格物学 第一章 空间向量与立体几何1.2 空间向量基本定理

空间向量基本定理的应用-1.2 空间向量基本定理知识点考前进阶自测题解析-黑龙江省等高一数学选择必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-07-18
空间向量基本定理的应用-1.2 空间向量基本定理知识点考前进阶自测题解析-黑龙江省等高一数学选择必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['向量加法的定义及运算法则', '共面向量定理', '空间向量基本定理的应用']

正确率40.0%svg异常

C

A.$$\frac{1} {2}, ~ \frac{1} {3}, ~ \frac{2} {3}$$

B.$$\frac{1} {2}, ~ \frac{2} {3}, ~ \frac{1} {3}$$

C.$$- \frac{1} {2}, ~ \frac{2} {3}, ~ \frac{1} {3}$$

D.$$- \frac{1} {2}, ~ \frac{1} {3}, ~ \frac{2} {3}$$

2、['空间向量基本定理的应用', '空间向量的线性运算']

正确率60.0%已知在三棱柱$$A B C-A_{1} B_{1} C_{1}$$中,点$${{P}}$$在棱$${{B}_{1}{{C}_{1}}}$$上,且$$B_{1} P=\frac{1} {3} B_{1} C_{1},$$则$$\overrightarrow{A P}=$$(

D

A.$$\frac{1} {2} \overrightarrow{A B}+\overrightarrow{A C}+\frac{1} {2} \overrightarrow{A A_{1}}$$

B.$$\overrightarrow{A B}+\frac{1} {2} \overrightarrow{A C}+\frac{1} {2} \overrightarrow{A A_{1}}$$

C.$$\frac{1} {3} \overrightarrow{A B}+\frac{2} {3} \overrightarrow{A C}+\overrightarrow{A A_{1}}$$

D.$$\frac{2} {3} \overrightarrow{A B}+\frac{1} {3} \overrightarrow{A C}+\overrightarrow{A A_{1}}$$

3、['空间向量基本定理的应用', '空间向量的相关概念', '空间向量的线性运算']

正确率80.0%svg异常

A

A.$$- \frac1 2 \overrightarrow{a}+\frac1 2 \overrightarrow{b}+\overrightarrow{c}$$

B.$$- \frac1 2 \overrightarrow{a}-\frac1 2 \overrightarrow{b}+\overrightarrow{c}$$

C.$$\frac{1} {2} \overrightarrow{a}-\frac{1} {2} \overrightarrow{b}+\overrightarrow{c}$$

D.$$\frac{1} {2} \overrightarrow{a}+\frac{1} {2} \overrightarrow{b}+\overrightarrow{c}$$

4、['空间向量基本定理的应用', '空间向量数量积的性质']

正确率40.0%二面角$$\alpha-l-\beta$$为$$6 0^{\circ}, ~ A, ~ B$$是棱上的两点$$, \, \, A C, \, \, B D$$分别在半平面$${{α}{,}{β}}$$内$$, ~ A C \perp l, ~ B D \perp l$$且$$A B=A C=1, \, \, B D=2,$$则$${{C}{D}}$$的长为(

C

A.$${{1}}$$

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

C.$${{2}}$$

D.$${\sqrt {5}}$$

5、['异面直线垂直', '空间向量基本定理的应用', '空间向量的数量积']

正确率60.0%svg异常

A

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

6、['共面向量定理', '空间向量基本定理的应用']

正确率60.0%下列等式中,使点$${{M}}$$与点$$A. ~ B. ~ C$$一定共面的是(

D

A.$$\overrightarrow{O M}=3 \overrightarrow{O A}-2 \overrightarrow{O B}-\overrightarrow{O C}$$

B.$$\vec{O M}=\frac{1} {2} \vec{O A}+\frac{1} {3} \vec{O B}+\frac{1} {5} \vec{O C}$$



C.$$\vec{O M}+\vec{O A}+\vec{O B}+\vec{O C}=0$$

D.$$\vec{M A}+\vec{M B}+\vec{M C}=0$$

7、['路径最短问题', '空间向量基本定理的应用']

正确率60.0%在棱长为$${{2}}$$的正四面体$${{A}{B}{C}{D}}$$中,点$${{M}}$$满足$$\overrightarrow{A M}=x \overrightarrow{A B}+y \overrightarrow{A C}-( x+y-1 ) \overrightarrow{A D}, \: \: N$$为$${{A}{C}}$$的中点,当$${{A}{M}}$$最短时,$$\overrightarrow{A M} \cdot\overrightarrow{M N}=$$

A

A.$$- \frac{4} {3}$$

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

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

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

8、['空间向量基本定理的应用', '空间向量的线性运算']

正确率60.0%已知正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,若点$${{F}}$$是侧面$${{C}{{D}_{1}}}$$的中心,且$$\overrightarrow{A F}$$$$= \overrightarrow{A D}+m \overrightarrow{A B}-n \overrightarrow{A A_{1}}$$, 则$${{m}{,}{n}}$$的值分别为(

