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- 2021-06-16 发布
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§4.3 空间直角坐标系
4.3.1 空间直角坐标系
一、基础过关
1.点 P(5,0,-2)在空间直角坐标系中的位置是 ( )
A.y 轴上 B.xOy 平面上
C.xOz 平面上 D.x 轴上
2.设 y∈R,则点 P(1,y,2)的集合为 ( )
A.垂直于 xOz 平面的一条直线
B.平行于 xOz 平面的一条直线
C.垂直于 y 轴的一个平面
D.平行于 y 轴的一个平面
3.已知空间直角坐标系中有一点 M(x,y,z)满足 x>y>z,且 x+y+z=0,则 M 点的位置是
( )
A.一定在 xOy 平面上
B.一定在 yOz 平面上
C.一定在 xOz 平面上
D.可能在 xOz 平面上
4.在空间直角坐标系中,点 P(3,4,5)关于 yOz 平面的对称点的坐标为 ( )
A.(-3,4,5) B.(-3,-4,5)
C.(3,-4,-5) D.(-3,4,-5)
5.在空间直角坐标系中,点 A(1,2,-3)关于 x 轴的对称点为________.
6.点 P(-3,2,1)关于 Q(1,2,-3)的对称点 M 的坐标是________.
7.已知正方体 ABCD-A1B1C1D1,E、F、G 分别是 DD1、BD、BB1 的中点,且正方体棱长
为 1.请建立适当坐标系,写出正方体各顶点及 E、F、G 的坐标.
8. 如图所示,长方体 ABCD-A1B1C1D1 的对称中心为坐标原点 O,交于
同一顶点的三个面分别平行于三个坐标平面,顶点 A(-2,-3,
-1),求其它 7 个顶点的坐标.
二、能力提升
9.在空间直角坐标系中,P(2,3,4)、Q(-2,-3,-4)两点的位置关系是 ( )
A.关于 x 轴对称 B.关于 yOz 平面对称
C.关于坐标原点对称 D.以上都不对
10.如图,在正方体 ABCD—A′B′C′D′中,棱长为 1,|BP|=1
3|BD′|,则 P 点的坐标为
( )
A.
1
3
,1
3
,1
3 B.
2
3
,2
3
,2
3 C.
1
3
,2
3
,1
3 D.
2
3
,2
3
,1
3
11.连接平面上两点 P1(x1,y1)、P2(x2,y2)的线段 P1P2 的中点 M 的坐标为
x1+x2
2
,y1+y2
2 ,
那么,已知空间中两点 P1(x1,y1,z1)、P2(x2,y2,z2),线段 P1P2 的中点 M 的坐标为_________.
12. 如图所示,AF、DE 分别是⊙O、⊙O1 的直径,AD 与两圆所在的平面均垂直,AD=8.BC
是⊙O 的直径,AB=AC=6,OE∥AD,试建立适当的空间直角坐标系,
求出点 A、B、C、D、E、F 的坐标.
三、探究与拓展
13. 如图所示,四棱锥 P-ABCD 的底面 ABCD 是边长为 1 的菱形,∠BCD=
60°,E 是 CD 的中点,PA⊥底面 ABCD,PA=2.试建立适当的空间直角坐标系,求出 A、
B、C、D、P、E 的坐标.
答案
1.C 2.A 3.D 4.A
5.(1,-2,3) 6.(5,2,-7)
7.解 如图所示,建立空间直角坐标系,则 A(1,0,0),B(1,1,0),C(0,1,0),
D(0,0,0),A1(1,0,1),B1(1,1,1),C1(0,1,1),D1(0,0,1),E 0,0,1
2 ,
F
1
2
,1
2
,0 ,G 1,1,1
2 .
8.解 长方体的对称中心为坐标原点 O,因为顶点坐标 A(-2,-3,-1),所以 A 关于原
点的对称点 C1 的坐标为(2,3,1).
又因为 C 与 C1 关于坐标平面 xOy 对称,
所以 C(2,3,-1).
而 A1 与 C 关于原点对称,所以 A1(-2,-3,1).
又因为 C 与 D 关于坐标平面 xOz 对称,所以 D(2,-3,-1).
因为 B 与 C 关于坐标平面 yOz 对称,所以 B(-2,3,-1).
B1 与 B 关于坐标平面 xOy 对称,所以 B1(-2,3,1).
同理 D1(2,-3,1).
综上可知长方体的其它 7 个顶点坐标分别为:C1(2,3,1),C(2,3,-1),A1(-2,-3,1),
B(-2,3,-1),B1(-2,3,1),D(2,-3,-1),D1(2,-3,1).
9.C 10.D
11.
x1+x2
2
,y1+y2
2
,z1+z2
2
12.解 因为 AD 与两圆所在的平面均垂直,OE∥AD,所以 OE 与两圆所在的平面也都垂直.
又因为 AB=AC=6,BC 是圆 O 的直径,所以△BAC 为等腰直角三角形且 AF⊥BC,BC
=6 2.
以 O 为原点,OB、OF、OE 所在直线分别为 x 轴、y 轴、z 轴,建立
如图所示的空间直角坐标系,则原点 O 及 A、B、C、D、E、F 各个点
的坐标分别为 O(0,0,0)、A(0,-3 2,0)、B(3 2,0,0)、C(-3 2,0,0)、
D(0,-3 2,8)、E(0,0,8)、F(0,3 2,0).
13.解 如图所示,以 A 为原点,以 AB 所在直线为 x 轴,AP 所在直
线为 z 轴,过点 A 与 xAz 平面垂直的直线为 y 轴,建立空间直角坐标系.则相关各点的
坐标分别是 A(0,0,0),B(1,0,0),
C(3
2
,3
2
,0),D(1
2
,3
2
,0),P(0,0,2),
E(1,3
2
,0).
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