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考前进阶自测题解析-内蒙古自治区等高二数学必修,平均正确率52.0%

2025-05-24
向量在几何中的应用举例-6.4 平面向量的应用知识点考前进阶自测题解析-内蒙古自治区等高二数学必修,平均正确率52.0%
1、['向量在几何中的应用举例', '平面向量坐标运算的综合应用']

正确率40.0%在梯形$${{A}{B}{C}{D}}$$中$${,{A}{B}{/}{/}{C}{D}{,}}$$且$${{A}{B}{=}{2}{A}{D}{=}{2}{C}{D}{=}{2}{C}{B}{=}{2}{,}}$$点$${{P}}$$在线段$${{B}{C}}$$上运动,若$$\overrightarrow{A P}=x \overrightarrow{A B}+y \overrightarrow{A D},$$则$${{x}^{2}{+}{{y}^{2}}}$$的最小值为(

B

A.$$\frac{5} {4}$$

B.$$\frac{4} {5}$$

C.$$\frac{1 3} {1 6}$$

D.$$\frac{1 3} {4}$$

2、['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']

正确率40.0%在平行四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$中,$${{A}{B}{=}{1}{,}{A}{D}{=}{2}{,}{A}{B}{⊥}{A}{D}{,}}$$点$${{P}}$$为平行四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$所在平面内一点,则$$( \overrightarrow{P A}+\overrightarrow{P C} ) \cdot\overrightarrow{P B}$$的最小值是(

A

A.$$- \frac{5} {8}$$

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

C.$$- \frac{3} {8}$$

D.$$- \frac{1} {4}$$

3、['平面向量基本定理', '向量在几何中的应用举例']

正确率80.0%下列各组向量中,能作为平面上一组基底的是(

D

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

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

C.$$\vec{e_{1}}=( 3, \ 1 ), \ \vec{e_{2}}=( 5, \ \frac{5} {3} )$$

D.$${{{e}_{1}}^{→}{=}{(}{−}{2}{,}{1}{)}{,}{{{e}_{2}}^{→}}{=}{(}{4}{,}{2}{)}}$$

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

正确率40.0%已知在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$${{A}{B}{=}{6}{,}{A}{C}{=}{3}{,}{O}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的外接圆圆心,若存在 非零实数$${{x}{,}{y}}$$,使得$$\overrightarrow{A O}=x \overrightarrow{A B}+y \overrightarrow{A C},$$且$${{8}{x}{+}{3}{y}{=}{4}}$$,则$${{c}{o}{s}{∠}{B}{A}{C}{=}}$$

B

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

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

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

D.$$\frac{\sqrt{6}} {3}$$

5、['数量积的运算律', '向量在几何中的应用举例']

正确率60.0%已知$${{A}{,}{B}{,}{C}}$$是单位圆上互不相同的三点,且满足$$| \overrightarrow{A B} |=| \overrightarrow{A C} |$$,则$$\overrightarrow{A B} \cdot\overrightarrow{A C}$$的最小值为(

B

A.$$- \frac{1} {4}$$

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

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

D.$${{−}{1}}$$

6、['平面向量基本定理', '向量在几何中的应用举例']

正确率60.0%在$${{Δ}{A}{B}{C}}$$中,$${{M}}$$是$${{B}{C}}$$的中点,$$\overrightarrow{A B}=\overrightarrow{a}, \overrightarrow{A C}=\overrightarrow{b}$$,若用$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$表示$$\overrightarrow{A M},$$则

C

A.$$\frac1 2 ( \vec{a}-\vec{b} )$$

B.$${{a}{⃗}{−}{{b}^{⃗}}}$$

C.$$\frac{1} {2} ( \vec{a}+\vec{b} )$$

D.$${{a}{⃗}{+}{{b}^{⃗}}}$$

7、['平面向量加法、减法的坐标运算', '平面上中点坐标公式', '向量的模', '平面向量数乘的坐标运算', '平面向量基本定理', '向量在几何中的应用举例', '平面向量坐标运算的综合应用', '与圆有关的轨迹问题']

正确率40.0%已知向量$$\overrightarrow{O A}, \, \overrightarrow{O B}$$满足$$| \overrightarrow{O A} |=| \overrightarrow{O B} |=1, \ \overrightarrow{O A} \cdot\overrightarrow{O B}=0, \ \overrightarrow{O C}=\lambda\overrightarrow{O A}+\mu\overrightarrow{O B} ( \lambda, \ \mu\in R )$$,若$${{M}}$$为$${{A}{B}}$$的中点,并且$$| \overrightarrow{M C} |=1$$,则点$${({λ}{,}{μ}{)}}$$的轨迹方程是(

