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DSE M2向量練習

DSE M2 · 60 條練習題,答完即時批改並附解題步驟。

向量是DSE M2數學課程的重要部分。本課聚焦向量運算、純量積、向量積、夾角、投影、面積及純量三重積。學習時先理解每個量和符號的意思,再把文字、圖像或數據轉成清楚的數學關係。每一步都應寫出根據,計算後用估算、逆運算或代入檢查,這樣才可以分辨概念錯誤和純粹抄寫錯誤。

處理向量題目時,可採用四個穩定步驟。第一,圈出已知資料和要求;第二,選擇合適的表示方法或公式;第三,逐行完成運算並保留必要單位;第四,回到題目情境檢查答案。遇到表格或圖形,要先讀標題、刻度和標記;遇到代數式,要先確認括號、負號和運算次序。這套流程比背誦單一題型可靠,亦能應付數字或問法的變化。

本課60題共用一致的數學設定與驗算規則,難度由一至五提升。初段鞏固向量的基本語言和直接運算;中段加入兩步推理、資料轉換及常見變式;後段要求連接不同概念、解釋選擇,並檢查結果是否合理。多項選擇題要先自己計算才比較選項;填充和簡答題應保留關鍵步驟;是非題則要用反例或計算支持判斷。其中12題是 DSE 延伸部分式長題,分 (a)(b)(c) 部分逐步作答,後段往往要用到前段結果。

有效溫習不是只看總分。完成向量練習後,應按概念標籤整理錯題,說明錯誤發生在理解、列式、運算還是答案表達。隔一天不看答案重做,再用另一組數值自行驗證。如果同一標籤連續出錯,先返回教學內容重建概念;如果只是偶然符號或單位錯誤,就建立交卷前的固定檢查清單。這種短週期回饋可以令方法真正穩定。

向量亦與延伸部分的其他課題緊扣:代數與三角技巧是微積分的基礎,微積分又支撐概率分佈與統計推斷。學生能用口語說明每一步為甚麼成立,通常代表已超越機械模仿。導師可要求學生先估答案範圍、再完成正式解法,最後比較估算與精確值;三者一致,才算真正完成。

本輪新增20題,目前合共60題。新題包括不同考點的受控變式,每題附雙語條件、提示、解答及可重現驗算規則。

開始練習

  1. 1 基礎
    $\mathbf{a}=2\mathbf{i}+3\mathbf{j}+2\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=3\mathbf{i}-2\mathbf{j}+2\mathbf{k}$。求 $\mathbf{a}\cdot\mathbf{b}$。 選出正確答案。
  2. 2 基礎
    $\mathbf{v}=12\mathbf{i}-16\mathbf{j}-21\mathbf{k}$。求 $|\mathbf{v}|$。 只須填寫答案。

  3. 3 基礎
    $\mathbf{a}=(4,-1,-2)$、$\mathbf{b}=(4,1,0)$。求 $\mathbf{a}\times\mathbf{b}$ 的 $\mathbf{i}$ 分量。 寫出主要步驟並填寫答案。

  4. 4 基礎
    $\mathbf{a}=(2,4,2)$ 與 $\mathbf{b}=(-4,-4,k)$ 互相垂直。$k$ 的值是 -12。這說法是否正確?
  5. 5 基礎
    $\mathbf{a}=6\mathbf{i}+2\mathbf{j}+4\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=\mathbf{i}-5\mathbf{j}+\mathbf{k}$。求 $\mathbf{a}\cdot\mathbf{b}$。 選出正確答案。
  6. 6 基礎
    $\mathbf{v}=-3\mathbf{i}+4\mathbf{j}+12\mathbf{k}$。求 $|\mathbf{v}|$。 只須填寫答案。

  7. 7 基礎
    $\mathbf{a}=(1,-4,-1)$、$\mathbf{b}=(3,-1,0)$。求 $\mathbf{a}\times\mathbf{b}$ 的 $\mathbf{j}$ 分量。 寫出主要步驟並填寫答案。

