高中数学第二章平面向量单元评估验收二新人教A版必修4
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2021年高中数学 第二章 平面向量阶段检测 新人教版必修4一.选择题1.已知,,则( )A . B. C. D.解析:本题考查平面向量线性运算的坐标运算32(3,9)(4,10)(7,1)a b -=--=-,选C2.已知,,则( )A . B. C. D.解析:本题考平面向量数量积的坐标运算,选D3.(xx ·山西大学附中高一期中)已知平面向量,且,则实数的值为 ( )A .1B .C .D .4解析:本题考查平面向量的坐标形式及向量共线的条件由,得,即,选B4.中,,,,则实数的值是( )A .B .C .D .解析:本题考查平面向量的坐标形式、向量的运算及向量垂直的条件由已知,得(2,3)(,1)(2,2)BC AC AB k k =-=-=-而,,即,解得,选A5.已知,并且,与的夹角为,则的值为( )A .1B .C .D .解析:本题考查平面向量的夹角、数量积的定义及其算律21||||cos 21()132a b a b π⋅==⨯⨯-=-,2()||112a b b a b b -⋅=⋅-=--=-6.在四边形中,AB=2,4,94a b BC a b BD a b +=--=--,其中不共线,则四边形为()A .梯形B .平行四边形C .菱形D .矩形解析:本题考查向量的线性运算及共线向量,,,所以,且,所以四边形为梯形,选A7.与向量平行的单位向量为( )A .B .C .或D .解析:本题考查单位向量及共线向量等法1.设所求向量为,则,解得1213513x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩或1213513x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩所以或,选C法2. 与向量平行的单位向量为或11125(12,5)(,)131313||d d -=-=--,选C 8.(xx ·杭州二中高一期中)下列说法中,正确的个数为( )(1);(2)若,则与的夹角是钝角;(3)若向量,能作为平面内所有向量的一组基底(4)若,则在上的投影为A .1个B .2个C .3个D .4个解析:本题考查平面向量的加法的三角形法则、向量的夹角、基底及投影等概念因为,因而(1)正确;当且与反向时,,但与的夹角为,因而(2)不正确;由于,所以,所以向量,不能作为基底,所以(3)不正确;若,则与的夹角为或,所以在上的投影为,因而(4)不正确.只有(1)正确,其它均不正确,所以选A9.平面向量与的夹角为,, 则( )(A ) (B) (C) 4 (D)12解析:本题考查平面向量的模、夹角以及数量积由已知,222|2|||44||4421cos 6012a b a a b b +=+⋅+=+⨯⨯⨯=|,∴ ,选B10.若,且、、三点在同一条直线上,则实数与的关系为( )A . B. C. D.解析:本题考查向量共线、向量的线性运算及平面向量基本定理、、三点在同一条直线上, ,存在实数,使,,,而,,,所以,选B11.已知,,并且与的夹角为锐角由实数的取值范围为( )A. B. C. D.解析:本题考查平面向量的模、数量积、向量的夹角及共线向量若与的夹角为锐角,则,,.而当与同向时,存在使,,,从而实数的取值范围为,选B12.已知点为的外心,且则( ) A .2 B .4 C .6 D .8解析:本题考查平面向量的线性运算、三角形法则及数量积取BC 中点为P ,则OP ⊥BC ,向量,所以2211()()(||||)622AC AB AC AB AC AB =+⋅-=-=,选C 二.填空题13.(xx ·广东实验中学高一上期末)如图,若,,,则向量可用,表示为___________. 解析:本题考查向量的数乘、向量加法减法及三角形法则,,,填14.若,,则在上的投影为________________解析:本题考查向量的坐标运算、模的求及投影的概念,所以在上的投影为15.已知向量,满足,,,则解:由,得,,由,,得所以,填16.(由xx ·永嘉高一期中改编)给定下列命题或等式: ①②③④⑤⑥或.其中正命题的序号为解析:本题考查共线向量、向量的数乘、向量的数量积及其性质等只有④是正确的,所以填④三.解答题17.若,,求、及与夹角的余弦值。