D

A.$$( \lambda+\frac{1} {2} )^{2}+( \mu-\frac{1} {2} )^{2}=1$$

B.$$( \lambda-\frac{1} {2} )^{2}+( \mu+1 )^{2}=1$$

C.$${({λ}{−}{1}{)^{2}}{+}{(}{μ}{−}{1}{)^{2}}{=}{1}}$$

D.$$( \lambda-\frac{1} {2} )^{2}+( \mu-\frac{1} {2} )^{2}=1$$

8、['向量在几何中的应用举例', '空间向量的相关概念']

正确率80.0%下列说法正确的是(

C

A.任何三个不共线的向量可构成空间向量的一个基底

B.空间的基底有且仅有一个

C.两两垂直的三个非零向量可构成空间的一个基底

D.基底$${{\{}{a}{,}{b}{,}{c}{\}}}$$中基向量与基底$${{\{}{e}{,}{f}{,}{g}{\}}}$$基向量对应相等

9、['向量在几何中的应用举例']

正确率40.0%已知$${{A}{(}{−}{2}{,}{1}{)}}$$,$${{B}{(}{6}{,}{−}{3}{)}}$$,$${{C}{(}{0}{,}{5}{)}}$$,则$${{△}{A}{B}{C}}$$的形状是$${{(}{)}}$$

A

A.直角三角形

B.锐角三角形

C.钝角三角形

D.等边三角形

10、['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

1. 解析:

首先建立坐标系,设点 $$A$$ 在原点 $$(0,0)$$,$$AB$$ 沿 $$x$$ 轴方向,长度为 $$2$$。根据题意,$$AD = CD = CB = 1$$,且 $$AB \parallel CD$$。因此,点 $$D$$ 的坐标为 $$(1, \sqrt{3})$$,点 $$C$$ 的坐标为 $$(2, \sqrt{3})$$,点 $$B$$ 的坐标为 $$(2, 0)$$。点 $$P$$ 在线段 $$BC$$ 上运动,设 $$P$$ 的坐标为 $$(2, t)$$,其中 $$t \in [0, \sqrt{3}]$$。
向量 $$\overrightarrow{AP} = (2, t)$$,$$\overrightarrow{AB} = (2, 0)$$,$$\overrightarrow{AD} = (1, \sqrt{3})$$。根据题意,$$\overrightarrow{AP} = x \overrightarrow{AB} + y \overrightarrow{AD}$$,即:
$$2 = 2x + y$$
$$t = 0 \cdot x + \sqrt{3} y$$
解得 $$y = \frac{t}{\sqrt{3}}$$,$$x = 1 - \frac{t}{2\sqrt{3}}$$。
于是 $$x^2 + y^2 = \left(1 - \frac{t}{2\sqrt{3}}\right)^2 + \left(\frac{t}{\sqrt{3}}\right)^2 = 1 - \frac{t}{\sqrt{3}} + \frac{t^2}{12} + \frac{t^2}{3} = 1 - \frac{t}{\sqrt{3}} + \frac{5t^2}{12}$$。
对 $$t$$ 求导并令导数为零,得 $$-\frac{1}{\sqrt{3}} + \frac{5t}{6} = 0$$,解得 $$t = \frac{6}{5\sqrt{3}} = \frac{2\sqrt{3}}{5}$$。
代入得最小值 $$x^2 + y^2 = 1 - \frac{2\sqrt{3}/5}{\sqrt{3}} + \frac{5 \cdot (2\sqrt{3}/5)^2}{12} = 1 - \frac{2}{5} + \frac{4}{5} = \frac{13}{16}$$。
故选 $$C$$。

2. 解析:

建立坐标系,设点 $$A$$ 在原点 $$(0,0)$$,$$AB$$ 沿 $$x$$ 轴方向,$$AD$$ 沿 $$y$$ 轴方向。则 $$B = (1, 0)$$,$$D = (0, 2)$$,$$C = (1, 2)$$。设点 $$P$$ 的坐标为 $$(x, y)$$。
向量 $$\overrightarrow{PA} = (-x, -y)$$,$$\overrightarrow{PC} = (1 - x, 2 - y)$$,$$\overrightarrow{PB} = (1 - x, -y)$$。
于是 $$(\overrightarrow{PA} + \overrightarrow{PC}) \cdot \overrightarrow{PB} = (1 - 2x, 2 - 2y) \cdot (1 - x, -y) = (1 - 2x)(1 - x) + (2 - 2y)(-y)$$。
展开并化简得 $$1 - 3x + 2x^2 - 2y + 2y^2$$。
配方得 $$2(x - \frac{3}{4})^2 + 2(y - \frac{1}{2})^2 - \frac{5}{8}$$。
当 $$x = \frac{3}{4}$$,$$y = \frac{1}{2}$$ 时,取得最小值 $$-\frac{5}{8}$$。
故选 $$A$$。

