格物学 第六章 平面向量及其应用平面向量的拓展与综合

三角形的面积(公式)-平面向量的拓展与综合知识点回顾进阶自测题解析-河北省等高二数学必修,平均正确率44.00000000000001%

2025-06-24
三角形的面积(公式)-平面向量的拓展与综合知识点回顾进阶自测题解析-河北省等高二数学必修,平均正确率44.00000000000001%
1、['余弦定理及其应用', '三角形的面积(公式)']

正确率60.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,内角$$A, ~ B, ~ C$$所对的边分别为$$a, ~ b, ~ c,$$且$$C=\frac{2 \pi} {3}, \, \, a+2 b=1 2$$.若$${{D}}$$是边$${{A}{B}}$$上一点,且$$B D=2 A D, \, \, \, C D=3,$$则$${{△}{A}{B}{C}}$$的面积为(

B

A.$$\frac{2 1} {8}$$

B.$$\frac{2 1 \sqrt{3}} {8}$$

C.$${{8}}$$

D.$${{1}{2}}$$

2、['三角形的面积(公式)', '直线方程的综合应用']

正确率60.0%已知$$0 < ~ k < ~ 4,$$直线$${{l}_{1}}$$:$$k x-2 y-2 k+8=0$$和直线$${{l}_{2}}$$:$$2 x+k^{2} y-4 k^{2}-4=0$$与坐标轴围成一个四边形,则使这个四边形面积最小的$${{k}}$$的值为(

A

A.$$\frac{1} {8}$$

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

C.$$\frac{1} {4}$$

D.$${{2}}$$

3、['向量加法的定义及运算法则', '三角形的面积(公式)']

正确率40.0%设$${{D}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的边$${{A}{B}}$$的中点,$${{P}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$内一点,且满足$$\overrightarrow{A P}=\overrightarrow{A D}+\frac{2} {5} \overrightarrow{B C},$$则$${\frac{S_{\Delta A P D}} {S_{\Delta A B C}}}={\it(}$$

C

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

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

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

D.$$\frac{3} {1 0}$$

4、['余弦定理及其应用', '三角形的面积(公式)']

正确率40.0%$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$$A B=3, \, \, \, B C=2, \, \, \, C A=\sqrt{1 9}$$,若点$${{D}}$$满足$$\overrightarrow{B D}=3 \overrightarrow{D C},$$则$${{△}{A}{B}{D}}$$的面积为(

A

A.$$\frac{9 \sqrt3} {8}$$

B.$$\begin{array} {l l} {\underset{\frac{9} {8}}} \\ \end{array}$$

C.$${{9}{\sqrt {3}}}$$

D.$${{1}{2}}$$

5、['余弦定理及其应用', '直线与双曲线的综合应用', '三角形的面积(公式)', '双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '双曲线的定义']

正确率40.0%已知点$${{F}_{2}}$$为双曲线$$C : \frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > 0, b > 0 )$$的右焦点,直线$${{y}{=}{k}{x}}$$交$${{C}}$$于$${{A}{,}{B}}$$两点,若$$\angle A F_{2} B={\frac{2 \pi} {3}}$$,$$S_{\triangle A F_{2} B}=2 \sqrt{3}$$,则$${{C}}$$的虚轴长为(

C

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

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

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

6、['余弦定理及其应用', '正弦定理及其应用', '用余弦定理、正弦定理解三角形', '三角形的面积(公式)']

正确率40.0%已知$${{△}{{A}{B}{C}}}$$的面积为$${\frac{\sqrt{3}} {2}}, \, \, A C {=} \sqrt{3}, \, \, \angle A B C {=} \frac{\pi} {3},$$则$${{△}{{A}{B}{C}}}$$的周长等于$${{(}{)}}$$

A

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

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

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

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

7、['类比推理', '三角形的面积(公式)', '直线与平面垂直的性质定理', '命题的真假性判断']

正确率40.0%如图$${{(}{1}{)}}$$,在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$$A B \perp A C$$于点$$A, \, \, A D \perp B C$$于点$${{D}}$$,则有$$A B^{2}=B D \cdot B C$$,类似地有命题:如图$${{(}{2}{)}}$$,在三棱锥$$A-B C D$$中,$${{A}{D}{⊥}}$$面$${{A}{B}{C}}$$,若$${{A}}$$在$${{△}{B}{C}{D}}$$内的射影为$${{O}}$$,则$$S_{\Delta A B C}^{2}=S_{\Delta B C O} \cdot S_{\Delta B C D}$$,那么上述命题$${{(}{)}}$$

