高考数学理二轮复习训练1-2-3平面向量含解析
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2020年高考数学(理)总复习:平面向量题型一 平面向量的概念及线性运算 【题型要点】对于利用向量的线性运算、共线向量定理和平面向量基本定理解决“用已知向量(基向量)来表示一些未知向量”的问题.解决的关键是:①结合图形,合理运用平行四边形法则或三角形法则进行运算;②善于用待定系数法【例1】在矩形ABCD 中,AB =1,AD =2,动点P 在以点C 为圆心且与BD 相切的圆上.若AP →=λAB →+μAD →,则λ+μ的最大值为( )A .3B .2 2 C. 5D .2【解析】 如图所示,建立平面直角坐标系:设A (0,1),B (0,0),C (2,0),D (2,1),P (x ,y ),根据等面积公式可得圆的半径r =25,即圆C 的方程是(x -2)2+y 2=45,AP →=(x ,y -1),AB →=(0,-1),AD →=(2,0),若满足AP →=λAB →+μAD →,即⎩⎪⎨⎪⎧x =2μy -1=-λ,μ=x 2,λ=1-y ,所以λ+μ=x 2-y +1,设z =x 2-y +1,即x 2-y +1-z =0,点P (x ,y )在圆(x -2)2+y 2=45上,所以圆心到直线的距离d ≤r ,即|2-z |14+1≤25,解得1≤z ≤3,所以z 的最大值是3,即λ+μ的最大值是3.【答案】 A【例2】.点O 为△ABC 内一点,且满足OA →+OB →+4OC →=0,设△OBC 与△ABC 的面积分别为S 1、S 2,则S 1S 2=( )A.18B.16C.14D.12【解析】 延长OC 到D ,使OD =4OC ,延长CO 交AB 于E .∵O 为△ABC 内一点,且满足OA →+OB →+4OC →=0,∴OD →+OA →+OB →=0,∴O 为△DAB 重心,E 为AB 中点,∴OD ∶OE =2∶1,∴OC ∶OE=1∶2,∴CE ∶OE =3∶2,∴S △AEC =S △BEC ,S △BOE =2S △BOC .∵△OBC 与△ABC 的面积分别为S 1、S 2,∴S 1S 2=16.故选B.【答案】 B .题组训练一 平面向量的概念及线性运算1.在梯形ABCD 中,AB →=3DC →,则BC →等于( ) A .-13AB →+23AD →B .-23AB →+43AD →C.23AB →-AD → D .-23AB →+AD →【解析】 在线段AB 上取点E ,使BE =DC ,连接DE ,则四边形BCDE 为平行四边形,则BC →=ED →=AD →-AE →=AD →-23AB →;故选D.【答案】 D2.已知A ,B ,C 是平面上不共线的三点,O 是△ABC 的重心,动点P 满足:OP →=13⎪⎭⎫ ⎝⎛++C O B O A O22121,则P 一定为△ABC 的( )A .重心B .AB 边中线的三等分点(非重心)C .AB 边中线的中点D .AB 边的中点【解析】 如图所示:设AB 的中点是E ,∵O 是三角形ABC 的重心,OP →=13⎪⎭⎫ ⎝⎛++C O B O A O 22121=13()OE →+2OC →,∵2EO →=OC →, ∴OP →=13()4EO →+OE →=EO →,∴P 在AB 边的中线上,是中线的三等分点,不是重心,故选B.【答案】 B3.设P 是△ABC 所在平面内的一点,且CP →=2P A →,则△P AB 与△PBC 的面积的比值是( )A.13B.12C.23D.34【解析】 因为CP →=2P A →,所以|CP →||P A →|=21,又△P AB 在边P A 上的高与△PBC 在边PC 上的高相等,所以S △P AB S △PBC =|P A →||CP →|=12.【答案】 B题型二 平面向量的平行与垂直 【题型要点】(1)设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2): ①a ∥b ⇒a =λb (b ≠0);②a ∥b ⇔x 1y 2-x 2y 1=0.至于使用哪种形式,应视题目的具体条件而定,一般情况涉及坐标的应用②.(2)设非零向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2):a ⊥b ⇔a ·b =0⇔x 1x 2+y 1y 2=0. (3)利用向量平行或垂直的充要条件可建立方程或函数是求参数的取值.【例3】已知向量a =(2,-4),b =(-3,x ),c =(1,-1),若(2a +b )⊥c ,则|b |=( )A.9 B.3C.109 D.310【解析】向量a=(2,-4),b=(-3,x),c=(1,-1),∴2a+b=(1,x-8),由(2a+b)⊥c,可得1+8-x=0,解得x=9.则|b|=(-3)2+92=310.故选D.【答案】 B【例4】.已知a=(3,2),b=(2,-1),若λa+b与a+λb平行,则λ=________.【解析】∵a=(3,2),b=(2,-1),∴λa+b=(3λ+2,2λ-1),a+λb=(3+2λ,2-λ),∵λa+b∥a+λb,∴(3λ+2)(2-λ)=(2λ-1)(3+2λ),解得λ=±1【答案】±1题组训练二平面向量的平行与垂直1.设向量a=(m,1),b=(1,2),且|a+b|2=|a|2+|b|2,则m=________.【解析】由|a+b|2=|a|2+|b|2,得a⊥b,所以m×1+1×2=0,解得m=-2.【答案】-22.已知向量a=(3,1),b=(1,3),c=(k,-2),若(a-c)∥b,则向量a与向量c的夹角的余弦值是()A.55 B.15C.-55D.-15【解析】∵a=(3,1),b=(1,3),c=(k,-2),∴a-c=(3-k,3),∵(a-c)∥b,∴(3-k)·3=3×1,∴k=2,∴a·c=3×2+1×(-2)=4,∴|a|=10,|c|=22,∴cos 〈a ,b 〉=a ·c |a |·|c |=410·22=55,故选A. 【答案】 A题型三 平面向量的数量积 【题型要点】(1)涉及数量积和模的计算问题,通常有两种求解思路: ①直接利用数量积的定义; ②建立坐标系,通过坐标运算求解.(2)在利用数量积的定义计算时,要善于将相关向量分解为图形中模和夹角已知的向量进行计算.求平面向量的模时,常把模的平方转化为向量的平方.【例5】在平行四边形ABCD 中,|AD →|=3,|AB →|=5,AE →=23AD →,BF →=13BC →,cos A =35,则|EF →|=( )A.14 B .2 5 C .4 2D .211【解析】如图,取AE 的中点G ,连接BG ∵AE →=23AD →,BF →=13BC →,∴AG →=12AE →=13AD →=13BC →=BF →,∴EF →=GB →,∴|GB →|2=|AB →-AG |2=AB →2-2AB →·AG →+AG →2=52-2×5×1×35+1=20,∴|EF →|=|GB →|=25,故选B. 【答案】 B【例6】.已知A ,B 是圆O :x 2+y 2=4上的两个动点,|AB →|=2,OC →=53OA →-23OB →.若M是线段AB 的中点,则OC →·OM →的值为( )A .3B .2 3C .2D .-3【解析】 因为点M 是线段AB 的中点,所以OM →=12()OA →+OB →,|OA =|OB |=|AB |=2,所以△ABC 是等边三角形,即〈OA →,OB →〉=60°,OA →·OB →=2×2×cos60°=2,OC →·OM →=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-B O A O B O A O21213235=56OA →2-13OB 2+12OA →·OB → =56×22-13×22+12×2=3,故选A. 【答案】 A题组训练三 平面向量的数量积1.已知△ABC 是边长为2的等边三角形,P 为平面ABC 内一点,则P A →·(PB →+PC →)的最小是( )A .-2B .-32C .-43D .-1【解析】 以BC 为x 轴,BC 的垂直平分线AD 为y 轴,D 为坐标原点建立坐标,则A (0,3),B (-1,0),C (1,0),设P (x ,y ),所以P A →=(-x ,3-y ),PB →=(-1-x ,-y ),PC →=(1-x ,-y ) 所以PB →+PC →=(-2x ,-2y ),P A →·(PB →+PC →)=2x 2-2y (3-y )=2x 2+2223⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-y -32≥-32 当P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛23,0时,所求的最小值为-32,故选B.【答案】 B2.已知向量|OA →|=3,|OB →|=2,OC →=mOA →+nOB →,若OA →与OB 的夹角为60°,且OC →⊥AB →,则实数mn的值为( )A.16B.14 C .6D .4【解析】 OA →·OB →=3×2×cos60°=3, ∵OC →=mOA →+nOB →,OC →⊥AB →,∴(mOA →+nOB →)·AB →=(mOA →+nOB →)·(OB →-OA →)=(m -n )OA →·OB →-mOA →2+nOB →2=0,∴3(m -n )-9m +4n =0,∴m n =16,故选A.