平面向量总复习题

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一、选择题1.两个非零向量的模相等是两个向量相等的什么条件 A.充分不必要 B.必要不充分 C.充要 D.既不充分也不必要 答案:B2.当|a |=|b |≠0且a 、b 不共线时,a +b 与a -b 的关系是 A.平行 B.垂直 C.相交但不垂直 D.相等解析:∵(a +b )·(a -b )=a 2-b 2=|a |2-|b |2=0,∴(a +b )⊥(a -b ). 答案:B3.下面有五个命题,其中正确的命题序号为①单位向量都相等;②长度不等且方向相反的两个向量不一定是共线向量;③若a ,b 满足|a |>|b |且a 与b 同向,则a >b ;④由于零向量方向不确定,故0不能与任何向量平行;⑤对于任意向量a ,b ,必有|a +b |≤|a |+| b |A.①②③B.⑤C.③⑤D.①⑤解析:①单位向量方向不确定,故不一定相等,所以命题①错误; ②方向相反的向量一定是共线向量,故命题②错误; ③两向量不能比较大小,故命题③错误; ④0与任意向量平行,故命题④错误; ⑤命题⑤正确. 答案:B4.下列四式中不能..化简为的是( ) A.)(BQ PA AB ++ B.)()(QC BA PC AB -++ C.+- D.-+解析:A 选项中,=+=+=+,B 选项中,AB AB BA AB -=+=0,PQ CQ PC QC PC =+=-,PQ +0=PQ C 选项中,QC QC CQ QC -=+=0,-QP +0=PQ +0=PQ .D 选项中,≠-=+,,(∵=+) 答案:D5.已知正方形ABCD 的边长为1,=a ,=b ,=c ,则a +b +c 的模等于( )A.0B.2+2C.2D.22解析:∵AC BC AB =+,∴a +b =c ,∴a +b +c =2c ,∴|2c |=22.答案:D6.如图所示,D 、E 、F 分别是△ABC 的边AB 、BC 、CA 的中点,则下列等式中不正确...A.=+B.++=0C.=+D.=+答案:D7.已知a ,b 为非零向量,|a +b |=|a -b |成立的充要条件是 A.a ∥b B.a ,b 有共同的起点 C.a 与b 的长度相等 D.a ⊥b解析:|a +b |=|a -b |⇔|a +b |2=| a -b |2⇔(a +b )2=(a -b )2⇔a 2+2a ·b +b 2⇔a 2-2 a ·b +b 2⇔a ·b =0⇔a ⊥b答案:D8.下面有五个命题,其中正确命题的序号是①|a |2=a 2;②ab a b a =⋅2;③(a ·b )2=a 2·b 2;④(a -b )2=a 2-2a ·b +b 2;⑤若a ·b =0,则a =0或b =0A.①②③B.①④C.②④D.②⑤解析:②aba b a b a a b a ≠==⋅||cos ||||cos ||||22αα ③(a ·b )2=(| a ||b |cos α)2=| a |2|b |2cos 2α,a 2·b 2=| a |2·|b |2,∴(a ·b )2≠a 2·b 2⑤若a ·b =0,则a =0或b =0或a ⊥b 且a ≠0,b ≠0. 答案:B9.若点P 分有向线段21P P 成定比为3∶1,则点P 1分有向线段P P2所成的比为A.-34B.-32 C.-21 D.-2334112-=PP P P ,则点P 1分有向线段P 2所成的比为-34.答案:A10.已知点A (x ,5)关于点C (1,y )的对称点是B (-2,-3),则点P (x ,y )到原点的距离是A.4B.13C.15D.17解析:由中点坐标公式可得y x =-=-235,122,解得x =4,y =1, 再由两点间距离公式得17142222=+=+y x .答案:D11.将点(a ,b )按向量a =(h ,k )平移后,得到点的坐标为 A.(a -h ,b +k ) B.(a -h ,b -k ) C.(a +h ,b -k ) D.(a +h ,b +k )解析:设平移后点的坐标为(x ′,y ′),则根据平移公式可得⎩⎨⎧=-'=-'k b y h a x ,∴⎩⎨⎧+='+='kb y h a x答案:D12.点A (2,0),B (4,2),若|AB |=2|AC |,则点C 坐标为 A.(-1,1) B.