高考数学压轴专题新备战高考《平面向量》分类汇编及答案

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数学高考《平面向量》试题含答案一、选择题1.已知椭圆2222:1(0)x y T a b a b +=>>,过右焦点F 且斜率为()0k k >的直线与T 相交于A ,B 两点,若3AF FB =uu u r uu r,则k =( )A .2 BCD .1【答案】C 【解析】 【分析】由2e =可得a =,b =,可设椭圆的方程为222334x y c +=,()()1122,,,A x y B x y ,并不妨设B 在x 轴上方,由3AF FB =uu u r uu r得到12123430x x c y y +=⎧⎨+=⎩,再由22211334x y c +=,22222334x y c +=得到A 、B 两点的坐标,利用两点的斜率公式计算即可. 【详解】因为c e a ===,所以2a b =,所以a =,b =,则椭圆方程22221x y a b+=变为222334x y c +=. 设()()1122,,,A x y B x y ,不妨设B 在x 轴上方,则210,0y y ><, 又3AF FB =uu u r uu r,所以()()1122,3,c x y x c y --=-,所以()121233c x x c y y ⎧-=-⎨-=⎩,12123430x x cy y +=⎧⎨+=⎩因为A ,B 在椭圆上,所以22211334x y c +=,① 22222334x y c +=②. 由①—9×②,得2121212123(3)(3)3(3)(3)84x x x x y y y y c +-++-=-,所以21234(3)84c x x c ⨯-=-,所以12833x x c -=-, 所以123x c =,2109x c =,从而1y =,2y =所以2(,)33A c -,10(,)99B c c,故9102393k c c +==- 故选:C. 【点睛】本题考查直线与椭圆的位置关系,当然本题也可以利用根与系数的关系来解决,考查学生的数学运算求解能力,是一道中档题.2.在ABC ∆中,0OA OB OC ++=u u u r u u u r u u u r r ,2AE EB =u u u r u u u r,AB AC λ=u u u r u u u r ,若9AB AC AO EC ⋅=⋅u u u r u u u r u u u r u u u r,则实数λ=( )ABCD【答案】D 【解析】 【分析】将AO u u u r 、EC uuu r 用AB u u u r 、AC u u u r 表示,再代入9AB AC AO EC ⋅=⋅u u u r u u u r u u u r u u u r中计算即可. 【详解】由0OA OB OC ++=u u u r u u u r u u u r r,知O 为ABC ∆的重心,所以211()323AO AB AC =⨯+=u u u r u u u r u u u r ()AB AC +u u u r u u u r ,又2AE EB =u u u r u u u r ,所以23EC AC AE AC AB =-=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,93()AO EC AB AC ⋅=+⋅u u u r u u u r u u u r u u u r 2()3AC AB -u u ur u u u r2223AB AC AB AC AB AC =⋅-+=⋅u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,所以2223AB AC =u u u r u u u r,||2||AB AC λ===u u u ru u ur . 故选:D 【点睛】本题考查平面向量基本定理的应用,涉及到向量的线性运算,是一道中档题.3.若向量a b r r ,的夹角为3π,|2|||a b a b -=+r r r r ,若()a ta b ⊥+r r r ,则实数t =( )A .12-B .12C.2D. 【答案】A 【解析】 【分析】由|2|||a b a b -=+r r r r 两边平方得22b a b =⋅r r r ,结合条件可得b a =r r ,又由()a ta b ⊥+r r r ,可得20t a a b ⋅+⋅=r r r,即可得出答案.【详解】由|2|||a b a b -=+r r r r两边平方得2222442a a b b a a b b -⋅+=+⋅+r r r r r r r r .即22b a b =⋅r r r ,也即22cos 3b a b π=r r r ,所以b a =r r .又由()a ta b ⊥+r r r ,得()0a ta b ⋅+=r r r,即20t a a b ⋅+⋅=r r r . 所以2221122ba b t a b⋅=-=-=-r r r r r 故选:A 【点睛】本题考查数量积的运算性质和根据向量垂直求参数的值,属于中档题.4.