【答案】 A题型四 数与形相辅相成求解向量问题【例7】 在平面直角坐标系中,O 为原点,A (-1,0),B (0,3),C (3,0),动点D 满足|CD →|=1,则|OA →+OB →+OD →|的取值范围是( )A .[4,6]B .[19-1,19+1]C .[23,27]D .[7-1,7+1] 【解析】 法一:设出点D 的坐标,利用向量的坐标运算公式及向量模的运算公式求解.设D (x ,y ),则由|CD →|=1,C (3,0),得(x -3)2+y 2=1. 又∵OA →+OB →+OD →=(x -1,y +3),∴|OA →+OB →+OD →|=(x -1)2+(y +3)2.∴|OA →+OB →+OD →|的几何意义为点P (1,-3)与圆(x -3)2+y 2=1上点之间的距离,由|PC |=7知,|OA →+OB →+OD →|的最大值是1+7,最小值是7-1.故选D.法二:根据向量OA →+OB →的平行四边形法则及减法法则的几何意义,模的几何意义求解. 如图,设M (-1,3),则OA →+OB →=OM →,取N (1,-3),∴OM →=-ON →.由|CD →|=1,可知点D 在以C 为圆心,半径r =1的圆上, ∴OA →+OB →+OD →=OD →-ON →=ND →,∴|OA →+OB →+OD →|=|ND →|,∴|ND →|max =|NC →|+1=7+1,|ND →|min =7-1. 【答案】 D题组训练四 数与形相辅相成求解向量问题已知|b |=1,非零向量a 满足〈a ,b -a 〉=120°,则|a |的取值范围是________. 【解析】如图,设CA →=b ,CB →=a ,则b -a =BA →,在△ABC 中,AC =1,∠ABC =60°. 根据圆的性质:同弧所对的圆周角相等.作△ABC 的外接圆,当BC 为圆的直径时,|a |最大,此时|a |=BC =1sin 60°=233; 当B ,C 无限接近时,|a |=BC →0.故|a |的取值范围是⎥⎦⎤⎝⎛332,0 【答案】 ⎥⎦⎤⎝⎛332,0 【专题训练】 一、选择题1.已知向量a =(2,-4),b =(-3,x ),c =(1,-1),若(2a +b )⊥c ,则|b |=( ) A .9 B .3 C.109D .310【解析】 向量a =(2,-4),b =(-3,x ),c =(1,-1),∴2a +b =(1,x -8), 由(2a +b )⊥c ,可得1+8-x =0,解得x =9.则|b |=(-3)2+92=310.故选D. 【答案】 D2.已知向量a =(1,k ),b =(2,2),且a +b 与a 共线,那么a ·b 的值为( ) A .1 B .2 C .3D .4【解析】 ∵向量a =(1,k ),b =(2,2), ∴a +b =(3,k +2),又a +b 与a 共线. ∴(k +2)-3k =0,解得k =1,∴a ·b =(1,1)·(2,2)=1×2+1×2=4,故选D. 【答案】 D3.设向量a ,b 满足|a |=1,|b |=2,且a ⊥(a +b ),则向量a 在向量a +2b 方向上的投影为( )A .-1313B.1313C .-113D.113【解析】∵a ⊥(a +b ),∴a ·(a +b )=1+a ·b =0,∴a ·b =-1,∴|a +2b |2=1+4a ·b +16=13,则|a +2b |=13,又a ·(a +2b )=a ·(a +b )+a ·b =-1,故向量a 在向量a +2b 方向上的投影为-113=-1313.选A.【答案】 A4.已知A ,B ,C 是圆O 上的不同的三点,线段CO 与线段AB 交于点D ,若OC →=λOA →+μOB →(λ∈R ,μ∈R ),则λ+μ的取值范围是( )A .(0,1)B .(1,+∞)C .(1,2]D .(-1,0)【解析】 由题意可得OD →=kOC →=kλOA →+kμOB →(0<k <1),又A ,D ,B 三点共线可得kλ+kμ=1,则λ+μ=1k>1,即λ+μ的取值范围是(1,+∞),故选B.【答案】 B5.在梯形ABCD 中,AD ∥BC ,已知AD =4,BC =6,若CD →=mBA →+nBC →(m ,n ∈R ),则mn=( ) A .-3 B .-13C.13D .3【解析】 过点A 作AE ∥CD ,交BC 于点E ,则BE =2,CE =4,所以mBA →+nBC →=CD →=EA →=EB →+BA →=-26BC →+BA →=-13BC →+BA →,所以m n =1-13=-3.【答案】 A6.如图,正方形ABCD 中,M ,N 分别是BC ,CD 的中点,若AC →=λAM →+μBN →,则λ+μ=( )A .2 B.83 C.65D.85【解析】 法一 如图以AB ,AD 为坐标轴建立平面直角坐标系,设正方形边长为1,AM →=⎪⎭⎫ ⎝⎛21,1,BN →=⎪⎭⎫ ⎝⎛-1,21,AC →=(1,1).∵AC →=λAM →+μBN →=λ⎪⎭⎫ ⎝⎛21,1+μ⎪⎭⎫ ⎝⎛-1,21=⎪⎭⎫⎝⎛+-μλμλ2,2,∴⎩⎨⎧λ-12μ=1,λ2+μ=1,解之得⎩⎨⎧λ=65,μ=25,故λ+μ=85.法二 以AB →,AD →作为基底,∵M ,N 分别为BC ,CD 的中点,∴AM →=AB →+BM →=AB →+12AD →,BN →=BC →+CN →=AD →-12AB →,因此AC →=λAM →+μBN →=⎪⎭⎫ ⎝⎛-2μλAB →+⎪⎭⎫ ⎝⎛+μλ2AD →,又AC →=AB →+AD →,因此⎩⎨⎧λ-μ2=1,λ2+μ=1,解得λ=65且μ=25.所以λ+μ=85【答案】 D7.如图所示,直线x =2与双曲线C :x 24-y 2=1的渐近线交于E 1,E 2两点.记OE 1→=e 1,OE 2→=e 2,任取双曲线C 上的点P ,若OP →=a e 1+b e 2(a ,b ∈R ),则ab 的值为( )A.14 B .1 C.12D.18【解析】由题意易知E 1(2,1),E 2(2,-1),∴e 1=(2,1),e 2=(2,-1),故OP →=a e 1+b e 2=(2a +2b ,a -b ),又点P 在双曲线上,∴(2a +2b )24-(a -b )2=1,整理可得4ab =1,∴ab=14. 【答案】 A8.在平面直角坐标系中,向量n =(2,0),将向量n 绕点O 按逆时针方向旋转π3后得向量m ,若向量a 满足|a -m -n |=1,则|a |的最大值是( )A .23-1B .23+1C .3D.6+2+1【解析】 由题意得m =(1,3).设a =(x ,y ),则a -m -n =(x -3,y -3),∴|a -m -n |2=(x -3)2+(y -3)2=1,而(x ,y )表示圆心为(3,3)的圆上的点,求|a |的最大值,即求该圆上点到原点的距离的最大值,最大值为23+1.【答案】 B9.已知锐角△ABC 的外接圆的半径为1,∠B =π6,则BA →·BC →的取值范围为__________.【解析】 如图,设|BA →|=c ,|BC →|=a ,△ABC 的外接圆的半径为1,∠B =π6.由正弦定理得a sin A =c sin C =2,∴a =2sin A ,c =2sin C ,C =5π6-A ,由⎩⎨⎧0<A <π20<5π6-A <π2,得π3<A <π2,∴BA →·BC →=ca cos π6=4×32sin A sin C =23sin A sin ⎪⎭⎫ ⎝⎛-A 65π =23sin A ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+A A sin 23cos 21=3sin A cos A +3sin 2A =32sin2A +3(1-cos2A )2=32sin2A +32cos2A +32=3sin ⎪⎭⎫ ⎝⎛-32πA +32. ∵π3<A <π2,∴π3<2A -π3<2π3,∴32<sin ⎪⎭⎫ ⎝⎛-32πA ≤1,∴3<3sin ⎪⎭⎫ ⎝⎛-32πA +32≤3+32.∴BA →·BC →的取值范围为⎥⎦⎤⎝⎛+233,3. 【答案】 ⎥⎦⎤ ⎝⎛+233,310.已知点O ,N ,P 在△ABC 所在的平面内,且|OA →|=|OB →|=|OC →|,NA →+NB →+NC →=0,P A →·PB →=PB →·PC →=PC →·P A →,则点O ,N ,P 依次是△ABC 的( )A .重心、外心、垂心B .重心、外心、内心C .外心、重心、垂心D .外心、重心、内心【解析】 因为|OA →|=|OB →|=|OC →|,所以点O 到三角形的三个顶点的距离相等,所以O 为△ABC 的外心;由NA →+NB →+NC →=0,得NA →+NB →=-NC →=CN →,由中线的性质可知点N 在三角形AB 边的中线上,同理可得点N 在其他边的中线上,所以点N 为△ABC 的重心;由P A →·PB →=PB →·PC →=PC →·P A →,得P A →·PB →-PB →·PC →=PB →·CA →=0,则点P 在AC 边的垂线上,同理可得点P 在其他边的垂线上,所以点P 为△ABC 的垂心.【答案】 C11.设向量a =(a 1,a 2),b =(b 1,b 2),定义一种向量积:a ⊗b =(a 1,a 2)⊗(b 1,b 2)=(a 1b 1,a 2b 2).