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-安徽省等高二数学必修,平均正确率50.0%

2025-06-27
数量积的性质-向量的数量积知识点课后进阶自测题答案-安徽省等高二数学必修,平均正确率50.0%
1、['数量积的性质', '向量的线性运算']

正确率40.0%已知$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$$A B=1, \, \, \, A C=3, \, \, \, \operatorname{c o s} A=\frac{1} {4},$$点$${{E}}$$在直线$${{B}{C}}$$上,且满足$$\overrightarrow{B E}=2 \overrightarrow{A B}+\lambda\overrightarrow{A C} ( \lambda\in{\bf R} ),$$则$$| \overrightarrow{A E} |=$$(

D

A.$${\sqrt {{3}{4}}}$$

B.$${{3}{\sqrt {6}}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{6}}$$

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%如图,在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$$\angle B A C=6 0^{\circ}, \, \, \, A B=2, \, \, \, A C=1, \, \, \, D$$是$${{B}{C}}$$边上一点,且$$\overrightarrow{C D}=2 \overrightarrow{D B},$$则$$\overrightarrow{A D} \cdot\overrightarrow{B C}$$的值为(

C

A.$${{2}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{−}{2}}$$

D.$${{−}{1}}$$

3、['数量积的性质', '向量的夹角']

正确率60.0%已知向量$$\textit{a, b, c}$$满足$$| \boldsymbol{a} |=2 | \boldsymbol{b} |=2 | \boldsymbol{c} |=2,$$且$$2 b=a+c,$$则$$\operatorname{c o s} \langle\boldsymbol{a}, \boldsymbol{c} \rangle=$$​(

D

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

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

C.$$\frac{1} {4}$$

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

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$$\overrightarrow{a} \cdot\overrightarrow{b}=($$

C

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

B.$${{−}{2}{\sqrt {3}}}$$

C.$${{−}{2}}$$

D.$${{2}}$$

5、['向量加法的定义及运算法则', '向量减法的定义及运算法则', '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40.0%$${{Δ}{A}{B}{C}}$$是边长为$${{2}}$$的等边三角形,向量$${{a}{,}{b}}$$满足,则向量$${{a}{,}{b}}$$

C

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{6}{0}^{∘}}$$

C.$${{1}{2}{0}^{∘}}$$

D.$${{1}{5}{0}^{∘}}$$

6、['向量的模', '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60.0%若向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足$$| a |=| b |=2, \, \, a$$与$${{b}}$$的夹角为$${{6}{0}{^{∘}}}$$,则$$\left| a+b \right|=$$$${{(}{)}}$$

D

A.$${{4}}$$

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

C.$${{2}{\sqrt {{2}{+}{\sqrt {3}}}}}$$

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

7、['向量的模', '数量积的性质', '向量垂直', '向量的数量积的定义']

正确率60.0%已知平面向量$$\overrightarrow{a}, ~ \overrightarrow{b},$$若$$| \overrightarrow{a} |=\sqrt{3}, \; \; | \overrightarrow{b} |=2, \; \; \overrightarrow{a}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角$$\theta=\frac{\pi} {6},$$且$$( \overrightarrow{a}-m \overrightarrow{b} ) / \perp\overrightarrow{a}$$,则$${{m}{=}{(}}$$

B

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

B.$${{1}}$$

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

D.$${{2}}$$

8、['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60.0%已知$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$均为单位向量,$$\left| \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} \right|=\sqrt{3}$$,则$$( 2 \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} ) \cdot( \overrightarrow{a}-\overrightarrow{b} )=$$(

B

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

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

C.$$- \frac{3} {2}$$

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

9、['数量积的性质', '直线与圆的方程的应用', '向量垂直', '直线和圆相切']

正确率40.0%设$${{O}}$$为坐标原点,$${{C}}$$为圆$$( x-2 )^{2}+y^{2}=3$$的圆心,且圆上有一点$$M ( x, y )$$满足$$\overrightarrow{O M} \cdot\overrightarrow{C M}=0,$$则$$\frac{y} {x}=( \textsubscript{1} )$$

