(完整版)平面向量练习题集答案
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平面向量习题及答案【篇一:平面向量练习题集答案】>典例精析题型一向量的有关概念【例1】下列命题:①向量ab的长度与ba的长度相等;②向量a与向量b平行,则a与b的方向相同或相反;③两个有共同起点的单位向量,其终点必相同;④向量ab与向量cd是共线向量,则a、b、c、d必在同一直线上.其中真命题的序号是.【解析】①对;零向量与任一向量是平行向量,但零向量的方向任意,故②错;③显然错;ab与cd是共线向量,则a、b、c、d可在同一直线上,也可共面但不在同一直线上,故④错.故是真命题的只有①.【点拨】正确理解向量的有关概念是解决本题的关键,注意到特殊情况,否定某个命题只要举出一个反例即可.【变式训练1】下列各式:①|a|=a?a;②(a?b) ?c=a? (b?c);③oa-ob=ba;④在任意四边形abcd中,m为ad的中点,n为bc的中点,则ab +=2;其中正确的个数为( )a.1b.2c.3d.4【解析】选d.| a|=a?a正确;(a?b) ?c≠a? (b?c); oa-ob=ba 正确;如下图所示,mn=++且mn=++,两式相加可得2mn=ab+dc,即命题④正确;因为a,b不共线,且|a|=|b|=1,所以a+b,a-b为菱形的两条对角线,即得(a+b)⊥(a-b).所以命题①③④⑤正确.题型二与向量线性运算有关的问题【例2】如图,abcd是平行四边形,ac、bd交于点o,点m在线段do上,且=,点n在线段oc上,且=,设=a, =b,试用a、b表示,,1313.【解析】在?abcd中,ac,bd交于点o,111所以==(-)a-b),222=2=2(+)=2(a+b).11又=,=, 331所以=ad+=b+ 31115=b(a-b)=a, 3266111=+=+3 4412==(a+b)a+b). 3323所以=- 21511=(a+b)-+)=a. 36626【点拨】向量的线性运算的一个重要作用就是可以将平面内任一向量由平面内两个不共线的向量表示,即平面向量基本定理的应用,在运用向量解决问题时,经常需要进行这样的变形.所以? (+)=?0=0,故填0.题型三向量共线问题【例3】设两个非零向量a与b不共线.(1)若=a+b,=2a+8b,=3(a-b),求证:a,b,d三点共线;(2)试确定实数k,使ka+b和a+kb共线. 1【解析】(1)证明:因为=a+b,=2a+8b,=3(a-b),所以bd=bc+cd=2a+8b+3(a-b)=5(a+b)=5ab,所以ab, bd共线.又因为它们有公共点b,所以a,b,d三点共线.(2)因为ka+b和a+kb共线,因为a与b是不共线的两个非零向量,【点拨】(1)向量共线的充要条件中,要注意当两向量共线时,通常只有非零向量才能表示与之共线的其他向量,要注意待定系数法的运用和方程思想.(2)证明三点共线问题,可用向量共线来解决,但应注意向量共线与三点共线的区别与联系,当两向量共线且有公共点时,才能得出三点共线.【变式训练3】已知o是正三角形bac内部一点,+2+3=0,则△oac的面积与△oab的面积之比是(3a. 2c.2 2b. 31d. 3 )【解析】如图,在三角形abc中, oa+2ob+3oc=0,整理可得oa+oc+2(ob+oc)=0.1令三角形abc中ac边的中点为e,bc边的中点为f,则点o在点f与点e连线的处,即oe=2of. 32由于ab=2ef,oe=,所以ab=3oe, 31s△oacoe?h2==.故选b. 3s△oabab?h4总结提高1.向量共线也称向量平行,它与直线平行有区别,直线平行不包括共线(即重合)的情形,而向量平行则包括共线(即重合)的情形.2.判断两非零向量是否平行,实际上就是找出一个实数,使这个实数能够和其中一个向量把另外一个向量表示出来.3.当向量a与b共线同向时,|a+b|=|a|+|b|;当向量a与b共线反向时,|a+b|=||a|-|b||;当向量a与b不共线时,|a+b|<|a|+|b|.典例精析题型一平面向量基本定理的应用【例1】如图?abcd中,m,n分别是dc,bc中点.已知am=a,=b,试用a,b表示,ad与ac【解析】易知am=ad+dm 1=+, 21an=ab+bn=ab2ad, 1???a,??2即? ??1?b.?2?22所以=b-a),=2a-b). 332所以=+=a+b). 3【点拨】运用平面向量基本定理及线性运算,平面内任何向量都可以用基底来表示.此处方程思想的运用值得仔细领悟.【变式训练1】已知d为△abc的边bc上的中点,△abc所在平面内有一点p,满足++=0等于( ) 1b. 2c.1 d.2 1a. 3【解析】由于d为bc边上的中点,因此由向量加法的平行四边形法则,易知pb+pc=2pd,因此结合pa+bp+cp=0即得pa=2pd,因此易得p,a,d三点共线且d是pa=1,即选c.题型二向量的坐标运算【例2】已知a=(1,1),b=(x,1),u=a+2b,v=2a-b.(1)若u=3v,求x;(2)若u∥v,求x.【解析】因为a=(1,1),b=(x,1),所以u=(1,1)+2(x,1)=(1,1)+(2x,2)=(2x+1,3),v=2(1,1)-(x,1)=(2-x,1).(1)u=3v?(2x+1,3)=3(2-x,1)?(2x+1,3)=(6-3x,3),所以2x+1=6-3x,解得x=1.?2x?1??(2?x),?? 3????(2x+1)-3(2-x)=0?x=1.【点拨】对用坐标表示的向量来说,向量相等即坐标相等,这一点在解题中很重要,应引起重视.+|a141+b|2的最大值为.值为284.题型三平行(共线)向量的坐标运算【例3】已知△abc的角a,b,c所对的边分别是a,b,c,设向量m=(a,b),n=(sin b,sin a),p=(b-2,a-2).(1)若m∥n,求证:△abc为等腰三角形;【解析】(1)证明:因为m∥n,所以asin a=bsin b.由正弦定理,得a2=b2,即a=b.所以△abc为等腰三角形.a(b-2)+b(a-2)=0,所以a+b=ab.由余弦定理,得4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab,所以(ab)2-3ab-4=0.所以ab=4或ab=-1(舍去).113所以s△abc=absin c3. 222【点拨】设m=(x1,y1),n=(x2,y2),则①m∥n?x1y2=x2y1;②m⊥n?x1x2+y1y2=0.【变式训练3】已知a,b,c分别为△abc的三个内角a,b,c的对边,向量m=(2cosc-1,-2),n=(cos c,cos c+1).若m⊥n,且a+b=10,则△abc周长的最小值为( )a.10-3c.10-23b.10+53d.10+231【解析】由m⊥n得2cos2c-3cos c-2=0,解得cos c=-cos c=2(舍去),所以c2=a2+b2-2abcos 2【篇二:高中数学平面向量测试题及答案】选择题:1。
平面向量练习题及答案一、选择题1. 设向量a和向量b是两个不共线的向量,若向量c=2向量a-3向量b,向量d=向量a+4向量b,那么向量c和向量d的夹角的余弦值是()A. 1/2B. -1/2C. 0D. 12. 若向量a和向量b的模长分别为3和4,且它们的夹角为60°,则向量a和向量b的点积是()A. 6B. 12C. 15D. 183. 已知向量a=(1,2),向量b=(3,4),则向量a和向量b的向量积的大小是()A. 5B. 6C. 7D. 8二、填空题4. 若向量a=(x,y),向量b=(2,-1),且向量a与向量b共线,则x=______,y=______。
