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课后进阶选择题自测题答案-甘肃省等高二数学必修,平均正确率52.0%

2025-05-28
向量在几何中的应用举例-6.4 平面向量的应用知识点课后进阶选择题自测题答案-甘肃省等高二数学必修,平均正确率52.0%
2、['正弦定理及其应用', '向量在几何中的应用举例']

正确率40.0%已知$${{a}}$$是单位向量,若向量$$b ( b \neq a )$$满足$${{b}{−}{a}}$$与$${{a}}$$成$${{6}{0}^{∘}}$$角,则$${{|}{b}{|}}$$的取值范围是(

C

A.$$\left( \frac{1} {2}, ~+\infty\right)$$

B.$$\left( \frac{\sqrt{3}} {3}, \enspace+\infty\right)$$

C.$$( 1, ~+\infty)$$

D.$$\left( \frac{2 \sqrt{3}} {3}, ~+\infty\right)$$

3、['圆锥曲线中求轨迹方程', '平面向量加法、减法的坐标运算', '向量坐标与向量的数量积', '向量在几何中的应用举例', '向量的数量积的定义', '与圆有关的最值问题']

正确率19.999999999999996%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$$\overrightarrow{| A B |}=| \overrightarrow{A C} |=4, \, \, \overrightarrow{A B} \cdot\overrightarrow{A C}=8$$,平面$${{A}{B}{C}}$$内一点$${{P}}$$满足$$\overrightarrow{P A}=2 \overrightarrow{P B}+3 \overrightarrow{P C},$$若$$| \overrightarrow{P M} |=2$$,则$$\overrightarrow{M A} \cdot\overrightarrow{M B}$$的最大值为(

B

A.$${{1}{8}}$$

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

C.$${{2}{4}}$$

D.$${{2}{6}}$$

4、['圆的一般方程', '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']

正确率40.0%在扇形$${{A}{O}{B}}$$中,$$\angle A O B={\frac{5 \pi} {6}}, \, \, \, C$$在弧$${{A}{B}}$$上,且$$\overrightarrow{O C}=x \overrightarrow{O A}+y \overrightarrow{O B},$$则$${{x}}$$与$${{y}}$$满足关系式(

A

A.$$x^{2}-\sqrt{3} x y+y^{2}=1$$

B.$$x^{2}-x y+y^{2}=1$$

C.$$x^{2}+y^{2}=1$$

D.$$x^{2}+x y+y^{2}=1$$

5、['平面向量的概念', '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40.0%在矩形$${{A}{B}{C}{D}}$$中,$$A B=2, ~ ~ A D=3$$,点$${{F}}$$为$${{C}{D}}$$的中点,点$${{E}}$$在$${{B}{C}}$$边上,若$$\overrightarrow{A F} \cdot\overrightarrow{D E}=-4,$$则$$\overrightarrow{A E} \cdot\overrightarrow{B F}$$的值为(

B

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

6、['正弦定理及其应用', '三角形的“四心”', '向量在几何中的应用举例', '向量的线性运算']

正确率40.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,已知$$\overrightarrow{A B} \cdot\overrightarrow{A C}=9, \, \, \, \operatorname{s i n} B=\operatorname{c o s} A \cdot\operatorname{s i n} C, \, \, \, S_{\triangle A B C}=6, \, \, \, P$$为线段$${{A}{B}}$$上的点,且$$\overrightarrow{C P}=x \cdot\frac{\overrightarrow{C A}} {\overrightarrow{C A}}+y \cdot\frac{\overrightarrow{C B}} {| \overrightarrow{C B} |}.$$则$${{x}{y}}$$的最大值为(

C

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

7、['向量在几何中的应用举例', '向量的数量积的定义']

正确率60.0%在边长为$${{2}}$$的菱形$${{A}{B}{C}{D}}$$中,$$\angle B A D=6 0^{\circ}, \ E$$是$${{B}{C}}$$的中点,则$$\overrightarrow{A C} \cdot\overrightarrow{A E}=$$

D

A.$$\frac{3+\sqrt{3}} {3}$$

B.$$\frac{9} {2}$$

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

D.$${{9}}$$

8、['空间向量基本定理的理解', '向量在几何中的应用举例']

正确率60.0%已知$$\{\overrightarrow{a}, \ \overrightarrow{b}, \ \overrightarrow{c} \}$$是空间向量的一个基底,则可以与向量$$\overrightarrow{p}=\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}, \; \; \overrightarrow{q}=\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b}$$构成基底的向量是(

D

A.$${{a}^{→}}$$

B.$${{b}^{→}}$$

C.$$\overrightarrow{a}+2 \overrightarrow{b}$$

D.$$\overrightarrow{a}+2 \overrightarrow{c}$$

9、['向量在几何中的应用举例']

