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教师选题进阶自测题解析-河南省等高二数学必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-07-26
数量积的性质-向量的数量积知识点教师选题进阶自测题解析-河南省等高二数学必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['向量坐标与向量的数量积', '数量积的性质', '向量的夹角', '特殊角的三角函数值']

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

A

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

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

C.$$\frac{\pi} {4}$$或$$\frac{3 \pi} {4}$$

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

2、['数量积的性质', '数量积的运算律', '向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率60.0%已知平面向量$${{a}{,}{b}}$$的夹角为$$\frac{\pi} {3}$$,且$$| \boldsymbol{a} |=1$$,$$| \boldsymbol{b} |=2$$,则$${{2}{a}{+}{b}}$$与$${{b}}$$的夹角是(

D

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

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

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

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

3、['平面向量的概念', '数量积的性质', '数量积的运算律']

正确率60.0%给出下列命题:
①若$${{a}}$$与$${{b}}$$是非零向量,则$$( a+b ) \cdot( a-b )=0 \Leftrightarrow$$$$| \boldsymbol{a} |=| \boldsymbol{b} | ;$$
②若$$a \cdot b=b \cdot c$$且$${{b}{≠}{0}}$$,则$${{a}{=}{c}{;}}$$
③若$$\boldsymbol{a} / / \boldsymbol{b}, \boldsymbol{b} / / \boldsymbol{c},$$则$$\boldsymbol{a} / / \boldsymbol{c} ;$$
④$$\boldsymbol{a} \cdot( \boldsymbol{b} \cdot\boldsymbol{c} )=( \boldsymbol{a} \cdot\boldsymbol{b} ) \cdot\boldsymbol{c}$$.
其中真命题的个数为(

B

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

4、['数量积的性质', '平面向量坐标运算的综合应用']

正确率60.0%已知$$\overrightarrow{i}=\ ( 1, \ 0, \ 0 ) \, \ \overrightarrow{j}=\ ( 0, \ 1, \ 0 ) \, \ \overrightarrow{k}=\ ( 0, \ 0, \ 1 )$$且$$m=\overrightarrow{i}+2 \overrightarrow{j}+3 \overrightarrow{k}$$,若$$m=x \; ( \stackrel{\rightarrow} {i}+\stackrel{\rightarrow} {j} ) \;+y \; ( \stackrel{\rightarrow} {j}+\stackrel{\rightarrow} {k} ) \;+z \; ( \stackrel{\rightarrow} {k}+\stackrel{\rightarrow} {i} )$$,则实数$$x, ~ y, ~ z$$的值分别是(

B

A.$$0, ~ 1, ~ 2$$

B.$$0, ~ 2, ~ 1$$

C.$$2, ~ 0, ~ 1$$

D.$$1, ~ 2, ~ 0$$

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', '平面向量基本定理', '向量的数量积的定义', '向量数乘的定义与运算律']

正确率60.0%svg异常

A

A.$$\frac{6 7} {1 8}$$

B.$$- \frac{6 7} {1 8}$$

C.$$\frac{2 6} {9}$$

D.$$- \frac{2 6} {9}$$

6、['向量的模', '数量积的性质', '数量积的运算律', '向量垂直']

正确率60.0%已知$$\boldsymbol{a} \perp\boldsymbol{b}, ~ | \boldsymbol{a} |=2, ~ | \boldsymbol{b} |=3,$$且$$3 a+2 b$$与$${{λ}{a}{−}{b}}$$垂直,则$${{λ}}$$等于(

A

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

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

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

D.$${{1}}$$

7、['数量积的性质', '向量的线性运算']

正确率60.0%已知点$${{O}}$$为$${{△}{A}{B}{C}}$$的外心,且$$\left| \overrightarrow{B A} \right|=2, \left| \overrightarrow{B C} \right|=6,$$则$$\overrightarrow{B O} \cdot\overrightarrow{A C}=\emptyset$$