5. 向量a=(3,4),向量b=(-1,2),则向量a和向量b的夹角的正弦值是______。
三、计算题6. 已知向量a=(2,3),向量b=(4,-1),求向量a和向量b的点积。
7. 已知向量a=(-1,3),向量b=(2,-4),求向量a和向量b的向量积。
8. 已知向量a=(1,0),向量b=(2,3),求向量a在向量b上的投影。
四、解答题9. 设向量a=(1,-1),向量b=(2,3),求证向量a和向量b不共线。
10. 已知向量a=(x,y),向量b=(1,1),若向量a和向量b的点积为6,求x和y的值。
答案:1. B2. C3. B4. 2,-15. 根号下((3+4)的平方-(3*(-1)+4*2)的平方)除以(5*根号下2)6. 向量a和向量b的点积为:2*4+3*(-1)=57. 向量a和向量b的向量积为:(3*(-4)-4*2)i-(2*3-1*4)j=-20i+2j8. 向量a在向量b上的投影为:(向量a·向量b)/向量b的模长^2 * 向量b = (1*2+0*3)/(2^2+3^2) * 向量b = (2/13) * (2,3)9. 证:假设向量a和向量b共线,则存在实数k使得向量a=k向量b。
平面向量专题练习(带答案详解) 平面向量专题练(附答案详解)一、单选题1.已知向量 $a=(-1,2)$,$b=(1,1)$,则 $a\cdot b$ 等于()A。
3 B。
2 C。
1 D。
02.已知向量 $a=(1,-2)$,$b=(2,x)$,若 $a//b$,则 $x$ 的值是()A。
-4 B。
-1 C。
1 D。
43.已知向量 $a=(1,1,0)$,$b=(-1,0,2)$,且 $ka+b$ 与 $2a-b$ 互相垂直,则 $k$ 的值是()A。
1 B。
5/3 C。
3/5 D。
7/54.等腰直角三角形 $ABC$ 中,$\angle ACB=\frac{\pi}{2}$,$AC=BC=2$,点 $P$ 是斜边 $AB$ 上一点,且 $BP=2PA$,那么 $CP\cdot CA+CP\cdot CB$ 等于()A。
-4 B。
-2 C。
2 D。
45.设 $a,b$ 是非零向量,则 $a=2b$ 是成立的()A。
充分必要条件 B。
必要不充分条件 C。
充分不必要条件 D。
既不充分也不必要条件6.在 $\triangle ABC$ 中 $A=\frac{\pi}{3}$,$b+c=4$,$E,F$ 为边 $BC$ 的三等分点,则 $AE\cdot AF$ 的最小值为()A。
$\frac{8}{3}$ B。
$\frac{26}{9}$ C。
$\frac{2}{3}$ D。
$3$7.若 $a=2$,$b=2$,且 $a-b\perp a$,则 $a$ 与 $b$ 的夹角是()A。
$\frac{\pi}{6}$ B。
$\frac{\pi}{4}$ C。
$\frac{\pi}{3}$ D。
$\frac{\pi}{2}$8.已知非零向量 $a,b$ 满足 $|a|=6|b|$,$a,b$ 的夹角的余弦值为 $\frac{1}{3}$,且 $a\perp (a-kb)$,则实数 $k$ 的值为()A。
18 B。
高中平面向量经典练习题【编著】黄勇权一、填空题1、向量a=(2,4),b=(-1,-3),则向量3a-2b的坐标是。
2、已知向量a与b的夹角为60°,a=(3,4),|b | =1,则|a+5b | = 。
3、已知点A(1,2),B(2,1),若→AP=(3,4),则→BP= 。
4、已知A(-1,2),B(1,3),C(2,0),D(x,1),若AB与CD共线,则|BD|的值等于________。
5、向量a、b满足|a|=1,|b|= 2 ,(a+b)⊥(2a-b),则向量a与b的夹角为________。
6、设向量a,b满足|a+b|= 10,|a-b|= 6 ,则a·b=。
7、已知a、b是非零向量且满足(a-2b)⊥a,(b-2a)⊥b,则a与b的夹角是。
8、在△ABC中,D为AB边上一点,→AD =12→DB,→CD =23→CA + m→CB,则m= 。
9、已知非零向量a,b满足|b|=4|a|,a⊥(2a+b),则a与b的夹角是。
10、在三角形ABC中,已知A(-3,1),B(4,-2),点P(1,-1)在中线AD上,且→AP= 2→PD,则点C的坐标是()。
二、选择题1、设向量→OA=(6,2),→OB=(-2,4),向量→OC垂直于向量→OB,向量→BC平行于→OA,若→OD +→OA=→OC,则→OD坐标=()。
A、(11,6)B、(22,12)C、(28,14)D、(14,7)2、把A(3,4)按向量a(1,-2)平移到A',则点A'的坐标()A、(4 , 2)B、(3,1)C、(2,1)D、(1,0)3、已知向量a,b,若a为单位向量, 且 | a| = | 2b| ,则(2a+ b)⊥(a-2b),则向量a与b的夹角是()。
A、90°B、60°C、30°D、0°4、已知向量ab的夹角60°,| a|= 2,b=(-1,0),则| 2a-3b|=()A、 15B、 14C、 13D、 115、在菱形ABCD中,∠DAB=60°,|2·→0C +→CD|=4,则,|→BC+→CD|=______.A、12B、8C、4D、26题、7题、8、若向量a=(3,4),向量b=(2,1),则a在b方向上的投影为________.A、2B、4C、8D、169题、10、已知正方形ABCD的边长为2,E为CD的中点,则→AE·→BD=.A、-1B、1C、-2D、2三、解答题1、在△ABC中,M是BC的中点,AM=3,BC=10,求→AB·→AC的值。
平面向量练习题一.填空题。
1.AC DB CD BA 等于________.2.若向量a=( 3,2), b=(0,-1),则向量2b-a的坐标是________.3.平面上有三个点A( 1,3),B( 2,2),C( 7,x),若∠ ABC =90°,则 x 的值为 ________.4.向量 a、b 知足 |a|=1,|b|= 2 ,(a+b)⊥(2a-b),则向量a与b的夹角为________.5.已知向量 a=( 1, 2), b=( 3, 1),那么向量 2a-1b 的坐标是 _________.26.已知 A(- 1, 2),B( 2, 4), C(4,- 3), D ( x,1),若AB与CD共线,则 | BD |的值等于 ________.7.将点 A( 2, 4)按向量 a=(- 5,- 2)平移后,所获得的对应点A′的坐标是 ______.8.已知 a=(1, -2), b =(1,x), 若 a⊥b,则 x 等于 ______9.已知向量 a, b 的夹角为120,且 |a|=2,| b |=5,则( 2a- b)· a=______10.设 a=(2, - 3), b =(x,2x), 且 3a· b =4, 则 x 等于 _____11.已知 AB( 6,1), BC ( x, y), CD ( 2, 3), 且 BC ∥DA,则x+2y的值为_ ____12.已知向量a+3 b, a-4 b 分别与 7a-5 b,7a-2 b 垂直,且 |a|≠ 0,| b |≠ 0,则 a 与 b 的夹角为 ____uuur uuur uuur13.在△ ABC中, O 为中线 AM 上的一个动点,若AM=2 ,则OA OB OC 的最小值是.14.将圆x2y 2 2 按向量v=(2,1)平移后,与直线 x y0 相切,则λ的值为.二.解答题。
