2019_2020学年高中数学课时作业15空间向量的数量积运算新人教A版选修.docx

课时作业15空间向量的数量积运算|基础巩固|(25分钟，60分)一、选择题(每小题5分，共25分)1已知a3p2q，bpq，p和q是相互垂直的单位向量，则ab()A1B2C3 D4解析：pq且|p|q|1，ab3p2q(pq)3p2pq2q23021.答案：A2已知e1，e2是夹角为60的两个单位向量，则ae1e2与be12e2的夹角是()A60 B120C30 D90解析：ab(e1e2)(e12e2)ee1e22e1112，|a|，|b|.cosa，b.a，b120.答案：B3设平面上有四个互异的点A，B，C，D，已知(2)()0，则ABC是()A直角三角形 B等腰三角形C等腰直角三角形 D等边三角形解析：因为2()().所以()()|2|20，所以|，即ABC是等腰三角形答案：B4已知四边形ABCD为矩形，PA平面ABCD，连接AC，BD，PB，PC，PD，则下列各组向量中，数量积不为零的是()A.与 B.与C.与 D.与解析：用排除法，因为PA平面ABCD，所以PACD，故0，排除D；因为ADAB，PAAD，又PAABA，所以AD平面PAB，所以ADPB，故0，排除B，同理0，排除C.答案：A5在正方体ABCDA1B1C1D1中，有下列命题：()232；()0；与的夹角为60；正方体的体积为|.其中正确命题的个数是()A1 B2C3 D4解析：如图所示，()2()2232；(0；与的夹角是与夹角的补角，而与的夹角为60，故与的夹角为120；正方体的体积为|.综上可知，正确答案：B二、填空题(每小题5分，共15分)6已知a，b是空间两个向量，若|a|2，|b|2，|ab|，则cosa，b_.解析：将|ab|两边平行，得(ab)27.因为|a|2，|b|2，所以ab.又ab|a|b|cosa，b，故cosa，b.答案：7已知a，b是异面直线，A，Ba，C，Db，ACb，BDb，且AB2，CD1，则a，b所成的角是_解析：，()|21，cos，异面直线a，b所成角是60.答案：608如图，已知PA平面ABC，ABC120，PAABBC6，则PC等于_解析：因为，所以|2()2222222363636002|cos60108266144.所以PC12.答案：12三、解答题(每小题10分，共20分)9如图所示，已知正四面体OABC的棱长为a，求：(1)；(2)()()解析：(1)aacos60a2.(2)()()()()()(2)a2a2cos602a2cos60a2cos60a22a2cos60a2.10如图所示，在棱长为a的正方体ABCDA1B1C1D1中，求异面直线BA1与AC所成的角解析：因为，所以()().因为BABC，BB1AB，BB1BC，所以0，0，0，又a2，所以a2，又|cos，所以cos，又，0，所以，.所以异面直线BA1与AC所成的角为.|能力提升|(20分钟，40分)11a，b是两个非零向量，现给出以下命题：ab0a，b；ab0a，b；ab0a，b；ab0cosa，b0a，b；ab0cosa，b0a，b.因此，命题均为真命题|ab|a|b|cosa，b1a，b0或，|ab|a|b|a，b不正确，即命题为假命题故选C.答案：C12“ab0”是“a，b为钝角”的_(填“充分不必要”“必要不充分”“充要”或“既不充分也不必要”)条件解析：当向量a，b反向共线时，ab0，但此时a，b，夹角不为钝角，所以“ab0”“a，b”，所以“ab0”是“a，b为钝角”的必要不充分条件答案：必要不充分13如图，已知平行六面体ABCDA1B1C1D1的底面ABCD是菱形，且C1CBC1CDBCD.求证：CA1B1D1.证明：因为，所以B1D1()()22()|2|2|2|2|cosC1CD|cosC1CB，又因为C1CBC1CD，底面ABCD为菱形，所以|2|2|cosC1CD|cosC1CB0，即0.所以，故CA1B1D1.14如图，正三棱柱ABCA1B1C1中，底面边长为.(1)设侧棱长为1，求证：AB1BC1；(2)设AB1与BC1的夹角为，求侧棱的长解析：(1)证明：，.因为BB1平面A