格物学 第一章 空间向量与立体几何1.1 空间向量及其运算

空间向量的夹角-1.1 空间向量及其运算知识点月考基础单选题自测题解析-山西省等高一数学选择必修,平均正确率60.0%

2025-06-24
空间向量的夹角-1.1 空间向量及其运算知识点月考基础单选题自测题解析-山西省等高一数学选择必修,平均正确率60.0%
1、['空间直角坐标系', '向量的模', '空间向量的夹角', '用空间向量研究两条直线所成的角', '空间向量的数量积', '特殊角的三角函数值', '二次函数的图象分析与判断']

正确率40.0%当动点$${{P}}$$在正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的体对角线$${{A}_{1}{C}}$$上运动时,异面直线$${{B}{P}}$$与$${{A}{{D}_{1}}}$$所成角的取值范围是$${{(}{)}}$$

B

A.$$[ \frac{\pi} {6}, \frac{\pi} {4} ]$$

B.$$[ \frac{\pi} {6}, \frac{\pi} {3} ]$$

C.$$[ \frac{\pi} {4}, \frac{\pi} {3} ]$$

D.$$[ \frac{\pi} {3}, \frac{\pi} {2} )$$

2、['向量的模', '数量积的运算律', '空间向量的夹角']

正确率60.0%已知向量$$\overrightarrow{a}=( 0, 3, 3 ), \; \; \overrightarrow{b}=(-1, 1, 0 ),$$则$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为 (

C

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

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

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

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

3、['空间向量运算的坐标表示', '向量的模', '空间向量的夹角', '空间向量的数量积']

正确率60.0%已知$$A \left( 1, 0, 0 \right), B \left( 0,-1, 1 \right), \, \, \, \overrightarrow{O A}+\lambda\overrightarrow{O B}$$与$$\overrightarrow{O B}$$的夹角为$${{1}{2}{0}^{∘}}$$,则$${{λ}}$$的值为(

D

A.$${{±}{\sqrt {6}}}$$

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

C.$$\pm\frac{\sqrt{6}} {6}$$

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

4、['空间向量的夹角', '空间向量的数量积']

正确率80.0%已知向量$$\boldsymbol{a}=( 1, \enskip0, \enskip2 ), \enskip\boldsymbol{b}=( x, \enskip2, \enskip2 ),$$且$$\boldsymbol{a} \cdot\boldsymbol{b}=6,$$则向量$${{a}}$$与$${{b}}$$的夹角的余弦值为(

C

A.$$\frac{1} {5}$$

B.$$\frac{\sqrt{1 0}} {5}$$

C.$$\frac{\sqrt{1 5}} {5}$$

D.$$\frac{3} {5}$$

5、['空间向量的夹角', '用空间向量研究两条直线所成的角']

正确率60.0%已知两条异面直线的方向向量分别是$$\boldsymbol{u}=( 3, ~-1, ~ 2 ), ~ v=( 3, ~-2, ~-1 ),$$则这两条异面直线所成的角$${{θ}}$$满足(

C

A.$$\mathrm{s i n} \theta=\frac{9} {1 4}$$

B.$$\mathrm{s i n} \theta=\frac{1} {4}$$

C.$$\mathrm{c o s} \theta=\frac{9} {1 4}$$

D.$$\mathrm{c o s} \theta=\frac{1} {4}$$

6、['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$$A ( 2 \cdot\enskip5, 1 ), \ B ( 2 \cdot\enskip2, 4 )$$,$$C ( 1, ~-4, 1 ),$$则$$\overrightarrow{A B}$$与$$\overrightarrow{A C}$$的夹角为(

C

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{4}{5}^{∘}}$$

C.$${{6}{0}^{∘}}$$

D.$${{9}{0}^{∘}}$$

7、['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.$$\frac{\sqrt3} 4 a^{2}$$

8、['空间向量的夹角']

正确率60.0%已知正方体$$A B C D-A^{\prime} B^{\prime} C^{\prime} D^{\prime}$$的棱长为$${{a}}$$,设$$\overrightarrow{A B}=\overrightarrow{a}, \, \, \overrightarrow{A D}=\overrightarrow{b}, \, \, \overrightarrow{A A^{\prime}}=\overrightarrow{c},$$则$$< \overrightarrow{A^{\prime} B}, \ \overrightarrow{B^{\prime} D^{\prime}} >$$等于(

D

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{6}{0}^{∘}}$$

C.$${{9}{0}^{∘}}$$

D.$${{1}{2}{0}^{∘}}$$

9、['二面角', '空间向量的夹角', '空间向量的数量积']

正确率60.0%已知二面角$$\alpha-l-\beta,$$其中平面$${{α}}$$的一个法向量$$\overrightarrow{m}=( 1, ~ 0, ~-1 ),$$平面$${{β}}$$的一个法向量$$\overrightarrow{n}=( 0, ~-1, ~ 1 ),$$则二面角$$\alpha-l-\beta$$的大小可能为(

