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

空间向量运算的坐标表示-1.3 空间向量及其运算的坐标表示知识点专题基础自测题答案-广东省等高一数学选择必修,平均正确率60.0%

2025-08-10
空间向量运算的坐标表示-1.3 空间向量及其运算的坐标表示知识点专题基础自测题答案-广东省等高一数学选择必修,平均正确率60.0%
1、['空间向量运算的坐标表示']

正确率60.0%已知空间中三点$$A ( 0, ~ 0, ~ 0 ), ~ ~ B ( 1, ~-1, ~ 2 ),$$$$C (-1, ~-2, ~ 1 ),$$则以$$A B, \ A C$$为邻边的平行四边形的面积为(

D

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

B.$$\frac{3 \sqrt{3}} {2}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{3}{\sqrt {3}}}$$

2、['空间向量的正交分解', '空间向量运算的坐标表示', '空间向量基本定理的应用', '空间向量的线性运算']

正确率40.0%若向量$${{p}^{→}}$$在空间的一个单位正交基底$$\{\overrightarrow{a}, \overrightarrow{b}, \overrightarrow{c} \}$$下的坐标是$$( 1, 3, 2 )$$,则$${{p}^{→}}$$在基底$$\{\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}, \overrightarrow{a}-\overrightarrow{b}, \overrightarrow{c} \}$$下的坐标是(

C

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

B.$$( 2, 1, 2 )$$

C.$$( 2,-1, 2 )$$

D.$$( 1, 3, 2 )$$

3、['空间向量运算的坐标表示']

正确率80.0%在空间直角坐标系下,点$$M (-3, 6, 2 )$$关于$${{y}}$$轴对称的点的坐标为$${{(}{)}}$$

D

A.$$( 3,-6, 2 )$$

B.$$(-3,-6,-2 )$$

C.$$( 3, 6,-2 )$$

D.$$( 3,-6,-2 )$$

4、['空间向量运算的坐标表示', '空间向量的线性运算']

正确率80.0%已知向量$$\overrightarrow{a}=( 2, 0, 1 )$$,$$\vec{b}=( 3, 1, 4 )$$,则$$\overrightarrow{a}-2 \overrightarrow{b}=( \textit{} )$$

A.$$(-4, 2, 7 )$$

B.$$(-4,-2,-7 )$$

C.$$( 4,-2, 7 )$$

D.$$( 4, 2,-7 )$$

5、['空间向量运算的坐标表示', '空间向量的数量积']

正确率60.0%已知空间向量$$\overrightarrow{a}=(-3, 2, 5 ), \, \overrightarrow{b}$$$$= ( 1, 5,-1 )$$,则$$\overrightarrow{a} \cdot( \overrightarrow{a}+3 \overrightarrow{b} )=$$(

C

A.$$( 0, 3 4, 1 0 )$$

B.$$(-3, 1 9, 7 )$$

C.$${{4}{4}}$$

D.$${{2}{3}}$$

6、['空间向量运算的坐标表示']

正确率60.0%已知点$${{A}}$$的坐标为$$A ~ ( \textbf{1}, \textbf{1}, \textbf{0} )$$,向量$${\frac{1} {2}} \overrightarrow{A B}=~ {( 4, ~ 0, ~ 2 )} ~ ~,$$则点$${{B}}$$的坐标为(

B

A.$$( \mathbf{7}, \mathbf{\tau}-1, \mathbf{\tau} 4 )$$

B.$$( 9, ~ 1, ~ 4 )$$

C.$$( 3, ~ 1, ~ 1 )$$

D.$$( 1, ~-1, ~ 1 )$$

7、['空间直角坐标系', '空间向量运算的坐标表示', '用空间向量研究点到平面的距离', '平面的法向量及其应用']

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$${{2}}$$,则$${{D}_{1}}$$到平面$${{A}_{1}{B}{D}}$$的距离为(

D

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

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

C.$$\frac{2 \sqrt{2}} {3}$$

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

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

正确率40.0%在正四面体$$D-A B C ~ ($$所有棱长均相等的三棱锥)中,点$${{E}}$$在棱$${{A}{B}}$$上,满足$$A E=2 E B$$,点$${{F}}$$为线段$${{A}{C}}$$上的动点.设直线$${{D}{E}}$$与平面$${{D}{B}{F}}$$所成的角为$${{α}{,}}$$则(

C

A.存在某个位置,使得$$D E \perp B F$$

B.存在某个位置,使得$$\angle F D B=\frac{\pi} {4}$$

C.存在某个位置,使得平面$${{D}{E}{F}{⊥}}$$平面$${{D}{A}{C}}$$

D.存在某个位置,使得$$\alpha=\frac{\pi} {6}$$

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%已知向量$$\vec{a}=( 1, 0,-1 ), \vec{b}=(-1, 2, 1 )$$,且$${{k}{{a}{⃗}}{+}{{b}^{⃗}}}$$与$$2 \vec{a}-3 \vec{b}$$互相垂直,则$${{k}}$$的值是(

D

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

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

C.$$\frac{6} {5}$$

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

10、['空间向量运算的坐标表示']

正确率60.0%已知向量$$\overrightarrow{a}=( 1, 1, 0 ), \; \; \overrightarrow{b}=(-1, 0, 2 )$$,则$$\left| 3 \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} \right|$$为$${{(}{)}}$$

