高考高考数学二轮复习小题专练作业(二)平面向量、复数理
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高考数学二轮复习 小题专项练习(二)平面向量、复数与框图理一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.[2021·成都第三次诊断性检测]若复数z =a +i 1-i(i 是虚数单位)为纯虚数,则实数a 的值为( )A .-2B .-1C .1D .22.[2021·银川一中第二次模拟考试]若两个单位向量a ,b 的夹角为120°,则|2a +b|=( )A .2B .3C. 2D.33.[2021·合肥市高三第三次教学质量检测]运行如图所示的程序框图,则输出的s 等于( )A .-10B .-3C .3D .14.[2021·山东沂水期中]若复数z =i20201-i 2(i 为虚数单位),则z 的共轭复数z -=( ) A .1+i B .iC .-12i D.12i 5.[2021·百校联盟四月联考]设复数z 满足z -i z =3+i ,则z -=( ) A.15+25i B .-15+25iC.15-25i D .-15-25i6.[2021·河南新乡第三次模拟测试]已知复数z1,z2在复平面内对应的点分别为(2,-1),(0,-1),则z1z2+|z2|=( )A .2+2iB .2-2iC .-2+iD .-2-i7.[2021·宁夏六盘山高三年级第三次模拟]执行下面的程序框图,则输出K 的值为( )C .100D .1018.[2021·安徽池州一中5月月考]设点O 在△ABC 的内部,且有AD →=32(OB →+OC →),则△ABC 的面积与△BOC 的面积之比为( )A .3 B.13 C .2 D.129.[2021·银川一中第二次模拟]20世纪70年代,流行一种游戏——角谷猜想,规则如下:任意写出一个自然数n ,按照以下的规律进行变换:假如n 是个奇数,则下一步变成3n +1;假如n 是个偶数,则下一步变成n 2,这种游戏的魅力在于不管你写出一个多么庞大的数字,最后必定会落在谷底,更准确地说是落入底部的循环,而永久也跳不出那个圈子.下列程序框图确实是依照那个游戏而设计的,假如输出的i 值为6,则输入的n 值为( )A .5B .16C .5或32D .4或5或3210.[2021·河南洛阳第三次统考]在△ABC 中,点P 满足BP→=2PC →,过点P 的直线与AB ,AC 所在直线分别交于点M ,N ,若AM→=mAB →,AN →=nAC→(m>0,n>0),则m +2n 的最小值为( ) A .3 B .4宋以后,京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕”。
小题专项练习(二) 平面向量、复数与框图已知复数z =a 2+i +2+i5的实部与虚部的和为设复数z 满足z -i z=3.[2018·广西陆川第二次质量检测试卷]下列程序框图中,输出的A现将该问题以程序框图给出,执行该程序框图,.[2018·江苏东台中学质量监测]已知向量a ,b ,c 满足的夹角的正切值为-13,|b |=1,则=a++2=a+a+2是纯虚数.1,故选C.=4a2+4a·b+b2+4cos120°+1=3=a-+-+2a-a i5+2+i52a+21-a第五次循环,A =116,i =6;第六次循环,A =119,i =7;第七次循环,A =122,i =8;第八次循环,A =125,i =9;第九次循环,A =128,i =10;第十次循环,A =131,i =11;输出131,故选C.10.A 由BP →=2PC → 得 AP →-AB →=2(AC →-AP →),∴AP →=13(AB →+2AC →)=13m AM →+23n AN →,∵P ,M ,N 三点共线, ∴13m +23n=1, ∴m +2n =(m +2n )⎝ ⎛⎭⎪⎫13m +23n =13+2m 3n +2n 3m +43≥53+249=3,当且仅当m =n 时,等号成立,∴m +2n 的最小值为3,故选A. 11.A 取BC 的中点D , ∵AB →+PB →+PC →=0, ∴AB →=-(PB →+PC →)=-2PD →,∴AB ∥PD ,且|PD →|=12|AB →|=1,又∵|PC →|=|PB →|=2,D 为BC 的中点, ∴PD ⊥BC , ∴BC =23,∴S △PBC =12×23×1=3,故选A.12.D点D 是线段BC 上一点, 设BD →=mBC →,∵M 为AD 的中点, ∴BM →=12BA →+12BD →=-12AB →+m 2BC →=-12AB →+m 2(AC →-AB →)。
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。
