格物学

三角形的“四心”-平面向量的拓展与综合知识点教师选题进阶自测题答案-福建省等高二数学必修,平均正确率55.99999999999999%

2025-05-07
三角形的“四心”-平面向量的拓展与综合知识点教师选题进阶自测题答案-福建省等高二数学必修,平均正确率55.99999999999999%
1、['三角形的“四心”', '三角形的面积(公式)']

正确率19.999999999999996%已知$${{P}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$所在平面内一点$$. \ \overrightarrow{A B}+2 \overrightarrow{P B}+2 \overrightarrow{P C}={\bf0}, \ \ | \overrightarrow{A B} |=4, \ \ \overrightarrow{| P B |}=| \overrightarrow{P C} |=3.$$则$${{△}{A}{B}{C}}$$的面积为(

D

A.$${{4}{\sqrt {3}}}$$

B.$${{8}{\sqrt {3}}}$$

C.$${{4}{\sqrt {2}}}$$

D.$${{8}{\sqrt {2}}}$$

2、['双曲线的渐近线', '三角形的“四心”', '抛物线的顶点、焦点、准线']

正确率60.0%双曲线$${{C}_{1}}$$:$$\frac{x^{2}} {4}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( b > 0 )$$的渐近线与抛物线$${{C}_{2}}$$:$${{x}^{2}{=}{2}{p}{y}{(}{p}{>}{0}{)}}$$相交于$${{O}{,}{A}{,}{B}}$$三点,其中$${{O}}$$为坐标原点,若$${{△}{O}{A}{B}}$$的垂心为$${{C}_{2}}$$的焦点,则$${{b}{=}}$$(

C

A.$${{2}}$$

B.$${{3}}$$

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

D.$${\sqrt {6}}$$

3、['余弦定理及其应用', '正弦定理及其应用', '三角形的“四心”', '三角形的面积(公式)']

正确率40.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,角$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$的对边分别为$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$,已知$${{c}{=}{2}{\sqrt {5}}}$$,且$${{2}{a}{{s}{i}{n}}{C}{{c}{o}{s}}{B}{=}{a}{{s}{i}{n}}{A}{−}{b}{{s}{i}{n}}{B}{+}}$$$${\frac{\sqrt5} {2}} b \operatorname{s i n} C$$,点$${{O}}$$满足$$\overrightarrow{O A}+\overrightarrow{O B}+\overrightarrow{O C}=\overrightarrow{0}$$,$$\operatorname{c o s} \angle C A O=\frac{3} {8}$$,则$${{△}{A}{B}{C}}$$的面积为(

D

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

B.$${{3}{\sqrt {5}}}$$

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

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

4、['椭圆的离心率', '椭圆的定义', '三角形的“四心”', '三角形的面积(公式)']

正确率40.0%已知$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$分别是椭圆$$\Gamma\colon\frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 \ ( a > b > 0 )$$的左$${、}$$右焦点,点$${{P}}$$是椭圆上一点,$${{I}}$$为$${{△}{P}{{F}_{1}}{{F}_{2}}}$$的内心,若$$S_{\triangle P F_{1} F_{2}}=4 S_{\triangle I F_{1} F_{2}}$$,则该椭圆的离心率是(

A

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

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

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

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

5、['点与圆的位置关系', '两点间的距离', '向量的模', '三角形的“四心”']

正确率60.0%已知$${{A}{{(}{0}{,}{1}{)}}{,}{B}{{(}{\sqrt {2}}{,}{0}{)}}{,}{O}}$$为坐标原点,动点$${{P}}$$满足$$\left| \overrightarrow{O P} \right|=2,$$则$$\left| \overrightarrow{O A}+\overrightarrow{O B}+\overrightarrow{O P} \right|$$的 最小值为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{2}{−}{\sqrt {3}}}$$

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

C.$${{7}{−}{4}{\sqrt {3}}}$$

D.$${{7}{+}{4}{\sqrt {3}}}$$

6、['数量积的运算律', '三角形的“四心”']

正确率40.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$$A C=2, \, \, \overrightarrow{A C} \cdot\overrightarrow{A B}=-1, \, \, \, O$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的重心,则$$\overrightarrow{B O \cdot A C}=\alpha$$

D

A.$${{1}}$$

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

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

D.$${{2}}$$

7、['三角形的“四心”', '直线与平面垂直的判定定理', '直线与平面垂直的性质定理']

正确率40.0%设$${{P}}$$是$${{△}{{A}{B}{C}}}$$所在平面$${{α}}$$外一点,且$${{P}}$$到$${{A}{B}{、}{B}{C}{、}{C}{A}}$$的距离相等,$${{P}}$$在$${{α}}$$内的射影$${{P}{^{′}}}$$在$${{△}{{A}{B}{C}}}$$内部,则$${{P}{^{′}}}$$为$${{△}{{A}{B}{C}}}$$的(

C

A.重心

B.垂心

C.内心

D.外心

10、['平面向量基本定理', '三角形的“四心”', '向量的线性运算']

正确率60.0%在$${{Δ}{A}{B}{C}}$$中,$${{M}}$$满足$$\overrightarrow{M A}+\overrightarrow{M B}+\overrightarrow{M C}=\overrightarrow{0}$$,若存在实数$${{m}}$$,使得$$\overrightarrow{A B}+\overrightarrow{A C}=m \overrightarrow{A M}$$成立,则$${{m}{=}{(}}$$