  8. 8 基礎
    $\mathbf{a}=(3,5,-2)$ 與 $\mathbf{b}=(2,4,k)$ 互相垂直。$k$ 的值是 -13。這說法是否正確?
  9. 9 基礎
    $\mathbf{a}=6\mathbf{i}-5\mathbf{j}+6\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=-2\mathbf{i}-\mathbf{j}+4\mathbf{k}$。求 $\mathbf{a}\cdot\mathbf{b}$。 選出正確答案。
  10. 10 基礎
    $\mathbf{v}=-6\mathbf{i}+8\mathbf{j}+24\mathbf{k}$。求 $|\mathbf{v}|$。 只須填寫答案。

  11. 11 基礎
    $\mathbf{a}=(-3,2,1)$、$\mathbf{b}=(3,0,-4)$。求 $\mathbf{a}\times\mathbf{b}$ 的 $\mathbf{i}$ 分量。 寫出主要步驟並填寫答案。

  12. 12 基礎
    $\mathbf{a}=(1,-4,-3)$ 與 $\mathbf{b}=(3,2,k)$ 互相垂直。$k$ 的值是 5/3。這說法是否正確?
  13. 13 普通
    $\mathbf{u}=-6\mathbf{i}-5\mathbf{j}$、$\mathbf{w}=8\mathbf{i}+15\mathbf{j}$。求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。 選出正確答案。
  14. 14 普通
    $\mathbf{a}=\mathbf{i}-2\mathbf{j}-2\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=\mathbf{i}-\mathbf{k}$。求三角形 $OAB$(其中 $\overrightarrow{OA}=\mathbf{a}$、$\overrightarrow{OB}=\mathbf{b}$)的面積(答案以最簡分數表示)。 只須填寫答案。

  15. 15 普通
    $\mathbf{a}=\mathbf{i}-2\mathbf{j}+2\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=-6\mathbf{i}-6\mathbf{j}-7\mathbf{k}$,兩者夾角為 $\theta$。求 $\cos\theta$ 的值(答案以最簡分數表示)。 寫出主要步驟並填寫答案。

  16. 16 普通 DSE 長題
    $\mathbf{u}=(-1,-5)$、$\mathbf{w}=(6,8)$。 分題作答,每部分只須填寫答案。
    1. (a) 求 $\mathbf{u}\cdot\mathbf{w}$。
    2. (b) 求 $|\mathbf{w}|$。
    3. (c) 求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。
  17. 17 普通
    $\mathbf{u}=-5\mathbf{i}-6\mathbf{j}$、$\mathbf{w}=5\mathbf{i}+12\mathbf{j}$。求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。 選出正確答案。
  18. 18 普通
    $\mathbf{a}=3\mathbf{i}-2\mathbf{j}+4\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=-2\mathbf{i}+2\mathbf{j}-3\mathbf{k}$。求由 $\mathbf{a}$、$\mathbf{b}$ 張成的平行四邊形的面積。 只須填寫答案。

  19. 19 普通
    $\mathbf{a}=-2\mathbf{i}+\mathbf{j}+2\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=-\mathbf{i}-2\mathbf{j}+2\mathbf{k}$,兩者夾角為 $\theta$。求 $\cos\theta$ 的值(答案以最簡分數表示)。 寫出主要步驟並填寫答案。

  20. 20 普通 DSE 長題
    $\mathbf{u}=(6,4)$、$\mathbf{w}=(8,15)$。 分題作答,每部分只須填寫答案。
    1. (a) 求 $\mathbf{u}\cdot\mathbf{w}$。
    2. (b) 求 $|\mathbf{w}|$。
    3. (c) 求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。
  21. 21 普通
    $\mathbf{u}=4\mathbf{i}-2\mathbf{j}$、$\mathbf{w}=6\mathbf{i}+8\mathbf{j}$。求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。 選出正確答案。
  22. 22 普通
    $\mathbf{a}=-2\mathbf{i}+3\mathbf{j}+4\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=2\mathbf{i}$。求由 $\mathbf{a}$、$\mathbf{b}$ 張成的平行四邊形的面積。 只須填寫答案。

  23. 23 普通
    $\mathbf{a}=2\mathbf{i}-\mathbf{j}+2\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=3\mathbf{i}+2\mathbf{j}-6\mathbf{k}$,兩者夾角為 $\theta$。求 $\cos\theta$ 的值(答案以最簡分數表示)。 寫出主要步驟並填寫答案。