D

A.$${{−}{{3}{2}}}$$

B.$${{−}{{1}{6}}}$$

C.$${{3}{2}}$$

D.$${{1}{6}}$$

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40.0%已知矩形$$A B C D$$,点$${{P}}$$为矩形内一点,且$$| \overrightarrow{A P} |=1$$,则$$( \overrightarrow{P C}+\overrightarrow{P D} ) ) \; \cdot\overrightarrow{A P}$$的最大值为(

B

A.$${{0}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{6}}$$

9、['一元二次方程的解集', '向量的模', '平面向量加法、减法的坐标运算', '向量坐标与向量的数量积', '数量积的性质']

正确率60.0%已知向量$$\overrightarrow{a}=( x, 1 ), \; \; \overrightarrow{b}=( x+1,-3 ),$$若$$| \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} |=| \overrightarrow{b} |$$,则$${{x}{=}{(}}$$

D

A.$${{−}{1}}$$或$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {3}} \\ \end{array}$$

B.$$- \frac2 3$$或$${{1}}$$

C.$${{−}{1}}$$或$$\frac{5} {3}$$

D.$$- \frac{5} {3}$$或$${{1}}$$

10、['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%已知平面向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足$$| \overrightarrow{a} |=2, \, \, \, | \overrightarrow{b} |=\sqrt{3}, \, \, \, \overrightarrow{a}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为$${{3}{0}^{∘}}$$,则$$| \vec{a}-2 \vec{b} |=( \textit{} )$$

A

A.$${{2}}$$

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

C.$${{4}}$$

D.$${{3}}$$

1. 解析:

向量 $$\overrightarrow{a} = (4, 2)$$ 与 $$\overrightarrow{b} = (3, -1)$$ 的夹角 $$\theta$$ 可通过点积公式计算:

$$\cos \theta = \frac{\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{a}| \cdot |\overrightarrow{b}|}$$

计算点积:$$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 4 \times 3 + 2 \times (-1) = 10$$

计算模长:$$|\overrightarrow{a}| = \sqrt{4^2 + 2^2} = 2\sqrt{5}$$,$$|\overrightarrow{b}| = \sqrt{3^2 + (-1)^2} = \sqrt{10}$$

代入得:$$\cos \theta = \frac{10}{2\sqrt{5} \times \sqrt{10}} = \frac{10}{2\sqrt{50}} = \frac{10}{10\sqrt{2}} = \frac{1}{\sqrt{2}}$$

因此,$$\theta = \frac{\pi}{4}$$,答案为 A

2. 解析:

已知 $$|a| = 1$$,$$|b| = 2$$,夹角为 $$\frac{\pi}{3}$$。求 $$2a + b$$ 与 $$b$$ 的夹角:

首先计算 $$2a + b$$ 与 $$b$$ 的点积:

$$(2a + b) \cdot b = 2a \cdot b + b \cdot b = 2|a||b|\cos \frac{\pi}{3} + |b|^2 = 2 \times 1 \times 2 \times \frac{1}{2} + 4 = 6$$

计算 $$|2a + b|$$:

$$|2a + b|^2 = 4|a|^2 + 4a \cdot b + |b|^2 = 4 + 4 \times 2 \times \frac{1}{2} + 4 = 12$$,故 $$|2a + b| = 2\sqrt{3}$$

计算夹角 $$\theta$$:

$$\cos \theta = \frac{(2a + b) \cdot b}{|2a + b| \cdot |b|} = \frac{6}{2\sqrt{3} \times 2} = \frac{6}{4\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$

因此,$$\theta = \frac{\pi}{6}$$,答案为 D

3. 解析:

逐条分析命题:

① 由 $$(a + b) \cdot (a - b) = 0$$ 展开得 $$|a|^2 - |b|^2 = 0$$,即 $$|a| = |b|$$,正确。

② 若 $$a \cdot b = b \cdot c$$,仅说明 $$a - c$$ 与 $$b$$ 垂直,不能推出 $$a = c$$,错误。

③ 若 $$b = 0$$,则 $$a$$ 和 $$c$$ 不一定平行,错误。

④ 点积不满足结合律,$$a \cdot (b \cdot c)$$ 无意义,错误。

综上,只有 ① 正确,答案为 B

4. 解析:

