格物学 第六章 平面向量及其应用向量的数量积

向量的数量积的定义-向量的数量积知识点专题进阶自测题答案-北京市等高二数学必修,平均正确率52.0%

2025-08-06
向量的数量积的定义-向量的数量积知识点专题进阶自测题答案-北京市等高二数学必修,平均正确率52.0%
1、['利用诱导公式化简', '向量的数量积的定义']

正确率60.0%已知平面上三点$${{A}}$$,$${{B}}$$,$${{C}}$$满足$${{|}}$$$$\overrightarrow{A B}$$$${{|}{=}{3}}$$,$${{|}}$$$$\overrightarrow{B C}$$$${{|}{=}{4}}$$,$${{|}}$$$$\overrightarrow{C A}$$$${{|}{=}{5}}$$,则$$\overrightarrow{A B} \cdot\overrightarrow{B C}+\overrightarrow{B C} \cdot\overrightarrow{C A}+$$$$\overrightarrow{C A} \cdot\overrightarrow{A B}$$的值为 (

D

A.$${{−}{7}}$$

B.$${{7}}$$

C.$${{2}{5}}$$

D.$${{−}{{2}{5}}}$$

2、['用余弦定理、正弦定理解三角形', '辅助角公式', '向量的数量积的定义', '两角和与差的正弦公式', '正弦(型)函数的定义域和值域']

正确率40.0%$${{△}{A}{B}{C}}$$中,角$$A, ~ B, ~ C$$的对边分别为$$a, ~ b, ~ c$$,且满足$$a^{2}+c^{2}-b^{2}=a c, \ \overrightarrow{C A} \cdot\overrightarrow{A B} > 0, \ b=\sqrt{3}$$,则$${{a}{+}{c}}$$的取值范围是(

B

A.$$( 2, \ 3 )$$

B.$$( \sqrt{3}, \ 3 )$$

C.$$( 1, \ 3 )$$

D.

3、['向量的数量积的定义', '两个向量数量积的几何意义']

正确率60.0%svg异常

D

A.$${{2}}$$

B.$${{4}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{8}}$$

4、['共线向量基本定理', '向量的模', '平面向量的概念', '向量垂直', '向量的数量积的定义']

正确率40.0%设$${{a}{⃗}}$$,$${{b}^{⃗}}$$是两个非零向量,下列说法正确的是           (

C

A.若$$| \vec{a}+\vec{b} |=| \vec{a} |-| \vec{b} |$$,则$${{a}{⃗}{⊥}{{b}^{⃗}}}$$

B.若$${{a}{⃗}{⊥}{{b}^{⃗}}}$$,则$$| \vec{a}+\vec{b} |=| \vec{a} |-| \vec{b} |$$

C.若$$| \vec{a}+\vec{b} |=| \vec{a} |-| \vec{b} |$$,则存在实数$${{λ}}$$,使得$$\vec{a}=\lambda\vec{b}$$

D.若存在实数$${{λ}}$$,使得$$\vec{a}=\lambda\vec{b}$$,则$$| \vec{a}+\vec{b} |=| \vec{a} |-| \vec{b} |$$

5、['向量加法的定义及运算法则', '向量的数量积的定义', '向量与其他知识的综合应用']

正确率40.0%已知$$A, ~ B, ~ C$$是半径为$${{2}}$$的圆$${{O}}$$上的三点,若$$\overrightarrow{A B}+\overrightarrow{A C}=\overrightarrow{A O}$$且$$( \left( \overrightarrow{A B}-\overrightarrow{A C} \right) \perp\overrightarrow{A O}$$,则$$\overrightarrow{A B} \cdot\overrightarrow{A C}=\emptyset$$

C

A.$${{−}{2}{\sqrt {3}}}$$

B.$${{2}{\sqrt {3}}}$$

C.$${{−}{2}}$$

D.$${{2}}$$

6、['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%若向量$${{a}^{→}{,}{{b}^{→}}}$$满足$$| a |=| b |=2, \, \, a$$与$${{b}}$$的夹角为$${{6}{0}{^{∘}}}$$,则$$\left| a+b \right|=$$$${{(}{)}}$$

D

A.$${{4}}$$

B.$${{1}{2}}$$

C.$${{2}{\sqrt {{2}{+}{\sqrt {3}}}}}$$

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

7、['余弦定理及其应用', '两点间的距离', '向量的数量积的定义']

正确率40.0%将村庄甲$${、}$$乙$${、}$$丙看成$$A. ~ B. ~ C$$三点,正好构成$$\triangle A B C,$$角$$A, ~ B, ~ C$$的对边分别为.若$$\overrightarrow{C B} \cdot\overrightarrow{C A}=\frac{5} {2},$$且甲到丙的距离与乙到丙的距离之和为$${{9}}$$,则甲$${、}$$乙之间的距离为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{4}}$$

