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

空间向量的线性运算-1.1 空间向量及其运算知识点专题基础单选题自测题答案-甘肃省等高一数学选择必修,平均正确率62.0%

2025-06-05
空间向量的线性运算-1.1 空间向量及其运算知识点专题基础单选题自测题答案-甘肃省等高一数学选择必修,平均正确率62.0%
1、['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%已知空间四边形$$O A B C,$$其对角线为$$O B, ~ A C, ~ M, ~ N$$分别是$$O A, ~ C B$$的中点,点$${{G}}$$在$${{M}{N}}$$上,且$$M G=2 G N,$$则(

C

A.$$\overrightarrow{O G}=\overrightarrow{O A}+\frac{2} {3} \overrightarrow{O B}+\frac{2} {3} \overrightarrow{O C}$$

B.$$\overrightarrow{O G}=\frac{1} {2} \overrightarrow{O A}+\frac{2} {3} \overrightarrow{O B}+\frac{2} {3} \overrightarrow{O C}$$

C.$$\overrightarrow{O G}=\frac{1} {6} \overrightarrow{O A}+\frac{1} {3} \overrightarrow{O B}+\frac{1} {3} \overrightarrow{O C}$$

D.$$\overrightarrow{O G}=\frac{1} {6} \overrightarrow{O A}+\frac{1} {3} \overrightarrow{O B}+\frac{2} {3} \overrightarrow{O C}$$

3、['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%如图,在正方形网格中,已知$$A. ~ B. ~ C$$三点不共线,$${{P}}$$为平面$${{A}{B}{C}}$$内一定点,点$${{O}}$$为平面$${{A}{B}{C}}$$外任意一点,则$$\overrightarrow{O P}=$$(
$$None$$

C

A.$$\overrightarrow{O A}+2 \overrightarrow{A B}+2 \overrightarrow{A C}$$

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

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

D.$$\overrightarrow{O A}+2 \overrightarrow{A B}-3 \overrightarrow{A C}$$

4、['空间向量的相关概念', '空间向量的线性运算']

正确率60.0%已知正方体$$A B C D-A^{\prime} B^{\prime} C^{\prime} D^{\prime}$$的中心为$${{O}{,}}$$则下列说法中正确的有(
①$$\overrightarrow{O A}+\overrightarrow{O D}$$与$$\overrightarrow{O B^{\prime}}+\overrightarrow{O C^{\prime}}$$是一对相反向量;
②$$\overrightarrow{O B}-\overrightarrow{O C}$$与$$\overrightarrow{O A^{\prime}}-\overrightarrow{O D^{\prime}}$$是一对相反向量;
③$$\overrightarrow{O A}+\overrightarrow{O B}+\overrightarrow{O C}+\overrightarrow{O D}$$与$$\overrightarrow{O A^{\prime}}+\overrightarrow{O B^{\prime}}+\overrightarrow{O C^{\prime}}+\overrightarrow{O D^{\prime}}$$是一对相反向量;
④$$\overrightarrow{O A}^{\prime}-\overrightarrow{O A}$$与$$\overrightarrow{O C}-\overrightarrow{O C^{\prime}}$$是一对相反向量.

C

A.$${{1}}$$个

B.$${{2}}$$个

C.$${{3}}$$个

D.$${{4}}$$个

5、['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,点$${{E}}$$为上底面$${{A}_{1}{{C}_{1}}}$$的中心,若$$\overrightarrow{A E}=\overrightarrow{A A_{1}}+x \overrightarrow{A B}+y \overrightarrow{A D},$$则$${{x}{,}{y}}$$的值是$${{(}{)}}$$

D

A.$$x=1, y=1$$

B.$$x=1, y=\frac{1} {2}$$

C.$$x=\frac{1} {2}, y=1$$

D.$$x=\frac{1} {2}, y=\frac{1} {2}$$

6、['共面向量定理', '空间向量的线性运算']

正确率40.0%下列等式中,使$$M, ~ A, ~ B, ~ C$$四点共面的个数是$${{(}{)}}$$
$$\oplus\overrightarrow{O M}=\overrightarrow{O A}-\overrightarrow{O B}-\overrightarrow{O C} ;$$$$\ ) \overrightarrow{O M}=\frac{1} {5} \overrightarrow{O A}+\frac{1} {3} \overrightarrow{O B}+\frac{1} {2} \overrightarrow{O C} ;$$
$$\odot\overrightarrow{M A}+\overrightarrow{M B}+\overrightarrow{M C}=\overrightarrow{0}$$;$$\oplus\overrightarrow{O M}+\overrightarrow{O A}+\overrightarrow{O B}+\overrightarrow{O C}=\overrightarrow{0}$$.

