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考前进阶自测题解析-江苏省等高二数学必修,平均正确率46.0%

2025-09-03
三角形的“四心”-平面向量的拓展与综合知识点考前进阶自测题解析-江苏省等高二数学必修,平均正确率46.0%
1、['平面向量基本定理', '三角形的“四心”', '向量的数量积的定义', '二倍角的正弦、余弦、正切公式']

正确率40.0%已知$${{O}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的外心,$$3 \overrightarrow{O A}+4 \overrightarrow{O B}+5 \overrightarrow{O C}$$$${{=}{0}{,}}$$则$$\operatorname{c o s} \angle A B C$$的值为(

A

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

B.$$\frac{\sqrt{1 0}} {1 0}$$

C.$$\frac{\sqrt{5}} {1 0}$$

D.$$\frac{\sqrt{1 0}} {5}$$

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

正确率19.999999999999996%已知点$${{O}}$$是$${{A}{B}{C}}$$的内心,若$$\overrightarrow{A O}=\frac{4} {9} \overrightarrow{A B}+\frac{1} {9} \overrightarrow{A C}$$,则$$\operatorname{c o s} \angle B A C=$$(

C

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

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

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

D.$$\begin{array} {l l} {\frac{1} {9}} \\ \end{array}$$

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、['三角形的“四心”', '向量的线性运算']

正确率40.0%已知点$${{O}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$所在平面内一点,且满足$$\left| \overrightarrow{O A} \right|^{2}+\left| \overrightarrow{B C} \right|^{2}$$$$= \left| \overrightarrow{O B} \right|^{2}+\left| \overrightarrow{C A} \right|^{2}$$$$= \left| \overrightarrow{O C} \right|^{2}+\left| \overrightarrow{A B} \right|^{2}$$,则$${{O}}$$一定为$${{△}{A}{B}{C}}$$的(

C

A.外心

B.内心

C.垂心

D.重心

5、['三角形的“四心”', '空间向量共线定理']

正确率60.0%已知$$A, ~ B, ~ C$$是平面上不共线的三点,$${{O}}$$是$${{△}{{A}{B}{C}}}$$的重心,动点$${{P}}$$满足$$\overrightarrow{\bf O P} \!=\! \frac{1} {3} ( \frac{1} {2} \overrightarrow{\bf O A} \!+\! \frac{1} {2} \overrightarrow{\bf O B} \!+\! 2 \overrightarrow{\bf O C} ).$$则$${{P}}$$一定为$${{△}{{A}{B}{C}}}$$的(

A

A.$${{A}{B}}$$边中线的三等分点$${{(}}$$非重心$${{)}}$$

B.$${{A}{B}}$$边的中点

C.$${{A}{B}}$$边中线的中点

D.重心

6、['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$$A \left( 0, 1 \right), \, \, \, B \left( \sqrt{2}, 0 \right), \, \, \, O$$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.$${{7}{+}{4}{\sqrt {3}}}$$

7、['向量加法的定义及运算法则', '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”', '向量数乘的定义与运算律']

正确率60.0%有下列命题:$${①}$$在四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$中,若$$\overrightarrow{A B}=\overrightarrow{D C},$$则四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$为平行四边形;
$${②}$$在四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$中,若$$\left( \overrightarrow{A C}+\overrightarrow{B D} \right) \cdot\left( \overrightarrow{A C}-\overrightarrow{B D} \right)=0,$$则四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$为矩形;
$${③}$$若$${{M}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$所在平面内一点,且$$\overrightarrow{M A}+\overrightarrow{M B}+\overrightarrow{M C}=\overrightarrow{0},$$则点$${{M}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的重心;
$${④}$$若$${{P}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$所在平面内一点,且$$| \overrightarrow{P A} |=| \overrightarrow{P B} |=| \overrightarrow{P C} |$$,则点$${{P}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的内心.
其中正确命题的个数为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

8、['数量积的运算律', '三角形的“四心”', '向量的线性运算']

正确率60.0%已知$$O, \ N, \ P$$在所在$${{△}{A}{B}{C}}$$的平面内,且$$| \overrightarrow{O A} |=| \overrightarrow{O B} |=| \overrightarrow{O C} |, \, \, \, \overrightarrow{N A}+\overrightarrow{N B}+\overrightarrow{N C}=\overrightarrow{0}$$,且$$\overrightarrow{P A} \cdot\overrightarrow{P B}=\overrightarrow{P B} \cdot\overrightarrow{P C}=\overrightarrow{P A} \cdot\overrightarrow{P C},$$则$$O, \ N, \ P$$分别是$${{△}{A}{B}{C}}$$的(

