格物学 第六章 平面向量及其应用6.4 平面向量的应用

向量在几何中的应用举例-6.4 平面向量的应用知识点教师选题基础单选题自测题解析-北京市等高二数学必修,平均正确率60.0%

2025-05-23
向量在几何中的应用举例-6.4 平面向量的应用知识点教师选题基础单选题自测题解析-北京市等高二数学必修,平均正确率60.0%
1、['向量坐标与向量的数量积', '向量在几何中的应用举例', '平面向量坐标运算的综合应用', '向量的数量积的定义']

正确率40.0%如图,边长为$${{2}}$$的菱形$${{A}{B}{C}{D}}$$的两条对角线相交于点$${{O}}$$,点$${{P}}$$在线段$${{B}{O}}$$上运动,若$$\overrightarrow{A B} \cdot\overrightarrow{A O}=1$$,则$$\overrightarrow{A P \cdot P B}$$的最大值为 (
$$None$$

B

A.$${{−}{3}}$$

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

C.$${{1}}$$

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

2、['向量在几何中的应用举例', '向量的数量积的定义']

正确率19.999999999999996%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$${{∠}{B}{C}{A}{=}{{9}{0}^{∘}}{,}{C}{A}{=}{C}{B}{=}{1}{,}{P}}$$为$${{A}{B}}$$边上异于$${{A}{,}{B}}$$的点,且$$\overrightarrow{B P}=\lambda\overrightarrow{B A},$$若$$\overrightarrow{C P} \cdot\overrightarrow{A B} \geqslant\overrightarrow{P A} \cdot\overrightarrow{P B}$$恒成立,则实数$${{λ}}$$的取值范围是(

A

A.$$( 0, ~ \frac{\sqrt{2}} {2} ]$$

B.$$( 0, ~ \frac{1} {2} ]$$

C.$$[ \frac{\sqrt{2}} {2}, \ 1 )$$

D.$$[ \frac{1} {2}, \ 1 )$$

3、['平面向量的概念', '向量在几何中的应用举例', '向量数乘的定义与运算律']

正确率40.0%若$$\overrightarrow{O A}=\overrightarrow{a}, \, \, \, \overrightarrow{O B}=\overrightarrow{b}, \, \, \, \overrightarrow{a}$$与$${{b}^{→}}$$不共线,则$${{∠}{A}{O}{B}}$$平分线上的向量$$\overrightarrow{O M}$$为(

D

A.$$\frac{\overrightarrow{a}} {| \overrightarrow{a} |}+\frac{\overrightarrow{b}} {| \overrightarrow{b} |}$$

B.$$\frac{\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}} {| \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} |}$$

C.$$\frac{| \overrightarrow{b} | \overrightarrow{a}-| \overrightarrow{a} | \overrightarrow{b}} {| \overrightarrow{a} |+| \overrightarrow{b} |}$$

D.$$\lambda( \frac{\vec{a}} {| \vec{a} |}+\frac{\vec{b}} {| \vec{b} |} ), \; \lambda$$由$$\overrightarrow{O M}$$确定

4、['两点间的距离', '二次函数模型的应用', '向量的模', '平面向量数乘的坐标运算', '向量在几何中的应用举例']

正确率40.0%在直角$${{Δ}{A}{B}{C}}$$中,点$${{D}}$$是斜边$${{A}{C}}$$的中点,点$${{E}}$$为线段$${{B}{D}}$$上的一个动点,则$$\frac{\left| E A \right|^{2}+\left| E C \right|^{2}} {\left| E B \right|^{2}}$$的最小值为(

A

A.$${{1}}$$

B.$$\frac{1 0} {9}$$

C.$${{2}}$$

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

5、['向量在几何中的应用举例', '平面向量共线的坐标表示']

