格物学 第六章 平面向量及其应用向量的数量积

向量的夹角-向量的数量积知识点回顾基础自测题解析-贵州省等高二数学必修,平均正确率60.0%

2025-06-05
向量的夹角-向量的数量积知识点回顾基础自测题解析-贵州省等高二数学必修,平均正确率60.0%
1、['向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率60.0%已知$$| \boldsymbol{a} |=3 | \boldsymbol{b} | \neq0,$$关于$${{x}}$$的方程$$2 x^{2}+2 | \boldsymbol{a} | \boldsymbol{x}+3 \boldsymbol{a} \cdot\boldsymbol{b}=0$$有实根,则$${{a}}$$与$${{b}}$$夹角的取值范围是(

B

A.$$[ 0, \ \frac{\pi} {6} \Big]$$

B.$$[ \frac{\pi} {3}, \, \, \pi\rbrack$$

C.$$[ \frac{\pi} {3}, ~ \frac{2 \pi} {3} ]$$

D.$$[ \frac{\pi} {6}, \, \, \pi\brack$$

2、['向量的数量积', '向量的夹角']

正确率80.0%已知$$| \overrightarrow{a} |=1, | \overrightarrow{b} |=2$$,$$| 2 \overrightarrow{a}-\overrightarrow{b} |=4$$,则$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$夹角的余弦值为$${{(}{)}}$$

A.$${{−}{1}}$$

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

C.$${{0}}$$

D.$${{1}}$$

3、['向量加法的定义及运算法则', '向量减法的定义及运算法则', '向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率40.0%在平行四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$中,$$A B=3, \, \, \, A D=2,$$$$\overrightarrow{A P}=\frac{1} {3} \overrightarrow{A B}, \, \, \, \overrightarrow{A Q}=\frac{1} {2} \overrightarrow{A D},$$若$$\overrightarrow{C P} \cdot\overrightarrow{C Q}=1 2,$$则$$\angle A D C=$$(

C

A.$$\frac{5 \pi} {6}$$

B.$$\frac{3 \pi} {4}$$

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

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

4、['数量积的性质', '向量的夹角']

正确率60.0%已知$${{a}^{→}{、}{{b}^{→}}}$$是两个非零向量,且$$| \vec{a} |=| \vec{b} |=| \vec{a}-\vec{b} |$$,则$${{a}^{→}}$$与$${{a}^{→}{+}{{b}^{→}}}$$的夹角为(

D

A.$${{1}{5}{0}^{∘}}$$

B.$${{6}{0}^{∘}}$$

C.$${{9}{0}^{∘}}$$

D.$${{3}{0}^{∘}}$$

5、['向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率60.0%已知向量$$| \overrightarrow{a} |=1, ~ ~ | \overrightarrow{b} |=2$$,且$$( 2 \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} ) \cdot( \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} )=9$$,则$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$两向量的夹角为(

D

A.$${{1}{5}{0}^{∘}}$$

B.$${{1}{3}{5}^{∘}}$$

C.$${{1}{2}{0}^{∘}}$$

D.$${{6}{0}^{∘}}$$

6、['数量积的运算律', '向量垂直', '向量的夹角']

正确率60.0%已知$$| \overrightarrow{a} |=1, | \overrightarrow{b} |=2$$,若$$( \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b )} \bot\overrightarrow{a}$$,则$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{6}{0}^{∘}}$$

C.$${{1}{2}{0}^{∘}}$$

D.$${{1}{5}{0}^{∘}}$$

7、['用向量的坐标表示两个向量垂直的条件', '向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率60.0%已知向量$$\overrightarrow{A B}$$与$$\overrightarrow{A C}$$的夹角为$${{6}{0}^{∘}}$$,且$$| \overrightarrow{A B} |=2, \, \, \, | \overrightarrow{A C} |=4$$,若$$\overrightarrow{A P}=\overrightarrow{A B}+\lambda\overrightarrow{A C},$$且$$\overrightarrow{A P} \perp\overrightarrow{B C},$$则实数$${{λ}}$$的值为(

C

A.$$\frac{4} {5}$$

B.$$- \frac{4} {5}$$

C.$${{0}}$$

D.$$- \frac{2} {5}$$

8、['向量坐标与向量的数量积', '向量的夹角']

正确率60.0%已知向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足$$\overrightarrow{a}=\ ( 2, \ 0 ) \, \, \,, \, \, \, \, \overrightarrow{b}=\ ( \, t, \ 1 ) \, \, \,,$$且$$\overrightarrow{a} \cdot\overrightarrow{b}=| \overrightarrow{a} |,$$则$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$的夹角大小为(

