格物学 第一章 空间向量与立体几何空间向量的应用

用空间向量研究点到平面的距离-空间向量的应用知识点回顾基础单选题自测题解析-四川省等高一数学选择必修,平均正确率68.0%

2025-05-18
用空间向量研究点到平面的距离-空间向量的应用知识点回顾基础单选题自测题解析-四川省等高一数学选择必修,平均正确率68.0%
1、['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.$${{2}{\sqrt {3}}}$$

2、['用空间向量研究点到平面的距离']

正确率60.0%已知向量$${{n}{=}{(}{2}{,}{0}{,}{1}{)}}$$为平面$${{α}}$$的法向量,点$${{A}{(}{−}{1}{,}{2}{,}{1}{)}}$$在$${{α}}$$内,则点$${{P}{(}{1}{,}{2}{,}{2}{)}}$$到平面$${{α}}$$的距离为(

B

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

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

C.$${{2}{\sqrt {5}}}$$

D.$$\frac{\sqrt{5}} {1 0}$$

4、['空间直角坐标系', '空间向量运算的坐标表示', '用空间向量研究平面与平面之间的距离', '用空间向量研究点到平面的距离', '平面的法向量及其应用']

正确率40.0%若正方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$的棱长为$${{1}{,}}$$则平面$${{A}_{1}{B}{D}}$$与平面$${{B}_{1}{C}{{D}_{1}}}$$间的距离为(

B

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

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

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

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

5、['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$${{n}{=}{(}{2}{,}{1}{,}{2}{)}}$$,点$${{A}{(}{−}{2}{,}{3}{,}{0}{)}}$$在$${{α}}$$内,则$${{P}{(}{1}{,}{1}{,}{4}{)}}$$到$${{α}}$$的距离为(

B

A.$${{1}{0}}$$

B.$${{4}}$$

C.$$\frac{8} {2}$$

D.$$\frac{1 0} {3}$$

7、['二面角', '用空间向量研究点到平面的距离']

正确率40.0%正四棱柱$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中,底面边长为$${{2}}$$,截面$${{A}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{D}}$$与底面$${{A}{B}{C}{D}}$$所成二面角的正切值为$${{2}}$$,则$${{B}_{1}}$$点到平面$${{A}{{D}_{1}}{C}}$$的距离为(

A

A.$$\frac{8} {2}$$

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

C.$$\frac{4 \sqrt{2}} {3}$$

D.$$\frac{4} {3}$$

9、['空间直角坐标系', '点到平面的距离', '用空间向量研究点到平面的距离']

正确率40.0%在棱长为$${{2}}$$的正方体$${{△}{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中,$${{M}{、}{N}}$$分别是$${{A}_{1}{{B}_{1}}{、}{C}{D}}$$的中点,则点$${{B}}$$到截面$${{A}{M}{{C}_{1}}{N}}$$的距离为$${{(}{)}}$$

B

A.$${\sqrt {2}}$$

B.$$\frac{2 \sqrt{6}} {3}$$

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

D.$$\frac{4 \sqrt{2}} {3}$$

10、['用空间向量研究点到平面的距离', '平面的法向量及其应用']

正确率60.0%若平面$${{α}}$$的一个法向量为$${{n}^{→}{=}{(}{1}{,}{2}{,}{2}{)}{,}{A}{=}{(}{1}{,}{0}{,}{2}{)}{,}{B}{=}{(}{0}{,}{−}{1}{,}{4}{)}{,}{A}{∉}{α}{,}{B}{∈}{α}}$$,则点$${{A}}$$到平面$${{α}}$$的距离为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

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

D.$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {3}} \\ \end{array}$$

1. 点 $$P$$ 到平面 $$α$$ 的距离公式为:$$d = \frac{|\vec{AP} \cdot \vec{n}|}{|\vec{n}|}$$,其中 $$\vec{AP} = (2-1, 0-2, 3-1) = (1, -2, 2)$$,$$\vec{n} = (-1, -1, 1)$$。

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

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

距离:$$d = \frac{3}{\sqrt{3}} = \sqrt{3}$$,故选 $$C$$。

2. 点 $$P$$ 到平面 $$α$$ 的距离公式为:$$d = \frac{|\vec{AP} \cdot \vec{n}|}{|\vec{n}|}$$,其中 $$\vec{AP} = (1-(-1), 2-2, 2-1) = (2, 0, 1)$$,$$\vec{n} = (2, 0, 1)$$。

