平面向量答案
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平面向量多选题(讲义及答案)及解析一、平面向量多选题1.下列条件中,使点P 与A ,B ,C 三点一定共面的是( ) A .1233PC PA PB =+ B .111333OP OA OB OC =++ C .QP QA QB OC =++ D .0OP OA OB OC +++=【答案】AB 【分析】根据四点共面的充要条件,若A ,B ,C ,P 四点共面(1)PC xPA yPB x y ⇔=++=()1OP xOA yOB zOC x y z ⇔=++++=,对选项逐一分析,即可得到答案. 【详解】 对于A ,由1233PC PA PB =+,12133+=,所以点P 与A ,B ,C 三点共面.对于B ,由111333OP OA OB OC =++,1111333++=,所以点P 与A ,B ,C 三点共面.对于C ,由OP OA OB OC =++,11131++=≠,所以点P 与A ,B ,C 三点不共面. 对于D ,由0OP OA OB OC +++=,得OP OA OB OC =---,而11131---=-≠,所以点P 与A ,B ,C 三点不共面. 故选:AB 【点睛】关键点睛:本题主要考查四点共面的条件,解题的关键是熟悉四点A ,B ,C ,P 共面的充要条件(1)PC xPA yPB x y ⇔=++=()1OP xOA yOB zOC x y z ⇔=++++=,考查学生的推理能力与转化思想,属于基础题.2.如图所示,设Ox ,Oy 是平面内相交成2πθθ⎛⎫≠⎪⎝⎭角的两条数轴,1e ,2e 分别是与x ,y 轴正方向同向的单位向量,则称平面坐标系xOy 为θ反射坐标系中,若12OM xe ye =+,则把有序数对(),x y 叫做向量OM 的反射坐标,记为(),OM x y =.在23πθ=的反射坐标系中,()1,2a =,()2,1b =-.则下列结论中,正确的是( )A .()1,3a b -=-B .5a =C .a b ⊥D .a 在b 上的投影为37【答案】AD 【分析】123a b e e -=-+,则()1,3a b -=-,故A 正确;3a =,故B 错误;32a b ⋅=-,故C 错误;由于a 在b 上的投影为33727a b b-⋅==,故D 正确.【详解】()()121212223a b e e e e e e -=+--=-+,则()1,3a b -=-,故A 正确;()2122254cos33a e e π=+=+=B 错误;()()22121211223222322a b e e e e e e e e ⋅=+⋅-=+⋅-=-,故C 错误; 由于()22227b e e =-=a 在b 上的投影为3372147a b b-⋅==-,故D 正确。
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。
A + 2 = 2mA2一cos2 a = m +22,设± = k代入方程组可得<mkm 4-2 = 2mk2m2 - cos2a = m + 2sina 平面向量高考经典试一、选择题1.(全国1文理)已知向量方=(-5,6),方= (6,5),则Z与方A.垂直B.不垂直也不平行C.平行且同向D.平行且反向解.己知向量a = (-5,6), & = (6,5), = —30 + 30 = 0,则U与片垂直,2、(山东文5)已知向量G = (1, 〃),b = (—1, 〃),若2a -b与b垂直,则a =( )A. 1B. y/2C. 2D. 4【分析】:2a-b = (3,n),由2a-b^jb垂直可得:(3,〃)・(—1,〃) = -3 + 〃2 =o=> 〃 = ±右,a = 2 o3、(广东文4理10)若向量履满足修|=|方|二1 3,5的夹角为60。
,则溢+混=解析:aa + a-b= l + lxlx—=—,2 24、(天津理10)设两个向量。
=(A + 2, /i? 一cos2Q)和方=(m, y + sin a),其中人,a为一一人实数.若。
=2上则-的取值范围是mA. [-6,1]B. [4,8]C. (-oo,l]D. [-1,6][分析】由« = (/! +2, A2 - cos2a) ,h = (tn,— + sin a = 2片,可得2去〃7化简得2k ] - cos2a = + 2sin cr,再化简得{2-kJ 2-k2 + 4 ] 一cos2a + ------ 2 sin。
= 0 再令一— = t代入上式得、k - 2) k — 2 k — 2(sin2。
一顶 + (16产 +18/ + 2) = 0 可得一(16产 +18, + 2)c [0,4]解不等式得Z G[-1,--]8(B)\bc^ = ba-bc则入= 2 (A)-■) 1 (B)- ■) (号2 (D)-- ■)解.在左ABC 中,己知D 是AB 边上一点,若AD=2DB , cB=-G5 + XCB,则3CD = CA + AD = CA+-^B = CA + -(CB-CA)=-CA^-CB , 4X=-,选 A 。
1、已知O 是平面上一定点,A 、B 、C 是平面上不共线的三个点,动点P 满足[).,0(+∞∈++=λλ则P 点的轨迹一定通过△ABC 的(A )A .重心B .垂心C .内心D .外心3、已知向量OA ,OB 的夹角为60°,|OA |=|OB |=2,若OC =2OA +OB ,则△ABC 为( C ) A. 等腰三角形 B. 等边三角形 C. 直角三角形D. 等腰直角三角形【方法】选择基底;数量积公式4、非零向量OA a =,OB b =,若点B 关于OA 所在直线的对称点为1B ,则向量1OB OB +为( A )A 、22(a b )aa⋅ B 、2(a b )aa⋅ C 、2(a b )aa⋅ D 、(a b )a a⋅【方法】待定系数法;向量三角形法则5、如右图所示,,,A B C 是圆O 上的三点,CO 的延长线与线段AB交于圆内一点D ,若OC xOA yOB =+,则( C ) A .01x y <+< B .1x y +>C .1x y +<-D .10x y -<+<6、定义平面向量的正弦积为||||sin 2a b a b θ⋅=,(其中θ为a 、b 的夹角),已知△ABC 中,AB BC ⋅=BC CA ⋅,则此三角形一定是( A )A .等腰三角形B . 直角三角形C . 锐角三角形D . 钝角三角形7、已知四边形ABCD的对角线相交于一点,()1,3 AC=,()3,1BD=-,则AB CD⋅的取值范围是()A.()2,0B.(]4,0C.[)0,2-D.[)0,4-【答案】C.【解析】取(0,0)A,则(1,3)C;设11(,)B x y,22(,)D x y,则21213,1.x xy y⎧-=-⎪⎨-=⎪⎩所以()()1122,3,1AB x y x y==+-,()221,3CD x y=--,求得22223131()()2222AB CD x y-+⋅=++--≥-,当1131,231,2xy⎧+=⎪⎪⎨-⎪=⎪⎩且2231,231,2xy⎧-+=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩时,AB CD⋅取到最小值2-,此时四边形ABCD的对角线恰好相交于一点,故选C.9、已知点OAOQOPAyxyxyxyxP(sin),0,3(,13211294:),(∠⎪⎩⎪⎨⎧≤--≤-+≥-+则设的坐标满足为坐标原点)的最大值为 510、如图,已知1||=→OA,3||=→OB,0=⋅→→OBOA点C在线段AB上,且AOC∠=030,设→→→+=OBnOAmOC,)(Rnm∈,则mn等于 311、已知→→ba,为平面向量,若→→+ba与→a的夹角为3π,→→+ba与→b的夹角为4π,则→→||||ba=【解】图解法12、已知直线x y a +=与圆224x y +=交于,A B 两点,且||||OA OB OA OB +=-(其中O 为坐标原点),则实数a 的值为 2或2-13、设O 为ABC ∆的外心,且543=++ ,则ABC ∆的内角C 的值为4π【方法】基底选择C AOB ∠=∠2 , o 22900)5()43(=∠⇒=•⇒-=+→→→→→AOB OB OA OC OB OA15、设P 为ABC ∆所在平面内一点,且→→→→=--025AC AB AP ,则PAB ∆的面积与ABC ∆的面积之比等于 15【方法】图解法;向量平行四边形法则16、在直角△ABC 中,︒=∠90BCA ,1==CB CA ,P 为AB 边上的点且AB AP λ=,若PB PA AB CP ⋅≥⋅,则λ的取值范围是 ]1,222[- 【方法】建立坐标系18、在ABC ∆中,点D 在线段BC 的延长线上,且→→=CD BC 3,点O 在线段CD 上(与点C 、D 不重合),若→→→-+=AC x AB x AO )1(则x 的取值范围是 1(,0)3-【方法】选择基底;向量相等19、在△ABC 中,E 、F 分别为AB ,AC 中点.P 为EF 上任一点,实数x ,y 满足PA +x PB +y PC =0.