格物学 第六章 平面向量及其应用向量的数量积

数量积的运算律-向量的数量积知识点考前进阶自测题解析-陕西省等高二数学必修,平均正确率52.0%

2025-08-21
数量积的运算律-向量的数量积知识点考前进阶自测题解析-陕西省等高二数学必修,平均正确率52.0%
1、['向量的模', '数量积的运算律', '向量垂直', '向量的夹角', '同角三角函数的平方关系']

正确率40.0%设向量$$\overrightarrow{a}=( \operatorname{s i n} 1 5^{\circ}, \operatorname{c o s} 1 5^{\circ} ) \,, \, \, \, \, \overrightarrow{b}=( \operatorname{c o s} 1 5^{\circ}, \operatorname{s i n} 1 5^{\circ} ) \,,$$则向量$${{a}^{→}{+}{{b}^{→}}}$$与$${{a}^{→}{−}{{b}^{→}}}$$的夹角为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{9}{0}^{∘}}$$

B.$${{6}{0}^{∘}}$$

C.$${{4}{5}^{∘}}$$

D.$${{3}{0}^{∘}}$$

2、['平面向量加法、减法的坐标运算', '向量坐标与向量的数量积', '数量积的运算律', '正弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%扇形$${{O}{A}{B}}$$的半径为$${{1}}$$,圆心角为$$9 0^{\circ} \,, \ P$$是$$\widehat{A B}$$上的动点,$$\overrightarrow{O P} \cdot( \overrightarrow{O A}-\overrightarrow{O B} )$$的最小值是

A

A.$${{−}{1}}$$

B.$${{0}}$$

C.$${{−}{\sqrt {2}}}$$

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

3、['向量的模', '数量积的性质', '数量积的运算律', '投影的数量']

正确率40.0%已知平面向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足$$\vert\overrightarrow{a} \vert=4, \, \, \overrightarrow{b}=( 1, 2 ), \, \, ( \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} ) \cdot\overrightarrow{b}=1 0$$则向量$${{a}^{→}}$$在向量$${{b}^{→}}$$方向上的投影为$${{(}{)}}$$

D

A.$${{2}}$$

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

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

D.$${\sqrt {5}}$$

4、['数量积的运算律', '向量的夹角']

正确率60.0%$$| \overrightarrow{a} |=1, \, \, | \overrightarrow{b} |=2, \, \, \, \overrightarrow{a} \cdot( \overrightarrow{a}-2 \overrightarrow{b} )=\frac{3} {2}$$,则向量$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$夹角的余弦值为(

B

A.$$\frac{1} {8}$$

B.$$- \frac{1} {8}$$

C.$$\pm\frac{1} {8}$$

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

5、['向量的模', '数量积的运算律', '向量垂直']

正确率40.0%已知$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$是两个向量,$$| \overrightarrow{a} |=1, ~ ~ | \overrightarrow{b} |=2$$,且$$( \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} ) / \perp\overrightarrow{a}$$,若在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$$\overrightarrow{A B}=\overrightarrow{a}, \, \, \, \overrightarrow{A C}=\overrightarrow{b}, \, \, D$$为$${{B}{C}}$$中点,则$${{A}{D}}$$的长为(

D

A.$$\frac{\sqrt{7}} {2}$$

B.$$\frac{\sqrt6} {2}$$

C.$$\frac{\sqrt5} {2}$$

D.$$\frac{\sqrt3} {2}$$

6、['数量积的运算律', '向量的夹角']

正确率60.0%若向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足:$$| \overrightarrow{a} |=\sqrt{2}, \; \; | \overrightarrow{b} |=2$$且$$( \overrightarrow{a}-\overrightarrow{b} ) \perp\overrightarrow{a}$$,则$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角是$${{(}{)}}$$

B

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

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

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

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

7、['数量积的运算律', '向量垂直', '向量的夹角']

正确率60.0%已知向量$${{a}^{→}{、}{{b}^{→}}}$$满足$$| \overrightarrow{a} |=3, \; \; | \overrightarrow{b} |=2 \sqrt{3}$$,且$$\overrightarrow{a} \perp( \overrightarrow{a}-\overrightarrow{b} ),$$则向量$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角是(

A

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

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

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

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

8、['数量积的运算律', '向量的数量积的定义']

正确率60.0%已知$${{O}}$$是边长为$${{1}}$$的等边$${{Δ}{A}{B}{C}}$$的中心,则$$\left( \overrightarrow{O A}+\overrightarrow{O B} \right) \cdot\left( \overrightarrow{O A}+\overrightarrow{O C} \right)=\alpha$$

D

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

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

C.$$- \frac{\sqrt{3}} {6}$$

D.$$- \frac{1} {6}$$

9、['数量积的运算律', '投影向量(投影)', '向量的数量积的定义']

