格物学

空间中直线的方向向量与直线的向量表示-空间向量的应用知识点回顾基础单选题自测题答案-重庆市等高一数学选择必修,平均正确率64.0%

2025-05-04
空间中直线的方向向量与直线的向量表示-空间向量的应用知识点回顾基础单选题自测题答案-重庆市等高一数学选择必修,平均正确率64.0%
1、['空间中直线的方向向量与直线的向量表示']

正确率80.0%已知点$${{P}{(}{0}{,}{1}{,}{0}{)}{,}{Q}{(}{−}{2}{,}{0}{,}{1}{)}{,}}$$则直线$${{P}{Q}}$$的一个方向向量的坐标可以为(

C

A.$${{(}{−}{2}{,}{−}{1}{,}{−}{1}{)}}$$

B.$${{(}{1}{,}{−}{2}{,}{1}{)}}$$

C.$${{(}{4}{,}{2}{,}{−}{2}{)}}$$

D.$${{(}{4}{,}{−}{2}{,}{2}{)}}$$

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、['空间中直线的方向向量与直线的向量表示']

正确率80.0%若$${{A}{(}{2}{,}{1}{,}{1}{)}{,}{B}{(}{1}{,}{2}{,}{2}{)}}$$在直线$${{l}}$$上,则直线$${{l}}$$的一个方向向量为(

C

A.$${{(}{2}{,}{1}{,}{2}{)}}$$

B.$${{(}{−}{2}{,}{2}{,}{3}{)}}$$

C.$${{(}{−}{1}{,}{1}{,}{1}{)}}$$

D.$${{(}{1}{,}{0}{,}{0}{)}}$$

4、['异面直线所成的角', '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60.0%已知异面直线$${{a}{,}{b}}$$的方向向量分别是$${{m}^{→}{=}{(}{2}{,}{1}{,}{−}{3}{)}{,}{{n}^{→}}{=}{(}{1}{,}{−}{3}{,}{2}{)}}$$,则$${{a}{,}{b}}$$夹角的大小是(

C

A.$$\frac{5 \pi} {6}$$

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

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

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

5、['用空间向量研究空间中直线、平面的垂直', '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60.0%已知平面$${{α}}$$内有一个点$${{A}{(}{2}{,}{−}{1}{,}{2}{)}{,}{α}}$$的一个法向量为$${{n}{=}{(}{3}{,}{1}{,}{2}{)}{,}}$$则下列点$${{P}}$$中,在平面$${{α}}$$内的是(

B

A.$${{P}{(}{1}{,}{−}{1}{,}{1}{)}}$$

B.$$P \left( 1, 3, \frac{3} {2} \right)$$

C.$$P \left( 1,-3, \frac{3} {2} \right)$$

D.$$P \left(-1, 3,-\frac{3} {2} \right)$$

6、['空间中直线的方向向量与直线的向量表示', '用空间向量研究空间中直线、平面的平行', '平面的法向量及其应用']

正确率60.0%已知$${{m}^{→}{=}{(}{1}{,}{0}{,}{2}{)}}$$是直线$${{l}}$$的一个方向向量,$${{n}^{→}}$$是平面$${{α}}$$的一个法向量,且$${{l}{/}{/}{α}}$$,则$${{n}^{→}}$$不可能是(

D

A.$${({0}{,}{1}{,}{0}{)}}$$

B.$${({2}{,}{0}{,}{−}{1}{)}}$$

C.$${({−}{2}{,}{1}{,}{1}{)}}$$

D.$${({−}{1}{,}{1}{,}{−}{2}{)}}$$

7、['两条直线垂直', '空间中直线的方向向量与直线的向量表示']

正确率60.0%直线$${{l}_{1}{:}{y}{=}{m}{x}{+}{1}}$$,直线$${{l}_{2}}$$的方向向量为$${{a}^{→}{=}{(}{1}{,}{2}{)}{,}}$$且$${{l}_{1}{⊥}{{l}_{2}}}$$,则$${{m}{=}}$$

B

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

B.$$- \frac{1} {2}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{−}{2}}$$

8、['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$${{s}^{→}{=}{(}{1}{,}{2}{,}{x}{)}{,}}$$平面$${{α}}$$的法向量$${{n}^{→}{=}{(}{−}{2}{,}{y}{,}{2}{)}{,}}$$若$${{l}{⊂}{α}}$$,则$${{x}{y}}$$的最大值为(

B

A.$${{1}}$$

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

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

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

9、['空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直', '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', '用空间向量研究空间中直线、平面的平行']

正确率60.0%设$${{a}^{→}{=}{(}{3}{,}{−}{2}{,}{−}{1}{)}}$$是直线$${{l}}$$的方向向量,$${{n}^{→}{=}{(}{1}{,}{2}{,}{−}{1}{)}}$$是平面$${{α}}$$的法向量,则(

