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回顾进阶选择题自测题答案-广东省等高二数学必修,平均正确率44.00000000000001%

2025-08-06
三角形的“四心”-平面向量的拓展与综合知识点回顾进阶选择题自测题答案-广东省等高二数学必修,平均正确率44.00000000000001%
1、['余弦定理及其应用', '共线向量基本定理', '角α与π/2±α的三角函数值之间的关系', '三角形的“四心”', '三角函数的图象变换', '余弦(型)函数的单调性']

正确率40.0%下列结论中,正确的个数是$${{(}{)}}$$.
$${①}$$若向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$是不共线的向量,且$$\overrightarrow{a}+\lambda\overrightarrow{b}$$与$${{3}{{a}^{→}}{−}{{b}^{→}}}$$共线,则$$\lambda=-\frac{1} {3} ;$$
$${②}$$若锐角$${{α}{,}{β}}$$满足$$\operatorname{c o s} \, \alpha> \operatorname{s i n} \, \beta,$$则$$\alpha+\beta< \frac{\pi} {2} ;$$
$${③}$$要得到函数$$y=\operatorname{s i n} ( \frac{x} {2}-\frac{\pi} {4} )$$的图象,只需将$$y=\operatorname{s i n} {\frac{x} {2}}$$的图象向右平移$$\frac{\pi} {4}$$个单位;
$${④}$$若$${{G}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$的重心,$$a, b, c$$分别是角$$A, ~ B, ~ C$$的对边,若$$a \overrightarrow{G A}+b \overrightarrow{G B}+\frac{\sqrt{3}} {3} c \cdot\overrightarrow{G C}=\overrightarrow{0}$$,则角$${{A}{=}{{3}{0}^{∘}}}$$;

B

A.$${{4}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{1}}$$

2、['直线的两点式方程', '三角形的“四心”', '判断三角形的形状']

正确率60.0%数学家欧拉在$${{1}{7}{6}{5}}$$年发表的《三角形的几何学》一书中有这样一个定理:三角形的外心、垂心和重心都在同一直线上.这条直线被后人称为三角形的欧拉线.已知$${{△}{A}{B}{C}}$$的顶点为$$A ( 0, ~ 2 ), ~ B (-1, ~ 0 ), ~ C ( 4, ~ 0 ),$$则$${{△}{A}{B}{C}}$$的欧拉线方程为(

C

A.$$4 x-3 y-6=0$$

B.$$3 x+4 y+3=0$$

C.$$4 x+3 y-6=0$$

D.$$3 x+4 y-3=0$$

3、['用空间向量研究点到直线的距离', '三角形的“四心”', '向量的数量积的定义']

正确率19.999999999999996%在四面体$${{O}{A}{B}{C}}$$中,$$\overrightarrow{O A} \cdot\overrightarrow{O B}=\overrightarrow{O A} \cdot\overrightarrow{O C}=\overrightarrow{O B} \cdot\overrightarrow{O C}=0$$​,$$| \overrightarrow{O C} |=\frac{3} {2} | \overrightarrow{O B} |=3 | \overrightarrow{O A} |=3, \overrightarrow{O D}=2 \overrightarrow{D C}$$,​若点$${{G}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的重心,则点$${{G}}$$到直线$${{B}{D}}$$的距离为(

D

A.$$\frac{\sqrt2} {4}$$

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

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

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

4、['三角形的“四心”']

正确率40.0%已知$${{O}}$$是平面上一定点$$, ~ A, ~ B, ~ C$$是平面上不共线的三个点,动点$${{P}}$$满足$$\overrightarrow{O P}=\overrightarrow{O A}+\lambda\left( \frac{\overrightarrow{A B}} {| \overrightarrow{A B} | \cos B}+\frac{\overrightarrow{A C}} {\overrightarrow{| A C} | \cos C} \right) \cdot\; \lambda\in{\bf R}.$$则动点$${{P}}$$的轨迹一定经过$${{△}{A}{B}{C}}$$的(

D

A.重心

B.外心

C.内心

D.垂心

5、['三角形的“四心”', '向量的线性运算']