D

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

B.$$\frac{\sqrt{3}} {3}$$或$$- \frac{\sqrt3} {3}$$

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

D.$${\sqrt {3}}$$或$${{−}{\sqrt {3}}}$$

10、['数量积的性质', '数量积的运算律', '向量的夹角']

正确率40.0%已知平面向量$$\overrightarrow{a}, ~ \overrightarrow{b},$$满足$$| \overrightarrow{a} |=| \overrightarrow{b} |=1$$,若$$( 2 \overrightarrow{a}-\overrightarrow{b} ) \cdot\overrightarrow{b}=0$$,则向量$${{→}_{a}{,}{{→}_{b}}}$$的夹角为(

D

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{4}{5}^{∘}}$$

C.$${{1}{2}{0}^{∘}}$$

D.$${{6}{0}^{∘}}$$

1. 首先,根据题意,在 $$△ABC$$ 中,$$AB=1$$,$$AC=3$$,$$\cos A=\frac{1}{4}$$。我们需要找到 $$|\overrightarrow{AE}|$$,其中点 $$E$$ 在直线 $$BC$$ 上,且满足 $$\overrightarrow{BE}=2\overrightarrow{AB}+\lambda\overrightarrow{AC}$$。

步骤 1:计算 $$\overrightarrow{BC}$$ 和 $$\overrightarrow{AE}$$。

由向量关系,$$\overrightarrow{BE} = \overrightarrow{AE} - \overrightarrow{AB}$$,所以 $$\overrightarrow{AE} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BE} = \overrightarrow{AB} + 2\overrightarrow{AB} + \lambda\overrightarrow{AC} = 3\overrightarrow{AB} + \lambda\overrightarrow{AC}$$。

由于 $$E$$ 在直线 $$BC$$ 上,$$\overrightarrow{AE}$$ 可以表示为 $$\overrightarrow{AB} + t\overrightarrow{BC}$$,其中 $$\overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AB}$$。

因此,$$3\overrightarrow{AB} + \lambda\overrightarrow{AC} = \overrightarrow{AB} + t(\overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AB})$$,解得 $$t = \lambda$$ 且 $$3 = 1 - t$$,即 $$t = -2$$,$$\lambda = -2$$。

所以 $$\overrightarrow{AE} = 3\overrightarrow{AB} - 2\overrightarrow{AC}$$。

步骤 2:计算 $$|\overrightarrow{AE}|$$。

$$|\overrightarrow{AE}|^2 = |3\overrightarrow{AB} - 2\overrightarrow{AC}|^2 = 9|\overrightarrow{AB}|^2 + 4|\overrightarrow{AC}|^2 - 12\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC}$$。

已知 $$|\overrightarrow{AB}|=1$$,$$|\overrightarrow{AC}|=3$$,$$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = |\overrightarrow{AB}| \cdot |\overrightarrow{AC}| \cdot \cos A = 1 \times 3 \times \frac{1}{4} = \frac{3}{4}$$。

代入得 $$|\overrightarrow{AE}|^2 = 9 \times 1 + 4 \times 9 - 12 \times \frac{3}{4} = 9 + 36 - 9 = 36$$,所以 $$|\overrightarrow{AE}| = 6$$。

答案为 D

2. 在 $$△ABC$$ 中,$$\angle BAC=60^\circ$$,$$AB=2$$,$$AC=1$$,点 $$D$$ 满足 $$\overrightarrow{CD}=2\overrightarrow{DB}$$,求 $$\overrightarrow{AD} \cdot \overrightarrow{BC}$$。

步骤 1:表示 $$\overrightarrow{AD}$$ 和 $$\overrightarrow{BC}$$。

由题意,$$\overrightarrow{AD} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BD} = \overrightarrow{AB} + \frac{1}{3}\overrightarrow{BC}$$。

而 $$\overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AB}$$,所以 $$\overrightarrow{AD} = \overrightarrow{AB} + \frac{1}{3}(\overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AB}) = \frac{2}{3}\overrightarrow{AB} + \frac{1}{3}\overrightarrow{AC}$$。

步骤 2:计算 $$\overrightarrow{AD} \cdot \overrightarrow{BC}$$。

$$\overrightarrow{AD} \cdot \overrightarrow{BC} = \left(\frac{2}{3}\overrightarrow{AB} + \frac{1}{3}\overrightarrow{AC}\right) \cdot (\overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AB})$$。

