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人教A版(新教材)高二数学选择性必修第一册重点题型n1(含答案)

更新时间:2023-11-16 22:59:25 阅读: 评论:0

刘瑞旗-教导

人教A版(新教材)高二数学选择性必修第一册重点题型n1(含答案)
2023年11月16日发(作者:分合式)

人教A版(新教材)高二选择性必修第一册重点题型N1

第一章 空间向量与立体几何

考试范围:1.1空间向量及其运算;1.2空间向量基本定理;1.3空间向量及其运算的坐

标表示;考试时间:100分钟;命题人:LEOG

学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________

题型1、利用向量方法解决立体几何的证明问题

1.已知向量=(1x2=(012=(100,若共面,则x

2

等于(

A.﹣1 B1 C1或﹣1 D10

【考点】共线向量与共面向量.

【分析】利用共面向量定理直接求解.

【解答】解:∵向量=(1x2=(012=(100

2

共面,

m0n0,∴(1x2)=(nm2m

2

,解得xm1,∴x=±1.故选:C

2

【点评】本题考查实数值的求法,考查共面向量定理等基础知识,考查运算求解能力,

是基础题.

2.如果向量=(2,﹣13=(﹣142=(1,﹣1m)共面,则实数m

值是(

A.﹣1 B1 C.﹣5 D5

【考点】共线向量与共面向量.

【分析】由各量共面,可知存在xy,使得,列出方程组,求出实数m的值.

1页(共19页)

【解答】解:∵向量=(2,﹣13=(﹣142=(1,﹣1m)共面,

∴存在xy,使得

∴(2,﹣13)=(﹣x+y4xy2x+my

,解得xym1.∴实数m的值是1.故选:B

【点评】本题考查实数值的求法,共面向量的性质等基础知识,考查运算求解能力,是

基础题.

3.已知,﹣134,﹣23λ,若三向量共面,则

实数λ等于(

A1 B2 C3 D4

【考点】共线向量与共面向量.

【分析】由向量共面得出x+y,列方程组可求得λ的值.

【解答】解:向量共面,则x+y,其中xyR

则(13λ)=(2x,﹣x3x+(﹣y4y,﹣2y)=(2xy,﹣x+4y3x2y

,解得x1y1λ1

故选:A

【点评】本题考查了空间向量的坐标表示与共面定理的应用问题,是基础题.

4.已知,若共线,则(

Ax6y15 Cx3y15 Dx6y9 Bx3y10

【考点】共线向量与共面向量.

【分析】利用向量平行的性质直接求解.

【解答】解:∵共线,

解得x6y9.故选:D

【点评】本题考查实数值的求法,考查向量平行的性质等基础知识,考查运算求解能力,

是基础题.

2页(共19页)

5.已知=(2,﹣13=(﹣14,﹣2=(75λ,若三向量共面,

则实数λ等于(

A B C D

【考点】共线向量与共面向量.

【分析】由已知中=(2,﹣13=(﹣14,﹣2=(75λ,若

三向量共面,我们可以用向量作基底表示向量,进而构造关于λ的方程,解方

程即可求出实数λ的值.

【解答】解:∵=(2,﹣13=(﹣14,﹣2)∴不平行,

又∵三向量共面,则存在实数XY使

X+Y解得λ故选:D

【点评】本题考查的知识点是共线向量与共面向量及平面向量基本定理,其中根据

三向量共面,不共线,则可用向量作基底表示向量,造关于λ的方程,是

解答本题的关键

题型2、空间向量平行和垂直坐标表示

1.若向量=(01,﹣1=(110,且(+λ)⊥,则实数λ的值是(

A.﹣1 B0 C.﹣2 D1

【考点】空间向量的数量积运算.

【分析】利用向量垂直与数量积的关系即可得出.

【解答】解:∵(+λ)⊥

∴(+λ++λ×(0+1+0)=0

解得λ=﹣2

故选:C

【点评】本题考查了向量垂直与数量积的关系,属于基础题.

2.已知向量=(110=(﹣101)且k互相垂直,则k=(

A B D C

【考点】空间向量的数量积运算.

3页(共19页)

【分析】根据互相垂直,k+0,列出方程求出k的值.

