格物学 第六章 平面向量及其应用向量的数量积

数量积的性质-向量的数量积知识点课后进阶自测题答案-青海省等高二数学必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-05-19
数量积的性质-向量的数量积知识点课后进阶自测题答案-青海省等高二数学必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['向量的模', '数量积的性质', '数量积的运算律']

正确率60.0%已知向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足$${{|}{{a}^{→}}{|}{=}{1}}$$,$${{|}{{b}^{→}}{|}{=}{\sqrt {3}}}$$,$${{|}{{a}^{→}}{−}{2}{{b}^{→}}{|}{=}{3}}$$,则$${{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}{=}}$$(

C

A.$${{−}{2}}$$

B.$${{−}{1}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

2、['数量积的性质', '数量积的运算律', '向量的数量积的定义', '向量的线性运算']

正确率60.0%设$${{D}{,}{E}}$$为正三角形$${{A}{B}{C}}$$中$${{B}{C}}$$边上的两个三等分点,且$${{B}{C}{=}{2}}$$,则$$\overrightarrow{A D} \cdot\overrightarrow{A E}=$$(

C

A.$$\begin{array} {l l} {\frac{4} {9}} \\ \end{array}$$

B.$$\frac{8} {9}$$

C.$$\frac{2 6} {9}$$

D.$$\frac{2 6} {3}$$

3、['数量积的性质', '数量积的运算律', '向量的数量积的定义']

正确率40.0%下列命题中正确的是(

B

A.已知向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}{,}{{c}^{→}}}$$满足$${{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}{=}{{a}^{→}}{⋅}{{c}^{→}}{,}}$$则$${{b}^{→}{=}{{c}^{→}}}$$

B.在边长为$${{1}}$$等边$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$$\overrightarrow{A B} \cdot\overrightarrow{A C}=\frac{1} {2}$$

C.已知向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}{,}}$$则$${{|}{{a}^{→}}{+}{{b}^{→}}{|}{=}{{a}^{→}^{2}}{+}{2}{{a}^{→}}{⋅}{{b}^{→}}{+}{{b}^{→}^{2}}}$$

D.点$${{P}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$所在平面内一点,若$$\overrightarrow{A P}=\lambda\ ( \frac{\overrightarrow{A B}} {| \overrightarrow{A B} |}+\frac{\overrightarrow{A C}} {| \overrightarrow{A C} |} )$$则点$${{P}}$$的轨迹经过点$${{P}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$所在平面内一点

4、['数量积的性质', '数量积的运算律', '向量的数量积的定义']

正确率40.0%平面向量$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为$$\frac{2 \pi} {3}, \, \, \, \overrightarrow{a}=( 2, \, \, 0 ), \, \, \, | \overrightarrow{a}+2 \overrightarrow{b} |=2 \sqrt{3},$$则$${{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}{=}{(}}$$

C

A.$${{2}{\sqrt {3}}}$$

B.$${{−}{2}{\sqrt {3}}}$$

C.$${{−}{2}}$$

D.$${{2}}$$

5、['向量的模', '数量积的性质', '用向量的坐标表示两个向量垂直的条件']

正确率60.0%若平面向量$${{a}^{→}{=}{(}{1}{,}{x}{)}{,}{{b}^{→}}{=}{(}{2}{x}{+}{3}{,}{−}{x}{)}{,}}$$且$${{a}^{→}{⊥}{{b}^{→}}{,}}$$则$${{|}{{a}^{→}}{−}{{b}^{→}}{|}{=}{(}}$$

A

A.$${{2}}$$或$${{1}{0}}$$

B.$${{2}}$$或$${{2}{\sqrt {5}}}$$

C.$${{2}}$$或$${\sqrt {5}}$$

D.$${\sqrt {5}}$$或$${{1}{0}}$$

6、['数量积的性质', '数量积的运算律']

正确率60.0%在平行四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$中,$$A B=2, \, \, \, B C=3, \, \, \, \angle A B C={\frac{\pi} {3}}, \, \, \, E$$为$${{C}{D}}$$的中点,则$$\overrightarrow{A C} \cdot\overrightarrow{B E}$$的值为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{−}{3}}$$

