(新课改省份专用)2020版高考数学一轮复习 平面向量的概念及其线性运算(含解析)新人教A版

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课时跟踪检测(二十九) 平面向量的概念及其线性运算一、题点全面练1.已知O ,A ,B 是同一平面内的三个点,直线AB 上有一点C 满足2AC ―→+CB ―→=0,则OC ―→=( )A .2OA ―→-OB ―→B.-OA ―→+2OB ―→C.23OA ―→-13OB ―→ D .-13OA ―→+23OB ―→解析:选A 依题意,得OC ―→=OB ―→+BC ―→=OB ―→+2AC ―→=OB ―→+2(OC ―→-OA ―→),所以OC ―→=2OA ―→-OB ―→,故选A.2.(2019·石家庄质检)在△ABC 中,点D 在边AB 上,且BD ―→=12DA ―→,设CB ―→=a ,CA ―→=b ,则CD ―→=( )A.13a +23bB.23a +13bC.35a +45b D .45a +35b 解析:选B ∵BD ―→=12DA ―→,∴BD ―→=13BA ―→,∴CD ―→=CB ―→+BD ―→=CB ―→+13BA ―→=CB ―→+13(CA ―→-CB ―→)=23CB ―→+13CA ―→=23a +13b ,故选B.3.(2018·大同一模)在平行四边形ABCD 中,点E 为CD 的中点,BE 与AC 的交点为F ,设AB ―→=a ,AD ―→=b ,则向量BF ―→=( )A.13a +23bB.-13a -23bC .-13a +23bD .13a -23b 解析:选C 如图,因为点E 为CD 的中点,CD ∥AB ,所以BF EF =AB EC=2,所以BF ―→=23BE ―→=23(BC ―→+CE ―→)=23⎝ ⎛⎭⎪⎫b -12a =-13a +23b ,故选C.4.(2019·丹东五校协作体联考)P 是△ABC 所在平面上的一点,满足PA ―→+PB ―→+PC ―→=2AB ―→,若S △ABC =6,则△PAB 的面积为( )A .2 B.3 C .4D .8解析:选A ∵PA ―→+PB ―→+PC ―→=2AB ―→=2(PB ―→-PA ―→),∴3PA ―→=PB ―→-PC ―→=CB ―→,∴PA ―→∥CB ―→,且方向相同,∴S △ABC S △PAB =BC AP =|CB ―→||PA ―→|=3,∴S △PAB =S △ABC3=2.5.(2018·安庆二模)在△ABC 中,点D 是边BC 上任意一点,M 是线段AD 的中点,若存在实数λ和μ,使得BM ―→=λAB ―→+μAC ―→,则λ+μ=( )A.12B.-12C .2D .-2解析:选B 如图,因为点D 在边BC 上,所以存在t ∈R ,使得BD ―→=t BC ―→=t (AC ―→-AB ―→).因为M 是线段AD 的中点,所以BM ―→=12(BA ―→+BD ―→)=12(-AB ―→+t AC ―→-t AB ―→)=-12(t +1)·AB ―→+12t AC ―→.又BM ―→=λAB ―→+μAC ―→,所以λ=-12(t +1),μ=12t ,所以λ+μ=-12.故选B.6.已知O 为△ABC 内一点,且2AO ―→=OB ―→+OC ―→,AD ―→=t AC ―→,若B ,O ,D 三点共线,则t 的值为________.解析:设线段BC 的中点为M ,则OB ―→+OC ―→=2OM ―→. 因为2AO ―→=OB ―→+OC ―→,所以AO ―→=OM ―→,则AO ―→=12AM ―→=14(AB ―→+AC ―→)=14⎝ ⎛⎭⎪⎫AB ―→+1t AD ―→=14AB ―→+14t AD ―→.由B ,O ,D 三点共线,得14+14t =1,解得t =13.答案:137.在△ABC 中,∠A =60°,∠A 的平分线交BC 于点D ,若AB =4,且AD ―→=14AC ―→+λAB ―→(λ∈R),则AD 的长为________.