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

共面向量定理-1.2 空间向量基本定理知识点回顾基础选择题自测题解析-贵州省等高一数学选择必修,平均正确率76.0%

2025-05-28
共面向量定理-1.2 空间向量基本定理知识点回顾基础选择题自测题解析-贵州省等高一数学选择必修,平均正确率76.0%
1、['共面向量定理', '数量积的运算律', '充要条件']

正确率60.0%已知非零向量$$\textit{a, b, c}$$共面,那么“存在实数$${{λ}{,}}$$使得$${{a}{=}{λ}{c}}$$”是“$$( \boldsymbol{a} \cdot\boldsymbol{b} ) \boldsymbol{c}=\boldsymbol{a} ( \boldsymbol{b} \cdot\boldsymbol{c} )$$”的(

C

A.充分不必要条件

B.必要不充分条件

C.充要条件

D.既不充分也不必要条件

2、['共面向量定理', '空间向量基本定理的理解', '空间向量基本定理的应用', '用空间向量研究两条直线所成的角']

正确率40.0%一个结晶体的形状为平行六面体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1},$$若以顶点$${{A}}$$为端点的三条棱长都相等,且它们彼此的夹角都是$${{6}{0}^{∘}{,}}$$则$${{B}{{D}_{1}}}$$与$${{A}{C}}$$所成角的余弦值为(

D

A.$$\frac{\sqrt3} {2}$$

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

C.$$\frac{1} {6}$$

D.$$\frac{\sqrt{6}} {6}$$

3、['共面向量定理']

正确率60.0%下列向量关系式中,能确定空间四点$$P, ~ Q, ~ R, ~ S$$共面的是(

D

A.$$\overrightarrow{A P}=\overrightarrow{A Q}+\overrightarrow{A R}+\overrightarrow{A S}$$

B.$$\overrightarrow{A P}=\overrightarrow{A Q}+2 \overrightarrow{A R}+3 \overrightarrow{A S}$$

C.$$\overrightarrow{A P}=\overrightarrow{A Q}+2 \overrightarrow{A R}-3 \overrightarrow{A S}$$

D.$$\overrightarrow{A P}=2 \overrightarrow{A Q}-4 \overrightarrow{A R}+3 \overrightarrow{A S}$$

5、['共面向量定理', '空间向量基本定理的理解']

正确率80.0%已知空间中四个点$$O, ~ A, ~ B, ~ C,$$在下列说法中,能使$$\left\{\overrightarrow{O A}, \ \overrightarrow{O B}, \ \overrightarrow{O C} \right\}$$为空间的一个基底的是(

D

A.$$O, ~ A, ~ B, ~ C$$四点不共线

B.$$O, ~ A, ~ B, ~ C$$四点共面,但不共线

C.$$O, ~ A, ~ B, ~ C$$四点中任意三点不共线

D.$$O, ~ A, ~ B, ~ C$$四点不共面

6、['共面向量定理']

正确率80.0%已知向量$$\overrightarrow{a}=(-3, 2, 1 ), \overrightarrow{b}=( 2, 2,-1 ), \overrightarrow{c}=( m, 1 0, 1 )$$,若$$\overrightarrow{a}, \overrightarrow{b}, \overrightarrow{c}$$共面,则$${{m}{=}{(}{)}}$$

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{−}{1}}$$

D.$${{−}{5}}$$

7、['空间向量运算的坐标表示', '共面向量定理', '空间向量基本定理的应用']

正确率60.0%已知$$\overrightarrow{P A}=( 2, 1,-3 ),$$$$\overrightarrow{P B}=(-1, 2, 3 ), \; \; \overrightarrow{P C}=( 7, 6, \lambda)$$,若$$P, ~ A, ~ B, ~ C$$四点共面,则$${{λ}{=}}$$()​

B

A.$${{9}}$$

B.$${{−}{9}}$$

C.$${{−}{3}}$$

D.$${{3}}$$

8、['共面向量定理']

正确率80.0%已知向量$$\overrightarrow{a}=( 2, 1, 3 )$$,$$\vec{b}=(-1, 2,-2 )$$,$$\overrightarrow{c}=( 7, 6, \lambda)$$,若向量$${{a}^{→}}$$,$${{b}^{→}}$$,$${{c}^{→}}$$共面,则实数$${{λ}}$$等于$${{(}{)}}$$

A

A.$${{1}{0}}$$

B.$${{8}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{3}}$$

1. 题目解析:

首先分析条件“存在实数 $$λ$$ 使得 $$a = λc$$”:

1. 充分性:若 $$a = λc$$,则 $$(a \cdot b) c = (λc \cdot b) c = λ (c \cdot b) c$$,而 $$a (b \cdot c) = λc (b \cdot c) = λ (b \cdot c) c$$,故两者相等,充分性成立。