计算点积:$$\vec{AP} \cdot \vec{n} = 2 \times 2 + 0 \times 0 + 1 \times 1 = 5$$。

法向量的模:$$|\vec{n}| = \sqrt{2^2 + 0^2 + 1^2} = \sqrt{5}$$。

距离:$$d = \frac{5}{\sqrt{5}} = \sqrt{5}$$,故选 $$B$$。

4. 平面 $$A_1BD$$ 与平面 $$B_1CD_1$$ 平行,距离等于点 $$B_1$$ 到平面 $$A_1BD$$ 的距离。法向量 $$\vec{n} = \vec{A_1B} \times \vec{A_1D} = (-1,1,0) \times (-1,0,1) = (1,1,1)$$。

点 $$B_1(1,1,1)$$ 到平面 $$A_1BD$$ 的距离公式为:$$d = \frac{|\vec{A_1B_1} \cdot \vec{n}|}{|\vec{n}|} = \frac{|(0,0,1) \cdot (1,1,1)|}{\sqrt{3}} = \frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{3}$$,故选 $$B$$。

5. 点 $$P$$ 到平面 $$α$$ 的距离公式为:$$d = \frac{|\vec{AP} \cdot \vec{n}|}{|\vec{n}|}$$,其中 $$\vec{AP} = (1-(-2), 1-3, 4-0) = (3, -2, 4)$$,$$\vec{n} = (2,1,2)$$。

计算点积:$$\vec{AP} \cdot \vec{n} = 3 \times 2 + (-2) \times 1 + 4 \times 2 = 6 - 2 + 8 = 12$$。

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

距离:$$d = \frac{12}{3} = 4$$,故选 $$B$$。

7. 设 $$B_1(2,2,h)$$,由二面角的正切值为 2,可得 $$h = 4$$。平面 $$AD_1C$$ 的法向量 $$\vec{n} = \vec{AD_1} \times \vec{AC} = (2,0,4) \times (2,2,0) = (-8,8,4)$$。

点 $$B_1(2,2,4)$$ 到平面 $$AD_1C$$ 的距离公式为:$$d = \frac{|\vec{AB_1} \cdot \vec{n}|}{|\vec{n}|} = \frac{|(0,2,4) \cdot (-8,8,4)|}{\sqrt{(-8)^2 + 8^2 + 4^2}} = \frac{0 + 16 + 16}{12} = \frac{32}{12} = \frac{8}{3}$$,但选项中没有,重新计算法向量简化后为 $$\vec{n} = (-2,2,1)$$,距离 $$d = \frac{|0 + 4 + 4|}{3} = \frac{8}{3}$$,但选项最接近的是 $$\frac{4 \sqrt{2}}{3}$$,可能是题目条件不同,暂选 $$C$$。

9. 建立坐标系,设 $$A(0,0,0)$$,$$B(2,0,0)$$,$$C(2,2,0)$$,$$D(0,2,0)$$,$$A_1(0,0,2)$$,$$B_1(2,0,2)$$,$$C_1(2,2,2)$$,$$D_1(0,2,2)$$。截面 $$AMC_1N$$ 的法向量 $$\vec{n} = \vec{AM} \times \vec{AN} = (1,0,2) \times (0,1,0) = (-2,0,1)$$。

点 $$B(2,0,0)$$ 到平面的距离公式为:$$d = \frac{|\vec{AB} \cdot \vec{n}|}{|\vec{n}|} = \frac{|(2,0,0) \cdot (-2,0,1)|}{\sqrt{5}} = \frac{4}{\sqrt{5}}$$,但选项中没有,重新计算法向量可能不同,实际法向量为 $$\vec{n} = (2,0,-1)$$,距离 $$d = \frac{4}{\sqrt{5}}$$,不符合选项,可能是题目理解错误,暂选 $$B$$。

10. 点 $$A$$ 到平面 $$α$$ 的距离公式为:$$d = \frac{|\vec{AB} \cdot \vec{n}|}{|\vec{n}|}$$,其中 $$\vec{AB} = (-1, -1, 2)$$,$$\vec{n} = (1,2,2)$$。

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

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

距离:$$d = \frac{1}{3}$$,故选 $$C$$。

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