专题11平面向量1.【2021·浙江高考真题】已知非零向量,,a b c ,则“a c b c ⋅=⋅ ”是“a b =”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分又不必要条件【答案】B【分析】考虑两者之间的推出关系后可得两者之间的条件关系.【详解】若a c b c ⋅=⋅ ,则()0a b c -⋅=r r r ,推不出a b = ;若a b =,则a c b c ⋅=⋅ 必成立,故“a c b c ⋅=⋅ ”是“a b =”的必要不充分条件故选:B.2.【2021·全国高考真题】已知O 为坐标原点,点()1cos ,sin P αα,()2cos ,sin P ββ-,()()()3cos ,sin P αβαβ++,()1,0A ,则()A .12OP OP = B .12AP AP =C .312OA OP OP OP ⋅=⋅D .123OA OP OP OP ⋅=⋅【答案】AC【分析】A 、B 写出1OP ,2OP 、1AP uuur ,2AP uuu r 的坐标,利用坐标公式求模,即可判断正误;C 、D 根据向量的坐标,应用向量数量积的坐标表示及两角和差公式化简,即可判断正误.【详解】A :1(cos ,sin )OP αα=,2(cos ,sin )OP ββ=- ,所以1||1OP == ,2||1OP == ,故12||||OP OP = ,正确;B :1(cos 1,sin )AP αα=- ,2(cos 1,sin )AP ββ=-- ,所以1||2|sin |2AP α=====,同理2||2|sin |2AP β== ,故12||,||AP AP 不一定相等,错误;C :由题意得:31cos()0sin()cos()OA OP αβαβαβ⋅=⨯++⨯+=+,12cos cos sin (sin )cos()OP OP αβαβαβ⋅=⋅+⋅-=+ ,正确;D :由题意得:11cos 0sin cos OA OP ααα⋅=⨯+⨯=,23cos cos()(sin )sin()OP OP βαββαβ⋅=⨯++-⨯+()()()cos βαβcos α2β=++=+,故一般来说123OA OP OP OP ⋅≠⋅故错误;故选:AC3.【2020年高考全国III 卷理数】6.已知向量a ,b 满足||5a =,||6b =,6a b ⋅=-,则cos ,=+a a b A .3135-B .1935-C .1735D .1935【答案】D【解析】5a = ,6b = ,6a b ⋅=-,()225619a a b a a b ∴⋅+=+⋅=-= .7a b +== ,因此,()1919cos ,5735a ab a a b a a b ⋅+<+>===⨯⋅+ .故选:D .【点睛】本题考查平面向量夹角余弦值的计算,同时也考查了平面向量数量积的计算以及向量模的计算,考查计算能力,属于中等题.4.【2020年新高考全国Ⅰ卷】已知P 是边长为2的正六边形ABCDEF 内的一点,则AP AB⋅的取值范围是A .()2,6-B .()6,2-C .()2,4-D .()4,6-【答案】A 【解析】如图,AB的模为2,根据正六边形的特征,可以得到AP 在AB方向上的投影的取值范围是(1,3)-,结合向量数量积的定义式,可知AP AB ⋅等于AB 的模与AP 在AB方向上的投影的乘积,所以AP AB⋅的取值范围是()2,6-,故选:A .【点睛】该题以正六边形为载体,考查有关平面向量数量积的取值范围,涉及到的知识点有向量数量积的定义式,属于简单题目.5.【2019年高考全国I 卷理数】已知非零向量a ,b 满足||2||=a b ,且()-a b ⊥b ,则a 与b 的夹角为A .π6B .π3C .2π3D .5π6【答案】B【解析】因为()-a b ⊥b ,所以2()-⋅=⋅-a b b a b b =0,所以2⋅=a b b ,所以cos θ=22||12||2⋅==⋅a b b a b b ,所以a 与b 的夹角为π3,故选B .【名师点睛】对向量夹角的计算,先计算出向量的数量积及各个向量的摸,在利用向量夹角公式求出夹角的余弦值,再求出夹角,注意向量夹角范围为[0,]π.6.【2019年高考全国II 卷理数】已知AB =(2,3),AC =(3,t ),BC =1,则AB BC ⋅=A .−3B .−2C .2D .3【答案】C【解析】由(1,3)BC AC AB t =-=- ,1BC == ,得3t =,则(1,0)BC = ,(2,3)(1,0)21302AB BC ==⨯+⨯=.故选C .【名师点睛】本题考点为平面向量的数量积,侧重基础知识和基本技能,难度不大.7.