格物学 第六章 平面向量及其应用向量的数量积

向量的数量积的定义-向量的数量积知识点教师选题进阶单选题自测题解析-湖北省等高二数学必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-05-19
向量的数量积的定义-向量的数量积知识点教师选题进阶单选题自测题解析-湖北省等高二数学必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['向量的模', '数量积的性质', '向量的数量积的定义', '投影向量(投影)', '特殊角的三角函数值']

正确率60.0%已知向量$${{a}^{→}{=}{(}{1}{,}{0}{)}{,}{|}{{b}^{→}}{|}{=}{\sqrt {2}}{,}{{a}^{→}}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为$${{4}{5}^{∘}}$$,若$${{c}^{→}{=}{{a}^{→}}{+}{{b}^{→}}{,}{{d}^{→}}{=}{{a}^{→}}{−}{{b}^{→}}{,}}$$则$${{c}^{→}}$$在$${{d}^{→}}$$方向上的投影为$${{(}{)}}$$

D

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

B.$$- \frac{\sqrt{5}} {5}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{−}{1}}$$

2、['向量的模', '向量的数量积的定义', '向量的夹角', '特殊角的三角函数值']

正确率40.0%设$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$是单位向量,且$${{|}{{a}^{→}}{+}{{b}^{→}}{|}{=}{1}}$$,则$${{<}{{a}^{→}}{,}{{b}^{→}}{{>}{=}}{(}}$$

D

A.$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$

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

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

D.$$\frac{2 \pi} {3}$$

3、['向量的模', '数量积的性质', '向量的数量积的定义', '余弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%已知夹角$$\frac{\pi} {2}$$为的两个向量$$\vec{a}, \vec{b}, \ \ | \vec{a} |=\left| \vec{b} \right|=2,$$向量$${{c}{⃗}}$$满足$${{(}{{c}{⃗}}{−}{{a}{⃗}}{)}{⋅}{(}{{c}{⃗}}{−}{{b}^{⃗}}{)}{=}{0}}$$,则$${{|}{{c}{⃗}}{|}}$$的取值范围是(

D

A.$${{[}{1}{,}{\sqrt {2}}{]}}$$

B.$${{[}{1}{,}{\sqrt {3}}{]}}$$

C.$${{[}{0}{,}{2}{]}}$$

D.$${{[}{0}{,}{2}{\sqrt {2}}{]}}$$

4、['向量的数量积的定义']

正确率60.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,“$${{△}{A}{B}{C}}$$为钝角三角形”是“$$\overrightarrow{A B} \cdot\overrightarrow{B C} > 0$$”的(

B

A.充分不必要条件

B.必要不充分条件

C.充要条件

D.既不充分也不必要条件

5、['双曲线的离心率', '一元二次方程的解集', '向量的数量积的定义']

正确率40.0%已知双曲线$${{C}}$$:$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 ( a > 0, b > 0 )$$的右焦点为$${{F}{,}{A}{,}{B}}$$分别为双曲线的左、右顶点,过$${{F}}$$作直线$${{x}{=}{c}{,}}$$在直线$${{x}{=}{c}}$$上存在点$${{M}{(}{c}{,}{m}{)}{,}}$$使得$${{∠}{A}{M}{B}{=}{{6}{0}^{∘}}{,}}$$则双曲线$${{C}}$$的离心率$${{e}}$$的最大值为(

D

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

B.$${{2}}$$

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

D.$$\frac{2 \sqrt{3}} {3}$$

7、['数量积的运算律', '向量的数量积的定义']

正确率60.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$$( \overrightarrow{B C}+\overrightarrow{B A} ) \cdot\overrightarrow{A C}=\left| \overrightarrow{A C} \right|^{2}$$,则$${{△}{A}{B}{C}}$$的形状一定是(

A

A.直角三角形

B.等腰三角形

C.等边三角形

D.等腰直角三角形

8、['向量的数量积的定义']

正确率60.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中$${,{A}{B}{=}{4}{,}{∠}{A}{B}{C}{=}{{3}{0}^{∘}}{,}{A}{D}}$$是边$${{B}{C}}$$上的高,则$$\overrightarrow{A D} \cdot\overrightarrow{A C}$$等于(

B

A.$${{0}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{8}}$$

D.$${{−}{4}}$$

9、['一元二次不等式的解法', '向量垂直', '向量的数量积的定义']

正确率60.0%若$$\overrightarrow{a} \neq\overrightarrow{e}, \left| \overrightarrow{e} \right|=1,$$对任意$${{t}}$$,恒有$$\left| \overrightarrow{a}-t \overrightarrow{e} \right| \geq\left| \overrightarrow{a}-\overrightarrow{e} \right|$$成立,则下列结论正确的是(

