2012高中数学315课时同步练习新人教A版选修21高中数学练习试题

-1-第3章3.1.5一、选择题(每小题5分，共20分)1．已知A(3,4,5)，B(0,2,1)，O(0,0,0)，若OC→＝25AB→，则C的坐标是()A.－65，－45，－85B.65，－45，－85C.－65，－45，85D.65，45，85解析：AB→＝(－3，－2，－4)25AB→＝－65，－45，－85∴C－65，－45，－85.答案：A2．已知a＝(2，－3,1)，则下列向量中与a平行的是()A．(1,1,1)B．(－2，－3,5)C．(2，－3,5)D．(－4,6，－2)解析：若b＝(－4,6，－2)，则b＝－2(2，－3,1)＝－2a，所以a∥b.答案：D3．若a＝(1，λ，2)，b＝(2，－1,2)，且a与b的夹角的余弦为89，则λ＝()A．2B．－2C．－2或255D．2或－255解析：因为a·b＝1×2＋λ×(－1)＋2×2＝6－λ，又因为a·b＝|a||b|·cos〈a，b〉＝5＋λ2·9·89＝835＋λ2，所以835＋λ2＝6－λ，解得λ＝－2或255.答案：C4．已知a＝(1,0,1)，b＝(－2，－1,1)，c＝(3,1,0)，则|a－b＋2c|等于()-2-A．310B．210C.10D．5解析：∵a－b＋2c＝(1,0,1)－(－2，－1,1)＋(6,2,0)＝(3,1,0)＋(6,2,0)＝(9,3,0)，∴|a－b＋2c|＝310.答案：A二、填空题(每小题5分，共10分)5．已知a＝(cosα，1，sinα)，b＝(sinα，1，cosα)，则向量a＋b与a－b的夹角为________．解析：a＋b＝(cosα＋sinα，2，sinα＋cosα)，a－b＝(cosα－sinα，0，sinα－cosα)，∴(a＋b)·(a－b)＝cos2α－sin2α＋sin2α－cos2α＝0，∴a＋b与a－b的夹角为90°.答案：90°6．已知向量a＝(－1,0,1)，b＝(1,2,3)，k∈R，若ka－b与b垂直，则k＝________.解析：因为(ka－b)⊥b，所以(ka－b)·b＝0，所以ka·b－|b|2＝0，所以k(－1×1＋0×2＋1×3)－(12＋22＋32)2＝0，解得k＝7.答案：7三、解答题(每小题10分，共20分)7．已知点A(1,0,0)，B(0,1,0)，C(0,0,2)，求满足DB∥AC，DC∥AB的点D的坐标．解析：设点D(x，y，z)，则DB→＝(－x,1－y，－z)，AC→＝(－1,0,2)，DC→＝(－x，－y,2－z)，AB→＝(－1,1,0)，∵DB∥AC，DC∥AB，∴DB→∥AC→，DC→∥AB→，有－x－1＝－z2，1－y＝0，－x－1＝－y1，2－z＝0，-3-解得x＝－1，y＝1，z＝2所以D(－1,1,2)．8．已知关于x的方程x2－(t－2)x＋t2＋3t＋5＝0有两个实根，a＝(－1,1,3)，b＝(1,0，－2)，c＝a＋tb.(1)当|c|取最小值时，求t的值；(2)在(1)的情况下，求b和c夹角的余弦值．解析：(1)因为关于x的方程x2－(t－2)x＋t2＋3t＋5＝0有两个实根，所以Δ＝(t－2)2－4(t2＋3t＋5)≥0，即－4≤t≤－43.又c＝(－1,1,3)＋t(1,0，－2)＝(－1＋t,1,3－2t)，所以|c|＝－1＋t2＋12＋－2t2＝5t－752＋65.因为t∈－4，－43时，上述关于t的函数单调递减，所以当t＝－43时，|c|取最小值3473.(2)－4117351735尖子生题库☆☆☆9．(10分)在棱长为1的正方体ABCD－A1B1C1D1中，E、F分别为AB和BC的中点，试在棱B1B上找一点M，使得D1M⊥平面EFB1.解析：如右图所示，建立如图所示的空间直角坐标系，-4-则A(1,0,0)、B1(1,1,1)、C(0,1,0)、D1(0,0,1)、E1，12，0、M(1,1，m)．连结AC.则AC→＝(－1,1,0)．而E、F分别为AB、BC的中点，所以EF→＝12AC→＝－12，12，0.又因为B1E→＝0，－12，－1，D1M→＝(1,1，m－1)，因为D1M⊥平面EFB1，所以D1M⊥EF，且D1M⊥B1E，即D1M→·EF→＝0，且D1M→·B1E→＝0.所以－12＋12＋m－＝00－12＋1－m＝0，解得m＝12.