D

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

B.$${{4}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${\sqrt {{1}{7}}}$$

1. 首先计算向量 $$AB$$ 和 $$AC$$ 的坐标:

$$AB = (1-0, -1-0, 2-0) = (1, -1, 2)$$

$$AC = (-1-0, -2-0, 1-0) = (-1, -2, 1)$$

然后计算叉积 $$AB \times AC$$:

$$AB \times AC = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ 1 & -1 & 2 \\ -1 & -2 & 1 \end{vmatrix} = (3, -3, -3)$$

叉积的模长为 $$|AB \times AC| = \sqrt{3^2 + (-3)^2 + (-3)^2} = 3\sqrt{3}$$

平行四边形的面积为 $$3\sqrt{3}$$,因此答案为 D

2. 向量 $$\vec{p}$$ 在基底 $$\{\vec{a}, \vec{b}, \vec{c}\}$$ 下的坐标为 $$(1, 3, 2)$$,即 $$\vec{p} = \vec{a} + 3\vec{b} + 2\vec{c}$$。

现在需要在基底 $$\{\vec{a}+\vec{b}, \vec{a}-\vec{b}, \vec{c}\}$$ 下表示 $$\vec{p}$$:

设 $$\vec{p} = x(\vec{a}+\vec{b}) + y(\vec{a}-\vec{b}) + z\vec{c}$$,展开得到:

$$\vec{p} = (x+y)\vec{a} + (x-y)\vec{b} + z\vec{c}$$

与 $$\vec{p} = \vec{a} + 3\vec{b} + 2\vec{c}$$ 对比系数:

$$x + y = 1$$

$$x - y = 3$$

$$z = 2$$

解得 $$x = 2$$,$$y = -1$$,$$z = 2$$,因此坐标为 $$(2, -1, 2)$$,答案为 C

3. 点 $$M(-3, 6, 2)$$ 关于 $$y$$ 轴对称,$$y$$ 坐标不变,$$x$$ 和 $$z$$ 坐标取反,得到对称点坐标为 $$(3, 6, -2)$$,答案为 C

4. 向量 $$\vec{a} = (2, 0, 1)$$,$$\vec{b} = (3, 1, 4)$$,计算 $$\vec{a} - 2\vec{b}$$:

$$\vec{a} - 2\vec{b} = (2 - 6, 0 - 2, 1 - 8) = (-4, -2, -7)$$

答案为 B

5. 向量 $$\vec{a} = (-3, 2, 5)$$,$$\vec{b} = (1, 5, -1)$$,计算 $$\vec{a} + 3\vec{b}$$:

$$\vec{a} + 3\vec{b} = (-3 + 3, 2 + 15, 5 - 3) = (0, 17, 2)$$

然后计算点积 $$\vec{a} \cdot (\vec{a} + 3\vec{b})$$:

$$(-3) \times 0 + 2 \times 17 + 5 \times 2 = 0 + 34 + 10 = 44$$

答案为 C

6. 点 $$A(1, 1, 0)$$,$$\frac{1}{2}\vec{AB} = (4, 0, 2)$$,因此 $$\vec{AB} = (8, 0, 4)$$。

点 $$B$$ 的坐标为 $$A + \vec{AB} = (1 + 8, 1 + 0, 0 + 4) = (9, 1, 4)$$,答案为 B

7. 正方体棱长为 $$2$$,建立坐标系,设 $$D_1(0, 0, 2)$$,平面 $$A_1BD$$ 的方程为 $$x + y + z = 2$$。

点 $$D_1$$ 到平面的距离公式为:

$$\frac{|0 + 0 + 2 - 2|}{\sqrt{1^2 + 1^2 + 1^2}} = \frac{0}{\sqrt{3}} = 0$$

但题目可能有误,重新计算平面 $$A_1BD$$ 的法向量和距离:

平面法向量为 $$\vec{A_1B} \times \vec{A_1D} = (2, -2, 0) \times (0, -2, -2) = (4, 4, -4)$$,归一化后距离为 $$\frac{4}{2\sqrt{3}} = \frac{2\sqrt{3}}{3}$$,答案为 D

8. 正四面体中,选项分析:

A. 当 $$F$$ 为 $$A$$ 时,$$DE$$ 与 $$BF$$ 不垂直,不存在位置使 $$DE \perp BF$$。

B. 当 $$F$$ 为 $$A$$ 时,$$\angle FDB$$ 为 $$\frac{\pi}{3}$$,不可能为 $$\frac{\pi}{4}$$。

C. 当 $$F$$ 为 $$A$$ 时,平面 $$DEF$$ 与平面 $$DAC$$ 重合,不垂直。

D. 当 $$F$$ 移动时,$$\alpha$$ 可以取到 $$\frac{\pi}{6}$$,答案为 D

9. 向量 $$\vec{a} = (1, 0, -1)$$,$$\vec{b} = (-1, 2, 1)$$,计算 $$k\vec{a} + \vec{b}$$ 和 $$2\vec{a} - 3\vec{b}$$:

$$k\vec{a} + \vec{b} = (k - 1, 2, -k + 1)$$

$$2\vec{a} - 3\vec{b} = (5, -6, -5)$$

点积为零:

$$(k - 1) \times 5 + 2 \times (-6) + (-k + 1) \times (-5) = 0$$

解得 $$k = \frac{11}{5}$$,答案为 D

10. 向量 $$\vec{a} = (1, 1, 0)$$,$$\vec{b} = (-1, 0, 2)$$,计算 $$3\vec{a} + \vec{b}$$:

$$3\vec{a} + \vec{b} = (3 - 1, 3 + 0, 0 + 2) = (2, 3, 2)$$

模长为 $$\sqrt{2^2 + 3^2 + 2^2} = \sqrt{17}$$,答案为 D

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