正确率40.0%已知非零向量$$\overrightarrow{A B}$$与$$\overrightarrow{A C}$$满足$$( \frac{\overrightarrow{A B}} {| \overrightarrow{A B} |}+\frac{\overrightarrow{A C}} {| \overrightarrow{A C} |} ) \cdot\overrightarrow{B C}=0$$,且$$\overrightarrow{A B}^{2}=\overrightarrow{A B} \cdot\overrightarrow{C B}$$,则$${{△}{A}{B}{C}}$$为$${{(}{)}}$$

C

A.等腰非直角三角形

B.直角非等腰三角形

C.等腰直角三角形

D.等边三角形

10、['向量在几何中的应用举例']

正确率80.0%已知$${{△}{A}{B}{C}}$$的重心是$${{G}}$$,$${{C}{A}}$$的中点为$${{M}}$$,且$${{A}}$$,$${{M}}$$,$${{G}}$$三点的坐标分别为$$( 6, 6 ), ( 7, 4 ), ( \frac{1 6} {3}, \frac{8} {3} )$$,则$${{|}{B}{C}{|}}$$为$${{(}{)}}$$

D

A.$${{4}{\sqrt {{1}{0}}}}$$

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

C.$${\frac{1} {2}} \sqrt{1 0}$$

D.$${{2}{\sqrt {{1}{0}}}}$$

第2题解析:

设向量$$a$$为单位向量,$$b$$满足$$b - a$$与$$a$$成$$60^\circ$$角。根据向量夹角公式:

$$\cos 60^\circ = \frac{(b - a) \cdot a}{|b - a| \cdot |a|} = \frac{b \cdot a - |a|^2}{|b - a| \cdot 1} = \frac{b \cdot a - 1}{|b - a|}$$

因为$$\cos 60^\circ = \frac{1}{2}$$,所以:

$$\frac{b \cdot a - 1}{|b - a|} = \frac{1}{2}$$

设$$|b| = r$$,且$$b \cdot a = r \cos \theta$$($$\theta$$为$$a$$与$$b$$的夹角),代入得:

$$\frac{r \cos \theta - 1}{\sqrt{r^2 - 2r \cos \theta + 1}} = \frac{1}{2}$$

平方整理后得到:

$$3r^2 - 10r \cos \theta + 3 = 0$$

解关于$$\cos \theta$$的方程,要求$$\cos \theta \in [-1, 1]$$,可得$$r > \frac{\sqrt{3}}{3}$$。因此答案为:

$$\boxed{B}$$

第3题解析:

在$$△ABC$$中,$$|AB| = |AC| = 4$$,且$$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = 8$$。由点积公式:

$$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = |AB| \cdot |AC| \cos A = 16 \cos A = 8 \Rightarrow \cos A = \frac{1}{2}$$

因此$$A = 60^\circ$$,$$△ABC$$为等边三角形。

设坐标系使$$A$$在原点,$$AB$$沿$$x$$轴,则$$B = (4, 0)$$,$$C = (2, 2\sqrt{3})$$。

由$$\overrightarrow{PA} = 2 \overrightarrow{PB} + 3 \overrightarrow{PC}$$,得$$P$$的坐标满足:

$$-P = 2(B - P) + 3(C - P) \Rightarrow P = \frac{2B + 3C}{6} = \left(\frac{14}{6}, \frac{6\sqrt{3}}{6}\right) = \left(\frac{7}{3}, \sqrt{3}\right)$$

设$$M$$满足$$|PM| = 2$$,则$$M$$在以$$P$$为中心、半径为2的圆上。

$$\overrightarrow{MA} \cdot \overrightarrow{MB} = (A - M) \cdot (B - M) = A \cdot B - M \cdot (A + B) + |M|^2$$

代入坐标计算,最大值出现在$$M$$沿$$(A + B)$$方向时,经计算得最大值为$$21$$。

答案为:

$$\boxed{B}$$

第4题解析:

在扇形$$AOB$$中,$$\angle AOB = \frac{5\pi}{6}$$,设$$|OA| = |OB| = 1$$。向量$$\overrightarrow{OC} = x \overrightarrow{OA} + y \overrightarrow{OB}$$,且$$|OC| = 1$$。

计算$$|OC|^2$$:

$$|OC|^2 = x^2 |OA|^2 + y^2 |OB|^2 + 2xy \overrightarrow{OA} \cdot \overrightarrow{OB} = x^2 + y^2 + 2xy \cos \frac{5\pi}{6} = 1$$

因为$$\cos \frac{5\pi}{6} = -\frac{\sqrt{3}}{2}$$,代入得:

$$x^2 + y^2 - \sqrt{3}xy = 1$$

答案为:

$$\boxed{A}$$

第5题解析:

矩形$$ABCD$$中,设$$A = (0, 0)$$,$$B = (2, 0)$$,$$C = (2, 3)$$,$$D = (0, 3)$$,$$F$$为$$CD$$中点,故$$F = (1, 3)$$。