小题专练·作业(二) 平面对量、复数1.(2024·全国卷Ⅰ)设z =1-i1+i+2i ,则|z |=( ) A .0 B.12 C .1D. 2解析 解法一:因为z =1-i 1+i +2i =1-i 21+i 1-i +2i =-2i2+2i =i ,所以|z |=0+12=1。
故选C 。
解法二:因为z =1-i 1+i +2i =1-i +2i 1+i 1+i =-1+i 1+i ,所以|z |=|-1+i1+i |=|-1+i||1+i|=22=1,故选C 。
答案 C2.(2024·福州联考)假如复数z =2-1+i,则( ) A.z 的共轭复数为1+i B .z 的实部为1 C.|z |=2 D .z 的实部为-1 解析 因为z =2-1+i =2-1-i -1+i -1-i =-2-2i2=-1-i ,所以z 的实部为-1,故选D 。
答案 D3.(2024·福建质检)庄重漂亮的国旗和国徽上的五角星是革命和光明的象征。
正五角星是一个特别美丽的几何图形,且与黄金分割有着亲密的联系:在如图所示的正五角星中,以A ,B ,C ,D ,E 为顶点的多边形为正五边形,且PT AT =5-12。
下列关系中正确的是( )A.BP →-TS →=5+12RS →B.CQ →+TP →=5+12TS →C.ES →-AP →=5-12BQ →D.AT →+BQ →=5-12CR →解析 结合题目中的图形可知BP →-TS →=TE →-TS →=SE →=25-1RS →=5+12RS →。
故选A 。
答案 A4.(2024·贵阳摸底)如图,在边长为1的正方形组成的网格中,平行四边形ABCD 的顶点D 被阴影遮住,找出D 点的位置,AB →·AD →的值为( )A.10 B .11,C.12 D .13解析 以点A 为坐标原点,建立如图所示的平面直角坐标系,A (0,0),B (4,1),C (6,4),依据四边形ABCD 为平行四边形,可以得到D (2,3),所以AB →·AD →=(4,1)·(2,3)=8+3=11。
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 .。
高考数学平面向量及复数专项训练试题一、选择题(本题每小题5分,共60分)1.设向量(cos 23,cos67),(cos53,cos37),a b a b =︒︒=︒︒⋅=则 ( )AB .12C .D .12-2.如果复数212bi i-+(其中i 为虚数单位,b 为实数)的实部和虚部是互为相反数,那么b 等于( )A B .23C .2D . 23-3.220041i i i ++++的值是 ( ) A .0 B .1- C .1 D .i 4.若(2,3)a =-, (1,2)b =-,向量c 满足c a ⊥,1b c ⋅=,则c 的坐标是 ( ) A .(3,2)- B .(3,2) C .(3,2)-- D .(3,2)- 5.使4()a i R +∈(i 为虚数单位)的实数a 有( ) A .1个 B .2个 C .3个D .4个6.设e 是单位向量,3,3,3AB e CD e AD ==-=,则四边形ABCD 是( )A .梯形B .菱形C .矩形D .正方形7.已知O 、A 、B 三点的坐标分别为(0,0)O ,(3,0)A ,(0,3)B ,点P 在线段AB 上,且(0AP t AB =≤t ≤1),则OA OP ⋅的最大值为( )A .3B .6C .9D .128.已知2,1a b ==,a 与b 的夹角为60︒,则使向量a b λ+与2a b λ-的夹角为钝角的实数λ的取值范围是 ( )A . (,1-∞--B . (1)-++∞C . (,1(13,)-∞--++∞D . (11--+9.若z 为复数,下列结论正确的是 ( )A .若12,z z C ∈且120z z ->且12z z >B .22z z =C .若0,z z -=则z 为纯虚数D .若2z 是正实数,那么z 一定是非零实数10.若sin 211)i θθ-++是纯虚数,则θ的值为 ( ) A .2()4k k Z ππ-∈ B .2()4k k Z ππ+∈ C .2()4k k Z ππ±∈ D .()24k k Z ππ+∈11.已知△ABC 的三个顶点的A 、B 、C 及平面内一点P 满足PA PB PC AB ++=,下列结论中正确的是 ( ) A .P 在△ABC 内部 B .P 在△ABC 外部 C .P 在AB 边所在直线上 D .P 是AC 边的一个三等分点 12.复数z 在复平面上对应的点在单位圆上,则复数21zz+ ( )A .是纯虚数B .是虚数但不是纯虚数C .是实数D .只能是零 二、填空题(本题每小题4分,共16分)13.已知复数z 满足等式:2||212z zi i -=+,则z= .14.把函数)2245y x x =-+的图象按向量a 平移后,得到22y x =的图象,且a ⊥b ,(1,1)c =-,4b c ⋅=,则b =_____________。
