(完整版)平面向量典型例题.docx

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平面向量经典例题:1.已知向量 a =(1,2), b = (2,0),若向量 λa +b 与向量 c = (1,- 2)共线,则实数 λ等于 ()1A .- 2B .- 32 C .- 1 D .- 3[ 答案 ] C[ 解析 ] λa +b =( λ,2λ)+ (2,0)=(2+ λ,2λ),∵ λa + b 与 c 共线,∴- 2(2+ λ)- 2λ= 0,∴ λ=- 1. 2.(文)已知向量 a = ( 3,1) ,b = (0,1), c =(k , 3) ,若 a +2b 与 c 垂直,则 k =( )A .- 1B .- 3C .- 3D .1[ 答案 ] C[ 解析 ] a +2b =( 3,1)+ (0,2)= ( 3, 3),∵a +2b 与 c 垂直,∴ (a +2b) ·c = 3k + 3 3= 0,∴ k =- 3.(理 )已知 a = (1,2),b =(3 ,- 1),且 a +b 与 a - λb 互相垂直,则实数 λ的值为 ()611A .- 11B .- 6 6 11 C.11D. 6[ 答案 ] C[ 解析 ] a +b = (4,1), a -λb =(1 -3λ,2+ λ), ∵a +b 与 a - λb 垂直,∴ ( a + b) ·(a -λb)= 4(1- 3λ)+ 1×(2+ λ)= 6-11λ= 0,∴ λ= 6.113.设非零向量a 、b 、c 满足 |a|= |b|= |c|,a + b = c ,则向量 a 、 b 间的夹角为 ()A . 150°B . 120°C . 60°D .30°[ 答案 ] B[ 解析 ] 如图,在 ?ABCD 中,∵ |a|= |b|= |c|,c = a +b ,∴△ ABD 为正三角形,∴∠ BAD =60°,∴〈 a , b 〉= 120°,故选 B.(理 )向量 a , b 满足 |a|=1, |a - b|= 3,a 与 b 的夹角为60°,则 |b|=()21 1 A.2 B.3 11 C.4D.5[ 答案 ] A[ 解析 ] ∵ |a - b|= 3,∴ |a|2 + |b|2- 2a ·b = 3,∵ |a|=1,〈 a , b 〉= 60°,24设|b|= x ,则 1+x 2-x =31 4 ,∵ x>0,∴ x = .2→ → →)+ AB 2=0,则△ ABC 必定是 (4.若 AB ·BCA .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .等腰直角三角形[ 答案 ] B[ 解析 ] → → → 2→ → →→ → → →AB ·BC + AB =AB ·(BC + AB ) =AB ·AC =0,∴ AB ⊥ AC ,∴AB ⊥AC ,∴△ ABC 为直角三角形. 5.若向量 a = (1,1),b =(1,- 1) ,c = (- 2,4),则用 a ,b 表示 c 为()A .- a +3bB . a - 3bC .3a -bD .- 3a +b[ 答案 ] B[ 解析 ] 设 c = λa + μb ,则 ( -2,4)= (λ+ μ,λ-μ), λ+ μ=- 2 λ= 1∴ ,∴ ,∴ c = a -3b ,故选 B.λ- μ=4 μ=- 3在平行四边形 ABCD 中,AC 与 BD 交于 O ,E 是线段 OD 的中点, AE 的延长线与→CD 交于点 F ,若AC→ →)=a ,BD = b ,则 AF 等于 (112 1A. 4a + 2bB.3a + 3b1 11 2C.2a +4bD.3a +3b[ 答案 ] B[ 解析 ]→→, ∵ E 为 OD 的中点,∴ BE = 3ED∵DF ∥AB ,∴|AB|= |EB|,|DF | |DE|122∴|DF |=|AB|,∴ |CF |=|AB |= |CD |,3 3 3→ → → → 2 → 2 →∴ AF = AC + CF = AC + 3 CD = a + 3 (OD -→ 2 1 1 2 1OC)=a + 3(2b - 2a)=3a +3b.6.