C

A.$${{6}{0}^{∘}}$$

B.$${{1}{2}{0}^{∘}}$$

C.$${{6}{0}^{∘}}$$或$${{1}{2}{0}^{∘}}$$

D.$${{1}{3}{5}^{∘}}$$

10、['空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直', '空间向量的夹角']

正确率60.0%已知向量$$\overrightarrow{a}=( 0, 2, 1 ), \, \overrightarrow{b}=(-1, 1,-2 ),$$则 $${{a}^{→}}$$ $${{b}^{→}}$$的夹角为(

C

A.$${{0}^{∘}}$$

B.$${{4}{5}}$$

C.$${{9}{0}^{∘}}$$

D.$${{1}{8}{0}^{∘}}$$

1. 首先建立坐标系,设正方体边长为1,点A在原点,AD沿x轴,AB沿y轴,AA1沿z轴。点P在A1C上运动,参数化P的坐标为$$(t, t, 1-t)$$。向量BP=$$(t, t+1, -t)$$,向量AD1=$$(1, 0, 1)$$。计算两向量的夹角余弦为$$\frac{t}{\sqrt{2t^2+2t+1}}$$。分析极值可得夹角范围为$$[\frac{\pi}{6}, \frac{\pi}{3}]$$,故选B。

2. 计算向量a和b的点积:$$0*(-1)+3*1+3*0=3$$。向量a的模为$$\sqrt{0+9+9}=3\sqrt{2}$$,向量b的模为$$\sqrt{1+1+0}=\sqrt{2}$$。夹角余弦为$$\frac{3}{3\sqrt{2}*\sqrt{2}}=\frac{1}{2}$$,所以夹角为$$\frac{\pi}{3}$$,选C。

3. 向量OA=$$(1,0,0)$$,OB=$$(0,-1,1)$$。OA+λOB=$$(1,-λ,λ)$$。根据夹角120°的条件,有$$\frac{1*0+(-λ)*(-1)+λ*1}{\sqrt{1+2λ^2}*\sqrt{2}}=-\frac{1}{2}$$。解得λ=$$-\frac{\sqrt{6}}{6}$$,选D。

4. 根据点积条件:$$1*x+0*2+2*2=6$$,解得x=2。向量b=$$(2,2,2)$$。a的模为$$\sqrt{1+0+4}=\sqrt{5}$$,b的模为$$\sqrt{4+4+4}=2\sqrt{3}$$。夹角余弦为$$\frac{6}{\sqrt{5}*2\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{15}}{5}$$,选C。

5. 计算向量u和v的点积:$$9+2-2=9$$。u的模为$$\sqrt{9+1+4}=\sqrt{14}$$,v的模为$$\sqrt{9+4+1}=\sqrt{14}$$。夹角余弦为$$\frac{9}{14}$$,由于是异面直线,取锐角,所以cosθ=$$\frac{9}{14}$$,选C。

6. 向量AB=$$(0,-3,3)$$,AC=$$(-1,-5,0)$$。点积为$$0+15+0=15$$。AB的模为$$\sqrt{0+9+9}=3\sqrt{2}$$,AC的模为$$\sqrt{1+25+0}=\sqrt{26}$$。夹角余弦为$$\frac{15}{3\sqrt{2}*\sqrt{26}}$$,计算得45°,选B。

7. 建立坐标系,设A=$$(0,0,0)$$,B=$$(a,0,0)$$,C=$$(a/2,a\sqrt{3}/2,0)$$,D=$$(a/2,a\sqrt{3}/6,a\sqrt{6}/3)$$。E=$$(3a/4,a\sqrt{3}/4,0)$$,F=$$(a/4,a\sqrt{3}/12,a\sqrt{6}/6)$$。向量AE=$$(3a/4,a\sqrt{3}/4,0)$$,AF=$$(a/4,a\sqrt{3}/12,a\sqrt{6}/6)$$。点积为$$\frac{3a^2}{16}+\frac{3a^2}{48}+0=\frac{a^2}{4}$$,选B。

8. 向量A'B=$$(0,a,-a)$$,B'D'=$$(-a,a,0)$$。点积为$$0+a^2+0=a^2$$。A'B的模为$$a\sqrt{2}$$,B'D'的模为$$a\sqrt{2}$$。夹角余弦为$$\frac{a^2}{2a^2}=\frac{1}{2}$$,所以夹角为60°,选B。

9. 计算法向量m和n的点积:$$0+0-1=-1$$。m的模为$$\sqrt{2}$$,n的模为$$\sqrt{2}$$。夹角余弦为$$-\frac{1}{2}$$,所以夹角为120°。二面角可能是60°或120°,选C。

10. 计算向量a和b的点积:$$0+2-2=0$$,所以两向量垂直,夹角为90°,选C。
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