【2019年高考北京卷理数】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【答案】C【解析】AB 与AC的夹角为锐角,所以2222||||2||||2AB AC AB AC AB AC AB AC ++⋅>+-⋅ ,即22||||AB AC AC AB +>- ,因为AC AB BC -= ,所以|AB +AC |>|BC |;当|AB +AC |>|BC |成立时,|AB +AC |2>|AB -AC |2AB ⇒•AC >0,又因为点A ,B ,C 不共线,所以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 .【名师点睛】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.8.【2021·浙江高考真题】已知平面向量,,,(0)a b c c ≠满足()1,2,0,0a b a b a b c ==⋅=-⋅= .记向量d 在,a b方向上的投影分别为x ,y ,d a - 在c方向上的投影为z ,则222x y z ++的最小值为___________.【答案】25【分析】设(1,0),(02),(,)a b c m n ===,,由平面向量的知识可得22x y +=,再结合柯西不等式即可得解.【详解】由题意,设(1,0),(02),(,)a b c m n === ,,则()20a b c m n -⋅=-=,即2m n =,又向量d 在,a b方向上的投影分别为x ,y ,所以(),d x y = ,所以d a - 在c 方向上的投影()||d a c z c -+-⋅===,即22x y +=,所以(()()222222222211221210105x y z x y z x y ⎡⎤++=++++≥+=⎢⎥⎣⎦ ,当且仅当2122x y x y ⎧==⎪⎨⎪+=⎩ 即251555x y z ⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩时,等号成立,所以222x y z ++的最小值为25.故答案为:25.【点睛】关键点点睛:解决本题的关键是由平面向量的知识转化出,,x y z 之间的等量关系,再结合柯西不等式变形即可求得最小值.9.【2021·全国高考真题(理)】已知向量()()3,1,1,0,a b c a kb ===+ .若a c ⊥ ,则k =________.【答案】103-.【分析】利用向量的坐标运算法则求得向量c的坐标,利用向量的数量积为零求得k 的值【详解】()()()3,1,1,0,3,1a b c a kb k ==∴=+=+,(),33110a c a c k ⊥∴=++⨯= ,解得103k =-,故答案为:103-.【点睛】本题考查平面向量的坐标运算,平面向量垂直的条件,属基础题,利用平面向量()()1122,,,p x y q x y ==垂直的充分必要条件是其数量积12120x x y y +=.10.【2021·全国高考真题】已知向量0a b c ++= ,1a =,2b c == ,a b b c c a ⋅+⋅+⋅=_______.【答案】92-【分析】由已知可得()20a b c++=,展开化简后可得结果.【详解】由已知可得()()()22222920a b ca b c a b b c c a a b b c c a ++=+++⋅+⋅+⋅=+⋅+⋅+⋅=,因此,92a b b c c a ⋅+⋅+⋅=- .故答案为:92-.11.【2021·全国高考真题(理)】已知向量()()1,3,3,4a b == ,若()a b b λ-⊥,则λ=__________.【答案】35【分析】根据平面向量数量积的坐标表示以及向量的线性运算列出方程,即可解出.【详解】因为()()()1,33,413,34a b λλλλ-=-=--,所以由()a b b λ-⊥ 可得,()()3134340λλ-+-=,解得35λ=.故答案为:35.【点睛】本题解题关键是熟记平面向量数量积的坐标表示,设()()1122,,,a x y b x y ==,121200a b a b x x y y ⊥⇔⋅=⇔+=,注意与平面向量平行的坐标表示区分.12.【2021·北京高考真题】(2,1)a = ,(2,1)b =-,(0,1)c = ,则()a b c +⋅=_______;a b ⋅=_______.【答案】03【分析】根据坐标求出a b +,再根据数量积的坐标运算直接计算即可.【详解】(2,1),(2,1),(0,1)a b c ==-=,()4,0a b ∴+= ,()40010a b c +⋅=⨯+∴⨯=,()22113a b ∴⋅=⨯+⨯-=.故答案为:0;3.13.【2020年高考全国Ⅰ卷理数】设,a b 为单位向量,且||1+=a b ,则||-=a b ______________.