高二數學向量的應用檢測試題

2022-10-10 00:45:06 字數 4835 閱讀 1760

1.有以下命題:①如果向量與任何向量不能構成空間向量的一組基底,那麼的關係是不共線;②為空間四點,且向量不構成空間的乙個基底,那麼點一定共面;③已知向量是空間的乙個基底,則向量,也是空間的乙個基底。其中正確的命題是( )

2.下列命題正確的是( )

若與共線,與共線,則與共線;

向量共面就是它們所在的直線共面;

零向量沒有確定的方向;

若,則存在唯一的實數使得;

3.如圖:在平行六面體中, 為與的交點。若,,,則下列向量中與相等的向量是( )

4.已知:且不共面.若∥,求的值.

5.(1)已知兩個非零向量=(a1,a2,a3),=(b1,b2,b3),它們平行的充要條件是(  )

存在非零實數k,使=k

(2)已知向量=(2,4,x),=(2,y,2),若||=6,⊥,則x+y的值是(  )

a. -3或1      b.3或-1      c. -3      d.1

(3)下列各組向量共面的是(  )

a. =(1,2,3), =(3,0,2), =(4,2,5)

b. =(1,0,0), =(0,1,0), =(0,0,1)

c. =(1,1,0), =(1,0,1), =(0,1,1)

d. =(1,1,1), =(1,1,0), =(1,0,1)

例6.已知空間三點a(-2,0,2),b(-1,1,2),c(-3,0,4)。設=, =,(1)求和的夾角;(2)若向量k+與k-2互相垂直,求k的值.

7.(1)設向量與的夾角為,,,

則     .

8.(1)已知a、b、c為正數,且a+b+c=1,求證:++≤4。

(2)已知f1=i+2j+3k,f2=-2i+3j-k,f3=3i-4j+5k,若f1,f2,f3共同作用於同一物體上,使物體從點m1(1,-2,1)移到點m2(3,1,2),求物體合力做的功。

9.如圖,直三稜柱中,求證:

10.過△abc的重心任作一直線分別交ab,ac於點d、e.若,,,則的值為( )

(a)4 (b)3 (c)2 (d)1

13.已知a=(,),b=(,),a與b之間有關係式|ka+b|=|a-kb|,其中k>0.

(1)用k表示a、b;

(2)求a·b的最小值,並求此時,a與b的夾角的大小.

由已知.

14.. 已知, , ,。

(1)求;

(2)設∠bac=θ,且已知cos(θ+x)=,,求sinx

1.有以下命題:①如果向量與任何向量不能構成空間向量的一組基底,那麼的關係是不共線;②為空間四點,且向量不構成空間的乙個基底,那麼點一定共面;③已知向量是空間的乙個基底,則向量,也是空間的乙個基底。其中正確的命題是( )

解析:對於①「如果向量與任何向量不能構成空間向量的一組基底,那麼的關係一定共線」;所以①錯誤。②③正確。

點評:該題通過給出命題的形式考察了空間向量能成為一組基的條件,為此我們要掌握好空間不共面與不共線的區別與聯絡

2.下列命題正確的是( )

若與共線,與共線,則與共線;

向量共面就是它們所在的直線共面;

零向量沒有確定的方向;

若,則存在唯一的實數使得;

解析:a中向量為零向量時要注意,b中向量的共線、共面與直線的共線、共面不一樣,d中需保證不為零向量

答案c。

點評:零向量是乙個特殊的向量,時刻想著零向量這一特殊情況對解決問題有很大用處。像零向量與任何向量共線等性質,要兼顧

題型2:空間向量的基本運算

3.如圖:在平行六面體中,為與的交點。若,,,則下列向量中與相等的向量是( )

解析:顯然;

答案為a。

點評:模擬平面向量表達平面位置關係過程,掌握好空間向量的用途。用向量的方法處理立體幾何問題,使複雜的線面空間關係代數化,本題考查的是基本的向量相等,與向量的加法.

考查學生的空間想象能力

4.已知:且不共面.若∥,求的值.

解: ∥,,且即

又不共面,

點評:空間向量在運算時,注意到如何實施空間向量共線定理。

題型3:空間向量的座標

5.(1)已知兩個非零向量=(a1,a2,a3),=(b1,b2,b3),它們平行的充要條件是(  )

存在非零實數k,使=k

(2)已知向量=(2,4,x),=(2,y,2),若||=6,⊥,則x+y的值是(  )

a. -3或1      b.3或-1      c. -3      d.1

(3)下列各組向量共面的是(  )

a. =(1,2,3), =(3,0,2), =(4,2,5)

b. =(1,0,0), =(0,1,0), =(0,0,1)

c. =(1,1,0), =(1,0,1), =(0,1,1)

d. =(1,1,1), =(1,1,0), =(1,0,1)

解析:(1)d;點撥:由共線向量定線易知;

(2)a 點撥:由題知或;

(3)a 點撥:由共面向量基本定理可得

點評:空間向量的座標運算除了數量積外就是考察共線、垂直時引數的取值情況

6.已知空間三點a(-2,0,2),b(-1,1,2),c(-3,0,4)。設=, =,(1)求和的夾角;(2)若向量k+與k-2互相垂直,求k的值.

