格物学 第一章 空间向量与立体几何空间向量及其运算

空间向量的夹角-空间向量及其运算知识点教师选题基础选择题自测题解析-青海省等高一数学选择必修,平均正确率64.0%

2025-05-18
空间向量的夹角-空间向量及其运算知识点教师选题基础选择题自测题解析-青海省等高一数学选择必修,平均正确率64.0%
1、['空间向量的夹角', '用空间向量研究两个平面所成的角']

正确率80.0%若平面$${{α}}$$的一个法向量为$${{n}_{1}{=}{(}{3}{,}{2}{,}{1}{)}{,}}$$平面$${{β}}$$的一个法向量为$${{n}_{2}{=}{(}{2}{,}{0}{,}{−}{1}{)}{,}}$$则$${{α}}$$与$${{β}}$$所成角的余弦值是(

D

A.$$- \frac{\sqrt{7 0}} {1 0}$$

B.$$\frac{\sqrt{7 0}} {1 0}$$

C.$$- \frac{\sqrt{7 0}} {1 4}$$

D.$$\frac{\sqrt{7 0}} {1 4}$$

3、['异面直线所成的角', '点到平面的距离', '二面角', '空间向量的夹角', '空间向量的数量积']

正确率60.0%在直三棱柱$${{A}{B}{C}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}}$$中$${,{A}{{A}_{1}}{=}{2}{,}}$$二面角$${{B}{−}{A}{{A}_{1}}{−}{{C}_{1}}}$$的大小为$${{6}{0}^{∘}{,}}$$点$${{B}}$$到平面$${{A}{C}{{C}_{1}}{{A}_{1}}}$$的距离为$${\sqrt {3}{,}}$$点$${{C}}$$到平面$${{A}{B}{{B}_{1}}{{A}_{1}}}$$的距离为$${{2}{\sqrt {3}}{,}}$$则直线$${{B}{{C}_{1}}}$$与直线$${{A}{{B}_{1}}}$$所成角的正切值为(

A

A.$${\sqrt {7}}$$

B.$${\sqrt {6}}$$

C.$${\sqrt {5}}$$

D.$${{2}}$$

4、['空间向量运算的坐标表示', '空间向量的夹角']

正确率60.0%已知$${{A}{(}{2}{,}{−}{5}{,}{1}{)}{,}{B}{(}{2}{,}{−}{2}{,}{4}{)}}$$,$${{C}{(}{1}{,}{−}{4}{,}{1}{)}{,}}$$则$$\overrightarrow{A B}$$与$$\overrightarrow{A C}$$的夹角为(

C

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{4}{5}^{∘}}$$

C.$${{6}{0}^{∘}}$$

D.$${{9}{0}^{∘}}$$

5、['空间向量的夹角', '空间向量的数量积', '空间向量的线性运算', '空间向量数量积的性质']

正确率60.0%已知正四面体$${{A}{−}{B}{C}{D}}$$的棱长为$${{a}{,}{E}{,}{F}}$$分别是$${{B}{C}{,}{A}{D}}$$的中点,则$$\overrightarrow{A E} \cdot\overrightarrow{A F}$$的值为(

B

A.$${{a}^{2}}$$

B.$$\frac{1} {4} a^{2}$$

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

D.$$\frac{\sqrt3} 4 a^{2}$$

6、['空间向量的夹角']

正确率60.0%已知$${{a}^{→}{=}{(}{1}{,}{1}{,}{1}{)}{,}{{b}^{→}}{=}{(}{0}{,}{y}{,}{1}{)}{(}{0}{⩽}{y}{⩽}{1}{)}{,}}$$则$${{c}{o}{s}{<}{{a}^{→}}{,}{{b}^{→}}{>}}$$最大值为(

D

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

B.$$\frac{\sqrt2} 3$$

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

D.$$\frac{\sqrt{6}} {3}$$

7、['空间中直线与平面的位置关系', '空间中平面与平面的位置关系', '空间向量的夹角', '命题的真假性判断']

正确率40.0%下列说法中正确的个数是(
$${({1}{)}}$$平面$${{α}}$$与平面$${{β}{,}{γ}}$$都相交,则这三个平面有$${{2}}$$条或$${{3}}$$条交线
$${({2}{)}}$$如果平面$${{α}}$$外有两点$${{A}{,}{B}}$$到平面$${{α}}$$的距离相等,则直线$${{A}{B}{/}{/}{α}}$$
$${({3}{)}}$$直线$${{a}}$$不平行于平面$${{α}{,}}$$则$${{a}}$$不平行于$${{α}}$$内任何一条直线

A

A.$${{0}}$$个

B.$${{1}}$$个

C.$${{2}}$$个

D.$${{3}}$$个

8、['空间向量的夹角', '空间向量的数量积']

正确率60.0%已知向量$${{a}^{→}{=}{(}{2}{,}{−}{1}{,}{3}{)}{,}{{b}^{→}}{=}{(}{−}{4}{,}{2}{,}{t}{)}}$$的夹角为钝角,则实数$${{t}}$$的取值范围为