15.设平面三点A( 1, 0), B( 0,1), C( 2, 5).(1)试求向量 2 AB+AC的模;(2)试求向量AB 与 AC 的夹角;(3)试求与BC垂直的单位向量的坐标.16.已知向量a=( sin,cos)(R ),b=(3,3 )(1)当为什么值时,向量a、b 不可以作为平面向量的一组基底1(2)求 |a -b|的取值范围17.已知向量 a 、 b 是两个非零向量,当 a+tb(t ∈R)的模取最小值时,(1)求 t 的值(2)已知 a 、 b 共线同向时,求证b 与 a+tb 垂直18. 设向量 OA (3,1), OB ( 1,2) ,向量 OC 垂直于向量 OB ,向量 BC 平行于 OA ,试求 OD OA OC 时,OD 的坐标 .19.将函数 y= - x 2 进行平移, 使获得的图形与函数 y=x 2- x - 2 的图象的两个交点对于原点 对称 .(如图 )求平移向量 a 及平移后的函数分析式 .20.已知平面向量 a( 3, 1), b (1, 3).若存在不一样时为零的实数k 和 t,使2 2x a (t 23)b, y ka t b, 且 x y.( 1)试求函数关系式 k=f ( t )( 2)求使 f ( t )>0 的 t 的取值范围 .21 11. 02.(- 3,- 4)3.74.90°5.( 2 , 3 2 ).6.73 . 7.(- 3, 2).8.- 29.12110. 311.012. 90 ° 13.214.1或 515. ( 1)∵AB =( 0- 1, 1-0)=(- 1, 1), AC =( 2- 1, 5- 0)=( 1,5).∴ 2 AB + AC = 2(- 1, 1)+( 1, 5)=(- 1, 7).∴ |2AB + AC |= ( 1)2 72 = 50.(2)∵ | AB |=( 1)212= 2 .|AC |= 12 52 = 26 ,AB ·AC =(- 1)× 1+ 1×5= 4.AB AC4 2 13∴ cos = | AB | | AC | = 226= 13 .(3)设所求向量为m =( x , y ),则 x 2+ y 2= 1. ①又 BC =( 2- 0, 5- 1)=( 2,4),由 BC ⊥ m ,得 2 x + 4 y = 0.②x 2 5x -2555y5 . y5 .2 55 2 555 55)或(- 55)即由①、②,得 5 或 ∴ ( ,-,为所求.16.【解】(1)要使向量 a 、 b 不可以作为平面向量的一组基底,则向量 a 、 b 共线3sin3 cos30 tan∴3k(k Z ) k(kZ ) 故6,即当6基底时,向量 a 、b 不可以作为平面向量的一组(2) | a b | (sin 3) 2 (cos 3)2 13 2( 3 sin3cos )而 2 33 sin3cos2 3∴ 2 3 1 | a b | 2 3 1317.【解】(1)由 ( a tb) 2| b |2 t 22a bt| a |2t2a b| a |cos(是a与b的夹角)当2 | b |2| b |时 a+tb(t ∈ R)的模取最小值| a |t(2)当 a、 b共线同向时,则0,此时| b |∴ b (a tb) b a tb2b a | a ||b | | b || a | | a || b | 0∴b⊥ (a+tb)18.解:设OC(x, y),OC OB OCOB 0 2 y x0①又BC // OA,BC(x1, y2)3( y 2)( x 1) 0即:3y x7②x14,联立①、②得y710分OC(14,7),于是 OD OC OA(11,6) .19.解法一:设平移公式为x x hy y k 代入 y x2,获得y k( x h) 2 .即 y x22hx h 2k ,把它与 y x 2x2联立,y x 22hx h 2k得yx 2x 2设图形的交点为(x1, y1),( x2, y2),由已知它们对于原点对称,x1x2即有:y1y2 由方程组消去y得:2x2(12h) x 2 h 2k 0.4x 1 x 21 2h且x 1x 20得h1 . 由22又将(x 1, y1 ),( x 2, y 2 )分别代入①②两式并相加,得: y 1 y 2x 12 x 22 2hx 1 x 2 h 2 k 2.0 (x 2x 1 )( x 2x 1 ) (x 1x 2 ) 1 k 2k9.a ( 1 , 9)4. 解得42 4 .xx12y y9x2得: yx 2平移公式为:4 代入 yx2 .解法二:由题意和平移后的图形与y x 2x2交点对于原点对称,可知该图形上全部点都能够找到对于原点的对称点在另一图形上,所以只需找到特点点即可.y x2x2的极点为(1, 9)1 , 924 ,它对于原点的对称点为 ( 2 4 ),即是新图形的极点 .因为新图形由 yx 2h1 0 1, k 99平移获得, 所以平移向量为22 44 以下同解法一 .20.解:( 1)xy, x y 0.即[( at 2 3)b]( k a tb)0.a b0, a 221,4k t(t23) 0,即k1t(t 23).4,b1t (t 24( 2)由 f(t)>0, 得3) 0,即t (t3)(t3)0,则3t 0或t3.45。
高中平面向量经典练习题【编著】黄勇权一、填空题1、向量a=(2,4),b=(-1,-3),则向量3a-2b的坐标是。
2、已知向量a与b的夹角为60°,a=(3,4),|b | =1,则|a+5b | = 。
3、已知点A(1,2),B(2,1),若→AP=(3,4),则→BP= 。
4、已知A(-1,2),B(1,3),C(2,0),D(x,1),若AB与CD共线,则|BD|的值等于________。
5、向量a、b满足|a|=1,|b|= 2 ,(a+b)⊥(2a-b),则向量a与b的夹角为________。
6、设向量a,b满足|a+b|= 10,|a-b|= 6 ,则a·b=。
7、已知a、b是非零向量且满足(a-2b)⊥a,(b-2a)⊥b,则a与b的夹角是。
8、在△ABC中,D为AB边上一点,→AD =12→DB,→CD =23→CA + m→CB,则m= 。
9、已知非零向量a,b满足|b|=4|a|,a⊥(2a+b),则a与b的夹角是。
10、在三角形ABC中,已知A(-3,1),B(4,-2),点P(1,-1)在中线AD上,且→AP= 2→PD,则点C的坐标是()。
二、选择题1、设向量→OA=(6,2),→OB=(-2,4),向量→OC垂直于向量→OB,向量→BC平行于→OA,若→OD +→OA=→OC,则→OD坐标=()。
A、(11,6)B、(22,12)C、(28,14)D、(14,7)2、把A(3,4)按向量a(1,-2)平移到A',则点A'的坐标()A、(4 , 2)B、(3,1)C、(2,1)D、(1,0)3、已知向量a,b,若a为单位向量, 且 | a| = | 2b| ,则(2a+ b)⊥(a-2b),则向量a与b的夹角是()。
A、90°B、60°C、30°D、0°4、已知向量ab的夹角60°,| a|= 2,b=(-1,0),则| 2a-3b|=()A、 15B、 14C、 13D、 115、在菱形ABCD中,∠DAB=60°,|2·→0C +→CD|=4,则,|→BC+→CD|=______.A、12B、8C、4D、26题、7题、8、若向量a=(3,4),向量b=(2,1),则a在b方向上的投影为________.A、2B、4C、8D、169题、10、已知正方形ABCD的边长为2,E为CD的中点,则→AE·→BD=.A、-1B、1C、-2D、2三、解答题1、在△ABC中,M是BC的中点,AM=3,BC=10,求→AB·→AC的值。