设△ABC ,△PBC ,△PCA ,△P AB 的面积分别为S ,1S ,2S ,3S ,记11S S λ=,22SS λ=,33S Sλ=,则当λ2·λ3取最大值时,2x +y 的值为220、已知向量与AC 的夹角为0120,32==,若+=λ,且,⊥,则实数λ的值为712 【解析】 0)()(=-⋅+=⋅λ得712039430))()(22=⇒=++--⇒=⋅-+-⋅λλλλλAB AC AC AB AC AB ,选D21、已知向量与AC 的夹角为0120,32==,若+=λ,且,⊥,则实数λ的值为712 【解】 0)()(=-⋅+=⋅λ得712039430))()(22=⇒=++--⇒=⋅-+-⋅λλλλλ,选D 22、已知点G 是ABC ∆的重心,AB μλ+=(λ, R ∈μ ),若0120=∠A ,2-=⋅AC AB3223、在矩形ABCD P若→→→+=AD AB AP μλ,24、P 是ABC ∆所在平面上一点,满足→→→→=++AB PC PB PA 2,若12ABC S ∆=,则PAB ∆的面积为4【解析】由()22PA PB PC AB PB PA ++==-,得3PA PB PC CB =-=,所以PABC ,且13PA BC=,ABC∆的边AB上的高是ABP∆边AB上的高的3倍,所以13ABPABCSS∆∆=,由12,4ABC ABPS S∆∆=∴=25、已知点O为ABC∆内一点,且→→→→=++0OCOBOA则:ABC BOCS S∆∆=________3:1.【解】330OA OB OC OA OA AB OA AC OA AB AC OA AD++=++++=++=+=,即3AO AD=,又12AE AD=,所以有21,33AO AE OE AE==即,则:ABC BOCS S∆∆=3:1AE OE=:.26、已知菱形ABCD的边长为a,∠DAB=60°,2EC DE=,则.AE DB的值为32a-.27、如图,∆AOB为等腰直角三角形,1OA=,CO为斜边AB的高,点P在射线CO上,则AP⋅OP 的最小值为18-.【解析】如图所示,AP =OP -OA ,设0t OP =≥.∴()2AP ⋅OP =OP -OA ⋅OP =OP -OA ⋅OP2222112488t t t⎛⎫=-=--≥- ⎪ ⎪⎝⎭,当24t =时取等号,∴AP ⋅OP 的最小值为18-.28、在长方形ABCD 中,,,12==AD AB 点N M 、分别是CD BC 、边上的点,且._________,的取值范围是则AN AM CDCN BCBM ⋅=2),(4329、在ABC ∆中,若D 是AB 的中点,P 在线段CD 上移动,当222CP BP AP ++最小时,求:PC PD 的比值为 230、在ABC ∆中,D 是BC 上一点,→→-=DB DC 2,若2||=→AB ,3||=→AC ,则||→AD 的取值范围为 .)37,31(31、已知平面向量)(,βαβα≠满足2=α,且α与αβ-的夹角为120°,t R ∈,则βαt t +-)1( 的取值范围是 ),3[+∞.32、 设点M 是线段BC 的中点,点A 在直线BC 外,ABC ∆中BC 边上的高为h ,且216BC =||||→→→→-=+AC AB AC AB 则h 的最大值为_____________2.平面向量8.O 是ABC ∆所在平面内一点,动点P 满足(),0sin sin AB AC OP OA AB BAC Cλλ=++>,则动点P 的轨迹一定通过ABC ∆的 ( C )(A) 内心 (B) 外心 (C) 重心 (D) 垂心10.如图放置的正方形, 1.,ABCD AB A D =分别在x 轴、y 轴的正半轴(含原点) 上滑动,则OC OB ⋅的最大值是 ( D ) (A) 1 (B)2(C) 3 (D) 2ABOC第10题图13.已知正△ABC 的边长为1,点G 为边BC 的中点,点,D E 是线段,AB AC 上的动点,DE 中点为F .若AD AB λ=,(12)AE AC λ=-()λ∈R ,则FG 的取值范围为 17,24⎡⎤⎢⎥⎣⎦.14@.如图,//AB MN ,且2OA OM =,若OP xOA yOB =+,(其中,x y R ∈),则终点P 落在阴影部分(含边界) 时,21y x x +++的取值范围是 4[,4]3 .16.已知O 是ABC ∆的外心,2,3AB AC ==,若AO xAB y AC =+且21x y +=,则cos BAC ∠=4316.已知(0,0)O ,(cos ,sin )A αα,(cos ,sin )B ββ,(cos ,sin )C γγ,若(2)0kOA k OB OC +-+=,(02)k <<,则cos()αβ-的最大值是 12-.14.已知向量,a b 满足:||13a =,||1b =,|5|12a b -≤,则b 在a 上的投影的取值范围是 5113[,].8.(2009山东卷理)设P 是△ABC 所在平面内的一点,2BC BA BP +=,则( ) A.0PA PB += B.0PC PA += C.0PB PC += D.0PA PB PC ++= 【解析】:因为2BC BA BP +=,所以点P 为线段AC 的中点,所以应该选B 。
高三数学平面向量坐标运算试题答案及解析1.平面向量,,(),且与的夹角等于与的夹角,则 .【答案】2.【解析】由题意得:,选D.法二、由于OA,OB关于直线对称,故点C必在直线上,由此可得【考点】向量的夹角及向量的坐标运算.2.平面向量,,(),且与的夹角等于与的夹角,则()A.B.C.D.【答案】 D.【解析】由题意得:,选D.法二、由于OA,OB关于直线对称,故点C必在直线上,由此可得【考点】向量的夹角及向量的坐标运算.3.已知曲线C:,直线l:x=6.若对于点A(m,0),存在C上的点P和l上的点Q使得,则m的取值范围为 .【答案】【解析】由知是的中点,设,则,由题意,,解得.【考点】向量的坐标运算.4.已知向量a=(cos ,sin ),b=(-sin ,-cos ),其中x∈[,π].(1)若|a+b|=,求x的值;(2)函数f(x)=a·b+|a+b|2,若c>f(x)恒成立,求实数c的取值范围.【答案】(1)x=或x=(2)(5,+∞)【解析】(1)∵a+b=(cos -sin ,sin -cos ),∴|a+b|==,由|a+b|=,得=,即sin 2x=-.∵x∈[,π],∴π≤2x≤2π.因此2x=π+或2x=2π-,即x=或x=.(2)∵a·b=-cos sin -sin cos =-sin 2x,∴f(x)=a·b+|c+b|2=2-3sin 2x,∵π≤2x≤2π,∴-1≤sin 2x≤0,∴2≤f(x)=2-3sin 2x≤5,∴[f(x)]max=5.又c>f(x)恒成立,因此c>[f(x)]max ,则c>5.∴实数c的取值范围为(5,+∞).5.向量a=(-1,1)在向量b=(3,4)方向上的投影为________.【答案】【解析】设向量a=(-1,1)与b=(3,4)的夹角为θ,则向量a在向量b方向上的投影为|a|·cos θ===.6.若向量a=(x-1,2),b=(4,y)相互垂直,则9x+3y的最小值为________.【答案】6【解析】由a⊥b得,4(x-1)+2y=0,即2x+y=2,∴9x+3y=32x+3y≥2=2=6.当且仅当“32x=3y”时,即y=2x时,上式取“=”.此时x=,y=1.7.若向量,满足条件,则x=()A.6B.5C.4D.3【答案】A【解析】∵,,∴8=(8,8)﹣(2,5)=(6,3)∵∴12+3x=30∴x=6故选A8.四边形是平行四边形,,,则= ()A.B.C.D.【答案】(A)【解析】因为.故选(A).【考点】1.向量的加减.2.向量的相等.9.在平面直角坐标系中,为坐标原点,直线与圆相交于两点,.若点在圆上,则实数()A.B.C.D.【答案】C【解析】设,将直线方程代人,整理得,,所以,,.由于点在圆上,所以,,解得,,故选.【考点】直线与圆的位置关系,平面向量的坐标运算.10.已知向量=(,),=(,),若,则=.【答案】【解析】由已知.,解得,.【考点】平面向量的坐标运算.11.已知向量若,则m=______.【答案】-3【解析】根据向量加法的坐标运算得,,因为,故,故填-3【考点】向量加法向量共线12.设向量,满足,,且与的方向相反,则的坐标为【答案】【解析】设,∵与的方向相反,故又∵,则,解得,,故答案为.【考点】共线向量,平面向量的坐标运算.13.已知向量a=(1,m),b=(m,2),若a∥b,则实数m等于()A.-B.C.-或D.0【答案】C【解析】由a∥b,得m2-2=0,解得m=±.故选C.14.若向量a=(2,3),b=(x,-9),且a∥b,则实数x=________.【答案】-6【解析】a∥b,所以2×(-9)-3x=0,解得x=-6.15.若向量=(2,3),=(4,7),则=________.【答案】(-2,-4)【解析】=+=-=(-2,-4).16.在平行四边形ABCD中,AC为一条对角线,若=(2,4),=(1,3),则=________.【答案】(-3,-5)【解析】由题意,得=-=-=(-)-=-2=(1,3)-2(2,4)=(-3,-5).17.在△ABC中,已知a、b、c分别为内角A、B、C所对的边,S为△ABC的面积.若向量p =(4,a2+b2-c2),q=(1,S)满足p∥q,则C=________.【答案】【解析】由p=(4,a2+b2-c2),q=(1,S)且p∥q,得4S=a2+b2-c2,即2abcosC=4S=2absinC,所以tanC=1.又0<C<π,所以C=.18.已知a=(sin α,sin β),b=(cos(α-β),-1),c=(cos(α+β),2),α,β≠kπ+(k∈Z).(1)若b∥c,求tan α·tan β的值;(2)求a2+b·c的值.【答案】(1)-3(2)-1【解析】(1)若b∥c,则2cos(α-β)+cos(α+β)=0,∴3cos αcos β+sin αsin β=0,∵α,β≠kπ+ (k∈Z),∴tan αtan β=-3.