A

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

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

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

D.$$\frac{1} {2}$$,$$\frac{1} {2}$$

9、['空间向量基本定理的应用']

正确率80.0%svg异常

A

A.$$\overrightarrow{O G}=\frac{1} {3} \overrightarrow{O A}+\frac{1} {4} \overrightarrow{O B}+\overrightarrow{O C}$$

B.$$\overrightarrow{O G}=\frac{1} {3} \overrightarrow{O A}-\frac{1} {4} \overrightarrow{O B}+\frac{1} {4} \overrightarrow{O C}$$

C.$$\overrightarrow{O G}=\frac{1} {3} \overrightarrow{O A}-\frac{1} {4} \overrightarrow{O B}-\frac{1} {4} \overrightarrow{O C}$$

D.$$\overrightarrow{O G}=\frac{1} {3} \overrightarrow{O A}+\frac{1} {4} \overrightarrow{O B}-\frac{1} {4} \overrightarrow{O C}$$

10、['共面向量定理', '空间向量基本定理的应用', '用空间向量研究空间中直线、平面的平行']

正确率40.0%下列四个说法:
①若向量$${{\{}{{a}^{→}}}$$、$${{b}^{→}}$$、$${{c}^{→}{\}}}$$是空间的一个基底,则$${{\{}{{a}^{→}}{+}{{b}^{→}}}$$、$${{a}^{→}{−}{{b}^{→}}}$$、$${{c}^{→}{\}}}$$也是空间的一个基底.
②空间的任意两个向量都是共面向量.
③若两条不同直线$${{l}}$$,$${{m}}$$的方向向量分别是$${{a}^{→}}$$、$${{b}^{→}}$$,则$$l / \! / m \leftrightarrow\vec{a} / / \vec{b}.$$
④若两个不同平面$${{α}}$$,$${{β}}$$的法向量分别是$${{u}^{→}}$$、$${{v}^{→}}$$,且$$\overrightarrow{u}=( 1, 2,-2 )$$,$$\overrightarrow{v}=(-2,-4, 4 )$$,则$$\alpha/ / \beta.$$
其中正确的说法的个数是$${{(}{)}}$$

D

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

以下是各题的详细解析:

第2题解析:

在三棱柱$$ABC-A_1B_1C_1$$中,点$$P$$在棱$$B_1C_1$$上,且$$B_1P = \frac{1}{3}B_1C_1$$。我们需要求$$\overrightarrow{AP}$$的表达式。

步骤如下:

1. 设$$\overrightarrow{AB} = \vec{b}$$,$$\overrightarrow{AC} = \vec{c}$$,$$\overrightarrow{AA_1} = \vec{a_1}$$。

2. 点$$P$$在$$B_1C_1$$上,且$$B_1P = \frac{1}{3}B_1C_1$$,因此$$\overrightarrow{B_1P} = \frac{1}{3}\overrightarrow{B_1C_1}$$。

3. $$\overrightarrow{B_1C_1} = \overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AB} = \vec{c} - \vec{b}$$。

4. $$\overrightarrow{AP} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BB_1} + \overrightarrow{B_1P} = \vec{b} + \vec{a_1} + \frac{1}{3}(\vec{c} - \vec{b}) = \frac{2}{3}\vec{b} + \frac{1}{3}\vec{c} + \vec{a_1}$$。

因此,正确答案是选项 D:$$\frac{2}{3} \overrightarrow{A B}+\frac{1}{3} \overrightarrow{A C}+\overrightarrow{A A_{1}}$$。

第4题解析:

二面角$$\alpha-l-\beta$$为$$60^\circ$$,点$$A$$和$$B$$在棱$$l$$上,$$AC \perp l$$,$$BD \perp l$$,且$$AB = AC = 1$$,$$BD = 2$$。求$$CD$$的长度。

步骤如下:

1. 建立坐标系,设$$A$$在原点,$$l$$沿$$x$$轴方向,$$AC$$沿$$y$$轴方向。

2. 点$$A$$的坐标为$$(0, 0, 0)$$,点$$B$$的坐标为$$(1, 0, 0)$$,点$$C$$的坐标为$$(0, 1, 0)$$。

3. 由于二面角为$$60^\circ$$,$$BD$$在平面$$\beta$$内与$$l$$垂直,因此$$BD$$的方向向量为$$(0, \cos 60^\circ, \sin 60^\circ)$$。

4. 点$$D$$的坐标为$$(1, 0 + 2 \cos 60^\circ, 0 + 2 \sin 60^\circ) = (1, 1, \sqrt{3})$$。

5. 计算$$CD$$的距离:$$CD = \sqrt{(1-0)^2 + (1-1)^2 + (\sqrt{3}-0)^2} = \sqrt{1 + 0 + 3} = 2$$。

因此,正确答案是选项 C:$$2$$。

第6题解析:

判断点$$M$$与点$$A$$、$$B$$、$$C$$共面的条件。

共面的条件是$$\overrightarrow{OM} = x \overrightarrow{OA} + y \overrightarrow{OB} + z \overrightarrow{OC}$$,且$$x + y + z = 1$$。

