习题7-1
1( 设u(a(b(2c( v((a(3b(c( 试用a、b、c
表
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示2u(3v (
解 2u(3v (2(a(b(2c)(3((a(3b(c)(2a(2b(4c(3a(9b(3c(5a(11b(7c (
2( 如果平面上一个四边形的对角线互相平分( 试用向量
证明
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这是平行四边形(
证明
(
(
而
(
(
所以
(
这说明四边形ABCD的对边AB(CD且AB//CD(
从而四边形ABCD是平行四边形(
3( 把(ABC的BC边五等分( 设分点依次为D1、D2、D3、D4( 再把各分点与点A连接( 试以
、
表示向量
、
、
、
(
解
(
(
(
(
4( 已知两点M1(0( 1( 2)和M2(1( (1( 0)( 试用坐标表示式表示向量
及
(
解
(
(
5( 求平行于向量a((6( 7( (6)的单位向量(
解
(
平行于向量a((6( 7( (6)的单位向量为
或
(
6( 在空间直角坐标系中( 指出下列各点在哪个卦限?
A(1( (2( 3)( B(2( 3( (4)( C(2( (3( (4)( D((2( (3( 1)(
解 A在第四卦限( B在第五卦限( C在第八卦限( D在第三卦限(
7( 在坐标面上和坐标轴上的点的坐标各有什么特征?指出下列各点的位置(
A(3( 4( 0)( B(0( 4( 3)( C(3( 0( 0)( D(0( (1( 0)(
解 在xOy面上( 的点的坐标为(x( y( 0)( 在yOz面上( 的点的坐标为(0( y( z)( 在zOx面上( 的点的坐标为(x( 0( z)(
在x轴上( 的点的坐标为(x( 0( 0)( 在y轴上( 的点的坐标为(0( y( 0)( 在z轴上( 的点的坐标为(0( 0( z)(
A在xOy面上( B在yOz面上( C在x轴上( D在y轴上(
8( 求点(a( b( c)关于(1)各坐标面( (2)各坐标轴( (3)坐标原点的对称点的坐标(
解 (1)点(a( b( c)关于xOy面的对称点为(a( b( (c)( 点(a( b( c)关于yOz面的对称点为((a( b( c)( 点(a( b( c)关于zOx面的对称点为(a( (b( c)(
(2)点(a( b( c)关于x轴的对称点为(a( (b( (c)( 点(a( b( c)关于y轴的对称点为((a( b( (c)( 点(a( b( c)关于z轴的对称点为((a( (b( c)(
(3)点(a( b( c)关于坐标原点的对称点为((a( (b( (c)(
9( 自点P0(x0( y0( z0)分别作各坐标面和各坐标轴的垂线( 写出各垂足的坐标(
解 在xOy面、yOz面和zOx面上( 垂足的坐标分别为(x0( y0( 0)、(0( y0( z0)和(x0( 0( z0)(
在x轴、y轴和z轴上( 垂足的坐标分别为(x0( 0( 0)( (0( y0( 0)和(0( 0( z0)(
10( 过点P0(x0( y0( z0)分别作平行于z轴的直线和平行于xOy面的平面( 问在它们上面的点的坐标各有什么特点?
解 在所作的平行于z轴的直线上( 点的坐标为(x0( y0( z)( 在所作的平行于xOy面的平面上( 点的坐标为(x( y( z0)(
11( 一边长为a的立方体放置在xOy面上( 其底面的中心在坐标原点( 底面的顶点在x轴和y轴上( 求它各顶点的坐标(
解 因为底面的对角线的长为
( 所以立方体各顶点的坐标分别为
(
(
(
(
(
(
(
(
12( 求点M(4( (3( 5)到各坐标轴的距离(
解 点M到x轴的距离就是点(4( (3( 5)与点(4( 0( 0)之间的距离( 即
(
点M到y轴的距离就是点(4( (3( 5)与点(0( (3( 0)之间的距离( 即
(
点M到z轴的距离就是点(4( (3( 5)与点(0( 0( 5)之间的距离( 即
(
13( 在yOz面上( 求与三点A(3( 1( 2)、B(4( (2( (2)和C(0( 5( 1)等距离的点(
解 设所求的点为P(0( y( z)与A、B、C等距离( 则
(
(
(
由题意( 有
(
即
解之得y(1( z((2( 故所求点为(0( 1( (2)(
14( 试证明以三点A(4( 1( 9)、B(10( (1( 6)、C(2( 4( 3)为顶点的三角形是等腰三角直角三角形(
解 因为
(
(
(
所以
(
(
因此(ABC是等腰直角三角形(
15( 设已知两点
和M2(3( 0( 2)( 计算向量
的模、方向余弦和方向角(
解
(
(
(
(
(
(
(
(
16( 设向量的方向余弦分别满足(1)cos((0( (2)cos((1( (3)cos((cos((0( 问这些向量与坐标轴或坐标面的关系如何?
解 (1)当cos((0时( 向量垂直于x轴( 或者说是平行于yOz面(
(2)当cos((1时( 向量的方向与y轴的正向一致( 垂直于zOx面(
(3)当cos((cos((0时( 向量垂直于x轴和y轴( 平行于z轴( 垂直于xOy面(
17( 设向量r的模是4( 它与轴u的夹角是60(( 求r在轴u上的投影(
解
(
18( 一向量的终点在点B(2( (1( 7)( 它在x轴、y轴和z轴上的投影依次为4( (4( 7( 求这向量的起点A的坐标(
解 设点A的坐标为(x( y( z)( 由已知得
(
解得x((2( y(3( z(0( 点A的坐标为A((2( 3( 0)(
19( 设m(3i(5j(8k( n(2i(4j(7k和p(5i(j(4k( 求向量a(4m(3n(p在x轴上的投影及在y轴上的分向量(
解 因为a(4m(3n(p(4(3i(5j(8k)(3(2i(4j(7k)((5i(j(4k )(13i(7j(15k(
所以a(4m(3n(p在x轴上的投影为13( 在y轴上的分向量7j (
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