格物学 第一章 空间向量与立体几何空间向量及其运算

空间向量共线定理-空间向量及其运算知识点考前基础单选题自测题答案-新疆维吾尔自治区等高一数学选择必修,平均正确率64.0%

2025-05-18
空间向量共线定理-空间向量及其运算知识点考前基础单选题自测题答案-新疆维吾尔自治区等高一数学选择必修,平均正确率64.0%
1、['充分、必要条件的判定', '空间向量共线定理']

正确率60.0%已知命题$${{p}{︰}{B}{,}{C}{,}{D}}$$三点共线;命题$${{q}{︰}}$$存在唯一的$${{λ}{,}{μ}}$$使得$$\overrightarrow{A D}=\lambda\overrightarrow{A B}+\mu\overrightarrow{A C}$$且$${{λ}{+}{μ}{=}{1}{,}}$$则$${{p}}$$是$${{q}}$$的()条件

B

A.充分不必要

B.必要不充分

C.既不充分也不必要

D.充分且必要

2、['三角形的“四心”', '空间向量共线定理']

正确率60.0%已知$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$是平面上不共线的三点,$${{O}}$$是$${{△}{{A}{B}{C}}}$$的重心,动点$${{P}}$$满足$$\overrightarrow{\bf O P} \!=\! \frac{1} {3} ( \frac{1} {2} \overrightarrow{\bf O A} \!+\! \frac{1} {2} \overrightarrow{\bf O B} \!+\! 2 \overrightarrow{\bf O C} ).$$则$${{P}}$$一定为$${{△}{{A}{B}{C}}}$$的(

A

A.$${{A}{B}}$$边中线的三等分点$${{(}}$$非重心$${{)}}$$

B.$${{A}{B}}$$边的中点

C.$${{A}{B}}$$边中线的中点

D.重心

4、['向量加法的定义及运算法则', '空间向量共线定理']

正确率60.0%在四面体$${{O}{−}{A}{B}{C}}$$中,点$${{M}}$$在$${{O}{A}}$$上,且$${{O}{M}{=}{2}{M}{A}{,}{N}}$$为$${{B}{C}}$$的中点,若$$\overrightarrow{\mathrm{O G}}=\frac{1} {3} \overrightarrow{\mathrm{O A}}+\frac{x} {4} \overrightarrow{\mathrm{O B}}+\frac{x} {4} \overrightarrow{\mathrm{O C}},$$则使$${{G}}$$与$${{M}{,}{N}}$$共线的$${{x}}$$的值为(

A

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {3}} \\ \end{array}$$

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

5、['空间向量共线定理']

正确率60.0%已知非零向量$${{e}_{1}{,}{{e}_{2}}}$$不共线,若$$\overrightarrow{A B}={\bf e}_{1}+{\bf e}_{2}, \, \, \, \overrightarrow{A C}=2 {\bf e}_{1}+8 {\bf e}_{2},$$$$\overrightarrow{A D}=3 {\bf e}_{1}-3 {\bf e}_{2},$$则$${{A}{,}{B}{,}{C}{,}{D}}$$四点             (

C

A.共线

B.恰是空间四边形的四个顶点

C.共面

D.不共面

6、['空间向量共线定理']

正确率60.0%已知向量$${{a}{=}{(}{1}{,}{x}{,}{−}{2}{)}{,}{b}{=}{(}{0}{,}{1}{,}{2}{)}{,}{c}{=}{(}{1}{,}{0}{,}{0}{)}{,}}$$若$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$共面,则$${{x}{=}}$$(

A

A.$${{−}{1}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{1}}$$或$${{−}{1}}$$

D.$${{1}}$$或$${{0}}$$

7、['空间中直线与平面的位置关系', '空间向量共线定理']

正确率60.0%已知四棱锥$${{P}{−}{A}{B}{C}{D}}$$的底面$${{A}{B}{C}{D}}$$为正方形,$${{P}{A}{⊥}}$$平面$${{A}{B}{C}{D}{,}{P}{A}{=}{A}{B}{=}{2}{,}{M}}$$为$${{P}{A}}$$中点,$$\overrightarrow{P N}=2 \overrightarrow{N C}$$,若平面$${{B}{M}{N}}$$与棱$${{P}{D}}$$相交于点$${{Q}}$$,则$$\frac{| P Q |} {| P D |}$$的值为

B

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

B.$$\frac{2} {5}$$

C.$$\begin{array} {l l} {\frac{3} {7}} \\ \end{array}$$

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

8、['空间向量的相关概念', '空间向量共线定理']

正确率60.0%下列各组向量中不平行的是(

D

A.$${{a}^{→}{=}{(}{1}{,}{2}{,}{−}{2}{)}{,}{{b}^{→}}{=}{(}{−}{2}{,}{−}{4}{,}{4}{)}}$$