正确率60.0%已知向量$${{a}{⃗}{,}{{b}^{⃗}}}$$的夹角为$${{6}{0}^{0}}$$,且$$\left\vert\vec{a} \right\vert=\left\vert\vec{b} \right\vert=2,$$则向量$${{a}{⃗}{+}{{b}^{⃗}}}$$在向量$${{a}{⃗}}$$方向上的投影为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{3}}$$

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

C.$${{−}{3}}$$

D.$${{−}{\sqrt {3}}}$$

10、['向量坐标与向量的数量积', '数量积的运算律']

正确率60.0%已知向量$$\overrightarrow{a}=( x, x-1 ), \; \; \overrightarrow{b}=( x,-4 )$$,若$$| \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} |=| \overrightarrow{a}-\overrightarrow{b} |$$,则实数$${{x}}$$的值为

D

A.$${{−}{3}}$$或$${{1}}$$

B.$${{1}}$$

C.$$\frac{1} {2}$$或$${{1}}$$

D.$${{2}}$$

1. 设向量$$\overrightarrow{a}=(\sin 15^\circ, \cos 15^\circ)$$,$$\overrightarrow{b}=(\cos 15^\circ, \sin 15^\circ)$$,则向量$$\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}$$与$$\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b}$$的夹角为( )。

计算:$$\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}=(\sin 15^\circ+\cos 15^\circ, \cos 15^\circ+\sin 15^\circ)$$

$$\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b}=(\sin 15^\circ-\cos 15^\circ, \cos 15^\circ-\sin 15^\circ)$$

点积:$$(\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b})\cdot(\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b})=(\sin 15^\circ+\cos 15^\circ)(\sin 15^\circ-\cos 15^\circ)+(\cos 15^\circ+\sin 15^\circ)(\cos 15^\circ-\sin 15^\circ)$$

$$=(\sin^2 15^\circ-\cos^2 15^\circ)+(\cos^2 15^\circ-\sin^2 15^\circ)=0$$

点积为0,夹角为$$90^\circ$$,选A。

2. 扇形$$OAB$$的半径为$$1$$,圆心角为$$90^\circ$$,$$P$$是$$\widehat{AB}$$上的动点,$$\overrightarrow{OP}\cdot(\overrightarrow{OA}-\overrightarrow{OB})$$的最小值是( )。

设坐标系:$$O=(0,0)$$,$$A=(1,0)$$,$$B=(0,1)$$

$$\overrightarrow{OA}-\overrightarrow{OB}=(1,-1)$$

设$$P=(\cos\theta,\sin\theta)$$,$$\theta\in[0,\frac{\pi}{2}]$$

$$\overrightarrow{OP}\cdot(\overrightarrow{OA}-\overrightarrow{OB})=\cos\theta-\sin\theta$$

$$=\sqrt{2}\cos(\theta+\frac{\pi}{4})$$

当$$\theta=\frac{\pi}{2}$$时,$$\cos(\frac{\pi}{2}+\frac{\pi}{4})=\cos\frac{3\pi}{4}=-\frac{\sqrt{2}}{2}$$

最小值为$$\sqrt{2}\times(-\frac{\sqrt{2}}{2})=-1$$,选A。

3. 已知平面向量$$\overrightarrow{a}$$,$$\overrightarrow{b}$$满足$$|\overrightarrow{a}|=4$$,$$\overrightarrow{b}=(1,2)$$,$$(\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b})\cdot\overrightarrow{b}=10$$,则向量$$\overrightarrow{a}$$在向量$$\overrightarrow{b}$$方向上的投影为( )。

$$(\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b})\cdot\overrightarrow{b}=\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}+|\overrightarrow{b}|^2=10$$

$$|\overrightarrow{b}|=\sqrt{1^2+2^2}=\sqrt{5}$$,$$|\overrightarrow{b}|^2=5$$

$$\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=10-5=5$$

投影:$$\frac{\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{b}|}=\frac{5}{\sqrt{5}}=\sqrt{5}$$,选D。

4. $$|\overrightarrow{a}|=1$$,$$|\overrightarrow{b}|=2$$,$$\overrightarrow{a}\cdot(\overrightarrow{a}-2\overrightarrow{b})=\frac{3}{2}$$,则向量$$\overrightarrow{a}$$与$$\overrightarrow{b}$$夹角的余弦值为( )。

$$\overrightarrow{a}\cdot(\overrightarrow{a}-2\overrightarrow{b})=|\overrightarrow{a}|^2-2\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=1-2\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=\frac{3}{2}$$

$$-2\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=\frac{1}{2}$$,$$\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=-\frac{1}{4}$$

$$\cos\theta=\frac{\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{a}||\overrightarrow{b}|}=\frac{-\frac{1}{4}}{1\times2}=-\frac{1}{8}$$,选B。