B

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

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

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

D.$$\frac{5 \pi} {1 2}$$

9、['数量积的运算律', '向量的夹角']

正确率60.0%已知$$| \overrightarrow{a} |=1, | \overrightarrow{b} |=2 \sqrt{3}, \overrightarrow{a} \cdot( \overrightarrow{b}-\overrightarrow{a} )=-4$$,则向量$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为(

D

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

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

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

D.$$\frac{5 \pi} {6}$$

10、['向量的模', '用向量的坐标表示两个向量垂直的条件', '数量积的运算律', '向量的夹角']

正确率60.0%已知非零向量$${{m}^{→}{,}{{n}^{→}}}$$满足$$3 | \overrightarrow{m} |=2 | \overrightarrow{n} |, ~ ~ \operatorname{c o s} \langle\overrightarrow{m}, \overrightarrow{n} \rangle=\frac{3} {4}$$.若$$( \overrightarrow{m}-\overrightarrow{n} ) \perp( t \overrightarrow{m}+\overrightarrow{n} )$$,则实数$${{t}}$$的值为

D

A.$$\begin{array} {l l} {\frac{1} {9}} \\ \end{array}$$

B.$$- \frac{1} {9}$$

C.$${{9}}$$

D.$${{−}{9}}$$

1. 由题意,方程 $$2x^2 + 2|\boldsymbol{a}|x + 3\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b} = 0$$ 有实根,判别式 $$\Delta \geq 0$$,即:

$$(2|\boldsymbol{a}|)^2 - 4 \times 2 \times 3\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b} \geq 0$$

化简得 $$|\boldsymbol{a}|^2 \geq 3\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b}$$。设夹角为 $$\theta$$,则 $$\boldsymbol{a} \cdot \boldsymbol{b} = |\boldsymbol{a}||\boldsymbol{b}|\cos\theta$$。

代入 $$|\boldsymbol{a}| = 3|\boldsymbol{b}|$$,得 $$9|\boldsymbol{b}|^2 \geq 9|\boldsymbol{b}|^2 \cos\theta$$,即 $$\cos\theta \leq 1$$。

进一步要求 $$\cos\theta \geq \frac{1}{2}$$(因为 $$\theta \in [0, \pi]$$),所以 $$\theta \in \left[\frac{\pi}{3}, \pi\right]$$。答案为 B

2. 由 $$|2\overrightarrow{a} - \overrightarrow{b}| = 4$$,平方得:

$$4|\overrightarrow{a}|^2 + |\overrightarrow{b}|^2 - 4\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 16$$

代入 $$|\overrightarrow{a}| = 1$$,$$|\overrightarrow{b}| = 2$$,解得 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = -1$$。

夹角的余弦值为 $$\cos\theta = \frac{\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{a}||\overrightarrow{b}|} = -\frac{1}{2}$$。答案为 B

3. 设 $$\angle ADC = \theta$$,则 $$\overrightarrow{CP} = \overrightarrow{AP} - \overrightarrow{AC} = \frac{1}{3}\overrightarrow{AB} - (\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AD}) = -\frac{2}{3}\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{AD}$$。

$$\overrightarrow{CQ} = \overrightarrow{AQ} - \overrightarrow{AC} = \frac{1}{2}\overrightarrow{AD} - (\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AD}) = -\overrightarrow{AB} - \frac{1}{2}\overrightarrow{AD}$$。

点积 $$\overrightarrow{CP} \cdot \overrightarrow{CQ} = \left(-\frac{2}{3}\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{AD}\right) \cdot \left(-\overrightarrow{AB} - \frac{1}{2}\overrightarrow{AD}\right) = \frac{2}{3}|\overrightarrow{AB}|^2 + \frac{1}{2}|\overrightarrow{AD}|^2 + \frac{5}{6}\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AD} = 12$$。

代入 $$|\overrightarrow{AB}| = 3$$,$$|\overrightarrow{AD}| = 2$$,解得 $$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AD} = 6\cos\theta = 0$$,故 $$\theta = \frac{\pi}{2}$$。答案为 D

4. 由 $$|\vec{a}| = |\vec{b}| = |\vec{a} - \vec{b}|$$,平方得:

$$|\vec{a}|^2 = |\vec{b}|^2 = |\vec{a}|^2 + |\vec{b}|^2 - 2\vec{a} \cdot \vec{b}$$,解得 $$\vec{a} \cdot \vec{b} = \frac{1}{2}|\vec{a}|^2$$。