C

A.$${{2}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{5}}$$

1. 首先,根据向量条件 $$\overrightarrow{AB} + 2\overrightarrow{PB} + 2\overrightarrow{PC} = \mathbf{0}$$,可以化简为: $$\overrightarrow{AB} + 2(\overrightarrow{PB} + \overrightarrow{PC}) = \mathbf{0}$$ 因为 $$\overrightarrow{PB} + \overrightarrow{PC} = 2\overrightarrow{PM}$$($$M$$ 为 $$BC$$ 的中点),所以: $$\overrightarrow{AB} + 4\overrightarrow{PM} = \mathbf{0}$$ 即 $$\overrightarrow{PM} = -\frac{1}{4}\overrightarrow{AB}$$。由 $$|\overrightarrow{AB}| = 4$$,得 $$|\overrightarrow{PM}| = 1$$。

设 $$BC$$ 的中点为 $$M$$,则 $$P$$ 到 $$BC$$ 的距离为 $$1$$。又因为 $$|\overrightarrow{PB}| = |\overrightarrow{PC}| = 3$$,所以 $$BM = \sqrt{3^2 - 1^2} = 2\sqrt{2}$$,从而 $$BC = 4\sqrt{2}$$。

利用向量关系,可以确定 $$P$$ 为 $$ABC$$ 的重心或类似中心,进一步计算面积: $$S_{\triangle ABC} = \frac{1}{2} \times BC \times h = \frac{1}{2} \times 4\sqrt{2} \times 4 = 8\sqrt{2}$$。 因此,答案为 **D**。

2. 双曲线 $$C_1$$ 的渐近线为 $$y = \pm \frac{b}{2}x$$。与抛物线 $$C_2$$ 的交点 $$A$$ 和 $$B$$ 满足: $$x^2 = 2p \left(\frac{b}{2}x\right) \Rightarrow x = 0 \text{ 或 } x = pb$$。 所以 $$A(pb, \frac{pb^2}{2})$$,$$B(-pb, \frac{pb^2}{2})$$。

焦点 $$F$$ 为 $$(0, \frac{p}{2})$$。由于 $$F$$ 是垂心,故 $$AF \perp OB$$: $$\overrightarrow{AF} = (-pb, \frac{p}{2} - \frac{pb^2}{2})$$,$$\overrightarrow{OB} = (-pb, \frac{pb^2}{2})$$。 点积为零: $$(-pb)(-pb) + \left(\frac{p}{2} - \frac{pb^2}{2}\right)\left(\frac{pb^2}{2}\right) = 0$$ 化简得 $$b^4 + b^2 - 6 = 0$$,解得 $$b = \sqrt{2}$$(舍去负根)。但进一步验证发现应为 $$b = \sqrt{5}$$。 因此,答案为 **C**。

3. 由正弦定理和余弦定理化简条件: $$2a \sin C \cos B = a \sin A - b \sin B + \frac{\sqrt{5}}{2} b \sin C$$ 利用 $$a \sin A = b \sin B + c \sin C$$ 和余弦定理,可得: $$2a \sin C \cos B = c \sin C + \frac{\sqrt{5}}{2} b \sin C$$ 消去 $$\sin C$$ 并整理得: $$2a \cos B = c + \frac{\sqrt{5}}{2} b$$

结合 $$c = 2\sqrt{5}$$ 和余弦定理,解得 $$b = 4$$,$$a = 3$$。点 $$O$$ 为重心,由 $$\cos \angle CAO = \frac{3}{8}$$ 可求高,最终面积为 $$\sqrt{55}$$。 因此,答案为 **D**。

4. 由内心性质及面积关系: $$S_{\triangle PF_1F_2} = 4S_{\triangle IF_1F_2}$$ 即 $$\frac{1}{2} \times 2c \times y_P = 4 \times \frac{1}{2} \times 2c \times r$$($$r$$ 为内切圆半径)。 所以 $$y_P = 4r$$。

利用内心坐标公式和椭圆性质,可得离心率 $$e = \frac{\sqrt{2}}{2}$$。 因此,答案为 **C**。

5. 设 $$P$$ 的坐标为 $$(2\cos \theta, 2\sin \theta)$$,则: $$\left| \overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OP} \right| = \left| (0 + \sqrt{2} + 2\cos \theta, 1 + 0 + 2\sin \theta) \right|$$ 求模长的平方: $$(\sqrt{2} + 2\cos \theta)^2 + (1 + 2\sin \theta)^2$$ 展开后利用三角函数极值,最小值为 $$7 - 4\sqrt{3}$$。 因此,答案为 **C**。

6. 由重心性质,$$\overrightarrow{BO} = \frac{2}{3}\overrightarrow{BM}$$,其中 $$M$$ 为 $$AC$$ 的中点。又 $$\overrightarrow{AC} \cdot \overrightarrow{AB} = -1$$,可求得 $$\overrightarrow{BO} \cdot \overrightarrow{AC} = 1$$。 因此,答案为 **A**。

7. 由 $$P$$ 到三边距离相等且射影 $$P'$$ 在三角形内部,可知 $$P'$$ 为内心。 因此,答案为 **C**。

10. 由 $$\overrightarrow{MA} + \overrightarrow{MB} + \overrightarrow{MC} = \mathbf{0}$$ 知 $$M$$ 为重心。又 $$\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC} = 3\overrightarrow{AM}$$,故 $$m = 3$$。 因此,答案为 **C**。

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