2. 必要性:假设 $$(a \cdot b) c = a (b \cdot c)$$,若 $$c = 0$$,显然成立;若 $$c \neq 0$$,则 $$a$$ 必须与 $$c$$ 共线,即存在 $$λ$$ 使得 $$a = λc$$。因此必要性也成立。

综上,条件是充要条件,答案为 C

2. 题目解析:

设三条棱长为 $$1$$,建立坐标系:

1. 设 $$A(0, 0, 0)$$,$$B(1, 0, 0)$$,$$D(0, 1, 0)$$,$$A_1(0, 0, 1)$$。

2. 计算 $$BD_1$$ 向量:$$BD_1 = D_1 - B = (-1, 1, 1)$$。

3. 计算 $$AC$$ 向量:$$AC = C - A = (1, 1, 1)$$。

4. 夹角余弦:$$\cos \theta = \frac{BD_1 \cdot AC}{|BD_1| \cdot |AC|} = \frac{-1 + 1 + 1}{\sqrt{3} \cdot \sqrt{3}} = \frac{1}{3}$$。

但题目选项无 $$\frac{1}{3}$$,重新检查:

实际上,$$BD_1$$ 应为 $$D_1 - B = (-1, 1, 1)$$,$$AC$$ 为 $$(1, 1, 1)$$,计算结果 $$\cos \theta = \frac{1}{3}$$ 无误。可能题目有其他隐含条件,但最接近的选项是 D($$\frac{\sqrt{6}}{6}$$ 不匹配)。

进一步检查,若 $$BD_1$$ 为 $$(1, -1, 1)$$,则 $$\cos \theta = \frac{1}{\sqrt{3} \cdot \sqrt{3}} = \frac{1}{3}$$,仍不匹配。可能题目描述有误,暂无法确定。

3. 题目解析:

四点共面的条件是存在不全为零的实数 $$x, y, z$$ 使得 $$x \overrightarrow{AQ} + y \overrightarrow{AR} + z \overrightarrow{AS} = \overrightarrow{AP}$$,且 $$x + y + z = 1$$。

选项分析:

A:系数和为 $$1 + 1 + 1 = 3 \neq 1$$,不共面。

B:系数和为 $$1 + 2 + 3 = 6 \neq 1$$,不共面。

C:系数和为 $$1 + 2 - 3 = 0 \neq 1$$,不共面。

D:系数和为 $$2 - 4 + 3 = 1$$,共面。

答案为 D

5. 题目解析:

空间四点 $$O, A, B, C$$ 不共面时,$$\{\overrightarrow{OA}, \overrightarrow{OB}, \overrightarrow{OC}\}$$ 可作为基底。

选项分析:

A:四点不共线,但可能共面。

B:四点共面,不能作为基底。

C:任意三点不共线,但四点可能共面。

D:四点不共面,满足条件。

答案为 D

6. 题目解析:

向量共面的条件是行列式为零:

$$\begin{vmatrix} -3 & 2 & 1 \\ 2 & 2 & -1 \\ m & 10 & 1 \end{vmatrix} = 0$$

展开计算:

$$-3(2 \cdot 1 - (-1) \cdot 10) - 2(2 \cdot 1 - (-1) \cdot m) + 1(2 \cdot 10 - 2 \cdot m) = 0$$

$$-3(2 + 10) - 2(2 + m) + 1(20 - 2m) = 0$$

$$-36 - 4 - 2m + 20 - 2m = 0$$

$$-20 - 4m = 0$$

$$m = -5$$

答案为 D

7. 题目解析:

四点共面的条件是 $$\overrightarrow{PA}, \overrightarrow{PB}, \overrightarrow{PC}$$ 共面,即行列式为零:

$$\begin{vmatrix} 2 & 1 & -3 \\ -1 & 2 & 3 \\ 7 & 6 & \lambda \end{vmatrix} = 0$$

展开计算:

$$2(2 \cdot \lambda - 3 \cdot 6) - 1(-1 \cdot \lambda - 3 \cdot 7) - 3(-1 \cdot 6 - 2 \cdot 7) = 0$$

$$2(2\lambda - 18) - 1(-\lambda - 21) - 3(-6 - 14) = 0$$

$$4\lambda - 36 + \lambda + 21 + 60 = 0$$

$$5\lambda + 45 = 0$$

$$\lambda = -9$$

答案为 B

8. 题目解析:

向量共面的条件是行列式为零:

$$\begin{vmatrix} 2 & 1 & 3 \\ -1 & 2 & -2 \\ 7 & 6 & \lambda \end{vmatrix} = 0$$

展开计算:

$$2(2 \cdot \lambda - (-2) \cdot 6) - 1(-1 \cdot \lambda - (-2) \cdot 7) + 3(-1 \cdot 6 - 2 \cdot 7) = 0$$

$$2(2\lambda + 12) - 1(-\lambda + 14) + 3(-6 - 14) = 0$$

$$4\lambda + 24 + \lambda - 14 - 60 = 0$$

$$5\lambda - 50 = 0$$

$$\lambda = 10$$

答案为 A

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