展开后得到 $$\frac{2}{3}\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} - \frac{2}{3}|\overrightarrow{AB}|^2 + \frac{1}{3}|\overrightarrow{AC}|^2 - \frac{1}{3}\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC}$$。

合并同类项:$$\frac{1}{3}\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} - \frac{2}{3}|\overrightarrow{AB}|^2 + \frac{1}{3}|\overrightarrow{AC}|^2$$。

已知 $$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = |\overrightarrow{AB}| \cdot |\overrightarrow{AC}| \cdot \cos 60^\circ = 2 \times 1 \times \frac{1}{2} = 1$$。

代入得 $$\frac{1}{3} \times 1 - \frac{2}{3} \times 4 + \frac{1}{3} \times 1 = \frac{1}{3} - \frac{8}{3} + \frac{1}{3} = -2$$。

答案为 C

3. 已知向量 $$\boldsymbol{a}, \boldsymbol{b}, \boldsymbol{c}$$ 满足 $$|\boldsymbol{a}|=2|\boldsymbol{b}|=2|\boldsymbol{c}|=2$$,且 $$2\boldsymbol{b}=\boldsymbol{a}+\boldsymbol{c}$$,求 $$\cos \langle\boldsymbol{a}, \boldsymbol{c}\rangle$$。

步骤 1:设 $$|\boldsymbol{b}|=1$$,则 $$|\boldsymbol{a}|=2$$,$$|\boldsymbol{c}|=1$$。

由 $$2\boldsymbol{b}=\boldsymbol{a}+\boldsymbol{c}$$,两边平方得 $$4|\boldsymbol{b}|^2 = |\boldsymbol{a}|^2 + |\boldsymbol{c}|^2 + 2\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{c}$$。

代入已知值:$$4 \times 1 = 4 + 1 + 2\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{c}$$,解得 $$\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{c} = -\frac{1}{2}$$。

步骤 2:计算 $$\cos \langle\boldsymbol{a}, \boldsymbol{c}\rangle$$。

$$\cos \langle\boldsymbol{a}, \boldsymbol{c}\rangle = \frac{\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{c}}{|\boldsymbol{a}| \cdot |\boldsymbol{c}|} = \frac{-\frac{1}{2}}{2 \times 1} = -\frac{1}{4}$$。

答案为 D

4. 已知 $$\overrightarrow{a}=(2,0)$$,$$\overrightarrow{a}$$ 与 $$\overrightarrow{b}$$ 的夹角为 $$\frac{2\pi}{3}$$,且 $$|\overrightarrow{a}+2\overrightarrow{b}|=2\sqrt{3}$$,求 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}$$。

步骤 1:设 $$\overrightarrow{b}=(x,y)$$,由 $$|\overrightarrow{a}|=2$$,$$|\overrightarrow{a}+2\overrightarrow{b}|=2\sqrt{3}$$。

平方得 $$|\overrightarrow{a}|^2 + 4|\overrightarrow{b}|^2 + 4\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 12$$。

即 $$4 + 4|\overrightarrow{b}|^2 + 4\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 12$$,简化得 $$|\overrightarrow{b}|^2 + \overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 2$$。

步骤 2:利用夹角公式 $$\cos \frac{2\pi}{3} = \frac{\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{a}| \cdot |\overrightarrow{b}|} = -\frac{1}{2}$$。

所以 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = -|\overrightarrow{b}|$$。

代入上式得 $$|\overrightarrow{b}|^2 - |\overrightarrow{b}| = 2$$,解得 $$|\overrightarrow{b}|=2$$(舍去负值)。

因此 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = -2$$。

答案为 C

5. 在边长为 $$2$$ 的等边三角形 $$△ABC$$ 中,向量 $$\boldsymbol{a}, \boldsymbol{b}$$ 满足 $$\boldsymbol{a} = \overrightarrow{AB}$$,$$\boldsymbol{b} = \overrightarrow{AC}$$,求 $$\boldsymbol{a}$$ 与 $$\boldsymbol{b}$$ 的夹角。