(2)a2+b·c=sin2α+sin2β+cos(α-β)cos(α+β)-2=sin2α+sin2β+cos2αcos2β-sin2αsin2β-2=sin2α+cos2αsin2β+cos2αcos2β-2=sin2α+cos2α-2=1-2=-1.19.已知点A(-1,5)和向量a=(2,3),若=3a,则点B的坐标为().A.(7,4)B.(7,14)C.(5,4)D.(5,14)【答案】D【解析】设B(x,y),由=3a,得解得20.已知点点是线段的等分点,则等于.【答案】【解析】由题设,,,,……,,…… , .所以,,,,……,,…… , ,= = ,=所以答案是:【考点】1、等差数列的前项和;2、向量的坐标运算;3、向量的模.21.如图,已知圆,四边形ABCD为圆的内接正方形,E,F分别为边AB,AD的中点,当正方形ABCD绕圆心转动时,的取值范围是()A.B.C.D.【答案】B【解析】因为圆的半径为2,所以正方形的边长为.因为.所以==.所以.故选B.【考点】1.向量的和差.2.向量的数量积.3.由未知线段转化为已知线段.4.化归思想.22. .若向量,则A.B.C.D.【答案】B【解析】【考点】向量的坐标运算.23.若向量,且与的夹角为则 .【答案】(-3,-6)【解析】由与的夹角为知,【考点】向量数量积的性质和向量的坐标运算.24.向量,,则()A.B.C.D.【答案】A【解析】,故选A.【考点】平面向量的减法运算25.在平面直角坐标系中,已知向量若,则x=( ) A.-2B.-4C.-3D.-1【答案】D【解析】∵,∴,则,所以,又,∴,.【考点】1、向量的坐标运算;2、向量共线的坐标表示.26.设、是平面内两个不平行的向量,若与平行,则实数 .【答案】【解析】不妨假设,则,因为,所以.【考点】平面向量的坐标运算.27.已知外接圆的半径为1,圆心为O.若,且,则等于()A.B.C.D.3【答案】D.【解析】因为,所以,所以,为的中点,故是直角三角形,角为直角.又,故有为正三角形,,,与的夹角为,由数量积公式可得选D.【考点】平面向量的线性运算,平面向量的数量积、模及夹角.28.已知正方体的棱长为,,点N为的中点,则()A.B.C.D.【答案】A【解析】以为原点,分别以所在直线为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,则A(0,0,a),N(a,0,),(a,a,0),设M(x,y,z),因为,所以(x-0,y-0,z-a)=(a-x,a-y,0-z)即,解得,即M(,,),所以=,故选A.【考点】空间向量的坐标运算和向量的模.29.已知向量,,且,则等于()A.B.C.D.【答案】A【解析】,,且与共线,所以,故选A.【考点】1.共线向量;2.平面向量的坐标运算30.已知向量a=(1,1),b=(2,x).若a+b与4b-2a平行,则实数x的值是( )A.-2B.0C.1D.2【答案】D【解析】由已知得,,因为与平行,则有,解得.【考点】向量共线的坐标表示31.已知.(1)若,求的值;(2)若,且,求的值.【答案】(1);(2)7.【解析】(1)利用向量数量积的坐标表示,可转化为三角函数,然后利用利用三角函数的相关公式对其变形,则可求解;(2)利用向量数量积的坐标表示,可转化为角的三角函数,然后利用角之间的关系,使用两角和与差的三角函数相关公式可求解.试题解析:(1)解:(1)∵∴(2)∵∴,,==7【考点】平面向量的数量积、两角和与差的三角函数、同角三角函数关系式.32.设平面向量,,则 ( )A.B.C.D.【答案】D【解析】因为,所以.【考点】1.平面向量的坐标运算;2.平面向量的模33.已知向量=(cosθ,sinθ),向量=(,-1),则|2-|的最大值与最小值的和是()A.4B.6C.4D.16【答案】C【解析】因为|2-|,故其最大值为,最小值为,它们的和为,选C.【考点】平面向量坐标运算、平面向量的模、两角差的正弦定理.34.已知平面向量,,且,则向量()A.B.C.D.【答案】A【解析】,,且,,解得,,故,故选A.【考点】1.平面向量垂直;2.平面向量的坐标运算35.已知是正三角形,若与向量的夹角大于,则实数的取值范围是__________.【答案】【解析】建立如图所示坐标系,不妨设,则,所以,,由与向量的夹角大于,得,即,故答案为.【考点】平面向量的坐标运算,平面向量的数量积、夹角、模.36.已知,,,为坐标原点.(Ⅰ),求的值;;(Ⅱ)若,且,求与的夹角.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】(Ⅰ)求、的坐标,,利用三角函数公式化简求得;(Ⅱ)利用已知条件求,确定的值,在由求解.试题解析:(Ⅰ),,,∴,.(Ⅱ)∵,,,,即,,又,,又,,,∴.【考点】平面向量的坐标运算,向量的夹角与模.37.已知向量,向量,则的最大值和最小值分别为()A.B.C.D.【答案】B【解析】,所以;.【考点】本小题主要考查平面向量坐标运算,求向量的模.38.已知向量,,,若∥,则=___ ..【答案】5【解析】因为,向量,,,所以,,又∥,所以,,故答案为5.【考点】平面向量的坐标运算39.已知平面向量,,如果向量与平行,那么与的数量积等于( )A.B.C.D.【答案】D【解析】,,∴,.∵与平行,∴,解得.∴.∴.故选D.【考点】向量的概念及其与运算,考查向量平行,考查两个向量的数量积.40.已知向量,,若,则=()A.-4B.-3C.-2D.-1【答案】B【解析】由.故选B.【考点】向量的坐标运算41.已知的三个内角所对的边分别为a,b,c,向量,,且.(Ⅰ)求角的大小;(Ⅱ)若向量,,试求的取值范围【答案】(Ⅰ) . (Ⅱ).【解析】(Ⅰ)由题意得,即. 3分由余弦定理得,. 6(Ⅱ)∵, 7∴.∵,∴,∴.∴,故. 12分【考点】平面向量的坐标运算,和差倍半的三角函数公式,正弦型函数图象和性质,余弦定理的应用。
高一数学平面向量试题答案及解析1.正六边形中,()A.B.C.D.【答案】D【解析】故选D2.已知向量a b则向量a在向量b方向上的投影为 ( )A.B.C.0D.1【答案】B【解析】略3.已知中,点是的中点,过点的直线分别交直线于两点,若,,则的最小值是()A.B.C.D.【答案】D【解析】,因为,三点共线,所以,.【考点】1.平面向量基本定理;2.三点共线;3.基本不等式求最值.4.(本小题满分10分)已知向量,,且,(1)求a·b及|a+b|;(2)若f(x)=a·b-2λ|a+b|的最小值是-,求λ的值.【答案】(1),;(2)【解析】(1)首先根据向量积的坐标表示,然后再根据两角和的余弦公式进行化简,求向量的模,根据公式,展开公式,然后按照向量数量积的坐标表示和二倍角公式进行化简;(2),第一步先按二倍角公式展开,转化为关于的二次函数求最值,第二步,进行换元,配方,所以讨论,,三种情况,得到最小值,确定参数的取值.试题解析:(1),(2分)|,因为所以.(2)令因为,.∴原函数可化为①当,,即(不合题意,舍去).②当时,,即或(不合题意,舍去).③当时,矛盾.综上所述.【考点】1.向量数量积的坐标表示;2.三角函数的化简;3.二次函数求最值.5.已知平面向量,且,则()A.B.C.D.【答案】B【解析】,故选B.【考点】(1)平面向量共线(平行)的坐标表示;(2)平面向量的坐标运算.6.已知屏幕上三点满足,则的形状是()A.等腰三角形B.对边三角形C.直角三角形D.等腰直角三角形【答案】A【解析】设的中点为,则,为等腰三角形.故选A.【考点】(1)三角形的形状判断;(2)平面向量数量积的运算.7.在中,设,若点满足,则A.B.C.D.【答案】A【解析】由得,,答案选A.【考点】向量的线性运算8.已知,,若与垂直,则等于()A.1B.C.2D.4【答案】C【解析】,因为与垂直,则,【考点】(1)平面向量的数量积(2)向量的模9.如图,已知点,是单位圆上一动点,且点是线段的中点.(1)若点在轴的正半轴上,求;(2)若,求点到直线的距离.【答案】(1);(2);【解析】(1)根据中点坐标公式求出B点坐标,再利用向量数量积坐标式表示出即可;(2)结合已知图形,求出B点坐标,再求出C点坐标,然后写出OC所在直线方程,最后根据点到直线距离公式即可求出点A到OC的距离.试题解析:(1)点在轴正半轴上,,又点是线段的中点,,,;(2),,由点是线段的中点,,直线的方程为,即,点到直线的距离.【考点】1.中点坐标公式;2.向量数量积的坐标式;3.点到直线距离;10.(本小题10分)已知向量.(Ⅰ)若向量与平行,求的值;(Ⅱ)若向量与的夹角为锐角,求的取值范围【答案】(1)(2)且【解析】(1)本题考察的是两向量的平行,可以先根据条件写出两个向量与的坐标,利用平行向量的条件,即可求出的值.(2)因为向量与的夹角为锐角,则向量的数量积大于0且不共线,根据条件代入公式即可求出的取值范围.试题解析:(Ⅰ)依题意得-------2分∵向量与平行∴,解得(Ⅱ)由(2)得∵向量与的夹角为锐角∴,且∴且【考点】平面向量的综合题11.若,则向量的夹角为()A.B.C.D.【答案】C【解析】因为,设与的夹角为,,则,故选C.【考点】数量积表示两个向量的夹角12.已知向量,,若,则代数式的值是()A.B.C.D.【答案】C【解析】因为向量,,,所以,解得,而=,故选择C【考点】1.共线向量的坐标表示;2.同角函数基本关系式13.如图,在正方形中,,点为的中点,点在边上.若,则.【答案】【解析】以A为坐标原点,AB为x轴,AD为y轴建立直角坐标系,则,可得,即,所以【考点】向量坐线性运算14.已知向量,,若⊥,则实数的值为()A.B.C.-D.2【答案】A【解析】两向量垂直,所以数量积为0,代入公式,解得,故选A.【考点】向量数量积的坐标表示15.