①规定长度为0的向量为零向量,记作0;②模为1的向量叫做单位向量;3.相等的向量:两个模相等且方向相同的向量称为相等的向量.4.负向量:两个模相等且方向相反的向量是互为负向量.如a的相反向量记为-a.5.共线与共面向量(1)共线向量:与平面向量一样,如果表示空间向量的有向线段所在的直线互相平行或重合,则这些向量叫做共线向量或平行向量,记作a∕∕b.(2)共面向量:平行于同一平面的向量叫做共面向量.(3)定理共线向量定理:对于空间任意两个向量b(b≠、的充要条件是存在实数λ,使得.b),0a//ab=aλ共面向量定理:如果两个向量b、a不共线,则向量p与向量b、a共面的充要条件是存在唯一的有序史书对(x,y),使得p.b y=a x+6.注意:①零向量的方向是任意的,规定0与任何向量平行;②单位向量不一定相等,但单位向量的模一定相等且为1;③方向相同且模相等的向量称为相等向量,因此,在空间,同向且等长的有向线段表示同一向量或相等向量;④空间任意两个向量都可以通过平移成为共面向量;⑤一般来说,向量不能比较大小.二、空间向量的运算1、加减法(1)空间任意两个向量都是共面的,它们的加、减法运算类似于平面向量的加减法.空间向量和平面向量一样满足三角形法则和平行四边形法则.(2)加法运算律:空间向量的加法满足交换律及结合律.交换律:结合律:(3)推广*首尾相接的若干向量之和,等于由起始向量的起点指向末尾向量的终点的向量:*首尾相接的若干向量若构成一个封闭图形,则它们的和为:零向量2.空间向量的数乘运算(1)实数λ与空间向量a的乘积λa仍是一个向量,称为向量的数乘运算.①当λ>0时,λa与a的方向相同;②当λ<0时,λa与a的方向相反;③当λ=0时,λa=0.④|λa|=|λ|a•,λa的长度是a的长度的|λ|倍.(2)运算律空间向量的数乘满足分配律及结合律分配律:b a b a λλλ+=+)( b a a μλμλ+=+)(结合律:a a )()(λμμλ=3.空间向量的数量积和坐标运算坐标运算三.直线的方向向量1、直线的方向向量:空间中任意一条直线l 的位置可以由l 上一个定点A 以及一个定方向确定. 直线l 上的向量e 以及与e 共线的向量叫做直线l 的方向向量.注意:①一条直线l 有无穷多个方向向量,这些方向向量之间互相平行.②直线l 的方向向量也是所有与l 平行的直线的方向向量.2、方向向量的求法:可根据直线l 上的任意两点的坐标写出直线l 的一个方向向量.3、平面的法向量:由于垂直于同一平面的直线是互相平行的,所以,可以用垂直于平面的直线的方向向量来刻画平面的“方向”.如果表示向量n的有向线段所在直线垂直于平面α,则称这个向量垂直于平面,记作n⊥α,如果n⊥α,那么向量n叫做平面α的法向量.注意:①法向量一定是非零向量;②一个平面α有无穷多个法向量,这些法向量之间互相平行;③向量n是平面的法向量,向量m是与平面平行或在平面内,则有0=n.•m④一个平面α的法向量也是所有与平面α平行的平面的法向量.4、法向量的求法:(1)设:设出平面法向量的坐标为n=),,(wu;v(2)列:根据,0na列出方程组;•nb,0=•=(3)解:把u(或v或w)看作常数,用u(或v或w)表示另外两个量;(4)取:取u为任意一个数(当然取得越特殊越好),则得到平面法向量n的坐标.四、用向量证明平行五、用向量证明垂直一.选择题(共11小题)1.已知直线l的一般方程式为x+y+1=0,则l的一个方向向量为()A.(1,1)B.(1,﹣1)C.(1,2)D.(1,﹣2)2.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,且S2=11,S5=50,则过点P(n,a n)和Q(n+2,a n+2)(n∈N*)的直线的一个方向向量的坐标可以是()A.(﹣1,﹣3)B.(1,﹣3)C.(1,1)D.(1,﹣1)3.若直线l1,l2的方向向量分别为=(2,4,﹣4),=(﹣6,9,6),则()A.l1∥l2B.l1⊥l2C.l1与l2相交但不垂直D.以上均不正确4.直线a,b的方向向量分别为=(1,﹣2,﹣2),=(﹣2,﹣3,2),则a 与b的位置关系是()A.平行B.重合C.垂直D.夹角等于5.若A(0,2,),B(1,﹣1,),C(﹣2,1,)是平面α内的三点,设平面α的法向量=(x,y,z),则x:y:z=()A.2:3:(﹣4) B.1:1:1 C.﹣:1:1 D.3:2:46.已知=(1,5,﹣2),=(3,1,z),若⊥,=(x﹣1,y,﹣3),且BP ⊥平面ABC,则实数x、y、z分别为()A.,﹣,4 B.,﹣,4 C.,﹣2,4 D.4,,﹣157.若直线l的方向向量为,平面α的法向量为,能使l∥α的是()A.=(1,0,0),=(﹣2,0,0)B.=(1,3,5),=(1,0,1)C.=(0,2,1),=(﹣1,0,﹣1)D.=(1,﹣1,3),=(0,3,1)8.设,在上的投影为,在x轴上的投影为2,且,则为()A.(2,14)B.C.D.(2,8)9.如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,P为对角线BD1的三等分点,P到各顶点的距离的不同取值有()A.3个B.4个C.5个D.6个10.已知直二面角α﹣l﹣β,点A∈α,AC⊥l,C为垂足,B∈β,BD⊥l,D 为垂足,若AB=2,AC=BD=1,则D到平面ABC的距离等于()A.B.C.D.111.