格物学 第一章 空间向量与立体几何1.4 空间向量的应用

平面的法向量及其应用-1.4 空间向量的应用知识点课后基础自测题答案-青海省等高一数学选择必修,平均正确率60.0%

2025-09-29
平面的法向量及其应用-1.4 空间向量的应用知识点课后基础自测题答案-青海省等高一数学选择必修,平均正确率60.0%
1、['平面的法向量及其应用']

正确率60.0%已知平面$${{α}}$$的一个法向量为$$\boldsymbol{n}=( 2, ~ 1, ~ 1 ),$$直线$${{l}}$$的一个方向向量为$$\boldsymbol{a}=(-1, ~ 0, ~ 3 ),$$则(

C

A.$${{l}{/}{/}{α}}$$

B.$${{l}{⊥}{α}}$$

C.$${{l}}$$与$${{α}}$$斜交

D.$${{l}{⊂}{α}}$$​

2、['平面的法向量及其应用']

正确率60.0%已知两个向量$$\overrightarrow{A B}=( 1, \; \; 2, \; \; 3 ),$$$$\overrightarrow{A C}=( 3, \, \, 2, \, \, 1 ),$$则平面$${{A}{B}{C}}$$的一个法向量为(

A

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

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

C.$$( 1, ~ 2, ~-1 )$$

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

3、['用空间向量研究空间中直线、平面的垂直', '平面的法向量及其应用']

正确率60.0%下列说法中不正确的是(

D

A.平面$${{α}}$$的法向量垂直于与平面$${{α}}$$共面的所有向量

B.一个平面的所有法向量互相平行

C.如果两个平面的法向量互相垂直,那么这两个平面也互相垂直

D.如果$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$与平面$${{α}}$$共面且$$\overrightarrow{n} \perp\overrightarrow{a}, \overrightarrow{n} \perp\overrightarrow{b},$$那么$${{n}^{→}}$$就是平面$${{α}}$$的一个法向量

4、['平面的法向量及其应用']

正确率60.0%已知平面$${{α}}$$的一个法向量是$$( 2,-1, 1 ), ~ \alpha/ \! / \beta$$,则下列向量可作为平面$${{β}}$$的一个法向量的是(

D

A.$$( 4, 2,-2 )$$

B.$$( 2, 0, 4 )$$

C.$$( 2,-1,-5 )$$

D.$$( 4,-2, 2 )$$

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$$A ( 2,-1, 2 ), \, \, \alpha$$的一个法向量为$$\boldsymbol{n}=( 3, 1, 2 ),$$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、['空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直', '平面的法向量及其应用']

正确率40.0%已知$$\overrightarrow{A B}=\ ( 2, \ 2, \ 1 ) \, \ \overrightarrow{A C}=\ ( 4, \ 5, \ 3 )$$则下列向量中是平面$${{A}{B}{C}}$$的法向量的是(

C

A.$$( \ 1, \ 2, \ -6 )$$

B.$$( \ -2, \ 1, \ 1 )$$

C.$$( 1, ~-2, ~ 2 )$$

D.$$( \mathbf{4}, \mathbf{\tau}-2, \mathbf{\tau} 1 )$$

7、['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.$$\frac{1} {8}$$

8、['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$$\overrightarrow{a}=( 3,-2,-1 )$$是直线$${{l}}$$的方向向量,$$\overrightarrow{n}=( 1, 2,-1 )$$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$${{l}{/}{/}{α}}$$

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', '用空间向量研究空间中直线、平面的平行']

正确率80.0%若直线$${{l}}$$的方向向量为$$\overrightarrow{a}=( 1, 0, 2 )$$,平面$${{α}}$$的法向量为$$\overrightarrow{n}=(-2, 1, 1 )$$,则$${{(}{)}}$$

C

A.$${{l}{/}{/}{α}}$$

B.$${{l}{⊥}{α}}$$

C.$${{l}{⊂}{α}}$$或$${{l}{/}{/}{α}}$$

D.$${{l}}$$与$${{α}}$$斜交

10、['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

1. 已知平面α的法向量$$\boldsymbol{n}=(2,1,1)$$,直线l的方向向量$$\boldsymbol{a}=(-1,0,3)$$

计算点积:$$\boldsymbol{n} \cdot \boldsymbol{a} = 2 \times (-1) + 1 \times 0 + 1 \times 3 = -2 + 0 + 3 = 1 \neq 0$$

由于点积不为零,直线与平面不垂直

检查是否平行:$$\boldsymbol{n} \times \boldsymbol{a} = \begin{vmatrix} \boldsymbol{i} & \boldsymbol{j} & \boldsymbol{k} \\ 2 & 1 & 1 \\ -1 & 0 & 3 \end{vmatrix} = (3-0)\boldsymbol{i} - (6+1)\boldsymbol{j} + (0+1)\boldsymbol{k} = (3,-7,1) \neq \boldsymbol{0}$$