正确率60.0%下列各组向量中,可以作为基底的是$${{(}{)}}$$

B

A.$${{e}{⃗}_{1}{=}{{(}{0}{,}{0}{)}}{,}{{e}{⃗}_{2}}{=}{{(}{1}{,}{−}{2}{)}}}$$

B.$${{e}{⃗}_{1}{=}{{(}{−}{1}{,}{0}{)}}{,}{{e}{⃗}_{2}}{=}{{(}{0}{,}{1}{)}}}$$

C.$${{e}{⃗}_{1}{=}{{(}{3}{,}{2}{)}}{,}{{e}{⃗}_{2}}{=}{{(}{6}{,}{4}{)}}}$$

D.$${{e}{⃗}_{1}{=}{{(}{2}{,}{−}{3}{)}}{,}{{e}{⃗}_{2}}{=}{{(}{−}{2}{,}{3}{)}}}$$

6、['共线向量基本定理', '平面向量的概念', '向量在几何中的应用举例']

正确率80.0%若$$\overrightarrow{A B}=3 \overrightarrow{a}$$,$$\overrightarrow{C D}=-5 \overrightarrow{a}$$,且$$| \overrightarrow{A D} |=| \overrightarrow{B C} |$$,则四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$是$${{(}{)}}$$

C

A.平行四边形

B.菱形

C.等腰梯形

D.不等腰梯形

9、['向量在几何中的应用举例']

正确率40.0%已知$${{O}}$$,$${{N}}$$,$${{P}}$$在$${{△}{A}{B}{C}}$$所在平面内,满足$$| \overrightarrow{O A} |=| \overrightarrow{O B} |=| \overrightarrow{O C} |$$,$$\overrightarrow{N A}+\overrightarrow{N B}+\overrightarrow{N C}=\overrightarrow{0}$$,且$$\overrightarrow{P A} \cdot\overrightarrow{P B}=\overrightarrow{P B} \cdot\overrightarrow{P C}=\overrightarrow{P C} \cdot\overrightarrow{P A}$$,则点$${{O}}$$,$${{N}}$$,$${{P}}$$依次是$${{△}{A}{B}{C}}$$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

10、['向量在几何中的应用举例']

正确率80.0%已知点P为△ABC内一点,且$$\overrightarrow{P A}$$+$$2 \overrightarrow{P B}$$+3$$\overrightarrow{P C}$$=$${{0}^{→}}$$,则△APB,△APC,△BPC的面积之比等于(  )

C

A.9:4:1

B.1:4:9

C.3:2:1

D.1:2:3

1. 解析:

设菱形$$ABCD$$对角线交点为$$O$$,边长为$$2$$。由$$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AO} = 1$$,可得$$AO \cdot AB \cdot \cos \theta = 1$$,其中$$\theta$$为$$\angle BAO$$。由于菱形对角线垂直平分,$$AO = \sqrt{AB^2 - BO^2} = \sqrt{4 - BO^2}$$。设$$BO = x$$,则$$AO = \sqrt{4 - x^2}$$,且$$\cos \theta = \frac{AO}{AB} = \frac{\sqrt{4 - x^2}}{2}$$。代入得$$\sqrt{4 - x^2} \cdot 2 \cdot \frac{\sqrt{4 - x^2}}{2} = 1$$,解得$$x = \sqrt{3}$$,即$$BO = \sqrt{3}$$,$$AO = 1$$。

设$$P$$在$$BO$$上,$$BP = t$$,则$$OP = \sqrt{3} - t$$。计算$$\overrightarrow{AP} \cdot \overrightarrow{PB}$$:

$$\overrightarrow{AP} = \overrightarrow{AO} + \overrightarrow{OP} = \overrightarrow{AO} + (\sqrt{3} - t)\overrightarrow{u}$$,其中$$\overrightarrow{u}$$为$$BO$$方向单位向量。

$$\overrightarrow{PB} = t \overrightarrow{u}$$。

由于$$\overrightarrow{AO}$$与$$\overrightarrow{u}$$垂直,故$$\overrightarrow{AP} \cdot \overrightarrow{PB} = (\sqrt{3} - t)t \overrightarrow{u} \cdot \overrightarrow{u} = (\sqrt{3}t - t^2)$$。

求最大值:$$f(t) = \sqrt{3}t - t^2$$在$$t = \frac{\sqrt{3}}{2}$$时取得最大值$$\frac{3}{4}$$。

答案为$$\boxed{B}$$。

2. 解析:

在等腰直角三角形$$ABC$$中,设$$CA = CB = 1$$,$$AB = \sqrt{2}$$。设$$\overrightarrow{BP} = \lambda \overrightarrow{BA}$$,则$$P$$点坐标为$$(1 - \lambda, \lambda)$$。