平面向量练习题一.填空题。
1. BA CD DB AC +++等于________.2.若向量=(3,2),=(0,-1),则向量2-的坐标是________.3.平面上有三个点A (1,3),B (2,2),C (7,x ),若∠ABC =90°,则x 的值为________.4.向量a 、b 满足|a |=1,|b |=2,(a +b )⊥(2a -b ),则向量a 与b 的夹角为________.5.已知向量a =(1,2),b =(3,1),那么向量2a -21b 的坐标是_________. 6.已知A (-1,2),B (2,4),C (4,-3),D (x ,1),若与共线,则|BD |的值等于________.7.将点A (2,4)按向量=(-5,-2)平移后,所得到的对应点A ′的坐标是______.8. 已知a=(1,-2),b=(1,x),若a ⊥b,则x 等于______9. 已知向量a,b 的夹角为ο120,且|a|=2,|b|=5,则(2a-b )·a=______10. 设a=(2,-3),b=(x,2x),且3a ·b=4,则x 等于_____11. 已知y x 且),3,2(),,(),1,6(--===∥,则x+2y 的值为_____ 12. 已知向量a+3b,a-4b 分别与7a-5b,7a-2b 垂直,且|a|≠0,|b|≠0,则a 与b 的夹角为____13. 在△ABC 中,O 为中线AM 上的一个动点,若AM=2,则()OA OB OC +u u u r u u u r u u u r 的最小值是 .14.将圆222=+y x 按向量v =(2,1)平移后,与直线0=++λy x 相切,则λ的值为 .二.解答题。
1.设平面三点A (1,0),B (0,1),C (2,5).(1)试求向量2+的模; (2)试求向量与的夹角;(3)试求与垂直的单位向量的坐标.2.已知向量a =(θθcos ,sin )(R ∈θ),b =(3,3)(1)当θ为何值时,向量a 、b 不能作为平面向量的一组基底(2)求|a -b |的取值范围3.已知向量a 、b 是两个非零向量,当a +t b (t ∈R)的模取最小值时,(1)求t 的值(2)已知a 、b 共线同向时,求证b 与a +t b 垂直4. 设向量)2,1(),1,3(-==,向量垂直于向量,向量 平行于,试求,=+的坐标.5.将函数y=-x 2进行平移,使得到的图形与函数y=x 2-x -2的图象的两个交点关于原点对称.(如图)求平移向量a 及平移后的函数解析式.6.已知平面向量).23,21(),1,3(=-=b a 若存在不同时为零的实数k 和t,使 .,,)3(2t k t ⊥+-=-+=且(1)试求函数关系式k =f (t )(2)求使f (t )>0的t 的取值范围.参考答案1.2.(-3,-4)°(21,321).6.73.7.(-3,2).8.-210.31-12. 90°13.2-14.51--或(1)∵ AB =(0-1,1-0)=(-1,1),AC =(2-1,5-0)=(1,5). ∴ 2AB +AC =2(-1,1)+(1,5)=(-1,7).∴ |2AB +AC |=227)1(+-=50.(2)∵ |AB |=221)1(+-=2.|AC |=2251+=26,AB ·AC =(-1)×1+1×5=4. ∴ cos=||||AC AB ⋅=2624⋅=13132. (3)设所求向量为=(x ,y ),则x 2+y 2=1. ①又 =(2-0,5-1)=(2,4),由⊥,得2 x +4 y =0. ②由①、②,得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==.55552y x 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.-55552y x ∴ (552,-55)或(-552,55)即为所求.13.【解】(1)要使向量a 、b 不能作为平面向量的一组基底,则向量a 、b 共线∴ 33tan 0cos 3sin 3=⇒=-θθθ 故)(6Z k k ∈+=ππθ,即当)(6Z k k ∈+=ππθ时,向量a 、b 不能作为平面向量的一组基底(2))cos 3sin 3(213)3(cos )3(sin ||22θθθθ+-=-+-=-b a 而32cos 3sin 332≤+≤-θθ∴ 132||132+≤-≤-b a14.【解】(1)由2222||2||)(a bt a t b tb a +⋅+=+ 当的夹角)与是b a b a b b a t αα(cos ||||||222-=⋅-=时a+tb(t ∈R)的模取最小值(2)当a 、b 共线同向时,则0=α,此时||||b a t -= ∴0||||||||||||)(2=-=-⋅=+⋅=+⋅b a a b b a a b tb a b tb a b ∴b ⊥(a +t b )18.解:设020),,(=-=⋅∴⊥=x y y x Θ ① 又0)1()2(3)2,1(,//=+---+=x y y x BC OA BC Θ 即:73=-x y ②联立①、②得⎩⎨⎧==7,14y x ………10分 )6,11(),7,14(=-==∴于是.19.解法一:设平移公式为⎩⎨⎧-'=-'=k y y h x x 代入2x y -=,得到k h hx x y h x k y +-+-=-'-=-'2222.)(即,把它与22--=x x y 联立, 得⎪⎩⎪⎨⎧--=+-+-=22222x x y k h hx x y设图形的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),由已知它们关于原点对称,即有:⎩⎨⎧-=-=2121y y x x 由方程组消去y 得:02)21(222=++-+-k h x h x . 由.2102212121-==++=+h x x h x x 得且又将(11,y x ),),(22y x 分别代入①②两式并相加,得:.22221222121-+--++-=+k h x hx x x y y 241)())((0211212-+-+-+-=∴k x x x x x x . 解得)49,21(.49-==a k . 平移公式为:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-'=+'=4921y y x x 代入2x y -=得:22+--=x x y .解法二:由题意和平移后的图形与22--=x x y 交点关于原点对称,可知该图形上所有点都可以找到关于原点的对称点在另一图形上,因此只要找到特征点即可.22--=x x y 的顶点为)49,21(-,它关于原点的对称点为(49,21-),即是新图形的顶点.由于新图形由2x y -=平移得到,所以平移向量为49049,21021=-=-=--=k h 以下同解法一.20.解:(1).0)(])3[(.0,2=+-⋅-+=⋅∴⊥t k t 即Θ ).3(41,0)3(4,1,4,02222-==-+-∴===⋅t t k t t k 即Θ (2)由f (t )>0,得.303,0)3()3(,0)3(412><<-->+>-t t t t t t t 或则即。
