平面向量期末复习一、 平面向量的线性运算,平面向量分解的基本定理(一)平面向量线性运算1.(2012·西城期末·5)如图,AB BC AD +-等于( B )A . ADB . DC C . DBD . AB 2.(2010·西城期末·6)在四边形ABCD 中,给出下列四个结论, 其中一定正确的是( D )A. AB BC CA +=B. AB AD BD -=C. AB AD AC +=D. BC CD BD +=3.(2008·西城期末·5)在ABC ∆中,D 是BC 边上一点,则AD AC -等于( )C A .CB B .BC C .CD D . DC4.已知平行四边形ABCD ,对角线交于点O ,则下列等式成立的是( )D A. AB OB OA =+ B. BA OB OA =+ C. AB OB AO =- D. CD OB OA =-5. 已知D , E , F 分别是△ABC 的边AB , BC , CA 的中点,那么下列等式中不正确的是( )DA. FA DA FD =+B. 0=++EF DE FDC. DF DE DA =+D. DE BE BD =+6.(2014·石景山期末·5.如图,在正方形中,下列描述中正确的是( D )A . C .B .D . 7.(2009·西城期末·7) 在ABC ∆中,D 是BC 的中点,则AB AC +等于( D ) A. 2BD B. 2DB C. 2DA D. 2AD 8. 如图,D 是△ABC 的边AB 的中点,则向量CD 等于( )A A. BA CB 21+B. BA CB 21-C. BA BC 21-D. BA BC 21+ 9.(2011·西城期末·6)如图,D 是ABC ∆的边AB 的中点,则向量CD 等于( )C A. 12BC BA +B. 12BC BA - ODCBAABCDADC. 12BC BA -+D. 12BC BA -- 10.(2013·石景山期末·9)如图,D 是ABC ∆的边AB 的中点,则向量CD 等于( A )1.(2010·西城期末·11) 在平面直角坐标系中,两点A ,B 的坐标分别为(1,2),(3,4)--,则向量AB =_________.(4,6)-2.(2008·西城期末·4)已知平面向量(12)(10)=-=,,,a b ,则向量3a +b 等于( A ) A .()2,6- B .()2,6-- C .()2,6 D .()2,6-3.(2011·西城期末·2)若向量a = (1, 1),b = (2, 1-),则2-a b 等于 (A ) A. (0,3) B. (0,2) C. (1,2)- D. (1,3)-4.(2013·西城期末·3)已知向量(1,2)=-a ,(1,0)=b ,那么向量3-b a 的坐标是( D ) A. (4,2)- B. (4,2)-- C. (4,2) D. (4,2)-5.(2009·西城期末·1)若(24)OA =,,(13)OB =,, 则AB 等于( B ) A. (11), B. (11)--, C. (37), D. (37)--,6.(2010·西城期末·3)若向量a = (1, 1),b = (1, 1-),c = (2,4-),则c 等于 ( )B A. -a +3b B. a -3b C. 3a -b D. -3a+b7.已知向量(32)a =-,,(21)b =-,,(74)c =-,,用a b ,表示,那么= 2- .二、 向量的共线1.(2010·西城期末·5)设x ∈R ,向量a =(1, x -1),b =(x +1,3),若a //b ,则实数x 等于(C )A.2B.-2C.2或-2D.122.(2012·石景山期末·13.已知向量(3=a ,1),(sin α=b ,cos )α,且a ∥b ,则tan α= ,4sin 2cos 5cos 3sin αααα-+= . 3,753.(2009·西城期末·12) 若向量(12)=,a 与向量(1)λ=-,b 共线,则实数=λ__12-____ . A .12CB BA + C .12BC BA -B .12CB BA -D .12BC BA +4.(2013·石景山期末·8)已知向量(25)=a ,,(1)y =b ,,并且//a b ,则y 的值为( C ) A .52-B .25-C .52D .255.