格物学 第六章 平面向量及其应用向量的数量积

向量垂直-向量的数量积知识点月考进阶自测题解析-河北省等高二数学必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-05-31
向量垂直-向量的数量积知识点月考进阶自测题解析-河北省等高二数学必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['平面向量的概念', '向量垂直']

正确率80.0%已知$${{a}^{→}}$$、$${{b}^{→}}$$是互相垂直的单位向量,则下列四个向量中模最大的是$${{(}{)}}$$

A.$$\frac{1} {2} \overrightarrow{a}+\frac{1} {2} \overrightarrow{b}$$

B.$$\frac{1} {3} \overrightarrow{a}+\frac{2} {3} \overrightarrow{b}$$

C.$$\frac{3} {4} \overrightarrow{a}+\frac{1} {4} \overrightarrow{b}$$

D.$$- \frac{1} {5} \overrightarrow{a}+\frac{6} {5} \overrightarrow{b}$$

2、['向量加法的定义及运算法则', '向量的模', '数量积的性质', '数量积的运算律', '向量垂直', '向量的数量积的定义']

正确率60.0%设点$${{M}}$$是线段$${{B}{C}}$$的中点,点$${{A}}$$在直线$${{B}{C}}$$外,若$$\frac{\vert\overrightarrow{B C} \vert} {}^{2}=1 6, \, \, \, | \overrightarrow{A B}+\overrightarrow{A C} |=| \overrightarrow{A B}-\overrightarrow{A C} |,$$则$$| \overrightarrow{A M} |=$$(

C

A.$${{8}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{1}}$$

4、['向量的模', '数量积的性质', '向量垂直']

正确率40.0%若平面向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足$$| \overrightarrow{a} |=1, ~ ~ | \overrightarrow{b} |=2$$,且$$| \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} |=| \overrightarrow{a}-\overrightarrow{b} |$$,则$$| 2 \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} |$$等于$${{(}{)}}$$

B

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

B.$${{2}{\sqrt {2}}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{8}}$$

5、['数量积的运算律', '向量垂直', '向量的夹角']

正确率60.0%若$$\left| \overrightarrow{a} \right|=2, \left| \overrightarrow{b} \right|=4, \left( \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} \right) \perp\overrightarrow{a},$$则$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为(

C

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

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

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

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

6、['椭圆的离心率', '椭圆的对称性', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '椭圆的定义', '向量垂直']

正确率40.0%设椭圆$$C_{!} \, \, \, \frac{x^{2}} {a^{2}}+\frac{y^{2}} {b^{2}} {=} 1 ( a > b > 0 )$$的右焦点为$${{F}}$$,椭圆$${{C}}$$上的两点$${{A}{、}{B}}$$关于原点对称,且满足$$\overrightarrow{F A}. \overrightarrow{F B}=0, \; \; | F B | \leqslant| F A | \leqslant2 | F B |,$$则椭圆$${{C}}$$的离心率的取值范围是(

A

A.$$[ \frac{\sqrt2} {2}, \frac{\sqrt5} {3} ]$$

B.$$( \frac{\sqrt{5}} {3}, 1 )$$

C.$$[ \frac{\sqrt2} 2, \sqrt3-1 ]$$

D.$$[ \sqrt{3}-1, 1 )$$

7、['数量积的性质', '数量积的运算律', '向量垂直']

正确率60.0%已知$$| \overrightarrow{a} |=4, ~ | \overrightarrow{b} |=3$$,且$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$不共线,若向量$$\overrightarrow{a}+k \overrightarrow{b}$$与$$\overrightarrow{a}-k \overrightarrow{b}$$互相垂直,则$${{k}}$$的值为(

A

A.$$\pm\frac{4} {3}$$

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

C.$$\pm\frac{2 \sqrt{3}} {3}$$

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

8、['数量积的运算律', '向量垂直']

正确率60.0%已知非零向量$${{m}{⃗}{,}{{n}{⃗}}}$$满足$$\left| \vec{m} \left|=2 \right| \vec{n} \right|, \, \, \operatorname{c o s} \left< \vec{m}, \vec{n} \right>=\frac{1} {3},$$若$$\vec{m} \perp( t \vec{n}+\vec{m} ) \,,$$则实数$${{t}}$$的值为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{−}{6}}$$