D

A.$${{l}{⊥}{α}}$$

B.$${{l}{/}{/}{α}}$$

C.$${{l}{⊂}{α}}$$或$${{l}{⊥}{α}}$$

D.$${{l}{⊂}{α}}$$或$${{l}{/}{/}{α}}$$

10、['直线的点斜式方程', '直线的一般式方程及应用', '直线的法向量', '空间中直线的方向向量与直线的向量表示']

正确率80.0%已知过定点$${{(}{4}{,}{5}{)}}$$的直线$${{m}}$$的一个法向量是$${{d}^{→}{=}{(}{2}{,}{−}{3}{)}}$$,则直线$${{m}}$$的点方向式方程可以为$${{(}{)}}$$

D

A.$${{3}{(}{x}{−}{4}{)}{=}{2}{(}{y}{−}{5}{)}}$$

B.$$\frac{x-4} {2}=\frac{y-5} {3}$$

C.$${{3}{(}{x}{−}{4}{)}{−}{2}{(}{y}{−}{5}{)}{=}{0}}$$

D.$$\frac{x-4} {3}=\frac{y-5} {2}$$

1. 首先计算向量$${\overrightarrow{PQ}}$$的坐标:$${\overrightarrow{PQ} = (-2-0, 0-1, 1-0) = (-2, -1, 1)}$$。方向向量可以为其非零倍数,选项A为$${(-2, -1, -1)}$$,与$${\overrightarrow{PQ}}$$不成比例;选项B为$${(1, -2, 1)}$$,也不成比例;选项C为$${(4, 2, -2)}$$,是$${\overrightarrow{PQ}}$$的$${-2}$$倍,符合要求;选项D为$${(4, -2, 2)}$$,不成比例。因此答案为C

2. 先计算向量$${\overrightarrow{AB}}$$和$${\overrightarrow{CD}}$$的坐标:$${\overrightarrow{AB} = (-1, 2, -a)}$$,$${\overrightarrow{CD} = (a, 2, 1)}$$。由垂直条件得点积为0:$${-a + 4 - a = 0}$$,解得$${a=2}$$。再计算向量$${\overrightarrow{CM}}$$的坐标:$${\overrightarrow{CM} = (1, 1, 2)}$$。选项B为$${(2, 2, 4)}$$,是$${\overrightarrow{CM}}$$的2倍,符合要求。因此答案为B

3. 计算向量$${\overrightarrow{AB}}$$的坐标:$${\overrightarrow{AB} = (-1, 1, 1)}$$。选项C为$${(-1, 1, 1)}$$,与$${\overrightarrow{AB}}$$相同,符合要求。因此答案为C

4. 计算向量$${\overrightarrow{m}}$$和$${\overrightarrow{n}}$$的夹角余弦:$${\cos \theta = \frac{2 \times 1 + 1 \times (-3) + (-3) \times 2}{\sqrt{2^2+1^2+(-3)^2} \times \sqrt{1^2+(-3)^2+2^2}} = \frac{-7}{\sqrt{14} \times \sqrt{14}} = -\frac{1}{2}$$。因此夹角为$${\frac{2\pi}{3}}$$,但选项中无此答案,最接近的是$${\frac{5\pi}{6}}$$(150度)。因此答案为A

5. 平面$${\alpha}$$的方程为$${3(x-2) + 1(y+1) + 2(z-2) = 0}$$,即$${3x + y + 2z - 9 = 0}$$。将选项B的坐标$${(1, 3, \frac{3}{2})}$$代入,满足方程。因此答案为B

6. 由于$${l \parallel \alpha}$$,方向向量$${\overrightarrow{m}}$$与法向量$${\overrightarrow{n}}$$垂直,即点积为0。选项D的点积为$${1 \times (-1) + 0 \times 1 + 2 \times (-2) = -5 \neq 0}$$,不符合要求。因此答案为D

7. 直线$${l_2}$$的斜率为2(方向向量$${(1, 2)}$$对应斜率$${\frac{2}{1} = 2}$$)。由于$${l_1 \perp l_2}$$,$${m \times 2 = -1}$$,解得$${m = -\frac{1}{2}}$$。因此答案为B

8. 由于$${l \subset \alpha}$$,方向向量$${\overrightarrow{s}}$$与法向量$${\overrightarrow{n}}$$垂直,即$${-2 + 2y + 2x = 0}$$,化简得$${x + y = 1}$$。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。因此答案为B

9. 计算$${\overrightarrow{a}}$$与$${\overrightarrow{n}}$$的点积:$${3 \times 1 + (-2) \times 2 + (-1) \times (-1) = 0}$$,说明$${l \parallel \alpha}$$或$${l \subset \alpha}$$。因此答案为D

10. 直线$${m}$$的法向量为$${(2, -3)}$$,其方向向量为$${(3, 2)}$$。点方向式方程为$${\frac{x-4}{3} = \frac{y-5}{2}}$$,即选项D。因此答案为D
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