  24. 24 普通 DSE 長題
    $\mathbf{u}=(0,2)$、$\mathbf{w}=(6,8)$。 分題作答,每部分只須填寫答案。
    1. (a) 求 $\mathbf{u}\cdot\mathbf{w}$。
    2. (b) 求 $|\mathbf{w}|$。
    3. (c) 求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。
  25. 25 進階
    $\mathbf{a}=-\mathbf{i}-3\mathbf{j}+3\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=-3\mathbf{i}+4\mathbf{k}$、$\mathbf{c}=3\mathbf{i}-\mathbf{j}-3\mathbf{k}$。求由 $\mathbf{a}$、$\mathbf{b}$、$\mathbf{c}$ 張成的平行六面體的體積。 選出正確答案。
  26. 26 進階
    $\mathbf{a}=-\mathbf{i}-4\mathbf{j}-4\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=3\mathbf{i}+4\mathbf{j}-3\mathbf{k}$。求 $\mathbf{a}\cdot\mathbf{b}$。 只須填寫答案。

  27. 27 進階
    $\mathbf{v}=-3\mathbf{i}+4\mathbf{j}-12\mathbf{k}$。$|\mathbf{v}|$是 13。這說法是否正確?
  28. 28 進階 DSE 長題
    $\mathbf{u}=(4,6)$、$\mathbf{w}=(6,8)$。 分題作答,每部分只須填寫答案。
    1. (a) 求 $\mathbf{u}\cdot\mathbf{w}$。
    2. (b) 求 $|\mathbf{w}|$。
    3. (c) 求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。
  29. 29 進階
    $\mathbf{a}=-\mathbf{i}+3\mathbf{j}+2\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=4\mathbf{i}+2\mathbf{j}+2\mathbf{k}$、$\mathbf{c}=2\mathbf{i}-\mathbf{j}+\mathbf{k}$。求由 $\mathbf{a}$、$\mathbf{b}$、$\mathbf{c}$ 張成的平行六面體的體積。 選出正確答案。
  30. 30 進階
    $\mathbf{a}=-5\mathbf{i}+2\mathbf{j}-5\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=-3\mathbf{i}-2\mathbf{j}+4\mathbf{k}$。求 $\mathbf{a}\cdot\mathbf{b}$。 只須填寫答案。

  31. 31 進階
    $\mathbf{v}=5\mathbf{i}-12\mathbf{j}-84\mathbf{k}$。$|\mathbf{v}|$是 85。這說法是否正確?
  32. 32 進階 DSE 長題
    $\mathbf{u}=(2,4)$、$\mathbf{w}=(6,8)$。 分題作答,每部分只須填寫答案。
    1. (a) 求 $\mathbf{u}\cdot\mathbf{w}$。
    2. (b) 求 $|\mathbf{w}|$。
    3. (c) 求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。
  33. 33 進階
    $\mathbf{a}=-2\mathbf{i}-3\mathbf{j}$、$\mathbf{b}=3\mathbf{i}-\mathbf{j}$、$\mathbf{c}=-3\mathbf{i}+3\mathbf{j}+4\mathbf{k}$。求由 $\mathbf{a}$、$\mathbf{b}$、$\mathbf{c}$ 張成的平行六面體的體積。 選出正確答案。
  34. 34 進階
    $\mathbf{a}=5\mathbf{i}-2\mathbf{j}+4\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=3\mathbf{i}+2\mathbf{j}+3\mathbf{k}$。求 $\mathbf{a}\cdot\mathbf{b}$。 只須填寫答案。

  35. 35 進階
    $\mathbf{v}=-6\mathbf{i}+8\mathbf{j}-24\mathbf{k}$。$|\mathbf{v}|$是 26。這說法是否正確?
  36. 36 進階 DSE 長題
    $\mathbf{u}=(-1,1)$、$\mathbf{w}=(6,8)$。 分題作答,每部分只須填寫答案。
    1. (a) 求 $\mathbf{u}\cdot\mathbf{w}$。
    2. (b) 求 $|\mathbf{w}|$。
    3. (c) 求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。
  37. 37 挑戰
    $\mathbf{a}=(-1,3,0)$、$\mathbf{b}=(4,3,0)$。求 $\mathbf{a}\times\mathbf{b}$ 的 $\mathbf{j}$ 分量。 選出正確答案。
  38. 38 挑戰
    $\mathbf{a}=(3,-1,-3)$ 與 $\mathbf{b}=(-1,-1,k)$ 互相垂直。求 $k$ 的值(答案以最簡分數表示)。 寫出主要步驟並填寫答案。