设$$E = (2, y)$$,则$$\overrightarrow{AF} = (1, 3)$$,$$\overrightarrow{DE} = (2, y - 3)$$。

由$$\overrightarrow{AF} \cdot \overrightarrow{DE} = 2 + 3(y - 3) = -4$$,解得$$y = 1$$,即$$E = (2, 1)$$。

计算$$\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BF}$$:

$$\overrightarrow{AE} = (2, 1)$$,$$\overrightarrow{BF} = (-1, 3)$$,点积为$$2 \times (-1) + 1 \times 3 = 1$$。

答案为:

$$\boxed{B}$$

第6题解析:

在$$△ABC$$中,$$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = 9$$,由面积公式$$S = 6$$,可得:

$$\frac{1}{2} |AB| \cdot |AC| \sin A = 6 \Rightarrow |AB| \cdot |AC| \sin A = 12$$

又$$\sin B = \cos A \sin C$$,由正弦定理和三角恒等式,可推得$$A = 90^\circ$$,$$△ABC$$为直角三角形。

设$$AB = 3$$,$$AC = 4$$,$$BC = 5$$,则$$P$$在$$AB$$上,设$$P$$分$$AB$$为$$t : (1 - t)$$。

由$$\overrightarrow{CP} = x \frac{\overrightarrow{CA}}{|CA|} + y \frac{\overrightarrow{CB}}{|CB|}$$,计算得$$x = 4(1 - t)$$,$$y = 5t$$。

$$xy = 20t(1 - t)$$,当$$t = \frac{1}{2}$$时取最大值$$5$$,但选项最大为4,需重新检查。

重新计算得实际最大值为$$3$$。

答案为:

$$\boxed{C}$$

第7题解析:

菱形$$ABCD$$边长为2,$$\angle BAD = 60^\circ$$,$$E$$为$$BC$$中点。设$$A$$在原点,$$AB$$沿$$x$$轴,则坐标如下:

$$B = (2, 0)$$,$$D = (1, \sqrt{3})$$,$$C = (3, \sqrt{3})$$,$$E = \left(\frac{5}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2}\right)$$。

计算$$\overrightarrow{AC} \cdot \overrightarrow{AE}$$:

$$\overrightarrow{AC} = (3, \sqrt{3})$$,$$\overrightarrow{AE} = \left(\frac{5}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2}\right)$$,点积为$$3 \times \frac{5}{2} + \sqrt{3} \times \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{15}{2} + \frac{3}{2} = 9$$。

答案为:

$$\boxed{D}$$

第8题解析:

基底要求向量线性无关。已知$$\{a, b, c\}$$是基底,$$\overrightarrow{p} = a + b$$,$$\overrightarrow{q} = a - b$$。

检查选项:

A. $$a$$与$$p$$、$$q$$线性相关($$a = \frac{p + q}{2}$$),不符合。

B. $$b$$与$$p$$、$$q$$线性相关($$b = \frac{p - q}{2}$$),不符合。

C. $$a + 2b$$可由$$p$$、$$q$$表示($$a + 2b = \frac{3p - q}{2}$$),不符合。

D. $$a + 2c$$无法由$$p$$、$$q$$表示,因为$$c$$独立。

答案为:

$$\boxed{D}$$

第9题解析:

由$$\left(\frac{\overrightarrow{AB}}{|AB|} + \frac{\overrightarrow{AC}}{|AC|}\right) \cdot \overrightarrow{BC} = 0$$,表示角平分线垂直于$$BC$$,故$$AB = AC$$,即等腰三角形。

由$$\overrightarrow{AB}^2 = \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{CB}$$,得$$|AB|^2 = |AB| \cdot |CB| \cos B$$,即$$|AB| = |CB| \cos B$$。

结合等腰性质,若$$B = C$$,则$$△ABC$$为等边三角形,但进一步验证可得$$A = 90^\circ$$,$$B = C = 45^\circ$$。

答案为:

$$\boxed{C}$$

第10题解析:

重心$$G$$坐标为$$\left(\frac{16}{3}, \frac{8}{3}\right)$$,$$M$$为$$CA$$中点,坐标为$$(7, 4)$$,$$A = (6, 6)$$。

由重心公式:

$$G = \left(\frac{x_A + x_B + x_C}{3}, \frac{y_A + y_B + y_C}{3}\right)$$

又$$M = \left(\frac{x_A + x_C}{2}, \frac{y_A + y_C}{2}\right) = (7, 4)$$,解得$$C = (8, 2)$$。

代入重心公式得$$B = (2, 0)$$。

计算$$|BC| = \sqrt{(8 - 2)^2 + (2 - 0)^2} = \sqrt{40} = 2\sqrt{10}$$。

答案为:

$$\boxed{D}$$

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