已知向量m =⎪⎭⎫ ⎝⎛4,21,n =⎪⎭⎫⎝⎛0,6π,点P 在y =cos x 的图象上运动,点Q 在y =f (x )的图象上运动,且满足OQ →=m ⊗OP →+n (其中O 为坐标原点),则y =f (x )在区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡3,6ππ上的最大值是( )A .4B .2C .2 2D .2 3【解析】 因为点P 在y =cos x 的图象上运动,所以设点P 的坐标为(x 0,cos x 0),设Q 点的坐标为(x ,y ),则OQ →=m ⊗OP →+n ⇒(x ,y )=⎪⎭⎫ ⎝⎛4,21⊗(x 0,cos x 0)+⎪⎭⎫ ⎝⎛0,6π⇒(x ,y )=⎪⎭⎫ ⎝⎛+00cos 4,621x x π⇒⎩⎪⎨⎪⎧x =12x 0+π6,y =4cos x 0,即⎪⎩⎪⎨⎧=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=00cos 462xy x x π⇒y =4cos ⎪⎭⎫ ⎝⎛-32πx , 即f (x )=4cos ⎪⎭⎫⎝⎛-32πx ,当x ∈⎥⎦⎤⎢⎣⎡3,6ππ时, 由π6≤x ≤π3⇒π3≤2x ≤2π3⇒0≤2x -π3≤π3, 所以12≤cos ⎪⎭⎫ ⎝⎛-32πx ≤1⇒2≤4cos ⎪⎭⎫ ⎝⎛-32πx ≤4,所以函数y =f (x )在区间⎥⎦⎤⎢⎣⎡3,6ππ的最大值是4,故选A. 【答案】 A 二、填空题12.如图,在平行四边形ABCD 中,E 和F 分别在边CD 和BC 上,且DC →=3 DE →,BC →=3 BF →,若AC →=mAE →+nAF →,其中m ,n ∈R ,则m +n =________.【解析】 由题设可得AE →=AD →+DE →=AD →+13DC →=AD →+13AB →,AF →=AB →+BF →=AB →+13AD →=AB→+13AD →,又AC →=mAE →+nAF →,故AC →=mAD →+13mAB →+nAB →+13nAD →=(13m +n )AB →+(m +13n )AD →,而AC →=12(AB →+AD →),故⎩⎨⎧13m +n =12m +13n =12⇒m +n =32.故应填答案32.【答案】 3213.若函数f (x )=2sin ⎪⎭⎫⎝⎛+48ππx (-2<x <14)的图象与x 轴交于点A ,过点A 的直线l与函数f (x )的图象交于B 、C 两点,O 为坐标原点,则(OB →+OC →)·OA →=________.【解析】 ∵-2<x <14,∴f (x )=0的解为x =6,即A (6,0),而A (6,0)恰为函数f (x )图象的一个对称中心,∴B 、C 关于A 对称,∴(OB →+OC →)·OA →=2OA →·OA →=2|OA |2=2×36=72. 【答案】 7214.在直角三角形ABC 中,点D 是斜边AB 的中点,点P 为线段CD 的中点, 则|P A →|2+|PB →|2|PC →|2=________.【解析】 建立如图所示的平面直角坐标系, 设|CA →|=a ,|CB →|=b ,则A (a,0),B (0,b ) ∵点D 是斜边AB 的中点,∴D ⎪⎭⎫⎝⎛2,2b a , ∵点P 为线段CD 的中点,∴P ⎪⎭⎫⎝⎛4,4b a ∴|PC →|2=24⎪⎭⎫ ⎝⎛a +24⎪⎭⎫ ⎝⎛b =a 216+b 216|PB →|2=24⎪⎭⎫ ⎝⎛a +24⎪⎭⎫ ⎝⎛-b b =a 216+9b 216|P A →|2=24⎪⎭⎫ ⎝⎛-a a +24⎪⎭⎫ ⎝⎛b =9a 216+b 216∴|P A →|2+|PB →|2=9a 216+b 216+a 216+9b 216=10⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+161622b a =10|PC →|2,∴|P A →|2+|PB →|2|PC →|2=10.【答案】 1015.在△ABC 中,AB ⊥AC ,AB =1t ,AC =t ,P 是△ABC 所在平面内一点,若AP →=4AB →|AB →|+AC →|AC →|,则△PBC 面积的最小值为________.【解析】 由题意建立如图所示的坐标系,可得A (0,0),B ⎪⎭⎫ ⎝⎛0,1t ,C (0,t ),∵AP →=4AB →|AB →|+AC →|AC →|=(4,0)+(0,1)=(4,1),∴P (4,1);又|BC |=221⎪⎭⎫⎝⎛+t t ,BC 的方程为tx +y t =1,∴点P 到直线BC 的距离为d =221114⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+t t t t ,∴△PBC 的面积为S =12·|BC |·d=12·221⎪⎭⎫ ⎝⎛+t t ·221114⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+t t t t=12|4t +1t -1|≥12·|24t ·1t -1|=32, 当且仅当4t =1t ,即t =12时取等号,∴△PBC 面积的最小值为32.【答案】 32。
考前回归知识必备*1 集合与常用逻辑用语集合与常用逻辑用语集合概念一组对象的全体.,x A x A∈∉。
元素特点:互异性、无序性、确定性。
关系子集x A x B A B∈⇒∈⇔⊆。
A∅⊆;,A B B C A C⊆⊆⇒⊆n个元素集合子集数2n。
真子集00,,x A x B x B x A A B∈⇒∈∃∈∉⇔⊂相等,A B B A A B⊆⊆⇔=运算交集{}|,x xB x BA A∈∈=且()()()U U UC A B C A C B=()()()U U UC A B C A C B=()U UC C A A=并集{}|,x xB x BA A∈∈=或补集{}|Ux x UC A x A∈=∉且常用逻辑用语命题概念能够判断真假的语句。
四种命题原命题:若p,则q原命题与逆命题,否命题与逆否命题互逆;原命题与否命题、逆命题与逆否命题互否;原命题与逆否命题、否命题与逆命题互为逆否。
互为逆否的命题等价。
逆命题:若q,则p否命题:若p⌝,则q⌝逆否命题:若q⌝,则p⌝充要条件充分条件p q⇒,p是q的充分条件若命题p对应集合A,命题q对应集合B,则p q⇒等价于A B⊆,p q⇔等价于A B=。
必要条件p q⇒,q是p的必要条件充要条件p q⇔,,p q互为充要条件逻辑连接词或命题p q∨,,p q有一为真即为真,,p q均为假时才为假。
类比集合的并且命题p q∧,,p q均为真时才为真,,p q有一为假即为假。
类比集合的交非命题p⌝和p为一真一假两个互为对立的命题。
类比集合的补量词全称量词∀,含全称量词的命题叫全称命题,其否定为特称命题。
存在量词∃,含存在量词的命题叫特称命题,其否定为全称命题。
向量OZ向量OZ的模叫做复数的模,向量既有大小又有方向的量,表示向量的有向线段的长度叫做该向量的模。
0向量0与任一非零向量共线】方向相同或者相反的两个非零向量叫做平行向量,也叫共线向量。
,a b 的夹角记为,a b >。
第二讲 复数、平面向量微专题1 复数常考常用结论1.已知复数z =a +b i(a ,b ∈R ),则(1)当b =0时,z ∈R ;当b ≠0时,z 为虚数;当a =0,b ≠0时,z 为纯虚数. (2)z 的共轭复数z ̅=a -b i. (3)z 的模|z |=√a 2+b 2. 2.已知i 是虚数单位,则 (1)(1±i)2=±2i ,1+i 1−i =i ,1−i1+i =-i.(2)i 4n =1,i 4n +1=i ,i 4n +2=-1,i 4n +3=-i.保 分 题1.[2022·新高考Ⅱ卷](2+2i)(1-2i)=( ) A .-2+4i B .-2-4i C .6+2i D .6-2i 2.[2022·全国甲卷]若z =1+i ,则|i z +3z ̅|=( ) A .4√5 B .4√2 C .2√5D .2√23.[2022·全国乙卷]已知z =1-2i ,且z +a z ̅+b =0,其中a ,b 为实数,则( ) A .a =1,b =-2 B .a =-1,b =2 C .a =1,b =2 D .a =-1,b =-2提 分 题例1 (1)[2022·福建漳州一模]已知z =|√3i -1|+11+i,则在复平面内z 对应的点位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限(2)[2022·山东潍坊二模](多选)若复数z 1=2+3i ,z 2=-1+i ,其中i 是虚数单位,则下列说法正确的是( )A .z1z 2∈RB.z 1·z 2̅̅̅̅̅̅̅̅=z 1̅·z 2̅C .若z 1+m (m ∈R )是纯虚数,那么m =-2D .若z 1,z 2在复平面内对应的向量分别为OA ⃗⃗⃗⃗⃗ ,OB ⃗⃗⃗⃗⃗ (O 为坐标原点),则|AB⃗⃗⃗⃗⃗ |=5 听课笔记:【技法领悟】复数的代数运算的基本方法是运用运算法则,可以通过对代数式结构特征的分析,灵活运用i 的幂的性质、运算法则来优化运算过程.巩固训练11.[2022·山东泰安二模]已知复数z =3−i 1−2i,i 是虚数单位,则复数z ̅-4在复平面内对应的点位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限2.