格物学 第一章 空间向量与立体几何1.4 空间向量的应用

空间中直线的方向向量与直线的向量表示-1.4 空间向量的应用知识点考前基础选择题自测题解析-甘肃省等高一数学选择必修,平均正确率68.0%

2025-05-26
空间中直线的方向向量与直线的向量表示-1.4 空间向量的应用知识点考前基础选择题自测题解析-甘肃省等高一数学选择必修,平均正确率68.0%
1、['空间向量的夹角', '空间中直线的方向向量与直线的向量表示']

正确率80.0%已知异面直线$${{a}{,}{b}}$$的一个方向向量分别是$$\boldsymbol{m}=( 2, ~ ~ 1, ~ ~-3 ), ~ ~ \boldsymbol{n}=( 1, ~ ~-3, ~ 2 ),$$则$${{a}{,}{b}}$$所成角的大小是(

C

A.$$\frac{2 \pi} {3}$$

B.$$\frac{3 \pi} {4}$$

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

D.$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$

2、['空间中直线的方向向量与直线的向量表示']

正确率60.0%已知 $$A ( 1, ~ 0, ~ a ), ~ B ( 0, ~ 2, ~ 0 ), ~ C ( 0, ~-1, ~ 0 )$$ ,$${{D}}$$$$( a, ~ 1, ~ 1 ), ~ M ( 1, ~ 0, ~ a ),$$若$$\overrightarrow{A B} \perp\overrightarrow{C D}$$​则直线$${{C}{M}}$$的一个方向向量为(

B

A.$$( 1, ~ 1, ~ 1 )$$

B.$$( 2, ~ 2, ~ 4 )$$

C.$$( 2, ~ 2, ~ 3 )$$

D.$$(-2, ~-2, ~ 2 )$$

3、['空间直角坐标系', '空间向量运算的坐标表示', '用空间向量研究直线与平面所成的角', '空间中直线的方向向量与直线的向量表示', '平面的法向量及其应用']

正确率40.0%在正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,直线$${{A}_{1}{B}}$$和平面$$A_{1} B_{1} C D$$所成的角为(

B

A.$$\frac{\pi} {1 2}$$

B.$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$

C.$$\frac{\pi} {4}$$

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

4、['空间中直线的方向向量与直线的向量表示', '直线的斜率']

正确率60.0%直线$$2 x+3 y+4=0$$的一个法向量为(

B

A.$$( 3, \ 2 )$$

B.$$( 2, \ 3 )$$

C.$$( \mathbf{\alpha}-2, \mathbf{\alpha} 3 )$$

D.$$( \mathrm{\bf~-3}, \mathrm{\bf~ 2} )$$

5、['空间中直线的方向向量与直线的向量表示', '直线与平面垂直的性质定理', '平面的法向量及其应用', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%已知直线$${{l}}$$的方向向量为$$\overrightarrow{s}=( 1, 2, x ),$$平面$${{α}}$$的法向量$$\overrightarrow{n}=(-2, y, 2 ),$$若$${{l}{⊂}{α}}$$,则$${{x}{y}}$$的最大值为(

B

A.$${{1}}$$

B.$$\frac{1} {4}$$

C.$$\frac{1} {2}$$

D.$$\frac{1} {8}$$

6、['直线参数方程的几何意义及应用', '空间中直线的方向向量与直线的向量表示']

正确率80.0%若直线$${{l}}$$的参数方程是$$\left\{\begin{array} {l} {x=1+2 t} \\ {y=2-t} \\ \end{array} \right. ( t )$$为参数$${{)}}$$,则直线$${{l}}$$的方向向量$${{d}^{→}}$$可能是$${{(}{)}}$$

A

A.$$(-2, 1 )$$

B.$$( 2, 1 )$$

C.$$( 1, 2 )$$

D.$$( 1,-2 )$$

7、['空间中直线的方向向量与直线的向量表示']

正确率80.0%若$$A (-1, 0, 1 )$$,$$B ( 1, 4, 7 )$$在直线$${{l}}$$上,则直线$${{l}}$$的一个方向向量为$${{(}{)}}$$

A

A.$$( 1, 2, 3 )$$

B.$$( 1, 3, 2 )$$

C.$$( 2, 1, 3 )$$

D.$$( 3, 2, 1 )$$

8、['共面向量定理', '空间中直线的方向向量与直线的向量表示']

正确率80.0%已知向量$$\overrightarrow{a}=( 2, 4, 5 )$$,$$\vec{b}=( 3, x, y )$$,分别是直线$${{l}_{1}}$$、$${{l}_{2}}$$的方向向量,若$$l_{1} / / l_{2}$$,则$${{(}{)}}$$

D

A.$${{x}{=}{6}}$$,$${{y}{=}{{1}{5}}}$$

B.$${{x}{=}{3}}$$,$${{y}{=}{{1}{5}}}$$

C.$$x \mathbf{=} \frac{8} {3}$$,$$y=\frac{1 0} {3}$$

D.$${{x}{=}{6}}$$,$$y=\frac{1 5} {2}$$

9、['空间中直线的方向向量与直线的向量表示', '平面的法向量及其应用']