(本小题满分12分)设向量a=(4cosα,sinα),b=(sinβ,4cosβ),c=(cosβ,-4sinβ),(1)若a与b-2c垂直,求tan(α+β)的值;(2)求|b+c|的最大值.【答案】(1)2 (2)【解析】(1)由两向量垂直得到数量积为零,代入向量的坐标可得到关于的关系式,将其整理可得到的值;(2)将转化为用角的三角函数表示,求向量的模的最大值转化为求函数最大值问题,求解时要注意正余弦值的范围试题解析:(1)b-2c=(sinβ-2cosβ,4cosβ+8sinβ),又a与b-2c垂直,∴4cosα(sinβ-2cosβ)+sinα(4cosβ+8sinβ)=0,即4cosαsinβ-8cosαcosβ+4sinαcosβ+8sinαsinβ=0,∴4sin(α+β)-8cos(α+β)=0,得tan(α+β)=2.(2)由b+c=(sinβ+cosβ,4cosβ-4sinβ),∴|b+c|=当sin2β=-1时,|b+c|==4.max【考点】1.向量的坐标运算;2.向量的模;3.三角函数化简16.设为所在平面内一点,,则()A.B.C.D.【答案】A【解析】,.故A正确.【考点】平面向量的加减法.17.已知向量,且∥,则的最小值等于A.B.C.D.【答案】B【解析】由知,即,则.【考点】平面向量的坐标运算及用基本不等式求最值.18.已知的夹角为,则【答案】【解析】.【考点】1.向量的模;2.向量的内积.19.平面向量与的夹角为60°,=(2,0),=1,则|+2|等于()A.B.C.4D.12【答案】B【解析】【考点】向量的模与向量运算20.(本小题满分12分)已知平面向量,.(1)若,求的值;(2)若,求|-|.【答案】(1)(2)【解析】(1)由得到坐标关系式,代入相应坐标即可得到的值;(2)由直线平行得到坐标满足的的关系式,求得x值后,将向量用坐标表示,利用坐标求向量的模试题解析:(1)即(2)即当时,当时,【考点】1.向量平行垂直的判定;2.向量的模21.(本题满分15分)已知,,是同一平面上不共线的三点,且.(1)求证:;(2)若,求,两点之间的距离.【答案】(1)详见解析;(2).【解析】(1)将条件当中的式子变形,利用向量数量积的定义证明是等腰三角形即可;(2)根据(1)中所证再结合等腰三角形的性质,可将转化为与有关的方程,从而求解.试题解析:(1)由得,设为的中点,则,从而有,即,由于为的中点,且,因此由“三线合一”性质可知;(2)由(1)可知,,故,即,两点之间的距离为.【考点】1.等腰三角形的性质;2.平面向量数量积.【思路点睛】几何图形中向量的数量积问题是近几年高考的又一热点,作为一类既能考查向量的线性运算、坐标运算、数量积及平面几何知识,又能考查学生的数形结合能力及转化与化归能力的问题,实有其合理之处.解决此类问题的常用方法是:①利用已知条件,结合平面几何知识及向量数量积的基本概念直接求解(较易);②将条件通过向量的线性运算进行转化,再利用①求解(较难);③建系,借助向量的坐标运算,此法对解含垂直关系的问题往往有很好效果.22.已知为非零向量,且,,则下列说法正确的个数为()(1)若,则;(2)若,则;(3)若,则;(4)若,则.A.1B.2C.3D.4【答案】D【解析】(1)因为,,,均为非零向量,且,所以,必不共线,则,表示以是,为邻边的平行四边形的两条对角线,且该平行四边形为菱形,所以,,故(1)正确;(2),所以,故(2)正确;(3)若,则必不共线,所以以为邻边的平行四边形是矩形,所以,故(3)正确;(4)若非零向量满足,即,则以为邻边的平行四边形是矩形,所以,故(4)正确.【考点】向量加法、减法的几何意义,数量积的运算性质和向量垂直的条件.23.(2015秋•大兴安岭校级期末)已知向量=(1,2),=(2,2).(1)求(2﹣)•(2+);(2)设=(﹣3,λ),若与夹角为钝角,求λ的值.【答案】(1)12;(2)λ>﹣,且λ≠6.【解析】(1)向量的坐标运算和向量的数量积的坐标运算计算即可,(2)若与夹角为钝角,则则•<0,问题得以解决.解:(1)∵=(1,2),=(2,2),∴2﹣=(2﹣2,4﹣2)=(0,2),2+=(2+2,4+2)=(4,6),∴(2﹣)•(2+)=0×4+2×6=12;(2)若与夹角为钝角,则•<0,•=(﹣3,λ)•(1,﹣2)=﹣3﹣2λ<0,即λ>﹣,且与不能方向,即﹣3×(﹣2)﹣λ≠0,解得λ≠6,故λ的范围为λ>﹣,且λ≠6.【考点】平面向量数量积的运算;平面向量的坐标运算.24.如图所示,是的边上的中点,则向量= (填写正确的序号).①,②,③,④【答案】①【解析】.故选A.【考点】向量的线性运算.【名师】在向量线性运算时,要尽可能转化到平行四边形或三角形中,运用平行四边形法则、三角形法则,利用三角形中位线、相似三角形对应边成比例等平面几何的性质,把未知向量转化为与已知向量有直接关系的向量来求解.25.若向量a=(1,2),b=(1,-1),则2a+b与a-b的夹角等于()A.-B.C.D.【答案】C【解析】,所以设与的夹角为.,,.故C正确.【考点】1向量的数量积;2向量的模长.【易错点睛】本题主要考查向量的数量积和模长问题,难度一般.先由向量的数量积公式求得夹角的余弦值,由余弦值可求得角的大小.但应注意两向量的夹角范围为,若忽略角的范围容易出错.26. O为平面上的定点,A、B、C是平面上不共线的三点,若(﹣)•(+﹣2)=0,则△ABC是()A.以AB为底边的等腰三角形B.以AB为斜边的直角三角形C.以AC为底边的等腰三角形D.以AC为斜边的直角三角形【答案】C【解析】将条件式展开化简,两边同时加上,根据向量的线性运算的几何意义即可得出答案.解:∵(﹣)•(+﹣2)=0,∴+﹣2=+﹣2.即﹣2=﹣2.两边同时加,得()2=()2,即AB2=BC2.∴AB=BC.∴△ABC是以AC为底边的等腰三角形.故选:C.【考点】平面向量数量积的运算.27.已知,,,且与垂直,则实数λ的值为()A.B.C.D.1【答案】C【解析】由,所以,然后根据与垂直,展开后由其数量积等于0可求解λ的值.解:因为,所以,又,,且与垂直,所以==12λ﹣18=0,所以.故选C.【考点】数量积判断两个平面向量的垂直关系.28.(2015秋•嘉兴期末)已知向量是同一平面内的三个向量,其中.(1)若,且向量与向量反向,求的坐标;(2)若,且,求与的夹角θ.【答案】(1).(2).【解析】(1)令,根据模长关系列方程解出λ;(2)将展开求出,代入夹角公式计算.解:(1)设∵∴,∴.(2)∵||=,,∴2=5,2=.∵,∴22+3﹣22=+3=,∴.∴,∴.【考点】平面向量数量积的运算;平面向量的坐标运算.29.已知向量.(1)若点A,B,C能构成三角形,求x,y应满足的条件;(2)若△ABC为等腰直角三角形,且∠B为直角,求x,y的值.【答案】(1)3y﹣x≠1(2)或【解析】(1)点A,B,C能构成三角形,即三点不共线,再由向量不共线的条件得到关于x,y的不等式,即所求的x,y应满足的条件;(2)△ABC为等腰直角三角形,且∠B为直角,可得AB⊥BC且,|AB|=|BC|,转化为坐标表示,得到方程求出x,y的值解:(1)若点A,B,C能构成三角形,则这三点不共线,∵∴=(3,1),=(2﹣x,1﹣y),又与不共线∴3(1﹣y)≠2﹣x,∴x,y满足的条件为3y﹣x≠1(2)∵=(3,1),=(﹣x﹣1,﹣y),若∠B为直角,则AB⊥BC,∴3(﹣x﹣1)﹣y=0,又|AB|=|BC|,∴(x+1)2+y2=10,再由3(﹣x﹣1)﹣y=0,解得或.【考点】数量积判断两个平面向量的垂直关系;平面向量共线(平行)的坐标表示.30.已知||=||=1,与夹角是90°,=2+3,=k﹣4,与垂直,k的值为()A.﹣6B.6C.3D.﹣3【答案】B【解析】根据与垂直的条件,得到数量积等于0,求变量K的值,展开运算时,用到|a|=|b|=1,a与b夹角是90°代入求解.解:∵×=(2+3)×(k﹣4)=2k+(3k﹣8)×﹣12=0,又∵×=0.∴2k﹣12=0,k=6.故选B【考点】平面向量数量积的运算;数量积判断两个平面向量的垂直关系.31.已知.(1)若,求的坐标;(2)设,若,求点的坐标.【答案】(1);(2).【解析】(1)由可求得的坐标,再利用向量的运算用表示出,从而求得的坐标;(2)可假设,能求的的坐标,由可得关系式,,将此关系式转化成关于的方程,求出,从而得到点的坐标.试题解析:(1)(2)设则,,解得因此,点的坐标为【考点】向量的运算.32.在中,,,,下列推导不正确的是()A.若,则为钝角三角形B.,则ΔABC为直角三角形C.,则为等腰三角形D.,则为正三角形【答案】D【解析】A中,由可知,,得为钝角三角形;B中,由可知,,得为直角三角形;C中,由知得,,,,则为等腰三角形;D中,,总是成立,不能得到为正三角形.故选D.【考点】平面向量的数量积.33.已知点P在正△ABC所确定的平面上,且满足,则△ABP的面积与△BCP的面积之比为()A.1:1B.1:2C.1:3D.1:4【答案】B【解析】由,可得=2,即点P为线段AC的靠近点A的三等分点,即可得出.解:∵,∴==,∴=2,即点P为线段AC的靠近点A的三等分点,∴△ABP的面积与△BCP的面积之比==,故选:B.【考点】向量的加法及其几何意义.34.如图,已知:,为的中点,为以为直径的圆上一动点,则的最大值是()A.B.C.D.【答案】A【解析】以直线为轴,圆心为坐标原点建立如图所示的直角坐标系,则,所以,,设,则,,其中(,),所以的最大值为.故选A.【考点】平面向量的线性运算,平面向量的数量积.【名师】本题考查平面向量的数量积,解题的关键是建立适当的直角坐标系,把向量用坐标表示出来.本题中建立如解析中所示的坐标系后,可以把表示出来了,引入圆的参数方程表示法,可以把向量用参数表示,这样就可两向量的数量积表示为的函数:,由三角函数的性质可求得最大值.35.