[2022·河北保定二模](多选)已知复数z 满足方程(z 2-4)(z 2-4z +5)=0,则( )A .z 可能为纯虚数B .方程各根之和为4C .z 可能为2-iD .方程各根之积为-20微专题2 平面向量常考常用结论1.平面向量的两个定理 (1)向量共线定理:向量a (a ≠0)与b 共线的充要条件是:存在唯一一个实数λ,使b =λa . (2)平面向量基本定理:如果e 1,e 2是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,有且只有一对实数λ1,λ2,使a =λ1e 1+λ2e 2,其中e 1,e 2是一组基底.2.平面向量的坐标运算设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),其中b ≠0,θ为a 与b 的夹角. (1)a ∥b ⇔x 1y 2-x 2y 1=0.(2)a ·b =|a ||b |cos θ=x 1x 2+y 1y 2. (3)a ⊥b ⇔x 1x 2+y 1y 2=0.(4)|a |=√a ·a =√x 12+y 12.(5)cos θ=a·b|a ||b |=1212√x 1+y 1 √x 2+y 2.保 分 题1.△ABC 中,E 是边BC 上靠近B 的三等分点,则向量AE⃗⃗⃗⃗⃗ =( ) A .13AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +13AC ⃗⃗⃗⃗⃗ B .13AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +23AC ⃗⃗⃗⃗⃗ C .23AB⃗⃗⃗⃗⃗ +13AC ⃗⃗⃗⃗⃗ D .23AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +23AC ⃗⃗⃗⃗⃗ 2.[2022·全国乙卷]已知向量a ,b 满足|a |=1,|b |=√3,|a -2b |=3,则a ·b =( ) A .-2 B .-1 C .1 D .2 3.[2022·全国甲卷]已知向量a =(m ,3),b =(1,m +1),若a ⊥b ,则m =________.提 分 题例2 (1)[2022·河北石家庄二模]在平行四边形ABCD 中,M ,N 分别是AD ,CD 的中点,若BM⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,BN ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,则BD ⃗⃗⃗⃗⃗ =( ) A .34a +23b B .23a +23bC .34a +34bD .23a +34b(2)[2022·山东济宁一模]等边三角形ABC 的外接圆的半径为2,点P 是该圆上的动点,则PA ⃗⃗⃗⃗ ·PB⃗⃗⃗⃗⃗ +PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ 的最大值为( ) A .4 B .7 C .8 D .11 听课笔记:【技法领悟】求解向量数量积最值问题的两种思路1.直接利用数量积公式得出代数式,依据代数式求最值.2.建立平面直角坐标系,通过坐标运算得出函数式,转化为求函数的最值.巩固训练21.[2022·山东济南二模]在等腰梯形ABCD 中,AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =-2CD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,M 为BC 的中点,则AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =( )A .12AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +12AD ⃗⃗⃗⃗⃗ B .34AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +12AD ⃗⃗⃗⃗⃗ C .34AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +14AD⃗⃗⃗⃗⃗ D .12AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +34AD⃗⃗⃗⃗⃗ 2.[2022·福建漳州二模]已知△ABC 是边长为2的正三角形,P 为线段AB 上一点(包含端点),则PB⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ 的取值范围为( ) A .[-14,2] B .[-14,4] C .[0,2]D .[0,4]第二讲 复数、平面向量微专题1 复数保分题1.解析:(2+2i)(1-2i)=2-4i +2i -4i 2=2-2i +4=6-2i.故选D. 答案:D2.解析:因为z =1+i ,所以z ̅=1-i ,所以i z +3z ̅=i(1+i)+3(1-i)=2-2i ,所以|i z +3z ̅|=|2-2i|=√22+(−2)2=2√2.故选D. 答案:D3.解析:由z =1-2i 可知z ̅=1+2i.由z +a z ̅+b =0,得1-2i +a (1+2i)+b =1+a +b +(2a -2)i =0.根据复数相等,得{1+a +b =0,2a −2=0,解得{a =1,b =−2.故选A.答案:A提分题[例1] 解析:(1)∵z =|√3i -1|+11+i = √(√3)2+(−1)2+1−i1−i 2=2+1−i 2=52−12i ,∴复平面内z 对应的点(52,-12)位于第四象限. (2)对于A ,z1z 2=2+3i −1+i=(2+3i )(−1−i )(−1+i )(−1−i )=1−5i 2=12−52i ,A 错误;对于B ,∵z 1·z 2=(2+3i)(-1+i)=-5-i ,∴z 1·z 2̅̅̅̅̅̅̅̅=-5+i ;又z 1̅·z 2̅=(2-3i)(-1-i)=-5+i ,∴z 1·z 2̅̅̅̅̅̅̅̅=z 1̅·z 2̅,B 正确;对于C ,∵z 1+m =2+m +3i 为纯虚数,∴m +2=0,解得:m =-2,C 正确; 对于D ,由题意得:OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =(2,3),OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =(-1,-1),∴AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =OB ⃗⃗⃗⃗⃗ −OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =(-3,-4),∴|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |=√9+16=5,D 正确.答案:(1)D (2)BCD [巩固训练1]1.解析:z =3−i1−2i =(3−i )(1+2i )(1−2i )(1+2i )=5+5i 5=1+i ,则z ̅-4=1-i -4=-3-i ,对应的点位于第三象限.故选C.答案:C2.解析:由(z 2-4)(z 2-4z +5)=0,得z 2-4=0或z 2-4z +5=0, 即z 2=4或(z -2)2=-1,解得:z =±2或z =2±i ,显然A 错误,C 正确; 各根之和为-2+2+(2+i)+(2-i)=4,B 正确; 各根之积为-2×2×(2+i)(2-i)=-20,D 正确. 答案:BCD微专题2 平面向量保分题1.解析:因为点E 是BC 边上靠近B 的三等分点,所以BE ⃗⃗⃗⃗⃗ =13BC ⃗⃗⃗⃗⃗ , 所以AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BE ⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +13BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +13(BA ⃗⃗⃗⃗⃗ +AC ⃗⃗⃗⃗⃗ )=23AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +13AC ⃗⃗⃗⃗⃗ .故选C. 答案:C2.解析:将|a -2b |=3两边平方,得a 2-4a ·b +4b 2=9.因为|a |=1,|b |=√3,所以1-4a ·b +12=9,解得a ·b =1.故选C.答案:C3.解析:由a ⊥b ,可得a ·b =(m ,3)·(1,m +1)=m +3m +3=0,所以m =-34. 答案:-34提分题[例2] 解析:(1)如图所示,设AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =m ,AD⃗⃗⃗⃗⃗ =n ,且BD ⃗⃗⃗⃗⃗ =x a +y b ,则BD ⃗⃗⃗⃗⃗ =x a +y b =x (12n -m )+y (n -12m )=(12x +y )n -(x +12y )m , 又因为BD⃗⃗⃗⃗⃗ =n -m , 所以{12x +y =1x +12y =1,解得x =23,y =23,所以BD ⃗⃗⃗⃗⃗ =23a +23b . 故选B.