第2练 平面向量、复数(限时45分钟,满分80分)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(2019·兰州二诊)复数z =(1+i)2,则|z |= A .0B .1C .2D .3解析 由题得z =2i ,所以|z |=2.故选C. 答案 C2.(2019·长春期末)(2+2i)(1-2i)= A .4-2iB .-2iC .4+2iD.2i解析 由题意,根据复数的运算(2+2i)(1-2i)=2+2-2i =4-2i.故选A. 答案 A3.(2019·全国卷Ⅱ)设z =i(2+i),则z -= A .1+2iB .-1+2iC .1-2iD .-1-2i解析 z =i(2+i)=2i +i 2=-1+2i ,所以z -=-1-2i.故选D. 答案 D4.(2019·全国卷Ⅰ)设复数|z -i|=1,z 在复平面内对应的点为(x ,y ),则 A .(x +1)2+y 2=1 B .(x -1)2+y 2=1 C .x 2+(y -1)2=1D .x 2+(y +1)2=1解析 设z =x +y i ,故而|z -i|=|x +(y -1)i|=x 2+(y -1)2=1,化简得x 2+(y -1)2=1.故选C.答案 C5.(2019·全国卷Ⅱ)已知向量a =(2,3),b =(3,2),则|a -b |= A. 2B .2C .5 2D .50解析 由已知a -b =(2,3)-(3,2)=(-1,1),所以|a -b |=(-1)2+12= 2.故选A.答案 A6.(2019·昆明一检)设向量a =(x -1,x ),b =(-1,2),若a ∥b ,则x = A .-32B .-1C.23D.32解析 ∵a ∥b ,∴2(x -1)+x =0,∴ x =23.故选C.答案 C7.(2019·全国卷Ⅰ)已知非零向量a ,b 满足|a |=2|b |,且(a -b )⊥b ,则a 和b 的夹角为 A.π6B.π3C.2π3D.5π6解析 ∵(a -b )⊥b ,∴(a -b )·b =a ·b -b 2=|a |·|b |cos θ-|b |2=0,将|a |=2|b |代入可得cosθ=12,即夹角为π3.故选B.答案 B8.(2019·合肥质检)若向量a ,b 的夹角为120°,|a |=1,|a -2b |=7,则|b |= A.12B.72C .1D .2解析 因为|a -2b |2=|a |2+4|b |2-4|a ||b |cos 〈a ,b 〉, 又〈a ,b 〉=120°,|a |=1,|a -2b |=7,所以7=1+4|b |2+2|b |,解得|b |=-32(舍去)或|b |=1.故选C.答案 C9.(2019·烟台二模)已知a ,b 均为单位向量,其夹角为θ,则“θ∈⎝⎛⎭⎫π3,π”是“|a-b |>1”的A .必要不充分条件B .充分不必要条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析 因为|a -b |>1⇒(a -b )2>1⇒a 2-2a ·b +b 2>1⇒1-2×1×1cos θ+1>1⇒cos θ<12⇒θ∈⎝⎛⎦⎤π3,π,所以“θ∈⎝⎛⎭⎫π3,π”是“|a -b |>1”的充分不必要条件.故选B. 答案 B10.(2019·晋城二模)已知向量a ,b 满足2a +b =(1,2m ),b =(1,m ),且a 在b 方向上的投影是255,则实数m =A .士2B .2C .± 5D. 5解析 因为向量a ,b 满足2a +b =(1,2m ),b =(1,m ),所以a =⎝⎛⎭⎫0,m 2,a ·b =m 22,|b |(|a |cos θ)=1+m 2·255=a ·b =m 22,所以5m 4-16m 2-16=0,即(5m 2+4)(m 2-4)=0,解得m =±2.故选A.答案 A11.(2019·长春质监)已知向量a =(cos θ-2,sin θ),其中θ∈R ,则|a |的最小值为 A .1B .2C. 5D .3解析 因为a =(cos θ-2,sin θ),所以|a |=(cos θ-2)2+sin 2θ=1-4cos θ+4 =5-4cos θ,因为θ∈R ,所以-1≤cos θ≤1, 故|a |的最小值为5-4=1.故选A. 答案 A12.(2019·南昌二模)已知△ABC 中,AB =2,B =π4,C =π6,点P 是边BC 的中点,则AP →·BC →等于A .1B .2C .3D .4解析 在△ABC 中,由正弦定理a sin A =b sin B =c sin C 得AB sin C =AC sin B ,即212=AC22,解得AC=22,因为AP →=AB →+AC →2,BC →=AC →-AB →,所以AP →·BC →=AB →+AC →2·(AC →-AB →)=12(AC →2-AB →2)=12(8-4)=2.