(-1,1)或(5,-1) C.(-1,1)或(1,3) D.无数多个解析:由题意|AB |=222)24(22=+-,∴|AC |=22||=AB . 故点C 分布在以点A 为圆心,半径为2的圆上,故点C 坐标有无数多个. 答案:D13.将曲线f (x ,y )=0按向量a =(h ,k )平移后,得到的曲线的方程为 A.f (x -h ,y +k )=0 B.f (x -h ,y -k )=0 C.f (x +h ,y -k )=0 D.f (x +h ,y +k )=0 解析:设平移后曲线上任意一点坐标为(x ′,y ′),则根据平移公式可得⎩⎨⎧=-'=-'ky y hx x ,∴⎩⎨⎧-'=-'=ky y h x x又f (x ,y )=0,∴f (x ′-h ,y ′-k )=0即f (x -h ,y -k )为平移后曲线方程. 答案:B14.设P 点在x 轴上,Q 点在y 轴上,PQ 的中点是M (-1,2),则|PQ |等于( ) A.42 B.25C.5D.210解析:由题意设P (x ,0),Q (0,y ),由中点坐标公式可得2x =-1,2y =2 解得x =-2,y =4,∴|PQ |=52204)2(22==+-.答案:B15.下列命题中,正确的是 A.|a ·b |=| a |·|b | B.若a ⊥(b -c ),则a ·b =a ·c C.a 2>|a |D.a (b ·c )=(a ·b )c解析:A .a ·b =|a ||b |cos α,|a ·b |=|a ||b ||cos α|≠| a ||b | B.若a =0,则a ·b =a ·c ,若b -c =0,即b =c ,a ·b =a ·c ; 若a ≠0,且b -c ≠0,由a ⊥(b -c ),得a ·(b -c )=0. ∴a ·b -a ·c =0,∴a ·b =a ·c ,故B 正确. C.若|a |=0或1,则a 2=|a |. D.向量的数量积不满足结合律. 答案:B16.函数y =4sin2x 的图象可以由y =4sin (2x -3π)的图象经过平移变换而得到,则这个平移变换是A.向左平移6π个单位 B.向右平移6π个单位 C.向左平移3π个单位 D.向右平移3π个单位解析:∵用x -6π替换掉函数y =4sin2x 中的x 可得y =4sin2(x -6π)=4sin (2x -3π),故可将原函数图象向左平移6π个单位得到.答案:A17.已知m ,n 是夹角为60°的两个单位向量,则a =2m +n 和b =-3m +2n 的夹角是 A.30° B.60° C.120° D.150° 解析:∵m ·n =|m ||n |cos60°=21, ∴|a |=7)(22=+n m ,|b |=7)23(2=+-n m∴a ·b =(2 m +n )(-3m +2 n )=-6 m 2+2 n 2+m ·n =-6+2+21=-27∴cos α=21||||-=⋅b a b a ,∴α=120°答案:C18.将函数y =22x 的图象按a 平移后,函数解析式为y =1212-x -1,则a 等于( )A.(-2,1)B.(2,-1)C.(1,-1)D.(-1,1)解析:y =1212-x -1,即y +1=)2(212-x∴用x -2,y +1分别替换了原函数解析式中的x ,y 即⎩⎨⎧=+'=-'y y x x 12,∴⎩⎨⎧-=-'=-'12y y x x 即⎩⎨⎧-==12k h∴a =(2,-1) 答案:B19.在直角三角形中,A 、B 为锐角,则sin A ·sin BA.有最大值21和最小值0 B.有最大值21,但无最小值C.既无最大值,也无最小值D.有最大值1,但无最小值解析:∵△ABC 为直角三角形,∴B =2π-A ∴sin A ·sin B =sin A ·sin (2π-A )=sin A ·cos A =21sin2A当A =B =4π时,有最大值21,但无最小值.答案:B20.α、β是锐角三角形的三个内角,则 A.cos α>sin β且cos β>sin α B.cos α<sin β且cos β<sin α C.cos α>sin β且cos β<sin α D.cos α<sin β且cos β>sin α解析:∵α、β是锐角三角形两内角,∴α+β>2π,∴2π>α>2π-β>0, ∴sin α>sin (2π-β)即sin α>cos β,同理sin β>cos α 答案:B21.