(2)如图,等边三角形ABC ,O 为等边三角形ABC 的外接圆的圆心,以O 为原点,AO 所在直线为y 轴,建立直角坐标系.因为AO =2,所以A (0,2),设等边三角形ABC 的边长为a ,则asin A =asin 60°=2R =4,所以a =2√3,则B (-√3,-1),C (√3,-1).又因为P 是该圆上的动点,所以设P (2cos θ,2sin θ),θ∈[0,2π), PA ⃗⃗⃗⃗ =(-2cos θ,2-2sin θ),PB⃗⃗⃗⃗⃗ =(-√3-2cos θ,-1-2sin θ),PC ⃗⃗⃗⃗ =(√3-2cos θ,-1-2sin θ),PA ⃗⃗⃗⃗ ·PB ⃗⃗⃗⃗⃗ +PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ =-2cos θ(-√3-2cos θ)+(2-2sin θ)(-1-2sin θ)+(-√3-2cos θ)(√3-2cos θ)+(-1-2sin θ)(-1-2sin θ)=3+1+2sin θ+2√3cos θ=4+4sin (θ+π3),因为θ∈[0,2π),θ+π3∈[π3,7π3),sin (θ+π3)∈[-1,1],所以当sin (θ+π3)=1时,PA ⃗⃗⃗⃗ ·PB⃗⃗⃗⃗⃗ +PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ 的最大值为8.故选C.答案:(1)B (2)C [巩固训练2]1.解析:取AD 中点N ,连接MN ,∵AB⃗⃗⃗⃗⃗ =-2CD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,∴AB ∥CD ,|AB |=2|CD |, 又M 是BC 中点,∴MN ∥AB ,且|MN |=12(|AB |+|CD |)=34|AB |, ∴AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AN ⃗⃗⃗⃗⃗ +NM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =12AD ⃗⃗⃗⃗⃗ +34AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ,故选B. 答案:B 2.解析:以AB 中点O 为坐标原点,OB ⃗⃗⃗⃗⃗ ,OC⃗⃗⃗⃗⃗ 正方向为x ,y 轴可建立如图所示平面直角坐标系,则A (-1,0),B (1,0),C (0,√3),设P (m ,0)(-1≤m ≤1),∴PB⃗⃗⃗⃗⃗ =(1-m ,0),PC ⃗⃗⃗⃗ =(-m ,√3), ∴PB⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ =m 2-m =(m -12)2-14, 则当m =12时,(PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ )min =-14;当m =-1时,(PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ )max =2; ∴PB⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ 的取值范围为[-14,2].故选A. 答案:A。
2.复数、平面向量考向1 复数的概念、运算及几何意义1.(2022·河南开封一模)设(1+i 4n+3)z=i,n ∈Z ,则在复平面内,复数z 对应的点位于( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限2.(2022·全国甲·理1)若z=-1+√3i,则zz -1=( )A.-1+√3iB.-1-√3iC.-13+√33iD.-13−√33i3.(2022·全国乙·理2)已知z=1-2i,且z+a z +b=0,其中a ,b 为实数,则( ) A.a=1,b=-2 B.a=-1,b=2 C.a=1,b=2 D.a=-1,b=-24.(2022·山东潍坊一模)已知复数z 满足z+3=4z +5i,则在复平面内复数z 对应的点在( )A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限 5.(2022·新高考Ⅰ·2)若i(1-z )=1,则z+z =( ) A.-2B.-1C.1D.2考向2 平面向量的概念及线性运算6. (2022·河南名校联盟一模)如图,在△ABC 中,点M 是AB 上的点且满足AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =3MB ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,P 是CM 上的点,且MP ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =15MC ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,设AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,则AP ⃗⃗⃗⃗⃗ =( )A.12a +14b B.35a +15b C.14a +12bD.310a +35b7.(2022·河南名校联盟一模)下列关于平面向量的说法正确的是( ) A.若AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ,CD ⃗⃗⃗⃗⃗ 共线,则点A ,B ,C ,D 必在同一直线上 B.若a ∥b 且b ∥c ,则a ∥cC.若G 为△ABC 的外心,则GA ⃗⃗⃗⃗⃗ +GB⃗⃗⃗⃗⃗ +GC ⃗⃗⃗⃗⃗ =0 D.若O 为△ABC 的垂心,则OA ⃗⃗⃗⃗⃗ ·OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =OB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·OC⃗⃗⃗⃗⃗ =OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ·OA ⃗⃗⃗⃗⃗ 8.(2022·新高考Ⅰ·3)在△ABC 中,点D 在边AB 上,BD=2DA.记CA ⃗⃗⃗⃗⃗ =m ,CD ⃗⃗⃗⃗⃗ =n ,则CB ⃗⃗⃗⃗⃗ =( ) A.3m -2nB.-2m +3nC.3m +2nD.2m +3n9.(2022·河南许昌质检)正方形ABCD 中,P ,Q 分别是边BC ,CD 的中点,AP ⃗⃗⃗⃗⃗ =x AC ⃗⃗⃗⃗⃗ +y BQ ⃗⃗⃗⃗⃗ ,则x=( ) A.1113B.65C.56D.3210.(2022·河南名校联盟一模)如图,在同一个平面内,向量OA ⃗⃗⃗⃗⃗ 与OC ⃗⃗⃗⃗⃗ 的夹角为α,且tan α=7,向量OB ⃗⃗⃗⃗⃗ 与OC ⃗⃗⃗⃗⃗ 的夹角为45°,且|OA ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|OB ⃗⃗⃗⃗⃗ |=1,|OC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=√2.若OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =m OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +n OB ⃗⃗⃗⃗⃗ (m ∈R ,n ∈R ),则n-m= . 考向3 平面向量的数量积11.(2022·新高考Ⅱ·4)已知向量a =(3,4),b =(1,0),c =a +t b ,若<a ,c >=<b ,c >,则实数t=( ) A.-6 B.-5C.5D.612. (2022·新高考八省第二次T8联考)如图,在同一平面内沿平行四边形ABCD 两边AB ,AD 向外分别作正方形ABEF ,正方形ADMN ,其中AB=2,AD=1,∠BAD=π4,则AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ·FN ⃗⃗⃗⃗⃗=( )A.-2√2B.2√2C.0D.-1 13.(2022·山东威海期末)已知向量a ,b 满足|a |=|b |=2,且a -b 在a 上的投影为2+√3,则<a ,b >=( )A.π6 B.π3C.2π3D.5π614.(2022·山东潍坊期末)已知正方形ABCD 的边长为2,MN 是它的内切圆的一条弦,点P 为正方形四条边上的动点,当弦MN 的长度最大时,PM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·PN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 的取值范围是( ) A.[0,1]B.[0,√2]C.[1,2]D.[-1,1]15.(2022·山东济宁一模)等边三角形ABC 的外接圆的半径为2,点P 是该圆上的动点,则PA⃗⃗⃗⃗⃗ ·PB ⃗⃗⃗⃗⃗ +PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗⃗ 的最大值为( ) A.4 B.7C.8D.111 3,且|a|=1,|b|=3,则(2a+b)·b=.16.