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  • 2021-06-16 发布

高中数学(人教版必修2)配套练习 第四章4.3.1 空间直角坐标系

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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).