第二章 平面向量一、选择题1.在△ABC 中,AB =AC ,D ,E 分别是AB ,AC 的中点,则( ). A .AB 与AC 共线 B .DE 与CB 共线 C .AD 与AE 相等D .AD 与BD 相等2.下列命题正确的是( ). A .向量AB 与BA 是两平行向量 B .若a ,b 都是单位向量,则a =bC .若AB =DC ,则A ,B ,C ,D 四点构成平行四边形 D .两向量相等的充要条件是它们的始点、终点相同3.平面直角坐标系中,O 为坐标原点,已知两点A (3,1),B (-1,3),若点C 满足OC =α OA +β OB ,其中 α,β∈R ,且α+β=1,则点C 的轨迹方程为( ).A .3x +2y -11=0B .(x -1)2+(y -1)2=5C .2x -y =0D .x +2y -5=0 4.已知a 、b 是非零向量且满足(a -2b )⊥a ,(b -2a )⊥b ,则a 与b 的夹角是( ). A .6πB .3π C .23π D .56π 5.已知四边形ABCD 是菱形,点P 在对角线AC 上(不包括端点A ,C ),则AP =( ). A .λ(AB +AD ),λ∈(0,1) B .λ(AB +BC ),λ∈(0,22) C .λ(AB -AD ),λ∈(0,1)D .λ(AB -BC ),λ∈(0,22) 6.△ABC 中,D ,E ,F 分别是AB ,BC ,AC 的中点,则DF =( ). A .EF +EDB .EF -DEC .EF +ADD .EF +AF7.若平面向量a 与b 的夹角为60°,|b |=4,(a +2b )·(a -3b )=-72,则向量a 的模为( ).(第1题)A.2 B.4 C.6 D.128.点O是三角形ABC所在平面内的一点,满足OA·OB =OB·OC=OC·OA,则点O是△ABC的().A.三个内角的角平分线的交点B.三条边的垂直平分线的交点C.三条中线的交点D.三条高的交点9.在四边形ABCD中,AB=a+2b,BC=-4a-b,DC=-5a-3b,其中a,b不共线,则四边形ABCD为().A.平行四边形B.矩形C.梯形D.菱形10.如图,梯形ABCD中,|AD|=|BC|,EF∥AB∥CD则相等向量是().A.AD与BC B.OA与OBC.AC与BD D.EO与OF(第10题)二、填空题11.已知向量OA=(k,12),OB=(4,5),OC=(-k,10),且A,B,C三点共线,则k=.12.已知向量a=(x+3,x2-3x-4)与MN相等,其中M(-1,3),N(1,3),则x =.13.已知平面上三点A,B,C满足|AB|=3,|BC|=4,|CA|=5,则AB·BC+BC·CA+CA·AB的值等于.14.给定两个向量a=(3,4),b=(2,-1),且(a+m b)⊥(a-b),则实数m等于.15.已知A,B,C三点不共线,O是△ABC内的一点,若OA+OB+OC=0,则O 是△ABC的.16.设平面内有四边形ABCD和点O,OA=a,OB=b,OC=c, OD=d,若a+c =b+d,则四边形ABCD的形状是.三、解答题17.已知点A(2,3),B(5,4),C(7,10),若点P满足AP=AB+λAC(λ∈R),试求λ为何值时,点P在第三象限内?18.如图,已知△ABC,A(7,8),B(3,5),C(4,3),M,N,D分别是AB,AC,BC的中点,且MN与AD交于F,求DF.(第18题)19.如图,在正方形ABCD中,E,F分别为AB,BC的中点,求证:AF⊥DE(利用向量证明).(第19题) 20.已知向量a=(cos θ,sin θ),向量b=(3,-1),则|2a-b|的最大值.参考答案一、选择题 1.B解析:如图,AB 与AC ,AD 与AE 不平行,AD 与BD 共线反向.2.A解析:两个单位向量可能方向不同,故B 不对.若AB =DC ,可能A ,B ,C ,D 四点共线,故C 不对.两向量相等的充要条件是大小相等,方向相同,故D 也不对.3.D解析:提示:设OC =(x ,y ),OA =(3,1),OB =(-1,3),α OA =(3α,α),β OB =(-β,3β),又αOA +β OB =(3α-β,α+3β),∴ (x ,y )=(3α-β,α+3β),∴⎩⎨⎧βαβα33+=-=y x ,又α+β=1,由此得到答案为D .4.B解析:∵(a -2b )⊥a ,(b -2a )⊥b ,∴(a -2b )·a =a 2-2a ·b =0,(b -2a )·b =b 2-2a ·b =0,∴ a 2=b 2,即|a |=|b |.∴|a |2=2|a ||b |cos θ=2|a |2cos θ.解得cos θ=21. ∴ a 与b 的夹角是3π. 5.A解析:由平行四边形法则,AB +AD =AC ,又AB +BC =AC ,由 λ的范围和向量数乘的长度,λ∈(0,1).6.D解析:如图,∵AF =DE , ∴ DF =DE +EF =EF +AF .(第6题)(第1题)7.C解析:由(a +2b )·(a -3b )=-72,得a 2-a ·b -6b 2=-72. 而|b |=4,a ·b =|a ||b |cos 60°=2|a |, ∴ |a |2-2|a |-96=-72,解得|a |=6. 8.D解析:由 OA ·OB =OB ·OC =OC ·OA ,得OA ·OB =OC ·OA , 即OA ·(OC -OB )=0,故BC ·OA =0,BC ⊥OA ,同理可证AC ⊥OB , ∴ O 是△ABC 的三条高的交点. 9.C解析:∵AD =AB +BC +D C =-8a -2b =2BC ,∴AD ∥BC 且|AD |≠|BC |. ∴ 四边形ABCD 为梯形. 10.D解析:AD 与BC ,AC 与BD ,OA 与OB 方向都不相同,不是相等向量. 二、填空题 11.-32. 解析:A ,B ,C 三点共线等价于AB ,BC 共线,AB =OB -OA =(4,5)-(k ,12)=(4-k ,-7),BC =OC -OB =(-k ,10)-(4,5)=(-k -4,5),又 A ,B ,C 三点共线,∴ 5(4-k )=-7(-k -4),∴ k =-32. 12.-1.解析:∵ M (-1,3),N (1,3), ∴ MN =(2,0),又a =MN ,∴ ⎩⎨⎧0=4-3-2=3+2x x x 解得⎩⎨⎧4=1=-1=-x x x 或∴ x =-1. 13.-25.解析:思路1:∵ AB =3,BC =4,CA =5,∴ △ABC 为直角三角形且∠ABC =90°,即AB ⊥BC ,∴AB ·BC =0, ∴ AB ·BC +BC ·CA +CA ·AB =BC ·CA +CA ·AB =CA ·(BC +AB ) =-(CA )2 =-2CA =-25.思路2:∵ AB =3,BC =4,CA =5,∴∠ABC =90°, ∴ cos ∠CAB =CA AB=53,cos ∠BCA =CABC=54.根据数积定义,结合图(右图)知AB ·BC =0, BC ·CA =BC ·CA cos ∠ACE =4×5×(-54)=-16, CA ·AB =CA ·AB cos ∠BAD =3×5×(-53)=-9. ∴ AB ·BC +BC ·CA +CA ·AB =0―16―9=-25. 14.323. 解析:a +m b =(3+2m ,4-m ),a -b =(1,5). ∵ (a +m b )⊥(a -b ),∴ (a +m b )·(a -b )=(3+2m )×1+(4-m )×5=0 m =323. 15.答案:重心.解析:如图,以OA ,OC 为邻边作□AOCF 交AC 于D(第13题)点E ,则OF =OA +OC ,又 OA +OC =-OB ,∴ OF =2OE =-OB .O 是△ABC 的重心. 16.