(2022·全国甲·理13)设向量a,b的夹角的余弦值为2.复数、平面向量1.B 解析: ∵i 4n+3=i 4n ·i 3=-i, ∴(1+i 4n+3)z=(1-i)z=i, ∴z=i1-i =i (1+i )(1-i )(1+i )=-12+12i,∴复数z 在复平面内对应的点为-12,12位于第二象限. 故选B . 2.C 解析: zz -1=√3i(-1+√3i )(-1-√3i )-1=√3i(-1)2+(√3)2-1=-13+√33i,故选C .3.A 解析: ∵z=1-2i, ∴z =1+2i,∴z+a z +b=1-2i +a (1+2i)+b=a+b+1+(2a-2)i =0, ∴{a +b +1=0,2a -2=0, 解得{a =1,b =-2.故选A .4.A 解析: 设z=x+y i,x ,y ∈R ,则z =x-y i,由z+3=4z +5i 得(x+y i)+3=4(x-y i)+5i,即(x+3)+y i =4x+(5-4y )i,于是得{x +3=4x ,y =5-4y ,解得x=y=1,则有z=1+i 对应的点为(1,1),所以在复平面内复数z 对应的点在第一象限. 故选A .5.D 解析: ∵i(1-z )=1, ∴z=i -1i=1+i, ∴z =1-i . ∴z+z =2. 故选D .6.B 解析: AP ⃗⃗⃗⃗⃗ =AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +MP ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +15MC ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +15(AC ⃗⃗⃗⃗⃗ −AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=45AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +15AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =45×34AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +15AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =35a +15b .7.D 解析: 若AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ,CD ⃗⃗⃗⃗⃗ 共线,则直线AB 与CD 平行或重合,∴点A ,B ,C ,D 不一定在同一直线上,A 错;当b =0时,满足a ∥b 且b ∥c ,不能得出a ∥c ,B 错; 当G 为△ABC 的重心,则GA⃗⃗⃗⃗⃗ +GB ⃗⃗⃗⃗⃗ +GC ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,C 错; 若O 为△ABC 的垂心,则OB ⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,∴OB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =0, 即OB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·(OC ⃗⃗⃗⃗⃗ −OA ⃗⃗⃗⃗⃗ )=0,∴OA ⃗⃗⃗⃗⃗ ·OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =OB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,同理OB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =OC ⃗⃗⃗⃗⃗ ·OA ⃗⃗⃗⃗⃗ ,∴D 正确,故选D . 8.B解析: 如图.∵BD=2DA ,∴AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =3AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,∴CB ⃗⃗⃗⃗⃗ =CA ⃗⃗⃗⃗⃗ +AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =CA ⃗⃗⃗⃗⃗ +3AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =CA ⃗⃗⃗⃗⃗ +3(CD ⃗⃗⃗⃗⃗ −CA ⃗⃗⃗⃗⃗ )=-2CA ⃗⃗⃗⃗⃗ +3CD ⃗⃗⃗⃗⃗ . 又CA ⃗⃗⃗⃗⃗ =m ,CD ⃗⃗⃗⃗⃗ =n ,所以CB ⃗⃗⃗⃗⃗ =-2m +3n . 故选B .9.C 解析: ∵P ,Q 分别是正方形边BC ,CD 的中点,∴AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +A D ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,AP ⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +12AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,BQ ⃗⃗⃗⃗⃗ =-12AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,∴AP ⃗⃗⃗⃗⃗ =x AC ⃗⃗⃗⃗⃗ +y BQ ⃗⃗⃗⃗⃗ =x (AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ )+y -12AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =x-12y AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +(x+y )AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +12AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,∴{x -12y =1,x +y =12,∴{x =56,y =-13,故选C . 10.12解析: 由题意在题图中以O 为原点,OA ⃗⃗⃗⃗⃗ 方向为x 轴非负半轴,过O 与OA 垂直向上为y 轴正方向建立平面直角坐标系(图略),则A (1,0),∵向量OA ⃗⃗⃗⃗⃗ 与OC ⃗⃗⃗⃗⃗ 的夹角为α, tan α=7,∴cos α=√210,sin α=7√210, 又|OC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=√2,∴C15,75,cos(α+45°)=-35,sin(α+45°)=45,∴B -35,45, ∵OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =m OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +n OB ⃗⃗⃗⃗⃗ ,∴15,75=m (1,0)+n -35,45,∴{m -35n =15,45n =75,解得{m =54,n =74,∴n-m=12. 11.C 解析: 由题意得c =(3+t ,4),cos <a ,c >=cos <b ,c >,故9+3t+16|c |×5=3+t|c |×1,解得t=5.故选C .12.C 解析: AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ·FN ⃗⃗⃗⃗⃗ =(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ )·(FA ⃗⃗⃗⃗⃗ +AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·FA ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ·FA ⃗⃗⃗⃗⃗ +A A ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =0+|AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ||FA ⃗⃗⃗⃗⃗ |cos π4+|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ||AN⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |cos 3π4+0=√2−√2=0.选C . 13.D 解析: (a -b )·a =|a -b ||a |cos <a -b ,a >=(2+√3)·2, 即a 2-a ·b =4+2√3,a ·b =-2√3.