在平行四边形OABC 中,2OA =,OC =6AOC π∠=,动点P 在以点B 为圆心且与AC 相切的圆上,若OP OA OC λμ=+u u u r u u u r u u u r,则43λμ+的最大值为( )A.2+B.3+C.5+D.7+【答案】D 【解析】 【分析】先通过计算证明圆B 与AC 相切于点A ,再求出43OB OA BP OA λμ+=⋅+⋅u u u r u u u r u u u r u u u r,再求出7OB OA ⋅=u u u r u u u r ,BP OA ⋅u u u r u u u r的最大值为.【详解】如图所示,由2OA =,6AOC π∠=,由余弦定理得24+3221,1AC AC =-⨯=∴=, ∴90OCA BAC ∠=∠=o , ∴圆B 与AC 相切于点A ,又OP OA OC λμ=+u u u r u u u r u u u r , ∴243OP OA OA OC OA λμλμ⋅=+⋅=+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r;∴()43OP OA OB BP OA OB OA BP OA λμ+=⋅=+⋅=⋅+⋅u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r;如图,过点B 作,BD OA ⊥连接,OB 由题得6BAD π∠=,所以22333333,,(2)()13222AD DB OB =⨯==∴=++=, 所以72cos 13213BOA ∠==, 所以1327213OB OA ⋅=⨯⨯=u u u r u u u r , 因为BP OA ⋅u u u r u u u r的最大值为32cos023⨯⨯=o ,∴43λμ+的最大值是723+. 故选:D.【点睛】本题主要考查三角函数和余弦定理解三角形,考查平面向量的数量积运算和范围的求解,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.5.在ABC V 中,D 为边AC 上的点,若2133BD BA BC =+u u u r u u u r u u u r ,AD DC λ=u u u v u u u v,则λ=( )A .13B .12C .3D .2【答案】B 【解析】 【分析】根据2133BD BA BC =+u u u v u u u v u u u v ,将,AD DC u u u r u u u r 都用基底()BABC u u u r u u u r ,表示,再根据AD DC λ=u u u v u u u v 求解. 【详解】因为2133BD BA BC =+u u u v u u u v u u u v ,所以1122,+3333AD BD BA BA BC DC BC BD BA BC =-=-+=-=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u uu r u u u r ,因为AD DC λ=u u u v u u u v, 所以λ= 12, 故选:B 【点睛】本题主要考查平面向量的基本定理和共线向量定理,还考查运算求解的能力,属于中档题.6.已知点1F ,2F 分别是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左,右焦点,过原点O 且倾斜角为60°的直线l 与椭圆C 的一个交点为M ,且1212||||MF MF MF MF +=-u u u u r u u u u r u u u u r u u u u r,则椭圆C的离心率为( )A 1B .2C .12D 【答案】A 【解析】 【分析】由1212||||MF MF MF MF +=-u u u u r u u u u r u u u u r u u u u r两边平方,得120MF MF ⋅=u u u u r u u u u r ,在12Rt MF F V 中,求出2MF ,1MF ,,a c 的关系,求出离心率可得选项. 【详解】将1212||||MF MF MF MF +=-u u u u r u u u u r u u u u r u u u u r两边平方,得120MF MF ⋅=u u u u r u u u u r ,即12121||2MF MF OM F F c ⊥==,.又60MOF ∠=︒,∴2MF c =,1MF =,∴2a c =+,∴1ce a==. 故选:A. 【点睛】考查了向量的数量积,椭圆的定义,离心率的求法,关键在于得出关于,a c 的关系,属于中档题.7.已知正ABC ∆的边长为4,点D 为边BC 的中点,点E 满足AE ED u u u r u u u r =,那么EB EC⋅u u u r u u u r的值为( ) A .83- B .1-C .1D .3【答案】B 【解析】 【分析】由二倍角公式得求得tan ∠BED ,即可求得cos ∠BEC ,由平面向量数量积的性质及其运算得直接求得结果即可. 