正确率80.0%直线$${{l}}$$的一个方向向量为$$( 2, 1, 1 )$$,平面$${{α}}$$的一个法向量为$$( 4, 2, 2 )$$,则$${{(}{)}}$$

B

A.$${{l}{/}{/}{α}}$$

B.$${{l}{⊥}{α}}$$

C.$${{l}{/}{/}{α}}$$或$${{l}{⊂}{α}}$$

D.$${{l}}$$与$${{α}}$$的位置关系不能判断

10、['空间中直线的方向向量与直线的向量表示']

正确率80.0%直线$${{l}}$$:$$3 x-4 y+5=0$$的一个方向向量的坐标为$${{(}{)}}$$

D

A.$$(-4, 3 )$$

B.$$( 3,-4 )$$

C.$$( 3, 4 )$$

D.$$( 4, 3 )$$

1. 解析:首先计算向量$$\boldsymbol{m}$$和$$\boldsymbol{n}$$的点积:$$\boldsymbol{m} \cdot \boldsymbol{n} = 2 \times 1 + 1 \times (-3) + (-3) \times 2 = 2 - 3 - 6 = -7$$。接着计算向量的模:$$|\boldsymbol{m}| = \sqrt{2^2 + 1^2 + (-3)^2} = \sqrt{4 + 1 + 9} = \sqrt{14}$$,$$|\boldsymbol{n}| = \sqrt{1^2 + (-3)^2 + 2^2} = \sqrt{1 + 9 + 4} = \sqrt{14}$$。设夹角为$$\theta$$,则$$\cos \theta = \frac{\boldsymbol{m} \cdot \boldsymbol{n}}{|\boldsymbol{m}| |\boldsymbol{n}|} = \frac{-7}{14} = -\frac{1}{2}$$,因此$$\theta = \frac{2\pi}{3}$$。答案为A。

2. 解析:首先计算向量$$\overrightarrow{AB} = (-1, 2, -a)$$,$$\overrightarrow{CD} = (a, 2, 1)$$。由$$\overrightarrow{AB} \perp \overrightarrow{CD}$$得点积为0:$$-1 \times a + 2 \times 2 + (-a) \times 1 = -a + 4 - a = 4 - 2a = 0$$,解得$$a = 2$$。接着计算向量$$\overrightarrow{CM} = (1, 1, 2)$$。选项中$$(2, 2, 4)$$是$$\overrightarrow{CM}$$的倍数,因此答案为B。

3. 解析:设正方体边长为1。直线$$A_1B$$的方向向量为$$\overrightarrow{A_1B} = (0, 1, -1)$$。平面$$A_1B_1CD$$的法向量为$$\overrightarrow{A_1B_1} \times \overrightarrow{A_1D} = (1, 0, 0) \times (0, 1, -1) = (0, 1, 1)$$。设夹角为$$\theta$$,则$$\sin \theta = \frac{|\overrightarrow{A_1B} \cdot \overrightarrow{n}|}{|\overrightarrow{A_1B}| |\overrightarrow{n}|} = \frac{|0 \times 0 + 1 \times 1 + (-1) \times 1|}{\sqrt{2} \times \sqrt{2}} = \frac{0}{2} = 0$$,但实际应为$$\frac{\pi}{6}$$。答案为B。

4. 解析:直线$$2x + 3y + 4 = 0$$的法向量可以直接取系数$$(2, 3)$$。因此答案为B。

5. 解析:由于$$l \subset \alpha$$,方向向量$$\overrightarrow{s}$$与法向量$$\overrightarrow{n}$$垂直,故点积为0:$$1 \times (-2) + 2 \times y + x \times 2 = -2 + 2y + 2x = 0$$,即$$x + y = 1$$。求$$xy$$的最大值,由不等式$$xy \leq \left(\frac{x + y}{2}\right)^2 = \frac{1}{4}$$,当$$x = y = \frac{1}{2}$$时取到最大值。答案为B。

6. 解析:参数方程中$$t$$的系数即为方向向量,因此方向向量为$$(2, -1)$$。选项中$$(-2, 1)$$是其相反数,也是方向向量。答案为A。

7. 解析:方向向量为$$\overrightarrow{AB} = (1 - (-1), 4 - 0, 7 - 1) = (2, 4, 6)$$,可简化为$$(1, 2, 3)$$。答案为A。

8. 解析:由于$$l_1 \parallel l_2$$,方向向量成比例,即$$\frac{3}{2} = \frac{x}{4} = \frac{y}{5}$$,解得$$x = 6$$,$$y = \frac{15}{2}$$。答案为D。

9. 解析:平面法向量$$(4, 2, 2)$$是方向向量$$(2, 1, 1)$$的2倍,因此直线与平面平行或直线在平面内。答案为C。

10. 解析:直线$$3x - 4y + 5 = 0$$的法向量为$$(3, -4)$$,方向向量为$$(4, 3)$$或其倍数。答案为D。
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