(2012·西城期末·11)若向量(12)=-,a 与(1,)x b =平行,则实数x =___2-______.6.(2014·西城期末·13)已知向量(1,3)=a ,(2,)k =-b .若向量a 与b 共线,则实数k =_____.6-7.(2011·西城期末·12) 若向量(12)=-,a 与向量(,4)x b =平行,则实数x =______.2- 8.(2014·西城期末·6)已知非零向量,OA OB 不共线,且13BM BA =,则向量OM =( A ) (A )1233OA OB + (B )2133OA OB +(C )1233OA OB - (D )1433OA OB -三、 平面向量的数量积(一)夹角、模的计算1.(2009·西城期末·14)已知向量a 与b 的夹角为120,且||||4==a b ,那么=a b ⋅___8-__ .2.(2008·西城期末·11)已知(1,1)AB =,那么AB =3.(2011·西城期末·9)设向量a , b 的长度分别为2和3,且π,3=〈〉a b ,则|a +b |等于 ( )D A. 13B. C. 19 D.4.(2012·西城期末·14)若向量,a b 满足||1=a ,||2=b ,||2-=a b ,则⋅a b =______12____.(2011·西城期末·14)若向量,a b 满足||||1==a b ,a 与b 的夹角为120,则()⋅+a a b =___12_______.5.(2011·西城期末·7) 对于向量,,a b c 和实数λ,下列说法中正确的是( )B A. 若0⋅=a b ,则0a 或0b B. 若λ=a 0,则0λ=或0aC. 若22ab ,则ab 或 =-a b D. 若⋅=⋅a b ac ,则b c6.(2009·西城期末·9) 已知、a b 均为单位向量,它们的夹角为60,那么||-a b 等于( A )A. 1B.C. D. 27.(2008·西城期末·9)已知正方形ABCD 的边长为1,设AB =a ,BC =b ,AC =c ,则-+a b c 等于( )CA .0 BC .2 D.8.(2010·西城期末· 9)设向量a , b 的长度分别为4和3,它们的夹角为060,则|a +b |等于 ( )AA.B. 13C. 37D.9.(2014·西城期末·8)设a ,b 是两个非零向量,且+=-a b a b ,则a 与b 夹角的大小为( B )(A )120︒(B )90︒(C )60︒(D )30︒10.(2014·西城期末·4)已知正方形ABCD 的边长为1,则AB AC ⋅=(B )(A)2(B )1(C(D )2 11.(2013·西城期末·10)在矩形ABCD中,AB =1BC =,E 是CD 上一点,且1AE AB ⋅=,则AE AC ⋅的值为( B )A .3B .2 C.2 D.312.(2012·石景山期末·17)已知非零向量a 、b 满足1=a ,且1()()2-=a b a +b ⋅. (Ⅰ)求b ;(Ⅱ)当12a b =⋅时,求向量a 与b 的夹角θ. 解:(Ⅰ)因为1()()2-=a b a +b ⋅ ,即2212-=a b ,所以221111222=-=-=b a,故=b .(Ⅱ)因为cos θ=a ba b ⋅=22, 又0180θ≤≤,所以45θ=.13.若单位向量a 、b 夹角为060,且λ+a b 与λ+a b 夹角为锐角,求实数λ的取值范围(二)平面向量数量积的坐标表示1.(2008·西城期末·15) 已知向量(1,2)-a =,(3,4)b =,则2-a a b =⋅__________. 02. 若21,e e 是夹角为3π的单位向量,且212123,2e e e e +-=+=,则=⋅( )C A. 1 B. -4 C. 27- D. 273.(2013·石景山期末·1)已知向量1(3)2=-a ,,1(2)3=-b ,,则⋅a b 的值为( )BA .21B .2C .21- D .2-4.(2011·石景山期末·9.若12,e e 是夹角为3π的单位向量,且122a e e =+,1232b e e =-+,则a b ⋅=( )CA .1B .4-C .72-D .725.