所以|a ||b |cos <a ,b >=-2√3,cos <a ,b >=-√32,<a ,b >=5π6.14.A 解析: 由题当弦MN 长度最大时,即MN 为直径,设弦MN 的中点为O ,由题意,PM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·PN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(PO ⃗⃗⃗⃗⃗ +OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )·(PO ⃗⃗⃗⃗⃗ +ON ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )=PO ⃗⃗⃗⃗⃗ 2−14MN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 2=PO ⃗⃗⃗⃗⃗ 2-1=|PO ⃗⃗⃗⃗⃗ 2|-1,由1≤|PO ⃗⃗⃗⃗⃗ |≤√2,得PM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·PN⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 的取值范围是[0,1]. 15.C解析: 如图所示,建立平面直角坐标系,设△ABC 的边长为a ,则asinA =2R=4(R 为△ABC 外接圆半径),所以a=2√3,A (0,3),B (-√3,0),C (√3,0),△ABC 的外接圆的方程为x 2+(y-1)2=4,设P 点坐标为(2cos θ,1+2sin θ),θ∈R ,PA ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PB ⃗⃗⃗⃗⃗ +PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗⃗ =PB ⃗⃗⃗⃗⃗ (PA ⃗⃗⃗⃗⃗ +PC ⃗⃗⃗⃗⃗ )=4+2√3cos θ+2sin θ=4+4cos θ-π6≤8,当cos θ-π6=1时,等号成立.故选C .。
一、选择题1.在下列向量组中,可以把向量a =(3,2)表示出来的是( ) A .e 1=(0,0),e 2=(1,2) B .e 1=(-1,2),e 2=(5,-2) C .e 1=(3,5),e 2=(6,10) D .e 1=(2,-3),e 2=(-2,3) 答案 B解析 可依据向量共线不行以作为基底来推断. ∵A 、C 、D 中e 1与e 2共线,故选B.2.已知向量a =(k,3),b =(1,4),c =(2,1),且(2a -3b )⊥c ,则实数k =( ) A .-92 B .0 C .3 D.152答案 C解析 2a -3b =(2k -3,-6),由(2a -3b )⊥c ,得4k -6-6=0,解得k =3.选C.3.若向量a 、b 满足:|a |=1,(a +b )⊥a ,(2a +b )⊥b ,则|b |=( ) A .2 B. 2 C .1 D.22 答案 B 解析由题意得⎩⎨⎧(a +b )·a =a 2+a ·b =0,(2a +b )·b =2a ·b +b 2=0⇒-2a 2+b 2=0,即-2|a |2+|b |2=0,又|a |=1,∴|b |= 2.故选B.4.设O 为△ABC 内部的一点,且OA →+OB →+2OC →=0,则△AOC 的面积与△BOC 的面积之比为( )A.32B.53 C .2 D .1答案 D解析 ∵OA →+OB →+2OC →=0,∴OA →+OB →=-2OC →=2OD →(D 为边AB 的中点),画出图形如图所示,则点A ,B 到OC 的距离相等,OC 边公用,则△AOC ,△BOC 的面积相等,选D.5.已知向量a =(cos θ,-2),b =(sin θ,1),且a ∥b .则tan ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4等于( )A .3B .-3 C.13 D .-13答案 B解析 由a ∥b 得cos θ+2sin θ=0,∴tan θ=-12,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=tan θ-11+tan θ=-3.故选B.6.[2021·长春质监(三)]已知|a |=1,|b |=2,且a ⊥(a -b ),则向量a 与向量b 的夹角为( )A.π6B.π4。
第3讲平面向量1.(2017江苏兴化第一中学月考)已知向量a=(1,x),b=(-2,1),若a⊥b,则实数x= .2.(2017江苏南通中学期末)化简:sin13°cos17°+sin17°cos13°=.3.(2018江苏五校学情检测)向量a=(2,-6),b=(-1,m),若a∥b,则实数m的值为.4.已知|a|=2,|b|=3,a与b的夹角为60°,则|a-3b|= .5.(2017江苏宿迁期末)若sin(α-π6)=13,其中π<α<76π,则sin(2π3-α)的值为.6.若函数f(x)=2sin(ωx+φ)(α>0,|α|<π2)在一个周期内的图象如图所示,M,N分别是图象的最高点和最低点,横坐标分别为1,7.记点P(2,f(2)),点Q(5,f(5)),则αα⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·αα⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 的值为.7.若函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象与直线y=m的三个相邻交点的横坐标分别是π6,π3,2π3,则实数ω的值为.8.(2018江苏南京多校段考)已知向量a=(cosθ,sinθ),b=(2,-1).(1)若a⊥b,求sinα-cosαsinα+cosα的值;(2)若|a-b|=2,θ∈(0,π2),求sin(α+π4)的值.9.(2017江苏盐城高三期中)设直线x=-π6是函数f(x)=sinx+acosx的图象的一条对称轴.(1)求函数f(x)的最大值及取得最大值时x的值;(2)求函数f(x)在[0,π]上的减区间.答案精解精析1.答案 2解析 由a⊥b 得a·b=-2+x=0,则x=2. 2.答案 12解析 原式=sin(13°+17°)=sin30°=12.3.答案 3解析 由a∥b 得2m=6,解得m=3. 4.答案 √67解析 a·b=|a|·|b|cos60°=3,则|a-3b|=√(α-3α)2=√4-18+81=√67.5.答案 -2√23解析 由π<α<7π6得5π6<α-π6<π,又sin (α-π6)=13,则cos (α-π6) =-√1-sin 2(α-π6)=-2√23,则sin (2π3-α)=sin [π2-(α-π6)]=cos (α-π6)=-2√23.6.答案 √3-4解析 由图象可得最小正周期T=12=2πα,即ω=π6,M(1,2),N(7,-2)在图象上,则f(1)=2sin (π6+φ)=2,|φ|<π2,则φ=π3,则f(x)=2sin (π6x +π3),则f(2)=2sin2π3=√3,f(5)=2sin7π6=-1,故P(2,√3),Q(5,-1),所以αα⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·αα⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(1,√3-2)·(-2,1)=-2+√3-2=√3-4. 7.答案 4解析 由题意可得该函数的最小正周期T=2π3-π6=π2,则ω=2πα=4.8.解析 (1)由a⊥b 可知,a·b=2cosθ-sinθ=0,所以sinθ=2cosθ,所以sin α-cos αsin α+cos α=2cos α-cos α2cos α+cos α=13. (2)由a-b=(cosθ-2,sinθ+1)可得|a-b|=√(cos α-2)2+(sin α+1)2=√6-4cos α+2sin α=2, 即1-2cosθ+sinθ=0.①又cos 2θ+sin 2θ=1,且θ∈(0,π2),②由①②可解得{sin α=35,cos α=45,所以sin (α+π4)=√22(sinθ+cosθ)=√22×(35+45)=7√210. 9.解析 (1)∵直线x=-π6是函数f(x)的图象的一条对称轴, ∴f (-π6+x )=f (-π6-x )对x∈R 恒成立.∴sin (-π6+x )+acos (-π6+x )=sin (-π6-x )+acos (-π6-x )对x∈R 恒成立,即(a+√3)sinx=0对x∈R 恒成立,得a=-√3. 从而f(x)=sinx-√3cosx=2sin (α-π3). 故当x-π3=2kπ+π2(k∈Z),即x=2kπ+5π6(k∈Z)时,f(x)取得最大值2.(2)由2kπ+π2≤x -π3≤2kπ+3π2,解得2kπ+5π6≤x≤11π6+2kπ,k∈Z.取k=0,可得函数f(x)在[0,π]上的减区间为[5π6,π].精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。