若△ ABC 的三边长分别为→ →AB =7, BC =5, CA =6,则 AB ·BC 的值为 ()A . 19B . 14C .- 18D .- 19[ 答案 ] D[ 解析 ]72+52- 6219→ → →→(-19=- 19.据已知得 cosB == ,故AB·BC =|AB|×|BC|×( - cosB)= 7×5×352×7×535)7.若向量 a = (x - 1,2), b = (4, y) 相互垂直,则 9x + 3y 的最小值为 ()A . 12B . 2 3C .3 2D .6[ 答案 ] D[ 解析 ]a ·b = 4(x -1)+ 2y =0,∴ 2x + y = 2,∴ 9x + 3y =32x+ 3y ≥2 32x + y=6,等号在 x =1 ,y = 1 时成立.2 8.若 A ,B , C 是直线 l 上不同的三个点,若→→→O 不在 l 上,存在实数 x 使得 x 2OA + xOB +BC = 0,实数 x为 ( )A .- 1B . 0C.-1+ 5D.1+ 522[ 答案 ] A[ 解析 ]→→→ → →→ →A 、B 、 Cx 2 OA +xOB + OC - OB = 0,∴ x 2 OA +(x -1)OB + OC =0,由向量共线的充要条件及→共线知, 1- x -x 2=1,∴ x = 0 或- 1,当 x =0 时, BC =0,与条件矛盾,∴ x =- 1.9.(文)已知 P 是边长为→ → → 2 的正△ ABC 边 BC 上的动点,则 AP ·(AB + AC)() A .最大值为 8B .最小值为 2C .是定值 6D .与 P 的位置有关[ 答案 ] C[ 解析 ] 以 BC 的中点 O 为原点,直线 BC 为 x 轴建立如图坐标系, 则 B(-1,0) ,C(1,0),A(0, → → 3),AB +AC= ( -1,- 3)+ (1,- 3)= (0,- 2 3),→3),设 P(x,0),- 1≤x ≤ 1,则 AP =( x ,- → → → 3) ·(0,- 2 3)= 6,故选 C.∴ AP ·(AB +AC )= (x ,-→ →(理 )在△ ABC 中, D 为 BC 边中点,若∠ A =120°,AB ·AC =- 1, →则|AD|的最小值是 ( )13A. 2B.22 C. 2 D. 2[ 答案 ] D[ 解析 ]→ → → →°=- 1,∵∠ A = 120°, AB ·AC=- 1,∴ |AB | ·|AC| cos120·→ → → → → →∴|AB| |AC ·2+ |AC 2≥2|AB,∵ D 为 BC 边的中点,|=2,∴ |AB ||| ·|AC|=4→1 → →→1 → → → → 1 → →11 ∴AD = (AB + AC ),∴ |AD |2=4 (|AB|2+ |AC |2+ 2AB·AC)= (|AB |2+ |AC |2-2) ≥(4- 2)= ,24 42→2∴|AD|≥ 2 .10. 如图,一直线 EF 与平行四边形 ABCD 的两边 AB ,AD 分→1 →→ 别交于 E 、F 两点,且交其对角线于 K ,其中 AE = AB ,AF31 → →→= 2AD ,AK =λAC ,则 λ的值为 ( )1 1 A. 5B.4 1 1C.3D.2[ 答案 ] A[ 解析 ]如图,取 CD 的三等分点 M 、N ,BC 的中点 Q ,则 EF→ 1 →1 ∥DG ∥BM ∥NQ ,易知 AK = AC ,∴ λ= .5511. 已知向量 a =(2,3), b = (- 1,2),若 ma +4b 与 a -2b 共线,则 m 的值为 ()1 B . 2A. 2C .- 2D .- 12[ 答案 ] C[ 解析 ] ma +4b =(2m - 4,3m + 8),a - 2b = (4,- 1),由条件知 (2m -4) ·(- 1)- (3m +8)× 4=0,∴ m =- 2,故选 C.12.→→ → → 等于 ()在△ ABC 中, C = 90°,且 CA = CB = 3,点 M 满足 BM=2MA ,则 CM·CB A . 2 B . 3C .4D .6[ 答案 ] B[ 解析 ] → →→ → → CM ·CB =(CA + AM) ·CB → 1 → → → → 1 → →=( CA + AB ) ·CB =CA ·CB +AB ·CB331 →→1 2×3× 2= 3.