在△ABC 中,sin A <sin B 是A <B 的 A.充分不必要条件 B.必要非充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 解析:由正弦定理可得B b A a sin sin =,∴BAb a sin sin = 由sin A <sin B 可得a <b根据三角形小边对小角可得A <B ,反之由A <B 也可推得sin A <sin B 故sin A <sin B 是A <B 的充要条件. 答案:C22.在△ABC 中,tan A ·tan B >1,则△ABC 为 A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.不能确定解析:∵tan A ·tan B >1>0,又∵A 、B 不可能同时为钝角,∴tan A >0,tan B >0, ∴tan (A +B )=BA BA tan tan 1tan tan -⋅<0,∴90°<A +B <180°,∴0°<C <90°, ∴△ABC 为锐角三角形. 答案:A23.在△ABC 中,A 、B 、C 相应对边分别为a 、b 、c ,则a cos B +b cos A 等于 A.2cos C B.2sin C C.2ba + D.c解析:由正弦定理得:BbA a sin sin ==2R 得a =2R sin A ,b =2R sin B∴a cos B +b cos A =2R sin A cos B +2R cos A sin B =2R sin (A +B )=2R sin C =c 答案:D24.在△ABC 中,已知cos A =135,sin B =53,则cos C 等于 A.6516 B.6556 C.6516或6556D.-6516 解析:由sin B =53,得 cos B =±B 2sin 1-=±54 但当cos B =-54,cos A +cos B <0,C 无解 ∴cos C =cos [180°-(A +B )]=-cos (A +B ) =-(cos A cos B -sin A sin B ) =sin A sin B -cos B cos A =1312·5453-·6516135=答案:A25.在不等边△ABC 中,a 为最大边,如果a 2<b 2+c 2,则A 的取值范围是( ) A.90°<A <180° B.45°<A <90° C.60°<A <90° D.0°<A <90° 解析:∵a 2<b 2+c 2,∴b 2+c 2-a 2>0,∴cos A =bca cb 2222-+>0,∴A <90°,又∵a 边最大,∴A 角最大∵A +B +C =180°,∴3A >180°, ∴A >60°,∴60°<A <90° 答案:C26.已知点A 分的比为2,下列结论错误的是 A.B 分的比为-32 B.C 分的比为-3 C.A 分的比为2D.C 分的比为-31 解析:数形结合可得C 选项错误. 答案:C27.在△ABC 中,若B =30°,AB =23,AC =2,则△ABC 的面积为 A.23B.3C.23或3D.23或43解析:sin C =23230sin 32=︒, ∴C =60°或120°,∴A =90°或30° ∴S △ABC =21AB ·AC ·sin A =23或3. 答案:C28.在△ABC 中,若sin B ·sin C =cos 22A,则△ABC 是A.等腰三角形B.直角三角形C.等边三角形D.等腰直角三角形解析:∵sin B ·sin C =2cos 1A+ 又cos A =cos [180°-(B +C )]=-cos (B +C )=-(cos B cos C -sin B sin C ) ∴2sin B sin C =1-cos B cos C +sin B sin C , ∴cos B cos C +sin B sin C =1∴cos (B -C )=1,∴B =C , ∴△ABC 是等腰三角形. 答案:A 二、解答题1.设e 1,e 2是两个不共线的向量,已知AB =2e 1+k e 2,CB =e 1+3 e 2,CD =2e 1-e 2,若A 、B 、D 三点共线,求k 的值.