【解答】解:∵向量

k+=(k1k1

互相垂直,∴(k+0

即(k1)×1+k0,解得k

故选:B

【点评】本题考查了空间向量的坐标运算与数量积的应用问题,是基础题目.

3.已知=(﹣1,﹣21=(1x,﹣2)且=﹣13,则x的值为(

A3 B4 C5 D6

【考点】空间向量的数量积运算.

【分析】根据空间向量数量积的坐标运算,列方程求出x的值.

【解答】解:=(﹣1,﹣21=(1x,﹣2

所以=﹣12x2=﹣13,解得x5.故选:C

【点评】本题考查了空间向量数量积的坐标运算问题,是基础题.

4.已知,且,则xy=(

A B2 C D.﹣1

【考点】空间向量的数量积运算.

【分析】,可得存在实数k使得k,利用向量

相等即可得出.

【解答】解:=(1+2x44+y=(2x32y2

∴存在实数k使得k

,解得xy4.∴xy2.故选:B

4页(共19页)

【点评】本题考查了向量坐标运算性质、向量共线定理、空间向量基本定理,考查了推

理能力与计算能力,属于基础题.

5.已知向量=(﹣123=(2y0,且,那么y等于(

A.﹣1 B4 D1 C.﹣4

【考点】空间向量的数量积运算.

【分析】,可得0,解得y

,∴=﹣2+2y+00,解得y1.故选:D 【解答】解:∵

【点评】本题考查了向量垂直与数量积的关系,考查了推理能力与计算能力,属于基础

题.

6已知向量2m+13m12mm则实数m的值等于

A B.﹣2 C0 D或﹣2

【考点】共线向量与共面向量.

【分析】根据两向量平行的充要条件建立等式关系,然后解二元一次方程组即可求出m

的值.

【解答】解:∵空间平面向量=(2m+13m1=(2m,﹣m,且

∴(2m+13m1)=λ 2m,﹣m)=(2λλm,﹣λm

,解得 m=﹣2.故选:B

【点评】本题主要考查了平空间向量共线(平行)的坐标表示,以及解二元一次方程组,

属于基础题.

7.已知=(λ+101=(32μ12,其中λμ∈R,若,则λ+μ=(

5页(共19页)

A0 B1 C2 D3

【考点】共线向量与共面向量;向量的数量积判断向量的共线与垂直.

【分析】根据可得出,然后即可得出,从而解出λμ即可.

【解答】解:∵

∴设,∴(32μ12)=(kλ+k0k

,解得,∴λ+μ1.故选:B

【点评】本题考查了共线向量基本定理,向量坐标的数乘运算,相等向量的坐标关系,

考查了计算能力,属于基础题.

8.已知向量=(21,﹣5=(4yz,且,则y+z=(

A.﹣8 B.﹣12 C8 D12

【考点】共线向量与共面向量;向量的数量积判断向量的共线与垂直.

【分析】直接利用向量共线定理得到,再利用向量相等的坐标表示求出yz

即可得到答案.

【解答】解:因为向量=(21,﹣5=(4yz,且

所以,则有,解得y2z=﹣10,所以y+z=﹣8

故选:A

【点评】本题考查了空间向量共线定理的应用,涉及了空间向量的坐标表示以及空间向

量相等的充要条件的应用,属于基础题.

9.已知向量,且,则x+y的值为(

A11 B6 C7 D15

【考点】共线向量与共面向量;向量的数量积判断向量的共线与垂直.

【分析】由向量平行的充要条件可得答案,

【解答】解:向量,且

6页(共19页)

λ,即(x34)=6y12

解得x2y9

x+y2+911,故选:A

【点评】本题考查向量平行的充要条件,属于基础题.

10.已知空间向量=(313=(﹣1λ,﹣1,且,则实数λ=(

A.﹣ B.﹣3 C D6

【考点】共线向量与共面向量.

【分析】,可设k,可得,解出即可得出.

【解答】解:∵,∴可设k,∴

解得λk=﹣

故选:A

【点评】本题考查了向量共线定理、方程的解法,考查了推理能力与计算能力,属于基

础题.

题型3、空间向量的夹角应用

1.已知A100B0,﹣11O是坐标原点,+的夹角为120°,

λ的值为(

A.± B C.﹣ D.±

【考点】空间向量的夹角与距离求解公式.

【分析】首先求出空间向量的坐标,及向量的模,进一步利用向量的夹角求出结果.