答案:平行四边形.解析:∵ a +c =b +d ,∴ a -b =d -c ,∴BA =CD . ∴ 四边形ABCD 为平行四边形. 三、解答题 17.λ<-1.解析:设点P 的坐标为(x ,y ),则AP =(x ,y )-(2,3)=(x -2,y -3). AB +λAC =(5,4)-(2,3)+λ[(7,10)-(2,3)]=(3,1)+λ(5,7) =(3+5λ,1+7λ).∵ AP =AB +λAC ,∴ (x -2,y -3)=(3+5λ,1+7λ). ∴ ⎩⎨⎧+=-+=-λλ713532y x 即⎩⎨⎧+=+=λλ7455y x要使点P 在第三象限内,只需⎩⎨⎧<+<+074055λλ 解得 λ<-1.18.DF =(47,2). 解析:∵ A (7,8),B (3,5),C (4,3), AB =(-4,-3),AC =(-3,-5).又 D 是BC 的中点, ∴ AD =21(AB +AC )=21(-4-3,-3-5) =21(-7,-8)=(-27,-4). 又 M ,N 分别是AB ,AC 的中点, ∴ F 是AD 的中点, ∴ DF =-FD =-21AD =-21(-27,-4)=(47,2). (第18题)19.证明:设AB =a ,AD =b ,则AF =a +21b ,ED =b -21a . ∴ AF ·ED =(a +21b )·(b -21a )=21b 2-21a 2+43a ·b . 又AB ⊥AD ,且AB =AD ,∴ a 2=b 2,a ·b =0. ∴ AF ·ED =0,∴AF ⊥ED .本题也可以建平面直角坐标系后进行证明.20.分析:思路1:2a -b =(2cos θ-3,2sin θ+1),∴ |2a -b |2=(2cos θ-3)2+(2sin θ+1)2=8+4sin θ-43cos θ. 又4sin θ-43cos θ=8(sin θcos3π-cos θsin 3π)=8sin (θ-3π),最大值为8, ∴ |2a -b |2的最大值为16,∴|2a -b |的最大值为4.思路2:将向量2a ,b 平移,使它们的起点与原点重合,则|2a -b |表示2a ,b 终点间的距离.|2a |=2,所以2a 的终点是以原点为圆心,2为半径的圆上的动点P ,b 的终点是该圆上的一个定点Q ,由圆的知识可知,|PQ |的最大值为直径的长为4.(第19题)。
必修 4 第二章平面向量教学质量检测一.选择题( 5 分× 12=60 分) :1.以下说法错误的是()A .零向量与任一非零向量平行 B.零向量与单位向量的模不相等C.平行向量方向相同D.平行向量一定是共线向量2.下列四式不能化简为AD 的是()A .(AB+CD)+BC;B .(AD+MB)+(BC+CM);C.MB+AD-BM; D .OC-OA+CD;3.已知a =( 3, 4),b =( 5, 12),a与b则夹角的余弦为()A.63B.65C.13D.13 6554.已知 a、 b 均为单位向量 ,它们的夹角为60°,那么 |a+ 3b| =()A .7B.10C.13D. 45.已知 ABCDEF 是正六边形,且AB = a , AE = b ,则BC=()( A )12( a b) (B)12(b a ) (C) a +12b(D)12(a b)6.设a,b为不共线向量,AB=a+2b,BC=-4a-b,CD=-5 a- 3 b , 则下列关系式中正确的是()(A)AD=BC(B)AD=2BC(C)AD=-BC(D)AD=-2BC7.设e1与e2是不共线的非零向量,且k e1+e2与e1+ k e2共线,则 k 的值是()( A) 1(B)-1(C)1(D)任意不为零的实数8.在四边形ABCD中,AB=DC,且AC·BD= 0,则四边形ABCD是()( A)矩形(B)菱形(C)直角梯形(D)等腰梯形9.已知 M (- 2, 7)、 N( 10,- 2),点 P 是线段 MN 上的点,且PN =-2PM,则P点的坐标为()( A )(-14,16)(B)(22,-11)(C)(6,1)(D)(2,4)10.已知a=( 1,2),b=(- 2,3),且 k a + b与a- k b垂直,则k=()(A)12(B) 21(C) 2 3(D) 32r r(2 x 3, x) 互相平行,其中r r)11、若平面向量a(1, x) 和 b x R .则a b (A.2或0;B.25;C.2或2 5;D. 2或10.12、下面给出的关系式中正确的个数是()① 0 a0 ② a b b a ③a2 a 2④(a b )c a (b c)⑤a b a b(A) 0(B) 1(C) 2(D) 3二. 填空题 (5 分× 5=25 分 ):13.若AB(3,4), A点的坐标为(-2,-1),则B点的坐标为.14.已知a(3, 4), b (2,3) ,则 2 | a | 3a b.15、已知向量 a 3, b (1,2) ,且a b ,则a的坐标是_________________。
(完整版)《平面向量》测试题及答案《平面向量》测试题一、选择题1.若三点P (1,1),A (2,-4),B (x,-9)共线,则()A.x=-1B.x=3C.x=29D.x=512.与向量a=(-5,4)平行的向量是()A.(-5k,4k )B.(-k 5,-k 4)C.(-10,2)D.(5k,4k) 3.若点P 分所成的比为43,则A 分所成的比是()A.73B. 37C.- 37D.-73 4.已知向量a 、b ,a ·b=-40,|a|=10,|b|=8,则向量a 与b 的夹角为() A.60° B.-60° C.120° D.-120° 5.若|a-b|=32041-,|a|=4,|b|=5,则向量a ·b=() A.103B.-103C.102D.106.(浙江)已知向量a =(1,2),b =(2,-3).若向量c 满足(c +a )∥b ,c ⊥(a +b ),则c =( )A.? ????79,73B.? ????-73,-79C.? ????73,79D.? ????-79,-737.已知向量a=(3,4),b=(2,-1),如果向量(a+x )·b 与b 垂直,则x 的值为() A.323B.233C.2D.-52 8.设点P 分有向线段21P P 的比是λ,且点P 在有向线段21P P 的延长线上,则λ的取值范围是() A.(-∞,-1) B.(-1,0) C.(-∞,0) D.(-∞,-21) 9.设四边形ABCD 中,有DC =21,且||=|BC |,则这个四边形是() A.平行四边形 B.矩形 C.等腰梯形 D.菱形10.将y=x+2的图像C 按a=(6,-2)平移后得C ′的解析式为()A.y=x+10B.y=x-6C.y=x+6D.y=x-1011.将函数y=x 2+4x+5的图像按向量a 经过一次平移后,得到y=x 2的图像,则a 等于() A.(2,-1) B.(-2,1) C.(-2,-1) D.(2,1)12.已知平行四边形的3个顶点为A(a,b),B(-b,a),C(0,0),则它的第4个顶点D 的坐标是() A.(2a,b) B.(a-b,a+b) C.(a+b,b-a) D.(a-b,b-a) 二、填空题13.设向量a=(2,-1),向量b 与a 共线且b 与a 同向,b 的模为25,则b= 。