步骤 1:在等边三角形中,$$|\boldsymbol{a}|=|\boldsymbol{b}|=2$$。

夹角 $$\theta$$ 为 $$60^\circ$$,因为 $$\cos \theta = \frac{\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b}}{|\boldsymbol{a}| \cdot |\boldsymbol{b}|} = \frac{2 \times 2 \times \cos 60^\circ}{2 \times 2} = \frac{1}{2}$$。

答案为 B

6. 已知 $$|\boldsymbol{a}|=|\boldsymbol{b}|=2$$,夹角为 $$60^\circ$$,求 $$|\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}|$$。

步骤 1:利用向量长度公式 $$|\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}|^2 = |\boldsymbol{a}|^2 + |\boldsymbol{b}|^2 + 2\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b}$$。

代入得 $$4 + 4 + 2 \times 2 \times 2 \times \cos 60^\circ = 8 + 4 = 12$$。

所以 $$|\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}| = 2\sqrt{3}$$。

答案为 D

7. 已知 $$|\boldsymbol{a}|=\sqrt{3}$$,$$|\boldsymbol{b}|=2$$,夹角 $$\theta=\frac{\pi}{6}$$,且 $$(\boldsymbol{a}-m\boldsymbol{b}) \perp \boldsymbol{a}$$,求 $$m$$。

步骤 1:由垂直条件 $$(\boldsymbol{a}-m\boldsymbol{b}) \cdot \boldsymbol{a} = 0$$。

展开得 $$|\boldsymbol{a}|^2 - m \boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b} = 0$$。

计算 $$\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b} = \sqrt{3} \times 2 \times \cos \frac{\pi}{6} = \sqrt{3} \times 2 \times \frac{\sqrt{3}}{2} = 3$$。

代入得 $$3 - 3m = 0$$,解得 $$m=1$$。

答案为 B

8. 已知 $$\boldsymbol{a}, \boldsymbol{b}$$ 为单位向量,$$|\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}|=\sqrt{3}$$,求 $$(2\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}) \cdot (\boldsymbol{a}-\boldsymbol{b})$$。

步骤 1:由 $$|\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}|=\sqrt{3}$$,平方得 $$1 + 1 + 2\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b} = 3$$,解得 $$\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b} = \frac{1}{2}$$。

展开 $$(2\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}) \cdot (\boldsymbol{a}-\boldsymbol{b}) = 2|\boldsymbol{a}|^2 - \boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b} - |\boldsymbol{b}|^2 = 2 - \frac{1}{2} - 1 = \frac{1}{2}$$。

答案为 B

9. 圆 $$(x-2)^2+y^2=3$$ 上点 $$M(x,y)$$ 满足 $$\overrightarrow{OM} \cdot \overrightarrow{CM}=0$$,求 $$\frac{y}{x}$$。

步骤 1:圆心 $$C(2,0)$$,$$\overrightarrow{OM}=(x,y)$$,$$\overrightarrow{CM}=(x-2,y)$$。

由 $$\overrightarrow{OM} \cdot \overrightarrow{CM}=0$$,得 $$x(x-2) + y^2 = 0$$。

结合圆的方程 $$(x-2)^2 + y^2 = 3$$,解得 $$x=1$$,$$y=\pm \sqrt{3}$$。

所以 $$\frac{y}{x} = \pm \sqrt{3}$$。

答案为 D

10. 已知 $$|\boldsymbol{a}|=|\boldsymbol{b}|=1$$,且 $$(2\boldsymbol{a}-\boldsymbol{b}) \cdot \boldsymbol{b}=0$$,求 $$\boldsymbol{a}$$ 与 $$\boldsymbol{b}$$ 的夹角。

步骤 1:展开 $$(2\boldsymbol{a}-\boldsymbol{b}) \cdot \boldsymbol{b} = 2\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b} - |\boldsymbol{b}|^2 = 0$$。

解得 $$\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b} = \frac{1}{2}$$。

所以 $$\cos \theta = \frac{\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b}}{|\boldsymbol{a}| \cdot |\boldsymbol{b}|} = \frac{1}{2}$$,夹角 $$\theta = 60^\circ$$。

答案为 D

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