B.$${{−}{5}}$$

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

D.$$\frac{3 1} {2}$$

7、['平面向量的概念', '数量积的性质']

正确率60.0%在四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$中$$, \overrightarrow{A B} \cdot\overrightarrow{B C}=0, \overrightarrow{B C}=\overrightarrow{A D}$$,则四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$是(

C

A.直角梯形

B.菱形

C.矩形

D.正方形

8、['数量积的性质', '数量积的运算律', '向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率60.0%设向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}{,}{{c}^{→}}}$$都是单位向量,且$${{2}{{a}^{→}}{=}{{b}^{→}}{−}{\sqrt {3}}{{c}^{→}}}$$,则$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$的夹角为(

C

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

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

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

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

9、['向量的模', '数量积的性质', '向量的数量积的定义', '利用基本不等式求最值', '给定参数范围的恒成立问题']

正确率40.0%已知向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足$$\left| \overrightarrow{a} \right|=\left| \overrightarrow{b} \right|=1,$$且$${{|}{k}{{a}^{→}}{+}{{b}^{→}}{|}{=}{\sqrt {3}}{|}{{a}^{→}}{−}{k}{{b}^{→}}{|}{(}{k}{>}{0}{)}}$$,令$${{f}{{(}{k}{)}}{=}{{a}^{→}}{⋅}{{b}^{→}}}$$,若$$f ( k ) \geqslant x^{2}-2 t x-\frac{1} {2}$$对任意$${{k}{>}{0}}$$,任意$${{t}{∈}{{[}{−}{1}{,}{1}{]}}}$$恒成立,则实数$${{x}}$$的取值范围是(

B

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

B.$${{[}{1}{−}{\sqrt {2}}{,}{\sqrt {2}}{−}{1}{]}}$$

C.$${{(}{0}{,}{1}{)}}$$

D.$${{[}{−}{\sqrt {2}}{,}{2}{]}}$$

1. 已知向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足$${{|}{{a}^{→}}{|}{=}{1}}$$,$${{|}{{b}^{→}}{|}{=}{\sqrt {3}}}$$,$${{|}{{a}^{→}}{−}{2}{{b}^{→}}{|}{=}{3}}$$,求$${{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}{}}$$。

解析:

根据向量的模长公式:

$${|}{{a}^{→}}{−}{2}{{b}^{→}}{|}^2 = {|}{{a}^{→}}{|}^2 + 4{|}{{b}^{→}}{|}^2 - 4{{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}}$$

代入已知条件:

$$9 = 1 + 4 \times 3 - 4{{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}}$$

解得:

$${{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}} = 1$$

正确答案是 C

2. 设$${{D}{,}{E}}$$为正三角形$${{A}{B}{C}}$$中$${{B}{C}}$$边上的两个三等分点,且$${{B}{C}{=}{2}}$$,求$$\overrightarrow{A D} \cdot\overrightarrow{A E}$$。

解析:

建立坐标系,设点$$A$$在原点,$$B$$在$$(1, \sqrt{3})$$,$$C$$在$$(2, 0)$$。

$$D$$和$$E$$的坐标分别为$$(\frac{4}{3}, \frac{\sqrt{3}}{3})$$和$$(\frac{5}{3}, \frac{\sqrt{3}}{3})$$。

计算向量$$\overrightarrow{A D}$$和$$\overrightarrow{A E}$$的点积:

$$\overrightarrow{A D} \cdot \overrightarrow{A E} = \frac{4}{3} \times \frac{5}{3} + \frac{\sqrt{3}}{3} \times \frac{\sqrt{3}}{3} = \frac{20}{9} + \frac{1}{3} = \frac{26}{9}$$

正确答案是 C

3. 下列命题中正确的是()。

解析:

选项分析:

A:错误,$${{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}{=}{{a}^{→}{⋅}{{c}^{→}}}$$不保证$${{b}^{→}{=}{{c}^{→}}}$$。