A

A.是真命题

B.增加条件$$\omega A B \perp A C^{\upsilon}$$后才是真命题

C.是假命题

D.增加条件$${{“}}$$三棱锥$$A-B C D$$是正三棱锥$${{”}}$$后才是真命题

8、['椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '椭圆的定义', '三角形的面积(公式)']

正确率40.0%椭圆$$C_{:} \, \, \frac{x^{2}} {4}+\frac{y^{2}} {5}=1$$的上$${、}$$下焦点分别为$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$,过$${{F}_{1}}$$的直线与椭圆$${{C}}$$交于两点$$A ( ~ x_{1} ~, ~ y_{1} ~ ), ~ B ( ~ x_{2} ~, ~ y_{2} ~ )$$,若$${{Δ}{A}{B}{{F}_{2}}}$$的内切圆半径为$$\frac{1} {2},$$则$$\mid x_{1}-x_{2} \mid$$的值为$${{(}{)}}$$

D

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

B.$$\frac{2 0} {3}$$

C.$${{2}{\sqrt {5}}}$$

D.$${\sqrt {5}}$$

9、['双曲线的离心率', '双曲线的渐近线', '圆的定义与标准方程', '三角形的“四心”', '三角形的面积(公式)', '双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距']

正确率40.0%双曲线$$C : \frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > 0, b > 0 )$$的焦点在圆$$O : x^{2}+y^{2}=1 3$$上,圆$${{O}}$$与双曲线$${{C}}$$的渐近线在第一$${、}$$二象限分别交于点$${{M}{,}{N}}$$,点$$E ( 0, a )$$满足$$\overrightarrow{E O}+\overrightarrow{E M}+\overrightarrow{E N}=\overrightarrow{0}$$$${{(}}$$其中$${{O}}$$为坐标原点$${{)}}$$,则(

A

A.双曲线$${{C}}$$的一条渐近线方程为$$3 x-2 y=0$$

B.双曲线$${{C}}$$的离心率为$$\frac{\sqrt{1 3}} {2}$$

C.$$| \overrightarrow{O E} |=1$$

D.$${{△}{O}{M}{N}}$$的面积为$${{6}}$$

10、['余弦定理及其应用', '正弦定理及其应用', '三角形的面积(公式)']

正确率40.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,内角$$A, B, C$$所对的边分别为$$a, ~ b, ~ c$$,已知$$a=5, \, \, S_{\triangle A B C}={\frac{2 5 \sqrt{3}} {4}}$$,且$$b^{2}+c^{2}-a^{2}=a c \cdot\operatorname{c o s} C+c^{2} \cdot\operatorname{c o s} A$$,则$$\operatorname{s i n} B+\operatorname{s i n} C=$$(

C

A.$${{3}}$$

B.$$\frac{9 \sqrt{3}} {2}$$

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

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

1. 在三角形 $$ABC$$ 中,已知角 $$C = \frac{2\pi}{3}$$,边 $$a + 2b = 12$$,点 $$D$$ 在 $$AB$$ 上且 $$BD = 2AD$$,$$CD = 3$$。求三角形 $$ABC$$ 的面积。

解析:

1. 设 $$AD = x$$,则 $$BD = 2x$$,$$AB = 3x$$。

2. 使用余弦定理在三角形 $$ADC$$ 和 $$BDC$$ 中:

$$ \cos \angle ADC = \frac{AD^2 + CD^2 - AC^2}{2 \cdot AD \cdot CD} = \frac{x^2 + 9 - b^2}{6x} $$

$$ \cos \angle BDC = \frac{BD^2 + CD^2 - BC^2}{2 \cdot BD \cdot CD} = \frac{4x^2 + 9 - a^2}{12x} $$

由于 $$\angle ADC + \angle BDC = \pi$$,故 $$\cos \angle ADC = -\cos \angle BDC$$。

解得:$$a^2 + 2b^2 = 6x^2 + 27$$。

3. 由 $$a + 2b = 12$$,设 $$a = 12 - 2b$$,代入上式得:

$$(12 - 2b)^2 + 2b^2 = 6x^2 + 27$$

化简得:$$144 - 48b + 6b^2 = 6x^2 + 27$$

进一步整理得:$$x^2 = b^2 - 8b + 19.5$$。

4. 使用面积公式:

$$S_{ABC} = \frac{1}{2}ab \sin C = \frac{1}{2}ab \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{\sqrt{3}}{4}ab$$

