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单选题自测题答案-上海市等高二数学必修,平均正确率54.0%

2025-05-27
三角形的“四心”-平面向量的拓展与综合知识点回顾进阶单选题自测题答案-上海市等高二数学必修,平均正确率54.0%
1、['三角形的“四心”', '直线与平面平行的性质定理']

正确率60.0%四棱锥$$P-A B C D$$中,底面$${{A}{B}{C}{D}}$$为平行四边形,$${{Q}}$$为$${{A}{D}}$$的中点,点$${{M}}$$在棱$${{P}{C}}$$上,$$P M=t P C, \, \, \, P A / /$$平面$${{M}{Q}{B}{,}}$$则实数$${{t}}$$的值为(

C

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

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

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

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

2、['空间向量基本定理的应用', '三角形的“四心”', '空间向量的线性运算']

正确率60.0%已知空间四面体$${{O}{A}{B}{C}}$$中$${,{{G}_{1}}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$的重心$${,{G}}$$是$${{O}{{G}_{1}}}$$上一点,且$$O G=3 G G_{1},$$若$$\overrightarrow{O G}=x \overrightarrow{O A}+y \overrightarrow{O B}+z \overrightarrow{O C},$$则$$x, ~ y, ~ z$$的值分别为(

A

A.$$\frac1 4, ~ \frac1 4, ~ \frac1 4$$

B.$$\frac{3} {4}, ~ \frac{3} {4}, ~ \frac{3} {4}$$

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

D.$$\frac{2} {3}, ~ \frac{2} {3}, ~ \frac{2} {3}$$

3、['数量积的性质', '三角形的“四心”', '向量在几何中的应用举例', '向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率40.0%已知$${{O}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的外心,$$3 \overrightarrow{O A}+5 \overrightarrow{O B}+7 \overrightarrow{O C}=\overrightarrow{O}$$,则$${{∠}{A}{C}{B}}$$的值为$${{(}{)}}$$

A

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

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

C.$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$或$$\frac{5 \pi} {6}$$

D.$$\frac{\pi} {3}$$或$$\frac{2 \pi} {3}$$

4、['椭圆的离心率', '三角形的“四心”', '三角形的面积(公式)', '平面向量共线的坐标表示']

正确率40.0%已知椭圆$$\frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > b > 0 )$$的左右焦点分别为$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$,点$${{Q}}$$为椭圆上一点.$${{△}{Q}{{F}_{1}}{{F}_{2}}}$$的重心为$${{G}}$$,内心为$${{I}}$$,且$$\overrightarrow{G I}=\lambda\overrightarrow{F_{1} F_{2}},$$则该椭圆的离心率为(

A

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

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

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

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

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、['三角形的“四心”', '抛物线的顶点、焦点、准线', '直线与抛物线的综合应用', '抛物线的焦点弦问题']

正确率40.0%已知$${{O}}$$为坐标原点,$${{F}}$$为抛物线$$C_{\colon} \ y^{2}=8 x$$的焦点,过$${{F}}$$作直线$${{l}}$$与$${{C}}$$交于$${{A}{,}{B}}$$两点.若$$| A B |=1 0$$,则$${{△}{O}{A}{B}}$$重心的横坐标为(

B

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

B.$${{2}}$$

C.$$\frac{8} {2}$$

D.$${{3}}$$

8、['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$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$${{O}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的重心,若$$\overrightarrow{B O}=\lambda\overrightarrow{A B}+\mu\overrightarrow{A C},$$则$$\lambda-2 \mu=$$(

D

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

B.$${{−}{1}}$$

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

D.$$- \frac{4} {3}$$

9、['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$$A B_{\cdot} ~ B C_{\cdot} ~ C A$$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、['三角形的“四心”', '直线与平面垂直的性质定理']

正确率40.0%设$${{P}{H}{⊥}}$$平面$${{A}{B}{C}{,}}$$且$$P A, ~ P B, ~ P C$$均相等,则$${{H}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$的(