故选B.答案 B二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分) 13.(2019·宁德质检)复数z =1+2i1-i的实部为________. 解析 复数z =1+2i 1-i =(1+2i )(1+i )(1-i )(1+i )=-1+3i2=-12+32i ,则复数z 的实部为-12.答案 -1214.(2019·开封三模)设向量a =(x ,x +1),b =(1,2),且a ∥b ,则x =________. 解析 由题得2x -(x +1)=0,所以x =1. 答案 115.(2019·石家庄二模)在平行四边形ABCD 中,已知AB =1,AD =2,∠BAD =60°,若CE →=ED →,DF →=2FB →,则AE →·AF →=________.解析 由题意,如图所示,设AB →=a ,AD →=b ,则|a |=1,|b |=2,又由CE →=ED →,DF →=2FB →,所以E 为CD 的中点,F 为BD 的三等分点, 则AE →=b +12a ,AF →=b +23(a -b )=23a +13b ,所以AE →·AF →=⎝⎛⎭⎫12a +b ·⎝⎛⎭⎫23a +13b =13a 2+56a ·b +13b 2=13×12+56×1×2cos 60°+13×22=52. 答案 5216.(2019·泰安二模)如图,在△ABC 中,∠BAC =π3,AD →=2DB →,P 为CD 上一点,且满足AP →=mAC →+12AB →,若△ABC 的面积为23,则|AP →|的最小值为________.解析 因为△ABC 的面积为23, 所以12|AB ||AC |sin A =23,∴12|AB ||AC |sin π3=23,|AB ||AC |=8, 因此AB →·AC →=|AB →||AC →|cos π3=4,因为AP →=mAC →+12AB →=mAC →+34AD →,所以m +34=1,m =14因此|AP →|2=⎪⎪⎪⎪14AC →+12AB →2=116AC →2+14AB →2+14AC →·AB →=116|AC →|2+14|AB →|2+1≥2×14|AC →|·12|AB →|+1=3, 当且仅当2|AC →|=|AB →|=4时取等号 即|AP →|≥3,|AP →|的最小值为 3. 答案 3。
层级一 第二练 复数、平面向量限时40分钟 满分80分一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分) 1.(2020·昆明模拟)已知复数z =2-1+i 则( )A .z 的模为2B .z 的实部为1C .z 的虚部为-1D .z 的共轭复数为1+i解析:C [根据题意可知,2-1+i=2-1-i2=-1-i,所以z 的虚部为-1,实部为-1,模为2,z 的共轭复数为-1+i,故选C.]2.已知i 为虚数单位,a ∈R ,若2-ia +i 为纯虚数,则复数z =2a +2i 的模等于( )A. 2B.11C. 3D. 6解析:C [由题意可设2-ia +i=t i,t ≠0,∴2-i =-t +ta i,∴⎩⎪⎨⎪⎧-t =2,ta =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧t =-2,a =12,∴z =2a +2i =1+2i,∴|z |=3,故选C.]3.(2019·全国Ⅱ卷)已知AB →=(2,3),AC →=(3,t ),|BC →|=1,则AB →·BC →=( ) A .-3 B .-2 C .2D .3解析:C [∵BC →=AC →-AB →=(3,t )-(2,3)=(1,t -3), ∴|BC →|= 12+t -32=1,∴t =3,∴BC →=(1,0),∴AB →·BC →=(2,3)·(1,0)=2.]4.(2019·北京卷)设点A ,B ,C 不共线,则“AB →与AC →的夹角为锐角”是“|AB →+AC →|>|BC →|”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:C [本题考查充要条件的概念与判断、平面向量的模、夹角与数量积,同时考查了转化与化归数学思想.∵A 、B 、C 三点不共线,∴|AB →+AC →|>|BC →|⇔|AB →+AC →|>|AB →-AC →|⇔|AB →+AC →|2>|AB →-AC →|2⇔AB →·AC →>0⇔AB →与AC → 的夹角为锐角.故“AB →与AC →的夹角为锐角”是“|AB →+AC →|>|BC →|”的充分必要条件,故选C.]5.