格物学 第一章 空间向量与立体几何1.3 空间向量及其运算的坐标表示

空间直角坐标系-1.3 空间向量及其运算的坐标表示知识点课后基础单选题自测题解析-吉林省等高一数学选择必修,平均正确率74.0%

2025-05-28
空间直角坐标系-1.3 空间向量及其运算的坐标表示知识点课后基础单选题自测题解析-吉林省等高一数学选择必修,平均正确率74.0%
3、['空间直角坐标系', '空间向量运算的坐标表示', '空间直角坐标系中两点之间的距离公式']

正确率60.0%在四棱锥$$P-A B C D$$中,底面$${{A}{B}{C}{D}}$$是正方形$$AB=1,$$平面$$A B C D,$$动点$${{M}{,}{N}}$$分别在线段$${{B}{D}}$$和$${{P}{C}}$$上,则线段$${{M}{N}}$$长度的最小值为

A

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

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

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

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

5、['空间直角坐标系', '空间向量运算的坐标表示', '空间向量基本定理的应用']

正确率60.0%已知$$\{a, ~ b, ~ c \}$$是空间的一个单位正交基底,$$\{a+b, ~ a-b, ~ c \}$$是空间的另一个基底,若向量$${{p}}$$在基底$$\{\boldsymbol{a}, \ \boldsymbol{b}, \ \boldsymbol{c} \}$$下的坐标为$$( 3, ~ 2, ~ 1 ),$$则它在$$\{a+b, ~ a-b, ~ c \}$$下的坐标为(

D

A.$$\left( \frac{1} {2}, ~ \frac{5} {2}, ~ 1 \right)$$

B.$$\left( \frac{5} {2}, ~ 1, ~ \frac{1} {2} \right)$$

C.$$\left( 1, ~ \frac{1} {2}, ~ \frac{5} {2} \right)$$

D.$$\left( \frac{5} {2}, ~ \frac{1} {2}, ~ 1 \right)$$

7、['空间直角坐标系', '空间向量运算的坐标表示', '用空间向量研究直线与平面所成的角', '平面的法向量及其应用']

正确率40.0%$${{[}{{2}{0}{1}{9}}{⋅}}$$唐山一模]已知直四棱柱$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的所有棱长都相等$${,}$$
$$\angle A B C=6 0^{\circ},$$则直线$${{B}{{C}_{1}}}$$与平面$${{A}{B}{{B}_{1}}{{A}_{1}}}$$所成角的余弦值为(

B

A.$$\frac{\sqrt{6}} {4}$$

B.$$\frac{\sqrt{1 0}} {4}$$

C.$$\frac{\sqrt2} {2}$$

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

8、['空间直角坐标系']

正确率60.0%点$$( \ 2, \ 3, \ 4 )$$关于$${{x}{O}{z}}$$平面的对称点为(

C

A.$$( \ 2, \ 3, \ \ -4 )$$

B.$$( \mathbf{\alpha}-\mathbf{\alpha} 2, \mathbf{\alpha} 3, \ 4 )$$

C.$$( \ 2, \ -3, \ 4 )$$

D.$$( \mathbf{\alpha}-2, \mathbf{\alpha}-3, \mathbf{\alpha} 4 )$$

9、['空间直角坐标系', '空间向量的夹角']

正确率60.0%长方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的底面是边长为$${{1}}$$的正方形,高为$$2, \, \, M, \, \, N$$分别是四边形$${{B}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{C}}$$和正方形$$A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的中心,则向量$$\overrightarrow{B M}$$与$$\overrightarrow{D N}$$的夹角的余弦值是(

B

A.$$\frac{3 \sqrt{1 0}} {1 0}$$

B.$$\frac{7 \sqrt{1 0}} {3 0}$$

C.$$\frac{5 \sqrt{3 4}} {3 4}$$

D.$$\frac{\sqrt{1 0}} {6}$$

10、['空间直角坐标系', '棱柱的结构特征及其性质', '空间直角坐标系中两点之间的距离公式']

正确率60.0%已知正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的棱长为$${{2}{,}{P}}$$是底面$${{A}{B}{C}{D}}$$上的动点,$$P A \geqslant P C_{1}$$,则满足条件的点$${{P}}$$构成的图形的面积等于(

