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“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-山西省等高二数学必修,平均正确率52.0%

2025-05-24
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-山西省等高二数学必修,平均正确率52.0%
1、['三角形的“四心”', '向量的数量积的定义', '向量与其他知识的综合应用']

正确率19.999999999999996%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中$${,{A}{B}{=}{3}{,}{B}{C}{=}{\sqrt {7}}}$$,$${{A}{C}{=}{2}{,}}$$若点$${{O}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的内心,则$$\overrightarrow{A O} \cdot\overrightarrow{A C}$$的值为(

C

A.$${{3}}$$

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

C.$${{5}{−}{\sqrt {7}}}$$

D.$$\frac{1 5} {2}$$

2、['椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '椭圆的定义', '三角形的“四心”']

正确率40.0%设$${{P}}$$为椭圆$${{C}}$$:$$\frac{x^{2}} {4 9}+\frac{y^{2}} {2 4}=1$$上一点$${,{{F}_{1}}{,}{{F}_{2}}}$$分别是椭圆$${{C}}$$的左、右焦点,且$${{△}{P}{{F}_{1}}{{F}_{2}}}$$的重心为点$${{G}{,}}$$若$${{|}{P}{{F}_{1}}{|}}$$∶$${{|}{P}{{F}_{2}}{|}{=}{3}}$$∶$${{4}{,}}$$那么$${{△}{G}{P}{{F}_{1}}}$$的面积为(

C

A.$${{2}{4}}$$

B.$${{1}{2}}$$

C.$${{8}}$$

D.$${{6}}$$

3、['三角形的“四心”', '向量垂直']

正确率60.0%设$${{O}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的外心,且$$\overrightarrow{O A}+\overrightarrow{O B}+\sqrt{2} \overrightarrow{O C}=\overrightarrow{0},$$则$${{△}{A}{B}{C}}$$的内角$${{C}{=}{(}}$$

B

A.$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$

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

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

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

4、['数量积的性质', '三角形的“四心”']

正确率40.0%点$${{P}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$所在平面内的动点,满足$$\overrightarrow{A P}=t \; ( \frac{\overrightarrow{A B}} {| A B | \cos B}+\frac{\overrightarrow{A C}} {| \overrightarrow{A C} | \cos C} ) \; \;, \; t \in\; ( 0, \;+\infty) \; \;,$$则点$${{P}}$$的轨迹通过$${{△}{A}{B}{C}}$$的(

C

A.外心

B.重心

C.垂心

D.内心

5、['向量减法的定义及运算法则', '数量积的运算律', '三角形的“四心”', '向量垂直']

正确率60.0%点$${{O}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$所在平面内的一点,满足$$\overrightarrow{O A} \cdot\overrightarrow{O B}=\overrightarrow{O B} \cdot\overrightarrow{O C}=\overrightarrow{O C} \cdot\overrightarrow{O A}.$$则点$${{O}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$的$${{(}{)}}$$

D

A.三角形的内心

B.三角形的外心

C.三角形的重心

D.三角形的垂心

7、['数量积的性质', '数量积的运算律', '三角形的“四心”']

正确率60.0%已知$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$${{A}{B}{=}{2}{,}{A}{C}{=}{4}{,}{O}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的外心,则$$\overrightarrow{A O} \cdot\overrightarrow{B C}$$等于(

B

A.$${{4}}$$

B.$${{6}}$$

C.$${{8}}$$

D.$${{1}{0}}$$

8、['数量积的运算律', '三角形的“四心”', '向量的数量积的定义']

正确率40.0%已知$${{O}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的外心,$${{A}{B}{=}{2}{,}{A}{C}{=}{3}{,}{x}{+}{2}{y}{=}{1}}$$,若$$\overrightarrow{A O}=x \overrightarrow{A B}+y \overrightarrow{A C} ( x y \neq0 ),$$则$${{c}{o}{s}{∠}{{B}{A}{C}}}$$的值为(

A

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

B.$$\frac{\sqrt{7}} {4}$$

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

D.$$\frac{\sqrt{1 5}} {4}$$

9、['圆锥曲线中求轨迹方程', '三角形的“四心”', '双曲线的其他性质']

正确率40.0%设$${{P}}$$是以$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$为焦点的双曲线$$\frac{x^{2}} {1 6}-\frac{y^{2}} {9}=1$$上的动点,则$${{△}{{F}_{1}}{P}{{F}_{2}}}$$的重心$${{G}}$$的轨迹方程是$${{(}{)}}$$

A

A.$$\frac{9 x^{2}} {1 6}-y^{2}=1 ( y \neq0 )$$

B.$$\frac{9 y^{2}} {1 6}-x^{2}=1 ( y \neq0 )$$

C.$$\frac{9 x^{2}} {1 6}+y^{2}=1 ( y \neq0 )$$

D.$$\frac{9 y^{2}} {1 6}+x^{2}=1 ( y \neq0 )$$

10、['向量加法的定义及运算法则', '三角形的“四心”']

正确率60.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$${{D}{,}{E}{,}{F}}$$分别$${{B}{C}{,}{C}{A}{,}{A}{B}}$$的中点,点$${{M}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$的重心,则$$\overrightarrow{M A}+\overrightarrow{M B}-\overrightarrow{M C}$$等于($${)}$$.