(2020·南昌模拟)欧拉公式e i x=cos x +isin x (i 为虚数单位)是由瑞士著名数学家欧拉发现的,它将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数和指数函数的关系,它在复变函数论里占有非常重要的地位,被誉为“数学中的天桥”,根据欧拉公式可知,e π3i 表示的复数在复平面中位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限解析:A [根据欧拉公式得eπ3i =cos π3+isin π3=12+32i,它在复平面中对应的点为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32,位于复平面中的第一象限.] 6.(2019·吉林三模)已知z 是纯虚数,z +21-i是实数,那么z 等于( )A .2iB .iC .-iD .-2i解析:D [设z =a i(a ≠0,a ∈R ),则z +21-i =a i +21-i=2+a i 1+i1-i 1+i =2-a +2+a i2,因为z +21-i是实数,所以2+a =0⇒a =-2,故z =-2i.]7.(2020·兰州诊断考试)在△ABC 中,M 是BC 的中点,AM =1,点P 在AM 上且满足AP →=2PM →,则PA →·(PB →+PC →)等于( )A .-49B .-43C.43D.49解析:A [如图,∵AP →=2PM →,∴AP →=PB →+PC →, ∴PA →·(PB →+PC →)=-PA →2,∵AM =1且AP →=2PM →,∴|PA →|=23,∴PA →·(PB →+PC →)=-49.]8.(多选题)下列命题正确的是( ) A .若复数z 1,z 2的模相等,则z 1,z 2的共轭复数B .z 1,z 2都是复数,若z 1+z 2是虚数,则z 1不是z 2的共轭复数C .复数z 是实数的充要条件是z =z -(z -是z 的共轭复数)D .已知复数z 1=-1+2i,z 2=1-i,z 3=3-2i(i 是虚数单位),它们对应的点分别为A ,B ,C ,O 为坐标原点,若OC →=xOA →+yOB →(x ,y ∈R ),则x +y =1解析:BC [本题考查复数的基本概念和向量的坐标运算.对于A,z 1和z 2可能是相等的复数,故A 错误;对于B,若z 1和z 2是共轭复数,则相加为实数,不会为虚数,故B 正确;对于C,由a +b i =a -b i 得b =0,故C 正确;对于D,由题可知,A (-1,2),B (1,-1),C (3,-2),建立等式(3,-2)=(-x +y,2x -y ),即⎩⎪⎨⎪⎧-x +y =3,2x -y =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =4,故D 错误.故选BC.]9.(2019·张家界三模)边长为2的等边△ABC 所在平面内一点M 满足CM →=13CB →+12CA →,则MA →·MB →=( )A .-89B.49C.69D.89解析:A [CA →·CB →=2×2×cos π3=2,MA →·MB →=(CA →-CM →)·(CB →-CM →)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12CA→-13CB →·⎝ ⎛⎭⎪⎫23CB →-12CA →=13CA →·CB →-14CA 2→-29CB 2→+16CA →·CB →=23-14×22-29×22+26=-89.] 10.在平行四边形ABCD 中,E ,F 分别是BC ,CD 的中点,DE 交AF 于H ,记AB →,BC →分别为a ,b ,则AH →=( )A.25a -45b B.25a +45b C .-25a +45bD .-25a -45b解析:B [如图,过点F 作BC 的平行线交DE 于G , 则G 是DE 的中点,且GF →=12EC →=14BC →,∴GF →=14AD →,易知△AHD ∽△FHG ,从而HF →=14AH →,∴AH →=45AF →,AF →=AD →+DF →=b +12a ,∴AH →=45⎝ ⎛⎭⎪⎫b +12a =25a +45b ,故选B.]11.(2018·浙江卷)已知a ,b ,e 是平面向量,e 是单位向量.若非零向量a 与e 的夹角为π3,向量b 满足b 2-4e ·b +3=0,则|a -b |的最小值是( )A.3-1B.3+1 C .2D .2- 3解析:A [设e =(1,0),b =(x ,y ),则b 2-4e ·b +3=0⇒x 2+y 2-4x +3=0⇒(x -2)2+y 2=1如图所示,a =OA →,b =OB →,(其中A 为射线OA 上动点,B 为圆C 上动点,∠AOx =π3.)∴|a -b |min =|CD |-1=3-1.(其中CD ⊥OA .)]12.