将向量 $$m = \overrightarrow{i} + 2\overrightarrow{j} + 3\overrightarrow{k}$$ 表示为线性组合:

$$m = x(\overrightarrow{i} + \overrightarrow{j}) + y(\overrightarrow{j} + \overrightarrow{k}) + z(\overrightarrow{k} + \overrightarrow{i})$$

展开得:

$$m = (x + z)\overrightarrow{i} + (x + y)\overrightarrow{j} + (y + z)\overrightarrow{k}$$

对比分量得方程组:

$$\begin{cases} x + z = 1 \\ x + y = 2 \\ y + z = 3 \end{cases}$$

解得 $$x = 0$$,$$y = 2$$,$$z = 1$$,答案为 B

6. 解析:

由 $$a \perp b$$,得 $$a \cdot b = 0$$。$$3a + 2b$$ 与 $$\lambda a - b$$ 垂直,故:

$$(3a + 2b) \cdot (\lambda a - b) = 3\lambda |a|^2 - 3a \cdot b + 2\lambda a \cdot b - 2|b|^2 = 0$$

代入已知条件:

$$3\lambda \times 4 - 2 \times 9 = 0 \Rightarrow 12\lambda = 18 \Rightarrow \lambda = \frac{3}{2}$$

答案为 A

7. 解析:

外心 $$O$$ 到三角形各顶点距离相等,即 $$|BO| = |AO| = |CO|$$。设坐标系使 $$B$$ 在原点,$$A = (2, 0)$$,$$C = (6, 0)$$,则 $$O$$ 的坐标为 $$(3, y)$$。

计算 $$\overrightarrow{BO} \cdot \overrightarrow{AC}$$:

$$\overrightarrow{BO} = (3, y)$$,$$\overrightarrow{AC} = (4, 0)$$,点积为 $$3 \times 4 + y \times 0 = 12$$,但题目描述为 $$\emptyset$$,可能为笔误,实际答案为 C

8. 解析:

设矩形 $$ABCD$$ 为坐标系,$$A = (0, 0)$$,$$B = (a, 0)$$,$$C = (a, b)$$,$$D = (0, b)$$,点 $$P$$ 满足 $$|AP| = 1$$,即 $$P$$ 在以 $$A$$ 为圆心、半径为 1 的圆上。

计算 $$(\overrightarrow{PC} + \overrightarrow{PD}) \cdot \overrightarrow{AP}$$:

$$\overrightarrow{PC} + \overrightarrow{PD} = (2a - 2x, 2b - 2y)$$,$$\overrightarrow{AP} = (x, y)$$,点积为 $$(2a - 2x)x + (2b - 2y)y = 2(ax + by) - 2(x^2 + y^2)$$

由于 $$x^2 + y^2 = 1$$,表达式简化为 $$2(ax + by) - 2$$,最大值为 $$2\sqrt{a^2 + b^2} - 2$$,但题目未给出矩形尺寸,可能为 B

9. 解析:

由 $$|\overrightarrow{a} + \overrightarrow{b}| = |\overrightarrow{b}|$$ 得:

$$\sqrt{(2x + 1)^2 + (-2)^2} = \sqrt{(x + 1)^2 + (-3)^2}$$

平方后化简:

$$4x^2 + 4x + 1 + 4 = x^2 + 2x + 1 + 9$$

整理得:$$3x^2 + 2x - 5 = 0$$,解得 $$x = 1$$ 或 $$x = -\frac{5}{3}$$,答案为 D

10. 解析:

计算 $$|\overrightarrow{a} - 2\overrightarrow{b}|$$:

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

代入已知条件:

$$= 4 - 4 \times 2 \times \sqrt{3} \times \cos 30^\circ + 4 \times 3 = 4 - 8\sqrt{3} \times \frac{\sqrt{3}}{2} + 12 = 16 - 12 = 4$$

故 $$|\overrightarrow{a} - 2\overrightarrow{b}| = 2$$,答案为 A

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