平面向量一、选择题1.下列命题中正确的是( )( A ) 两个相等的向量的起点,方向,长度必须都相同( B) 若a,b是两个单位向量,则a= b( C) 若向量a和b共线,则向量a, b 的方向相同( D) 零向量的长度为0,方向是任意的2.如图,在平行四边形ABCD 中,下列结论中错误的是( )( A ) ( C) AB DCAB AD BD( B )( D )AD AB ACAD CB03.在四边形ABCD 中,CB AB BA( )(A) DB (B) CA(C) CD (D) DC4.已知a,b为非零向量,且|a+ b|=| a|+| b|,则一定有( )( A ) a=b ( B ) a∥b,且a,b方向相同( C) a=-b ( D ) a∥b,且a,b方向相反5.化简下列向量: ( 1) AB BC CA (2) AB AC BD CD(3) FQ QP EF EM (4) OA OB AB,结果为零向量的个数是( )(A)1 (B)2 (C)3 (D)4二、填空题6.对于下列命题①相反向量就是方向相反的向量②不相等的向量一定不平行③相等的向量一定共线④共线的单位向量一定相等⑤共线的两个向量一定在同一条直线上其中真命题的序号为______.3 3点A 的位置向量为 ______.8.一艘船以 5 km 的速度出发向垂直于对岸的方向行驶,而船实际的航行方向与水流成30°,则船的实际速度的大小为______ ,水流速度的大小为______.9.如图,在□ABCD中,AO a ,DO b ,用向量a, b 表示下列向量CB______AB =_____.10.已知平面内有□ABCD和点O,若OA a ,OB b,OC c ,OD d,则a-b+c -d=______.三、解答题11.化简:(1) AB AC BD(2) AB CD CB DA12.在单位圆中, B 是 OA 的中点, PQ 过 B 且 PQ∥Ox,MP⊥ Ox,NQ⊥ Ox,则在向量OM,ON,MP,NQ,OP,OQ,OB,OA,PQ 中.( 1) 找出相等的向量;( 2) 找出单位向量;( 3) 找出与OM共线的向量;( 4) 向量OM,ON的长度.13.已知正方形A BCD 的边长为1,若AB a ,BC b ,AC c ,求作向量a-b+c,并求出 |a-b+c|.14.已知向量a, b 满足:| a|=3,| a+ b|=5,| a- b|=5,求| b|.向量的线性运算 ( 二 ) 一、选择题1.若 3( x+ 3a) - 2( a-x) =0,则向量 x= ( ) ( A ) 2a ( B) - 2a ( C) 7a ( D ) 7 a5 52.若AB5e, CD7e且 | AD | | BC |,则四边形ABCD 是 ( ) ( A ) 平行四边形( B ) 非等腰梯形( C)菱形( D)等腰梯形3.如图所示, D 是△ ABC 的边上的中点,则向量CD 等于()(A) BC 1BA ( B ) BC1BA 2 2(C) BC 1BA (D) BC 1 BA2 2 )4.已知向量1- 2e2,b=- 2e1+ 4e2,则向量a与b满足关系 (a= e( A ) b= 2a ( B) 共线且方向相反 ( C) 共线且方向相同(D)不平行5.下列结论中正确的个数是 ( )①若| b|=2| a|,则 b=±2a ②若 a∥ b,b∥ c,则 a∥ c ③若 m a=m b,则a=b④ 0a=0⑤若向量a与b共线,则一定存在一个实数,使得 a= b(A)0个(B)1个(C)2个(D)3 个二、填空题6.化简: 5( 3a- 2b) + 4( 2b-3a) = ______.7.与非零向量a共线的单位向量为 ____________.8.数轴上的点 A,B,C 的坐标分别为2x,- 2,x,且AB 3BC ,则x=______;|AB|= ______.9.已知向量 a 与 b 方向相反,|a|=6,| b|=4,则 a=______b.10.在□ ABCD 中,AB a ,AD b ,AN3NC ,M为BC的中点,则 MN____.三、解答题11.点 D 是△ ABC 边 BC 上一点,且BD 1 BC.设试AB a,AC b,用向量a,b表示3AD.12.已知向量a, b 满足求| a|∶| b|.11 1(a3b)(a b)(3a2b) ,求证:向量 a 与 b 共线,并52 513.已知|a|= 1,|b|= 2.若a=b,求|a-b|的值.14.已知平面中不同的四点A,B,C,D 和非零向量a,b,且AB a2b,CD 5a6b,CD =7a-2b.( 1) 证明: A, B, D 三点共线;( 2) 若a与b共线,证明A, B, C,D 四点共线.