正确率60.0%设点$${{G}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$的重心,若$$\overrightarrow{A G}=\frac{1} {3} \overrightarrow{A B}+\lambda\overrightarrow{A C},$$则实数$${{λ}{=}{(}}$$

C

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

B.$$\frac{1} {6}$$

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

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

6、['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%在$${{Δ}{A}{B}{C}}$$中,若$$\overrightarrow{O A} \cdot\overrightarrow{O B}=\overrightarrow{O B} \cdot\overrightarrow{O C}=\overrightarrow{O C} \cdot\overrightarrow{O A},$$那么点$${{O}}$$是$${{Δ}{A}{B}{C}}$$的$${{(}{)}}$$

D

A.内心

B.外心

C.重心

D.垂心

7、['圆锥曲线中求轨迹方程', '三角形的“四心”', '双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距']

正确率40.0%已知$${{P}}$$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$${{△}{{F}_{1}}{{F}_{2}}{P}}$$的重心$${{G}}$$的轨迹方程为(

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

8、['正弦定理及其应用', '平面向量的概念', '三角形的“四心”', '充分、必要条件的判定', '向量垂直', '等比数列的定义与证明']

正确率40.0%下列命题中:
$${{(}{1}{)}}$$零向量是长度为$${{0}}$$,无方向的向量;
$${{(}{2}{)}}$$数列$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$的前$${{n}}$$项和$$S_{n}=A q^{n}+B ( q \neq0, A \neq0 )$$,若$$A+B=0$$,则$${{\{}{{a}_{n}}{\}}}$$是等比数列;
$${{(}{3}{)}}$$设$$\lambda\in( 0, ~+\infty),$$则向量$$\overrightarrow{O P}=\frac{\overrightarrow{O B}+\overrightarrow{O C}} {2}+\lambda( \frac{\overrightarrow{A B}} {| \overrightarrow{A B} | \mathrm{c o s} B}+\frac{\overrightarrow{A C}} {| \overrightarrow{A C} | \mathrm{c o s} C} )$$必通过$${{△}{A}{B}{C}}$$的外心;
$${{(}{4}{)}}$$在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$$\operatorname{s i n} A > \operatorname{s i n} B$$是$${{A}{>}{B}}$$的充分不必要条件;
其中真命题有()个

B

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

9、['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%已知$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$为椭圆$$\frac{x^{2}} {4}+y^{2}=1$$的左$${、}$$右焦点,$${{P}}$$是椭圆上异于顶点的任意一点,$${{K}}$$点是$${{Δ}{{F}_{1}}{P}{{F}_{2}}}$$内切圆的圆心,过$${{F}_{1}}$$作$$F_{1} M \perp P K$$于$${{M}{,}{O}}$$是坐标原点,则$${{|}{O}{M}{|}}$$的取值范围为(

C

A.$$( 0, 1 )$$

B.$$( 0, \sqrt2 )$$

C.$$( 0, \sqrt{3} )$$

D.$$( 0, 2 \sqrt{3} )$$

10、['三角形的“四心”', '点到平面的距离', '平面与平面垂直的性质定理']

正确率40.0%设三棱锥$$P-A B C$$的顶点$${{P}}$$在底面$${{A}{B}{C}}$$内的射影为$${{O}{(}}$$即过$${{P}}$$作$${{P}{O}{⊥}}$$底面$${{A}{B}{C}}$$,交底面$${{A}{B}{C}}$$于$${{O}{)}}$$,且到三个侧面的距离相等,则$${{O}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$的(

C

A.外心

B.垂心

C.内心

D.重心

1. 解析:

① 由共线条件得 $$\frac{1}{3} = \frac{\lambda}{-1}$$,解得 $$\lambda = -\frac{1}{3}$$,正确。
② 锐角 $$\alpha, \beta$$ 满足 $$\cos \alpha > \sin \beta$$,即 $$\cos \alpha > \cos \left( \frac{\pi}{2} - \beta \right)$$,因余弦函数在 $$(0, \frac{\pi}{2})$$ 递减,故 $$\alpha < \frac{\pi}{2} - \beta$$,即 $$\alpha + \beta < \frac{\pi}{2}$$,正确。
③ 平移应为 $$\frac{\pi}{2}$$ 个单位,错误。
④ 重心性质结合向量关系及余弦定理可推得 $$A = 30^\circ$$,正确。
综上,正确结论有 3 个,选 B。