分析选项:

A. $$\overrightarrow{OM} = 3 \overrightarrow{OA} - 2 \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OC}$$,系数和为$$3 - 2 - 1 = 0 \neq 1$$,不共面。

B. $$\overrightarrow{OM} = \frac{1}{2} \overrightarrow{OA} + \frac{1}{3} \overrightarrow{OB} + \frac{1}{5} \overrightarrow{OC}$$,系数和为$$\frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \frac{1}{5} = \frac{31}{30} \neq 1$$,不共面。

C. $$\overrightarrow{OM} + \overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC} = 0$$,即$$\overrightarrow{OM} = -\overrightarrow{OA} - \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OC}$$,系数和为$$-1 -1 -1 = -3 \neq 1$$,不共面。

D. $$\overrightarrow{MA} + \overrightarrow{MB} + \overrightarrow{MC} = 0$$,即$$\overrightarrow{OM} = \frac{1}{3}(\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC})$$,系数和为$$\frac{1}{3} + \frac{1}{3} + \frac{1}{3} = 1$$,共面。

因此,正确答案是选项 D。

第7题解析:

在棱长为$$2$$的正四面体$$ABCD$$中,点$$M$$满足$$\overrightarrow{AM} = x \overrightarrow{AB} + y \overrightarrow{AC} - (x + y - 1) \overrightarrow{AD}$$,$$N$$为$$AC$$的中点。当$$AM$$最短时,求$$\overrightarrow{AM} \cdot \overrightarrow{MN}$$。

步骤如下:

1. 设$$\overrightarrow{AB} = \vec{b}$$,$$\overrightarrow{AC} = \vec{c}$$,$$\overrightarrow{AD} = \vec{d}$$。

2. $$\overrightarrow{AM} = x \vec{b} + y \vec{c} - (x + y - 1) \vec{d}$$。

3. 正四面体的内积关系:$$\vec{b} \cdot \vec{b} = \vec{c} \cdot \vec{c} = \vec{d} \cdot \vec{d} = 4$$,$$\vec{b} \cdot \vec{c} = \vec{b} \cdot \vec{d} = \vec{c} \cdot \vec{d} = 2$$。

4. 计算$$|\overrightarrow{AM}|^2$$并求最小值,得到$$x = y = \frac{1}{3}$$。

5. 此时$$\overrightarrow{AM} = \frac{1}{3} \vec{b} + \frac{1}{3} \vec{c} + \frac{1}{3} \vec{d}$$,$$\overrightarrow{MN} = \frac{1}{2} \vec{c} - \frac{1}{3} \vec{b} - \frac{1}{3} \vec{c} - \frac{1}{3} \vec{d} = -\frac{1}{3} \vec{b} + \frac{1}{6} \vec{c} - \frac{1}{3} \vec{d}$$。

6. 计算点积:$$\overrightarrow{AM} \cdot \overrightarrow{MN} = -\frac{4}{3}$$。

因此,正确答案是选项 A:$$- \frac{4}{3}$$。

第8题解析:

在正方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$中,点$$F$$是侧面$$CD_1$$的中心,且$$\overrightarrow{AF} = \overrightarrow{AD} + m \overrightarrow{AB} - n \overrightarrow{AA_1}$$,求$$m$$和$$n$$的值。

步骤如下:

1. 设$$\overrightarrow{AB} = \vec{i}$$,$$\overrightarrow{AD} = \vec{j}$$,$$\overrightarrow{AA_1} = \vec{k}$$。

2. 点$$F$$是$$CD_1$$的中心,坐标为$$(0.5, 1, 0.5)$$。

3. $$\overrightarrow{AF} = \overrightarrow{F} - \overrightarrow{A} = 0.5 \vec{i} + \vec{j} + 0.5 \vec{k}$$。

4. 与题目表达式对比:$$\overrightarrow{AF} = \vec{j} + m \vec{i} - n \vec{k}$$,因此$$m = 0.5$$,$$n = -0.5$$。

因此,正确答案是选项 A:$$\frac{1}{2}$$,$$- \frac{1}{2}$$。

第10题解析:

判断四个说法的正确性:

① 若$$\{\vec{a}, \vec{b}, \vec{c}\}$$是基底,则$$\{\vec{a} + \vec{b}, \vec{a} - \vec{b}, \vec{c}\}$$也是基底。正确,因为新向量组线性无关。

② 空间的任意两个向量都是共面向量。正确,两个向量总可以张成一个平面。

③ 若直线$$l$$和$$m$$的方向向量$$\vec{a}$$和$$\vec{b}$$平行,则$$l \parallel m$$。正确,方向向量平行等价于直线平行。

④ 平面$$\alpha$$和$$\beta$$的法向量$$\vec{u} = (1, 2, -2)$$,$$\vec{v} = (-2, -4, 4)$$,由于$$\vec{v} = -2 \vec{u}$$,两平面平行。正确。

因此,四个说法都正确,正确答案是选项 D:$$4$$。

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