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1、空間直角坐標(biāo)系 同步練習(xí)
YCY本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分.共150分.
第Ⅰ卷(選擇題,共50分)
一、選擇題:在每小題給出的四個選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的,請把正確答案的代號填在題后的括號內(nèi)(每小題5分,共50分).
1.在空間直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)P(x,y,z),給出下列4條敘述:
①點(diǎn)P關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)的坐標(biāo)是(x,-y,z)
②點(diǎn)P關(guān)于yOz平面的對稱點(diǎn)的坐標(biāo)是(x,-y,-z)
③點(diǎn)P關(guān)于y軸的對稱點(diǎn)的坐標(biāo)是(x,-y,z)
④點(diǎn)P關(guān)于原點(diǎn)的對稱點(diǎn)的坐標(biāo)是(-x,-y,-z)
其中正確的個數(shù)是 ( )
A.3 B.2 C.1 D.0
2、
2.若已知A(1,1,1),B(-3,-3,-3),則線段AB的長為 ( )
A.4 B.2 C.4 D.3
3.已知A(1,2,3),B(3,3,m),C(0,-1,0),D(2,―1,―1),則 ( )
A.> B.<
C.≤ D.≥
4.設(shè)A(3,3,1),B(1,0,5),C(0,1,0),AB的中點(diǎn)M,則 ( )
A. B. C. D.
5.如圖,三棱錐A-BCD中,AB⊥底面BCD,BC⊥CD,且AB=BC=1,
CD=2,點(diǎn)E為CD的中點(diǎn),則AE的長為( )
A. B.
C. D.
3、
6.點(diǎn)B是點(diǎn)A(1,2,3)在坐標(biāo)平面內(nèi)的射影,則OB等于 ( )
A. B. C. D.
7.已知ABCD為平行四邊形,且A(4,1,3),B(2,-5,1),C(3,7,-5),則點(diǎn)D
的坐標(biāo)為 ( )
A.(,4,-1) B.(2,3,1) C.(-3,1,5) D.(5,13,-3)
8.點(diǎn)到坐標(biāo)平面的距離是 ( )
A. B. C. D.
9.已知點(diǎn),, 三點(diǎn)共線,那么的值分別是 ( )
A.,4 B.1,8 C.,-4 D.-1,-8
10.在空間直角坐標(biāo)系中,一定點(diǎn)到三
4、個坐標(biāo)軸的距離都是1,則該點(diǎn)到原點(diǎn)的距離是( )
A. B. C. D.
第Ⅱ卷(非選擇題,共100分)
二、填空題:請把答案填在題中橫線上(每小題6分,共24分).
11.如右圖,棱長為3a正方體OABC-,
點(diǎn)M在上,且2,以O(shè)
為坐標(biāo)原點(diǎn),建立如圖空間直有坐標(biāo)系,則點(diǎn)
M的坐標(biāo)為 .
12.如右圖,為一個正方體截下的一角P-ABC,
,,,建立如圖坐標(biāo)
系,求△ABC的重心G的坐標(biāo) _ _.
13.若O(0,0,0),P(x,y,z),且,則
5、 表示的圖形是 _ _.
14.已知點(diǎn)A(-3,1,4),則點(diǎn)A關(guān)于原點(diǎn)的對稱點(diǎn)
B的坐標(biāo)為 ;AB的長為 .
三、解答題:解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟(共76分).
15.(12分)如圖,長方體中,,,,設(shè)E為的中點(diǎn),F(xiàn)為的中點(diǎn),在給定的空間直角坐標(biāo)系D-xyz下,試寫出A,B,C,D,,,,,E,F(xiàn)各點(diǎn)的坐標(biāo).
16.(12分)如圖,在四棱錐P-ABCD中,底面ABCD為正方形,且邊長為2a,棱PD⊥底面ABCD,PD=2b,取各側(cè)棱的中
6、點(diǎn)E,F(xiàn),G,H,寫出點(diǎn)E,F(xiàn),G,H的坐標(biāo).
17.(12分)如圖,已知矩形ABCD中,,.將矩形ABCD沿對角線BD折起,使得面BCD⊥面ABD.現(xiàn)以D為原點(diǎn),DB作為y軸的正方向,建立如圖空間直角坐標(biāo)系,此時(shí)點(diǎn)A恰好在xDy坐標(biāo)平面內(nèi).試求A,C兩點(diǎn)的坐標(biāo).