(2020·贵阳模拟)在等腰直角△ABC 中,∠ABC =90°,AB =BC =2,M ,N 为AC 边上的两个动点(M ,N 不与A ,C 重合),且满足|MN →|=2,则BM →·BN →的取值范围为( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤32,2B.⎝ ⎛⎭⎪⎫32,2C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,2 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞ 解析:C [不妨设点M 靠近点A ,点N 靠近点C ,以等腰直角三角形ABC 的直角边所在直线为坐标轴建立平面直角坐标系,如图所示,则B (0,0),A (0,2),C (2,0),线段AC 的方程为x +y -2=0(0≤x ≤2).设M (a,2-a ),N (a +1,1-a )(由题意可知0<a <1),∴BM →=(a,2-a ),BN →=(a +1,1-a ),∴BM →·BN →=a (a +1)+(2-a )(1-a )=2a 2-2a +2=2⎝ ⎛⎭⎪⎫a -122+32,∵0<a <1,∴由二次函数的知识可得BM →·BN →∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,2.] 二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分) 13.(2020·潍坊模拟)复数z 1=3a +5+(10-a 2)i,z 2=21-a+(2a -5)i,若z 1+z 2是实数,则实数a 的值为________.解析:z 1+z 2=3a +5+(a 2-10)i +21-a+(2a -5)i =⎝ ⎛⎭⎪⎫3a +5+21-a +[(a 2-10)+(2a -5)]i=a -13a +5a -1+(a 2+2a -15)i.∵z 1+z 2是实数,∴a 2+2a -15=0,解得a =-5或a =3. ∵a +5≠0,∴a ≠-5,故a =3. 答案:314.(2019·全国Ⅲ卷)已知a ,b 为单位向量,且a ·b =0,若c =2a -5b ,则cos 〈a ,c 〉=____________.解析:本题主要考查平面向量的数量积、向量的夹角.渗透了数学运算、直观想象素养.使用转化思想得出答案.因为c =2a -5b ,a ·b =0, 所以a ·c =2a 2-5a ·b =2,|c |2=4|a |2-45a ·b +5|b |2=9,所以|c |=3, 所以cos 〈a ,c 〉=a ·c |a |·|c |.=21×3=23.答案:2315.(双空填空题)设复数z =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-i 1+i 2 018+⎝ ⎛⎭⎪⎫2+i 1-2i 2 019,其中i 为虚数单位,则z -的虚部是________,|z |=________.解析:本题考查复数代数形式的乘除运算、乘方运算及复数的基本概念. ∵1-i 1+i =1-i21+i 1-i =-i, 2+i 1-2i =2+i 1+2i 1-2i1+2i=i,∴z =⎝⎛⎭⎪⎫1-i 1+i 2 018+⎝ ⎛⎭⎪⎫2+i 1-2i 2 019=(-i)2 018+i 2 019=i 2+i 3=-1-i,∴z -=-1+i,则z -的虚部为1,|z |= 2. 答案:1216.(2019·天津卷)在四边形ABCD 中,AD ∥BC ,AB =23,AD =5,∠A =30°,点E 在线段CB 的延长线上,且AE =BE ,则BD →·AE →=____________.解析:如图,过点B 作AE 的平行线交AD 于F , 因为AE =BE ,故四边形AEBF 为菱形.因为∠BAD =30°,AB =23,所以AF =2,即AF →=25AD →.因为AE →=FB →=AB →-AF →=AB →-25AD →,所以BD →·AE →=(AD →-AB →)⎝ ⎛⎭⎪⎫AB →-25AD →=75AB →·AD →-AB →2-25AD →2=75×23×5×32-12-10=-1.答案:-1。
小题专练·作业(二) 平面向量、复数1.(2018·全国卷Ⅰ)设z =1-i1+i+2i ,则|z |=( ) A .0 B.12 C .1D. 2解析 解法一:因为z =1-i 1+i +2i =1-i 21+i 1-i +2i =-2i2+2i =i ,所以|z |=0+12=1。
故选C 。
解法二:因为z =1-i 1+i +2i =1-i +2i 1+i 1+i =-1+i 1+i ,所以|z |=|-1+i1+i |=|-1+i||1+i|=22=1,故选C 。