C

A.重心  外心  垂心

B.重心  外心  内心

C.外心  重心  垂心

D.外心  重心  内心

9、['向量加法的定义及运算法则', '椭圆的离心率', '共线向量基本定理', '直线与椭圆的综合应用', '椭圆的定义', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '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19.999999999999996%已知椭圆$$C : \frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > b > 0 ), \ F_{1}, \ F_{2}$$为其左$${、}$$右焦点,$${{P}}$$为椭圆$${{C}}$$上除长轴端点外的任一点,$${{G}}$$为$${{Δ}{{F}_{1}}{P}{{F}_{2}}}$$内一点,满足$$3 \overrightarrow{P G}=\overrightarrow{P F_{1}}+\overrightarrow{P F_{2}}, \, \, \, \Delta F_{1} P F_{2}$$的内心为$${{I}}$$,且有$$\overrightarrow{I G}=\lambda\overrightarrow{F_{1} F_{2}} ($$其中$${{λ}}$$为实数$${{)}}$$,则椭圆$${{C}}$$的离心率$${{e}}$$等于

B

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

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

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

D.$$\frac{\sqrt3} {2}$$

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. 已知$$O$$为$$\triangle ABC$$的外心,$$3 \overrightarrow{OA}+4 \overrightarrow{OB}+5 \overrightarrow{OC}=\overrightarrow{0}$$,则$$\cos \angle ABC$$的值为( )。

设外接圆半径为$$R$$,则$$|\overrightarrow{OA}|=|\overrightarrow{OB}|=|\overrightarrow{OC}|=R$$。由向量关系,两边平方:

$$|3\overrightarrow{OA}+4\overrightarrow{OB}+5\overrightarrow{OC}|^2=0$$

展开得:$$9R^2+16R^2+25R^2+2(12\overrightarrow{OA}\cdot\overrightarrow{OB}+15\overrightarrow{OA}\cdot\overrightarrow{OC}+20\overrightarrow{OB}\cdot\overrightarrow{OC})=0$$

利用$$\overrightarrow{OA}\cdot\overrightarrow{OB}=R^2\cos 2C$$等关系,代入化简可得$$\cos \angle ABC = \frac{\sqrt{10}}{10}$$,故选B。

2. 已知点$$O$$是$$\triangle ABC$$的内心,若$$\overrightarrow{AO}=\frac{4}{9} \overrightarrow{AB}+\frac{1}{9} \overrightarrow{AC}$$,则$$\cos \angle BAC =$$( )。

内心性质:$$\overrightarrow{AO}=\frac{b}{a+b+c}\overrightarrow{AB}+\frac{c}{a+b+c}\overrightarrow{AC}$$,对比得$$\frac{b}{a+b+c}=\frac{4}{9}$$,$$\frac{c}{a+b+c}=\frac{1}{9}$$。

设$$a+b+c=9k$$,则$$b=4k$$,$$c=1k$$,$$a=4k$$。由余弦定理:

$$\cos A = \frac{b^2+c^2-a^2}{2bc} = \frac{16k^2+1k^2-16k^2}{2 \times 4k \times 1k} = \frac{1}{8}$$,故选C。

3. 设$$O$$为$$\triangle ABC$$的外心,且$$\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}+\sqrt{2} \overrightarrow{OC}=\overrightarrow{0}$$,则$$\triangle ABC$$的内角$$C=$$( )。

设外接圆半径$$R$$,两边平方:

$$|\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}+\sqrt{2}\overrightarrow{OC}|^2=0$$

展开:$$R^2+R^2+2R^2+2R^2\cos 2C+2\sqrt{2}R^2\cos(A-B)+2\sqrt{2}R^2\cos C=0$$

通过对称性和计算可得$$\angle C = \frac{\pi}{4}$$,故选B。

4. 已知点$$O$$为$$\triangle ABC$$所在平面内一点,且满足$$|\overrightarrow{OA}|^2+|\overrightarrow{BC}|^2 = |\overrightarrow{OB}|^2+|\overrightarrow{CA}|^2 = |\overrightarrow{OC}|^2+|\overrightarrow{AB}|^2$$,则$$O$$一定为$$\triangle ABC$$的( )。

由条件:$$|\overrightarrow{OA}|^2 - |\overrightarrow{OB}|^2 = |\overrightarrow{CA}|^2 - |\overrightarrow{BC}|^2$$,利用向量恒等式可推得$$\overrightarrow{OC} \cdot \overrightarrow{AB}=0$$,同理得$$O$$为垂心,故选C。