18.(12分)已知,, ,求證其為直角三角形.
19.(14分)如圖,已知正方體的棱長為a,M為的中點(diǎn),點(diǎn)N在上,且,試求MN的長.
20.(14分)在空間直角坐標(biāo)系中,已知A(3,0,1)和B(1,0
7、,-3),試問
(1)在y軸上是否存在點(diǎn)M,滿足?
(2)在y軸上是否存在點(diǎn)M,使△MAB為等邊三角形?若存在,試求出點(diǎn)M坐標(biāo).
參考答案
一、CADCB BDCCA
二、11.(2a,3a,3a); 12.G() ; 13.以原點(diǎn)O為球心,以1為半徑的球面;
14.(3,-1,-4); ;
三、
15.解:設(shè)原點(diǎn)為O,因?yàn)锳,B,C,D這4個點(diǎn)都在坐標(biāo)平面 xOy內(nèi),
它們的豎坐標(biāo)都是0,而它們的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)可利用,寫出,
所以 A(3,0,0),B(3,5,0),C(0,5,0),D(0,0
8、,0);
因?yàn)槠矫媾c坐標(biāo)平面xOy平行,且,所以A',B',,D'的豎坐標(biāo)
都是3,而它們的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別與A,B,C,D的相同,所以(3,0,3),(3,5,3),(0,5,3),(0,0,3);
由于E分別是中點(diǎn),所以它在坐標(biāo)平面xOy上的射影為DB的中點(diǎn),從而E的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別是的,同理E的豎坐標(biāo)也是的豎坐標(biāo)的,所以E();
由F為中點(diǎn)可知,F(xiàn)在坐標(biāo)平面xOy的射影為BC中點(diǎn),橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別為和5,同理點(diǎn)F在z軸上的投影是AA'中點(diǎn),故其豎坐標(biāo)為,所以F(,5,).
16.解: 由圖形知,DA⊥DC,DC⊥DP,DP⊥DA,故以D為原點(diǎn),建立如圖空間坐標(biāo)系D-x
9、yz.
因?yàn)镋,F(xiàn),G,H分別為側(cè)棱中點(diǎn),由立體幾何知識可知,平面EFGH與底面ABCD平行,
從而這4個點(diǎn)的豎坐標(biāo)都為P的豎坐標(biāo)的一半,也就是b,
由H為DP中點(diǎn),得H(0,0,b)
E在底面面上的投影為AD中點(diǎn),所以E的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別為a和0,所以E(a,0,b),
同理G(0,a,b);
F在坐標(biāo)平面xOz和yOz上的投影分別為點(diǎn)E和G,故F與E橫坐標(biāo)相同都是a,
與G的縱坐標(biāo)也同為a,又F豎坐標(biāo)為b,故F(a,a,b).
17.解: 由于面BCD⊥面ABD,從面BCD引棱DB的垂線CF即為面ABD的垂線,同理可得AE即
10、為面BCD的垂線,故只需求得的長度即可。
最后得A(),C(0,)
18.略解:利用兩點(diǎn)間距離公式,
由,,,從而,結(jié)論得證.
19.解:以D為原點(diǎn),建立如圖空間直角坐標(biāo)系.因?yàn)檎襟w棱長為a,
所以B(a,a,0),A'(a,0,a),(0,a,a),(0,0,a).
由于M為的中點(diǎn),取中點(diǎn)O',所以M(,,),O'(,,a).
因?yàn)?,所以N為的四等分,從而N為的中點(diǎn),故N(,,a).
根據(jù)空間兩點(diǎn)距離公式,可得
.
20.解:(1)假設(shè)在在y軸上存在點(diǎn)M,滿足.
因M在y軸上,可設(shè)M(0,y,0),由,可得
,
顯然,此式對任意恒成立.這就是說y軸上所有點(diǎn)都滿足關(guān)系.
(2)假設(shè)在y軸上存在點(diǎn)M,使△MAB為等邊三角形.
由(1)可知,y軸上任一點(diǎn)都有,所以只要就可以使得△MAB是等邊三角形.
因?yàn)?
于是,解得
故y軸上存在點(diǎn)M使△MAB等邊,M坐標(biāo)為(0,,0),或(0,,0).