格物学 第六章 平面向量及其应用平面向量的应用

向量在几何中的应用举例-平面向量的应用知识点月考基础单选题自测题答案-重庆市等高二数学必修,平均正确率64.0%

2025-05-19
向量在几何中的应用举例-平面向量的应用知识点月考基础单选题自测题答案-重庆市等高二数学必修,平均正确率64.0%
1、['函数的最大(小)值', '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%已知腰长为$${{2}}$$的等腰直角三角形$${{A}{B}{C}}$$中$${{,}{M}}$$为斜边$${{A}{B}}$$的中点,点$${{P}}$$为该平面内一动点,若$${{|}{P}{C}}$$$${{|}{=}{2}}$$,则$$( \overrightarrow{P A} \cdot\overrightarrow{P B}+4 ) \cdot( \overrightarrow{P C} \cdot\overrightarrow{P M} )$$的最小值为(

C

A.$${{2}{4}{−}{{1}{6}}{\sqrt {2}}}$$

B.$${{2}{4}{+}{{1}{6}}{\sqrt {2}}}$$

C.$${{4}{8}{−}{{3}{2}}{\sqrt {2}}}$$

D.$${{4}{8}{+}{{3}{2}}{\sqrt {2}}}$$

2、['向量在几何中的应用举例', '向量的线性运算']

正确率40.0%已知$${{M}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$所在平面上一点,若$$\overrightarrow{A M}=\frac{2} {3} \overrightarrow{A B}+\frac{1} {4} \overrightarrow{A C},$$则$$\frac{S_{\triangle A B M}} {S_{\triangle B C M}}=$$(

A

A.$${{3}}$$

B.$${{8}}$$

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

D.$$\begin{array} {l l} {\frac{3} {8}} \\ \end{array}$$

3、['向量在几何中的应用举例', '向量的线性运算']

正确率60.0%若$${{O}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$所在平面内一点,且满足$$| \overrightarrow{O B}-\overrightarrow{O C} |=| \overrightarrow{O B}+\overrightarrow{O C}-2 \overrightarrow{O A} |,$$则$${{△}{A}{B}{C}}$$的形状是(

B

A.锐角三角形

B.直角三角形

C.钝角三角形

D.等边三角形

5、['向量坐标与向量的数量积', '向量在几何中的应用举例']

正确率60.0%已知正方形$${{A}{B}{C}{D}}$$的边长为$${{6}{,}{M}}$$在边$${{B}{C}}$$上且$${{B}{C}{=}{3}{B}{M}{,}{N}}$$为$${{D}{C}}$$的中点,则$$\overrightarrow{A M} \cdot\overrightarrow{B N}=\c($$

A

A.$${{−}{6}}$$

B.$${{1}{2}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{−}{{1}{2}}}$$

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%若$${{\{}{{a}^{→}}{,}{{b}^{→}}{,}{{c}^{→}}{\}}}$$构成空间的一个基底,则下列向量不共面的是(

C

A.$${{b}^{→}{+}{{c}^{→}}{,}{{b}^{→}}{,}{{b}^{→}}{−}{{c}^{→}}}$$

B.$${{a}^{→}{,}{{a}^{→}}{+}{{b}^{→}}{,}{{a}^{→}}{−}{{b}^{→}}}$$

C.$${{a}^{→}{+}{{b}^{→}}{,}{{a}^{→}}{−}{{b}^{→}}{,}{{c}^{→}}}$$

D.$${{a}^{→}{+}{{b}^{→}}{,}{{a}^{→}}{+}{{b}^{→}}{+}{{c}^{→}}{,}{{c}^{→}}}$$

7、['空间向量运算的坐标表示', '空间向量基本定理的应用', '向量在几何中的应用举例']

正确率60.0%已知$${{O}}$$为坐标原点,$$\overrightarrow{O A}$$在基底$${{\{}{{a}^{→}}{,}{{b}^{→}}{,}{{c}^{→}}{\}}}$$下的坐标为$${{(}{2}{,}{1}{,}{3}{)}}$$,其中$${{a}^{→}{=}{4}{{i}^{→}}{+}{2}{{j}^{→}}{,}}$$$${{b}^{→}{=}{2}{{j}^{→}}{+}{3}{{k}^{→}}{,}}$$$${{c}^{→}{=}{3}{{k}^{→}}{−}{{j}^{→}}}$$,则向量$$\overrightarrow{O A}$$在基底$${{\{}{{i}^{→}}{,}{{j}^{→}}{,}{{k}^{→}}{\}}}$$下的坐标为(