答案 C2.(2018·福州联考)如果复数z =2-1+i,则( ) A.z 的共轭复数为1+i B .z 的实部为1 C.|z |=2 D .z 的实部为-1 解析 因为z =2-1+i =2-1-i -1+i -1-i =-2-2i2=-1-i ,所以z 的实部为-1,故选D 。
答案 D3.(2018·福建质检)庄严美丽的国旗和国徽上的五角星是革命和光明的象征。
正五角星是一个非常优美的几何图形,且与黄金分割有着密切的联系:在如图所示的正五角星中,以A ,B ,C ,D ,E 为顶点的多边形为正五边形,且PT AT =5-12。
下列关系中正确的是( )A.BP →-TS →=5+12RS →B.CQ →+TP →=5+12TS →C.ES →-AP →=5-12BQ →D.AT →+BQ →=5-12CR →解析 结合题目中的图形可知BP →-TS →=TE →-TS →=SE →=25-1RS →=5+12RS →。
故选A 。
答案 A4.(2018·贵阳摸底)如图,在边长为1的正方形组成的网格中,平行四边形ABCD 的顶点D 被阴影遮住,找出D 点的位置,AB →·AD →的值为( )A.10 B .11,C.12 D .13解析 以点A 为坐标原点,建立如图所示的平面直角坐标系,A (0,0),B (4,1),C (6,4),根据四边形ABCD 为平行四边形,可以得到D (2,3),所以AB →·AD →=(4,1)·(2,3)=8+3=11。
故选B 。
答案 B5.(2018·武汉调研)已知复数z 满足z +|z |=3+i ,则z =( ) A.1-i B .1+i C.43-i D.43+i解析 设z =a +b i ,其中a ,b ∈R ,由z +|z |=3+i ,得a +b i +a 2+b 2=3+i ,由复数相等可得⎩⎨⎧a +a 2+b 2=3,b =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =43,b =1,故z =43+i 。
故选D 。
答案 D6.(2018·南宁摸底)已知O 是△ABC 内一点,OA →+OB →+OC →=0,AB →·AC →=2且∠BAC =60°,则△OBC 的面积为( )A.33B. 3C.32D.23 解析 因为OA →+OB →+OC →=0,所以O 是△ABC 的重心,于是S △OBC =13S △ABC 。
因为AB →·AC →=2,所以|AB →|·|AC →|·cos∠BAC =2,因为∠BAC =60°,所以|AB →|·|AC →|=4。
又S △ABC =12|AB→|·|AC →|sin ∠BAC =3,所以△OBC 的面积为33。
故选A 。
答案 A7.(2018·天津高考)在如图的平面图形中,已知OM =1,ON =2,∠MON =120°,BM →=2MA →,CN →=2NA →,则BC →·OM →的值为( )A .-15B .-9C .-6D .0解析 由BM →=2MA →,可知|BM →||MA →|=2,所以|BA →||MA →|=3。
由CN →=2NA →,可知|CN →||NA →|=2,所以|CA →||NA →|=3,故|BA →||MA →|=|CA →||NA →|=3,连接MN ,则BC ∥MN 且|BC →|=3|MN →|。
所以BC →=3MN →=3(ON →-OM →),所以BC →·OM →=3(ON →-OM →)·OM →=3(ON →·OM →-OM →2)=3(|ON →|·|OM →|cos120°-|OM →|2)=-6。
故选C 。
答案 C8.(2018·武汉调研)设A ,B ,C 是半径为1的圆O 上的三点,且OA →⊥OB →,则(OC →-OA →)·(OC →-OB →)的最大值是( )A .1+ 2B .1- 2 C.2-1D .1 解析 解法一:如图,作出OD →,使得OA →+OB →=OD →,(OC →-OA →)·(OC →-OB →)=OC→2-OA →·OC →-OB →·OC →+OA →·OB →=1-(OA →+OB →)·OC →=1-OD →·OC →,由图可知,当点C 在OD 的反向延长线与圆O 的交点处时,OD →·OC →取得最小值,最小值为-2,此时(OC →-OA →)·(OC →-OB →)取得最大值,最大值为1+2。
故选A 。
解法二:如图A (1,0),B (0,1),设C (cos θ,sin θ),则(OC →-OA →)·(OC →-OB →)=(cos θ-1,sin θ)·(cos θ,sin θ-1)=cos 2θ-cos θ+sin 2θ-sin θ=1-2sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4,所以所求为1+2。
答案 A9.(2018·天津高考)i 是虚数单位,复数6+7i1+2i =______。