B.$$- \frac2 3$$

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

D.$${{2}}$$

9、['数量积的运算律', '向量垂直']

正确率40.0%已知向量$$a, ~ b, ~ c$$满足$$| a |=1, \, \, c=a+b, \, \, c \perp a$$,则$$a \cdot b=( \eta)$$

B

A.$${{−}{2}}$$

B.$${{−}{1}}$$

C.$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

10、['向量垂直', '椭圆的其他性质']

正确率40.0%已知$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$是椭圆$$C : \frac{x^{2}} {8}+\frac{y^{2}} {4}=1$$的两个焦点,在$${{C}}$$上满足$$\overrightarrow{P F_{1}} \cdot P \overrightarrow{F_{2}}=0$$的点$${{P}}$$的个数为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{0}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{4}}$$

D.无数个

1. 由于$${{a}^{→}}$$和$${{b}^{→}}$$是互相垂直的单位向量,计算各选项的模:

A. $$\left| \frac{1}{2} \overrightarrow{a} + \frac{1}{2} \overrightarrow{b} \right| = \sqrt{\left( \frac{1}{2} \right)^2 + \left( \frac{1}{2} \right)^2} = \frac{\sqrt{2}}{2} \approx 0.707$$

B. $$\left| \frac{1}{3} \overrightarrow{a} + \frac{2}{3} \overrightarrow{b} \right| = \sqrt{\left( \frac{1}{3} \right)^2 + \left( \frac{2}{3} \right)^2} = \frac{\sqrt{5}}{3} \approx 0.745$$

C. $$\left| \frac{3}{4} \overrightarrow{a} + \frac{1}{4} \overrightarrow{b} \right| = \sqrt{\left( \frac{3}{4} \right)^2 + \left( \frac{1}{4} \right)^2} = \frac{\sqrt{10}}{4} \approx 0.791$$

D. $$\left| -\frac{1}{5} \overrightarrow{a} + \frac{6}{5} \overrightarrow{b} \right| = \sqrt{\left( -\frac{1}{5} \right)^2 + \left( \frac{6}{5} \right)^2} = \frac{\sqrt{37}}{5} \approx 1.216$$

显然,D选项的模最大,因此答案为 D

2. 由题意,点$${{M}}$$是线段$${{B}{C}}$$的中点,且$$|\overrightarrow{B C}|^2 = 16$$,即$$|\overrightarrow{B C}| = 4$$。根据向量关系$$|\overrightarrow{A B} + \overrightarrow{A C}| = |\overrightarrow{A B} - \overrightarrow{A C}|$$,平方后得到:

$$|\overrightarrow{A B} + \overrightarrow{A C}|^2 = |\overrightarrow{A B} - \overrightarrow{A C}|^2$$

展开得:$$|\overrightarrow{A B}|^2 + |\overrightarrow{A C}|^2 + 2 \overrightarrow{A B} \cdot \overrightarrow{A C} = |\overrightarrow{A B}|^2 + |\overrightarrow{A C}|^2 - 2 \overrightarrow{A B} \cdot \overrightarrow{A C}$$

化简得:$$4 \overrightarrow{A B} \cdot \overrightarrow{A C} = 0$$,即$$\overrightarrow{A B} \cdot \overrightarrow{A C} = 0$$,说明$${{A}}$$在以$${{B}{C}}$$为直径的圆上。

因此,$$|\overrightarrow{A M}|$$为圆的半径,即$$\frac{|\overrightarrow{B C}|}{2} = 2$$,答案为 C

4. 由$$|\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}| = |\overrightarrow{a} - \overrightarrow{b}|$$,平方后得:

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

化简得:$$4 \overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 0$$,即$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 0$$,说明$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$垂直。

因此,$$|2 \overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}| = \sqrt{(2 \overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}) \cdot (2 \overrightarrow{a} + \overrightarrow{b})} = \sqrt{4 |\overrightarrow{a}|^2 + |\overrightarrow{b}|^2} = \sqrt{4 \times 1 + 4} = \sqrt{8} = 2 \sqrt{2}$$,答案为 B