5. 已知$$\overrightarrow{a}$$,$$\overrightarrow{b}$$是两个向量,$$|\overrightarrow{a}|=1$$,$$|\overrightarrow{b}|=2$$,且$$(\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b})\perp\overrightarrow{a}$$,若在$$\triangle ABC$$中,$$\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{a}$$,$$\overrightarrow{AC}=\overrightarrow{b}$$,$$D$$为$$BC$$中点,则$$AD$$的长为( )。

$$(\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b})\perp\overrightarrow{a}$$,则$$(\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b})\cdot\overrightarrow{a}=0$$

$$|\overrightarrow{a}|^2+\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=0$$,$$1+\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=0$$,$$\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=-1$$

$$\overrightarrow{AD}=\frac{1}{2}(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC})=\frac{1}{2}(\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b})$$

$$|\overrightarrow{AD}|^2=\frac{1}{4}|\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}|^2=\frac{1}{4}(|\overrightarrow{a}|^2+2\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}+|\overrightarrow{b}|^2)$$

$$=\frac{1}{4}(1+2\times(-1)+4)=\frac{1}{4}(3)=\frac{3}{4}$$

$$|\overrightarrow{AD}|=\frac{\sqrt{3}}{2}$$,选D。

6. 若向量$$\overrightarrow{a}$$,$$\overrightarrow{b}$$满足:$$|\overrightarrow{a}|=\sqrt{2}$$,$$|\overrightarrow{b}|=2$$且$$(\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b})\perp\overrightarrow{a}$$,则$$\overrightarrow{a}$$与$$\overrightarrow{b}$$的夹角是( )。

$$(\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b})\perp\overrightarrow{a}$$,则$$(\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b})\cdot\overrightarrow{a}=0$$

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

$$\cos\theta=\frac{\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{a}||\overrightarrow{b}|}=\frac{2}{\sqrt{2}\times2}=\frac{1}{\sqrt{2}}$$

$$\theta=\frac{\pi}{4}$$,选B。

7. 已知向量$$\overrightarrow{a}$$、$$\overrightarrow{b}$$满足$$|\overrightarrow{a}|=3$$,$$|\overrightarrow{b}|=2\sqrt{3}$$,且$$\overrightarrow{a}\perp(\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b})$$,则向量$$\overrightarrow{a}$$与$$\overrightarrow{b}$$的夹角是( )。

$$\overrightarrow{a}\perp(\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b})$$,则$$\overrightarrow{a}\cdot(\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b})=0$$

$$|\overrightarrow{a}|^2-\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=0$$,$$9-\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=0$$,$$\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=9$$

$$\cos\theta=\frac{\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{a}||\overrightarrow{b}|}=\frac{9}{3\times2\sqrt{3}}=\frac{3}{2\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{3}}{2}$$

$$\theta=\frac{\pi}{6}$$,选A。

8. 已知$$O$$是边长为$$1$$的等边$$\triangle ABC$$的中心,则$$(\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB})\cdot(\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OC})=\alpha$$( )。

等边三角形中心性质:$$\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}+\overrightarrow{OC}=0$$

$$\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}=-\overrightarrow{OC}$$,$$\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OC}=-\overrightarrow{OB}$$

原式$$=(-\overrightarrow{OC})\cdot(-\overrightarrow{OB})=\overrightarrow{OC}\cdot\overrightarrow{OB}$$

$$|\overrightarrow{OB}|=|\overrightarrow{OC}|=\frac{\sqrt{3}}{3}$$,夹角$$120^\circ$$

$$\overrightarrow{OC}\cdot\overrightarrow{OB}=|\overrightarrow{OC}||\overrightarrow{OB}|\cos120^\circ=\frac{1}{3}\times(-\frac{1}{2})=-\frac{1}{6}$$

选D。

9. 已知向量$$\overrightarrow{a}$$,$$\overrightarrow{b}$$的夹角为$$60^\circ$$,且$$|\overrightarrow{a}|=|\overrightarrow{b}|=2$$,则向量$$\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}$$在向量$$\overrightarrow{a}$$方向上的投影为( )。

投影:$$\frac{(\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b})\cdot\overrightarrow{a}}{|\overrightarrow{a}|}=\frac{|\overrightarrow{a}|^2+\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}}{2}$$

$$\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=|\overrightarrow{a}||\overrightarrow{b}|\cos60^\circ=2\times2\times\frac{1}{2}=2$$

$$=\frac{4+2}{2}=3$$,选A。

10. 已知向量$$\overrightarrow{a}=(x,x-1)$$,$$\overrightarrow{b}=(x,-4)$$,若$$|\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}|=|\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b}|$$,则实数$$x$$的值为( )。

$$\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}=(2x,x-5)$$,$$\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b}=(0,x+3)$$

$$|\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}|^2=4x^2+(x-5)^2$$,$$|\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b}|^2=0+(x+3)^2$$

等式:$$4x^2+(x-5)^2=(x+3)^2$$

$$4x^2+x^2-10x+25=x^2+6x+9$$

$$4x^2-16x+16=0$$,$$x^2-4x+4=0$$,$$(x-2)^2=0$$

$$x=2$$,选D。

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