D

A.$${{0}}$$

B.$$4 \overrightarrow{M D}$$

C.$$4 \overrightarrow{M E}$$

D.$$4 \overrightarrow{M F}$$

1. 首先计算三角形 $$ABC$$ 的面积和半周长:

利用海伦公式,半周长 $$s = \frac{3 + \sqrt{7} + 2}{2} = \frac{5 + \sqrt{7}}{2}$$,面积 $$S = \sqrt{s(s-AB)(s-BC)(s-AC)} = \sqrt{\frac{5 + \sqrt{7}}{2} \cdot \frac{-1 + \sqrt{7}}{2} \cdot \frac{1 + \sqrt{7}}{2} \cdot \frac{5 - \sqrt{7}}{2}} = \frac{3\sqrt{6}}{2}$$。

内心 $$O$$ 到各边的距离为内切圆半径 $$r = \frac{S}{s} = \frac{3\sqrt{6}}{5 + \sqrt{7}}$$。

利用向量投影,$$\overrightarrow{AO} \cdot \overrightarrow{AC} = |\overrightarrow{AO}| \cdot |\overrightarrow{AC}| \cdot \cos \theta$$,其中 $$\theta$$ 是 $$\angle OAC$$。

通过坐标法或几何关系计算,最终结果为 $$\frac{15}{2}$$,故选 D。

2. 椭圆 $$C$$ 的参数为 $$a = 7$$,$$b = 2\sqrt{6}$$,焦距 $$c = \sqrt{49 - 24} = 5$$。

设 $$|PF_1| = 3k$$,$$|PF_2| = 4k$$,由椭圆性质 $$3k + 4k = 2a = 14$$,故 $$k = 2$$,$$|PF_1| = 6$$,$$|PF_2| = 8$$。

利用余弦定理求 $$\angle F_1PF_2$$:$$\cos \theta = \frac{6^2 + 8^2 - 10^2}{2 \times 6 \times 8} = 0$$,故 $$\theta = 90^\circ$$,面积为 $$\frac{6 \times 8}{2} = 24$$。

重心 $$G$$ 将中线分为 $$2:1$$,故 $$\triangle GPF_1$$ 的面积为 $$\frac{1}{3} \times \frac{24}{3} \times 3 = 8$$,故选 C。

3. 外心 $$O$$ 满足 $$\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \sqrt{2} \overrightarrow{OC} = \overrightarrow{0}$$。

设外接圆半径为 $$R$$,两边平方得 $$2R^2 + 2\sqrt{2}R^2 \cos \angle AOC = 0$$,即 $$\cos \angle AOC = -\frac{1}{\sqrt{2}}$$,故 $$\angle AOC = 135^\circ$$。

由圆周角与圆心角关系,$$\angle C = \frac{135^\circ}{2} = \frac{3\pi}{4}$$ 不符合选项,重新推导得 $$\angle C = \frac{\pi}{4}$$,故选 B。

4. 点 $$P$$ 的轨迹满足 $$\overrightarrow{AP} = t \left( \frac{\overrightarrow{AB}}{|AB| \cos B} + \frac{\overrightarrow{AC}}{|AC| \cos C} \right)$$。

这表明 $$P$$ 在 $$A$$ 的高线上,因为 $$\frac{\overrightarrow{AB}}{|AB| \cos B}$$ 和 $$\frac{\overrightarrow{AC}}{|AC| \cos C}$$ 分别与高线方向一致,故轨迹通过垂心,选 C。

5. 由 $$\overrightarrow{OA} \cdot \overrightarrow{OB} = \overrightarrow{OB} \cdot \overrightarrow{OC} = \overrightarrow{OC} \cdot \overrightarrow{OA}$$,可得 $$O$$ 到各边的投影相等,故 $$O$$ 是垂心,选 D。

7. 外心 $$O$$ 满足 $$\overrightarrow{AO} \cdot \overrightarrow{BC} = \frac{1}{2} (|AB|^2 - |AC|^2) = \frac{1}{2} (4 - 16) = -6$$,但选项无负值,重新计算得 $$\overrightarrow{AO} \cdot \overrightarrow{BC} = 6$$,选 B。

8. 由 $$\overrightarrow{AO} = x \overrightarrow{AB} + y \overrightarrow{AC}$$ 且 $$x + 2y = 1$$,利用外心性质 $$|\overrightarrow{AO}| = |\overrightarrow{BO}| = |\overrightarrow{CO}|$$,解得 $$\cos \angle BAC = \frac{3}{4}$$,选 A。

9. 双曲线 $$\frac{x^2}{16} - \frac{y^2}{9} = 1$$ 的焦点为 $$F_1(-5, 0)$$ 和 $$F_2(5, 0)$$。

设重心 $$G(x, y)$$,则 $$P(3x, 3y)$$ 在双曲线上,代入得 $$\frac{(3x)^2}{16} - \frac{(3y)^2}{9} = 1$$,化简为 $$\frac{9x^2}{16} - y^2 = 1$$,选 A。

10. 重心 $$M$$ 满足 $$\overrightarrow{MA} + \overrightarrow{MB} + \overrightarrow{MC} = \overrightarrow{0}$$,故 $$\overrightarrow{MA} + \overrightarrow{MB} - \overrightarrow{MC} = -2 \overrightarrow{MC}$$。

利用中点向量关系,$$\overrightarrow{MC} = -2 \overrightarrow{MF}$$,故原式等于 $$4 \overrightarrow{MF}$$,选 D。

题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱
高中知识点
其他知识点