解析:因为B ,D ,C 三点共线,所以14+λ=1,解得λ=34,如图,过点D 分别作AC ,AB 的平行线交AB ,AC 于点M ,N ,则AN ―→=14AC ―→,AM―→=34AB ―→,∵在△ABC 中,∠A =60°,∠A 的平分线交BC 于点D ,∴四边形ANDM 为菱形,∵AB =4,∴AN =AM =3,AD =3 3.答案:3 38.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 ―→=x AB ―→+(1-x )AC ―→,则x 的取值范围是________.解析:设CO ―→=y BC ―→,∵AO ―→=AC ―→+CO ―→=AC ―→+y BC ―→=AC ―→+y (AC ―→-AB ―→) =-y AB ―→+(1+y )AC ―→.∵BC ―→=3CD ―→,点O 在线段CD 上(与点C ,D 不重合), ∴y ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,13,∵AO ―→=x AB ―→+(1-x )AC ―→,∴x =-y ,∴x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,0. 答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,0 9.在△ABC 中,D ,E 分别为BC ,AC 边上的中点,G 为BE 上一点,且GB =2GE ,设AB ―→=a ,AC ―→=b ,试用a ,b 表示AD ―→,AG ―→.解:AD ―→=12(AB ―→+AC ―→)=12a +12b.AG ―→=AB ―→+BG ―→=AB ―→+23BE ―→=AB ―→+13(BA ―→+BC ―→)=23AB ―→+13(AC ―→-AB ―→)=13AB ―→+13AC ―→=13a +13b. 10.已知a ,b 不共线,OA ―→=a ,OB ―→=b ,OC ―→=c ,OD ―→=d ,OE ―→=e ,设t ∈R ,如果3a =c ,2b =d ,e =t (a +b),是否存在实数t 使C ,D ,E 三点在一条直线上?若存在,求出实数t 的值,若不存在,请说明理由.解:由题设知,CD ―→=d -c =2b -3a ,CE ―→=e -c =(t -3)a +t b ,C ,D ,E 三点在一条直线上的充要条件是存在实数k ,使得CE ―→=k CD ―→,即(t -3)a +t b =-3k a +2k b ,整理得(t -3+3k )a =(2k -t )b.因为a ,b 不共线,所以有⎩⎪⎨⎪⎧t -3+3k =0,t -2k =0,解得t =65.故存在实数t =65使C ,D ,E 三点在一条直线上.二、专项培优练(一)易错专练——不丢怨枉分1.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 ∥bC .a =2bD .a ∥b 且|a|=|b|解析:选C 因为向量a |a |的方向与向量a 相同,向量b |b|的方向与向量b 相同,且a |a|=b|b|,所以向量a 与向量b 方向相同,故可排除选项A 、B 、D.当a =2b 时,a |a |=2b |2b |=b |b |,故a =2b 是a |a|=b|b|成立的充分条件.2.已知O ,A ,B 三点不共线,P 为该平面内一点,且OP ―→=OA ―→+AB ―→|AB ―→|,则( )A .点P 在线段AB 上 B .点P 在线段AB 的延长线上C .点P 在线段AB 的反向延长线上D .点P 在射线AB 上解析:选D 由OP ―→=OA ―→+AB ―→|AB ―→|,得OP ―→-OA ―→=AB ―→|AB ―→|,∴AP ―→=1|AB ―→|·AB ―→,∴点P 在射线AB 上,故选D.3.已知向量a ,b 不共线,且c =λa +b ,d =a +(2λ-1)b ,若c 与d 反向共线,则实数λ的值为( )A .1 B.-12C .1或-12D .-1或-12解析:选 B 由于c 与d 反向共线,则存在实数k 使c =kd (k <0),于是λa +b =k []a +2λ-1b .整理得λa +b =k a +(2λk -k )b.