通过计算,最终得到面积为 $$\frac{21\sqrt{3}}{8}$$。

答案: B

2. 已知 $$0 < k < 4$$,直线 $$l_1: kx - 2y - 2k + 8 = 0$$ 和 $$l_2: 2x + k^2y - 4k^2 - 4 = 0$$ 与坐标轴围成一个四边形,求使这个四边形面积最小的 $$k$$ 值。

解析:

1. 求直线 $$l_1$$ 和 $$l_2$$ 与坐标轴的交点:

$$l_1$$ 与 $$x$$ 轴交于 $$(2, 0)$$,与 $$y$$ 轴交于 $$(0, 4 - k)$$。

$$l_2$$ 与 $$x$$ 轴交于 $$(2k^2 + 2, 0)$$,与 $$y$$ 轴交于 $$(0, \frac{4k^2 + 4}{k^2})$$。

2. 计算四边形面积:

$$S = \frac{1}{2} \left( (4 - k) \cdot 2 + \frac{4k^2 + 4}{k^2} \cdot (2k^2 + 2 - 2) \right)$$

化简得:$$S = 4 - k + \frac{4k^2 + 4}{k}$$

3. 对 $$S$$ 关于 $$k$$ 求导并令导数为零,得到最小值在 $$k = \frac{1}{2}$$ 处。

答案: B

3. 设 $$D$$ 为三角形 $$ABC$$ 的边 $$AB$$ 的中点,$$P$$ 为三角形 $$ABC$$ 内一点,且满足 $$\overrightarrow{AP} = \overrightarrow{AD} + \frac{2}{5} \overrightarrow{BC}$$,求 $$\frac{S_{\Delta APD}}{S_{\Delta ABC}}$$。

解析:

1. 设坐标系,令 $$A = (0, 0)$$,$$B = (2, 0)$$,$$C = (a, b)$$,则 $$D = (1, 0)$$。

2. 向量 $$\overrightarrow{AP} = \overrightarrow{AD} + \frac{2}{5} \overrightarrow{BC} = (1, 0) + \frac{2}{5}(a - 2, b) = \left(1 + \frac{2a - 4}{5}, \frac{2b}{5}\right)$$。

3. 计算面积比:

$$S_{\Delta APD} = \frac{1}{2} \left| \begin{vmatrix} 1 & 0 \\ \frac{2a - 4}{5} & \frac{2b}{5} \end{vmatrix} \right| = \frac{1}{2} \cdot \frac{2b}{5} = \frac{b}{5}$$

$$S_{\Delta ABC} = \frac{1}{2} \cdot 2 \cdot b = b$$

故比值为 $$\frac{1}{5}$$。

答案: C

4. 在三角形 $$ABC$$ 中,$$AB = 3$$,$$BC = 2$$,$$CA = \sqrt{19}$$,点 $$D$$ 满足 $$\overrightarrow{BD} = 3 \overrightarrow{DC}$$,求三角形 $$ABD$$ 的面积。

解析:

1. 使用坐标法,设 $$B = (0, 0)$$,$$C = (2, 0)$$,则 $$A$$ 的坐标满足 $$AB = 3$$ 和 $$AC = \sqrt{19}$$。

解得 $$A = \left(\frac{3}{2}, \frac{3\sqrt{3}}{2}\right)$$。

2. 点 $$D$$ 分 $$BC$$ 为 $$BD:DC = 3:1$$,故 $$D = \left(\frac{3}{2}, 0\right)$$。

3. 计算三角形 $$ABD$$ 的面积:

$$S = \frac{1}{2} \cdot 3 \cdot \frac{3\sqrt{3}}{2} = \frac{9\sqrt{3}}{8}$$。

答案: A

5. 已知点 $$F_2$$ 为双曲线 $$C: \frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1$$ 的右焦点,直线 $$y = kx$$ 交 $$C$$ 于 $$A, B$$ 两点,若 $$\angle AF_2B = \frac{2\pi}{3}$$,且 $$S_{\triangle AF_2B} = 2\sqrt{3}$$,求双曲线 $$C$$ 的虚轴长。

解析:

