格物学

空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直-空间向量及其运算的坐标表示知识点考前基础选择题自测题答案-安徽省等高一数学选择必修,平均正确率62.0%

2025-05-03
空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直-空间向量及其运算的坐标表示知识点考前基础选择题自测题答案-安徽省等高一数学选择必修,平均正确率62.0%
1、['空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直', '用空间向量研究空间中直线、平面的平行']

正确率60.0%设$${{u}{=}{(}{2}{,}{0}{,}{−}{1}{)}}$$是平面$${{α}}$$的一个法向量$${,{a}{=}{(}{1}{,}{0}{,}{2}{)}}$$是直线$${{l}}$$的一个方向向量,则直线$${{l}}$$与平面$${{α}}$$的位置关系是(

A

A.平行或直线在平面内

B.不能确定

C.相交但不垂直

D.垂直

2、['空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直', '空间向量运算的坐标表示']

正确率60.0%若向量$${{a}{=}{(}{2}{,}{1}{,}{−}{2}{)}{,}{e}{/}{/}{a}}$$且$${{|}{e}{|}{=}{1}{,}}$$则$${{e}{=}}$$(

A

A.$$\left( \frac{2} {3}, \ \frac{1} {3}, \ \right.-\frac{2} {3} )$$或$$\left(-\frac{2} {3}, ~-\frac{1} {3}, ~ \frac{2} {3} \right)$$

B.$$\left( \frac{2} {3}, \ \frac{1} {3}, \ \right.-\frac{2} {3} )$$

C.$$\left(-\frac{2} {3}, ~ \frac{1} {3}, ~ \frac{2} {3} \right)$$

D.$$\left( \frac{2} {3}, ~-\frac{1} {3}, ~ \frac{2} {3} \right)$$或$$\left(-\frac{2} {3}, ~ \frac{1} {3}, ~-\frac{2} {3} \right)$$

3、['空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直']

正确率80.0%已知向量$${{a}{=}{(}{−}{1}{,}{2}{,}{1}{)}{,}{b}{=}{(}{3}{,}{x}{,}{y}{)}{,}}$$且$${{a}{/}{/}{b}{,}}$$那么$${{x}{y}{=}}$$(

D

A.$${{−}{{1}{8}}}$$

B.$${{9}}$$

C.$${{−}{9}}$$

D.$${{1}{8}}$$

4、['空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直']

正确率80.0%已知空间向量$${{a}{=}{(}{3}{,}{1}{,}{0}{)}{,}}$$$${{b}{=}{(}{x}{,}{−}{3}{,}{1}{)}{,}}$$且$${{a}{⊥}{b}{,}}$$则$${{x}{=}}$$(

C

A.$${{−}{3}}$$

B.$${{−}{1}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

5、['立体几何中的探索问题', '空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直']

正确率40.0%棱长为$${{2}}$$的正方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中,$${{M}}$$是棱$${{A}{{A}_{1}}}$$的中点,点$${{P}}$$在侧面$${{A}{B}{{B}_{1}}{{A}_{1}}}$$内,若$${{D}_{1}{P}}$$垂直于$${{C}{M}}$$,则$${{△}{P}{B}{C}}$$的面积的最小值为(

A

A.$$\frac{2 \sqrt{5}} {5}$$

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

C.$$\frac{4} {5}$$

D.$${{1}}$$

6、['空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直']

正确率60.0%若直线$${{l}}$$的方向向量为$${{a}^{→}{=}}$$$${{(}{1}}$$,$${{0}}$$,$${{2}{)}}$$,平面$${{α}}$$的法向量为$${{n}^{→}{=}}$$($${{−}{2}}$$,$${{1}}$$,$${{1}{)}}$$,则(

C

A.$${{l}{/}{/}{a}}$$

B.$${{l}{⊥}{a}}$$

C.$${{l}{⊂}{a}}$$或$${{l}{/}{/}{a}}$$

D.$${{l}}$$与$${{a}}$$斜交

7、['空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直']

正确率60.0%向量$${{a}^{→}{=}{(}{−}{1}{,}{0}{,}{1}{)}{,}{{b}^{→}}{=}{(}{1}{,}{2}{,}{k}{)}{,}}$$若$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$垂直,则实数$${{k}{=}{(}{)}}$$

A

A.$${{1}}$$

B.$${{0}}$$

C.$${{−}{1}}$$

D.$${{2}}$$

8、['空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直', '空间中直线的方向向量与直线的向量表示']

正确率60.0%直线$${{l}_{1}{、}{{l}_{2}}}$$的方向向量分别为$${{a}^{→}{=}{(}{1}{,}{−}{3}{,}{−}{1}{)}{,}{{b}^{→}}{=}{(}{8}{,}{2}{,}{2}{)}{,}}$$则(

A

A.$${{l}_{1}{⊥}{{l}_{2}}}$$

B.$${{l}_{1}{/}{/}{{l}_{2}}}$$

C.$${{l}_{1}}$$与$${{l}_{2}}$$相交不平行

D.$${{l}_{1}}$$与$${{l}_{2}}$$重合

9、['空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直', '空间向量运算的坐标表示']

正确率60.0%已知$${{a}^{→}{=}{(}{2}{,}{0}{,}{3}{)}{.}{{b}^{→}}{=}{(}{4}{,}{−}{2}{,}{1}{)}{,}{{c}^{→}}{=}{(}{−}{2}{,}{x}{,}{2}{)}{,}}$$若$${{(}{{a}^{→}}{−}{{b}^{→}}{)}{⊥}{{c}^{→}}}$$,则$${{x}{=}{(}}$$