5. 已知$$A, B, C$$是平面上不共线的三点,$$O$$是$$\triangle ABC$$的重心,动点$$P$$满足$$\overrightarrow{OP} = \frac{1}{3} \left( \frac{1}{2} \overrightarrow{OA} + \frac{1}{2} \overrightarrow{OB} + 2 \overrightarrow{OC} \right)$$,则$$P$$一定为$$\triangle ABC$$的( )。

重心$$O$$满足$$\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}+\overrightarrow{OC}=\overrightarrow{0}$$,代入化简:

$$\overrightarrow{OP} = \frac{1}{3} \left( \frac{1}{2}(\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}) + 2\overrightarrow{OC} \right) = \frac{1}{6}(\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}) + \frac{2}{3}\overrightarrow{OC}$$

这表明$$P$$在$$AB$$边中线上,且分中线为$$2:1$$比例,为非重心的三等分点,故选A。

6. 已知$$A(0,1), B(\sqrt{2},0), O$$为坐标原点,动点$$P$$满足$$|\overrightarrow{OP}|=2$$,则$$|\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}+\overrightarrow{OP}|$$的最小值为( )。

设$$\overrightarrow{OS}=\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}=(\sqrt{2},1)$$,则$$|\overrightarrow{OS}|=\sqrt{3}$$,原式即$$|\overrightarrow{OS}+\overrightarrow{OP}|$$。

当$$\overrightarrow{OP}$$与$$\overrightarrow{OS}$$反向时取最小值:$$||\overrightarrow{OS}|-|\overrightarrow{OP}||=|\sqrt{3}-2|=2-\sqrt{3}$$,故选A。

7. 有下列命题:① 在四边形$$ABCD$$中,若$$\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{DC}$$,则四边形$$ABCD$$为平行四边形;② 在四边形$$ABCD$$中,若$$(\overrightarrow{AC}+\overrightarrow{BD}) \cdot (\overrightarrow{AC}-\overrightarrow{BD})=0$$,则四边形$$ABCD$$为矩形;③ 若$$M$$是$$\triangle ABC$$所在平面内一点,且$$\overrightarrow{MA}+\overrightarrow{MB}+\overrightarrow{MC}=\overrightarrow{0}$$,则点$$M$$为$$\triangle ABC$$的重心;④ 若$$P$$是$$\triangle ABC$$所在平面内一点,且$$|\overrightarrow{PA}|=|\overrightarrow{PB}|=|\overrightarrow{PC}|$$,则点$$P$$为$$\triangle ABC$$的内心。

① 正确;② 仅得对角线垂直,不一定矩形;③ 正确;④ 应为外心。正确命题个数为2,故选B。

8. 已知$$O, N, P$$在所在$$\triangle ABC$$的平面内,且$$|\overrightarrow{OA}|=|\overrightarrow{OB}|=|\overrightarrow{OC}|$$,$$\overrightarrow{NA}+\overrightarrow{NB}+\overrightarrow{NC}=\overrightarrow{0}$$,且$$\overrightarrow{PA} \cdot \overrightarrow{PB} = \overrightarrow{PB} \cdot \overrightarrow{PC} = \overrightarrow{PA} \cdot \overrightarrow{PC}$$,则$$O, N, P$$分别是$$\triangle ABC$$的( )。

$$O$$满足到顶点距离相等,为外心;$$N$$满足向量和为零,为重心;$$P$$满足点积相等,可推得为垂心。故选C。

9. 已知椭圆$$C: \frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1 (a>b>0)$$,$$F_1, F_2$$为其左、右焦点,$$P$$为椭圆$$C$$上除长轴端点外的任一点,$$G$$为$$\triangle F_1 P F_2$$内一点,满足$$3 \overrightarrow{PG}=\overrightarrow{PF_1}+\overrightarrow{PF_2}$$,$$\triangle F_1 P F_2$$的内心为$$I$$,且有$$\overrightarrow{IG}=\lambda \overrightarrow{F_1 F_2}$$,则椭圆$$C$$的离心率$$e$$等于( )。

由$$3\overrightarrow{PG}=\overrightarrow{PF_1}+\overrightarrow{PF_2}$$,得$$G$$为重心。内心$$I$$与重心$$G$$连线平行于$$F_1F_2$$,可推得离心率$$e=\frac{1}{2}$$,故选B。

10. 设$$PH \perp$$平面$$ABC$$,且$$PA, PB, PC$$均相等,则$$H$$是$$\triangle ABC$$的( )。

由$$PH \perp$$平面,且$$PA=PB=PC$$,则$$HA=HB=HC$$,即$$H$$为外心,故选B。

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