平面向量练习题集答案典例精析题型一向量的有关概念【例1】下列命题:①向量AB的长度与BA的长度相等;②向量a与向量b平行,则a与b的方向相同或相反;③两个有共同起点的单位向量,其终点必相同;④向量AB与向量CD是共线向量,则A、B、C、D必在同一直线上.其中真命题的序号是.【解析】①对;零向量与任一向量是平行向量,但零向量的方向任意,故②错;③显然错;AB与CD 是共线向量,则A、B、C、D可在同一直线上,也可共面但不在同一直线上,故④错.故是真命题的只有①.【点拨】正确理解向量的有关概念是解决本题的关键,注意到特殊情况,否定某个命题只要举出一个反例即可.【变式训练1】下列各式:a•;①|a|=a②(a•b) •c=a•(b•c);③OA-OB=BA;④在任意四边形ABCD中,M为AD的中点,N为BC的中点,则AB+DC=2MN;⑤a=(cos α,sin α),b=(cos β,sin β),且a与b不共线,则(a+b)⊥(a-b).其中正确的个数为()A.1B.2C.3D.4a•正确;(a•b) •c≠a•(b•c);OA-OB=BA正确;如下图所示,【解析】选D.| a|=aMN=MD+DC+CN且MN=MA+AB+BN,两式相加可得2MN=AB+DC,即命题④正确;因为a,b不共线,且|a|=|b|=1,所以a+b,a-b为菱形的两条对角线,即得(a+b)⊥(a-b).所以命题①③④⑤正确.题型二 与向量线性运算有关的问题【例2】如图,ABCD 是平行四边形,AC 、BD 交于点O ,点M 在线段DO 上,且DM =DO 31,点N 在线段OC 上,且ON =OC 31,设AB =a , AD =b ,试用a 、b 表示AM ,AN ,MN .【解析】在▱ABCD 中,AC ,BD 交于点O , 所以DO =12DB =12(AB -AD )=12(a -b ),AO =OC =12AC =12(AB +AD )=12(a +b ).又DM =13DO , ON =13OC ,所以AM =AD +DM =b +13DO=b +13×12(a -b )=16a +56b ,AN =AO +ON =OC +13OC=43OC =43×12(a +b )=23(a +b ). 所以MN =AN -AM =23(a +b )-(16a +56b )=12a -16b . 【点拨】向量的线性运算的一个重要作用就是可以将平面内任一向量由平面内两个不共线的向量表示,即平面向量基本定理的应用,在运用向量解决问题时,经常需要进行这样的变形.【变式训练2】O 是平面α上一点,A 、B 、C 是平面α上不共线的三点,平面α内的动点P 满足OP =OA +λ(AB +AC ),若λ=12时,则PA •(PB +PC )的值为 .【解析】由已知得OP -OA =λ(AB +AC ),即AP =λ(AB +AC ),当λ=12时,得AP =12(AB +AC ),所以2AP =AB +AC ,即AP -AB =AC -AP , 所以BP =PC ,所以PB +PC =PB +BP =0,所以PA • (PB +PC )=PA •0=0,故填0.题型三 向量共线问题【例3】 设两个非零向量a 与b 不共线.(1)若AB =a +b , BC =2a +8b , CD =3(a -b ), 求证:A ,B ,D 三点共线;(2)试确定实数k ,使k a +b 和a +k b 共线.【解析】(1)证明:因为AB =a +b , BC =2a +8b , CD =3(a -b ), 所以BD =BC +CD =2a +8b +3(a -b )=5(a +b )=5AB , 所以AB , BD 共线.又因为它们有公共点B , 所以A ,B ,D 三点共线. (2)因为k a +b 和a +k b 共线, 所以存在实数λ,使k a +b =λ(a +k b ), 所以(k -λ)a =(λk -1)b .因为a 与b 是不共线的两个非零向量,所以k -λ=λk -1=0,所以k 2-1=0,所以k =±1.【点拨】(1)向量共线的充要条件中,要注意当两向量共线时,通常只有非零向量才能表示与之共线的其他向量,要注意待定系数法的运用和方程思想.(2)证明三点共线问题,可用向量共线来解决,但应注意向量共线与三点共线的区别与联系,当两向量共线且有公共点时,才能得出三点共线.【变式训练3】已知O 是正三角形BAC 内部一点,OA +2OB +3OC =0,则△OAC 的面积与△OAB 的面积之比是() A.32 B.23C.2D.13【解析】如图,在三角形ABC 中, OA +2OB +3OC =0,整理可得OA +OC +2(OB +OC )=0.令三角形ABC 中AC 边的中点为E ,BC 边的中点为F ,则点O 在点F 与点E 连线的13处,即OE =2OF .设三角形ABC 中AB 边上的高为h ,则S △OAC =S △OAE +S △OEC =12•OE • (h 2+h 2)=12OE ·h ,S △OAB =12AB •12h =14AB ·h ,由于AB =2EF ,OE =23EF ,所以AB =3OE ,所以S △OACS △OAB =hh AB OE ••4121=23.故选B.总结提高1.向量共线也称向量平行,它与直线平行有区别,直线平行不包括共线(即重合)的情形,而向量平行则包括共线(即重合)的情形.2.判断两非零向量是否平行,实际上就是找出一个实数,使这个实数能够和其中一个向量把另外一个向量表示出来.3.当向量a 与b 共线同向时,|a +b |=|a |+|b |; 当向量a 与b 共线反向时,|a +b |=||a |-|b ||; 当向量a 与b 不共线时,|a +b |<|a|+|b |.典例精析题型一 平面向量基本定理的应用【例1】如图▱ABCD 中,M ,N 分别是DC ,BC 中点.已知AM =a ,AN =b ,试用a ,b 表示AB ,AD 与AC 【解析】易知AM =AD +DM =AD +12AB ,AN =AB +BN =AB +12AD ,即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+.21,21b a AD AB AB AD所以AB =23(2b -a ), AD =23(2a -b ).所以AC =AB +AD =23(a +b ).【点拨】运用平面向量基本定理及线性运算,平面内任何向量都可以用基底来表示.此处方程思想的运用值得仔细领悟.【变式训练1】已知D 为△ABC 的边BC 上的中点,△ABC 所在平面内有一点P ,满足PA +BP +CP =0,则||AD PD 等于( ) A.13B.12C.1D.2【解析】由于D 为BC 边上的中点,因此由向量加法的平行四边形法则,易知PB +PC =2PD ,因此结合PA +BP +CP =0即得PA =2PD ,因此易得P ,A ,D 三点共线且D 是P A 的中点,所以||||AD PD =1,即选C.题型二 向量的坐标运算【例2】 已知a =(1,1),b =(x ,1),u =a +2b ,v =2a -b . (1)若u =3v ,求x ;(2)若u ∥v ,求x . 【解析】因为a =(1,1),b =(x ,1),所以u =(1,1)+2(x ,1)=(1,1)+(2x ,2)=(2x +1,3), v =2(1,1)-(x ,1)=(2-x ,1). (1)u =3v ⇔(2x +1,3)=3(2-x ,1) ⇔(2x +1,3)=(6-3x ,3), 所以2x +1=6-3x ,解得x =1. (2)u ∥v ⇔(2x +1,3)=λ(2-x ,1)⇔⎩⎨⎧=-=+λλ3),2(12x x⇔(2x +1)-3(2-x )=0⇔x =1.【点拨】对用坐标表示的向量来说,向量相等即坐标相等,这一点在解题中很重要,应引起重视. 