思維入門指導:本題考查向量夾角公式以及垂直條件的應用,套用公式即可得到所要求的結果.

解:∵a(-2,0,2),b(-1,1,2),c(-3,0,4), =, =,

∴=(1,1,0), =(-1,0,2).

(1)cos==-,

∴和的夾角為-。

(2)∵k+=k(1,1,0)+(-1,0,2)=(k-1,k,2),

k-2=(k+2,k,-4),且(k+)⊥(k-2),

∴(k-1,k,2)·(k+2,k,-4)=(k-1)(k+2)+k2-8=2k2+k-10=0。

則k=-或k=2。

點撥:第(2)問在解答時也可以按運算律做。(+)(k-2)=k22-k·-22=2k2+k-10=0,解得k=-,或k=2。

題型4:數量積

7.(1)設向量與的夾角為,,,

則     .

.解:設向量與的夾角為且∴,則=.

(2)設空間兩個不同的單位向量=(x1,y1,0),=(x2,y2,0)與向量=(1,1,1)的夾角都等於。(1)求x1+y1和x1y1的值;(2)求<,>的大小(其中0<<,><π。

解析 (2)解:(1)∵||=||=1,∴x+y=1,∴x=y=1.

又∵與的夾角為,∴·=||||cos==.

又∵·=x1+y1,∴x1+y1=。

另外x+y=(x1+y1)2-2x1y1=1,∴2x1y1=()2-1=.∴x1y1=。

(2)cos<,>==x1x2+y1y2,由(1)知,x1+y1=,x1y1=.∴x1,y1是方程x2-x+=0的解.

∴或同理可得或

∵≠,∴或

∴cos<,>=·+·=+=.

∵0≤<,>≤π,∴<,>=。

評述:本題考查向量數量積的運算法則

題型5:空間向量的應用

8.(1)已知a、b、c為正數,且a+b+c=1,求證:++≤4。

(2)已知f1=i+2j+3k,f2=-2i+3j-k,f3=3i-4j+5k,若f1,f2,f3共同作用於同一物體上,使物體從點m1(1,-2,1)移到點m2(3,1,2),求物體合力做的功。

解析:(1)設=(,,), =(1,1,1),

則||=4,||=.

∵·≤||·||,

4.當==時,即a=b=c=時,取「=」號。

(2)解:w=f·s=(f1+f2+f3)·=14。

點評:若=(x,y,z), =(a,b,c),則由·≤||·||,得(ax+by+cz)2≤(a2+b2+c2)(x2+y2+z2).此式又稱為柯西不等式(n=3)。

本題考查||·||≥·的應用,解題時要先根據題設條件構造向量,,然後結合數量積性質進行運算。空間向量的數量積對應做功問題

9.如圖,直三稜柱中,求證:

證明:同理又設為中點,則

又點評:從上述例子可以看出,利用空間向量來解決位置關係問題,要用到空間多邊形法則,向量的運算,數量積以及平行,相等和垂直的條件

10.過△abc的重心任作一直線分別交ab,ac於點d、e.若,,,則的值為( )

(a)4 (b)3 (c)2 (d)1

解析:取△abc為正三角形易得=3.選b.

評析:本題考查向量的有關知識,如果按常規方法就比較難處理,但是用特殊值的思想就比較容易處理,考查學生靈活處理問題的能力.

11.如圖,設p、q為△abc內的兩點,且,

=+,則△abp的面積與△abq的面積之比為

a. b. c. d.

如下圖,設,,則.

由平行四邊形法則,知np∥ab,所以=,

同理可得.故,選b

3.是平面內不共線兩向量,已知,若三點共線,則的值是

a.2 b. c. d.

a ,又a、b、d三點共線,則.即,∴,故選.

【總結點評】本題主要考查共線向量的定義和平面向量基本定理的運用. 要求我們熟記公式,掌握常見變形技巧與方法.

12、已知平面向量=(,1), = ().

(1)求;

(2)設,(其中),若,試求函式關係式並解不等式.(1

(2)由得

所以變形得:,解得.

13.已知a=(,),b=(,),a與b之間有關係式|ka+b|=|a-kb|,其中k>0.

(1)用k表示a、b;

(2)求a·b的最小值,並求此時,a與b的夾角的大小.

由已知.

∵ ,∴ .∴ .

∵ k>0, ∴ .

此時 ∴ . ∴ =60°.

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