B.$${{5}}$$

C.$${{6}}$$

D.$${{7}}$$

8、['向量的模', '向量的数量积的定义']

正确率60.0%svg异常

A

A.$${{3}}$$

B.$${{9}}$$

C.$${\sqrt {3}}$$

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

9、['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60.0%已知向量$${{a}^{⇀}{,}{{b}^{⇀}}}$$的夹角为$${{6}{0}^{∘}}$$,且$$| \overrightarrow{a} |=| \overrightarrow{b} |=1$$,则$$| \overrightarrow{a}+\overrightarrow{b} |$$等于$${{(}{)}}$$

B

A.$${{3}}$$

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

C.$${{2}}$$

D.$${{1}}$$

10、['向量的数量积的定义', '向量的夹角']

正确率60.0%已知$${{a}^{→}}$$为单位向量,$$\vec{b}=( 0, 2 )$$,且$$\overrightarrow{a} \cdot\overrightarrow{b}=1,$$则向量$${{a}^{→}}$$与$${{b}^{→}}$$的夹角为(

C

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

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

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

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

1. 解析:

由题意,$$|\overrightarrow{AB}| = 3$$,$$|\overrightarrow{BC}| = 4$$,$$|\overrightarrow{CA}| = 5$$。首先判断三点是否构成直角三角形:

$$3^2 + 4^2 = 5^2$$,即 $$AB \perp BC$$,因此 $$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{BC} = 0$$。

计算其他点积:

$$\overrightarrow{BC} \cdot \overrightarrow{CA} = |\overrightarrow{BC}| \cdot |\overrightarrow{CA}| \cdot \cos \theta = 4 \times 5 \times \left(-\frac{4}{5}\right) = -16$$

$$\overrightarrow{CA} \cdot \overrightarrow{AB} = |\overrightarrow{CA}| \cdot |\overrightarrow{AB}| \cdot \cos \phi = 5 \times 3 \times \left(-\frac{3}{5}\right) = -9$$

总和为 $$0 + (-16) + (-9) = -25$$,但选项无此答案。重新检查题目要求,发现题目为 $$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{BC} + \overrightarrow{BC} \cdot \overrightarrow{CA} + \overrightarrow{CA} \cdot \overrightarrow{AB}$$,实际计算应为:

$$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{BC} = 0$$

$$\overrightarrow{BC} \cdot \overrightarrow{CA} = -16$$

$$\overrightarrow{CA} \cdot \overrightarrow{AB} = -9$$

总和为 $$0 - 16 - 9 = -25$$,选项 D 正确。

答案:D

2. 解析:

由余弦定理,$$a^2 + c^2 - b^2 = a c$$ 得 $$\cos B = \frac{a^2 + c^2 - b^2}{2ac} = \frac{ac}{2ac} = \frac{1}{2}$$,故 $$B = 60^\circ$$。

由正弦定理,$$\frac{a}{\sin A} = \frac{c}{\sin C} = \frac{b}{\sin B} = \frac{\sqrt{3}}{\sin 60^\circ} = 2$$,因此 $$a = 2 \sin A$$,$$c = 2 \sin C$$。

由于 $$\overrightarrow{CA} \cdot \overrightarrow{AB} > 0$$,即 $$-b c \cos A > 0$$,故 $$\cos A < 0$$,即 $$A > 90^\circ$$。

$$a + c = 2 (\sin A + \sin C) = 2 \left(\sin A + \sin (120^\circ - A)\right)$$

利用和差化积公式,化简为 $$2 \left(2 \sin 60^\circ \cos (A - 60^\circ)\right) = 2\sqrt{3} \cos (A - 60^\circ)$$。

由于 $$A > 90^\circ$$,$$A - 60^\circ \in (30^\circ, 60^\circ)$$,故 $$\cos (A - 60^\circ) \in \left(\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2}\right)$$,因此 $$a + c \in (\sqrt{3}, 3)$$。

答案:B

4. 解析:

选项分析:

A:$$|\vec{a} + \vec{b}| = |\vec{a}| - |\vec{b}|$$ 说明 $$\vec{a}$$ 和 $$\vec{b}$$ 反向共线,不垂直,错误。

B:$$\vec{a} \perp \vec{b}$$ 时 $$|\vec{a} + \vec{b}| = \sqrt{|\vec{a}|^2 + |\vec{b}|^2}$$,不等于 $$|\vec{a}| - |\vec{b}|$$,错误。

C:$$|\vec{a} + \vec{b}| = |\vec{a}| - |\vec{b}|$$ 说明 $$\vec{a}$$ 和 $$\vec{b}$$ 反向共线,存在 $$\lambda$$ 使得 $$\vec{a} = \lambda \vec{b}$$,正确。

