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专题基础选择题自测题解析-北京市等高一数学选择必修,平均正确率62.0%

2025-05-23
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专题基础选择题自测题解析-北京市等高一数学选择必修,平均正确率62.0%
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60.0%已知两个异面直线的方向向量分别为$${{a}{,}{b}{,}}$$且$${{|}{a}{|}{=}{|}{b}{|}{=}{1}{,}}$$$$\boldsymbol{a} \cdot\boldsymbol{b}=-\frac{1} {2},$$则两直线的夹角为(

B

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

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

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

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

2、['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']

正确率60.0%从点$${{A}{(}{2}{,}{−}{1}{,}{7}{)}}$$沿向量$${{a}{=}{(}{8}{,}{9}{,}{−}{{1}{2}}{)}}$$的方向取线段$${{A}{B}{,}}$$且$$| \overrightarrow{A B} |=3 4,$$则$${{B}}$$点的坐标为(

A

A.$${{(}{{1}{8}}{,}{{1}{7}}{,}{−}{{1}{7}}{)}}$$

B.$${{(}{−}{{1}{4}}{,}{−}{{1}{9}}{,}{{1}{7}}{)}}$$

C.$$\left( 6, ~ \frac{7} {2}, ~ 1 \right)$$

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

3、['空间中直线的方向向量与直线的向量表示']

正确率80.0%若点$$A \left(-\frac{1} {2}, ~ 0, ~ \frac{1} {2} \right), ~ B \left( \frac{1} {2}, ~ 2, ~ \frac{7} {2} \right)$$在直线$${{l}}$$上,则直线$${{l}}$$的一个方向向量为(

A

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

B.$$\left( \frac1 3, ~ 1, ~ \frac2 3 \right)$$

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

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

4、['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、平面的垂直', '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%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

5、['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60.0%在三棱锥$${{A}{−}{B}{C}{D}}$$中,$${{A}{B}{=}{(}{0}{,}{2}{,}{−}{1}{)}{A}{C}{=}}$$$${{(}{−}{1}{,}{2}{,}{0}{)}{,}{A}{D}{=}{(}{0}{,}{−}{2}{,}{0}{)}{,}}$$则直线$${{A}{D}}$$与平面$${{A}{B}{C}}$$所成角的正弦值为(

A

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

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

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

D.$$- \frac{2 \sqrt2} 3$$

6、['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.$${{−}{2}}$$

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$${{s}^{→}{=}{(}{1}{,}{2}{,}{x}{)}{,}}$$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.$$\frac{1} {8}$$

8、['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', '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%若直线$${{l}}$$的一个方向向量为$${{a}^{→}{=}{(}{1}{,}{0}{,}{2}{)}{,}}$$平面$${{α}}$$的一个法向量为$${{n}^{→}{=}{(}{−}{2}{,}{0}{,}{−}{4}{)}{,}}$$则(

B

A.$${{l}{/}{/}{α}}$$

B.$${{l}{⊥}{α}}$$

C.$${{l}{⊂}{α}}$$

D.$${{l}}$$与$${{α}}$$斜交

9、['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%若$${{d}^{→}{=}{(}{4}{,}{2}{,}{3}{)}}$$是直线$${{l}}$$的方向向量,$${{n}^{→}{=}{(}{−}{1}{,}{3}{,}{0}{)}}$$是平面$${{α}}$$的法向量,则直线$${{l}}$$与平面$${{α}}$$的位置关系是(

D

A.垂直

B.平行

C.直线$${{l}}$$在平面$${{α}}$$内

D.相交但不垂直

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. 两异面直线的夹角即为它们方向向量的夹角。已知 $$|\boldsymbol{a}|=|\boldsymbol{b}|=1$$,$$\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b}=-\frac{1}{2}$$,则夹角 $$\theta$$ 满足 $$\cos \theta = \frac{\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b}}{|\boldsymbol{a}||\boldsymbol{b}|}=-\frac{1}{2}$$,所以 $$\theta=\frac{2\pi}{3}$$。答案为 C