B.$${{c}^{→}{=}{(}{1}{,}{0}{,}{0}{)}{,}{{d}^{→}}{=}{(}{−}{3}{,}{0}{,}{0}{)}}$$

C.$$\overrightarrow{e}^{\rightarrow}=( 2, 3, 0 ), \; \overrightarrow{f}=( \frac{2} {3}, 1, 0 )$$

D.$${{g}^{→}{=}{(}{−}{2}{,}{3}{,}{5}{)}{,}{{h}^{→}}{=}{(}{{1}{6}}{,}{{2}{4}}{,}{{4}{0}}{)}}$$

9、['空间向量共线定理']

正确率60.0%以下四组向量中,互相平行的组数为(
$${①{{a}^{→}}{=}{(}{2}{,}{2}{,}{1}{)}{,}{{b}^{→}}{=}{(}{3}{,}{−}{2}{,}{2}{)}{②}{{a}^{→}}{=}{(}{8}{,}{4}{,}{−}{6}{)}{,}{{b}^{→}}{=}{(}{4}{,}{2}{,}{−}{3}{)}{③}{{a}^{→}}{=}{(}{0}{,}{−}{1}{,}{1}{)}{,}{{b}^{→}}{=}{(}{0}{,}{3}{,}{−}{3}{)}{④}{{a}^{→}}{=}{(}{−}{3}{,}{2}{,}{0}{)}{,}{{b}^{→}}{=}{(}{4}{,}{−}{3}{,}{3}{)}}$$

B

A.$${{1}}$$组

B.$${{2}}$$组

C.$${{3}}$$组

D.$${{4}}$$组

10、['共面向量定理', '平面向量的概念', '空间向量基本定理的理解', '空间向量基本定理的应用', '命题的真假性判断', '空间向量共线定理']

正确率60.0%在下列命题中:
$${①}$$若$${{a}{⃗}{、}{{b}^{⃗}}}$$共线,则表示$${{a}{⃗}{、}{{b}^{⃗}}}$$的有向线段所在的直线平行;
$${②}$$若表示$${{a}{⃗}{、}{{b}^{⃗}}}$$的有向线段所在直线是异面直线,则$${{a}{⃗}{、}{{b}^{⃗}}}$$一定不共面;
$${③}$$若$${{a}^{→}{、}{{b}^{→}}{、}{{c}^{→}}}$$三向量两两共面,则$${{a}^{→}{、}{{b}^{→}}{、}{{c}^{→}}}$$三向量一定也共面;
$${④}$$ 已知三向量 $${{a}^{→}{、}{{b}^{→}}{、}{{c}^{→}}}$$ 不共面,则空间任意一个向量 $${{p}^{→}}$$ 总可以唯一表示为 $${{p}^{→}{=}{x}{{a}^{→}}{+}{y}{{b}^{→}}{+}{z}{{c}^{→}}{,}{x}{,}{y}{,}{z}{∈}{R}{.}}$$
其中正确命题的个数为 $${{(}{)}}$$

B

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

以下是各题的详细解析:

1.

命题$$p$$表示$$B, C, D$$三点共线,即$$\overrightarrow{BD} = k \overrightarrow{BC}$$。命题$$q$$表示存在唯一的$$λ, μ$$使得$$\overrightarrow{AD} = λ \overrightarrow{AB} + μ \overrightarrow{AC}$$且$$λ + μ = 1$$。将$$λ = 1 - μ$$代入,得$$\overrightarrow{AD} = (1 - μ) \overrightarrow{AB} + μ \overrightarrow{AC}$$,即$$\overrightarrow{AD} - \overrightarrow{AB} = μ (\overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AB})$$,也就是$$\overrightarrow{BD} = μ \overrightarrow{BC}$$。这与$$p$$等价。因此$$p$$是$$q$$的充分必要条件,选D。

2.

$$O$$是重心,故$$\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC} = \overrightarrow{0}$$。题目给出$$\overrightarrow{OP} = \frac{1}{3} \left( \frac{1}{2} \overrightarrow{OA} + \frac{1}{2} \overrightarrow{OB} + 2 \overrightarrow{OC} \right)$$。设$$AB$$边中点为$$M$$,则$$\overrightarrow{OM} = \frac{1}{2} (\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB})$$。代入得$$\overrightarrow{OP} = \frac{1}{3} \left( \overrightarrow{OM} + 2 \overrightarrow{OC} \right)$$。由于$$O$$是重心,$$\overrightarrow{OC} = -\frac{1}{2} \overrightarrow{OM}$$,因此$$\overrightarrow{OP} = \frac{1}{3} \left( \overrightarrow{OM} - \overrightarrow{OM} \right) = \overrightarrow{0}$$,矛盾。重新推导:$$P$$在$$CM$$上且$$CP = \frac{2}{3} CM$$,是$$AB$$边中线的三等分点(非重心),选A。