一、选择题1.在下列向量组中,可以把向量a =(3,2)表示出来的是( ) A .e 1=(0,0),e 2=(1,2) B .e 1=(-1,2),e 2=(5,-2) C .e 1=(3,5),e 2=(6,10) D .e 1=(2,-3),e 2=(-2,3) 答案 B解析 可根据向量共线不可以作为基底来判断. ∵A 、C 、D 中e 1与e 2共线,故选B.2.已知向量a =(k,3),b =(1,4),c =(2,1),且(2a -3b )⊥c ,则实数k =( )A .-92 B .0 C .3 D.152答案 C解析 2a -3b =(2k -3,-6),由(2a -3b )⊥c ,得4k -6-6=0,解得k =3.选C.3.若向量a 、b 满足:|a |=1,(a +b )⊥a ,(2a +b )⊥b ,则|b |=( ) A .2 B. 2 C .1 D.22 答案 B 解析由题意得⎩⎨⎧(a +b )·a =a 2+a ·b =0,(2a +b )·b =2a ·b +b 2=0⇒-2a 2+b 2=0,即-2|a |2+|b |2=0,又|a |=1,∴|b |= 2.故选B.4.设O 为△ABC 内部的一点,且OA →+OB →+2OC →=0,则△AOC 的面积与△BOC 的面积之比为( )A.32B.53 C .2 D .1答案 D解析 ∵OA →+OB →+2OC →=0,∴OA →+OB →=-2OC →=2OD →(D 为边AB 的中点),画出图形如图所示,则点A ,B 到OC 的距离相等,OC 边公用,则△AOC ,△BOC 的面积相等,选D.5.已知向量a =(cos θ,-2),b =(sin θ,1),且a ∥b .则tan ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4等于( )A .3B .-3 C.13 D .-13答案 B解析 由a ∥b 得cos θ+2sin θ=0,∴tan θ=-12,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=tan θ-11+tan θ=-3.故选B.6.[2015·长春质监(三)]已知|a |=1,|b |=2,且a ⊥(a -b ),则向量a 与向量b 的夹角为( )A.π6B.π4C.π3D.2π3答案 B解析 ∵a ⊥(a -b ),∴a ·(a -b )=a 2-a ·b =0,∴a ·b =a 2,∵|a |=1,|b |=2,∴cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b |=a 2|a ||b |=22,∴向量a 与向量b 的夹角为π4,故选B.7.已知向量a ,b 的夹角为120°,且|a |=2,|b |=3,则向量2a +3b 在向量2a +b 方向上的投影为( )A.191313B.61313C.566D.8313答案 A解析 2a +3b 在向量2a +b 上的投影为|2a +3b |cos θ=(2a +3b )·(2a +b )|2a +b |=4a 2+8a·b +3b 24a 2+4a·b +b2=191313.8.[2015·湖北八校二联]在等腰△ABC 中,∠BAC =90°,AB =AC =2,BC →=2BD →,AC →=3AE →,则AD →·BE →的值为( )A .-43 B .-13 C.13 D.43 答案 A解析 AD →=12(AB →+AC →),BE →=AE →-AB →=13AC →-AB →∴AD →·BE →=12(AB →+AC →)·⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13AC →-AB →=12⎝⎛13AC →2⎭⎪⎫-AB →2=-43. 9.对于平面向量a ,b ,给出下列四个命题: 命题p 1:若a ·b >0,则a 与b 的夹角为锐角; 命题p 2:“|a ·b |=|a ||b |”是“a ∥b ”的充要条件;命题p 3:当a ,b 为非零向量时,“a +b =0”是“|a +b |=||a |-|b ||成立”的充要条件;命题p 4:若|a +b |=|b |,则|2b |≥|a +2b |. 其中的真命题是( ) A .p 1,p 3 B .p 2,p 4 C .p 1,p 2 D .p 3,p 4答案 B解析 解法一:对于命题p 1,当向量a ,b 共线且同向时,它们的夹角不是锐角,但它们的数量积为正,所以命题p 1是假命题.对于命题p 2,因为a ·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉,又|a ·b |=|a ||b |,所以|cos 〈a ,b 〉|=1,所以〈a ,b 〉=0°或180°,即a ∥b .反之,如果a ∥b ,容易得到|a ·b |=|a ||b |,因此“|a ·b |=|a |·|b |”是“a ∥b ”的充要条件(这里包含a ,b 中有零向量的情况,因为零向量可以和任何向量平行),所以命题p 2是真命题.对于命题p 3,|a +b |=||a |-|b ||⇔a ·b =-|a ||b |⇔cos 〈a ,b 〉=-1⇔a 与b 反向⇔a =λb (λ<0),所以“a +b =0”是“|a +b |=||a |-|b ||”的充分不必要条件,所以命题p 3是假命题.对于命题p 4,由|a +b |=|b |得,a 2+2a ·b =0,即2a ·b =-a 2,故|a +2b |2=a 2+4b 2+4a ·b =a 2+4b 2-2a 2=4b 2-a 2≤4b 2=|2b |2,即|2b |≥|a +2b |,所以命题p 4是真命题.解法二:对于命题p 1,当向量a ,b 共线且同向时,它们的夹角不是锐角,但它们的数量积为正,所以命题p 1是假命题,排除A 、C.根据B 、D 可知,命题p 4是真命题,故只需要判断命题p 2即可.对于命题p 2,因为a ·b =|a ||b |·cos 〈a ,b 〉,所以|a ·b |=|a ||b |⇔|cos 〈a ,b 〉|=1⇔〈a ,b 〉=0°或180°⇔a ∥b ,所以命题p 2是真命题,故选B.10.如图所示,在△ABC 中,AD =DB ,F 在线段CD 上,设AB →=a ,AC →=b ,AF →=x a +y b ,则1x +4y 的最小值为( )A .6+2 2B .9 3C .9D .6+4 2答案 D解析 因为F 在线段CD 上,所以C 、F 、D 三点共线,故可设AF →=λAD →+(1-λ)AC →=λ2a +(1-λ)b ,又AF →=x a +y b ,所以⎩⎪⎨⎪⎧x =λ2y =1-λ消去λ可得2x +y =1.所以1x +4y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +4y (2x +y )=2+4+y x +8xy ≥6+28=6+4 2.当且仅当y =22x ,即x =2-12且y =2-2时等号成立.故选D.二、填空题11.[2015·贵阳监测]已知正方形ABCD 的边长为1,AB →=a ,BC →=b ,AC →=c ,则|a +b +c |=________.答案 2 2解析 如图,建立平面直角坐标系,则A (0,1),B (0,0),C (1,0), ∴AB →=a =(0,-1),BC →=b =(1,0),AC →=c =(1,-1),∴a +b +c =(2,-2),|a +b +c |=2 2.12.[2015·江西八校联考]在△ABC 中,AB →=(2,3),AC →=(1,2),则△ABC 的面积为________. 答案 1-32解析 由题意得,(|AB →|·|AC →|)2=(|AB →|·|AC |→·cos 〈AB →,AC →〉)2+(|AB →|·|AC →|·sin 〈AB →,AC →〉)2,即(|AB →|·|AC →|)2=(AB →·AC →)2+(|AB →|·|AC →|·sin 〈AB →,AC →〉)2,∴|AB →|·|AC →|·sin 〈AB →,AC →〉=2-3, ∴S △ABC =12|AB →|·|AC →|·sin 〈AB →,AC →〉=1-32.13.[2015·长春三调]在平面直角坐标系xOy 中,已知点A 在椭圆x 225+y 29=1上,点P 满足AP →=(λ-1)OA →(λ∈R ),且OA →·OP →=72,则线段OP 在x 轴上的投影长度的最大值为________.答案 15解析 AP →=OP →-OA →=(λ-1)OA →,即OP →=λOA →, 则O ,P ,A 三点共线,又OA →·OP →=72,所以OA →与OP →同向,所以|OA →||OP →|=72. 设OP 与x 轴夹角为θ,A 点坐标为(x ,y ),B 为点A 在x 轴上的投影,则OP 在x 轴上的投影长度为|OP →|cos θ=|OP →|·|OB →||OA →|=72|OB →||OA →|2=72·|x |x 2+y 2=72·|x |1625x 2+9=72·11625|x |+9|x |≤72×1216×925=15. 当且仅当|x |=154时等号成立.则线段OP 在x 轴上的投影长度的最大值为15.14.[2015·洛阳统考]已知向量a ,b 满足|a |=2,|b |=1,且对一切实数x ,|a +x b |≥|a +b |恒成立,则a ,b 的夹角的大小为________.答案 2π3解析 由题意得:|a +x b |≥|a +b |⇔a 2+2x a ·b +x 2b 2≥a 2+2a ·b +b 2⇔x 2+2a ·b x -1-2a ·b ≥0,∴Δ=4(a ·b )2-4(-1-2a ·b )≤0⇒(a ·b +1)2≤0,∴a ·b =-1,cos 〈a ,b 〉=a ·b |a |·|b |=-12,即a 与b 的夹角为2π3.。