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月考进阶自测题解析-湖北省等高二数学必修,平均正确率54.0%

2025-09-29
向量的夹角-向量的数量积知识点月考进阶自测题解析-湖北省等高二数学必修,平均正确率54.0%
1、['充分、必要条件的判定', '向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率60.0%已知非零向量$${{a}{⃗}}$$,$${{b}^{⃗}}$$,那么$${{“}}$$$${{a}{⃗}}$$,$${{b}^{⃗}}$$的夹角为钝角$${{”}}$$是$${{“}}$$$$\vec{a} \cdot\vec{b} < 0$$$${{”}}$$的(

A

A.充分不必要条件

B.必要不充分条件

C.充分必要条件

D.既不充分也不必要条件

2、['数量积的运算律', '向量的夹角', '特殊角的三角函数值']

正确率60.0%已知向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足$$| \overrightarrow{a} |=1, ~ ~ | \overrightarrow{b} |=\sqrt{2},$$$$| 3 \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} |=\sqrt{5}$$,则$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$的夹角为(

D

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

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

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

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

3、['数量积的性质', '数量积的运算律', '向量的夹角']

正确率60.0%已知向量$${{a}^{→}}$$,$${{b}^{→}}$$满足$$| \overrightarrow{a} |=\sqrt{6}$$,$$| \vec{b} |=\sqrt{2}$$,$$( \overrightarrow{a}-\overrightarrow{b} ) \cdot\overrightarrow{b}=1$$,则向量$${{a}^{→}}$$,$${{b}^{→}}$$夹角的大小等于(

A

A.$${{3}{0}{°}}$$

B.$${{4}{5}{°}}$$

C.$${{6}{0}{°}}$$

D.$${{1}{2}{0}{°}}$$

4、['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%已知向量$$\overrightarrow{a}, \, \, \, \overrightarrow{b}, \, \, \, | \overrightarrow{a} |=2, \, \, \, | \overrightarrow{b} |=1,$$若$$\vec{b} \cdot( \vec{b}-\vec{a} ) \ =2,$$则向量$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为(

B

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

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

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

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

5、['向量加法的定义及运算法则', '向量坐标与向量的数量积', '向量的夹角']

正确率40.0%已知$$| \overrightarrow{O A} |=1, \, \, \, | \overrightarrow{O B} |=\sqrt{3}, \, \, \, \overrightarrow{O A} \cdot\overrightarrow{O B}=0$$,点$${{C}}$$在$${{∠}{A}{O}{B}}$$内,且$${{O}{C}^{⇀}}$$与$${{O}{A}^{⇀}}$$的夹角为$${{3}{0}^{∘}}$$,设$$\overrightarrow{O C}=m \overrightarrow{O A}+n \overrightarrow{O B} ( m, n \in R ),$$则$$\frac{m} {n}$$的值为(

C

A.$${{2}}$$

B.$$\frac{5} {2}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

6、['向量坐标与向量的数量积', '椭圆的标准方程', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '向量的数量积的定义', '向量的夹角', '双曲线的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '双曲线的标准方程']

正确率40.0%设椭圆$$C_{1} \colon~ \frac{x^{2}} {1 2}+\frac{y^{2}} {8}=1$$与双曲线$$C_{2} \colon\ m x^{2}-y^{2}=1 \left( m > 0 \right)$$有公共的焦点$${{F}_{1}{,}{{F}_{2}}}$$,点$${{P}}$$是$${{C}_{1}}$$与$${{C}_{2}}$$的一个公共点,则$$\operatorname{c o s} \angle F_{1} P F_{2}$$的值为(

A

A.$$\begin{array} {l l} {7} \\ {\frac{7} {9}} \\ \end{array}$$

B.$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {9}} \\ \end{array}$$

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

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

7、['数量积的运算律', '充分、必要条件的判定', '向量的夹角']

正确率60.0%已知向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足$$\overrightarrow{a} \cdot( \overrightarrow{b}+\overrightarrow{a} )=2,$$且$$| \overrightarrow{a} |=1$$,则$$` ` | \overrightarrow{b} | \geq2^{n}$$是$${{“}{{a}^{→}}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角大于$$\frac{\pi} {6},$$的(

A

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

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

正确率40.0%已知$${{{e}_{1}}^{→}{,}{{{e}_{2}}^{→}}}$$是夹角为$${{6}{0}^{∘}}$$的两个单位向量,则$$\overrightarrow{a}=2 \overrightarrow{e_{1}}+\overrightarrow{e_{2}}$$与$$\vec{b}=-3 \vec{e_{1}}+2 \vec{e_{2}}$$的夹角是(

C

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{6}{0}^{∘}}$$

C.$${{1}{2}{0}^{∘}}$$

D.$${{1}{5}{0}^{∘}}$$

9、['向量坐标与向量的数量积', '向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率60.0%已知向量$$\overrightarrow{a}=( 3,-4 ), | \overrightarrow{b} |=2,$$若$$\overrightarrow{a} \cdot\overrightarrow{b}=5,$$则$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为$${{(}{)}}$$