【详解】由已知可得:7 , 又23tan BED 33BD ED ∠===所以221tan 1cos 1tan 7BED BEC BED -∠∠==-+∠ 所以1||cos 7717EB EC EBEC BEC ⎛⎫⋅=∠=-=- ⎪⎝⎭u u u r u u u r u u u r u u u r ‖ 故选B . 【点睛】本题考查了平面向量数量积的性质及其运算及二倍角公式,属中档题.8.在ABC V 中,D 、P 分别为BC 、AD 的中点,且BP AB AC λμ=+u u u r u u u r u u u r,则λμ+=( ) A .13- B .13C .12-D .12【答案】C 【解析】 【分析】由向量的加减法运算,求得BP BD DP BD PD =+=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,进而得出()()22BP AB AC BD PD λμμλλμ=+=-++u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,列式分别求出λ和μ,即可求得λμ+.【详解】解:已知D 、P 分别为BC 、AD 的中点, 由向量的加减法运算, 得BP BD DP BD PD =+=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,2AB AD DB BD PD =+=-+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r , 2AC AD DC BD PD =+=+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,又()()22BP AB AC BD PD λμμλλμ=+=-++u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r Q ,则1221μλλμ-=⎧⎨+=-⎩,则12λμ+=-.故选:C.【点睛】本题考查平面向量的加减法运算以及向量的基本定理的应用.9.已知向量(3b =r ,向量a r 在b r方向上的投影为6-,若()a b b λ+⊥r r r ,则实数λ的值为( ) A .13B .13-C .23D .3【答案】A 【解析】 【分析】设(),a x y =r 36x y +=-,()34x λ=-,整体代换即可得解.【详解】 设(),a x y =r,Q a r 在b r方向上的投影为6-,∴362a b x b⋅+==-r rr 即312x y +=-. 又 ()a b b λ+⊥r r r,∴()0a b b λ+⋅=r r r 即1330x y λλ++=, ∴()34x y λ+=-即124λ-=-,解得13λ=. 故选:A. 【点睛】本题考查了向量数量积的应用,属于中档题.10.在平行四边形ABCD 中,4AB =,2AD =,3BAD π∠=,M 为DC 的中点,N为平面ABCD 内一点,若AB NB AM AN -=-u u u v u u u v u u u u v u u u v ,则AM AN ⋅=u u u u v u u u v( )A .16B .12C .8D .6【答案】D 【解析】 【分析】根据条件及向量加减法的几何意义即可得出|AN u u u r |=|MN u u u u r|,再根据向量的数量积公式计算即可 【详解】由|AB NB -u u u r u u u r |=|AM AN -u u u u r u u u r |,可得|AN u u u r |=|NM u u u u r|, 取AM 的中点为O ,连接ON ,则ON ⊥AM ,又12AM AD AB =+u u u u r u u u r u u u r,所以AM u u u u r •21122AN AM ==u u u r u u u u r (12AD AB +u u u r u u u r )212=(2214AD AB AD ++u u u r u u u r u u u r •AB u u u r )12=(414+⨯16+2×412⨯)=6,故选:D .【点睛】本题主要考查了平面向量的几何表示,数量积的几何意义,运算求解能力,属于中档题11.在ABC V 中,AD AB ⊥,3,BC BD =u u u r u u u r ||1AD =u u u r ,则AC AD ⋅u u u r u u u r的值为( )A .1B .2C .3D .4【答案】C 【解析】 【分析】由题意转化(3)AC AD AB BD AD ⋅=+⋅u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,利用数量积的分配律即得解.【详解】AD AB ⊥Q ,3,BC BD =u u u r u u u r ||1AD =u u u r, ()(3)AC AD AB BC AD AB BD AD ∴⋅=+⋅=+⋅u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r 2333AB AD BD AD AD =⋅+⋅==u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r故选:C 【点睛】本题考查了平面向量基本定理和向量数量积综合,考查了学生综合分析,转化划归,数学运算能力,属于中档题.12.