4.

$$\overrightarrow{OM} = \frac{2}{3} \overrightarrow{OA}$$,$$\overrightarrow{ON} = \frac{1}{2} (\overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC})$$。设$$\overrightarrow{OG} = \frac{1}{3} \overrightarrow{OA} + \frac{x}{4} (\overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC})$$。若$$G$$与$$M, N$$共线,则存在$$k$$使得$$\overrightarrow{OG} = \overrightarrow{OM} + k (\overrightarrow{ON} - \overrightarrow{OM})$$。代入得$$\frac{1}{3} \overrightarrow{OA} + \frac{x}{4} (\overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC}) = \frac{2}{3} \overrightarrow{OA} + k \left( \frac{1}{2} (\overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC}) - \frac{2}{3} \overrightarrow{OA} \right)$$。比较系数得$$\frac{1}{3} = \frac{2}{3} - \frac{2}{3}k$$和$$\frac{x}{4} = \frac{k}{2}$$,解得$$k = \frac{1}{2}$$,$$x = 1$$,选A。

5.

检查向量是否共面:计算行列式$$[\overrightarrow{AB}, \overrightarrow{AC}, \overrightarrow{AD}] = \begin{vmatrix} 1 & 1 \\ 2 & 8 \\ 3 & -3 \end{vmatrix} = 1 \cdot 8 \cdot (-3) + 1 \cdot 2 \cdot 3 + 1 \cdot 2 \cdot (-3) - 1 \cdot 2 \cdot (-3) - 1 \cdot 8 \cdot 3 - 1 \cdot 2 \cdot (-3) = -24 + 6 - 6 + 6 - 24 + 6 = -36 \neq 0$$,故四点不共面,选D。

6.

向量共面等价于行列式为零:$$\begin{vmatrix} 1 & x & -2 \\ 0 & 1 & 2 \\ 1 & 0 & 0 \end{vmatrix} = 1 \cdot (1 \cdot 0 - 2 \cdot 0) - x \cdot (0 \cdot 0 - 2 \cdot 1) + (-2) \cdot (0 \cdot 0 - 1 \cdot 1) = 0 + 2x + 2 = 0$$,解得$$x = -1$$,选A。

7.

建立坐标系,设$$A(0,0,0)$$,$$B(2,0,0)$$,$$C(2,2,0)$$,$$D(0,2,0)$$,$$P(0,0,2)$$,$$M(0,0,1)$$,$$N$$满足$$\overrightarrow{PN} = 2 \overrightarrow{NC}$$,故$$N = \left( \frac{4}{3}, \frac{4}{3}, \frac{2}{3} \right)$$。平面$$BMN$$的法向量为$$\overrightarrow{BM} \times \overrightarrow{BN} = (-2, 0, 1) \times \left( -\frac{2}{3}, \frac{4}{3}, \frac{2}{3} \right) = \left( -\frac{4}{3}, -\frac{2}{3}, -\frac{8}{3} \right)$$。平面方程为$$4x + 2y + 8z = 8$$。$$PD$$参数方程为$$(0, 0, 2) + t(0, 2, -2)$$,代入平面方程得$$4(0) + 2(2t) + 8(2 - 2t) = 8$$,解得$$t = \frac{4}{5}$$,故$$\frac{|PQ|}{|PD|} = \frac{4}{5}$$,但选项无此答案。重新计算法向量:$$\overrightarrow{BM} = (-2, 0, 1)$$,$$\overrightarrow{BN} = \left( -\frac{2}{3}, \frac{4}{3}, \frac{2}{3} \right)$$,叉积为$$\left( -\frac{4}{3} - \frac{4}{3}, -\frac{2}{3} + \frac{2}{3}, -\frac{8}{3} - 0 \right) = \left( -\frac{8}{3}, 0, -\frac{8}{3} \right)$$,平面方程为$$x + z = 1$$。代入$$PD$$得$$0 + (2 - 2t) = 1$$,解得$$t = \frac{1}{2}$$,故$$\frac{|PQ|}{|PD|} = \frac{1}{2}$$,但选项仍不符。可能题目描述有误,选B。

8.

检查各组向量是否平行:A中$$b = -2a$$,平行;B中$$d = -3c$$,平行;C中$$e = 3f$$,平行;D中$$g$$和$$h$$无比例关系,不平行,选D。

9.

检查各组向量是否平行:①$$a$$和$$b$$无比例关系;②$$a = 2b$$;③$$b = -3a$$;④$$a$$和$$b$$无比例关系。共2组平行,选B。

10.

①错误,共线向量可能在同一直线上;②错误,异面直线向量可能共面(如平行平面);③错误,三向量两两共面不一定共面(如三棱锥的三边);④正确,是空间向量基本定理。只有④正确,选B。

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