《4.3 空间直角坐标系》测试题 一、选择题 1.在空间直角坐标系中,已知点P给出下列4条叙述: ①点P关于轴的对称点的坐标是; ②点P关于平面的对称点的坐标是; ③点P关于轴的对称点的坐标是; ④点P关于原点的对称点的坐标是. 其中正确的个数是( ). A.3 B.2 C.1 D.0 考查目的:考查空间直角坐标系中对称点的坐标特征. 答案:C. 解析:根据空间直角坐标系中,关于线和面对称的点的坐标的特征可以判断,点P关于轴的对称点的坐标是,关于平面的对称点的坐标是,关于轴的对称点的坐标是,关于原点的对称点的坐标是.答案应选C. 2.已知空间直角坐标系中点P(1,2,3),现在轴上取一点Q,使得最小,则Q点的坐标为( ). A.(0,0,1) B.(0,0,2) C.(0,0,3) D.(0,1,0) 考查目的:考查空间两点间的距离公式的应用. 答案:C. 解析:设点Q的坐标为(0,0,),则,当时,. 3.以正方体的棱AB、AD、所在的直线分别为轴建立空间直角坐标系,若正方体的棱长为1,则棱中点的坐标为( ). A.(,1,1) B.(1,,1) C.(1,1,) D.(,,1) 考查目的:考查空间直角坐标系中的中点坐标公式. 答案:C. 解析:分别以正方体的棱AB、AD、所在的直线为轴建立空间直角坐标系,依题意得,点的坐标为(1,1,0),点的坐标(1,1,1),所以中点的坐标为(1,1,). 二、填空题
4.(2009安徽)在空间直角坐标系中,已知点A(1,0,2),B(1,-3,1),点M在轴上,且点M到点A与到点B的距离相等,则M的坐标是 .
考查目的:考查空间直角坐标系中两点间的距离公式的应用.
答案:(0,-1,0). 解析:设点M的坐标为(0,,0),则,解得,∴点M的坐标为(0,-1,0). 5.设为任意实数,则点P(1,2,)的集合对应的图形为 . 考查目的:考查对空间点的坐标和点集所对应的图形的认识. 答案:过点(1,2,0)且平行于轴的一条直线. 解析:因为点P(1,2,)在空间直角坐标系中,横坐标、纵坐标不变,只有竖坐标是任意实数,所以点P(1,2,)表示的点集是经过点(1,2,0)且平行于轴(或与平面垂直)的一条直线. 6.若P在坐标平面内,点A的坐标为(0,0,4),且,则点P的轨迹是__________. 考查目的:考查空间直角坐标系中动点的轨迹的求法. 答案:坐标平面内以(0,0,0)为圆心,以3为半径的圆. 解析:设点P的坐标为P(,,0),依题意得,整理得,∴,这个方程表示,P点的轨迹是坐标平面内以点(0,0,0)为圆心,以3为半径的圆. 三、解答题 7.以棱长为的正方体的三条棱为坐标轴,建立空间直角坐标系,点P在正方体的对角线AB上,点Q在正方体的棱CD上.若点P为对角线AB的中点,且点Q在棱CD上运动,求PQ的最小值. 考查目的:考查空间直角坐标系,空间两点间的距离公式与二次函数的最值. 答案:. 解析:由题意得A(,,0),B(0,0,),C(0,,0),D(0,,).∵点P为对角线AB的中点,∴点P的坐标为(,,).设点Q的坐标为(0,,),则 ,∴当时,PQ取得最小值,此时Q为CD的中点. 8.在空间直角坐标系中,已知A(3,0,1)和B(1,0,-3),试问: ⑴在轴上是否存在点,满足? ⑵在轴上是否存在点,使为等边三角形?若存在,试求出点坐标. 考查目的:考查空间两点间的距离公式的应用. 答案:⑴轴上任意一点都满足条件;⑵在轴上存在点,使得为等边三角形,点的坐标为(0,,0),或(0,,0). 解析:⑴假设在轴上存在点,使得.∵在轴上,∴可设点M的坐标为(0,,0).由得,显然,此式对任意的恒成立,说明轴上所有的点都满足关系; ⑵假设在轴上存在点,使为等边三角形.由⑴知,轴上任意一点都有,∴只要就可以使得是等边三角形.∵,,∴,解得,∴在轴上存在点,使得为等边三角形,符合题意的点的坐标为(0,,0),或(0,,0).
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