(2012·西城期末·2)已知(1,AB =,那么AB 等于( )CA . 4B . 3C . 2D .6.(2014·西城期末·2)已知向量1(1,0)=e ,2(0,1)=e ,那么122|+=|e e ( )D(A )1(B C )2(D 7.(2012·西城期末·3)设向量(0,2),(3,1)ab ,则,a b 的夹角等于( A )A .3π B . 6π C .32π D . 65π8.(2013·西城期末·6)已知向量(1,=a ,(2,=-b ,则a 与b 的夹角是( C )A.6π B. 4π C. 3π D. 2π 9.(2011·西城期末·18)在平面直角坐标系xOy 中,点A (0,2) ,B (-1,-1), C (2,3). (Ⅰ)求BAC ∠的的大小;(Ⅱ)求以线段AB , AC 为邻边的平行四边形两条对角线的长. (Ⅰ)解:由题意,得(1,3),(2,1)AB AC =--=,所以cos||||AB AC BAC AB AC ⋅∠=⋅ 2==所以135BAC ∠=. (Ⅱ)解:设以线段AB , AC 为邻边的平行四边形的另一个顶点为D ,则两条对角线分别为,BC AD . 根据向量加减法的几何意义,得 (1,2),(3,4)AD AB AC BC AC AB =+=-=-=, 所以22||1(2)5,||5AD BC =+-==,即以线段AB , AC 为邻边的平行四边形的两条对角线长分别为5,5.9.如图,在矩形ABCD 中,22AB BC ==,,点E 为BC 的中点,点F 在边CD 上,若2AB AF ⋅=,则AE BF ⋅的值是 .已知a ,b 是单位向量,a ·b =0.若向量c 满足|c -a -b |=1,则|c |的取值范围是________(三)平面向量数量积解决垂直问题1.(2013·石景山期末·15)已知(31)OA =,,(04)OB =,,(4)OC x =,,且AC AB ⊥,则x = . 62. 设m ∈R ,向量)2,(),2,1(-=-=m m b a ,若a b ⊥,则m 等于( ) DA .23-B .23C .4-D .43.(2011·西城期末·4)设x ∈R ,向量a =(1, x -1),b =(-2,x ),若a ⊥b ,则实数x 等于( )DA.-2或1B. -2或-1C. 2或1D. 2或-14.(2009·西城期末·4) 设m ∈R ,向量 (12)=-,a ,(2)m m =-,b ,若⊥a b ,则m 等于( D )A. 23-B. 23C. 4-D. 45.(2012·石景山期末·5.已知向量(42)=,a ,(1)m =-,b ,若a ⊥b ,则m 的值为( B ) A .21 B .2 C .21- D .2-6.(2011·石景山期末·4.已知向量(24)=a ,,(1)m =-b ,,若⊥a b ,则m 的值为( )A A .21 B .2 C .21- D .2- 7.(2010·西城期末·12) 若向量(12)=,a 与向量(,4)λb =垂直,则实数λ=_______.8-8.(2012·西城期末·15)已知(3,1)OA =,(0,4)OB =,(,4)OC x =,且AC AB ⊥,则x =______.6;9.(2008·西城期末·17)已知向量a 、b 满足1==a b ,且a 与b 的夹角为60. (1)求-a a a b ⋅⋅;(2)若a 与λa +b 垂直,求实数λ的值.解:(1)2cos60--a a a b =a a b ⋅⋅………………4分11122=-=………………5分 (2)由已知,()=0λ⋅a a +b ,………………7分 所以0λa a +a b =⋅⋅,2λ=-.………………10分10.(2011·石景山期末·17)在平面直角坐标系xOy 中,已知向量(12)OA =,,(34)OB =,,(50)OC =,.(Ⅰ) 求向量AB 的坐标和向量AB 的模;(Ⅱ) 求AB OC ⋅, AB OC <>,. 解:(Ⅰ)(3142)(22)AB =--=,,,22AB == (Ⅱ) 10AB OC ⋅=. 2cos AB OC AB OC AB OC⋅<>==,. 因为 AB OC <>,的范围是π[0,],所以 4AB OC π<>=,11.