在△ABC中,已知D是AB边上一点,若=2,=+λ,则λ等于 ( ) A.B.C.-D.-【答案】A【解析】,而,代入原式得到,整理为,即为,所以,故选A.【考点】向量36.设是平行四边形的对角线的交点,为平面上任意一点,则= A.B.C.D.【答案】D【解析】由已知得,,,,,而,,所以.故选D.【考点】平面向量的加法;相反向量.37.已知的三个顶点及所在平面内一点,若,若实数满足,则()A.B.3C.-1D.2【答案】B【解析】根据向量减法的运算法则可得所以,又因为,所以,故选B.【考点】平面向量的线性运算.38.在四边形中,设且,,则四边形的形状是()A.梯形B.矩形C.菱形D.正方形【答案】B【解析】,,故四边形为平行四边形,又因为,,,故平行四边形为矩形.【考点】向量加法、减法的几何意义.39.已知向量,,,若∥,则= .【答案】 5;【解析】由题:,, ,∥,则:【考点】向量的坐标运算及平行的性质.40.已知非零向量、,且,,,则一定共线的三点是()A.、B.、C.、、D.、【答案】A【解析】根据三点共线的性质,、;、、皆不可能共线,只有、,、有可能共线,假设、共线,,令,可求得,、共线成立,假设、共线,,令,无解,假设不成立,故本题的正确选项为A.【考点】三点共线的证明.【方法点睛】证明三点共线的方法有多种,有向量法,因为共线的三点中任意连接两点所成向量必共线,而由共线向量的性质可知,当两向量共线时(两向量均不为零向量),其对应坐标成比例或者满足,以此来判断三点是否共线;也可建立坐标系,由其中两点确定一条直线,再将第三点代入直线方程,看其是否在直线上;三点钟任意连接两点,可形成三个向量,通过三个向量的模长的关系也可判断三点是否共线.41.已知,点是线段上的点,,则点的坐标为()A.B.C.D.【答案】D【解析】假设,则有,所以有,可求得,故本题的正确选项为D.【考点】三点共线的性质.42.设和是两个单位向量,夹角是,试求向量和的夹角.【答案】.【解析】本题考查的知识点是数量积表示两个向量的夹角,由和是两个单位向量,夹角是,我们易得,,进而我们可以求出,,,然后代入,即可求出答案.试题解析:,,,.,,故.【考点】数量积表示两向量的夹角.43.已知点,,,,则向量在方向上的投影为【答案】【解析】,,则向量在方向上的投影为.【考点】向量数量积的几何意义.44.下列四个式子中可以化简为的是()①②③④A.①④B.①②C.②③D.③④【答案】A【解析】由向量加法三角形法则可知①正确,由向量减法的三角形法则可知④正确,故选A.【考点】向量加法、减法的三角形法则.45.已知向量满足:(1)求向量与的夹角(2)求【答案】(1)(2)【解析】(1)设向量的夹角为θ,求出,展开,代入后求得θ值;(2)利用,展开后求得答案试题解析:(1)设向量与的夹角为,,,得,(2)【考点】平面向量数量积的运算46.在菱形中,若,则等于()A.2B.-2C.D.与菱形的边长有关【答案】B【解析】由题在菱形中,若,由,【考点】向量的运算及几何意义.47.已知是两个单位向量.(1)若,试求的值;(2)若的夹角为,试求向量与的夹角【答案】(1)(2)【解析】(1)由题为单位向量,且,可利用向量乘法运算的性质;,化为向量的乘法运算,求出,进而可求得(2)由的夹角为,可利用向量乘法的性质,分别先求出的值,再利用可得.试题解析:(1),是两个单位向量,,又,,即.(2),,,夹角 .【考点】向量的乘法运算及性质.48.设向量,若,则.【答案】【解析】由题//,可得:【考点】向量平行的性质.49.已知向量=(3,x),=(﹣2,2)(1)若向量⊥,求实数x的值;(2)若向量﹣与3+2共线,求实数x的值.【答案】(1)x=3(2)x=﹣3【解析】解:(1)∵⊥,∴•=﹣6+2x=0,解得x=3.(2)﹣=(﹣5,2﹣x),3+2=(7,3x+2).∵﹣与3+2共线,∴7(2﹣x)+5(3x+2)=0,解得x=﹣3.【点评】本题考查了向量坐标运算性质、向量共线定理、向量垂直与数量积的关系,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.50.若,且,则向量与的夹角为A.30°B.60°C.120°D.150°【答案】C【解析】由,则;,得:与的夹角为120°。
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)。
高三数学平面向量的几何运算试题答案及解析1.如图所示,、、是圆上的三点,的延长线与线段交于圆内一点,若,则()A.B.C.D.【答案】C【解析】由于、、三点共线,设,则,由于、、三点共线,且点在圆内,点在圆上,与方向相反,则存在,使得,因此,,所以,选C.【考点】1.共线的平面向量;2.平面向量的线性表示2.下列关于向量的命题,正确的是()A.零向量是长度为零,且没有方向的向量B.若=﹣2(a≠0),则是的相反向量C.若=﹣2,则||=2||D.在同一平面上,单位向量有且仅有一个【答案】C【解析】A中,零向量的长度为零,方向是任意的,∴命题错误;B中,相反向量是模长相等,方向相反的向量,∴命题错误;C中,当=﹣2时,||=2||,∴命题正确;D中,单位向量是模长为1的向量,在同一平面上,单位向量有无数个,∴命题错误;故选:C.3.若向量=(1,2),=(1,﹣1),则2+与的夹角等于()A.﹣B.C.D.【答案】C【解析】∵=(1,2),=(1,﹣1),∴2+=(3,3)=(0,3)则(2+)•()=9|2|=,||=3∴cosθ==∴θ=故选C4.向量a、b、c在正方形网格中的位置如图所示.若c=λa+μb(λ、μ∈R),则=________.【答案】4【解析】以向量a、b的交点为原点作直角坐标系,则a=(-1,1),b=(6,2),c=(-1,-3),根据c=λa+μb=λ(-1,1)+μ(6,2)则=4.5.已知和点满足.若存在实数使得成立,则=()A.2B.3C.4D.5【答案】B【解析】试题分析:,因此k=3.故选B..【考点】向量的加法及其几何意义.6.已知,,则向量与的夹角为 .【答案】【解析】∵,,∴,即,∴,∴.【考点】1.向量的运算;2.向量的夹角.7.在中,已知,则||的值为()A.1B.C.D.2【答案】B【解析】由可知为以,设AB中点为D,可知,由,,可得,故选B.【考点】1.向量的加减运算;2.向量的数量积;3.向量的模8.已知△ABC是边长为1的等边三角形,P为边BC上一点,满足=2,则·=.【答案】【解析】,于是.【考点】平面向量基本运算.9.中,为角平分线,为的中点,交于,若,且,,用、表示,,【答案】,,【解析】根据角平分线的性质可知,从而可得,再利用,,再确定时,可以利用,,从而表示出解:由角平分线定理得,,解得,10.设的斜边中点,若,则的值是A.1B.2C.-1D.-2【答案】D【解析】解:因为设的斜边中点,若,则,选D11.如图在平行四边形中,已知,,,E为的中点,则A.B.C.D.【答案】A【解析】解:因为在平行四边形中,已知,,,E为的中点,则12.若O是∆ABC所在平面上任一点,且满足:,则动点P的轨迹必经过∆ABC的A.内心B.外心C.重心D.垂心【答案】C【解析】,AD是BC边中线,故动点P的轨迹必经过∆ABC的重心。
平面向量学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________1..若向量(1,2),(4,5)BA CA == ,则BC =A. (5,7)B. (3,3)--C. ()3,3D. ()5,7--2.已知向量2(1,1),(,2),x x ==+a b 若,a b 共线,则实数x 的值为( )A.1-B.2C.1或2-D.1-或23.已知向量(1,2),(2,)a b m ==- ,若//a b ,则|23|a b + 等于( )A B . C ..4.在ABC ∆中,已知D 是AB 边上的一点,若2AD DB = ,13CD CA CB λ=+ ,则λ=( ) A.23 B.13 C.13- D.23- 5.在平面直角坐标系xOy 中,已知点(0,0),(0,1),(1,2),(,0)O A B C m -,若//OB AC ,则实数m 的值为( )A. 2-B. 12-C. 12D. 2 6.已知||6a = ,||3b = ,12a b ⋅=- ,则向量a 在向量b 方向上的投影是( ) A .-4 B .4 C .-2 D .27.已知向量(3,4)OA =- ,(6,3)OB =- ,(2,1)OC m m =+ ,若//AB OC ,则实数m 的值为( )A .15B .-3C .35-D .17- 8.平面向量a 与b 的夹角为60°,1||),0,2(==b a ,则|2|b a +等于( )A B .C .4D .129.已知(3,4)a = ,(1,2)b = ,则a b -= . 10.已知平面向量)1,3(=a ,)3,(-=x b ,且b a ⊥,则x 的值为 .11.已知向量a ,b 满足|a |=1,|b |=2,a 与b 的夹角为60°,向量c =2a +b .则向量c 的模为 .12.已知向量()()cos45,sin30,2sin 45,4cos60,b c =︒︒=︒︒ 则b c ⋅= .13.向量a ,b 满足则a 与b 的夹角为 .14.已知,,a b c 是同一平面内的三个向量,其中(1,2)a =(1)若||c = //c a ,求:c 的坐标(2)若||b = 2a b + 与2a b - 垂直,求a 与b 的夹角 15.