=|AB| ·|CB| ·cos45 °= ×3233→ →13. 在正三角形 ABC 中, D 是 BC 上的点, AB = 3,BD = 1,则 AB ·AD=________. [ 答案 ]152[ 解析 ] →→→→ →由条件知, |AB|= |AC|= |BC|=3,〈 AB , AC 〉= 60°,2 →〈 A B ,CB 〉= 60°, CD =3CB ,→→→→ → → → →→ → → 2 →2 15 .∴AB ·AD = AB ·(AC + CD )= AB ·AC + AB ·CB =3× 3× cos60°+ ×3× 3×cos60°=23314. 已知向量 a =(3,4), b = (- 2,1),则 a 在 b 方向上的投影等于 ________.2 5。

[解析 ]a 在b 方向上的投影为 a ·b - 22 5[ 答案 ] -5 ==-5.|b|52π 15. 已知向量 a 与 b 的夹角为,且 |a|= 1, |b|= 4,若 (2a +λb) ⊥a ,则实数 λ=________.3[ 答案 ] 12π2π, |a|= 1, |b|= 4,∴ a ·b = |a| ·|b| ·cos 〈 a , b 〉= 1×4×cos=- 2,∵ (2a + λb)⊥ a ,∴ a ·(2a + λb)=2|a|2+ λa ·b = 2- 2λ= 0,∴ λ= 1.→→ → → → → →16.已知: |OA|= 1, |OB|= 3,OA ·OB =0,点 C 在∠ AOB 内,且∠ AOC =30°,设 OC =mOA + nOB (m ,+mn ∈ R ) ,则 n = ________.[ 答案 ] 3[ 解析 ] → →→ →→ → →设 mOA =OF , nOB = OE ,则 OC =OF + OE ,→ → → ∵∠ AOC =30°,∴ |OC| ·cos30 °= |OF |= m|OA|=m ,→ → → 3n ,|OC | sin30· °= |OE|= n|OB|=m → m两式相除得: |OC|cos30 ° 1= 3,∴ =3.= → =tan30 n3n°|OC|sin30 °17. (文)设 i 、j 是平面直角坐标系 (坐标原点为 O)内分别与 x 轴、y 轴正方向相同的两个单位向量,→且OA=→- 2i +j ,OB = 4i + 3j ,则△ OAB 的面积等于 ________.[ 答案 ] 5[ 解析 ] 由条件知, i 2=1,j 2= 1,i ·=j→ → = (-2i +j) ·(4i +3j )=- 8+ 3=-→ →→0,∴ OA ·OB 5,又 OA ·OB = |OA → → → → →| ·|OB| ·cos 〈 OA , OB 〉= 55cos 〈 OA ,OB 〉,→ → 5 → → 2 5∴cos 〈 OA ,OB 〉=-5 ,∴ sin 〈 OA ,OB 〉=5 , ∴S △ OAB = 1 → →→→ 1 2 5=5.2 |OA| ·|OB| sin ·〈 OA ,OB〉= × 5×5×52(理 )三角形 ABC 中, a ,b ,c 分别是角 A ,B ,C 所对的边,能得出三角形 ABC 一定是锐角三角形的条 件是 ________(只写序号 )→ →③ b =3,c = 3 3, B = 30° ④ tanA + tanB +tanC>0.①sinA + cosA =1②AB ·BC<05 [ 答案 ] ④[ 解析 ]→ →→ →若 A 为锐角,则 sinA + cosA>1,∵ sinA + cosA =1,∴ A 为钝角,∵ AB·BC<0,∴ BA ·BC>0,5∴∠ B 为锐角, 由∠ B 为锐角得不出△ ABC 为锐角三角形; 由正弦定理 b = c 得, 3 = 3 3,∴sinCsinB sinC sin30 °sinC = 3,∴ C =60°或 120°,∵ c ·sinB = 33,3<3 33,∴△ ABC 有两解,故①②③都不能得出△ABC 为222 <3锐角三角形.