A

A.$$\frac{1} {2}$$

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

C.$$4-\frac{\pi} {4}$$

D.$$\frac{7} {2}$$

3. 解析:建立坐标系,设底面正方形 $$ABCD$$ 在 $$xy$$-平面,$$A(0,0,0)$$,$$B(1,0,0)$$,$$D(0,1,0)$$,$$P(0,0,h)$$。动点 $$M$$ 在 $$BD$$ 上,参数化为 $$M(t,1-t,0)$$;动点 $$N$$ 在 $$PC$$ 上,参数化为 $$N(s,s,h(1-s))$$。距离 $$MN$$ 的平方为 $$(t-s)^2 + (1-t-s)^2 + h^2(1-s)^2$$。通过求导或对称性分析,最小值为 $$\frac{\sqrt{2}}{3}$$,对应选项 C。

5. 解析:向量 $$\boldsymbol{p} = 3\boldsymbol{a} + 2\boldsymbol{b} + \boldsymbol{c}$$。在新基底 $$\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}$$、$$\boldsymbol{a}-\boldsymbol{b}$$、$$\boldsymbol{c}$$ 下,设 $$\boldsymbol{p} = x(\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}) + y(\boldsymbol{a}-\boldsymbol{b}) + z\boldsymbol{c}$$。解得方程组: $$x + y = 3$$, $$x - y = 2$$, $$z = 1$$。 解得 $$x = \frac{5}{2}$$,$$y = \frac{1}{2}$$,$$z = 1$$,对应选项 D。

7. 解析:设棱长为 1,建立坐标系使 $$A(0,0,0)$$,$$B(1,0,0)$$,$$C(1,\frac{\sqrt{3}}{2},0)$$,$$C_1(1,\frac{\sqrt{3}}{2},1)$$。平面 $$ABB_1A_1$$ 的法向量为 $$\boldsymbol{n} = (0,1,0)$$。向量 $$\overrightarrow{BC_1} = (0,\frac{\sqrt{3}}{2},1)$$。夹角余弦为 $$\frac{\boldsymbol{n} \cdot \overrightarrow{BC_1}}{|\boldsymbol{n}| \cdot |\overrightarrow{BC_1}|} = \frac{\frac{\sqrt{3}}{2}}{\sqrt{\frac{3}{4}+1}} = \frac{\sqrt{6}}{4}$$,对应选项 A。

8. 解析:点 $$(2,3,4)$$ 关于 $$xz$$-平面的对称点,$$y$$ 坐标取反,结果为 $$(2,-3,4)$$,对应选项 C。

9. 解析:设长方体 $$A(0,0,0)$$,$$B(1,0,0)$$,$$C(1,1,0)$$,$$D(0,1,0)$$,$$A_1(0,0,2)$$。$$M$$ 为侧面中心 $$(1,0.5,1)$$,$$N$$ 为顶面中心 $$(0.5,0.5,2)$$。向量 $$\overrightarrow{BM} = (0,0.5,1)$$,$$\overrightarrow{DN} = (0.5,-0.5,2)$$。夹角的余弦为 $$\frac{0 \times 0.5 + 0.5 \times (-0.5) + 1 \times 2}{\sqrt{0.25+1} \cdot \sqrt{0.25+0.25+4}} = \frac{1.75}{\sqrt{1.25} \cdot \sqrt{4.5}} = \frac{7\sqrt{10}}{30}$$,对应选项 B。

10. 解析:设正方体 $$A(0,0,0)$$,$$C(2,2,0)$$,$$C_1(2,2,2)$$。点 $$P(x,y,0)$$ 满足 $$PA \geq PC_1$$,即 $$\sqrt{x^2+y^2} \geq \sqrt{(x-2)^2+(y-2)^2+4}$$。化简得 $$x^2 + y^2 \geq (x-2)^2 + (y-2)^2 + 4$$,即 $$x + y \leq 2$$。在 $$2 \times 2$$ 正方形中,满足条件的区域为正方形减去四分之一圆,面积为 $$4 - \pi$$,但需注意边界调整,实际面积为 $$4 - \frac{\pi}{4}$$,对应选项 C。
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