D:若 $$\vec{a} = \lambda \vec{b}$$,只有当 $$\lambda \leq 0$$ 时 $$|\vec{a} + \vec{b}| = |\vec{a}| - |\vec{b}|$$ 成立,但题目未限制 $$\lambda$$,错误。

答案:C

5. 解析:

由 $$\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC} = \overrightarrow{AO}$$,得 $$\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC} = -\overrightarrow{OA}$$。

设 $$O$$ 为原点,则 $$\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC} = 0$$,即 $$\overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC} = -\overrightarrow{OA}$$。

因此 $$\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC} = \overrightarrow{OB} + \overrightarrow{OC} - 2\overrightarrow{OA} = -\overrightarrow{OA} - 2\overrightarrow{OA} = -3\overrightarrow{OA}$$,矛盾,题目可能有误。

重新理解题意,假设 $$\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC} = \overrightarrow{AO}$$,则 $$B$$ 和 $$C$$ 关于 $$AO$$ 对称。

由 $$(\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{AC}) \perp \overrightarrow{AO}$$,得 $$(\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{AC}) \cdot \overrightarrow{AO} = 0$$,即 $$AB^2 - AC^2 = 0$$,故 $$AB = AC$$。

因此 $$\triangle ABC$$ 为等腰三角形,$$AO$$ 为中线和高线。

设 $$\angle BAC = \theta$$,则 $$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = AB \cdot AC \cos \theta = 4 \cos \theta$$。

由 $$\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AC} = \overrightarrow{AO}$$,平方得 $$AB^2 + AC^2 + 2 \overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = AO^2$$,即 $$4 + 4 + 8 \cos \theta = 4$$,解得 $$\cos \theta = -\frac{1}{2}$$。

因此 $$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = 4 \times (-\frac{1}{2}) = -2$$。

答案:C

6. 解析:

由向量模长公式:

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

答案:D

7. 解析:

由 $$\overrightarrow{CB} \cdot \overrightarrow{CA} = \frac{5}{2}$$,即 $$a b \cos C = \frac{5}{2}$$。

由余弦定理,$$a^2 + b^2 - c^2 = 2ab \cos C = 5$$。

又 $$a + b = 9$$,故 $$(a + b)^2 = a^2 + b^2 + 2ab = 81$$,因此 $$a^2 + b^2 = 81 - 2ab$$。

代入上式得 $$81 - 2ab - c^2 = 5$$,即 $$2ab + c^2 = 76$$。

由 $$a^2 + b^2 \geq 2ab$$,得 $$81 - 2ab \geq 2ab$$,即 $$ab \leq \frac{81}{4}$$。

又 $$a + b = 9$$,$$ab$$ 的最大值为 $$\frac{81}{4}$$,当 $$a = b = 4.5$$ 时取得。

代入 $$2ab + c^2 = 76$$,得 $$c^2 = 76 - 2 \times \frac{81}{4} = 76 - 40.5 = 35.5$$,但 $$c$$ 应为整数,重新检查。

由 $$a + b = 9$$ 和 $$a^2 + b^2 - c^2 = 5$$,假设 $$a = 5$$,$$b = 4$$,则 $$c^2 = 25 + 16 - 5 = 36$$,$$c = 6$$。

验证 $$\overrightarrow{CB} \cdot \overrightarrow{CA} = 4 \times 5 \times \cos C = \frac{5}{2}$$,得 $$\cos C = \frac{1}{8}$$,符合余弦定理 $$c^2 = a^2 + b^2 - 2ab \cos C = 25 + 16 - 40 \times \frac{1}{8} = 36$$。

因此 $$c = 6$$。

答案:C

9. 解析:

由向量模长公式:

$$|\vec{a} + \vec{b}| = \sqrt{|\vec{a}|^2 + |\vec{b}|^2 + 2 \vec{a} \cdot \vec{b}} = \sqrt{1 + 1 + 2 \times 1 \times 1 \times \frac{1}{2}} = \sqrt{3}$$。

答案:B

10. 解析:

设 $$\vec{a} = (x, y)$$,由 $$|\vec{a}| = 1$$,得 $$x^2 + y^2 = 1$$。

由 $$\vec{a} \cdot \vec{b} = 1$$,得 $$0 \times x + 2 \times y = 1$$,即 $$y = \frac{1}{2}$$。

因此 $$x = \pm \frac{\sqrt{3}}{2}$$,$$\cos \theta = \frac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}| \cdot |\vec{b}|} = \frac{1}{1 \times 2} = \frac{1}{2}$$,故 $$\theta = \frac{\pi}{3}$$。

答案:C

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