B

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

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

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

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

10、['向量加法的定义及运算法则', '向量减法的定义及运算法则', '向量的模', '向量的夹角']

正确率60.0%已知两个非零向量$${{a}{、}{b}}$$满足$$| a+b |=| a-b |=2 | b |$$,则$${{a}{+}{b}}$$与$${{a}{−}{b}}$$的夹角为

B

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

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

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

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

1. 已知非零向量$$\vec{a}$$,$$\vec{b}$$,那么"$$\vec{a}$$,$$\vec{b}$$的夹角为钝角"是"$$\vec{a} \cdot \vec{b} < 0$$"的( )。

解析:设夹角为$$\theta$$,则$$\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}||\vec{b}|\cos\theta$$

当$$\theta$$为钝角时,$$\cos\theta < 0$$,所以$$\vec{a} \cdot \vec{b} < 0$$

当$$\vec{a} \cdot \vec{b} < 0$$时,$$\cos\theta < 0$$,但$$\theta$$可能为$$\pi$$(平角),此时不是钝角

所以是充分不必要条件,选A

2. 已知向量$$\vec{a}$$,$$\vec{b}$$满足$$|\vec{a}| = 1$$,$$|\vec{b}| = \sqrt{2}$$,$$|3\vec{a} + \vec{b}| = \sqrt{5}$$,求夹角

解析:$$|3\vec{a} + \vec{b}|^2 = 9|\vec{a}|^2 + |\vec{b}|^2 + 6\vec{a} \cdot \vec{b}$$

$$5 = 9 \times 1 + 2 + 6|\vec{a}||\vec{b}|\cos\theta$$

$$5 = 11 + 6\sqrt{2}\cos\theta$$

$$\cos\theta = -\frac{1}{\sqrt{2}}$$

$$\theta = \frac{3\pi}{4}$$,选D

3. 已知向量$$\vec{a}$$,$$\vec{b}$$满足$$|\vec{a}| = \sqrt{6}$$,$$|\vec{b}| = \sqrt{2}$$,$$(\vec{a} - \vec{b}) \cdot \vec{b} = 1$$,求夹角

解析:$$(\vec{a} - \vec{b}) \cdot \vec{b} = \vec{a} \cdot \vec{b} - |\vec{b}|^2 = 1$$

$$\vec{a} \cdot \vec{b} = 1 + 2 = 3$$

$$\cos\theta = \frac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}||\vec{b}|} = \frac{3}{\sqrt{6} \times \sqrt{2}} = \frac{3}{\sqrt{12}} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$

$$\theta = 30^\circ$$,选A

4. 已知向量$$\vec{a}$$,$$\vec{b}$$,$$|\vec{a}| = 2$$,$$|\vec{b}| = 1$$,$$\vec{b} \cdot (\vec{b} - \vec{a}) = 2$$,求夹角

解析:$$\vec{b} \cdot (\vec{b} - \vec{a}) = |\vec{b}|^2 - \vec{a} \cdot \vec{b} = 2$$

$$1 - \vec{a} \cdot \vec{b} = 2$$

$$\vec{a} \cdot \vec{b} = -1$$

$$\cos\theta = \frac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}||\vec{b}|} = \frac{-1}{2 \times 1} = -\frac{1}{2}$$

$$\theta = \frac{2\pi}{3}$$,选B

5. 已知$$|\overrightarrow{OA}| = 1$$,$$|\overrightarrow{OB}| = \sqrt{3}$$,$$\overrightarrow{OA} \cdot \overrightarrow{OB} = 0$$,点C在$$\angle AOB$$内,$$\overrightarrow{OC}$$与$$\overrightarrow{OA}$$的夹角为$$30^\circ$$,$$\overrightarrow{OC} = m\overrightarrow{OA} + n\overrightarrow{OB}$$,求$$\frac{m}{n}$$

解析:建立坐标系,设$$A(1,0)$$,$$B(0,\sqrt{3})$$

$$\overrightarrow{OC} = (m, \sqrt{3}n)$$

$$\overrightarrow{OC}$$与$$\overrightarrow{OA}$$夹角为$$30^\circ$$,所以$$\tan 30^\circ = \frac{\sqrt{3}n}{m} = \frac{\sqrt{3}}{3}$$

$$\frac{n}{m} = \frac{1}{3}$$,所以$$\frac{m}{n} = 3$$,选C

6. 椭圆$$C_1: \frac{x^2}{12} + \frac{y^2}{8} = 1$$与双曲线$$C_2: mx^2 - y^2 = 1$$有公共焦点,点P是公共点,求$$\cos \angle F_1PF_2$$

