格物学

用空间向量研究点到平面的距离-空间向量的应用知识点月考基础单选题自测题答案-湖南省等高一数学选择必修,平均正确率80.0%

2025-05-04
用空间向量研究点到平面的距离-空间向量的应用知识点月考基础单选题自测题答案-湖南省等高一数学选择必修,平均正确率80.0%
2、['用空间向量研究点到平面的距离']

正确率80.0%已知$${{A}{(}{1}{,}{2}{,}{1}{)}}$$是平面$${{α}}$$内一点$${,{n}{=}{(}{−}{1}{,}{−}{1}{,}{1}{)}}$$是平面$${{α}}$$的一个法向量,若点$${{P}{(}{2}{,}{0}{,}{3}{)}}$$是平面$${{α}}$$外一点,则点$${{P}}$$到平面$${{α}}$$的距离为(

C

A.$$\frac{\sqrt3} {2}$$

B.$$\frac{2 \sqrt{3}} {3}$$

C.$${\sqrt {3}}$$

D.$${{2}{\sqrt {3}}}$$

4、['用空间向量研究点到平面的距离']

正确率60.0%已知平面$${{α}}$$的一个法向量为$${{n}{=}{(}{−}{2}{,}{−}{2}{,}{1}{)}{,}}$$点$${{A}{(}{x}{,}{3}{,}{0}{)}}$$在平面$${{α}}$$内,点$${{P}{(}{−}{2}{,}{1}{,}{4}{)}}$$到平面$${{α}}$$的距离$$d=\frac{1 0} {3},$$则$${{x}{=}}$$(

C

A.$${{−}{1}}$$

B.$${{−}{{1}{1}}}$$

C.$${{−}{1}}$$或$${{−}{{1}{1}}}$$

D.$${{−}{{2}{1}}}$$

5、['用空间向量研究点到平面的距离']

正确率60.0%在空间直角坐标系$${{O}{x}{y}{z}}$$中,平面$${{O}{A}{B}}$$的一个法向量为$${{n}{=}{(}{2}{,}{−}{2}{,}{1}{)}{,}}$$若$${{P}{(}{−}{1}{,}{−}{3}{,}{8}{)}{,}}$$则$${{P}}$$到平面$${{O}{A}{B}}$$的距离等于(

A

A.$${{4}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{1}}$$

6、['用空间向量研究点到平面的距离']

正确率40.0%四棱锥$${{P}{−}{A}{B}{C}{D}}$$中,$$\overrightarrow{A B}=( 4,-2, 3 )$$,$$\overrightarrow{A D}=(-4, 1, 0 )$$,$$\overrightarrow{A P}=(-3, 1,-4 )$$,则这个四棱锥的高$${{h}}$$为(

A

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

8、['用空间向量研究点到平面的距离']

正确率60.0%在棱长为$${{a}}$$的正方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中$${{,}{M}}$$是$${{A}{{A}_{1}}}$$的中点,则点$${{A}_{1}}$$到平面$${{B}{D}{M}}$$的距离是(

A

A.$${\frac{\sqrt{6}} {6}} a$$

B.$$\frac{\sqrt{3 0}} {6} a$$

C.$$\frac{\sqrt3} 4 a$$

D.$$\frac{\sqrt{6}} {3} a$$

2. 解析:

点到平面的距离公式为:$$d = \frac{|\overrightarrow{AP} \cdot \vec{n}|}{|\vec{n}|}$$,其中 $$A$$ 是平面内一点,$$\vec{n}$$ 是法向量,$$P$$ 是平面外一点。

计算向量 $$\overrightarrow{AP} = (2-1, 0-2, 3-1) = (1, -2, 2)$$。

点积 $$\overrightarrow{AP} \cdot \vec{n} = 1 \times (-1) + (-2) \times (-1) + 2 \times 1 = -1 + 2 + 2 = 3$$。

法向量的模 $$|\vec{n}| = \sqrt{(-1)^2 + (-1)^2 + 1^2} = \sqrt{3}$$。

距离 $$d = \frac{3}{\sqrt{3}} = \sqrt{3}$$。

答案为 $$\boxed{C}$$。

4. 解析:

点 $$A$$ 在平面内,满足平面方程 $$\vec{n} \cdot \overrightarrow{OA} = \vec{n} \cdot \overrightarrow{OP_0}$$($$P_0$$ 是平面上任一点)。

由点 $$P$$ 到平面的距离公式:$$d = \frac{|\vec{n} \cdot \overrightarrow{AP}|}{|\vec{n}|}$$,其中 $$\overrightarrow{AP} = (-2 - x, 1 - 3, 4 - 0) = (-2 - x, -2, 4)$$。

计算点积:$$\vec{n} \cdot \overrightarrow{AP} = (-2)(-2 - x) + (-2)(-2) + 1 \times 4 = 4 + 2x + 4 + 4 = 2x + 12$$。

法向量的模 $$|\vec{n}| = \sqrt{(-2)^2 + (-2)^2 + 1^2} = 3$$。

距离公式代入:$$\frac{|2x + 12|}{3} = \frac{10}{3}$$,解得 $$|2x + 12| = 10$$。

解得 $$x = -1$$ 或 $$x = -11$$。

答案为 $$\boxed{C}$$。

5. 解析:

平面 $$OAB$$ 过原点,距离公式简化为:$$d = \frac{|\vec{n} \cdot \overrightarrow{OP}|}{|\vec{n}|}$$。

计算点积:$$\vec{n} \cdot \overrightarrow{OP} = 2 \times (-1) + (-2) \times (-3) + 1 \times 8 = -2 + 6 + 8 = 12$$。

法向量的模 $$|\vec{n}| = \sqrt{2^2 + (-2)^2 + 1^2} = 3$$。

距离 $$d = \frac{12}{3} = 4$$。

答案为 $$\boxed{A}$$。

6. 解析:

四棱锥的高即点 $$P$$ 到底面 $$ABCD$$ 的距离。先求底面的法向量 $$\vec{n} = \overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AD}$$。

计算叉积:$$\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AD} = \begin{vmatrix} \vec{i} & \vec{j} & \vec{k} \\ 4 & -2 & 3 \\ -4 & 1 & 0 \end{vmatrix} = (-3, -12, -4)$$。

取 $$\vec{n} = (3, 12, 4)$$(符号不影响距离)。

点 $$A$$ 为起点,向量 $$\overrightarrow{AP} = (-3, 1, -4)$$。

点积 $$\vec{n} \cdot \overrightarrow{AP} = 3 \times (-3) + 12 \times 1 + 4 \times (-4) = -9 + 12 - 16 = -13$$。

法向量的模 $$|\vec{n}| = \sqrt{3^2 + 12^2 + 4^2} = 13$$。

距离 $$h = \frac{13}{13} = 1$$。

答案为 $$\boxed{A}$$。

8. 解析:

建立坐标系,设 $$A_1 = (a, 0, a)$$,$$M = (a, 0, \frac{a}{2})$$,$$B = (a, a, 0)$$,$$D = (0, 0, 0)$$。

求平面 $$BDM$$ 的法向量:$$\overrightarrow{BD} = (-a, -a, 0)$$,$$\overrightarrow{BM} = (0, -a, \frac{a}{2})$$。

叉积 $$\overrightarrow{BD} \times \overrightarrow{BM} = \begin{vmatrix} \vec{i} & \vec{j} & \vec{k} \\ -a & -a & 0 \\ 0 & -a & \frac{a}{2} \end{vmatrix} = (-\frac{a^2}{2}, \frac{a^2}{2}, a^2)$$,取 $$\vec{n} = (-1, 1, 2)$$。

点 $$A_1$$ 到平面的距离公式:$$d = \frac{|\vec{n} \cdot \overrightarrow{BA_1}|}{|\vec{n}|}$$,其中 $$\overrightarrow{BA_1} = (0, -a, a)$$。

点积 $$\vec{n} \cdot \overrightarrow{BA_1} = -1 \times 0 + 1 \times (-a) + 2 \times a = a$$。

法向量的模 $$|\vec{n}| = \sqrt{(-1)^2 + 1^2 + 2^2} = \sqrt{6}$$。

距离 $$d = \frac{a}{\sqrt{6}} = \frac{\sqrt{6}}{6}a$$。

答案为 $$\boxed{A}$$。

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