(2009·西城期末·18)设π02α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,向量(cos sin )αα=,a ,122⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭,b . (1)证明:向量+a b 与-a b 垂直; (2)当|2||2|+=-a b a b 时,求角α.(1)证明:由向量(cos sin )αα=,a ,12⎛=- ⎝⎭b ,得1cos sin 2=αα⎛+- ⎝⎭,a b ,1cos sin 2=αα⎛-+- ⎝⎭,a b , 由π02α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,,得向量+-、a b a b 均为非零向量.因为222213()()||||(sin cos )044αα⎛⎫+⋅-=-=+-+= ⎪⎝⎭a b a b a b , 所以向量+a b 与-a b 垂直.(2)解:将|2||2|+=-a b a b 两边平方,化简得223(||||)80-+=a b a b ⋅,由||||1==a b , 得0=a b ⋅, 即 1cos 022αα-+=. 所以πsin 06α⎛⎫-= ⎪⎝⎭, 注意到π02α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,, 得π6α=.12.已知向量)k =a ,(01)=-,b ,(1=c . (Ⅰ)若⊥a c ,求k 的值;(Ⅱ)当1=k 时,λ-a b 与c 共线,求λ的值; (Ⅲ)若3=m b ,且m 与c 的夹角为150︒,求2 m +c . 解:(Ⅰ) ⊥a c ,0=∴⋅a c .0= 1k ∴=-.(Ⅱ)当1=k 时,λ-a b (0,1))λλ=--=+.λ-a b 与c 共线(1)0λ⇔+=.所以2λ=.(Ⅲ)1,2==b c , ∴==m m 与c 的夹角为150︒,cos1503∴⋅︒=-m c =m c .22222 (2)47∴==+⋅=2m +c m +c m m c +c .2 ∴=m+c .(四)数量积的最值问题1.(2014·石景山期末·13)设是单位向量,且,则 ,的最小值为 .2.(2012·石景山期末·9)已知O 为原点,点B A 、的坐标分别为)(0,a ,),0(a 其中常数0>a ,点P 在线段AB 上,且=t (10≤≤t ),那么OA OP ⋅的最大值为 ( D ) A . a B .a 2 C .a 3 D .2a3.(2008·西城期末·19)在直角坐标系xOy 中,已知点(2,0)A -,(0,B ,(2cos ,sin )C θθ,其中[0,]2πθ∈.(1)若//AB OC ,求tan θ的值; (2)设点(1,0)D ,求AC BD ⋅的最大值;(3)设点(,0)E a ,a ∈R ,将OC CE ⋅表示成θ的函数,记其最小值为()f a ,求()f a 的表达式,并求()f a 的最大值.19.解:(1)由已知,得(2,AB =,(2cos ,sin )OC θθ=,因为//AB OC ,所以2sin θθ=,tan θ=.(2)由已知,(2cos 2,sin )AC θθ=+,(1,BD =-,2cos 24cos()23AC BD πθθθ=-+=++⋅又5[,]336πππθ+∈,所以,当0θ=时,AC BD ⋅取得最大值,最大值为4. (3)由已知,(2cos ,sin )CE a θθ=--,所以,2222cos 4cos sin 3cos 2cos 1OC CE a a θθθθθ=--=-+-⋅,设cos t θ=,2321,[0,1]OC CE t at t =-+-∈⋅当132a <,即32a <时,()24f a a =-, 当132a ≥,即32a ≥时,()1f a =-, 所以,324,,2()31,,2a a f a a ⎧-<⎪⎪=⎨⎪-≥⎪⎩因为当32a <时,3()()12f a f <=-,当32a ≥时,()1f a =-, 所以()f a 的最大值为1-.4.(2012·西城期末·19)在ABC ∆中,120BAC ∠=,2AB AC ==. (Ⅰ)求AB BC ⋅的值;(Ⅱ)设动点P 在以A 为圆心,AB 为半径的劣弧BC 上运动,求BP CP ⋅的最小值.C19.