D

A.$${{(}{−}{∞}{,}{−}{6}{)}}$$

B.$$(-\infty, \frac{1 0} {3} )$$

C.$$( {\frac{1 0} {3}},+\infty)$$

D.$$(-\infty,-6 ) \cup(-6, \frac{1 0} {3} )$$

9、['空间向量的夹角', '空间向量的数量积']

正确率60.0%若向量$${{a}^{→}{=}{(}{x}{,}{4}{,}{5}{)}{,}{{b}^{→}}{=}{(}{1}{,}{-}{2}{,}{2}{)}{,}}$$且$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角的余弦值为$$\frac{\sqrt{2}} {6},$$那么$${{x}{=}}$$(

A

A.$${{3}}$$

B.$${{-}{3}}$$

C.$${{-}{{1}{1}}}$$

D.$${{3}}$$或$${{-}{{1}{1}}}$$

10、['空间向量的夹角', '用空间向量研究两个平面所成的角']

正确率60.0%长方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中,$${{A}{B}{=}{2}{,}{A}{D}{=}{A}{{A}_{1}}{=}{1}}$$,则二面角$${{C}_{1}{−}{A}{B}{−}{C}}$$的大小为

A

A.$$\frac{\pi} {4}$$

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

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

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

1. 平面$$α$$与$$β$$的夹角余弦值由法向量的夹角决定。计算$$n_1$$和$$n_2$$的点积和模长:

$$n_1 \cdot n_2 = 3 \times 2 + 2 \times 0 + 1 \times (-1) = 5$$

$$|n_1| = \sqrt{3^2 + 2^2 + 1^2} = \sqrt{14}$$

$$|n_2| = \sqrt{2^2 + 0^2 + (-1)^2} = \sqrt{5}$$

余弦值为$$\frac{5}{\sqrt{14} \times \sqrt{5}} = \frac{\sqrt{70}}{14}$$,故选D。

3. 建立坐标系分析几何关系。设$$AA_1=2$$,利用二面角$$60^\circ$$和距离条件,可得$$AB=2$$,$$AC=2\sqrt{3}$$。计算向量$$\overrightarrow{BC_1}$$和$$\overrightarrow{AB_1}$$的夹角余弦,再求正切值,结果为$$\sqrt{6}$$,故选B。

4. 计算向量$$\overrightarrow{AB} = (0, 3, 3)$$和$$\overrightarrow{AC} = (-1, 1, 0)$$的点积和模长:

$$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = 0 \times (-1) + 3 \times 1 + 3 \times 0 = 3$$

$$|\overrightarrow{AB}| = \sqrt{0^2 + 3^2 + 3^2} = 3\sqrt{2}$$

$$|\overrightarrow{AC}| = \sqrt{(-1)^2 + 1^2 + 0^2} = \sqrt{2}$$

余弦值为$$\frac{3}{3\sqrt{2} \times \sqrt{2}} = \frac{1}{2}$$,夹角为$$60^\circ$$,故选C。

5. 正四面体边长为$$a$$,计算$$\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{AF}$$。利用中点坐标和向量点积公式,结果为$$\frac{1}{4}a^2$$,故选B。

6. 向量$$a = (1,1,1)$$,$$b = (0,y,1)$$。计算点积和模长:

$$a \cdot b = 0 + y + 1 = y + 1$$

$$|a| = \sqrt{3}$$,$$|b| = \sqrt{y^2 + 1}$$

余弦值为$$\frac{y+1}{\sqrt{3} \times \sqrt{y^2+1}}$$。求其最大值,当$$y=1$$时取得最大值$$\frac{\sqrt{6}}{3}$$,故选D。

7. 分析各命题:

(1) 错误,平面交线可能为1条(三平面共线)。

(2) 错误,两点可能在平面异侧。

(3) 错误,直线不平行平面,但仍可能平行于平面内某条直线。

故选A。

8. 向量$$a = (2,-1,3)$$,$$b = (-4,2,t)$$的夹角为钝角,需满足$$a \cdot b < 0$$且不共线:

$$a \cdot b = -8 -2 + 3t = 3t -10 < 0 \Rightarrow t < \frac{10}{3}$$

排除共线情况$$t=-6$$,故$$t \in (-\infty,-6) \cup (-6, \frac{10}{3})$$,选D。

9. 向量$$a = (x,4,5)$$,$$b = (1,-2,2)$$,夹角余弦为$$\frac{\sqrt{2}}{6}$$:

$$a \cdot b = x -8 +10 = x +2$$

$$|a| = \sqrt{x^2 + 16 + 25}$$,$$|b| = 3$$

由$$\frac{x+2}{3\sqrt{x^2+41}} = \frac{\sqrt{2}}{6}$$,解得$$x=3$$或$$x=-11$$,验证后均符合,选D。

10. 长方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$中,$$AB=2$$,$$AD=AA_1=1$$。二面角$$C_1-AB-C$$的平面角为$$\arctan\left(\frac{1}{1}\right) = \frac{\pi}{4}$$,故选A。

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