5. 由$$(\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}) \perp \overrightarrow{a}$$,得$$(\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}) \cdot \overrightarrow{a} = 0$$,即:

$$|\overrightarrow{a}|^2 + \overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 0$$

代入已知$$|\overrightarrow{a}| = 2$$,得$$4 + \overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 0$$,即$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = -4$$。

设夹角为$$\theta$$,则$$\cos \theta = \frac{\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{a}| |\overrightarrow{b}|} = \frac{-4}{2 \times 4} = -\frac{1}{2}$$,因此$$\theta = \frac{2 \pi}{3}$$,答案为 C

6. 设椭圆离心率为$$e$$,右焦点$$F(c, 0)$$,点$$A(x, y)$$,则$$B(-x, -y)$$。由$$\overrightarrow{F A} \cdot \overrightarrow{F B} = 0$$,得:

$$(x - c)(-x - c) + y(-y) = 0$$,即$$-x^2 + c^2 - y^2 = 0$$,整理得$$x^2 + y^2 = c^2$$。

结合椭圆方程$$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$$,消去$$y$$得$$x^2 = \frac{a^2 (c^2 - b^2)}{a^2 - b^2}$$。

由$$|F B| \leq |F A| \leq 2 |F B|$$,代入距离公式并化简,最终得到$$e \in \left[ \frac{\sqrt{2}}{2}, \frac{\sqrt{5}}{3} \right]$$,答案为 A

7. 由$$(\overrightarrow{a} + k \overrightarrow{b}) \perp (\overrightarrow{a} - k \overrightarrow{b})$$,得:

$$(\overrightarrow{a} + k \overrightarrow{b}) \cdot (\overrightarrow{a} - k \overrightarrow{b}) = 0$$,即$$|\overrightarrow{a}|^2 - k^2 |\overrightarrow{b}|^2 = 0$$。

代入$$|\overrightarrow{a}| = 4$$,$$|\overrightarrow{b}| = 3$$,得$$16 - 9k^2 = 0$$,解得$$k = \pm \frac{4}{3}$$,答案为 A

8. 由$$\vec{m} \perp (t \vec{n} + \vec{m})$$,得$$\vec{m} \cdot (t \vec{n} + \vec{m}) = 0$$,即:

$$t \vec{m} \cdot \vec{n} + |\vec{m}|^2 = 0$$。

已知$$|\vec{m}| = 2 |\vec{n}|$$,设$$|\vec{n}| = 1$$,则$$|\vec{m}| = 2$$,且$$\cos \left< \vec{m}, \vec{n} \right> = \frac{1}{3}$$,即$$\vec{m} \cdot \vec{n} = 2 \times 1 \times \frac{1}{3} = \frac{2}{3}$$。

代入得$$t \times \frac{2}{3} + 4 = 0$$,解得$$t = -6$$,答案为 A

9. 由$$c = a + b$$且$$c \perp a$$,得$$c \cdot a = 0$$,即:

$$(a + b) \cdot a = 0$$,展开得$$|a|^2 + a \cdot b = 0$$。

代入$$|a| = 1$$,得$$1 + a \cdot b = 0$$,即$$a \cdot b = -1$$,答案为 B

10. 椭圆$$C: \frac{x^2}{8} + \frac{y^2}{4} = 1$$的半长轴$$a = 2 \sqrt{2}$$,半短轴$$b = 2$$,焦距$$c = 2$$。设点$$P(x, y)$$在椭圆上,满足$$\overrightarrow{P F_1} \cdot \overrightarrow{P F_2} = 0$$,即$$(x + 2)(x - 2) + y^2 = 0$$,整理得$$x^2 + y^2 = 4$$。

联立椭圆方程,解得$$x^2 = 4$$,$$y^2 = 0$$,即$$P(\pm 2, 0)$$。但$$(\pm 2, 0)$$不在椭圆上(因为$$\frac{4}{8} + \frac{0}{4} = \frac{1}{2} \neq 1$$),因此无解,答案为 A

题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱
高中知识点
其他知识点