④ 由tanA + tanB + tanC = tan(A + B)(1 - tanAtanB) + tanC = - tanC(1 - tanAtanB) + tanC =tanAtanBtanC>0,及 A 、B 、 C ∈ (0, π),A + B + C = π知 A 、 B 、 C 均为锐角,∴△ ABC 为锐角三角形.18. 已知平面向量 a =(1, x), b =(2x + 3,- x).(1)若 a ⊥b ,求 x 的值.(2)若 a ∥b ,求 |a - b|.[ 解析 ] (1)若 a ⊥ b ,则 a ·b = (1, x) ·(2x + 3,- x)=1×(2x +3)+ x(-x)= 0,整理得 x 2- 2x - 3= 0,解得 x =- 1 或 x =3.(2)若 a ∥b ,则有 1×( -x)- x(2x +3)= 0,则 x(2x + 4)= 0,解得 x = 0 或 x =- 2, 当 x = 0 时, a =(1,0), b = (3,0),∴|a - b|= |(1,0)-(3,0)|=|(- 2,0)|= -2 2+ 02= 2,当 x =- 2 时, a = (1,- 2), b =(-1,2),∴|a - b|= |(1,- 2)- (- 1,2)|=|(2,- 4)|= 22+ - 4 2= 2 5.119.已知向量 a =(sinx ,- 1) ,b =( 3cosx ,- 2) ,函数 f(x)=(a +b) ·a -2. (1)求函数 f(x)的最小正周期 T ;π3 倍,得到(2)将函数 f(x)的图象向左平移 6上个单位后,再将所得图象上所有点的横坐标伸长为原来的 函数 g(x)的图象,求函数 g(x)的解析式及其对称中心坐标.[ 解析 ] (1)f(x)=( a + b) ·a - 2= a 2+a ·b -2= sin 2x +1+ 3sinxcosx + 1- 22 = 1- cos2x3 1 = 3 1 cos2x = sin(2x - π2+ 2sin2x - 2sin2x - 26 ),22π∴周期 T = 2 = π.(2)向左平移ππ ππ3 倍得,个单位得,y =sin[2( x +)- ]= sin(2x + ) ,横坐标伸长为原来的66662π2 π3k π πg(x)= sin(3x +6),令 3x +6= k π得对称中心为 (2 -4, 0),k ∈ Z .20. (文)三角形的三个内角 A 、B 、C 所对边的长分别为 a 、b 、c ,设向量 m =( c -a ,b -a),n = (a +b ,c),若 m ∥n.(1)求角 B 的大小;(2)若 sinA + sinC 的取值范围.c - a = b - a, [ 解析 ] (1)由 m ∥n 知a +b c即得 b 2= a 2+ c 2- ac ,据余弦定理知 1 πcosB = ,得 B =.2 3π(2)sinA + sinC = sinA + sin(A + B)= sinA +sin( A +3)1 33 sinA + 3cosA = π =sinA + sinA +2 cosA = 2 2 3sin(A + ) ,26 π2π 2π∵B = ,∴ A + C =,∴ A ∈(0,3 ),3 3π π 5π π 1,∴A + ∈( ,6),∴ sin(A +6 )∈ ( , 1]662∴ s inA + sinC 的取值范围为 ( 3, 3]. 2(理 )在钝角三角形 ABC 中, a 、 b 、c 分别是角 A 、B 、C 的对边, m = (2b -c , cosC), n = (a ,cosA),且 m ∥n.(1)求角 A 的大小;2π(2)求函数 y = 2sin B + cos(3-2B)的值域.[ 解析 ] (1)由 m ∥n 得(2b - c)cosA - acosC =0, 由正弦定理得 2sinBcosA - sinCcosA - sinAcosC = 0,∵ s in(A + C)= sinB ,∴ 2sinBcosA - sinB =0,π∵B 、 A ∈ (0,π),∴ sinB ≠0,∴ A = 3.13 1 3 π(2)y = 1- cos2B + 2cos2B + 2 sin2B =1- 2cos2B + 2 sin2B = sin(2B - 6)+ 1,当角 B 为钝角时,角 C 为锐角,则π2<B<π?