已知平面向量(cos ,sin )a ϕϕ= ,(cos ,sin )b x x = ,(sin ,cos )c ϕϕ=- ,其中0ϕπ<<,且函数()()cos ()sin f x a b x b c x =⋅+⋅ 的图象过点)1,6(π. (1)求ϕ的值;(2)将函数)(x f y =图象上各点的横坐标变为原来的的2倍,纵坐标不变,得到函数)(x g y =的图象,求函数)(x g y =在[0,]2π上的最大值和最小值.16.已知向量2(cos ,1),,cos )222x x x m n =-= ,设函数()f x m n = (1)求()f x 在区间[]0,π上的零点;(2)在ABC ∆中,角A B C 、、的对边分别是,,a b c ,且满足2b ac =,求()f B 的取值范围.17.向量)sin ,1(x m a +=→,))6cos(4,1(π+=→x b ,设函数→→⋅=b a x g )(,(R m ∈,且m 为常数)(1)若x 为任意实数,求)(x g 的最小正周期;(2)若)(x g 在⎪⎭⎫⎢⎣⎡3,0π上的最大值与最小值之和为7,求m 的值.18(1,)b y = ,已知//a b ,且有函数)(x f y =. (1)求函数)(x f y =的周期;(2)已知锐角ABC ∆的三个内角分别为C B A ,,,若有3)3(=-πA f ,边7=BC ,721sin =B ,求AC 的长及ABC ∆的面积. 19.已知向量x ),1,(sin -=)23,(cos x =,)()(x f ⋅+=(1)当[0,]2x π∈时,求函数)(x f 的值域:(2)锐角A B C ∆中,c b a ,,分别为角C B A ,,的对边,若1023)2(,27,245===B f b c a ,求边c a ,.参考答案1.B【解析】试题分析:()3,3BC BA AC =+=-- 考点:向量的坐标运算.2.D.【解析】试题分析:∵2(1,1),(,2)x x ==+a b ,,a b 共线,∴根据向量共线的充要条件知1×x 2-1×(x+2)=0,∴x=-1或2,选D.考点:平面向量共线(平行)的坐标表示.3.C【解析】试题分析:由//a b 可得()40221-=⇒=-⨯-⨯m m ,所以()54641628,432=+=+⇒--=+.考点:向量的坐标运算.4.A【解析】试题分析:2AD DB = ,即()2C D C A C B C D -=- ,解得1233CD CA CB =+ ,23λ∴=,故选A.考点:平面向量的线性表示5.C【解析】试题分析:因为,在平面直角坐标系xOy 中,点(0,0),(0,1),(1,2),(,0)O A B C m -,所以,(1,2),(,1)OB AC m =-=- ,又//OB AC ,所以,11,122m m -==-,选C. 考点:平面向量的概念,共线向量.6.A【解析】 试题分析:向量a 在向量b方向上的投影是θcos ⋅(θ是a ,b 的夹角),θcos ⋅=-4.考点:向量的数量积运算.7.B .【解析】试题分析:由题意知(3,1)AB OB OA =-= ,(2,1)OC m m =+ ,又//AB OC ,则3(1)120m m ⨯+-⨯=,即3m =-.考点:两向量平行的充要条件.8.B【解析】试题分析:因为,(2,0),a = 所以,||2a = ,2220|2|444421cos60412,|2|a b a a b b a b +=+⋅+=+⨯⨯⨯+=+= B. 考点:平面向量的数量积、夹角、模9.(2,2)【解析】试题分析:根据向量的减法等于横坐标、纵坐标分别对应相减,得到(31,42)(2,2).a b -=--= .向量的加减及数乘类似实数运算,一般不会出错,只需注意对应即可.考点:向量的减法运算10.1【解析】试题分析:b a ⊥10330=⇒=-⇒=⋅⇒x x b a .考点:平面向量数量积运算.11.【解析】试题分析:|c |2=(2a +b )2=4a 2+4a·b+b 2=4+4×1×2×cos60°+4=12,即|c |=考点:平面向量数量积、向量的模.12.2.【解析】试题分析:由向量数量积的坐标运算公式得112sin 45cos454sin30cos6024222b c ⋅=︒︒+︒︒=⨯⨯= . 考点:1.向量数量积的坐标运算公式;2.三角函数式求值.13.23π. 【解析】试题分析:由题意解得1a b ⋅=- ,则1cos ,2a b =- ,即a 与b 的夹角为23π. 考点:1.平面向量数量积运算;2.向量夹角公式.14.(1)(2,4)或(2,4)--;(2)π.【解析】试题分析:(1)设(,)c x y = ,利用两个已知条件||c = //c a 列出关于,x y 的方程组,解出,x y 即可;(2)由2a b + 与2a b - 垂直得(2)(2)0a b a b +⋅-= ,对此式进行化简,可求出a b ⋅ ,又,a b 的模易知,利用向量数量积的定义则可求出a 与b 的夹角.试题解析:设(,)c x y = 由//||c a c =及 2212022,4420y x x x y y x y ⋅-⋅===-⎧⎧⎧∴⎨⎨⎨==-+=⎩⎩⎩或 所以,(2,4)(2,4)c c ==-- 或 7分(2)∵2a b + 与2a b - 垂直,∴(2)(2)0a b a b +⋅-=即222320a a b b +⋅-= ;∴52a b ⋅=- ∴cos 1||||a b a b θ⋅==- ,∵[0,]θπ∈∴θπ= 14分 考点:向量的数量积、向量的模、向量的平行与垂直.15.(1)3πϕ=;(2)最小值12,最大值1. 【解析】 试题分析:(1)根据向量的数量积的坐标运算,求出,a b b c ⋅⋅ 代入:()()c o s ()s f x a b x b c x=⋅+⋅ 整理便得()cos(2)f x x ϕ=-,再根据()f x 过点)1,6(π可得ϕ的值;(2)将函数)(x f y =图象上各点的横坐标变为原来的的2倍,纵坐标不变,便将函数)(x f y =中的x 换成12x 便得函数)(x g y =的解析式:()cos()3g x x π=-. 由02x π≤≤得033236x πππππ-≤-≤-=.结合cos y x =的图象可得()cos()3g x x π=-在[0,]2π上的最大值和最小值. 试题解析:(1) cos cos sin sin cos()a b x x x ϕϕϕ⋅=+=- 1分cos sin sin cos sin(b c x x x ϕϕϕ⋅=-=- ()x -ϕ 2分()()cos ()sin f x a b x b c x ∴=⋅+⋅cos()cos sin()sin x x x x ϕϕ=-+-cos()x x ϕ=--cos(2)x ϕ=-, 4分即()cos(2)f x x ϕ=- ∴()cos()163f ππϕ=-=,而0ϕπ<<, ∴3πϕ=. 6分(2)由(1)得,()cos(2)3f x x π=-, 于是1()cos(2())23g x x π=-, 即()cos()3g x x π=-. 9分 当[0,]2x π∈时,336x πππ-≤-≤, 所以1cos()123x π≤-≤, 11分 即当0x =时,()g x 取得最小值12, 当3x π=时,()g x 取得最大值1. 13分考点:1、向量的坐标运算;2、三角变换;3、三角函数的图象变换;4、三角函数的最值16.(1)3π、π;(2)(1,0]-. 【解析】试题分析:(1)先由平面向量数量积的坐标表示得到()f x ,然后由三角函数的倍角公式进行降次,再将函数()f x 的解析式化为()()sin f x A x b ωϕ=++的形式.令()0f x =,在区间[]0,π解得3x π=或π,即得到零点3π、π;(2)由条件及余弦定理,通过基本不等式可得1cos 2B ≥,又根据角B 是三角形内角,从而得到其范围,再代入即可得()f B 的取值范围.试题解析:因为向量2(cos ,1),,cos )222x x x m n =-= ,函数()f x m n = .所以21cos ()cos cos 2222x x x x f x x +=-=-111cos sin()22262x x x π=--=--3分 (1)由()0f x =,得1sin()62x π-=. =+266x k πππ-∴, 5=+266x k k Z πππ-∈或, =+23x k ππ∴, =+2x k k Z ππ∈或,又[]0,x π∈,3x π∴=或π.所以()f x 在区间[]0,π上的零点是3π、π. 6分 (2)在ABC ∆中,2b ac =,所以222221cos 2222a cb ac ac ac B ac ac ac +-+-==≥=. 由1cos 2B ≥且(0,)B π∈,得(0,],3B π∈--666B πππ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦从而,10分 11sin()(,]622B π-∈-∴, 1()sin()(1,0]62f B B π=-+∈-∴ 12分 考点:1.数量积的坐标表示;2.余弦定理;3.三角函数的性质.17.(1)T π=;(2)2m =.【解析】试题分析:(1)借助向量数量积运算,利用两角和与差公式化为一角一函数()2sin(2)6g x x m π=++,可求函数周期;(2)由x 的范围求出26x π+的范围,借助函数图象求出函数最值.试题解析:(1)()14sin cos()14sin (cos cos sin sin )666g x a b m x x m x x x πππ=⋅=+++=++-2cos2x x m ++2sin(2)6x m π=++ 5分 所以T π=.