格物学

用空间向量研究两条直线所成的角-空间向量的应用知识点回顾基础单选题自测题答案-贵州省等高一数学选择必修,平均正确率84.0%

2025-05-04
用空间向量研究两条直线所成的角-空间向量的应用知识点回顾基础单选题自测题答案-贵州省等高一数学选择必修,平均正确率84.0%
1、['用空间向量研究直线与平面所成的角', '用空间向量研究两条直线所成的角', '用空间向量研究两个平面所成的角']

正确率60.0%已知$${{c}{o}{s}{⟨}{a}{,}{b}{⟩}}$$​$$=-\frac{1} {4},$$则下列说法错误的是(

B

A.若$${{a}{,}{b}}$$分别是直线$${{l}_{1}{,}{{l}_{2}}}$$的方向向量,则直线$${{l}_{1}{,}{{l}_{2}}}$$的夹角的余弦值是$$\frac{1} {4}$$

B.若$${{a}{,}{b}}$$分别是直线$${{l}}$$的方向向量与平面$${{α}}$$的法向量,则直线$${{l}}$$与平面$${{α}}$$的夹角的余弦值是$$\frac{1} {4}$$

C.若$${{a}{,}{b}}$$分别是平面$${{α}{,}{β}}$$的法向量,则平面$${{α}{,}{β}}$$的夹角的余弦值是$$\frac{1} {4}$$

D.若$${{a}{,}{b}}$$分别是直线$${{l}}$$的方向向量与平面$${{α}}$$的法向量,则直线$${{l}}$$与平面$${{α}}$$的夹角的正弦值是$$\frac{1} {4}$$

5、['空间向量运算的坐标表示', '用空间向量研究两条直线所成的角']

正确率60.0%在正方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中,$${{E}}$$为棱$${{A}{B}}$$的中点,$${{F}}$$是棱$${{B}{{B}_{1}}}$$上的点,且$${{B}{F}{:}{F}{{B}_{1}}{=}{1}{:}{3}}$$,则异面直线$${{E}{F}}$$与$${{A}{{D}_{1}}}$$所成角的余弦值为(

A

A.$$\frac{\sqrt{1 0}} {1 0}$$

B.$$\frac{1 5} {5}$$

C.$$\frac{3 \sqrt{1 0}} {1 0}$$

D.$$\frac{\sqrt{1 5}} {3}$$

7、['用空间向量研究两条直线所成的角']

正确率60.0%正方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中,$${{E}}$$是棱$${{B}{{B}_{1}}}$$中点,$${{G}}$$是$${{D}{{D}_{1}}}$$中点,$${{F}}$$是$${{B}{C}}$$上一点且$$F B={\frac{1} {4}} B C$$,则$${{G}{B}}$$与$${{E}{F}}$$所成的角为(

D

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{1}{2}{0}^{∘}}$$

C.$${{6}{0}^{∘}}$$

D.$${{9}{0}^{∘}}$$

10、['异面直线所成的角', '用空间向量研究两条直线所成的角']

正确率60.0%在长方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中,$${{A}{B}}$$$${{=}{B}{C}}$$$${{=}{1}}$$,$${{A}{{A}_{1}}{=}{\sqrt {3}}}$$,则异面直线$${{A}{{D}_{1}}}$$与$${{D}{{B}_{1}}}$$所成角的余弦值为(

C

A.$$\frac{1} {5}$$

B.$$\frac{\sqrt{5}} {6}$$

C.$$\frac{\sqrt{5}} {5}$$

D.$$\frac{\sqrt2} {2}$$

1. 题目解析:

已知 $$cos⟨a,b⟩ = -\frac{1}{4}$$,分析各选项:

A选项:若 $$a$$ 和 $$b$$ 是直线的方向向量,直线夹角 $$\theta$$ 的余弦值为 $$|cos⟨a,b⟩| = \frac{1}{4}$$,因此A正确。

B选项:若 $$a$$ 是直线方向向量,$$b$$ 是平面法向量,直线与平面的夹角 $$\phi$$ 满足 $$sin\phi = |cos⟨a,b⟩| = \frac{1}{4}$$,因此余弦值为 $$\sqrt{1 - \left(\frac{1}{4}\right)^2} = \frac{\sqrt{15}}{4}$$,B错误。

C选项:若 $$a$$ 和 $$b$$ 是两平面的法向量,平面夹角 $$\psi$$ 的余弦值为 $$|cos⟨a,b⟩| = \frac{1}{4}$$,因此C正确。

D选项:与B选项一致,$$sin\phi = \frac{1}{4}$$,因此D正确。

综上,错误的选项是 B

5. 题目解析:

在正方体中建立坐标系,设边长为1:

点坐标:$$E(0.5, 0, 0)$$,$$F(1, 0, 0.25)$$,$$A(0, 0, 0)$$,$$D_1(0, 1, 1)$$。

向量 $$\vec{EF} = (0.5, 0, 0.25)$$,$$\vec{AD_1} = (0, 1, 1)$$。

夹角的余弦值:$$cos\theta = \frac{\vec{EF} \cdot \vec{AD_1}}{|\vec{EF}| \cdot |\vec{AD_1}|} = \frac{0.25}{\sqrt{0.3125} \cdot \sqrt{2}} = \frac{3\sqrt{10}}{10}$$。

正确答案是 C

7. 题目解析:

在正方体中建立坐标系,设边长为1:

点坐标:$$G(0, 1, 0.5)$$,$$B(1, 1, 0)$$,$$E(1, 1, 0.5)$$,$$F(1, 0.75, 0)$$。

向量 $$\vec{GB} = (1, 0, -0.5)$$,$$\vec{EF} = (0, -0.25, -0.5)$$。

夹角的余弦值:$$cos\theta = \frac{\vec{GB} \cdot \vec{EF}}{|\vec{GB}| \cdot |\vec{EF}|} = \frac{0.25}{\sqrt{1.25} \cdot \sqrt{0.3125}} = 0.5$$,因此夹角为 $$60^\circ$$。

正确答案是 C

10. 题目解析:

在长方体中建立坐标系,设 $$AB = BC = 1$$,$$AA_1 = \sqrt{3}$$:

点坐标:$$A(0, 0, 0)$$,$$D_1(0, 1, \sqrt{3})$$,$$D(0, 1, 0)$$,$$B_1(1, 0, \sqrt{3})$$。

向量 $$\vec{AD_1} = (0, 1, \sqrt{3})$$,$$\vec{DB_1} = (1, -1, \sqrt{3})$$。

夹角的余弦值:$$cos\theta = \frac{\vec{AD_1} \cdot \vec{DB_1}}{|\vec{AD_1}| \cdot |\vec{DB_1}|} = \frac{2}{2 \cdot \sqrt{5}} = \frac{\sqrt{5}}{5}$$。

正确答案是 C

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