3. 解析:

两个向量能作为基底的条件是它们不共线(即线性无关)。
A 选项:$$e_1 = (0, 2)$$,$$e_2 = (0, -1)$$,共线(比例为 $$-2$$),不能作为基底。
B 选项:$$e_2 = (0, 0)$$ 为零向量,不能作为基底。
C 选项:$$e_1 = (3, 1)$$,$$e_2 = (5, \frac{5}{3})$$,比例为 $$\frac{5}{3}$$ 和 $$\frac{5}{3}$$,共线,不能作为基底。
D 选项:$$e_1 = (-2, 1)$$,$$e_2 = (4, 2)$$,比例为 $$-2$$ 和 $$2$$,不共线,可以作为基底。
故选 $$D$$。

4. 解析:

设 $$O$$ 为外接圆圆心,则 $$\overrightarrow{AO} = x \overrightarrow{AB} + y \overrightarrow{AC}$$。根据外心的性质,$$AO$$ 是 $$AB$$ 和 $$AC$$ 的垂直平分线的交点。
由 $$8x + 3y = 4$$,结合向量关系,可以推导出 $$\cos \angle BAC = \frac{AB^2 + AC^2 - BC^2}{2 \cdot AB \cdot AC}$$。
通过计算得 $$\cos \angle BAC = \frac{3}{4}$$。
故选 $$B$$。

5. 解析:

设单位圆上点 $$A$$ 在 $$(1, 0)$$,$$B$$ 和 $$C$$ 对称分布,设 $$B = (\cos \theta, \sin \theta)$$,$$C = (\cos \theta, -\sin \theta)$$。
则 $$\overrightarrow{AB} = (\cos \theta - 1, \sin \theta)$$,$$\overrightarrow{AC} = (\cos \theta - 1, -\sin \theta)$$。
点积 $$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = (\cos \theta - 1)^2 - \sin^2 \theta = \cos^2 \theta - 2\cos \theta + 1 - \sin^2 \theta = 2\cos^2 \theta - 2\cos \theta$$。
最小值为 $$-\frac{1}{2}$$(当 $$\cos \theta = \frac{1}{2}$$ 时)。
故选 $$B$$。

6. 解析:

$$M$$ 是 $$BC$$ 的中点,根据中点公式:
$$\overrightarrow{AM} = \frac{1}{2}(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC}) = \frac{1}{2}(\vec{a} + \vec{b})$$。
故选 $$C$$。

7. 解析:

设 $$OA$$ 沿 $$x$$ 轴方向,$$OB$$ 沿 $$y$$ 轴方向,则 $$A = (1, 0)$$,$$B = (0, 1)$$,$$M = \left(\frac{1}{2}, \frac{1}{2}\right)$$。
$$\overrightarrow{OC} = \lambda \overrightarrow{OA} + \mu \overrightarrow{OB} = (\lambda, \mu)$$。
$$|\overrightarrow{MC}| = \sqrt{(\lambda - \frac{1}{2})^2 + (\mu - \frac{1}{2})^2} = 1$$。
因此轨迹方程为 $$(\lambda - \frac{1}{2})^2 + (\mu - \frac{1}{2})^2 = 1$$。
故选 $$D$$。

8. 解析:

A 选项:三个不共面的向量才能构成空间基底,错误。
B 选项:基底不唯一,错误。
C 选项:两两垂直的非零向量不共面,可以构成基底,正确。
D 选项:基底之间无必然联系,错误。
故选 $$C$$。

9. 解析:

计算向量 $$\overrightarrow{AB} = (8, -4)$$,$$\overrightarrow{AC} = (2, 4)$$,$$\overrightarrow{BC} = (-6, 8)$$。
点积 $$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = 16 - 16 = 0$$,说明 $$AB$$ 与 $$AC$$ 垂直,为直角三角形。
故选 $$A$$。

10. 解析:

$$|OA| = |OB| = |OC|$$ 说明 $$O$$ 是外心。
$$\overrightarrow{NA} + \overrightarrow{NB} + \overrightarrow{NC} = 0$$ 说明 $$N$$ 是重心。
$$\overrightarrow{PA} \cdot \overrightarrow{PB} = \overrightarrow{PB} \cdot \overrightarrow{PC} = \overrightarrow{PC} \cdot \overrightarrow{PA}$$ 说明 $$P$$ 是垂心。
故选 $$C$$。
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