π2π2π π,2<B< 30< 3 - B<2∴ 5π π 7π π1 1 1 3).6 <2B - < 6 ,∴ sin(2B - )∈( - ,) ,∴ y ∈ (, 26 62 2 2 当角 B 为锐角时,角 C 为钝角,则π 0<B<2ππ 2π? 0<B<6,2<- B<π3∴- π π π π1,3),<2B - < ,∴ sin(2B - )∈ (-1, 1),∴ y ∈ (6 6 6 6 2 2 2 2 综上,所求函数的值域为(1,3).2 221. 设函数 f(x)= a ·b ,其中向量 a = (2cosx,1) ,b =(cosx , 3sin2x), x ∈R .(1)若 f(x)= 1- π π3且 x ∈ [ - , ] ,求 x ;3 3π(2)若函数 y = 2sin2x 的图象按向量 c =( m ,n)(|m|<2)平移后得到函数 y = f(x)的图象,求实数 m 、n 的值.[ 解析 ] (1)依题设, f(x)=2cos 2x + 3sin2xπ=1+2sin(2x + ).6ππ 3由 1+ 2sin(2x + )= 1- 3,得 sin(2x + )=- 2,66π π π π 5ππ π π∵- ≤ x ≤ ,∴- ≤2x + ≤,∴ 2x + =-,即 x =- .3 3 2 6 6 6 3 4(2)函数 y = 2sin2x 的图象按向量 c = (m , n)平移后得到函数 y = 2sin2(x -m)+ n 的图象,即函数 y = f(x)的图象.由 (1)得 f(x)= 2sin2(x + ππ π12 )+ 1.∵|m|< ,∴ m =- , n = 1.212→→ → →22. 已知向量 OP = (2cosx + 1,cos2x -sinx +1),OQ =(cosx ,- 1),f(x)= OP ·OQ.(1)求函数 f(x)的最小正周期;π(2)当 x ∈ [0,2] 时,求函数 f(x)的最大值及取得最大值时的 x 值.→ →→ →∴f(x) =OP ·OQ = (2cosx + 1)cosx -(cos2x -sinx +1)=2cos 2x + cosx -cos2x + sinx - 1=cosx + sinx = 2sin(x + π4),∴函数 f(x)最小正周期 T =2π.π π π 3π(2)∵ x ∈[0, ],∴ x +∈[ ,],2 4 4 4π π ππ2.∴当 x + = ,即 x = 时, f( x)=2sin(x + )取到最大值4 2 4 4323. △ ABC 的三个内角 A 、B 、C 所对的边分别为 a 、b 、c ,向量 m = (- 1,1),n = (cosBcosC ,sinBsinC - 2 ),且 m ⊥n.(1)求 A 的大小;(2)现在给出下列三个条件:① a =1;② 2c -(3+ 1)b = 0;③ B = 45°,试从中选择两个条件以确定△ABC ,求出所确定的△ ABC 的面积.(注:只需要选择一种方案答题,如果用多种方案答题,则按第一方案给分).3 [ 解析 ] (1)因为 m ⊥n ,所以- cosBcosC + sinBsinC - 2 =0,即 cosBcosC -sinBsinC =-3,所以 cos(B + C)=- 3,22因为 A + B + C = π,所以 cos(B + C)=- cosA ,所以 cosA = 3, A =30°.2 (2)方案一:选择①②,可确定△ABC ,因为 A = 30°,a =1,2c - ( 3+ 1)b =0,由余弦定理得,223+ 1 2-2b · 3+ 1 3 = 2,所以 c =6+ 2,1 = b + (2 b) 2 b · 解得 b221 16+ 2 1 3+1所以 S △ABC = bcsinA = · 2·2 ·=4 ,2 22 方案二:选择①③,可确定△ABC ,因为 A = 30°,a =1, B =45°, C =105°,又 sin105 °= sin(45 +°60°)= sin45 °cos60°+ cos45°sin60 °=6+ 2,4由正弦定理 c =asinC 1·sin105 ° 6+ 2=sin30=2,sinA°1 1 6+ 22 3+1所以 S △ABC = acsinB = ·1·2·=4 .222(注意:选择②③不能确定三角形)(理)如图,⊙ O 方程为 x2+y 2 =4,点 P 在圆上,点 D 在 x 轴上,点 M 在 DP 延长线上,⊙ O 交 y 轴于 3 →点 N , DP ∥ON ,且 DM = 2DP.