(2)因为03x π≤<,所以52666x πππ≤+<, 9分 所以6x π=时,()2max g x m =+;0x =时,min ()1g x m =+ 12分所以217,2m m m +++==. 14分考点:1.函数的性质:周期、最值;2.三角函数的化简.18.(1)2π;(2)2AC =,S =. 【解析】 试题分析:(1)利用//的充要条件得出)(x f y =,再化简成sin()y A x B ωϕ=++类型求周期;(2)先由条件3)3(=-πA f 求出角A ,再由正弦定理B AC A BC sin sin =求AC ,然后只需求出AB 或sin C 即可求ABC ∆的面积.试题解析:解:由//得0)cos 23sin 21(21=+-x x y 3分 即 )3sin(2)(π+==x x f y 5分 (1)函数)(x f 的周期为π2=T 6分(2)由3)3(=-πA f 得3)33sin(2=+-ππA 即23sin =A ∵ABC ∆是锐角三角形∴3π=A 8分由正弦定理:BAC A BC sin sin =及条件7=BC ,721sin =B 得2237217sin sin =⋅=⋅=A B BC AC , 10分又∵A AC AB AC AB BC cos 2222⋅⋅-+=即2122472⨯⨯⋅-+=AB AB 解得3=AB 11分 ∴ABC ∆的面积233sin 21=⋅⋅=A AC AB S 12分 考点:1、平面向量与三角函数结合,2、正弦定理与余弦定理综合运用,3、三角形面积公式.19.(1)1[22-;(2)8c a ==. 【解析】试题分析:(1)先利用倍角公式、两角差的正弦公式将解析式化简,将已知x 代入,求值域;本卷由【在线组卷网 】自动生成,请仔细校对后使用,答案仅供参考。
平面向量练习题及答案1. 向量初步概念和运算(1) 已知向量a=3i+4j,求向量a的模长。
答案:|a| = √(3^2 + 4^2) = 5(2) 已知向量b=-2i+5j,求向量b的模长。
答案:|b| = √((-2)^2 + 5^2) = √29(3) 已知向量c=2i+3j,求向量c的模长和方向角(与x轴正方向的夹角)。
答案:|c| = √(2^2 + 3^2) = √13方向角θ = arctan(3/2)2. 向量的线性运算(1) 已知向量a=3i+4j,向量b=-2i+5j,求向量a+b。
答案:a+b = (3-2)i + (4+5)j = i + 9j(2) 已知向量a=3i+4j,向量b=2i-7j,求向量a-b。
答案:a-b = (3-2)i + (4-(-7))j = i + 11j(3) 已知向量a=3i+4j,求向量-2a的模长。
答案:|-2a| = |-2(3i+4j)| = |-6i-8j| = √((-6)^2 + (-8)^2) = 103. 向量的数量积与投影(1) 已知向量a=3i+4j,向量b=-2i+5j,求向量a·b的值。
答案:a·b = (3*-2) + (4*5) = -6 + 20 = 14(2) 已知向量a=3i+4j,向量b=-2i+5j,求向量a在b方向上的投影。
答案:a在b方向上的投影= (a·b)/|b| = 14/√294. 向量的夹角和垂直判定(1) 判断向量a=3i+4j和向量b=-2i+5j是否相互垂直。
答案:两个向量相互垂直的条件是a·b = 0。
计算得到a·b = 14,因此向量a和向量b不相互垂直。
(2) 已知向量a=3i+4j,向量b=-8i+6j,求向量a和向量b的夹角。
答案:向量a和向量b的夹角θ = arccos((a·b)/(∣a∣*∣b∣)) = arccos((-66)/(√25*√100))5. 向量共线和平面向量的应用(1) 已知向量a=3i+4j,向量b=-6i-8j,判断向量a和向量b是否共线。
平面向量1.设D ,E ,F 分别是△ABC 的边BC ,CA ,AB 上的点,且AF=12AB ,BD=13BC ,CE=14CA.若记AB =m ,CA =n ,则DE = ,EF = ,FD = .(用m ,n 表示)【答案】-23m -512n 12m +34n 16m -13n【解析】DE =DB +BA +AE =13CB -AB-34CA =13(m +n )-m -34n =-23m -512n , 同理可得EF =12m +34n ,FD=16m -13n .2.已知向量a =(6,-3),b =(2,x +1),若a ⊥b ,则实数x = . 【答案】3【解析】因为a ⊥b ,所以a ·b =0,所以12-3x -3=0,解得x =3.3.已知向量a =(1,0),b =(2,1),则当k = 时,向量k a -b 与a +3b 平行.【答案】-13【解析】由题设知向量a 与b 不平行,因为向量k a -b 与a +3b 平行,所以1k =-13,即k =-13.4.在△ABC 中,若AB=5,AC=12,BC=13,则AB ·BC = . 【答案】-25【解析】AB ·BC =-BA ·BC=-ac cos B=-5×13×513=-25.5.已知|m |=2,|n |=1,且m ,n 和夹角是120°,则|m +2n|= .【答案】2【解析】因为a ·b =1×2×cos 120°=-1,所以|a +2b6.设O 为坐标原点,P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)为单位圆上的两点,且∠P 1OP 2=4,则x 1x 2+y 1y 2= .【答案】【解析】x 1x 2+y 1y 2=1OP ·2OP =|1OP ||2OP|·cos ∠P 1OP 2=.7.在△ABC 中,设BC =a ,CA =b ,AB=c ,且a ·b =b ·c =c ·a ,则△ABC 的形状是 . 【答案】等边三角形【解析】因为a ·b =b ·c =c ·a ,所以|a ||b |·cos(π-C)=|b ||c |cos(π-A)=|a ||c |cos(π-B).由|a ||b |cos C=|b ||c |cos A ,得|a |cos C=|c |cos A ,由正弦定理,得sin Acos C=sin Ccos A ,即sin(A-C)=0.因为A ,C ∈(0,π),所以A=C.同理B=C ,故△ABC 是等边三角形.8.已知向量OAOBOC,,满足OA +OB +OC =0,且|OA |=|OB|=|OC |=1,则△ABC 的形状是 . 【答案】等边三角形【解析】设OA ,OB ,OC 的长为1,则(OA +OB )2=(OC )2,所以OA ·OB =-12,|OA -OB|2=3,即|AB|=.同理|BC |=|AC,所以△ABC 为等边三角形.9. (1)如图,在矩形ABCD 中,AB=,BC=2,点E 为BC 的中点,点F 在边CD 上,若AB ·AFAE ·BF的值为 .【分析】求向量的数量积可用向量的数量积公式,在用公式不太方便时,常利用平面向量基本定理,选择两个特殊向量作为基底,把所求向量用基底表示出来,再用向量数量积公式进行运算.如果图形是特殊图形,可以考虑建立平面直角坐标系,利用向量的坐标进行运算.【解析】方法一:(坐标法)如图(2),以A 为坐标原点,AB ,AD 所在直线分别为x 轴、y 轴建立平面直角坐标系,则A(0,0),0),,1),F(x ,2).故AB0),AF=(x ,2),AE1),BF =(x2), 所以AB ·AF0)·(x ,x, 所以x =1,所以BF2),所以AE ·BF1)·方法二:设DF =x AB,则CF =(x -1)AB .AB ·AF =AB ·(AD +DF )=AB ·(AD +x AB)=x 2||AB =2x .又因为AB ·AF,所以2x,所以x=,所以BF =BC +CF =BC+AB⎫⎪⎪⎝⎭,所以AE ·BF =(AB +BE )·BC AB ⎫+⎪⎪⎝⎭⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦ =12AB BC ⎡⎤⎢⎥⎦+⎣·BC AB ⎫+⎪⎪⎝⎭⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦=⎫⎪⎪⎝⎭|AB |2+12|BC |2=⎫⎪⎪⎝⎭×2+12×【点评】本题考查平面向量基本定理,向量的数量积公式,向量的坐标运算.向量数量积的计算通过利用平面向量的基本定理,转化为已知向量的数量积;对于特殊图形,通过建立平面直角坐标系,利用向量的坐标运算求出结果.(2)如图,在△ABC 中,已知AB=4,AC=6,∠BAC=60°,点D ,E 分别在边AB ,AC 上,且AB =2AD ,AC =3AE ,F 为DE 的中点,则BF ·DE= .【答案】4【分析】一般含有图形的向量题的解题方法主要有:基底法,坐标法.本题已知AB=4,AC=6,∠BAC=60°,所以适合用基底法.另外设AB AC,方向上的单位向量分别为a ,b ,可以简化计算.【解答】方法一: 取CE 的中点G ,连接BG ,设BG 的中点为M ,连接FM ,则BM =DE,且FM ⊥BM ,所以BF ·BM =2BM =BM 2=DE 2=22=4.方法二:以A 为原点,AB 为x 轴正方向,建立平面直角坐标系,则A(0,0),B(4,0),C(3,,从而D(2,0),E(1,F 32⎛ ⎝⎭,所以BF=52⎛- ⎝⎭,DE =(-1,所以BF ·DE=52+32=4.10. 已知向量m =(1,1),向量n 与向量m 的夹角为34π,且m n =-1.(1) 求向量n;(2) 若向量n 与q =(1,0)共线,向量22cos ,cos 2C p A ⎛⎫= ⎪⎝⎭ ,其中A ,C 为△ABC 的内角,且A ,B ,C 依次成等差数列,求|n +p|的取值范围.