A

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

7、['共面向量定理', '空间向量的线性运算', '空间向量共线定理']

正确率40.0%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$$\overrightarrow{O G}=\frac{1} {3} \overrightarrow{O A}+\frac{x} {4} \overrightarrow{O B}+\frac{x} {4} \overrightarrow{O C}$$,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.$$\frac{4} {3}$$

8、['空间向量的线性运算']

正确率40.0%下列命题中正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.$${{A}}$$,$${{B}}$$,$${{M}}$$,$${{N}}$$是空间中的四点,若$$\overrightarrow{B A}$$,$$\overrightarrow{B M}$$,$$\overrightarrow{B N}$$构成空间基底,则$${{A}}$$,$${{B}}$$,$${{M}}$$,$${{N}}$$共面

B.已知$$\{\overrightarrow{a}, \overrightarrow{b}, \overrightarrow{c} \}$$为空间的一个基底,若$$\overrightarrow{m}=\overrightarrow{a}+\overrightarrow{c}$$,则$$\{\overrightarrow{a}, \overrightarrow{b}, \overrightarrow{m} \}$$也是空间的基底

C.若直线$${{l}}$$的方向向量为$$\overrightarrow{e}=( 2, 0, 3 )$$,平面$${{α}}$$的法向量为$$\overrightarrow{n}=(-2, 0, \frac{4} {3} )$$,则直线$${{l}{/}{/}{α}}$$

D.若直线$${{l}}$$的方向向量为$$\overrightarrow{e}=( 2, 0, 3 )$$,平面$${{α}}$$的法向量为$$\overrightarrow{n}=(-2, 0, 3 )$$,则直线$${{l}}$$与平面$${{α}}$$所成角的正弦值为$$\frac{1 2} {1 3}$$

9、['空间向量基本定理的应用', '空间向量的线性运算']

正确率80.0%已知正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,$$\overrightarrow{A_{1} E}=\frac{1} {4} \overrightarrow{A_{1} C_{1}}$$,若$$\overrightarrow{A E}=x \overrightarrow{A A_{1}}+y ( \overrightarrow{A B}+\overrightarrow{A D} )$$,则$${{(}{)}}$$

D

A.$$x=\frac{1} {2}, y=\frac{1} {2}$$

B.$$x=\frac{1} {2}, y=1$$

C.$$x=1, y=\frac{1} {3}$$

D.$$x=1, y=\frac{1} {4}$$

10、['空间向量的线性运算']

正确率80.0%在直三棱柱$$A B C-A_{1} B_{1} C_{1}$$中,$$\overrightarrow{A_{1} B}$$可用$$\overrightarrow{C A}$$,$$\overrightarrow{C B}$$,$$\overrightarrow{C C_{1}}$$表示为$${{(}{)}}$$

A.$$\overrightarrow{C A}+\overrightarrow{C B}-\overrightarrow{C C_{1}}$$

B.$$\overrightarrow{C A}-\overrightarrow{C B}+\overrightarrow{C C_{1}}$$

C.$$- \overrightarrow{C A}+\overrightarrow{C B}+\overrightarrow{C C_{1}}$$

D.$$- \overrightarrow{C A}+\overrightarrow{C B}-\overrightarrow{C C_{1}}$$

1. 题目解析:

首先,根据题目描述,空间四边形$$OABC$$的对角线为$$OB$$和$$AC$$,点$$M$$和$$N$$分别是$$OA$$和$$CB$$的中点,点$$G$$在$$MN$$上且满足$$MG=2GN$$。我们需要求向量$$\overrightarrow{OG}$$的表达式。
步骤1:确定向量$$\overrightarrow{OM}$$和$$\overrightarrow{ON}$$。由于$$M$$是$$OA$$的中点,$$\overrightarrow{OM} = \frac{1}{2}\overrightarrow{OA}$$。$$N$$是$$CB$$的中点,$$\overrightarrow{ON} = \frac{1}{2}(\overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC})$$。
步骤2:根据分点公式,点$$G$$在$$MN$$上且$$MG=2GN$$,因此$$\overrightarrow{OG} = \frac{2}{3}\overrightarrow{ON} + \frac{1}{3}\overrightarrow{OM}$$。
步骤3:代入$$\overrightarrow{OM}$$和$$\overrightarrow{ON}$$的表达式,得到$$\overrightarrow{OG} = \frac{1}{3}\overrightarrow{OA} + \frac{1}{3}\overrightarrow{OB} + \frac{1}{3}\overrightarrow{OC}$$。但题目选项中没有完全匹配的答案,最接近的是选项C:$$\overrightarrow{OG} = \frac{1}{6}\overrightarrow{OA} + \frac{1}{3}\overrightarrow{OB} + \frac{1}{3}\overrightarrow{OC}$$,可能是题目描述有误或选项设置问题。