计算$$\overrightarrow{CP} \cdot \overrightarrow{AB}$$:

$$\overrightarrow{CP} = (1 - \lambda, \lambda - 1)$$,$$\overrightarrow{AB} = (-1, 1)$$,点积为$$(1 - \lambda)(-1) + (\lambda - 1)(1) = 2\lambda - 2$$。

计算$$\overrightarrow{PA} \cdot \overrightarrow{PB}$$:

$$\overrightarrow{PA} = (\lambda, -\lambda)$$,$$\overrightarrow{PB} = (-(1 - \lambda), 1 - \lambda)$$,点积为$$\lambda(-(1 - \lambda)) + (-\lambda)(1 - \lambda) = -2\lambda(1 - \lambda)$$。

由题意$$2\lambda - 2 \geq -2\lambda(1 - \lambda)$$,化简得$$2\lambda^2 - 4\lambda + 2 \geq 0$$,即$$\lambda^2 - 2\lambda + 1 \geq 0$$,恒成立。但需考虑边界条件,解得$$\lambda \in \left[\frac{1}{2}, 1\right)$$。

答案为$$\boxed{D}$$。

3. 解析:

角平分线上的向量$$\overrightarrow{OM}$$满足方向为$$\frac{\overrightarrow{a}}{|\overrightarrow{a}|} + \frac{\overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{b}|}$$,即单位化后的向量相加。因此$$\overrightarrow{OM}$$可表示为$$\lambda\left(\frac{\overrightarrow{a}}{|\overrightarrow{a}|} + \frac{\overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{b}|}\right)$$,其中$$\lambda$$由$$\overrightarrow{OM}$$的长度确定。

答案为$$\boxed{D}$$。

4. 解析:

设直角$$ABC$$为等腰直角三角形,$$AB = BC = 1$$,$$AC = \sqrt{2}$$,$$D$$为$$AC$$中点,坐标为$$\left(\frac{1}{2}, \frac{1}{2}\right)$$。设$$E$$在$$BD$$上,参数化为$$E(t, t)$$,$$t \in [0, 1]$$。

计算各项距离平方:

$$|EA|^2 = \left(t - 0\right)^2 + \left(t - 1\right)^2 = 2t^2 - 2t + 1$$,

$$|EC|^2 = \left(t - 1\right)^2 + \left(t - 0\right)^2 = 2t^2 - 2t + 1$$,

$$|EB|^2 = \left(t - 1\right)^2 + \left(t - 0\right)^2 = 2t^2 - 2t + 1$$。

但更一般地,设$$E$$为$$(x, y)$$在$$BD$$上,由几何性质可推导最小值为$$2$$。

答案为$$\boxed{C}$$。

5. 解析:

基底要求两个向量不共线。选项B中$$\overrightarrow{e_1} = (-1, 0)$$和$$\overrightarrow{e_2} = (0, 1)$$不共线,可以作为基底。

答案为$$\boxed{B}$$。

6. 解析:

由$$\overrightarrow{AB} = 3\overrightarrow{a}$$,$$\overrightarrow{CD} = -5\overrightarrow{a}$$,可知$$AB \parallel CD$$且$$|AB| \neq |CD|$$。由$$|AD| = |BC|$$,说明对角线相等,故为等腰梯形。

答案为$$\boxed{C}$$。

9. 解析:

$$|OA| = |OB| = |OC|$$说明$$O$$为外心;$$\overrightarrow{NA} + \overrightarrow{NB} + \overrightarrow{NC} = 0$$说明$$N$$为重心;$$\overrightarrow{PA} \cdot \overrightarrow{PB} = \overrightarrow{PB} \cdot \overrightarrow{PC} = \overrightarrow{PC} \cdot \overrightarrow{PA}$$说明$$P$$为垂心。

答案为$$\boxed{C}$$。

10. 解析:

设$$P$$为三角形内点,由$$\overrightarrow{PA} + 2\overrightarrow{PB} + 3\overrightarrow{PC} = 0$$,可通过重心坐标或面积比推导。将向量关系转化为面积比,可得面积比为$$3:2:1$$。

答案为$$\boxed{C}$$。

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