B:正确,等边三角形中$$\overrightarrow{A B} \cdot \overrightarrow{A C} = 1 \times 1 \times \cos 60^\circ = \frac{1}{2}$$。

C:错误,正确的公式是$${|}{{a}^{→}}{+}{{b}^{→}}{|}^2 = {|}{{a}^{→}}{|}^2 + 2{{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}} + {|}{{b}^{→}}{|}^2$$。

D:错误,点$$P$$的轨迹是角平分线,不一定经过三角形某点。

正确答案是 B

4. 平面向量$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为$$\frac{2 \pi} {3}$$,$${{a}^{→}{=}{(}{2}{,}{0}{)}}$$,$${|}{{a}^{→}}{+}{2}{{b}^{→}}{|}{=}{2}{\sqrt {3}}$$,求$${{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}}$$。

解析:

$${|}{{a}^{→}}{+}{2}{{b}^{→}}{|}^2 = {|}{{a}^{→}}{|}^2 + 4{|}{{b}^{→}}{|}^2 + 4{{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}}$$

已知$${|}{{a}^{→}}{|}{=2}$$,夹角$$\theta = \frac{2\pi}{3}$$,设$${|}{{b}^{→}}{|}{=b}$$。

$$12 = 4 + 4b^2 + 4 \times 2 \times b \times \cos \frac{2\pi}{3}$$

解得$$b=1$$,$${{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}} = 2 \times 1 \times (-\frac{1}{2}) = -1$$。

但重新检查计算:

$$12 = 4 + 4b^2 + 4 \times 2 \times b \times (-\frac{1}{2})$$

$$12 = 4 + 4b^2 -4b$$

$$4b^2 -4b -8 = 0$$

$$b^2 -b -2 = 0$$

$$b=2$$(舍去负值)

$${{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}} = 2 \times 2 \times (-\frac{1}{2}) = -2$$

正确答案是 C

5. 若平面向量$${{a}^{→}{=}{(}{1}{,}{x}{)}{,}{{b}^{→}}{=}{(}{2}{x}{+}{3}{,}{−}{x}{)}}$$,且$${{a}^{→}{⊥}{{b}^{→}}}$$,求$${|}{{a}^{→}}{−}{{b}^{→}}{|}$$。

解析:

由垂直条件:

$$1 \times (2x+3) + x \times (-x) = 0$$

$$2x + 3 - x^2 = 0$$

解得$$x=3$$或$$x=-1$$。

当$$x=3$$时:

$${{a}^{→}}{=}{(}{1}{,}{3}{)}$$,$${{b}^{→}}{=}{(}{9}{,}{-3}{)}$$

$${|}{{a}^{→}}{−}{{b}^{→}}{|}{=}{|}(-8, 6){|}{=10}$$

当$$x=-1$$时:

$${{a}^{→}}{=}{(}{1}{,}{-1}{)}$$,$${{b}^{→}}{=}{(}{1}{,}{1}{)}$$

$${|}{{a}^{→}}{−}{{b}^{→}}{|}{=}{|}(0, -2){|}{=2}$$

正确答案是 A

6. 在平行四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$中,$$A B=2$$,$$B C=3$$,$$\angle A B C=\frac{\pi}{3}$$,$$E$$为$${{C}{D}}$$的中点,求$$\overrightarrow{A C} \cdot\overrightarrow{B E}$$。

解析:

建立坐标系,设$$B$$在原点,$$A$$在$$(2, 0)$$,$$C$$在$$(3 \cos \frac{\pi}{3}, 3 \sin \frac{\pi}{3}) = (1.5, \frac{3\sqrt{3}}{2})$$。

$$D$$的坐标为$$(3.5, \frac{3\sqrt{3}}{2})$$,$$E$$为$$CD$$中点,坐标为$$(2.5, \frac{3\sqrt{3}}{2})$$。