解:(Ⅰ)由已知22AB AC ⋅=⨯⨯()AB BC AB AC AB ⋅=⋅- 2AB AC AB =⋅-246=--=-(2,0)B ,因为120BAC ∠=,AC 角函数定义,(C -,点P 在以A 为圆心,AB 为半径的劣弧BC 上运动,可设(2cos ,2sin )P αα,其中[0,]3α2π∈. (2cos 2,2sin )(2cos 1,2sin BP CP αααα⋅=-⋅+-224cos 2cos 24sin αααα=--+- 2cos 2αα=--+ 4sin()26απ=-++.因为[0,]3α2π∈,所以[,]666αππ5π+∈,1sin()[,1]62απ+∈, 当3απ=时,BP CP ⋅取得最小值2-, 所以BP CP ⋅的最小值为2-.5.(2013·西城期末·19)如图,点P 是以AB 为直径的圆O 上动点,P '是点P 关于AB 的对称点,2(0)AB a a =>.(Ⅰ)当点P 是弧AB 上靠近B 的三等分点时,求AP AB ⋅的值; (Ⅱ)求AP OP '⋅的最大值和最小值.19.解:(Ⅰ)以直径AB 所在直线为x 轴,以O 为坐标原点建立平面直角坐标系.因为P 是弧AB 靠近点B 的三等分点,连接OP ,则3BOP π∠=, 点P坐标为1(,)22a a . 又点A 坐标是(,0)a -,点B 坐标是(,0)a ,所以3(,)22AP a a =,(2,0)AB a =, 所以23AP AB a ⋅=.(Ⅱ)设POB θ∠=,[0,2)θπ∈,则(P )θ 所以(cos ,sin )AP a a a θθ=+, (cos ,sin )OP a a θθ'=-. 所以2222cos cos AP OP a a a θθ'⋅=+-22(2cos cos 1)a θθ=+- 2221192(cos cos )2168a a θθ=++- 222192(cos )48a a θ=+-. 当1cos 4θ=-时,AP OP '⋅有最小值298a -, 当cos 1θ=时,AP OP '⋅有最大值22a ..6.(2014·西城期末·19)如图,正六边形ABCDEF 的边长为1.,M N 分别是,BC DE 上的动点,且满足BM DN =.(Ⅰ)若,M N 分别是,BC DE 的中点,求AM AN ⋅的值;(Ⅱ)求AM AN ⋅的取值范围.(Ⅰ)解:如图,以AB 所在直线为x 轴,以. 因为ABCDEF 是边长为1的正六边形,且,M N 分别是,BC DE 的中点,所以5(4M,1(2N , 所以 5311848AM AN ⋅=+=. (Ⅱ)解:设BM DN t ==,则[0,1]t ∈.所以(1)2t M+,(1N t -. 所以3(1)(1)22tAM AN t t ⋅=+⋅-+ 2112t t ++=- 213(1)22t =--+ 当0t =时,AM AN ⋅取得最小值1;当1t =时,AM AN ⋅取得最大值32. 四. 平面向量解决平面几何问题1.(2010·西城期末·14)设(2,2),(0,4)AB AC ==,则ABC ∆的内角A =_________.452.(2010·西城期末·18)如图,在直角三角形ABC 中,斜边AB=4. 设角A θ=,ABC ∆的面积为S . (1)试用θ表示S ,并求S 的最大值;(2)计算AB AC BC BA ⋅+⋅的值.18.(Ⅰ)解:在Rt ABC ∆中,斜边AB=4,A θ=, 所以4cos ,4sin AC BC θθ==,所以ABC ∆的面积114cos 4sin 4sin 222S AC BC θθθ=⨯=⨯⨯=. 故当sin 21θ=,即π4θ=时,ABC ∆的面积有最大值max 4S =. (Ⅱ)解:由题意,得π2B θ=-, 所以 AB AC BC BA ⋅+⋅ A C B θπ||||cos ||||cos()2AB AC BC BA θθ=⋅+⋅- 2216cos 16sin θθ=+ 16=.3.(2014·石景山期末·16)已知三角形的三个顶点的坐标分别为,,.(Ⅰ)若,求的值;(Ⅱ)当时,求的正弦值.解:(Ⅰ),,因为,所以, 所以. (Ⅱ)因为,所以,,所以,所以.4.利用向量证明直径所对圆周角是直角5.利用向量证明两角差的余弦公式。