B

A.内心

B.外心

C.垂心

D.重心

1. 解析:

设四棱锥 $$P-ABCD$$ 的底面为平行四边形 $$ABCD$$,$$Q$$ 为 $$AD$$ 的中点。点 $$M$$ 在棱 $$PC$$ 上,满足 $$PM = t PC$$。题目要求 $$PA \parallel$$ 平面 $$MQB$$。

步骤:

1. 连接 $$AC$$ 交 $$BQ$$ 于点 $$E$$,因为 $$ABCD$$ 是平行四边形,$$Q$$ 是 $$AD$$ 的中点,所以 $$E$$ 是 $$AC$$ 的三等分点(靠近 $$A$$)。

2. 因为 $$PA \parallel$$ 平面 $$MQB$$,所以 $$PA$$ 平行于平面 $$MQB$$ 内的某条直线。设 $$PA \parallel ME$$。

3. 在 $$\triangle PAC$$ 中,$$ME \parallel PA$$,由相似三角形可得 $$\frac{PM}{PC} = \frac{AE}{AC} = \frac{1}{3}$$。

因此,$$t = \frac{1}{3}$$,选 C。

2. 解析:

已知 $$G_1$$ 是 $$\triangle ABC$$ 的重心,$$G$$ 在 $$OG_1$$ 上且 $$OG = 3 GG_1$$。求 $$\overrightarrow{OG}$$ 的表达式。

步骤:

1. 重心 $$G_1$$ 的向量表达式为 $$\overrightarrow{OG_1} = \frac{1}{3}(\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC})$$。

2. 因为 $$OG = 3 GG_1$$,所以 $$G$$ 分 $$OG_1$$ 为 $$OG : GG_1 = 3 : 1$$,即 $$\overrightarrow{OG} = \frac{3}{4} \overrightarrow{OG_1}$$。

3. 代入 $$\overrightarrow{OG_1}$$ 得 $$\overrightarrow{OG} = \frac{3}{4} \cdot \frac{1}{3}(\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC}) = \frac{1}{4}(\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC})$$。

因此,$$x = y = z = \frac{1}{4}$$,选 A。

3. 解析:

已知 $$O$$ 为 $$\triangle ABC$$ 的外心,且 $$3 \overrightarrow{OA} + 5 \overrightarrow{OB} + 7 \overrightarrow{OC} = \overrightarrow{0}$$。求 $$\angle ACB$$。

步骤:

1. 设外接圆半径为 $$R$$,则 $$|\overrightarrow{OA}| = |\overrightarrow{OB}| = |\overrightarrow{OC}| = R$$。

2. 将向量方程平方得:$$9R^2 + 25R^2 + 49R^2 + 30 \overrightarrow{OA} \cdot \overrightarrow{OB} + 42 \overrightarrow{OA} \cdot \overrightarrow{OC} + 70 \overrightarrow{OB} \cdot \overrightarrow{OC} = 0$$。

3. 利用外心性质化简,可得 $$\angle ACB = \frac{\pi}{3}$$ 或 $$\frac{2\pi}{3}$$,选 D。

4. 解析:

椭圆 $$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$$ 的焦点为 $$F_1$$ 和 $$F_2$$,点 $$Q$$ 在椭圆上,$$\triangle QF_1F_2$$ 的重心为 $$G$$,内心为 $$I$$,且 $$\overrightarrow{GI} = \lambda \overrightarrow{F_1F_2}$$。求离心率 $$e$$。

步骤:

1. 设 $$F_1(-c, 0)$$,$$F_2(c, 0)$$,$$Q(x, y)$$。

2. 重心 $$G$$ 的坐标为 $$\left(\frac{x}{3}, \frac{y}{3}\right)$$。

3. 内心 $$I$$ 的坐标满足 $$\overrightarrow{GI} = \lambda \overrightarrow{F_1F_2} = (2c\lambda, 0)$$,因此 $$I$$ 的坐标为 $$\left(\frac{x}{3} + 2c\lambda, \frac{y}{3}\right)$$。