解析:椭圆$$c^2 = 12 - 8 = 4$$,焦点$$F_1(-2,0)$$,$$F_2(2,0)$$

双曲线$$c^2 = \frac{1}{m} + 1 = 4$$,得$$m = \frac{1}{3}$$

由椭圆定义:$$|PF_1| + |PF_2| = 2\sqrt{12} = 4\sqrt{3}$$

由双曲线定义:$$| |PF_1| - |PF_2| | = 2\sqrt{3}$$

设$$|PF_1| = x$$,$$|PF_2| = y$$,则$$x + y = 4\sqrt{3}$$,$$|x - y| = 2\sqrt{3}$$

解得$$x = 3\sqrt{3}$$,$$y = \sqrt{3}$$(或互换)

$$\cos \angle F_1PF_2 = \frac{x^2 + y^2 - |F_1F_2|^2}{2xy} = \frac{27 + 3 - 16}{2 \times 3\sqrt{3} \times \sqrt{3}} = \frac{14}{18} = \frac{7}{9}$$,选A

7. 已知向量$$\vec{a}$$,$$\vec{b}$$满足$$\vec{a} \cdot (\vec{b} + \vec{a}) = 2$$,且$$|\vec{a}| = 1$$,则"$$|\vec{b}| \geq 2$$"是"$$\vec{a}$$与$$\vec{b}$$的夹角大于$$\frac{\pi}{6}$$"的( )

解析:$$\vec{a} \cdot (\vec{b} + \vec{a}) = \vec{a} \cdot \vec{b} + |\vec{a}|^2 = \vec{a} \cdot \vec{b} + 1 = 2$$

$$\vec{a} \cdot \vec{b} = 1$$

设夹角为$$\theta$$,则$$\cos\theta = \frac{1}{|\vec{b}|}$$

夹角大于$$\frac{\pi}{6}$$等价于$$\cos\theta < \cos\frac{\pi}{6} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$

即$$\frac{1}{|\vec{b}|} < \frac{\sqrt{3}}{2}$$,$$|\vec{b}| > \frac{2}{\sqrt{3}} \approx 1.155$$

$$|\vec{b}| \geq 2$$能推出夹角大于$$\frac{\pi}{6}$$,但反之不成立

所以是充分不必要条件,选A

8. 已知$$\vec{e_1}$$,$$\vec{e_2}$$是夹角为$$60^\circ$$的单位向量,$$\vec{a} = 2\vec{e_1} + \vec{e_2}$$,$$\vec{b} = -3\vec{e_1} + 2\vec{e_2}$$,求夹角

解析:$$\vec{e_1} \cdot \vec{e_2} = \cos 60^\circ = \frac{1}{2}$$

$$\vec{a} \cdot \vec{b} = (2\vec{e_1} + \vec{e_2}) \cdot (-3\vec{e_1} + 2\vec{e_2}) = -6 + 4 + (-3 + 2)\frac{1}{2} = -2 - \frac{1}{2} = -\frac{5}{2}$$

$$|\vec{a}|^2 = 4 + 1 + 4 \times \frac{1}{2} = 7$$,$$|\vec{a}| = \sqrt{7}$$

$$|\vec{b}|^2 = 9 + 4 - 12 \times \frac{1}{2} = 7$$,$$|\vec{b}| = \sqrt{7}$$

$$\cos\theta = \frac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}||\vec{b}|} = \frac{-\frac{5}{2}}{7} = -\frac{5}{14}$$

$$\theta \approx 111^\circ$$,最接近$$120^\circ$$,选C

9. 已知向量$$\vec{a} = (3,-4)$$,$$|\vec{b}| = 2$$,$$\vec{a} \cdot \vec{b} = 5$$,求夹角

解析:$$|\vec{a}| = \sqrt{9 + 16} = 5$$

$$\cos\theta = \frac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}||\vec{b}|} = \frac{5}{5 \times 2} = \frac{1}{2}$$

$$\theta = \frac{\pi}{3}$$,选B

10. 已知两个非零向量$$\vec{a}$$,$$\vec{b}$$满足$$|\vec{a} + \vec{b}| = |\vec{a} - \vec{b}| = 2|\vec{b}|$$,求$$\vec{a} + \vec{b}$$与$$\vec{a} - \vec{b}$$的夹角

解析:$$|\vec{a} + \vec{b}|^2 = |\vec{a} - \vec{b}|^2$$得$$\vec{a} \cdot \vec{b} = 0$$

$$|\vec{a} + \vec{b}|^2 = |\vec{a}|^2 + |\vec{b}|^2 = 4|\vec{b}|^2$$,所以$$|\vec{a}|^2 = 3|\vec{b}|^2$$

$$(\vec{a} + \vec{b}) \cdot (\vec{a} - \vec{b}) = |\vec{a}|^2 - |\vec{b}|^2 = 3|\vec{b}|^2 - |\vec{b}|^2 = 2|\vec{b}|^2$$

$$|\vec{a} + \vec{b}| = |\vec{a} - \vec{b}| = 2|\vec{b}|$$

$$\cos\theta = \frac{2|\vec{b}|^2}{2|\vec{b}| \times 2|\vec{b}|} = \frac{1}{2}$$

$$\theta = \frac{\pi}{3}$$,选B

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