C

A.$${{a}^{→}{⊥}{{e}^{→}}}$$

B.$${{a}^{→}{⊥}{{(}{{a}^{→}}{−}{{e}^{→}}{)}}}$$

C.$${{e}^{→}{⊥}{{(}{{a}^{→}}{−}{{e}^{→}}{)}}}$$

D.$${{(}{{a}^{→}}{+}{{e}^{→}}{)}{⊥}{{(}{{a}^{→}}{−}{{e}^{→}}{)}}}$$

10、['判断三角形的形状', '向量的数量积的定义', '向量的线性运算']

正确率60.0%点$${{O}}$$为$${{Δ}{A}{B}{C}}$$所在平面上一点,且$$( \overrightarrow{O B}-\overrightarrow{O C} ) \cdot( \overrightarrow{O B}+\overrightarrow{O C}-2 \overrightarrow{O A} )=0$$,则$${{Δ}{A}{B}{C}}$$的形状为(

C

A.正三角形

B.直角三角形

C.等腰三角形

D.等腰直角三角形

以下是各题的详细解析:

1.

已知向量 $${\vec{a} = (1, 0)}$$,$${|\vec{b}| = \sqrt{2}}$$,且夹角为 $${45^\circ}$$。设 $${\vec{c} = \vec{a} + \vec{b}}$$,$${\vec{d} = \vec{a} - \vec{b}}$$,求 $${\vec{c}}$$ 在 $${\vec{d}}$$ 方向上的投影。

解析步骤:

1. 计算 $${\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}| \cdot |\vec{b}| \cdot \cos 45^\circ = 1 \times \sqrt{2} \times \frac{\sqrt{2}}{2} = 1}$$。

2. 计算 $${|\vec{c}|^2 = |\vec{a}|^2 + |\vec{b}|^2 + 2\vec{a} \cdot \vec{b} = 1 + 2 + 2 \times 1 = 5}$$。

3. 计算 $${|\vec{d}|^2 = |\vec{a}|^2 + |\vec{b}|^2 - 2\vec{a} \cdot \vec{b} = 1 + 2 - 2 \times 1 = 1}$$。

4. 投影公式为 $${\frac{\vec{c} \cdot \vec{d}}{|\vec{d}|}}$$。

5. 计算 $${\vec{c} \cdot \vec{d} = |\vec{a}|^2 - |\vec{b}|^2 = 1 - 2 = -1}$$。

6. 投影为 $${\frac{-1}{1} = -1}$$,故选 D。

2.

设 $${\vec{a}}$$ 和 $${\vec{b}}$$ 是单位向量,且 $${|\vec{a} + \vec{b}| = 1}$$,求夹角。

解析步骤:

1. 由 $${|\vec{a} + \vec{b}|^2 = 1}$$,展开得 $${|\vec{a}|^2 + |\vec{b}|^2 + 2\vec{a} \cdot \vec{b} = 1}$$。

2. 代入单位向量性质得 $${1 + 1 + 2\vec{a} \cdot \vec{b} = 1}$$,即 $${\vec{a} \cdot \vec{b} = -\frac{1}{2}}$$。

3. 由 $${\cos \theta = \vec{a} \cdot \vec{b} = -\frac{1}{2}}$$,得 $${\theta = \frac{2\pi}{3}}$$,故选 D。

3.

已知 $${\vec{a}}$$ 和 $${\vec{b}}$$ 夹角为 $${\frac{\pi}{2}}$$,且 $${|\vec{a}| = |\vec{b}| = 2}$$,向量 $${\vec{c}}$$ 满足 $${(\vec{c} - \vec{a}) \cdot (\vec{c} - \vec{b}) = 0}$$,求 $${|\vec{c}|}$$ 的取值范围。

解析步骤:

1. 设 $${\vec{a} = (2, 0)}$$,$${\vec{b} = (0, 2)}$$,$${\vec{c} = (x, y)}$$。

2. 条件化为 $${(x - 2, y) \cdot (x, y - 2) = 0}$$,即 $${x(x - 2) + y(y - 2) = 0}$$。

3. 整理得 $${x^2 + y^2 - 2x - 2y = 0}$$,即 $${(x - 1)^2 + (y - 1)^2 = 2}$$。

4. 表示 $${\vec{c}}$$ 在以 $${(1, 1)}$$ 为圆心、$${\sqrt{2}}$$ 为半径的圆上。

5. $${|\vec{c}| = \sqrt{x^2 + y^2}}$$,其取值范围为 $${\left[ \sqrt{2} - \sqrt{2}, \sqrt{2} + \sqrt{2} \right] = [0, 2]}$$,故选 C。

4.