2. 解析:

先求外心:AB 中垂线为 $$x = -0.5$$,AC 中垂线为 $$y = 2x - 3$$,交点为外心 $$( -0.5, -4 )$$。
再求重心:$$G \left( \frac{0-1+4}{3}, \frac{2+0+0}{3} \right) = (1, \frac{2}{3})$$。
欧拉线为外心与重心的连线,斜率为 $$\frac{\frac{2}{3} - (-4)}{1 - (-0.5)} = \frac{14/3}{3/2} = \frac{28}{9}$$,方程为 $$y + 4 = \frac{28}{9}(x + 0.5)$$,化简得 $$4x - 3y - 6 = 0$$,选 A。

3. 解析:

设 $$O(0,0,0)$$,由条件得 $$A(1,0,0)$$,$$B(0,2,0)$$,$$C(0,0,3)$$。
由 $$\overrightarrow{OD} = 2 \overrightarrow{DC}$$ 得 $$D(0,0,2)$$。
重心 $$G \left( \frac{1+0+0}{3}, \frac{0+2+0}{3}, \frac{0+0+3}{3} \right) = \left( \frac{1}{3}, \frac{2}{3}, 1 \right)$$。
直线 BD 方向向量 $$\overrightarrow{BD} = (0, -2, 2)$$,点 $$G$$ 到 BD 的距离为 $$\frac{|\overrightarrow{BG} \times \overrightarrow{BD}|}{|\overrightarrow{BD}|} = \frac{\sqrt{2}}{2}$$,选 C。

4. 解析:

注意到 $$\frac{\overrightarrow{AB}}{|\overrightarrow{AB}| \cos B}$$ 和 $$\frac{\overrightarrow{AC}}{|\overrightarrow{AC}| \cos C}$$ 分别表示 AB 和 AC 边上的高方向,故 P 的轨迹为垂心,选 D。

5. 解析:

重心性质 $$\overrightarrow{AG} = \frac{1}{3} \overrightarrow{AB} + \frac{1}{3} \overrightarrow{AC}$$,故 $$\lambda = \frac{1}{3}$$,选 C。

6. 解析:

由 $$\overrightarrow{OA} \cdot \overrightarrow{OB} = \overrightarrow{OB} \cdot \overrightarrow{OC}$$ 得 $$\overrightarrow{OB} \cdot (\overrightarrow{OA} - \overrightarrow{OC}) = 0$$,即 $$\overrightarrow{OB} \perp \overrightarrow{CA}$$,同理 $$\overrightarrow{OA} \perp \overrightarrow{BC}$$,$$\overrightarrow{OC} \perp \overrightarrow{AB}$$,故 O 为垂心,选 D。

7. 解析:

双曲线参数 $$a=4$$,$$b=3$$,焦点 $$F_1(-5,0)$$,$$F_2(5,0)$$。
设 P 为 $$(4 \sec \theta, 3 \tan \theta)$$,重心 $$G(x,y)$$ 满足 $$x = \frac{-5 + 5 + 4 \sec \theta}{3}$$,$$y = \frac{0 + 0 + 3 \tan \theta}{3}$$,消去参数得 $$\frac{9x^2}{16} - y^2 = 1$$,选 A。

8. 解析:

(1) 零向量有方向,错误;(2) 需 $$q \neq 1$$ 才成立,错误;(3) 通过外心,正确;(4) $$\sin A > \sin B$$ 等价于 $$A > B$$,为充要条件,错误。综上,仅 1 个真命题,选 B。

9. 解析:

椭圆参数 $$a=2$$,$$b=1$$,焦点 $$F_1(-\sqrt{3},0)$$,$$F_2(\sqrt{3},0)$$。
内切圆圆心 K 在角平分线上,由几何性质得 OM 为 PK 中垂线,长度范围为 $$(0,1)$$,选 A。

10. 解析:

O 到三个侧面的距离相等,等价于 O 为内切圆圆心,即内心,选 C。
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