分析:由于A 、B 、D 三点共线,因此存在实数λ,使=λ,而=-=e 1-4e 2,将AB 、BD 的e 1、e 2表达式代入上式,再由向量相等的条件得到关于λ、k 的方程组,便可求得k 的值.解:=-=(2 e 1-e 2)-(e 1+3e 2)=e 1-4e 2,∵A 、B 、D 三点共线,∴存在实数λ,使=λ,∴2 e 1+k e 2=λ(e 1-4e 2)于是可得⎩⎨⎧-==λλ42k ,解得k =-8.评述:此题解答关键是应用两个向量共线的充要条件,要注意两个向量共线和三点共线的区别和联系.2.已知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)求证b ⊥(a +t b ).分析:利用|a +t b |2=(a +t b )2进行转换,可讨论有关|a +t b |的最小值问题,若能算得b ·(a +t b )=0,则证明了b ⊥(a +t b ).(1)解:设a 与b 的夹角为θ 则|a +t b |2=(a +t b )2 =a 2+2a ·t b +t 2b 2=|a |2+2t |a ||b |cos θ+t 2|b |2 =|b |2t 2+(2|a ||b |cos θ)t +|a |2=|b |2(t +||||b a cos θ)2+|a |2sin 2θ ∴当t =-||||b a cos θ=-22||||cos ||||b ba b b a ⋅-=θ时,|a +t b |有最小值.(2)证明:b ·(a +t b )=b ·(a -2||b b a ⋅·b )=a ·b -2||b ba ⋅·b ·b =a ·b -a ·b =0 ∴b ⊥(a +t b ).评述:对|a +t b |变形,可以从两个角度进行思考,一是通过|a +t b |2=(a +t b )2的数量积运算;二是通设坐标化思想,进行向量的坐标运算,从而达到求解求证目的.3.如图所示,OADB 是以向量=a ,=b 为边的平行四边形,又BM =31BC ,CN =31CD ,试用a ,b 表示MN ON OM ,,.解:-==a -b∵616131===BM (a -b ) ∴+==b +61(a -b )=61a +65b又由=a +b ,得32326121==+=a +32b 32(=-=OM a +32b )-(61a +65b )=21a -61b评述:由于a ,b 不共线,因此a ,b 构成平行四边形OADB 所在平面的一组基底,用它们可以表示出这个平面内的任何向量,将所要用a ,b 表示的向量连同a ,b 设法放在一个三角形或平行四边形内,是解决此类问题的常见方法.4.已知O 为△ABC 所在平面内一点,且满足2222||||||||CA OB BC OA +=+2||OC =2||+.求证:O 点是△ABC 的垂心证明:设=a ,=b ,=c ,则=c -b ,=a -c ,=b -a . ∵||2+||2=||2+||2=||2+||2 ∴a 2+(c -b )2=b 2+(a -c )2=c 2+(b -a )2 即c ·b =a ·c =b ·a ,故·=(b -a )·c =b ·c -a ·c =0 ·=(c -b )·a =c ·a -b ·a =0 ∴⊥,⊥, ∴点O 是△ABC 的垂心.5.如图所示,圆O 内两弦AB 、CD 垂直相交于P 点,求证:2=+++. 证明:设M 、N 分别为圆O 的两弦AB 、CD 的中点,连OM 、ON ,则OM ⊥AB ,ON ⊥CD .∵2,2=+=+ 而AB ⊥CD ,∴四边形MPNO 为矩形 ∴=+,∴2=+++6.已知△ABC 中,A (2,-1),B (3,2),C (-3,-1),BC 边上的高为AD ,求点D 和向量AD 的坐标.解:设点D 坐标(x ,y ),由AD 是BC 边上的高可得⊥,且B 、D 、C 共线,∴⎪⎩⎪⎨⎧=⋅BC AD //0 ∴⎩⎨⎧=+---+=--⋅+-0)1)(3()2)(3(0)3,6()1,2(y x y x y x∴⎩⎨⎧=+---+=+---0)1)(3()2)(3(0)1(3)2(6y x y x y x∴⎩⎨⎧=+-=-+012032y x y x解得⎩⎨⎧==11y x ∴点D 坐标为(1,1),AD =(-1,2)7.已知a 、b 、c 分别为△ABC 三内角A 、B 、C 所对的边,且2(sin A -sin B ),sin A -sin C ,2(sin B -sin C )成等比数列.