已知向量m =r (1,cosθ),(sin ,2)n θ=-r ,且m r ⊥n r,则sin 2θ+6cos 2θ的值为( ) A .12B .2C .22D .﹣2【答案】B 【解析】 【分析】根据m r ⊥n r 可得tanθ,而sin 2θ+6cos 2θ22226sin cos cos sin cos θθθθθ+=+,分子分母同除以cos 2θ,代入tanθ可得答案. 【详解】因为向量m =r (1,cosθ),n =r(sinθ,﹣2),所以sin 2cos m n θθ⋅=-u r r因为m r ⊥n r ,所以sin 2cos 0θθ-=,即tanθ=2,所以sin 2θ+6cos 2θ22222626226141sin cos cos tan sin cos tan θθθθθθθ++⨯+====+++ 2. 故选:B. 【点睛】本题主要考查平面向量的数量积与三角恒等变换,还考查运算求解的能力,属于中档题.13.如图,在ABC V 中,已知D 是BC 边延长线上一点,若2B C C D =u u u v u u u v,点E 为线段AD 的中点,34AE AB AC λ=+u u u v u u u v u u u v ,则λ=( )A .14B .14-C .13D .13-【答案】B 【解析】 【分析】由12AE AD =u u u r u u u r ,AD BD BA =-u u u r u u u r u u u r ,AC BC BA =-u u ur u u u r u u u r ,32BD BC =u u u r u u u r ,代入化简即可得出.【详解】13,,,22AE AD AD BD BA BD BC BC AC AB ==-==-u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v,带人可得()13132244AE AC AB AB AB AC ⎡⎤=-+=-+⎢⎥⎣⎦u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v ,可得14λ=-,故选B. 【点睛】本题考查了向量共线定理、向量的三角形法则,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.14.已知向量(cos ,sin )a αα=r ,(cos ,sin )b ββ=r ,a b ⊥r r,则当,1[]2t ∈-时,a tb-r r 的最大值为( ) ABC .2D【答案】D 【解析】 【分析】根据(cos ,sin )a αα=r ,(cos ,sin )b ββ=r ,a b ⊥r r,得到1a =r ,1b =r ,0a b ⋅=r r ,再利用a tb -==r r 求解.【详解】因为(cos ,sin )a αα=r ,(cos ,sin )b ββ=r ,a b ⊥r r,所以1a =r ,1b =r ,0a b ⋅=r r,所以a tb -==r r当[]2,1t ∈-时,maxa tb-=r r故选:D 【点睛】本题考查向量的模以及数量积的运算,还考查运算求解能力,属于中档题.15.在ABC V 中,若2AB BC BC CA CA AB ⋅=⋅=⋅u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v,则AB BC=u u u vu u u v ( ) A .1 B.2CD.2【答案】C 【解析】 【分析】根据题意,由AB BC BC CA ⋅=⋅uu u v uu u v uu u v uu v 可以推得AB AC =,再利用向量运算的加法法则,即可求得结果.【详解】由题意得,AB BC BC CA ⋅=⋅uu u v uu u v uu u v uu v ,即A A =0+BC B C ⋅uu u v uu u v uuu v(),设BC 的中点为D ,则AD BC ⊥,即ABC V 为等腰三角形,B=C AB AC =∠∠, 又因为2BC CA CA AB ⋅=⋅uu u v uu v uu v uu u v 即2222222C C cos 2C 2C cos 112C +22232C 2AB BC CA A B AB BC B A CA B CBC A BC A BC ⋅=⋅-=-+-=-+⨯=uu u v uu u v uu v uu u v uuv uu u v uu u v uu u v uu v uuv uu u v uu u v uu u v uu u v uu u v ()所以AB BC =uu u v uu u v 【点睛】本题主要考查平面向量的线性运算.16.平面向量a →与b →的夹角为π3,()2,0a →=,1b →=,则2a b →→-=( ) A.BC .0D .2【答案】D【解析】【分析】 根据向量的模的计算和向量的数量积的运算即可求出答案.