解析6+7i 1+2i =6+7i1-2i 1+2i1-2i =20-5i5=4-i 。
答案 4-i10.(2018·江苏高考)若复数z 满足i·z =1+2i ,其中i 是虚数单位,则z 的实部为________。
解析 复数z =1+2ii =(1+2i)(-i)=2-i 的实部是2。
答案 211.(2018·合肥质检)已知平面向量a ,b 满足|a |=1,|b |=2,|a +b |=3,则a 在b 方向上的投影等于______。
解析 解法一:因为|a |=1,|b |=2,|a +b |=3,所以(a +b )2=|a |2+|b |2+2a ·b =5+2a ·b =3,所以a ·b =-1,所以a 在b 方向上的投影为a ·b |b |=-12。
解法二:记a =OA →,a +b =OB →,b =AB →,由题意知|OA →|=1,|OB →|=3,|AB →|=2,则|OA →|2+|OB →|2=|AB →|2,△AOB 是直角三角形,且∠OAB =π3,所以a 在b 方向上的投影为|OA→|cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π-π3=1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-12。
答案 -1212.(2018·惠州调研)在四边形ABCD 中,AB →=DC →,P 为CD 上一点,已知|AB →|=8,|AD →|=5,AB →与AD →的夹角为θ,且cos θ=1120,CP →=3PD →,则AP →·BP →=______。
解析 因为AB →=DC →,CP →=3PD →,所以AP →=AD →+DP →=AD →+14AB →,BP →=BC →+CP →=AD →-34AB →,又|AB →|=8,|AD →|=5,cos θ=1120,所以AD →·AB →=8×5×1120=22,所以AP →·BP →=⎝⎛⎭⎪⎫AD →+14AB →·⎝ ⎛⎭⎪⎫AD →-34AB →=|AD →|2-12AD →·AB →-316|AB →|2=52-11-316×82=2。
答案 213.(2018·广东二模)如图,半径为1的扇形AOB 中,∠AOB =2π3,P 是弧AB 上的一点,且满足OP ⊥OB ,M ,N 分别是线段OA ,OB 上的动点,则PM →·PN →的最大值为( )A .22B .32C .1D . 2解析 因为扇形AOB 的半径为1,所以|OP →|=1,因为OP ⊥OB ,所以OP →·OB →=0。
因为∠AOB =2π3,所以∠AOP =π6,所以PM →·PN →=(PO →+OM →)·(PO →+ON →)=PO →2+ON →·PO →+OM →·PO →+OM →·ON →=1+|OM →|cos 5π6+|OM →|·|ON →|cos 2π3≤1+0×⎝ ⎛⎭⎪⎫-32+0×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=1。
故选C 。
答案 C14.(2018·洛阳联考)已知点O 是锐角三角形ABC 的外心,若OC →=mOA →+nOB →(m ,n ∈R ),则( )A .m +n ≤-2B .-2≤m +n <-1C .m +n <-1D .-1<m +n <0解析 因为点O 是锐角三角形ABC 的外心,所以O 在三角形内部,则m <0,n <0,不妨设锐角三角形ABC 的外接圆的半径为1,因为OC →=mOA →+nOB →,所以OC→2=m2OA→2+n2OB→2+2mnOA →·OB →,设向量OA →,OB →的夹角为θ,则1=m 2+n 2+2mn cos θ<m 2+n 2+2mn =(m +n )2,所以m +n <-1或m +n >1(舍去),所以m +n <-1。
故选C 。
答案 C15.在△ABC 中,点D 在线段BC 的延长线上,且BC →=3CD →,点O 在线段CD 上(与点C ,D 不重合),若AO →=xAB →+(1-x )AC →,则x 的取值范围是________。
解析 依题意,设BO →=λBC →,其中1<λ<43,则有AO →=AB →+BO →=AB →+λBC →=AB →+λ(AC →-AB →)=(1-λ)AB →+λAC →,又AO →=xAB →+(1-x )AC →,且AB →,AC →不共线,于是有x =1-λ,由λ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1,43知,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,0,即x 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,0。