图，在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，用AC →，AB 1→，AD 1—→作为基向量，则AC 1—→＝____________.8．如图所示，已知P A ⊥平面ABCD ，M ，N 分别是AB ，PC 的中点，且P A ＝AD ＝1，四边形ABCD 为正方形，以{AB →，AD →，AP →}为基底，则MN →＝________.9．如图，在三棱锥P ABC -中，点D 为棱BC 上一点，且2CD BD =，点M 为线段AD 的中点．(1)以{},,AB AC AP 为一组基底表示向量PM ；(2)若3AB AC ==，4AP =，60BAC PAC ∠=∠=，求PM AC ⋅．10．如图所示，在空间四边形OABC 中，G ，H 分别是△ABC ，△OBC 的重心，设OA →＝a ，OB →＝b ，OC →＝c ，用向量a ，b ，c 表示向量GH →.。