【解答】解:因为+λ=(100+λ0,﹣11)=(1,﹣λλ

7页(共19页)

所以

+λ=﹣ 2λ,所以cos 120°=

所以λ0,且4λ=﹣

解得:λ=﹣.故选:C

【点评】本题考查的知识要点:空间向量的数量积,空间向量的模及夹角的运算.属于

基础题型.

2.已知:=(x41=(﹣2y,﹣1=(3,﹣2z,求:

1

2+)与(+)所成角的余弦值.

【考点】空间向量的夹角与距离求解公式;向量的数量积判断向量的共线与垂直.

【分析】1)由向量的平行和垂直可得关于xyz的关系式,解之即可得向量坐标;

2)由(1)可得向量的坐标,进而由夹角公式可得结论.

【解答】解:1)∵

解得x2y=﹣4

=(241=(﹣2,﹣4,﹣1

又因为,所以0,即﹣6+8z0,解得z2

=(3,﹣22

2)由(1)可得=(523=(1,﹣61

设向量所成的角为θ

cosθ

【点评】本题考查空间向量平行和垂直的判断,涉及向量的夹角公式,属基础题.

3.已知=(3,﹣2,﹣3=(﹣1x11,且的夹角为钝角,则x的取值范

围是(

A(﹣2+∞) B(﹣2)∪(+∞)

8页(共19页)

C(﹣∞,﹣2 D+∞)

【考点】空间向量的夹角与距离求解公式.

【分析】根据两个向量的夹角是钝角,则两个向量的夹角的余弦小于零,从而得到两个

向量的数量积小于零,用坐标形式表示向量的数量积,解不等式,得到变量的范围.

【解答】解:∵ 的夹角为钝角,

cos><0.且 不共线

0.且(3,﹣2,﹣3)≠λ(﹣1x11

∴﹣32x1)﹣30.且x

x的取值范围是(﹣2)∪(+∞)

故选:B

【点评】两个向量的数量积是一个数量,它的值是两个向量的模与两向量夹角余弦的乘

积,结果可正、可负、可以为零,其符号由夹角的余弦值确定.

4.已知=(111=(0y10y1,则cos>最大值为(

A B C D

【考点】空间向量的夹角与距离求解公式.

【分析】【解法一】利用作图法,构造正方体,考虑极端情况,可快速得出答案;

【解法二】根据两向量的数量积求出夹角的余弦值cos>,再利用换元法求出它

的最大值即可.

【解答】解:【解法一】利用作图法,构造正方体,设正方体的棱长为1

如图所示;

=(111

=(0y1,且E在线段DC′上移动,

9页(共19页)

ED′位置时,cos>=

EC′位置时,cos>=为最大值.

【解法二】∵=(111=(0y10y1

y+1

||||,∴cos>=

t,则t1y

y1t

22

+ ft)=

sinα,则1sinα,即α

gα)=+sinα

cosα+sinα

sinα+

∴当α时,gα)取得最大值为

故选:D

【点评】本题考查了利用向量的数量积求夹角的应用问题,也考查了函数在闭区间上的

最值问题,是基础题目.

5.已知空间三点A(﹣121B01,﹣2C(﹣302

1)求向量的夹角的余弦值,

2)若向量垂直,求实数k的值.

【考点】空间向量运算的坐标表示.

【分析】1=(1,﹣1,﹣3=(﹣2,﹣21,计算可得

10页(共19页)

2∵向量垂直,可得3+3k

1k0,即可得出.

=(1,﹣1,﹣3【解答】解:1=(﹣2,﹣21

||3

=﹣2+23=﹣3

=﹣

2)∵向量垂直,

3+3k1k0

3×11+3k1)×(﹣3)﹣9k0

解得 k2

【点评】本题考查了向量夹角公式、向量垂直与数量积的关系,考查了推理能力与计算

能力,属于基础题.

题型4、空间向量模的坐标表示

1.已知=(1t2t10=(3tt,则||的最小值为(

A B C D

【考点】空间向量运算的坐标表示.

【分析】根据空间向量的坐标表示与数量积定义,利用二次函数的性质求出||的最

小值.