D

A.$${{(}{7}{,}{3}{,}{{1}{2}}{)}}$$

B.$${{(}{3}{,}{7}{,}{{1}{2}}{)}}$$

C.$${{(}{2}{,}{4}{,}{6}{)}}$$

D.$${{(}{8}{,}{3}{,}{{1}{2}}{)}}$$

8、['平面向量的概念', '向量在几何中的应用举例']

正确率60.0%下列各组向量中,可以作为基底的是(

C

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

B.$${{e}^{→}_{1}{=}{(}{4}{,}{6}{)}{,}{{e}^{→}_{2}}{=}{(}{6}{,}{9}{)}}$$

C.$${{e}^{→}_{1}{=}{(}{2}{,}{−}{5}{)}{,}{{e}^{→}_{2}}{=}{(}{−}{6}{,}{4}{)}}$$

D.$$\overrightarrow{e}_{1}=( 2, ~-3 ), ~ ~ \overrightarrow{e}_{2}=( \frac{1} {2}, ~-\frac{3} {4} )$$

9、['向量在几何中的应用举例']

正确率80.0%已知点$${{O}}$$,$${{N}}$$,$${{P}}$$在$${{△}{A}{B}{C}}$$所在平面内,且$$| \overrightarrow{O A} |=| \overrightarrow{O B} |=| \overrightarrow{O C} |$$,$$\overrightarrow{N A}+\overrightarrow{N B}+\overrightarrow{N C}=0$$,$$\overrightarrow{P A} \cdot\overrightarrow{P B}=\overrightarrow{P B} \cdot\overrightarrow{P C}=\overrightarrow{P C} \cdot\overrightarrow{P A}$$,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$${{D}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的边$${{B}{C}}$$的中点,$${{△}{A}{B}{C}}$$所在平面内有一个点$${{P}}$$,满足$$\overrightarrow{P A}=\overrightarrow{P B}+\overrightarrow{P C}$$,则$$\frac{| \overrightarrow{P D} |} {| \overrightarrow{A D} |}$$的值为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{1}}$$

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

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

D.$${{2}}$$

1. 解析:

建立坐标系,设等腰直角三角形$$ABC$$的顶点$$C$$在原点$$(0,0)$$,$$A$$在$$(2,0)$$,$$B$$在$$(0,2)$$。斜边$$AB$$的中点为$$M(1,1)$$。点$$P$$满足$$|PC|=2$$,即$$P$$在以$$C$$为圆心、半径为2的圆上,方程为$$x^2 + y^2 = 4$$。

计算向量点积:

$$\overrightarrow{PA} \cdot \overrightarrow{PB} = (2-x)(-x) + (0-y)(2-y) = x^2 + y^2 - 2x - 2y = 4 - 2x - 2y$$(因为$$x^2 + y^2 = 4$$)。

$$\overrightarrow{PC} \cdot \overrightarrow{PM} = (-x)(1-x) + (-y)(1-y) = x^2 + y^2 - x - y = 4 - x - y$$。

因此,表达式为$$(4 - 2x - 2y + 4)(4 - x - y) = (8 - 2x - 2y)(4 - x - y)$$。

设$$t = x + y$$,则表达式为$$(8 - 2t)(4 - t) = 2t^2 - 16t + 32$$。

由于$$P$$在圆上,$$t = x + y$$的取值范围为$$[-2\sqrt{2}, 2\sqrt{2}]$$。

二次函数$$2t^2 - 16t + 32$$在$$t = 2\sqrt{2}$$时取得最小值$$48 - 32\sqrt{2}$$。

故选$$C$$。

2. 解析:

由$$\overrightarrow{AM} = \frac{2}{3}\overrightarrow{AB} + \frac{1}{4}\overrightarrow{AC}$$,可知点$$M$$将$$AB$$和$$AC$$按比例分配。

设$$\overrightarrow{AB} = \mathbf{b}$$,$$\overrightarrow{AC} = \mathbf{c}$$,则$$\overrightarrow{AM} = \frac{2}{3}\mathbf{b} + \frac{1}{4}\mathbf{c}$$。

利用面积比公式,$$S_{\triangle ABM} : S_{\triangle BCM} = \frac{1}{4} : \frac{1}{3} = 3 : 1$$。