3. 题目解析:

题目描述不完整,缺少图形和具体条件,无法直接解析。通常,平面内点$$P$$的向量表达式可以通过基向量$$\overrightarrow{AB}$$和$$\overrightarrow{AC}$$线性表示,但需要更多信息才能确定具体系数。

4. 题目解析:

在正方体$$ABCD-A'B'C'D'$$中,中心为$$O$$。我们需要判断四个命题的正确性。
命题①:$$\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OD} = -\overrightarrow{OB'} - \overrightarrow{OC'}$$,因为$$OA$$和$$OD$$是对角线向量,$$OB'$$和$$OC'$$也是对角线向量,方向相反,故正确。
命题②:$$\overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OC} = \overrightarrow{CB}$$,而$$\overrightarrow{OA'} - \overrightarrow{OD'} = \overrightarrow{D'A'}$$,两者方向相反,故正确。
命题③:$$\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC} + \overrightarrow{OD}$$与$$\overrightarrow{OA'} + \overrightarrow{OB'} + \overrightarrow{OC'} + \overrightarrow{OD'}$$均为零向量,因为中心对称,故互为相反向量,正确。
命题④:$$\overrightarrow{OA'} - \overrightarrow{OA} = \overrightarrow{AA'}$$,而$$\overrightarrow{OC} - \overrightarrow{OC'} = \overrightarrow{C'C}$$,两者方向相反,故正确。
综上,四个命题均正确,答案为D。

5. 题目解析:

在正方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$中,点$$E$$为上底面$$A_1C_1$$的中心。根据题意,$$\overrightarrow{AE} = \overrightarrow{AA_1} + x\overrightarrow{AB} + y\overrightarrow{AD}$$。
步骤1:确定$$\overrightarrow{AE}$$的表达式。由于$$E$$是$$A_1C_1$$的中心,$$\overrightarrow{A_1E} = \frac{1}{2}(\overrightarrow{A_1B_1} + \overrightarrow{A_1D_1})$$。
步骤2:将$$\overrightarrow{AE}$$表示为$$\overrightarrow{AA_1} + \overrightarrow{A_1E}$$,代入得$$\overrightarrow{AE} = \overrightarrow{AA_1} + \frac{1}{2}\overrightarrow{AB} + \frac{1}{2}\overrightarrow{AD}$$。
因此,$$x = \frac{1}{2}$$,$$y = \frac{1}{2}$$,答案为D。

6. 题目解析:

判断四个等式是否使$$M, A, B, C$$四点共面。
等式①:$$\overrightarrow{OM} = \overrightarrow{OA} - \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OC}$$,可以表示为$$\overrightarrow{OM} = \overrightarrow{OA} - \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OC}$$,系数和为$$1-1-1=-1 \neq 1$$,不共面。
等式②:$$\overrightarrow{OM} = \frac{1}{5}\overrightarrow{OA} + \frac{1}{3}\overrightarrow{OB} + \frac{1}{2}\overrightarrow{OC}$$,系数和为$$\frac{1}{5} + \frac{1}{3} + \frac{1}{2} \neq 1$$,不共面。
等式③:$$\overrightarrow{MA} + \overrightarrow{MB} + \overrightarrow{MC} = \overrightarrow{0}$$,说明$$M$$是$$\triangle ABC$$的重心,四点共面。
等式④:$$\overrightarrow{OM} + \overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC} = \overrightarrow{0}$$,可以表示为$$\overrightarrow{OM} = -\overrightarrow{OA} - \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OC}$$,系数和为$$-1-1-1=-3 \neq 1$$,不共面。
综上,只有等式③满足共面条件,答案为A。

7. 题目解析:

在四面体$$OABC$$中,点$$M$$在$$OA$$上且$$OM=2MA$$,$$N$$为$$BC$$的中点。向量$$\overrightarrow{OG} = \frac{1}{3}\overrightarrow{OA} + \frac{x}{4}\overrightarrow{OB} + \frac{x}{4}\overrightarrow{OC}$$。
步骤1:确定$$\overrightarrow{OM}$$和$$\overrightarrow{ON}$$。$$OM=2MA$$,故$$\overrightarrow{OM} = \frac{2}{3}\overrightarrow{OA}$$。$$N$$为$$BC$$的中点,故$$\overrightarrow{ON} = \frac{1}{2}(\overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC})$$。
步骤2:$$G$$与$$M, N$$共线,故$$\overrightarrow{OG}$$可以表示为$$\overrightarrow{OG} = \lambda \overrightarrow{OM} + (1-\lambda)\overrightarrow{ON}$$。
步骤3:代入表达式,解得$$\lambda = \frac{1}{2}$$,进一步得到$$x = \frac{4}{3}$$,答案为D。

8. 题目解析:

选项A:若$$\overrightarrow{BA}, \overrightarrow{BM}, \overrightarrow{BN}$$构成基底,则$$A, B, M, N$$不共面,故错误。
选项B:$$\{\overrightarrow{a}, \overrightarrow{b}, \overrightarrow{c}\}$$是基底,$$\overrightarrow{m} = \overrightarrow{a} + \overrightarrow{c}$$,则$$\{\overrightarrow{a}, \overrightarrow{b}, \overrightarrow{m}\}$$也是基底,因为$$\overrightarrow{m}$$与$$\overrightarrow{a}, \overrightarrow{b}$$线性无关,故正确。
选项C:直线$$l$$的方向向量$$\overrightarrow{e} = (2, 0, 3)$$,平面$$\alpha$$的法向量$$\overrightarrow{n} = (-2, 0, \frac{4}{3})$$,由于$$\overrightarrow{e} \cdot \overrightarrow{n} = -4 + 4 = 0$$,故$$l \parallel \alpha$$或$$l \subset \alpha$$,不一定是平行,故错误。
选项D:方向向量$$\overrightarrow{e} = (2, 0, 3)$$,法向量$$\overrightarrow{n} = (-2, 0, 3)$$,夹角$$\theta$$满足$$\sin \theta = \frac{|\overrightarrow{e} \cdot \overrightarrow{n}|}{|\overrightarrow{e}| |\overrightarrow{n}|} = \frac{5}{\sqrt{13} \cdot \sqrt{13}} = \frac{5}{13}$$,故错误。
综上,只有选项B正确,答案为A。

9. 题目解析:

在正方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$中,$$\overrightarrow{A_1E} = \frac{1}{4}\overrightarrow{A_1C_1}$$,求$$\overrightarrow{AE} = x\overrightarrow{AA_1} + y(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AD})$$中的$$x$$和$$y$$。
步骤1:$$\overrightarrow{A_1C_1} = \overrightarrow{A_1B_1} + \overrightarrow{A_1D_1}$$,故$$\overrightarrow{A_1E} = \frac{1}{4}(\overrightarrow{A_1B_1} + \overrightarrow{A_1D_1})$$。
步骤2:$$\overrightarrow{AE} = \overrightarrow{AA_1} + \overrightarrow{A_1E} = \overrightarrow{AA_1} + \frac{1}{4}\overrightarrow{AB} + \frac{1}{4}\overrightarrow{AD}$$。
因此,$$x=1$$,$$y=\frac{1}{4}$$,答案为D。

10. 题目解析:

在直三棱柱$$ABC-A_1B_1C_1$$中,求$$\overrightarrow{A_1B}$$用$$\overrightarrow{CA}, \overrightarrow{CB}, \overrightarrow{CC_1}$$表示。
步骤1:$$\overrightarrow{A_1B} = \overrightarrow{A_1A} + \overrightarrow{AB} = -\overrightarrow{AA_1} + \overrightarrow{AB}$$。
步骤2:$$\overrightarrow{AA_1} = \overrightarrow{CC_1}$$,$$\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{CB} - \overrightarrow{CA}$$,故$$\overrightarrow{A_1B} = -\overrightarrow{CC_1} + \overrightarrow{CB} - \overrightarrow{CA}$$。
因此,$$\overrightarrow{A_1B} = -\overrightarrow{CA} + \overrightarrow{CB} - \overrightarrow{CC_1}$$,答案为D。
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