2. 向量 $$\overrightarrow{AB}$$ 与 $$\boldsymbol{a}$$ 同方向,且 $$|\overrightarrow{AB}|=34$$,故 $$\overrightarrow{AB}=\frac{34}{|\boldsymbol{a}|}\boldsymbol{a}=\frac{34}{\sqrt{8^2+9^2+(-12)^2}}\boldsymbol{a}=2\boldsymbol{a}=(16,18,-24)$$。因此,点 $$B$$ 的坐标为 $$(2+16,-1+18,7-24)=(18,17,-17)$$。答案为 A

3. 直线 $$l$$ 的方向向量为 $$\overrightarrow{AB}=\left(\frac{1}{2}-\left(-\frac{1}{2}\right),2-0,\frac{7}{2}-\frac{1}{2}\right)=(1,2,3)$$。选项中只有 $$A$$ 选项 $$\left(\frac{1}{3},\frac{2}{3},1\right)$$ 是其比例向量。答案为 A

4. 平面 $$\alpha$$ 的法向量 $$\boldsymbol{n}=(4,2,2)$$ 是直线 $$l$$ 的方向向量 $$\boldsymbol{s}=(2,1,1)$$ 的 2 倍,故 $$\boldsymbol{s}$$ 与 $$\boldsymbol{n}$$ 平行,即 $$l \parallel \alpha$$ 或 $$l \subset \alpha$$。答案为 C

5. 平面 $$ABC$$ 的法向量 $$\boldsymbol{n}=\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}=(0,2,-1) \times (-1,2,0)=(2,1,2)$$。直线 $$AD$$ 的方向向量为 $$\overrightarrow{AD}=(0,-2,0)$$。设夹角为 $$\theta$$,则 $$\sin \theta = \frac{|\boldsymbol{n} \cdot \overrightarrow{AD}|}{|\boldsymbol{n}||\overrightarrow{AD}|}=\frac{|0 \cdot 2 + (-2) \cdot 1 + 0 \cdot 2|}{\sqrt{2^2+1^2+2^2} \cdot 2}=\frac{2}{3 \cdot 2}=\frac{1}{3}$$。答案为 A

6. 直线 $$l_2$$ 的方向向量 $$\boldsymbol{a}=(1,2)$$ 对应斜率为 2,故 $$l_2$$ 的斜率为 2。由 $$l_1 \perp l_2$$,得 $$m \cdot 2=-1$$,即 $$m=-\frac{1}{2}$$。答案为 B

7. 由于 $$l \subset \alpha$$,方向向量 $$\boldsymbol{s}$$ 与法向量 $$\boldsymbol{n}$$ 垂直,故 $$\boldsymbol{s} \cdot \boldsymbol{n}=0$$,即 $$1 \cdot (-2)+2 \cdot y + x \cdot 2=0$$,化简得 $$2y+2x=2$$,即 $$x+y=1$$。由不等式 $$xy \leq \left(\frac{x+y}{2}\right)^2=\frac{1}{4}$$,当且仅当 $$x=y=\frac{1}{2}$$ 时取等。答案为 B

8. 法向量 $$\boldsymbol{n}=-2\boldsymbol{a}$$,故 $$\boldsymbol{a}$$ 与 $$\boldsymbol{n}$$ 平行,即 $$l \perp \alpha$$。答案为 B

9. 计算 $$\boldsymbol{d} \cdot \boldsymbol{n}=4 \cdot (-1)+2 \cdot 3+3 \cdot 0=2 \neq 0$$,故直线 $$l$$ 与平面 $$\alpha$$ 相交但不垂直。答案为 D

10. 直线 $$3x-4y+5=0$$ 的斜率为 $$\frac{3}{4}$$,其方向向量为 $$(4,3)$$(取分母和分子)。答案为 D

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