【分析】(1) 利用数量积坐标公式和方程思想求出n 的坐标.(2) 利用三角形内角和为π与三角公式将|n +p |转化为求一个角的三角函数的范围问题.【解答】(1) 设n =(x ,y ),由m ·n =-1, 得x +y =-1. ①又因为向量n 与m 的夹角为3π4,所以x 2+y 2=1. ②由①②解得-100-1.x x y y ==⎧⎧⎨⎨==⎩⎩,,或 所以n =(-1,0)或n =(0,-1).(2) 由向量n 与q =(1,0)共线知n =(-1,0).由2B=A+C ,知B=π3,所以A+C=2π3,0<A<2π3.n +p =2-12coscos 2C A ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,=(cos C ,cos A), 所以|n +p |2=cos 2C+cos 2A=1cos22A ++1cos22C+ =1+14πcos2cos -223A A ⎡⎤⎛⎫+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ =1+12cosπ23A ⎛⎫+ ⎪⎝⎭. 因为0<A<2π3,所以π3<2A+π3<5π3, 所以-1≤cosπ23A ⎛⎫+ ⎪⎝⎭<12, 得12≤1+12cos π23A ⎛⎫+ ⎪⎝⎭<54,即|n +p |2∈1524⎡⎫⎪⎢⎣⎭,,所以|n +p |∈⎣⎭.11.已知△ABC 的面积为S ,且AB ·AC(1) 求sin A 的值;(2) 若|AB |=3,|AB -ACsin B 的值.【解答】(1) 设△ABC 中角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .因为△ABC 的面积为S ,且AB ·AC,所以bc12bc sin A ,所以cos A ,所以A 为锐角,且sin 2A+cos 2A=sin 2A+12sin 2A=32sin 2A=1,所以sin A=.(2) 因为|AB |=c =3,|AB -AC |=|CB|=a,由正弦定理得sin c C =sin aA ,即3sin C=,所以sin C=. 又c <a ,所以C 为锐角,即C=π4,所以sin B=sin π4A ⎛⎫+ ⎪⎝⎭=sin Acos π4+cos Asin π4=×+×=.12.已知在等边三角形ABC 中,点P 为线段AB 上一点,且AP =λAB(0≤λ≤1).(1) 若等边三角形ABC 的边长为6,且λ=13,求CP ;(2) 若CP ·AB ≥PA ·PB,求实数λ的取值范围.【思维引导】【规范解答】(1) 当λ=13时,AP =13AB,|CP |2=(CA +AP )2=|CA |2+2CA ·AP +|AP|2=62-2×6×2×12+22=28,所以|CP.………………………………………………7分(2) 设等边三角形ABC 的边长为a ,则CP ·AB =(CA +AP )·AB =(CA +λAB )·AB=-12a 2+λa 2,PA ·PB =PA·(AB -AP )=-λAB ·(AB -λAB )=-λa 2+λ2a 2,…………12分即-12a 2+λa 2≥-λa 2+λ2a 2,所以λ2-2λ+12≤0,解得≤λ≤.又0≤λ≤1,所以≤λ≤1,即实数λ的取值范围为1λ⎧⎫⎪⎪≤≤⎨⎬⎪⎪⎩⎭.…14分【课后检测】平面向量1.已知向量a =(2,1),b =(0,-1).若(a +λb )⊥a ,则实数λ= .5 【解析】因为(a +λb )⊥a ,所以(a +λb )·a =0,即a 2+λa ·b =0,所以5-λ=0,解得λ=5.2.已知向量a =(1,2),b =(m ,4),且a ∥(2a +b ),则实数m 的值为 . 【答案】2【解析】由题意知,2a +b =(m +2,8),因为a ∥(2a +b ),所以2(m +2)=1×8,解得m =2.3. 已知向量a ,b 满足|a |=1,|b |=2,|a -b |=2,则|a +b |= .【解析】因为|a -b |=2,|a |=1,|b |=2,a 2-2a ·b +b 2=4,所以a ·b =12,所以|a +b |2=a 2+2a ·b +b 2=1+2×12+4=6,即|a +b4.如图,在平行四边形ABCD 中,E 为DC 的中点,AE 与BD 交于点M ,AD=1,且MA · MB =16-,则 AB · AD = .34 【解析】因为 AM =23 AE =2132⎛⎫+ ⎪⎝⎭ AD AB =23 AD +13 AB , MB =23 DB =23( AB - AD ),所以 AM · MB =2133⎛⎫+ ⎪⎝⎭ AD AB ·23( AB - AD )=16,所以 AB · AD =34.5. 已知点A ,B ,C 在圆x 2+y 2=1上运动,且AB ⊥BC ,若点P 的坐标为(2,0),则|PA +PB +PC|的最大值为 . 【答案】7【解析】因为A ,B ,C 均在单位圆上,且AB ⊥BC ,所以A ,C 为直径的端点,令A(cos x ,sin x ),B(cos(x +α),sin(x +α)),C(-cos x ,-sin x ),0<α<π,则PA +PB +PC=(cos(x +α)-6, sin(x +α)),|PA +PB +PC7.6.已知向量a =(1,1),b =(-1,1),设向量c 满足(2a -c )·(3b -c )=0,则|c |的最大值为.【解析】因为(2a -c )·(3b -c )=0,所以6a ·b +c 2-(2a +3b )·c =0.又因为a =(1,1),b =(-1,1),所以a ·b =0,所以|c |2=|2a +3b |·|c |·cos θ(θ为2a +3b 与c 的夹角),所以|c |=|2a +3b |·cosθ≤|2a +3b.7.如图,已知△ABC中,AB=AC=4,∠BAC=90°,D是BC的中点,若向量AM=14AB+mAC,且AM的终点M在△ACD的内部(不含边界),则AM·BM的取值范围是.(-2,6)【解析】以AB,AC为x轴、y轴建立平面直角坐标系,则A(0,0),B(4,0),C(0,4),D(2,2),从而直线AD的方程为y=x,直线BC的方程为y=-x+4.由AM=14AB+mAC得M(1,4m).因为点M在△ACD的内部,所以1-40144<⎧⎨+<⎩mm,,解得14<m<34.又因为AM·BM=(1,4m)·(-3,4m)=16m2-3,所以AM·BM∈(-2,6).8.如图,半径为2的扇形的圆心角为2π3,M,N分别为线段OP,OQ的中点,A为 PQ上任意一点,则AM·AN的取值范围是.8.3522⎡⎤⎢⎥⎣⎦,【解析】方法一:如图(1),以点O为坐标原点,OQ为x轴建立平面直角坐标系x O y,则M12⎛-⎝⎭,N(1,0),由题意可设点A(2cos θ,2sin θ),其中0≤θ≤2π3,所以AM =12cos2sin22θθ⎛⎫---⎪⎪⎝⎭,,AN=(1-2cos θ,-2sin θ),所以AM · AN =1--2cos 2θ⎛⎫ ⎪⎝⎭(1-2cos θ)+θ⎫⎪⎪⎝⎭(-2sin θ)=72-cos θ-sin θ=72-2cos π-3θ⎛⎫ ⎪⎝⎭,(第8题(1))其中0≤θ≤2π3.因为0≤θ≤2π3,所以-π3≤θ-π3≤π3,所以12≤cos π-3θ⎛⎫ ⎪⎝⎭≤1,-2≤-2cos π-3θ⎛⎫ ⎪⎝⎭≤-1,32≤72-2cos π-3θ⎛⎫ ⎪⎝⎭≤52,即 AM · AN 的取值范围是3522⎡⎤⎢⎥⎣⎦,.方法二:如图(2),连接OA ,设∠AOQ=α,∠AOP=2π3-α,其中0≤α≤2π3,(第8题(2))AM · AN =(OM - OA )·( ON - OA )= OM · ON - OA · OM - OA · ON +2 OA =1×1×cos 2π3-2cos α-2cos 2π-3α⎛⎫ ⎪⎝⎭+4=72-2cos α-22π2πcos cos sin sin 33αα⎛⎫+ ⎪⎝⎭=72-cos αsin α=72-2cos π-3α⎛⎫ ⎪⎝⎭, 其中0≤α≤2π3.以下同方法一.9.如图,在平面斜坐标系xoy 中, 0135xoy ∠=.斜坐标定义:如果12OP xe ye =+ (其中1e ,2e分别是x 轴, y 轴方向上单位向量),则(,)x y 叫做点P 的斜坐标.(1)已知点P的斜坐标是求OP ;(2)在此坐标系内,已知(0,2),A (2,0),B 动点P 满足,A P B P =求点P 的轨迹方程.10. 如图,A 是单位圆与x 轴正半轴的交点,点B ,P 在单位圆上,且点B 的坐标为34,55⎛⎫- ⎪⎝⎭,∠AOB=α,∠AOP=θ (0<θ<π),OQ OP OA =+ .设四边形OAQP 的面积为S.(1) 求cos 6πα⎛⎫- ⎪⎝⎭的值; (2) 求函数()f OA OQ S θ=+ 的单调增区间.(第10题)10. (1) 因为B34-55⎛⎫⎪⎝⎭,,∠AOB=α,所以cos α=-35,sin α=45,所以cosπ-6α⎛⎫⎪⎝⎭=cos αcosπ6+sin αsinπ6=-35×+45×12=.(2) 由已知得A(1,0),P(cos θ,sin θ),则OQ=OA+OP=(1+cos θ,sin θ),所以OA·OQ=1+cos θ.又因为S=S四边形AOPQ=sin θ,所以OA·OQ+S=1+cos θ+sin θsinπ4θ⎛⎫+⎪⎝⎭+1(0<θ<π).因为0<θ<π,所以π4<θ+π4<5π4,当π4<θ+π4≤π2时,即0<θ≤π4时,f(θsinπ4θ⎛⎫+⎪⎝⎭+1单调递增,所以f(θ)=OA·OQ+S的单调增区间为π4⎛⎤⎥⎝⎦,.。