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如图.单位正方体ABCD-A1B1C1D1中.下列说法错误的是A.BD1⊥B1CB.若.则PE∥A1BC.若点B1.A.D.C在球心为O的球面上.则点A.C在该球面上的球面距离为D.若.则A1P.BE

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 15:07:19分类:高中数学题库

如图,单位正方体ABCD-A1B1C1D1中,下列说法错误的是
A.BD1⊥B1CB.若数学公式,则PE∥A1BC.若点B1、A、D、C在球心为O的球面上,则点A、C在该球面上的球面距离为数学公式D.若数学公式,则A1P、BE、AD三线共点在线课程C
分析:以D点为坐标原点,DA、DC、DD1分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系,利用直线所在向量的数量积判定两直线是否垂直,是否平行,利用余弦定理求圆心角,以及利用两平面的公共点肯定在交线上进行判定即可.
解答:以D点为坐标原点,DA、DC、DD1分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系
则A1(1,0,1),D1(0,0,1),B(1,1,0),B1(1,1,1),C(0,1,0),
选项A:=(-1,-1,1),=(-1,0,-1),则•=0∴BD1⊥B1C
选项B:若,则P(0,0,),E(0,,0)
∴=(0,,-),=(0,1,-1)则=-∴PE∥A1B
选项C:若点B1、A、D、C在球心为O的球面上,则该球为正方体的外接球,OA=OC=,AC=;
则AC所对的圆心角为π-arccos,∴点A、C在该球面上的球面距离为,则选项C不正确;
选项D:由选项B可知PE∥A1B,且PE=A1B,∴A1P、BE共面且相交,假设交点为Q,Q∈A1P,A1P?面A1PD,Q∈BE,BE?面BED
∴Q∈面A1PD,Q∈?面BED,而面A1PD∩面BED=AD∴Q∈AD即A1P、BE、AD三线共点于Q.
故选C.
点评:本题主要考查了利用空间向量判定空间两直线平行、垂直,以及向量的线性运算性质及几何意义,同时考查了分析问题的能力,属于中档题.