专题二第3讲知能演练轻松闯关

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1.(2012·河南省三市调研)已知i 为虚数单位,复数z =
2+i 1-2i
,则|z |+1
z =( )
A .i
B .1-i
C .1+i
D .-i
解析:选B.由已知得z =2+i 1-2i =-2i 2
+i 1-2i =i (1-2i )1-2i
=i ,|z |+1z =|i|+1
i =1-i ,选B.
2.设a ·b =4,若a 在b 方向上的投影为2,且b 在a 方向上的投影为1,则a 与b 的夹角等于( ) A.π6 B.π3 C.2π3 D.π3或2π3
解析:选B.由题意知|a |=4,|b |=2,设a 与b 的夹角为θ,则cos θ=a ·b |a ||b |=44×2=1
2
,∴θ=
π3
. 3.(2012·高考四川卷)设a 、b 都是非零向量,下列四个条件中,使a |a |=b
|b |
成立的充分条件是
( )
A .a =-b
B .a ∥b
C .a =2b
D .a ∥b 且|a |=|b |
解析:选C.a |a |表示与a 同向的单位向量,b
|b |
表示与b 同向的单位向量,只要a 与b 同向,就
有a |a |=b
|b |
,观察选择项易知C 满足题意. 4.(2012·高考大纲全国卷)在△ABC 中,AB 边的高为CD ,若CB →=a ,CA →
=b ,a ·b =0,|a |
=1,|b |=2,则AD →
=( ) A.13a -13b B.23a -23b C.35a -35b D.45a -45
b
解析:选D.如图,∵a ·b =0,∴a ⊥b , ∴∠ACB =90°,
∴AB =AC 2+BC 2= 5. 又CD ⊥AB ,
∴AC 2=AD ·AB ,∴AD =45
5.
∴AD →=45AB →=4
5(a -b )=45a -45
b .
5.(2012·福州市质检)如图,已知点O 是边长为1的等边三角形ABC 的中心,则(OA →+OB →)·(OA →
+OC →
)等于( ) A.19 B .-19 C.16 D .-16
解析:选D.∵点O 是边长为1的等边三角形ABC 的中心,∴|OA →|=|OB →|=|OC →
|=33

∠AOB =∠BOC =∠AOC =2π
3

∴(OA →+OB →)·(OA →+OC →)=OA →2+OA →·OC →+OA →·OB →+OB →·OC →
=(33)2+3×(33)2cos 2π3=-16
.
6.(2012·高考湖北卷)若3+b i
1-i =a +b i(a ,b 为实数,i 为虚数单位),则a +b =________.
解析:3+b i 1-i =(3+b i )(1+i )(1-i )(1+i )=3+3i +b i -b 2=a +b i ,∴

⎨⎧
3-b
2
=a , ①3+b
2
=b , ②
①+②得a +b =3. 答案:3 7.(2012·高考安徽卷)设向量a =(1,2m ),b =(m +1,1),c =(2,m ).若(a +c )⊥b ,则|a |=________. 解析:a +c =(1,2m )+(2,m )=(3,3m ). ∵(a +c )⊥b , ∴(a +c )·b =(3,3m )·(m +1,1)=6m +3=0,
∴m =-1
2
.
∴a =(1,-1),∴|a |= 2. 答案: 2 8.(2012·高考安徽卷)若平面向量a ,b 满足|2a -b |≤3,则a ·b 的最小值是________. 解析:由|2a -b |≤3可知,4a 2+b 2-4a ·b ≤9,所以4a 2+b 2≤9+4a ·b ,而4a 2+b 2=|2a |2+
|b |2≥2|2a |·|b |≥-4a ·b ,所以a ·b ≥-9
8
,当且仅当2|a |=|b |,〈a ,b 〉=π时取“=”号.
答案:-9
8
9.已知向量AB →=(3,1),AC →
=(-1,a ),a ∈R.
(1)若D 为BC 中点,AD →
=(m,2),求a 、m 的值; (2)若△ABC 是直角三角形,求a 的值.
解:(1)因为AB →=(3,1),AC →
=(-1,a ),
所以AD →=12()
AB →+AC →=⎝
⎛⎭⎫1,1+a 2. 又AD →=(m,2),所以⎩⎪⎨⎪⎧ m =1,1+a =2×2,解得⎩
⎪⎨⎪⎧
a =3,m =1. (2)因为△ABC 是直角三角形,所以A =90°或B =90°或C =90°.
当A =90°时,由AB →⊥AC →

得3×(-1)+1·a =0,所以a =3;
当B =90°时,因为BC →=AC →-AB →
=(-4,a -1),
所以由AB →⊥BC →
, 得3×(-4)+1·(a -1)=0,所以a =13;
当C =90°时,由BC →⊥AC →
,得-1×(-4)+a ·(a -1)=0,即a 2-a +4=0,因为a ∈R ,所以无解.
综上所述,a =3或a =13.
10.已知向量a =(sin θ,cos θ-2sin θ),b =(1,2). (1)若a ∥b ,求tan θ的值;
(2)若|a |=|b |,0<θ<π,求θ的值.
解:(1)因为a ∥b ,所以2sin θ=cos θ-2sin θ,
即4sin θ=cos θ,故tan θ=1
4
.
(2)由|a |=|b |知,sin 2
θ+(cos θ-2sin θ)2=12+22, 所以1-2sin2θ+4sin 2θ=5.
从而-2sin2θ+2(1-cos2θ)=4, 即sin2θ+cos2θ=-1,
所以sin ⎝⎛⎭⎫2θ+π4=-22
. 又由0<θ<π知,π4<2θ+π4<9π
4,
所以2θ+π4=5π4或2θ+π4=7π
4.
故θ=π2或θ=3π4
.
11.已知向量m =(3sin x 4,1),n =(cos x 4,cos 2x
4).
(1)若m ·n =1,求cos(2π
3
-x )的值;
(2)记f (x )=m ·n ,在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且满足(2a -c )cos B =b cos C ,求函数f (A )的取值范围.
解:(1)m ·n =3sin x 4cos x 4+cos 2x
4
=32sin x 2+12cos x 2+12=sin(x 2+π6)+12. 又∵m ·n =1,
∴sin(x 2+π6)=12,
cos(x +π3)=1-2sin 2(x 2+π6)=1
2,
cos(2π3-x )=-cos(x +π3)=-12.
(2)∵(2a -c )cos B =b cos C ,
由正弦定理得,(2sin A -sin C )cos B =sin B cos C , ∴2sin A cos B -sin C cos B =sin B cos C . ∴2sin A cos B =sin(B +C ).
∵A +B +C =π,∴sin(B +C )=sin A ,且sin A ≠0.
∴cos B =12,B =π
3
.
∴0<A <2π3.∴π6<A 2+π6<π
2

12<sin(A 2+π6
)<1. 又∵f (x )=m ·n =sin(x 2+π6)+12

∴f (A )=sin(A 2+π6)+1
2
.
故函数f (A )的取值范围是(1,3
2
).。