  39. 39 挑戰
    $\mathbf{a}=3\mathbf{i}+2\mathbf{j}+4\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=3\mathbf{i}+4\mathbf{j}-3\mathbf{k}$。三角形 $OAB$(其中 $\overrightarrow{OA}=\mathbf{a}$、$\overrightarrow{OB}=\mathbf{b}$)的面積是 31。這說法是否正確?
  40. 40 挑戰 DSE 長題
    $\mathbf{u}=(0,-1)$、$\mathbf{w}=(5,12)$。 分題作答,每部分只須填寫答案。
    1. (a) 求 $\mathbf{u}\cdot\mathbf{w}$。
    2. (b) 求 $|\mathbf{w}|$。
    3. (c) 求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。
  41. 41 挑戰
    $\mathbf{a}=(5,-1,0)$、$\mathbf{b}=(-2,0,0)$。求 $\mathbf{a}\times\mathbf{b}$ 的 $\mathbf{k}$ 分量。 選出正確答案。
  42. 42 挑戰
    $\mathbf{a}=(2,5,2)$ 與 $\mathbf{b}=(4,5,k)$ 互相垂直。求 $k$ 的值(答案以最簡分數表示)。 寫出主要步驟並填寫答案。

  43. 43 挑戰
    $\mathbf{u}=5\mathbf{i}+7\mathbf{j}$、$\mathbf{w}=8\mathbf{i}+15\mathbf{j}$。$\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影是 145/289。這說法是否正確?
  44. 44 挑戰 DSE 長題
    $\mathbf{u}=(-1,6)$、$\mathbf{w}=(8,15)$。 分題作答,每部分只須填寫答案。
    1. (a) 求 $\mathbf{u}\cdot\mathbf{w}$。
    2. (b) 求 $|\mathbf{w}|$。
    3. (c) 求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。
  45. 45 挑戰
    $\mathbf{a}=(-2,5,3)$、$\mathbf{b}=(-3,-4,1)$。求 $\mathbf{a}\times\mathbf{b}$ 的 $\mathbf{i}$ 分量。 選出正確答案。
  46. 46 挑戰
    $\mathbf{a}=(5,1,2)$ 與 $\mathbf{b}=(-3,-2,k)$ 互相垂直。求 $k$ 的值(答案以最簡分數表示)。 寫出主要步驟並填寫答案。

  47. 47 挑戰
    $\mathbf{u}=-2\mathbf{i}-3\mathbf{j}$、$\mathbf{w}=3\mathbf{i}+4\mathbf{j}$。$\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影是 -18/25。這說法是否正確?
  48. 48 挑戰 DSE 長題
    $\mathbf{u}=(-5,-5)$、$\mathbf{w}=(8,15)$。 分題作答,每部分只須填寫答案。
    1. (a) 求 $\mathbf{u}\cdot\mathbf{w}$。
    2. (b) 求 $|\mathbf{w}|$。
    3. (c) 求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。
  49. 49 尖子
    $\mathbf{a}=-2\mathbf{i}+2\mathbf{j}+\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=2\mathbf{i}-\mathbf{j}$。求由 $\mathbf{a}$、$\mathbf{b}$ 張成的平行四邊形的面積。 只須填寫答案。

  50. 50 尖子
    $\mathbf{a}=\mathbf{i}+2\mathbf{j}+2\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=9\mathbf{i}-6\mathbf{j}-2\mathbf{k}$,兩者夾角為 $\theta$。求 $\cos\theta$ 的值(答案以最簡分數表示)。 寫出主要步驟並填寫答案。