向量$$\overrightarrow{A C} = (-0.5, \frac{3\sqrt{3}}{2})$$,$$\overrightarrow{B E} = (2.5, \frac{3\sqrt{3}}{2})$$。

点积:

$$\overrightarrow{A C} \cdot \overrightarrow{B E} = -0.5 \times 2.5 + \frac{3\sqrt{3}}{2} \times \frac{3\sqrt{3}}{2} = -1.25 + \frac{27}{4} = \frac{22}{4} = \frac{11}{2}$$

正确答案是 C

7. 在四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$中,$$\overrightarrow{A B} \cdot\overrightarrow{B C}=0$$,$$\overrightarrow{B C}=\overrightarrow{A D}$$,判断四边形形状。

解析:

由$$\overrightarrow{A B} \cdot\overrightarrow{B C}=0$$,$$AB$$垂直于$$BC$$。

由$$\overrightarrow{B C}=\overrightarrow{A D}$$,$$AD$$平行且等于$$BC$$。

因此$$ABCD$$是矩形。

正确答案是 C

8. 设向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}{,}{{c}^{→}}}$$都是单位向量,且$${{2}{{a}^{→}}{=}{{b}^{→}}{−}{\sqrt {3}}{{c}^{→}}}$$,求$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$的夹角。

解析:

两边平方:

$$4{|}{{a}^{→}}{|}^2 = {|}{{b}^{→}}{|}^2 + 3{|}{{c}^{→}}{|}^2 - 2\sqrt{3}{{b}^{→}{⋅}{{c}^{→}}}$$

$$4 = 1 + 3 - 2\sqrt{3}{{b}^{→}{⋅}{{c}^{→}}}$$

$${{b}^{→}{⋅}{{c}^{→}}} = 0$$,即$${{b}^{→}}$$与$${{c}^{→}}$$垂直。

设$${{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}} = \cos \theta$$,由$${{2}{{a}^{→}}{=}{{b}^{→}}{−}{\sqrt {3}}{{c}^{→}}}$$点乘$${{b}^{→}}$$:

$$2 \cos \theta = 1 - \sqrt{3} \times 0 = 1$$

$$\cos \theta = \frac{1}{2}$$,$$\theta = \frac{\pi}{3}$$。

正确答案是 C

9. 已知向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足$$\left| \overrightarrow{a} \right|=\left| \overrightarrow{b} \right|=1$$,且$${|}{k}{{a}^{→}}{+}{{b}^{→}}{|}{=}{\sqrt {3}}{|}{{a}^{→}}{−}{k}{{b}^{→}}{|}$$,令$${{f}{{(}{k}{)}}{=}{{a}^{→}}{⋅}{{b}^{→}}}$$,求$$x$$的取值范围。

解析:

两边平方:

$$k^2 + 1 + 2k{{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}} = 3(1 + k^2 - 2k{{a}^{→}{⋅}{{b}^{→}}})$$

化简得:

$$k^2 + 1 + 2k f(k) = 3 + 3k^2 - 6k f(k)$$

$$8k f(k) = 2 + 2k^2$$

$$f(k) = \frac{1 + k^2}{4k}$$

求$$f(k)$$的最小值:

$$f(k) \geq \frac{1}{2}$$(当$$k=1$$时取到)

不等式$$f(k) \geq x^2 -2tx -\frac{1}{2}$$对所有$$k>0$$和$$t \in [-1,1]$$恒成立,即:

$$\frac{1}{2} \geq x^2 -2tx -\frac{1}{2}$$对所有$$t \in [-1,1]$$成立。

即$$x^2 -2tx -1 \leq 0$$对所有$$t \in [-1,1]$$成立。

解得$$x \in [-1,1]$$。

但更精确分析:

$$x^2 -2tx -1 \leq 0$$的判别式$$4t^2 +4 \geq 0$$,解为$$t - \sqrt{t^2+1} \leq x \leq t + \sqrt{t^2+1}$$。

对所有$$t \in [-1,1]$$,取交集得$$x \in [-\sqrt{2}, \sqrt{2}]$$。

正确答案是 A

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