| 1.4.1 用空间向量研究直线、平面的位置关系 题目答案及解析

稿件来源:高途

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选择性必修一

第一章 空间向量与立体几何

1.4 空间向量的应用

1.4.1 用空间向量研究直线、平面的位置关系

已知点$P$是平行四边形$ABCD$所在平面外的一点,若$\overrightarrow{AB}=(2,-1,-4)$$\overrightarrow{AD}=(4,2,0)$$\overrightarrow{AP}=(-1,2,-1)$,则以下结论正确的是$(\qquad)$

["

$\\lt \\overrightarrow{AB},\\overrightarrow{AD}\\gt $是锐角

","

$\\overrightarrow{AP}$是平面$PBC$的一个法向量

","

$\\overrightarrow{AP}//\\overrightarrow{BD}$

","

$AP\\perp BC$

"]
[["AD"]]

由于点$P$是平行四边形$ABCD$所在平面外的一点,若$\overrightarrow{AB}=(2,-1,-4)$$\overrightarrow{AD}=(4,2,0)$

$\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{DC}=(2,-1,-4)$$\overrightarrow{BC}=\overrightarrow{AD}=(4,2,0)$

对于$\rm A$$\cos \lt \overrightarrow{AB},\overrightarrow{AD}\gt =\dfrac{\overrightarrow{AB}\cdot \overrightarrow{AD}}{\vert \overrightarrow{AB}\vert \vert \overrightarrow{AD}\vert }=\dfrac{6}{\sqrt{21}\times \sqrt{20}}=\dfrac{3}{\sqrt{21}\times \sqrt{5}}\gt 0$,且$\overrightarrow{AB}$$\overrightarrow{AD}$不共线,

$\therefore \lt \overrightarrow{AB},\overrightarrow{AD}\gt $为锐角,故$\rm A$正确;

对于$\rm B$:由于$\overrightarrow{AB}=(2,-1,-4)$$\overrightarrow{AD}=(4,2,0)$

$\therefore \overrightarrow{AC}=\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AD}=(6,1,-4)$$\overrightarrow{CP}=\overrightarrow{AP}-\overrightarrow{AC}=(-7,1,3)$;故$\overrightarrow{AP}\cdot \overrightarrow{CP}=7+2-3=6\ne 0$,故$\rm B$错误;

对于$\rm C$:由于$\overrightarrow{AP}=(-1,2,-1)$$\overrightarrow{BD}=\overrightarrow{AD}-\overrightarrow{AB}=(2,3,4)$,故$\overrightarrow{AP}\ne \lambda \overrightarrow{BD}$,故$\rm C$错误;

对于$\rm D$:由于$\overrightarrow{AP}=(-1,2,-1)$$\overrightarrow{BC}=(4,2,0)$,故$\overrightarrow{AP}\cdot \overrightarrow{BC}=0$

$\therefore AP\perp BC$,故$\rm D$正确.

故选:$\rm AD$

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