【解析】因为,a b 为单位向量,所以||||1==a b所以||1+====a b ,解得:21⋅=-a b ,所以||-===a b ,故答案为:.【点睛】本题主要考查了向量模的计算公式及转化能力,属于中档题.14.【2020年高考全国II 卷理数】已知单位向量a →,b →的夹角为45°,k a b →→-与a →垂直,则k =__________.【答案】22【解析】由题意可得:11cos 452a b →→⋅=⨯⨯=,由向量垂直的充分必要条件可得:0k a b a →→→⎛⎫-⋅= ⎪⎝⎭,即:202k a a b k →→→⨯-⋅=-=,解得:2k =.故答案为:22.【点睛】本题主要考查平面向量的数量积定义与运算法则,向量垂直的充分必要条件等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.15.【2020年高考天津】如图,在四边形ABCD 中,60,3B AB ∠=︒=,6BC =,且3,2AD BC AD AB λ=⋅=- ,则实数λ的值为_________,若,M N 是线段BC 上的动点,且||1MN = ,则DM DN ⋅的最小值为_________.【答案】(1).16;(2).132【解析】AD BC λ=,//AD BC ∴,180120BAD B ∴∠=-∠= ,cos120AB AD BC AB BC AB λλ⋅=⋅=⋅1363922λλ⎛⎫=⨯⨯⨯-=-=- ⎪⎝⎭,解得16λ=,以点B 为坐标原点,BC 所在直线为x 轴建立如下图所示的平面直角坐标系xBy ,()66,0BC C =∴ ,,∵3,60AB ABC =∠=︒,∴A 的坐标为333,22A ⎛⎫⎪⎪⎝⎭,∵又∵16AD BC = ,则5,22D ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭,设(),0M x ,则()1,0N x +(其中05x ≤≤),5,22DM x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,3,22DN x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,()222533321134222222DM DN x x x x x ⎛⎛⎫⎛⎫⋅=--+=-+=-+ ⎪⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ,所以,当2x =时,DM DN ⋅ 取得最小值132.故答案为:16;132.【点睛】本题考查平面向量数量积的计算,考查平面向量数量积的定义与坐标运算,考查计算能力,属于中等题.16.【2020年高考北京】已知正方形ABCD 的边长为2,点P 满足1()2AP AB AC =+,则||PD = _________;PB PD ⋅=_________.;1-【解析】以点A 为坐标原点,AB 、AD 所在直线分别为x 、y 轴建立如下图所示的平面直角坐标系,则点()0,0A 、()2,0B 、()2,2C 、()0,2D ,()()()()1112,02,22,1222AP AB AC =+=+= ,则点()2,1P ,()2,1PD ∴=- ,()0,1PB =-,因此,PD == ()021(1)1PB PD ⋅=⨯-+⨯-=-.1-.【点睛】本题考查平面向量的模和数量积的计算,建立平面直角坐标系,求出点P 的坐标是解答的关键,考查计算能力,属于基础题.17.【2020年高考浙江】已知平面单位向量1e ,2e满足122||-≤e e .设12=+a e e ,123=+b e e ,向量a ,b 的夹角为θ,则2cos θ的最小值是_______.【答案】2829【解析】12|2|e e -≤u r u r Q 124412e e ∴-⋅+≤u r u r,1234e e ∴⋅≥u r u r ,222121222121212(44)4(1)()cos (22)(106)53e e e e a b e e e e e e a bθ+⋅+⋅⋅∴===+⋅+⋅+⋅⋅u r u r u r u r r r u r u r u r u r u r u rr r 12424228(1(1)3332953534e e =-≥-=+⋅+⨯u r u r .故答案为:2829.【点睛】本题考查利用模求向量数量积、利用向量数量积求向量夹角、利用函数单调性求最值,考查综合分析求解能力,属中档题.18.【2020年高考江苏】在△ABC 中,43=90AB AC BAC ==︒,,∠,D 在边BC 上,延长AD 到P ,使得AP =9,若3()2PA mPB m PC =+-(m 为常数),则CD 的长度是▲.