一、選擇題
1.在空間直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)P給出下列4條敘述:
①點(diǎn)P關(guān)于軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的坐標(biāo)是;
②點(diǎn)P關(guān)于平面的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的坐標(biāo)是;
③點(diǎn)P關(guān)于軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的坐標(biāo)是;
④點(diǎn)P關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的坐標(biāo)是.
其中正確的個(gè)數(shù)是( ).
A.3 B.2 C.1 D.0
考查目的:考查空間直角坐標(biāo)系中對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的坐標(biāo)特征.
答案:C.
解析:根據(jù)空間直角坐標(biāo)系中,關(guān)于線和面對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)的坐標(biāo)的特征可以判斷,點(diǎn)P關(guān)于軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的坐標(biāo)是,關(guān)于平面的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的坐標(biāo)是,關(guān)于軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的坐標(biāo)是,關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的坐標(biāo)是.答案應(yīng)選C.
2.已知空間直角坐標(biāo)系中點(diǎn)P(1,2,3),現(xiàn)在軸上取一點(diǎn)Q,使得最小,則Q點(diǎn)的坐標(biāo)為( ).
A.(0,0,1) B.(0,0,2) C.(0,0,3) D.(0,1,0)
考查目的:考查空間兩點(diǎn)間的距離公式的應(yīng)用.
答案:C.
解析:設(shè)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(0,0,),則,當(dāng)時(shí),.
3.以正方體的棱AB、AD、所在的直線分別為軸建立空間直角坐標(biāo)系,若正方體的棱長(zhǎng)為1,則棱中點(diǎn)的坐標(biāo)為( ).
A.(,1,1) B.(1,,1) C.(1,1,) D.(,,1)
考查目的:考查空間直角坐標(biāo)系中的中點(diǎn)坐標(biāo)公式.
答案:C.
解析:分別以正方體的棱AB、AD、所在的直線為軸建立空間直角坐標(biāo)系,依題意得,點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,1,0),點(diǎn)的坐標(biāo)(1,1,1),所以中點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,1,).
二、填空題
4.(2009安徽)在空間直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)A(1,0,2),B(1,-3,1),點(diǎn)M在軸上,且點(diǎn)M到點(diǎn)A與到點(diǎn)B的距離相等,則M的坐標(biāo)是 .
考查目的:考查空間直角坐標(biāo)系中兩點(diǎn)間的距離公式的應(yīng)用.
答案:(0,-1,0).
解析:設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(0,,0),則,解得,∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(0,-1,0).
5.設(shè)為任意實(shí)數(shù),則點(diǎn)P(1,2,)的集合對(duì)應(yīng)的圖形為 .
考查目的:考查對(duì)空間點(diǎn)的坐標(biāo)和點(diǎn)集所對(duì)應(yīng)的圖形的認(rèn)識(shí).
答案:過(guò)點(diǎn)(1,2,0)且平行于軸的一條直線.
解析:因?yàn)辄c(diǎn)P(1,2,)在空間直角坐標(biāo)系中,橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)不變,只有豎坐標(biāo)是任意實(shí)數(shù),所以點(diǎn)P(1,2,)表示的點(diǎn)集是經(jīng)過(guò)點(diǎn)(1,2,0)且平行于軸(或與平面垂直)的一條直線.
6.若P在坐標(biāo)平面內(nèi),點(diǎn)A的坐標(biāo)為(0,0,4),且,則點(diǎn)P的軌跡是__________.
考查目的:考查空間直角坐標(biāo)系中動(dòng)點(diǎn)的軌跡的求法.
答案:坐標(biāo)平面內(nèi)以(0,0,0)為圓心,以3為半徑的圓.
解析:設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為P(,,0),依題意得,整理得,∴,這個(gè)方程表示,P點(diǎn)的軌跡是坐標(biāo)平面內(nèi)以點(diǎn)(0,0,0)為圓心,以3為半徑的圓.
三、解答題
7.以棱長(zhǎng)為的正方體的三條棱為坐標(biāo)軸,建立空間直角坐標(biāo)系,點(diǎn)P在正方體的對(duì)角線AB上,點(diǎn)Q在正方體的棱CD上.若點(diǎn)P為對(duì)角線AB的中點(diǎn),且點(diǎn)Q在棱CD上運(yùn)動(dòng),求PQ的最小值.
考查目的:考查空間直角坐標(biāo)系,空間兩點(diǎn)間的距離公式與二次函數(shù)的最值.
答案:.
解析:由題意得A(,,0),B(0,0,),C(0,,0),D(0,,).∵點(diǎn)P為對(duì)角線AB的中點(diǎn),∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(,,).設(shè)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(0,,),則
,∴當(dāng)時(shí),PQ取得最小值,此時(shí)Q為CD的中點(diǎn).
8.在空間直角坐標(biāo)系中,已知A(3,0,1)和B(1,0,-3),試問(wèn):
⑴在軸上是否存在點(diǎn),滿足?
⑵在軸上是否存在點(diǎn),使為等邊三角形?若存在,試求出點(diǎn)坐標(biāo).
考查目的:考查空間兩點(diǎn)間的距離公式的應(yīng)用.
答案:⑴軸上任意一點(diǎn)都滿足條件;⑵在軸上存在點(diǎn),使得為等邊三角形,點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,,0),或(0,,0).
解析:⑴假設(shè)在軸上存在點(diǎn),使得.∵在軸上,∴可設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(0,,0).由得,顯然,此式對(duì)任意的恒成立,說(shuō)明軸上所有的點(diǎn)都滿足關(guān)系;
⑵假設(shè)在軸上存在點(diǎn),使為等邊三角形.由⑴知,軸上任意一點(diǎn)都有,∴只要就可以使得是等邊三角形.∵,,∴,解得,∴在軸上存在點(diǎn),使得為等邊三角形,符合題意的點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,,0),或(0,,0).
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