【变式训练2】已知向量a n =(cos n π7,sin n π7)(n ∈N *),|b|=1.则函数y =|a 1+b|2+|a 2+b|2+|a 3+b|2+…+|a 141+b|2的最大值为 .【解析】设b =(cos θ,sin θ),所以y =|a 1+b|2+|a 2+b|2+|a 3+b|2+…+|a 141+b|2=(a 1)2+b 2+2(cos π7,sin π7)(cos θ,sin θ)+…+(a 141)2+b 2+2(cos 141π7,sin 141π7)(cos θ,sin θ)=282+2cos(π7-θ),所以y 的最大值为284.题型三 平行(共线)向量的坐标运算【例3】已知△ABC 的角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,设向量m =(a ,b ),n =(sin B ,sin A ),p =(b -2,a -2).(1)若m ∥n ,求证:△ABC 为等腰三角形; (2)若m ⊥p ,边长c =2,角C =π3,求△ABC 的面积.【解析】(1)证明:因为m ∥n ,所以a sin A =b sin B . 由正弦定理,得a 2=b 2,即a =b .所以△ABC 为等腰三角形.(2)因为m ⊥p ,所以m ·p =0,即 a (b -2)+b (a -2)=0,所以a +b =ab .由余弦定理,得4=a 2+b 2-ab =(a +b )2-3ab , 所以(ab )2-3ab -4=0. 所以ab =4或ab =-1(舍去). 所以S △ABC =12ab sin C =12×4×32= 3.【点拨】设m =(x 1,y 1),n =(x 2,y 2),则 ①m ∥n ⇔x 1y 2=x 2y 1;②m ⊥n ⇔x 1x 2+y 1y 2=0.【变式训练3】已知a ,b ,c 分别为△ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边,向量m =(2cos C -1,-2),n =(cos C ,cos C +1).若m ⊥n ,且a +b =10,则△ABC 周长的最小值为( )A.10-5 3B.10+5 3C.10-2 3D.10+2 3【解析】由m ⊥n 得2cos 2C -3cos C -2=0,解得cos C =-12或cos C =2(舍去),所以c 2=a 2+b 2-2ab cosC =a 2+b 2+ab =(a +b )2-ab =100-ab ,由10=a +b ≥2ab ⇒ab ≤25,所以c 2≥75,即c ≥53,所以a +b +c ≥10+53,当且仅当a =b =5时,等号成立.故选B.典例精析题型一 利用平面向量数量积解决模、夹角问题 【例1】 已知a ,b 夹角为120°,且|a |=4,|b |=2,求: (1)|a +b |;(2)(a +2b ) ·(a +b ); (3)a 与(a +b )的夹角θ.【解析】(1)(a +b )2=a 2+b 2+2a ·b =16+4-2×4×2×12=12,所以|a +b |=2 3.(2)(a +2b ) ·(a +b )=a 2+3a ·b +2b 2 =16-3×4×2×12+2×4=12.(3)a ·(a +b )=a 2+a ·b =16-4×2×12=12.所以cos θ=||||)(b a a b a a ++•=124×23=32,所以θ=π6.【点拨】利用向量数量积的定义、性质、运算律可以解决向量的模、夹角等问题.【变式训练1】已知向量a ,b ,c 满足:|a|=1,|b|=2,c =a +b ,且c ⊥a ,则a 与b 的夹角大小是 . 【解析】由c ⊥a ⇒c ·a =0⇒a 2+a ·b =0, 所以cos θ=-12,所以θ=120°.题型二 利用数量积来解决垂直与平行的问题【例2】 在△ABC 中,AB =(2,3), AC =(1,k ),且△ABC 的一个内角为直角,求k 的值. 【解析】①当∠A =90°时,有AB ·AC =0, 所以2×1+3·k =0,所以k =-23;②当∠B =90°时,有AB ·BC =0,又BC =AC -AB =(1-2,k -3)=(-1,k -3), 所以2×(-1)+3×(k -3)=0⇒k =113;③当∠C =90°时,有AC ·BC =0, 所以-1+k ·(k -3)=0, 所以k 2-3k -1=0⇒k =3±132.所以k 的取值为-23,113或3±132.【点拨】因为哪个角是直角尚未确定,故必须分类讨论.在三角形中计算两向量的数量积,应注意方向及两向量的夹角.【变式训练2】△ABC 中,AB =4,BC =5,AC =6, 求AB ·BC +BC ·CA +CA ·AB .【解析】因为2AB ·BC +2BC ·CA +2CA ·AB=(AB ·BC +CA ·AB )+(CA ·AB +BC ·CA )+(BC ·CA +BC ·AB ) =AB ·(BC +CA )+CA ·(AB +BC )+BC ·(CA +AB ) =AB ·BA +CA ·AC +BC ·CB=-42-62-52=-77.所以AB ·BC +BC ·CA +CA ·AB =-772.题型三 平面向量的数量积的综合问题【例3】数轴Ox ,Oy 交于点O ,且∠xOy =π3,构成一个平面斜坐标系,e 1,e 2分别是与Ox ,Oy 同向的单位向量,设P 为坐标平面内一点,且OP =x e 1+y e 2,则点P 的坐标为(x ,y ),已知Q (-1,2).(1)求|OQ |的值及OQ 与Ox 的夹角;(2)过点Q 的直线l ⊥OQ ,求l 的直线方程(在斜坐标系中). 【解析】(1)依题意知,e 1·e 2=12,且OQ =-e 1+2e 2,所以OQ 2=(-e 1+2e 2)2=1+4-4e 1·e 2=3. 所以|OQ |= 3.又OQ ·e 1=(-e 1+2e 2) ·e 1=-e 21+2e 1•e 2=0.所以OQ ⊥e 1,即OQ 与Ox 成90°角. (2)设l 上动点P (x ,y ),即OP =x e 1+y e 2, 又OQ ⊥l ,故OQ ⊥QP ,即[(x +1)e 1+(y -2)e 2] ·(-e 1+2e 2)=0.所以-(x +1)+(x +1)-(y -2) ·12+2(y -2)=0,所以y =2,即为所求直线l 的方程.【点拨】综合利用向量线性运算与数量积的运算,并且与不等式、函数、方程、三角函数、数列、解析几何等相交汇,体现以能力立意的命题原则是近年来高考的命题趋势.【变式训练3】在平面直角坐标系xOy 中,点A (5,0).对于某个正实数k ,存在函数f (x )=ax 2(a >0),使得OP =λ• (||OA OA +||OQ OQ)(λ为常数),其中点P ,Q 的坐标分别为(1,f (1)),(k ,f (k )),则k 的取值范围为( )A.(2,+∞)B.(3,+∞)C.(4,+∞)D.(8,+∞)【解析】如图所示,设||OA OA =OM ,||OQ OQ=ON ,OM +ON =OG ,则OP =λOG .因为P (1,a ),Q (k ,ak 2),=(1,0),=(k k 2+a 2k4,ak 2k 2+a 2k4),=(k k 2+a 2k4+1,ak 2k 2+a 2k4),则直线OG 的方程为y =ak 2k +k 2+a 2k 4x ,又OP =λOG ,所以P (1,a )在直线OG 上,所以a =ak 2k +k 2+a 2k4,所以a 2=1-2k.因为|OP |=1+a 2>1,所以1-2k>0,所以k >2. 故选A.。