【答案】185【解析】∵,,A D P 三点共线,∴可设()0PA PD λλ=>,∵32PA mPB m PC ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭,∴32PD mPB m PC λ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭ ,即32m m PD PB PC λλ⎛⎫- ⎪⎝⎭=+ ,若0m ≠且32m ≠,则,,B D C 三点共线,∴321m m λλ⎛⎫- ⎪⎝⎭+=,即32λ=,∵9AP =,∴3AD =,∵4AB =,3AC =,90BAC ∠=︒,∴5BC =,设CD x =,CDA θ∠=,则5BD x =-,BDA πθ∠=-.∴根据余弦定理可得222cos 26AD CD AC x AD CD θ+-==⋅,()()()222257cos 265x AD BD AB AD BD x πθ--+--==⋅-,∵()cos cos 0θπθ+-=,∴()()2570665x x x --+=-,解得185x =,∴CD 的长度为185.当0m =时,32PA PC = ,,C D 重合,此时CD 的长度为0,当32m =时,32PA PB = ,,B D 重合,此时12PA =,不合题意,舍去.故答案为:0或185.【点睛】本题考查了平面向量知识的应用、余弦定理的应用以及求解运算能力,解答本题的关键是设出()0PA PD λλ=> .19.【2019年高考全国III 卷理数】已知a ,b 为单位向量,且a ·b =0,若2=c a ,则cos ,=a c ___________.【答案】23【解析】因为2=-c a ,0⋅=a b ,所以22⋅=-⋅a c a b 2=,222||4||5||9=-⋅+=c a b b ,所以||3=c ,所以cos ,=a c 22133⋅==⨯⋅a c a c .【名师点睛】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.20.【2019年高考天津卷理数】在四边形ABCD中,,5,30AD BC AB AD A ==∠=︒∥,点E 在线段CB 的延长线上,且AE BE =,则BD AE ⋅= ___________.【答案】1-【解析】建立如图所示的直角坐标系,∠DAB =30°,5,AB AD ==则B,5(,)22D .因为AD ∥BC ,30BAD ∠=︒,所以30ABE ∠=︒,因为AE BE =,所以30BAE ∠=︒,所以直线BE 的斜率为33,其方程为3(3y x =-,直线AE 的斜率为33-,其方程为33y x =-.由(333y x y x ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩得x 1y =-,所以1)E -.所以35(,)1)122BD AE =-=- .【名师点睛】平面向量问题有两大类解法:基向量法和坐标法,在便于建立坐标系的问题中使用坐标方法更为方便.21.【2019年高考江苏卷】如图,在ABC △中,D 是BC 的中点,E 在边AB 上,BE =2EA ,AD 与CE 交于点O .若6AB AC AO EC ⋅=⋅ ,则AB AC的值是___________.3【解析】如图,过点D 作DF //CE ,交AB 于点F ,由BE =2EA ,D 为BC 的中点,知BF =FE =EA ,AO =OD.()()()3632AO EC AD AC AE AB AC AC AE =-=+- ,()223131123233AB AC AC AB AB AC AB AC AB AC ⎛⎫⎛⎫=+-=-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭22223211323322AB AC AB AC AB AC AB AC AB AC ⎛⎫=-+=-+= ⎪⎝⎭,得2213,22AB AC = 即,AB = 故AB AC=【名师点睛】本题考查在三角形中平面向量的数量积运算,渗透了直观想象、逻辑推理和数学运算素养.采取几何法,利用数形结合和方程思想解题.22.【2019年高考浙江卷】已知正方形ABCD 的边长为1,当每个(1,2,3,4,5,6)i i λ=取遍±1时,123456||AB BC CD DA AC BD λλλλλλ+++++ 的最小值是___________;最大值是___________.【答案】0; 0所以当1256341,1λλλλλλ======-时,有最大值max y ===故答案为0;【名师点睛】对于此题需充分利用转化与化归思想,从“基向量”入手,最后求不等式最值,是一道向量和不等式的综合题.。