4. 利用内心性质及椭圆性质,化简可得 $$e = \frac{\sqrt{2}}{2}$$,选 B。

5. 解析:

设 $$G$$ 是 $$\triangle ABC$$ 的重心,$$\overrightarrow{AG} = \frac{1}{3} \overrightarrow{AB} + \lambda \overrightarrow{AC}$$。求 $$\lambda$$。

步骤:

1. 重心性质:$$\overrightarrow{AG} = \frac{1}{3}(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC})$$。

2. 对比题目给定的表达式,$$\frac{1}{3} \overrightarrow{AB} + \lambda \overrightarrow{AC} = \frac{1}{3}(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC})$$,解得 $$\lambda = \frac{1}{3}$$,选 C。

6. 解析:

抛物线 $$C: y^2 = 8x$$ 的焦点为 $$F(2, 0)$$,过 $$F$$ 的直线 $$l$$ 与 $$C$$ 交于 $$A$$、$$B$$ 两点,且 $$|AB| = 10$$。求 $$\triangle OAB$$ 重心的横坐标。

步骤:

1. 设直线 $$l$$ 的斜率为 $$k$$,方程为 $$y = k(x - 2)$$。

2. 与抛物线联立得 $$k^2x^2 - (4k^2 + 8)x + 4k^2 = 0$$,设 $$A(x_1, y_1)$$,$$B(x_2, y_2)$$。

3. 由抛物线性质,$$|AB| = x_1 + x_2 + 4 = 10$$,解得 $$x_1 + x_2 = 6$$。

4. 重心横坐标为 $$\frac{x_1 + x_2 + 0}{3} = 2$$,选 B。

8. 解析:

在 $$\triangle ABC$$ 中,$$O$$ 为重心,$$\overrightarrow{BO} = \lambda \overrightarrow{AB} + \mu \overrightarrow{AC}$$。求 $$\lambda - 2\mu$$。

步骤:

1. 重心性质:$$\overrightarrow{BO} = \frac{2}{3} \overrightarrow{BM}$$,其中 $$M$$ 为 $$AC$$ 中点。

2. $$\overrightarrow{BM} = \overrightarrow{BA} + \overrightarrow{AM} = -\overrightarrow{AB} + \frac{1}{2} \overrightarrow{AC}$$。

3. 因此,$$\overrightarrow{BO} = \frac{2}{3}(-\overrightarrow{AB} + \frac{1}{2} \overrightarrow{AC}) = -\frac{2}{3} \overrightarrow{AB} + \frac{1}{3} \overrightarrow{AC}$$。

4. 对比题目给定的表达式,$$\lambda = -\frac{2}{3}$$,$$\mu = \frac{1}{3}$$,所以 $$\lambda - 2\mu = -1$$,选 B。

9. 解析:

点 $$P$$ 在平面 $$\alpha$$ 外,到 $$AB$$、$$BC$$、$$CA$$ 的距离相等,且射影 $$P'$$ 在 $$\triangle ABC$$ 内部。求 $$P'$$ 的性质。

步骤:

1. 因为 $$P$$ 到三边的距离相等,且 $$P'$$ 是其在平面内的射影,由几何性质可知 $$P'$$ 是 $$\triangle ABC$$ 的内心,选 C。

10. 解析:

设 $$PH \perp$$ 平面 $$ABC$$,且 $$PA = PB = PC$$。求 $$H$$ 的性质。

步骤:

1. 因为 $$PH$$ 垂直于平面 $$ABC$$,且 $$PA = PB = PC$$,所以 $$H$$ 到 $$A$$、$$B$$、$$C$$ 的距离相等,即 $$H$$ 是 $$\triangle ABC$$ 的外心,选 B。

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