【详解】()2,0a →=Q ,||2a →∴=22222(2)||4||444421cos 43a b a b a b a b π→→→→∴-=-=+-⋅=+-⨯⨯⨯=r r r r , |2|2a b ∴-=r r , 故选:D【点睛】本题考查了向量的模的计算和向量的数量积的运算,属于中档题.17.如图,向量a b -r r 等于A .1224e e --u r u u rB .1242e e --u r u u rC .123e e -r u u rD .123e e -+r u u r 【答案】D【解析】【分析】【详解】 由向量减法的运算法则可得123a e b e -=-+r r r u u r ,18.已知向量(sin ,cos )a αα=r ,(1,2)b =r ,则以下说法不正确的是( )A .若//a b r r ,则1tan 2α=B .若a b ⊥r r ,则1tan 2α= C .若()f a b α=⋅r r 取得最大值,则1tan 2α=D .||a b -r r 51 【答案】B【解析】【分析】 A 选项利用向量平行的坐标表示来判断正确性.B 选项利用向量垂直的坐标表示来判断正确性.C 选项求得()f α的表达式,结合三角函数最值的求法,判断C 选项的正确性.D 选项利用向量模的运算来判断正确性.【详解】A 选项,若//a b r r,则2sin cos αα=,即1tan 2α=,A 正确. B 选项,若a b ⊥r r ,则sin 2cos 0αα+=,则tan 2α=-,B 不正确. C 选项,si (n )52cos in()f a b ααααϕ+==⋅=+r r ,其中tan 2ϕ=.取得最大值时,22k παϕπ+=+,22k πϕπα=+-,tan 2tan 2k πϕπα=+-⎛⎫ ⎪⎝⎭1tan 22tan παα⎛⎫=== ⎪⎝⎭-,则1tan 2α=,则C 正确.D 选项,由向量减法、模的几何意义可知||a b -r r1,此时5a =-rr ,,a b r r 反向.故选项D 正确.故选:B【点睛】 本小题主要考查向量平行、垂直的坐标表示,考查向量数量积的运算,考查向量减法的模的几何意义,属于中档题.19.在四边形ABCD 中,若12DC AB =u u u r u u u r ,且|AD u u u r |=|BC uuu r |,则这个四边形是( ) A .平行四边形 B .矩形C .等腰梯形D .菱形【答案】C【解析】 由12DC AB =u u u r u u u r 知DC ∥AB ,且|DC|=12|AB|,因此四边形ABCD 是梯形.又因为|AD u u u r |=|BC uuu r |,所以四边形ABCD 是等腰梯形.选C20.在OAB ∆中,已知OB =u u u v 1AB u u u v =,45AOB ∠=︒,点P 满足(),OP OA OB λμλμ=+∈R u u u v u u u v u u u v ,其中λ,μ满足23λμ+=,则OP u u u v 的最小值为( ) A.5 BC.3 D.2【答案】A【解析】【分析】根据OB =u u u r ,1AB =uu u r ,45AOB ∠=︒,由正弦定理可得OAB ∆为等腰直角三角形,进而求得点A 坐标.结合平面向量的数乘运算与坐标加法运算,用λ,μ表示出OP u u u r.再由23λμ+=,将OP u u u r 化为关于λ的二次表达式,由二次函数性质即可求得OP u u u r的最小值.【详解】 在OAB ∆中,已知OB =u u u r ,1AB =uu u r ,45AOB ∠=︒ 由正弦定理可得sin sin AB OB AOB OAB=∠∠u u u r u u u r代入22=,解得sin 1OAB ∠= 即2OAB π∠=所以OAB ∆为等腰直角三角形以O 为原点,OB 所在直线为x 轴,以OB 的垂线为y 轴建立平面直角坐标系如下图所示:则点A 坐标为22,22⎛ ⎝⎭所以22OA =⎝⎭u u u r ,)2,0OB =u u u r 因为(),OP OA OB λμλμ=+∈R u u u r u u u r u u u r 则)222,022OP λμ⎛ =+ ⎝⎭u u u r 222,22λμλ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭= 则2222222OP λμλ⎛⎫=++⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭u u u r 2222λλμμ=++因为23λμ+=,则32μλ=-代入上式可得()()22322232λλλλ+-+-218518λλ-=+299555λ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭所以当95λ=时, min 9355OP==u u u r 故选:A【点睛】本题考查了平面向量基本定理的应用,正弦定理判断三角形形状,平面向量的坐标运算,属于中档题.。