在 $${\triangle ABC}$$ 中,“钝角三角形”与 $${\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{BC} > 0}$$ 的关系。

解析步骤:

1. $${\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{BC} = |\overrightarrow{AB}| \cdot |\overrightarrow{BC}| \cdot \cos (\pi - \angle B) = -|\overrightarrow{AB}| \cdot |\overrightarrow{BC}| \cdot \cos \angle B}$$。

2. 若 $${\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{BC} > 0}$$,则 $${\cos \angle B < 0}$$,即 $${\angle B}$$ 为钝角。

3. 但钝角三角形可能钝角在 $${\angle A}$$ 或 $${\angle C}$$,故是必要不充分条件,选 B。

5.

双曲线 $${\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1}$$ 的离心率 $${e}$$ 的最大值问题。

解析步骤:

1. 设 $${F(c, 0)}$$,$${A(-a, 0)}$$,$${B(a, 0)}$$,$${M(c, m)}$$。

2. 由 $${∠AMB = 60^\circ}$$,利用斜率得 $${\tan 60^\circ = \left| \frac{m}{c + a} - \frac{m}{c - a} \right| / \left( 1 + \frac{m^2}{c^2 - a^2} \right)}$$。

3. 化简得 $${m^2 = \frac{3(c^2 - a^2)^2}{4a^2}}$$。

4. 由 $${c^2 = a^2 + b^2}$$,代入得 $${e = \frac{c}{a} \leq 2}$$,故选 B。

7.

在 $${\triangle ABC}$$ 中,$${(\overrightarrow{BC} + \overrightarrow{BA}) \cdot \overrightarrow{AC} = |\overrightarrow{AC}|^2}$$,判断形状。

解析步骤:

1. 展开得 $${\overrightarrow{BC} \cdot \overrightarrow{AC} + \overrightarrow{BA} \cdot \overrightarrow{AC} = |\overrightarrow{AC}|^2}$$。

2. 利用向量点积性质,整理得 $${|\overrightarrow{AC}|^2 = |\overrightarrow{AB}|^2}$$,即 $${|\overrightarrow{AB}| = |\overrightarrow{AC}|}$$。

3. 故 $${\triangle ABC}$$ 为等腰三角形,选 B。

8.

在 $${\triangle ABC}$$ 中,$${AB = 4}$$,$${\angle ABC = 30^\circ}$$,$${AD}$$ 是高,求 $${\overrightarrow{AD} \cdot \overrightarrow{AC}}$$。

解析步骤:

1. 由几何关系得 $${AD = AB \cdot \sin 30^\circ = 2}$$。

2. 设坐标系,$${A(0, 0)}$$,$${B(4, 0)}$$,$${C(4 + BC \cdot \cos 30^\circ, BC \cdot \sin 30^\circ)}$$。

3. $${\overrightarrow{AD} = (0, 2)}$$,$${\overrightarrow{AC} = (4 + BC \cdot \cos 30^\circ, BC \cdot \sin 30^\circ)}$$。

4. 点积为 $${0 \times (4 + BC \cdot \cos 30^\circ) + 2 \times BC \cdot \sin 30^\circ = BC}$$。

5. 由 $${AD = BC \cdot \sin 30^\circ = 2}$$,得 $${BC = 4}$$,故结果为 4,选 B。

9.

已知 $${\vec{a} \neq \vec{e}}$$,$${|\vec{e}| = 1}$$,对任意 $${t}$$,恒有 $${|\vec{a} - t\vec{e}| \geq |\vec{a} - \vec{e}|}$$,判断结论。

解析步骤:

1. 不等式表示 $${\vec{e}}$$ 是 $${\vec{a}}$$ 在 $${\vec{e}}$$ 方向上的投影点。

2. 即 $${\vec{e} \cdot (\vec{a} - \vec{e}) = 0}$$,故 $${\vec{e} \perp (\vec{a} - \vec{e})}$$,选 C。

10.

点 $${O}$$ 满足 $${(\overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OC}) \cdot (\overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC} - 2\overrightarrow{OA}) = 0}$$,判断 $${\triangle ABC}$$ 形状。

解析步骤:

1. 化简得 $${(\overrightarrow{CB}) \cdot (\overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC} - 2\overrightarrow{OA}) = 0}$$。

2. 利用向量性质,得 $${\overrightarrow{CB} \cdot (\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC}) = 0}$$。

3. 即 $${|\overrightarrow{AB}| = |\overrightarrow{AC}|}$$,故 $${\triangle ABC}$$ 为等腰三角形,选 C。

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