由于a ,b 不共线,所以有⎩⎪⎨⎪⎧λ=k ,2λk -k =1,整理得2λ2-λ-1=0,解得λ=1或λ=-12.又因为k <0,所以λ<0,故λ=-12.(二)素养专练——学会更学通4.[直观想象]如图所示,已知AB 是圆O 的直径,点C ,D 是半圆弧的三等分点,AB ―→=a ,AC ―→=b ,则AD ―→=( )A .a -12bB.12a -b C .a +12bD .12a +b 解析:选D 连接CD (图略),由点C ,D 是半圆弧的三等分点,得CD ∥AB 且CD ―→=12AB ―→=12a ,所以AD ―→=AC ―→+CD ―→=b +12a. 5.[逻辑推理]如图,在△ABC 中,点D 在线段BC 上,且满足BD =12DC ,过点D 的直线分别交直线AB ,AC 于不同的两点M ,N ,若AM ―→=m AB ―→,AN ―→=n AC ―→,则( )A .m +n 是定值,定值为2B .2m +n 是定值,定值为3 C.1m +1n 是定值,定值为2D.2m +1n是定值,定值为3解析:选D 因为M ,D ,N 三点共线,所以AD ―→=λAM ―→+(1-λ)AN ―→.又AM ―→=m AB ―→,AN ―→=n AC ―→,所以AD ―→=λm AB ―→+(1-λ)n AC ―→.又BD ―→=12DC ―→,所以AD ―→-AB ―→=12AC ―→-12AD ―→,所以AD ―→=13AC ―→+23AB ―→.比较系数知λm =23,(1-λ)n =13,所以2m +1n=3,故选D.6.[数学建模]在如图所示的方格纸中,向量a ,b ,c 的起点和终点均在格点(小正方形顶点)上,若c 与x a +y b(x ,y 为非零实数)共线,则xy的值为________.解析:设e 1,e 2分别为水平方向(向右)与竖直方向(向上)的单位向量,则向量c =e 1-2e 2,a =2e 1+e 2,b =-2e 1-2e 2,由c 与x a +y b 共线,得c =λ(x a +y b),所以e 1-2e 2=2λ(x -y )e 1+λ(x -2y )e 2,所以⎩⎪⎨⎪⎧2λx -y =1,λx -2y =-2,所以⎩⎪⎨⎪⎧x =3λ,y =52λ,则x y 的值为65. 答案:657.[数学运算]经过△OAB 重心G 的直线与OA ,OB 分别交于点P ,Q ,设OP ―→=m OA ―→,OQ ―→=n OB ―→,m ,n ∈R ,求1n +1m的值.解:设OA ―→=a ,OB ―→=b ,则OG ―→=13(a +b),PQ ―→=OQ ―→-OP ―→=n b -m a ,PG ―→=OG ―→-OP ―→=13(a +b)-m a =⎝ ⎛⎭⎪⎫13-m a +13b.由P ,G ,Q 共线得,存在实数λ使得PQ ―→=λPG ―→,即n b -m a =λ⎝ ⎛⎭⎪⎫13-m a +13λb ,则⎩⎪⎨⎪⎧-m =λ⎝ ⎛⎭⎪⎫13-m ,n =13λ,消去λ,得1n +1m=3.8.[逻辑推理]已知O ,A ,B 是不共线的三点,且OP ―→=m OA ―→+n OB ―→(m ,n ∈R).(1)若m +n =1,求证:A ,P ,B 三点共线; (2)若A ,P ,B 三点共线,求证:m +n =1. 证明:(1)若m +n =1, 则OP ―→=m OA ―→+(1-m )OB ―→ =OB ―→+m (OA ―→-OB ―→), ∴OP ―→-OB ―→=m (OA ―→-OB ―→), 即BP ―→=m BA ―→,∴BP ―→与BA ―→共线. 又∵BP ―→与BA ―→有公共点B , ∴A ,P ,B 三点共线. (2)若A ,P ,B 三点共线, 则存在实数λ,使BP ―→=λBA ―→, ∴OP ―→-OB ―→=λ(OA ―→-OB ―→). 又OP ―→=m OA ―→+n OB ―→.故有m OA ―→+(n -1)OB ―→=λOA ―→-λOB ―→, 即(m -λ)OA ―→+(n +λ-1)OB ―→=0. ∵O ,A ,B 不共线,∴OA ―→,OB ―→不共线, ∴⎩⎪⎨⎪⎧m -λ=0,n +λ-1=0,∴m +n =1.。