但更精确的计算如下:

$$S_{\triangle ABM} = \frac{1}{2} \cdot AB \cdot AM \cdot \sin \theta$$,$$S_{\triangle BCM} = \frac{1}{2} \cdot BC \cdot BM \cdot \sin \phi$$。

通过向量比例关系,可得面积比为$$8 : 1$$。

故选$$B$$。

3. 解析:

由$$|\overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OC}| = |\overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC} - 2\overrightarrow{OA}|$$,化简得:

$$|\overrightarrow{CB}| = |\overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC} - 2\overrightarrow{OA}|$$。

设$$D$$为$$BC$$的中点,则$$\overrightarrow{OD} = \frac{\overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC}}{2}$$,因此:

$$|\overrightarrow{CB}| = 2|\overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OA}| = 2|\overrightarrow{AD}|$$。

即$$BC = 2AD$$,说明$$A$$为$$BC$$边上的高,$$ABC$$为直角三角形。

故选$$B$$。

5. 解析:

建立坐标系,设正方形$$ABCD$$的顶点$$A(0,0)$$,$$B(6,0)$$,$$C(6,6)$$,$$D(0,6)$$。

$$M$$在边$$BC$$上且$$BC = 3BM$$,故$$M(6,2)$$。

$$N$$为$$DC$$的中点,故$$N(3,6)$$。

计算向量$$\overrightarrow{AM} = (6,2)$$,$$\overrightarrow{BN} = (-3,6)$$。

点积为$$\overrightarrow{AM} \cdot \overrightarrow{BN} = 6 \cdot (-3) + 2 \cdot 6 = -18 + 12 = -6$$。

故选$$A$$。

6. 解析:

基底的定义是三个向量不共面。

选项$$C$$中,$$\{\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}, \overrightarrow{a} - \overrightarrow{b}, \overrightarrow{c}\}$$可以表示空间任意向量,且三者不共面。

其他选项中,$$A$$、$$B$$、$$D$$均存在线性相关关系。

故选$$C$$。

7. 解析:

$$\overrightarrow{OA} = 2\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b} + 3\overrightarrow{c}$$。

将$$\overrightarrow{a}$$、$$\overrightarrow{b}$$、$$\overrightarrow{c}$$用$$\overrightarrow{i}$$、$$\overrightarrow{j}$$、$$\overrightarrow{k}$$表示:

$$\overrightarrow{a} = 4\overrightarrow{i} + 2\overrightarrow{j}$$,$$\overrightarrow{b} = 2\overrightarrow{j} + 3\overrightarrow{k}$$,$$\overrightarrow{c} = 3\overrightarrow{k} - \overrightarrow{j}$$。

代入得:

$$\overrightarrow{OA} = 2(4\overrightarrow{i} + 2\overrightarrow{j}) + (2\overrightarrow{j} + 3\overrightarrow{k}) + 3(3\overrightarrow{k} - \overrightarrow{j}) = 8\overrightarrow{i} + 4\overrightarrow{j} + 2\overrightarrow{j} + 3\overrightarrow{k} + 9\overrightarrow{k} - 3\overrightarrow{j} = 8\overrightarrow{i} + 3\overrightarrow{j} + 12\overrightarrow{k}$$。

坐标为$$(8,3,12)$$。

故选$$D$$。

8. 解析:

基底要求两个向量不共线。

选项$$C$$中,$$\overrightarrow{e}_1 = (2,-5)$$,$$\overrightarrow{e}_2 = (-6,4)$$,行列式为$$2 \cdot 4 - (-5) \cdot (-6) = 8 - 30 = -22 \neq 0$$,不共线。

其他选项中,$$A$$的$$\overrightarrow{e}_1$$为零向量,$$B$$和$$D$$的向量共线。

故选$$C$$。

9. 解析:

$$|\overrightarrow{OA}| = |\overrightarrow{OB}| = |\overrightarrow{OC}|$$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$$C$$。

10. 解析:

由$$\overrightarrow{PA} = \overrightarrow{PB} + \overrightarrow{PC}$$,可知$$P$$为$$BC$$边的中点$$D$$的对称点。

设$$D$$为$$BC$$的中点,则$$\overrightarrow{PD} = \frac{1}{2}\overrightarrow{PA}$$。

因此$$\frac{|\overrightarrow{PD}|}{|\overrightarrow{AD}|} = \frac{1}{2}$$。

故选$$C$$。

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