设夹角为 $$\phi$$,则 $$\cos\phi = \frac{\vec{a} \cdot (\vec{a} + \vec{b})}{|\vec{a}||\vec{a} + \vec{b}|} = \frac{|\vec{a}|^2 + \frac{1}{2}|\vec{a}|^2}{|\vec{a}| \cdot \sqrt{3}|\vec{a}|} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$,故 $$\phi = 30^\circ$$。答案为 D

5. 展开 $$(2\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}) \cdot (\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}) = 9$$,得:

$$2|\overrightarrow{a}|^2 + 3\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} + |\overrightarrow{b}|^2 = 9$$

代入 $$|\overrightarrow{a}| = 1$$,$$|\overrightarrow{b}| = 2$$,解得 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = -1$$。

夹角的余弦值为 $$\cos\theta = \frac{-1}{1 \times 2} = -\frac{1}{2}$$,故 $$\theta = 120^\circ$$。答案为 C

6. 由 $$(\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}) \perp \overrightarrow{a}$$,得 $$\overrightarrow{a} \cdot (\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}) = 0$$,即 $$|\overrightarrow{a}|^2 + \overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 0$$。

代入 $$|\overrightarrow{a}| = 1$$,解得 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = -1$$。

夹角的余弦值为 $$\cos\theta = \frac{-1}{1 \times 2} = -\frac{1}{2}$$,故 $$\theta = 120^\circ$$。答案为 C

7. 由 $$\overrightarrow{AP} \perp \overrightarrow{BC}$$,得 $$\overrightarrow{AP} \cdot \overrightarrow{BC} = 0$$。

$$\overrightarrow{AP} = \overrightarrow{AB} + \lambda \overrightarrow{AC}$$,$$\overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AB}$$。

点积为 $$(\overrightarrow{AB} + \lambda \overrightarrow{AC}) \cdot (\overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AB}) = 0$$,展开得:

$$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} - |\overrightarrow{AB}|^2 + \lambda |\overrightarrow{AC}|^2 - \lambda \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = 0$$

代入 $$|\overrightarrow{AB}| = 2$$,$$|\overrightarrow{AC}| = 4$$,$$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = 2 \times 4 \times \cos 60^\circ = 4$$,解得 $$\lambda = -\frac{4}{5}$$。答案为 B

8. 由 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = |\overrightarrow{a}|$$,得 $$2t + 0 \times 1 = 2$$,故 $$t = 1$$。

夹角的余弦值为 $$\cos\theta = \frac{\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{a}||\overrightarrow{b}|} = \frac{2}{\sqrt{4} \times \sqrt{1 + 1}} = \frac{\sqrt{2}}{2}$$,故 $$\theta = \frac{\pi}{4}$$。答案为 B

9. 由 $$\overrightarrow{a} \cdot (\overrightarrow{b} - \overrightarrow{a}) = -4$$,得 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} - |\overrightarrow{a}|^2 = -4$$。

代入 $$|\overrightarrow{a}| = 1$$,解得 $$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = -3$$。

夹角的余弦值为 $$\cos\theta = \frac{-3}{1 \times 2\sqrt{3}} = -\frac{\sqrt{3}}{2}$$,故 $$\theta = \frac{5\pi}{6}$$。答案为 D

10. 由 $$(\overrightarrow{m} - \overrightarrow{n}) \perp (t\overrightarrow{m} + \overrightarrow{n})$$,得 $$(\overrightarrow{m} - \overrightarrow{n}) \cdot (t\overrightarrow{m} + \overrightarrow{n}) = 0$$。

展开得 $$t|\overrightarrow{m}|^2 + \overrightarrow{m} \cdot \overrightarrow{n} - t\overrightarrow{m} \cdot \overrightarrow{n} - |\overrightarrow{n}|^2 = 0$$。

设 $$|\overrightarrow{m}| = 2k$$,$$|\overrightarrow{n}| = 3k$$,则 $$\overrightarrow{m} \cdot \overrightarrow{n} = 2k \times 3k \times \frac{3}{4} = \frac{9k^2}{2}$$。

代入化简得 $$4tk^2 + \frac{9k^2}{2} - \frac{9tk^2}{2} - 9k^2 = 0$$,解得 $$t = -9$$。答案为 D

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