→→→(1)求点 M 的轨迹 C 的方程;(2)设 F 1(0, 5) 、F 2 (0,- 5),若过 F 1 的直线交 (1)中曲线 C 于 A 、B 两点,→ →求F 2A ·F 2B 的取值范围.[ 解析 ] (1)设 P(x 0, y 0 ), M(x ,y),3 → 32 y→y = y 0y 0=∵DM = DP ,∴2,∴3,2x = x 0 x 0= x2 2x 2 y 2 代入 x 0+ y 0= 4 得, 4 +9 =1.(2)①当直线 AB 的斜率不存在时,显然 → →=- 4,F 2A ·F 2 B②当直线 AB 的斜率存在时,不妨设 AB 的方程为: y = kx + 5,y = kx + 5由 x 2 y 2 得, (9+4k 2 )x 2+ 85kx - 16=0,4 +9= 1不妨设 A 1( x 1, y 1) ,B(x 2, y 2),则- 8 5kx 1+ x 2= 9+ 4k 2,- 16x 1x 2 =9+ 4k 2→ → = (x ,y + 5) ·(x , y + 5)= (x , kx + 2 5) ·(x ,kx +2 5)= (1+ k 2 5k(x 1+x 2)+ 20 F 2A ·F 2B 1 1 22 11 22) x 1x 2+ 2 - 16 1+ k 2 - 80k 2 - 96k 2-16 =9+ 4k 2 +9+ 4k 2+20=9+4k 2 +20=- 4+200,9+4k 2∵k 2≥0,∴ 9+ 4k 2≥ 9,∴ 0<200 ≤ 200,9+4k 29→ →≤164,∴- 4<F 2A ·F 2B9 → →综上所述, F 2A2 的取值范围是 (- 4,164·F B9 ] . 24. 在平面直角坐标系内,已知两点A( -1,0)、 B(1,0),若将动点 P( x , y)的横坐标保持不变,纵坐标扩大→→到原来的 2倍后得到点 Q(x , 2y),且满足 AQ ·BQ = 1.(1)求动点 P 所在曲线 C 的方程;→ →→(2)过点 B 作斜率为- 2的直线 l 交曲线 C 于 M 、 N 两点,且 OM +ON + OH = 0,又点 H 关于原点 O2的对称点为点 G ,试问 M 、G 、N 、H 四点是否共圆?若共圆,求出圆心坐标和半径;若不共圆,请说明理由.[ 解析 ] (1)设点 P 的坐标为 (x , y),则点 Q 的坐标为 (x , 2y), → →依据题意得, AQ =( x +1, 2y) ,BQ = (x - 1, 2y).→ →2+y 2=1.∵AQ ·BQ=1,∴ x 2- 1+2y 2= 1.∴动点 P 所在曲线 C 的方程是 x22,∴ l : y =-2(2)因直线 l 过点 B ,且斜率为 k =- 22 (x - 1),x 2 + y 2= 12,消去 y 得, 2x 2- 2x - 1=0.联立方程组2x 1 +x 2=1, 2(x 1- 1)- 2(x 2 -1) 设 M(x 1,y 1)、 N(x 2,y 2),∴ 1∴ y 1+ y 2=- x 1 x 2=- 2, 2 2=- 22 2 ( x 1+ x 2)+2= 2 .→ → →→2由OM + ON + OH = 0 得, OH = (- x 1- x 2,- y 1-y 2),即 H(- 1,- 2 ) ,而点 G 与点 H 关于原点对称,∴ G(1 ,2 2 ),设线段 MN 、GH 的中垂线分别为 l 1 和 l 2,k GH =2,则有2212 12x.联立方程组y - 4=2 x -2 ,l 1:y - 4 = 2(x -2), l 2: y =- y =- 2x解得 l 1 和 l 2 的交点为 O 1(1,- 28 8 ).9 2 + 3 2 2 = 3 11因此,可算得 |O 1H|=8,8812+ y 1+ 2 311|O 1M |=x 1- 88 2=8.所以 M 、 G 、 N 、 H 四点共圆,且圆心坐标为 O 1(1,- 2 ),半径为 3 1188 8.。