在正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,顶点B1到对角线BD1和到平面A1BCD1的距离分别为h和d,则下列命题中正确的是()A.若侧棱的长小于底面的边长,则的取值范围为(0,1)B.若侧棱的长小于底面的边长,则的取值范围为C.若侧棱的长大于底面的边长,则的取值范围为D.若侧棱的长大于底面的边长,则的取值范围为二.填空题(共12小题)15.如图,在棱长为2的正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,E为BC的中点,点P 在线段D1E上,点P到直线CC1的距离的最小值为.16.若,,则= .17.已知A(1,2,﹣1)关于面xOz 的对称点为B,则= .18.如图,在三棱锥D﹣ABC中,已知AB=AD=2,BC=1,,则CD= .19.如图,在四棱锥S﹣ABCD中,底面ABCD为矩形,SD⊥底面ABCD,AD=,DC=SD=2,点M在侧棱SC上,∠ABM=60°.若以DA,DC,DS,分别为x轴,y轴,z轴建立如图所示的空间直角坐标系D﹣xyz,则M的坐标为.20.如图,为一个正方体截下的一角P﹣ABC,|PA|=a,|PB|=b,|PC|=c,建立如图坐标系,求△ABC的重心G的坐标.21.下列关于空间向量的命题中,正确的有.①若向量,与空间任意向量都不能构成基底,则∥;②若非零向量,,满足⊥,⊥则有∥;③若,,是空间的一组基底,且=++,则A,B,C,D四点共面;④若向量+,+,+,是空间一组基底,则,,也是空间的一组基底.22.由空间向量=(1,2,3),=(1,﹣1,1)构成的向量集合A={|=+k,k ∈Z},则向量的模的最小值为.23.已知点A(1,2,1),B(﹣2,,4),D(1,1,1),若=2,则||的值是.24.已知空间四点A(0,1,0),B(1,0,),C(0,0,1),D(1,1,),则异面直线AB,CD所成的角的余弦值为.25.如图ABCD﹣A1B1C1D1是正方体,B1E1=D1F1=,则BE1与DF1所成角的余弦值是.26.已知向量,满足||=2,与的夹角为60°,则在上的投影是.三.解答题(共9小题)27.如图,三角形PDC所在的平面与长方形ABCD所在的平面垂直,PD=PC=4,AB=6,BC=3.(1)证明:BC∥平面PDA;(2)证明:BC⊥PD;(3)求点C 到平面PDA的距离.28.如图,已知四棱锥P﹣ABCD,PB⊥AD侧面PAD为边长等于2的正三角形,底面ABCD为菱形,侧面PAD与底面ABCD所成的二面角为120°.(I)求点P到平面ABCD的距离,(II)求面APB与面CPB所成二面角的大小.29.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PD⊥平面ABCD,PD=DC=BC=1,AB=2,AB∥DC,∠BCD=90°.(1)求证:PC⊥BC;(2)求点A到平面PBC的距离.30.如图所示,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥平面ABCD,点E在线段PC上,PC⊥平面BDE,设PA=1,AD=2.(1)求平面BPC的法向量;(2)求二面角B﹣PC﹣A的正切值.31.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,AD⊥AB,AB∥DC,AD=DC=AP=2,AB=1,点E为棱PC的中点.(Ⅰ)证明:BE⊥DC;(Ⅱ)求直线BE与平面PBD所成角的正弦值;(Ⅲ)若F为棱PC上一点,满足BF⊥AC,求二面角F﹣AB﹣P的余弦值.32.如题图,三棱锥P﹣ABC中,PC⊥平面ABC,PC=3,∠ACB=.D,E 分别为线段AB,BC上的点,且CD=DE=,CE=2EB=2.(Ⅰ)证明:DE⊥平面PCD(Ⅱ)求二面角A﹣PD﹣C的余弦值.33.如图,在三棱台ABC﹣DEF中,已知平面BCFE⊥平面ABC,∠ACB=90°,BE=EF=FC=1,BC=2,AC=3,(Ⅰ)求证:BF⊥平面ACFD;(Ⅱ)求二面角B﹣AD﹣F的余弦值.34.如图,在四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,侧棱AA1⊥底面ABCD,AB⊥AC,AB=1,AC=AA1=2,AD=CD=,且点M和N分别为B1C和D1D的中点.(Ⅰ)求证:MN∥平面ABCD(Ⅱ)求二面角D1﹣AC﹣B1的正弦值;(Ⅲ)设E为棱A1B1上的点,若直线NE和平面ABCD所成角的正弦值为,求线段A1E的长.35.如图,四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥平面ABCD,E 为PD的中点.(Ⅰ)证明:PB∥平面AEC;(Ⅱ)设AP=1,AD=,三棱锥P﹣ABD的体积V=,求A到平面PBC的距离.2017年12月02日空间立体几何参考答案一.选择题(共14小题)1.C;2.B;3.A;4.B;5.A;6.B;7.C;8.A;9.B;10.D;11.B;12.B;13.C;14.C;二.填空题(共12小题)15.;16.3;17.(0,﹣4,0);18.;19.(0,1,1);20.();21.①③④;22.;23.2;24.;25.;26.1;三.解答题(共9小题)27.;28.;29.;30.;31.;32.;33.;34.;35.;。