【解答】解:=(1t2t10=(3tt

=(2+t1tt

=(2+t+1t+t3t+2t+53+

2222

t=﹣||取得最小值为

故选:B

【点评】本题考查了空间向量的坐标运算与模长的计算问题,是基础题.

11页(共19页)

2.若向量,则=(

A B C3 D

【考点】空间向量的夹角与距离求解公式.

【分析】利用向量坐标运算法则求解=(30,﹣1,由此能求出的值.

【解答】解:∵向量

=(30,﹣1

故选:D

【点评】本题考查向量的模的求法,考查向量坐标运算法则、向量的模等基础知识,考

查函数与方程思想,考查运算求解能力,是基础题.

3.已知=(1t10=(2tt,则||的最小值是(

A1 B C D

【考点】空间向量的夹角与距离求解公式.

1+tt1t||

,由此能求出当t0时,||取最小值

【解答】解:∵=(1t10=(2tt

=(1+tt1t

||

,∴当t0时,||取最小值

故选:B

【点评】本题考查向量的模的最小值的求法,考查向量坐标运算法则、向量的模等基础

知识,考查运算求解能力,是基础题.

4.已知空间向量=(t1t=(t2t1,则||的最小值为(

A B C2 D4

12页(共19页)

【考点】空间向量及其线性运算;空间向量的夹角与距离求解公式.

【分析】由已知求得,再由向量模的计算公式求||,利用配方法求最值.

【解答】解:∵=(t1t=(t2t1

=(21tt1,则||

∴当t1时,||取最小值为2.故选:C

【点评】本题考查向量的坐标运算与向量模的求法,训练了利用配方法求最值,是基础

题.

5.已知空间三点A023B252C(﹣236,则以ABAC为邻边的平

行四边形的面积为 6

【考点】空间向量运算的坐标表示.

【分析】231(﹣213可得=﹣4.可

cosBAC.可得sinBAC.以ABAC为邻边的

平行四边形的面积SsinBAC

【解答】解:=(﹣213 =(23,﹣1

4+334

cosBAC=﹣

sinBAC

∴以ABAC为邻边的平行四边形的面积SsinBAC×

6

故答案为:6

【点评】本题考查了向量数量积运算性质、向量夹角公式、平行四边形面积计算公式,

考查了推理能力与计算能力,属于中档题.

题型5、平面的法向量的求法与应用

1.若两个向量=(123=(321,则平面ABC的一个法向量为(

13页(共19页)

A(﹣12,﹣1 B121 C12,﹣1 D(﹣121

【考点】平面的法向量.

【分析】设平面ABC的一个法向量=(xyz,则,由此能求

出平面ABC的一个法向量.

【解答】解:两个向量

设平面ABC的一个法向量=(xyz

x=﹣1,得平面ABC的一个法向量为(﹣12,﹣1

故选:A

【点评】本题考查平面的法向量的求法,考查平面的法向量的性质等基础知识,考查运

算求解能力,是基础题.

2.平面α经过三点O000A220B002,则平面α的法向量可以是

A101 B10,﹣1 C011 D(﹣110

【考点】平面的法向量.

【分析】求出=(220=(002,设平面α的法向量=(xyz

,能求出平面α的法向量.

【解答】解:∵平面α经过三点O000A220B002

=(220=(002

设平面α的法向量=(xyz

,取x=﹣1,得=(﹣110

∴平面α的法向量可以是(﹣110

故选:D

14页(共19页)

【点评】本题考查平面的法向量的求法,考查平面的法向量等基础知识,考查运算求解

能力,是基础题.

3.已知A023B(﹣216C1,﹣15

1)求平面ABC的一个法向量;

2)证明:向量与平面ABC平行.

【考点】平面的法向量.

【分析】1)设=(xyz)为平面ABC的一个法向量,

则有00,由此求出平面ABC的一个法向量;

+n 2)假设存在实数mn,使m

利用向量相等列出方程组求出mn的值,即可证明结论成立.

【解答】解:1)∵A023B(﹣216C1,﹣15

=(﹣2,﹣13=(1,﹣32

=(xyz)为平面ABC的一个法向量,

则有=(xyz2,﹣13)=﹣2xy+3z0

=(xyz1,﹣32)=x3y+2z0

解得

xyz1

得平面ABC的一个法向量为(111

2)证明:若存在实数mn,使m+n

即(3,﹣41)=m(﹣2,﹣13+n1,﹣32

解得

所以=﹣+

即向量∥平面ABC

15页(共19页)

【点评】本题考查了空间向量的坐标运算问题,也考查了求平面法向量的应用问题,是

基础题.