由于叉积不为零向量,直线与平面不平行

因此直线与平面斜交,选C

2. 已知$$\overrightarrow{AB}=(1,2,3)$$,$$\overrightarrow{AC}=(3,2,1)$$

求法向量:$$\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC} = \begin{vmatrix} \boldsymbol{i} & \boldsymbol{j} & \boldsymbol{k} \\ 1 & 2 & 3 \\ 3 & 2 & 1 \end{vmatrix} = (2 \times 1 - 3 \times 2)\boldsymbol{i} - (1 \times 1 - 3 \times 3)\boldsymbol{j} + (1 \times 2 - 2 \times 3)\boldsymbol{k}$$

$$= (2-6)\boldsymbol{i} - (1-9)\boldsymbol{j} + (2-6)\boldsymbol{k} = (-4,8,-4)$$

化简得:$$(-1,2,-1)$$,选A

3. 分析各选项:

A正确:法向量垂直于平面内所有向量

B正确:同一平面的法向量互相平行

C错误:法向量垂直只能说明两平面垂直或平行(当法向量平行时)

D正确:这是法向量的定义

选C

4. 已知平面α的法向量$$\boldsymbol{n}=(2,-1,1)$$,α∥β

平行平面的法向量互相平行,即β的法向量与α的法向量成比例

检查选项:

A:$$(4,2,-2) = 2 \times (2,1,-1)$$,不与$$(2,-1,1)$$成比例

B:$$(2,0,4)$$,不与$$(2,-1,1)$$成比例

C:$$(2,-1,-5)$$,不与$$(2,-1,1)$$成比例

D:$$(4,-2,2) = 2 \times (2,-1,1)$$,与α的法向量成比例

选D

5. 已知点A(2,-1,2),法向量$$\boldsymbol{n}=(3,1,2)$$

平面方程:$$3(x-2) + 1(y+1) + 2(z-2) = 0$$,即$$3x+y+2z-9=0$$

验证各点:

A:$$3 \times 1 + (-1) + 2 \times 1 - 9 = 3-1+2-9 = -5 \neq 0$$

B:$$3 \times 1 + 3 + 2 \times \frac{3}{2} - 9 = 3+3+3-9 = 0$$

C:$$3 \times 1 + (-3) + 2 \times \frac{3}{2} - 9 = 3-3+3-9 = -6 \neq 0$$

D:$$3 \times (-1) + 3 + 2 \times (-\frac{3}{2}) - 9 = -3+3-3-9 = -12 \neq 0$$

选B

6. 已知$$\overrightarrow{AB}=(2,2,1)$$,$$\overrightarrow{AC}=(4,5,3)$$

法向量:$$\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC} = \begin{vmatrix} \boldsymbol{i} & \boldsymbol{j} & \boldsymbol{k} \\ 2 & 2 & 1 \\ 4 & 5 & 3 \end{vmatrix} = (2 \times 3 - 1 \times 5)\boldsymbol{i} - (2 \times 3 - 1 \times 4)\boldsymbol{j} + (2 \times 5 - 2 \times 4)\boldsymbol{k}$$

$$= (6-5)\boldsymbol{i} - (6-4)\boldsymbol{j} + (10-8)\boldsymbol{k} = (1,-2,2)$$

检查选项:

A:$$(1,2,-6)$$,点积:$$1 \times 1 + (-2) \times 2 + 2 \times (-6) = 1-4-12 = -15 \neq 0$$

B:$$(-2,1,1)$$,点积:$$1 \times (-2) + (-2) \times 1 + 2 \times 1 = -2-2+2 = -2 \neq 0$$

C:$$(1,-2,2)$$,与计算结果一致

D选项格式错误

选C

7. 已知$$\overrightarrow{s}=(1,2,x)$$,$$\overrightarrow{n}=(-2,y,2)$$,且$$l \subset α$$

由于直线在平面内,方向向量与法向量垂直:$$\overrightarrow{s} \cdot \overrightarrow{n} = 0$$

即:$$1 \times (-2) + 2 \times y + x \times 2 = -2 + 2y + 2x = 0$$

整理得:$$x + y = 1$$

求$$xy$$的最大值:由均值不等式,$$xy \leq \left( \frac{x+y}{2} \right)^2 = \left( \frac{1}{2} \right)^2 = \frac{1}{4}$$

当$$x=y=\frac{1}{2}$$时取等号

选B

8. 已知$$\overrightarrow{a}=(3,-2,-1)$$,$$\overrightarrow{n}=(1,2,-1)$$

计算点积:$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{n} = 3 \times 1 + (-2) \times 2 + (-1) \times (-1) = 3-4+1 = 0$$

点积为零说明方向向量与法向量垂直

这意味着直线与平面平行或直线在平面内

选D

9. 已知$$\overrightarrow{a}=(1,0,2)$$,$$\overrightarrow{n}=(-2,1,1)$$

计算点积:$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{n} = 1 \times (-2) + 0 \times 1 + 2 \times 1 = -2+0+2 = 0$$

点积为零说明方向向量与法向量垂直

这意味着直线与平面平行或直线在平面内

选C

10. 已知方向向量$$\overrightarrow{s}=(2,1,1)$$,法向量$$\overrightarrow{n}=(4,2,2)$$

观察:$$\overrightarrow{n} = 2 \times \overrightarrow{s}$$,即法向量与方向向量平行

这意味着直线与平面垂直

选B

题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱
高中知识点
其他知识点