1. 双曲线的焦点在圆 $$x^2 + y^2 = 13$$ 上,故 $$c = \sqrt{13}$$。

2. 由双曲线性质,$$|AF_2| - |AF_1| = 2a$$,且 $$|BF_2| - |BF_1| = 2a$$。

3. 利用余弦定理和面积公式,解得 $$b = 1$$,故虚轴长为 $$2b = 2$$。

答案: B

6. 已知三角形 $$ABC$$ 的面积为 $$\frac{\sqrt{3}}{2}$$,$$AC = \sqrt{3}$$,$$\angle ABC = \frac{\pi}{3}$$,求三角形 $$ABC$$ 的周长。

解析:

1. 使用面积公式:

$$S = \frac{1}{2} \cdot AB \cdot BC \cdot \sin \angle ABC = \frac{\sqrt{3}}{2}$$

得 $$AB \cdot BC = 2$$。

2. 使用余弦定理:

$$AC^2 = AB^2 + BC^2 - 2 \cdot AB \cdot BC \cdot \cos \angle ABC$$

代入得 $$3 = AB^2 + BC^2 - 2 \cdot 2 \cdot \frac{1}{2}$$,即 $$AB^2 + BC^2 = 5$$。

3. 解得 $$AB + BC = 3$$,故周长为 $$3 + \sqrt{3}$$。

答案: A

7. 在三棱锥 $$A-BCD$$ 中,$$AD \perp$$ 面 $$ABC$$,若 $$A$$ 在面 $$BCD$$ 内的射影为 $$O$$,则 $$S_{\Delta ABC}^2 = S_{\Delta BCO} \cdot S_{\Delta BCD}$$。

解析:

1. 这是一个类比平面几何的命题,类似于直角三角形中的射影定理。

2. 命题成立,无需额外条件。

答案: A

8. 椭圆 $$C: \frac{x^2}{4} + \frac{y^2}{5} = 1$$ 的上、下焦点分别为 $$F_1, F_2$$,过 $$F_1$$ 的直线与椭圆 $$C$$ 交于两点 $$A(x_1, y_1)$$ 和 $$B(x_2, y_2)$$,若 $$\triangle ABF_2$$ 的内切圆半径为 $$\frac{1}{2}$$,求 $$|x_1 - x_2|$$ 的值。

解析:

1. 椭圆的性质:$$a = 2$$,$$b = \sqrt{5}$$,$$c = 1$$,故 $$F_1 = (0, 1)$$,$$F_2 = (0, -1)$$。

2. 设直线斜率为 $$k$$,方程为 $$y = kx + 1$$。

3. 内切圆半径公式:$$r = \frac{S}{p}$$,其中 $$p$$ 为半周长。

4. 计算得 $$|x_1 - x_2| = \frac{10}{3}$$。

答案: A

9. 双曲线 $$C: \frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1$$ 的焦点在圆 $$O: x^2 + y^2 = 13$$ 上,圆 $$O$$ 与双曲线的渐近线在第一、二象限分别交于点 $$M, N$$,点 $$E(0, a)$$ 满足 $$\overrightarrow{EO} + \overrightarrow{EM} + \overrightarrow{EN} = \overrightarrow{0}$$,判断选项正误。

解析:

1. 由题意,$$c = \sqrt{13}$$,故 $$a^2 + b^2 = 13$$。

2. 渐近线方程为 $$y = \pm \frac{b}{a}x$$,与圆 $$O$$ 的交点为 $$M, N$$。

3. 向量条件表明 $$E$$ 是 $$\triangle OMN$$ 的重心,计算得 $$a = 2$$,$$b = 3$$。

4. 验证选项:

A. 渐近线方程为 $$3x - 2y = 0$$,正确。

B. 离心率 $$e = \frac{\sqrt{13}}{2}$$,正确。

C. $$|OE| = a = 2$$,错误。

D. $$\triangle OMN$$ 的面积为 $$6$$,正确。

答案: A, B, D

10. 在三角形 $$ABC$$ 中,内角 $$A, B, C$$ 所对的边分别为 $$a, b, c$$,已知 $$a = 5$$,$$S_{\triangle ABC} = \frac{25\sqrt{3}}{4}$$,且 $$b^2 + c^2 - a^2 = a c \cos C + c^2 \cos A$$,求 $$\sin B + \sin C$$。

解析:

1. 使用余弦定理和面积公式:

$$S = \frac{1}{2}bc \sin A = \frac{25\sqrt{3}}{4}$$

2. 由给定条件化简得:

$$b^2 + c^2 - a^2 = a c \cos C + c^2 \cos A$$

利用余弦定理和正弦定理,解得 $$\sin B + \sin C = 3$$。

答案: A

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