4已知向量121012则平面ABC的一个法向量可以是

C31,﹣2 D4,﹣31 A5,﹣2,﹣1 B(﹣622

【考点】平面的法向量.

【分析】平面ABC的一个法向量与向量的数量积都为0

【解答】解:由=(121=(01,﹣2,知:

A中,∵

∴平面ABC的一个法向量可以是(5,﹣2,﹣1,故A正确;

B中,,故B错误;

C中,,故C错误;

D中,,故D错误.

故选:A

【点评】本题考查平面的法向量的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意法向量的

性质的合理运用.

5.设平面α内两个向量的坐标分别为(121(﹣112,则下列向量中是平面的

法向量的是(

A(﹣1,﹣25 B(﹣11,﹣1 C111 D1,﹣1,﹣1

【考点】平面的法向量.

【分析】利用非零向量即可找出平面的法向量.

【解答】解:∵(﹣11,﹣1121)=﹣1+210(﹣11,﹣111

2)=1+120

∴向量(﹣111)是此平面的法向量.

故选:B

【点评】正确理解平面的法向量是解题的关键.

16页(共19页)

6.在三角形ABC中,A1,﹣2,﹣1B0,﹣31C2,﹣21,若向量与平

ABC垂直,且||,则的坐标为 2,﹣4,﹣1)或(﹣241

【考点】空间两点间的距离公式;平面的法向量.

【分析】根据条件求出平面的法向量,结合向量的长度公式即可得到结论.

【解答】解:设平面ABC的法向量为=(xyz

0,且0

=(102 =(﹣1,﹣12

,即

z1,则x=﹣2y4,即=(﹣241

若向量与平面ABC垂直,∴向量

λ=(﹣2λ4λλ

||,∴|λ|,即|λ|1,解得λ=±1

的坐标为(2,﹣4,﹣1)或(﹣241,故答案为:2,﹣4,﹣1)或(﹣24

1

【点评】本题主要考查空间向量坐标的计算,根据直线和平面垂直求出平面的法向量是

解决本题的关键.

7.已知点A100B00C001)求平面ABC的一个法向量.

【考点】平面的法向量.

17页(共19页)

【分析】由已知中ABC三点的坐标,我们可以求出向量的坐标,进而根据

平面的法向量与平面内任一向量都垂直,其数量积均为0可以构造法向量坐标的方程组,

解方程组可得答案.

【解答】解:∵点A100B00C001

=(﹣10=(﹣101

设平面ABC的一个法向量为

,即

x1,则即为平面ABC的一个法向量

【点评】本题考查的知识点是用向量语言表述线面垂直关系,其中根据平面的法向量与

平面内任一向量都垂直,数量积均为0,构造关于法向量坐标的方程组是解答的关键.

8.若分别为平面α和平面β的一个法向量,且αβ

则实数λ 3

【考点】平面的法向量.

【分析】由于αβ,可得0,解出即可得出.

【解答】解:∵αβ

,∴λ6+30

解得λ3.故答案为:3

【点评】本题考查了向量垂直与数量积的关系、面面垂直的性质,考查了推理能力与计

算能力,属于中档题.

9.已知平面α的法向量为=(3,﹣12=(﹣31,﹣2,则直线AB与平面α

的位置关系为(

AABα BAB⊂α CABα相交 DAB⊂αABα

【考点】平面的法向量.

【分析】=﹣,即可判断出位置关系.

,∴ 【解答】解:∵=﹣

∴直线AB与平面α的位置关系为相交.故选:C

【点评】本题考查了线面位置关系、向量共线定理,考查了推理能力与计算能力,属于

18页(共19页)

中档题.

10.若是平面α内的三点,设平面α

的法向量,则xyz 23(﹣4

【考点】平面的法向量.

【分析】求出 的坐标,由 0,及0,用y表示出 x z

值,即得法向量的坐标之比.

【解答】解:

故答案为 23:﹣4

【点评】本题考查平面的法向量的性质以及两个向量垂直的性质,两个向量的数量积公

式的应用.

19页(共19页)

一什么秋风-侯岛

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