B

A.$${{4}}$$

B.$${{−}{4}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{−}{2}}$$

10、['空间向量的坐标与空间向量的平行、垂直', '空间向量运算的坐标表示']

正确率60.0%已知$${{M}{(}{1}{,}{2}{,}{3}{)}{,}{N}{(}{2}{,}{3}{,}{4}{)}{,}{P}{(}{−}{1}{,}{2}{,}{−}{3}{)}}$$,若$$| \overrightarrow{P Q} |=3 | \overrightarrow{M N} |$$且$$\overrightarrow{P Q} / / \overrightarrow{M N},$$则$${{Q}}$$点的坐标为(

B

A.$${{(}{2}{,}{5}{,}{0}{)}}$$

B.$${{(}{−}{4}{,}{−}{1}{,}{−}{6}{)}}$$或$${{(}{2}{,}{5}{,}{0}{)}}$$

C.$${{(}{3}{,}{4}{,}{1}{)}}$$

D.$${{(}{3}{,}{4}{,}{1}{)}}$$或$${{(}{−}{3}{,}{−}{2}{,}{−}{5}{)}}$$

1. 首先计算向量 $$u$$ 和 $$a$$ 的点积:$$u \cdot a = (2)(1) + (0)(0) + (-1)(2) = 2 - 2 = 0$$。由于点积为 0,说明直线 $$l$$ 的方向向量 $$a$$ 与平面 $$α$$ 的法向量 $$u$$ 垂直,因此直线 $$l$$ 与平面 $$α$$ 平行或直线在平面内。选项 A 正确。

2. 向量 $$e$$ 与 $$a$$ 平行,故 $$e$$ 可以表示为 $$e = k(2, 1, -2)$$。由于 $$|e| = 1$$,计算 $$k$$:$$|k| \sqrt{2^2 + 1^2 + (-2)^2} = 1 \Rightarrow |k| \sqrt{9} = 1 \Rightarrow |k| = \frac{1}{3}$$。因此 $$e$$ 可以是 $$\left( \frac{2}{3}, \frac{1}{3}, -\frac{2}{3} \right)$$ 或 $$\left( -\frac{2}{3}, -\frac{1}{3}, \frac{2}{3} \right)$$。选项 A 正确。

3. 由于 $$a \parallel b$$,存在标量 $$k$$ 使得 $$b = k a$$,即 $$(3, x, y) = k(-1, 2, 1)$$。解得 $$k = -3$$,因此 $$x = 2k = -6$$,$$y = k = -3$$,所以 $$xy = (-6)(-3) = 18$$。选项 D 正确。

4. 由于 $$a \perp b$$,点积为 0:$$3x + 1 \cdot (-3) + 0 \cdot 1 = 0 \Rightarrow 3x - 3 = 0 \Rightarrow x = 1$$。选项 C 正确。

5. 建立坐标系,设 $$A(0,0,0)$$,$$D_1(0,2,2)$$,$$C(2,2,0)$$,$$M(2,0,1)$$。设 $$P(x, y, 0)$$ 在侧面 $$ABB_1A_1$$ 内,则 $$0 \leq x \leq 2$$,$$0 \leq y \leq 2$$。计算向量 $$\overrightarrow{D_1P} = (x, y-2, -2)$$ 和 $$\overrightarrow{CM} = (-2, -2, 1)$$。由于 $$\overrightarrow{D_1P} \perp \overrightarrow{CM}$$,点积为 0:$$-2x - 2(y-2) - 2 = 0 \Rightarrow -2x - 2y + 4 - 2 = 0 \Rightarrow x + y = 1$$。三角形 $$PBC$$ 的面积最小值为 $$\frac{1}{2} \times 2 \times \frac{1}{\sqrt{5}} = \frac{\sqrt{5}}{5}$$。选项 B 正确。

6. 计算方向向量 $$a$$ 与法向量 $$n$$ 的点积:$$1 \cdot (-2) + 0 \cdot 1 + 2 \cdot 1 = -2 + 0 + 2 = 0$$。由于点积为 0,说明直线 $$l$$ 与平面 $$α$$ 平行或直线在平面内。选项 C 正确。

7. 由于 $$a$$ 与 $$b$$ 垂直,点积为 0:$$-1 \cdot 1 + 0 \cdot 2 + 1 \cdot k = 0 \Rightarrow -1 + k = 0 \Rightarrow k = 1$$。选项 A 正确。

8. 计算方向向量 $$a$$ 和 $$b$$ 的点积:$$1 \cdot 8 + (-3) \cdot 2 + (-1) \cdot 2 = 8 - 6 - 2 = 0$$。由于点积为 0,说明两条直线垂直。选项 A 正确。

9. 计算 $$a - b = (-2, 2, 2)$$,由于 $$(a - b) \perp c$$,点积为 0:$$-2 \cdot (-2) + 2 \cdot x + 2 \cdot 2 = 0 \Rightarrow 4 + 2x + 4 = 0 \Rightarrow 2x = -8 \Rightarrow x = -4$$。选项 B 正确。

10. 计算 $$\overrightarrow{MN} = (1, 1, 1)$$,由于 $$\overrightarrow{PQ} \parallel \overrightarrow{MN}$$ 且 $$|\overrightarrow{PQ}| = 3|\overrightarrow{MN}| = 3\sqrt{3}$$,故 $$\overrightarrow{PQ} = \pm 3(1, 1, 1)$$。因此 $$Q$$ 点的坐标为 $$(-1 \pm 3, 2 \pm 3, -3 \pm 3)$$,即 $$(2, 5, 0)$$ 或 $$(-4, -1, -6)$$。选项 B 正确。

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