求证:2b =a +c .证明:要证2b =a +c ,由正弦定理只要证: sin B -sin A =sin C -sin B 即可: 由已知可得:(sin A -sin C )2-4(sin A -sin B ) (sin B -sin C )=0,且sin A ≠sin B ,构造方程:(sin A -sin B )x 2-(sin A -sin C )x +(sin B -sin C )=0,且x =1是方程的根 Δ=(sin A -sin C )2-4(sin A -sin B )·(sin B -sin C )=0,∴方程有两相等实根由韦达定理可知:BA CB sin sin sin sin --=1∴sin B -sin C =sin A -sin B ,故结论得证.8.设i ,j 是平面直角坐标系内x 轴,y 轴正方向上的两个单位向量,且=4i +2j ,=3i +4j ,证明△ABC 是直角三角形,并求它的面积.解:-==(3i +4j )-(4i +2j )=-i +2j 又i ⊥j ,∴i ·j =0∵AB ·BC =(4i +2j )(-i +2j )=-4i 2+6i ·j +4j 2=0,∴AB ⊥BC ∴△ABC 是直角三角形, ∴S =21|·||=21×25×5=5 9.已知△ABC 中三内角满足A +C =2B ,BC A cos 2cos 1cos 1-=+,求cos 2C A -的值.解:由A +C =2B ,可得B =60°,A +C =120° 设2C A -=α,则A -C =2α, ∴A =60°+α,C =60°-α, ∴)60cos(1)60cos(1cos 1cos 1αα-︒++︒=+C A Bcos 243cos cos sin 43cos 41cos sin 23cos 211sin 23cos 211222-=-=-=++-=ααααααααα 将B =60°代入得2243cos cos 2-=-αα∴22cos 2α+cos α-223=0 ∴(2cos α-2)(22cos α+3)=0∴22cos α+3>0∴cos α=22 即cos 222=-C A 10.在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,求证:CB A c b a sin )sin(222-=- 证明:∵a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,CB c b sin sin =,C =π-(A +B ) ∴CA B A c b c b a sin cos sin 21cos 21222-=-=- C B A C A B B A C A B B A C A B C sin )sin(sin cos sin cos sin sin cos sin 2)sin(sin cos sin 2sin -=-=-+=-=故原等式成立.11.在△ABC 中,BC =a ,AC =b ,AB =c ,且c 为最大边,若ac cos A +bc cos B <4S ,其中S 为△ABC 的面积.求证:△ABC 为锐角三角形.证明:由余弦定理及三角形面积公式ac cos A +bc cos B <4S即ac ·bc a c b 2222-++bc ·acb c a 2222-+<2ab sin C <2ac ∴a 2(b 2+c 2-a 2)+b 2(a 2+c 2-b 2)<4a 2b 2即(a 2+b 2)c 2<a 4+2a 2·b 2+b 4=(a 2+b 2)2,∴c 2<a 2+b 2,∵cos C =abc b a 2222-+>0,∴C 为锐角 又c 为最大边,故C 为最大角,∴△ABC 为锐角三角形.12.在△ABC 中,sin A =CB C B cos cos sin sin ++,判断这个三角形的形状. 解:由正弦定理、余弦定理可得:abc b a ca b a c c b a 22222222-++-++= ∴bc b a c b a c 22222222-++-+=b +c ∴b (a 2-b 2)+c (a 2-c 2)=bc (b +c )∴(b +c )a 2=(b 3+c 3)+bc (b +c ),∴a 2=b 2+c 2,∴△ABC 是直角三角形.。