  51. 51 尖子
    $\mathbf{a}=-\mathbf{i}-\mathbf{j}-2\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=-\mathbf{i}$、$\mathbf{c}=-\mathbf{i}-2\mathbf{j}-2\mathbf{k}$。由 $\mathbf{a}$、$\mathbf{b}$、$\mathbf{c}$ 張成的平行六面體的體積是 2。這說法是否正確?
  52. 52 尖子 DSE 長題
    $\mathbf{u}=(2,2)$、$\mathbf{w}=(8,15)$。 分題作答,每部分只須填寫答案。
    1. (a) 求 $\mathbf{u}\cdot\mathbf{w}$。
    2. (b) 求 $|\mathbf{w}|$。
    3. (c) 求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。
  53. 53 尖子
    $\mathbf{a}=4\mathbf{i}-2\mathbf{j}+4\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=-2\mathbf{i}-3\mathbf{j}+2\mathbf{k}$。求由 $\mathbf{a}$、$\mathbf{b}$ 張成的平行四邊形的面積。 只須填寫答案。

  54. 54 尖子
    $\mathbf{a}=-2\mathbf{i}-2\mathbf{j}-\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=4\mathbf{i}+\mathbf{j}+8\mathbf{k}$,兩者夾角為 $\theta$。求 $\cos\theta$ 的值(答案以最簡分數表示)。 寫出主要步驟並填寫答案。

  55. 55 尖子
    $\mathbf{a}=\mathbf{i}+2\mathbf{j}+2\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=4\mathbf{i}-3\mathbf{k}$、$\mathbf{c}=-2\mathbf{i}-3\mathbf{j}+2\mathbf{k}$。由 $\mathbf{a}$、$\mathbf{b}$、$\mathbf{c}$ 張成的平行六面體的體積是 37。這說法是否正確?
  56. 56 尖子 DSE 長題
    $\mathbf{u}=(-2,-5)$、$\mathbf{w}=(3,4)$。 分題作答,每部分只須填寫答案。
    1. (a) 求 $\mathbf{u}\cdot\mathbf{w}$。
    2. (b) 求 $|\mathbf{w}|$。
    3. (c) 求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。
  57. 57 尖子
    $\mathbf{a}=4\mathbf{i}-3\mathbf{j}-3\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=4\mathbf{i}-3\mathbf{j}+2\mathbf{k}$。求由 $\mathbf{a}$、$\mathbf{b}$ 張成的平行四邊形的面積。 只須填寫答案。

  58. 58 尖子
    $\mathbf{a}=-4\mathbf{i}-\mathbf{j}-8\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=6\mathbf{i}+7\mathbf{j}+6\mathbf{k}$,兩者夾角為 $\theta$。求 $\cos\theta$ 的值(答案以最簡分數表示)。 寫出主要步驟並填寫答案。

  59. 59 尖子
    $\mathbf{a}=3\mathbf{i}+2\mathbf{j}+2\mathbf{k}$、$\mathbf{b}=-2\mathbf{i}+2\mathbf{j}+4\mathbf{k}$、$\mathbf{c}=2\mathbf{i}-\mathbf{j}-3\mathbf{k}$。由 $\mathbf{a}$、$\mathbf{b}$、$\mathbf{c}$ 張成的平行六面體的體積是 6。這說法是否正確?
  60. 60 尖子 DSE 長題
    $\mathbf{u}=(2,-5)$、$\mathbf{w}=(8,15)$。 分題作答,每部分只須填寫答案。
    1. (a) 求 $\mathbf{u}\cdot\mathbf{w}$。
    2. (b) 求 $|\mathbf{w}|$。
    3. (c) 求 $\mathbf{u}$ 在 $\mathbf{w}$ 上的純量投影(答案以最簡分數表示)。

報告會列出答錯的題目與相關概念,只有你自己看得到。

常見錯誤

向量常見錯誤

本課特別要留意向量運算、純量積、向量積、夾角、投影、面積及純量三重積。第一類錯誤是未讀清條件便套公式,令所用數值或關係不符題意。第二類是跳步太多,負號、括號、小數點或單位在轉換時遺失。第三類是得到答案後沒有核對合理性,例如概率超過一、長度為負數、角度超出圖形限制,或計算結果與估算差距太大。改正方法是把條件、列式、運算和檢查分成四行,並在最後一句寫出答案所代表的量。

同一類題目一直錯?

重複錯同一步,通常不是不夠操練,而是前面某個概念未通。試堂時我們會先找出那一步。

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