向量的分解与向量的坐标表示一、选择题1.已知向量a= ( 4,2) ,向量 b=( x,3),且 a∥b,则x=( )(A)9 (B)6 (C)5 (D)32.已知点 A( 0, 1) , B( 1, 2) , C( 3, 4) ,则AB 2BC的坐标为 ( )( A)( 3,3) ( B)( -3,- 3) ( C)( - 3, 3) ( D)( 3,- 3)3.已知基底 { e1,e2} ,实数 x,y 满足 ( 3x- 4y) e1+ ( 2x-3y) e2= 6e1+ 3e2,则 x- y 的值等于( )(A)3(B)-3(C)0(D)24.在基底 { e1,e2} 下,向量a=e1+ 2e2,b= 2e1-e2,若a∥b,则的值为()(A)0(B)-21(D)-4( C)25.设向量a= ( 1,- 3) ,b= ( - 2,4) ,c= ( - 1,- 2) ,若表示向量4a,4b-2c,2( a-c) ,d 的有向线段首尾相连能构成四边形,则向量 d 为( )( A)( 2,6) ( B)( -2,6)( C)( 2,- 6) ( D)( - 2,- 6)二、填空题6.点 A( 1,- 2) 关于点 B 的对称点为 ( - 2, 3) ,则点 B 的坐标为 ______.7.若 M( 3,- 2) ,N( - 5,- 1) 且MP 1 MN,则 P 点的坐标为 ______________.28.已知点 O( 0,0) , A( 1,2) ,B( 4,5) ,点 P 满足OP OA t AB ,当点P在x轴上时,t= _______.9.已知□ABCD 的三个顶点A( - 1, 3) , B( 3, 4) ,C( 2, 2) ,则顶点D的坐标为 ______.10.向量OA(k,12) , OB (4,5) , OB (10, k) 若A、B、C三点共线,则k= ______.三、解答题11.已知梯形ABCD 中,AB2DC ,M,N分别是DC,AB的中点.设 AD a,AB b 选择基底 { a,b} ,求向量DC,NM在此基底下的分解式.12.已知向量a=( 3,-2),b=(-2,1), c=( 7,-4),( 1) 证明:向量a, b 是一组基底;( 2) 在基底 { a,b} 下,若c= x a+ y b,求实数x, y 的值.13.已知向量a=( 1,2), b=(-3,x).若 m=2a+ b, n= a-3b,且 m∥ n,求实数x的值并判断此 m 时 n 与的方向相同还是相反.14.已知点O( 0,0) , A( 1, 4) ,B( 4,- 2) ,线段 AB 的三等分点C,D ( 点 C 靠近 A) .OC2OD平面向量的数量积及其运算律一、选择题1.若| a |= 4, | b |= 3,〈a , b 〉= 135°,则 a 2 b = ( )(A)6( B)(C)6 2 (D) 622.已知 | a |= 8, e 为单位向量,〈 a , e 〉2π,则 a 在 e 方向上的正射影的数量为 ( )3(A)4 3(B)4(C) 43(D)-4 3.若向量 a , b , c 满足 a 2 b = a 2 c ,则必有 ()( A ) a = 0( B) b = c( C) a =0 或 b = c ( D ) a ⊥ ( b - c )4.若| a |= 1,| b |= 2,且 ( a + b ) ⊥ a ,则〈 a , b 〉= ()( A) 30° ( B) 60°( C) 120° (D)150°5.平面上三点 A ,B ,C ,若 | AB | 3,|BC | 4,|CA | 5,则 AB BC BC CA CA AB= ( )A .25 ( B) -25(C)50(D)-50二、填空题6.已知 a 2 b =- 4, a 在 b 方向上的正射影的数量为-8,则在| a |和 | b | 中,可求出具体数值的是 ______,它的值为 ______.7.已知 a , b 均为单位向量, 〈 a , b 〉= 60°,那么| a + 3b | = ______. 8.已知| a |= 4,| b | = 1,| a - 2b | = 4,则 cos 〈a , b 〉= ______.9.下列命题中,正确命题的序号是______.( 1) | a | 2=a 2;( 2) 若向量 a , b 共线,则 a 2 b =| a || b | ;( 3)( a 2 b ) 2= a 22 b 2;( 4) 若 a 2 b = 0,则 a = 0 或 b = 0( 5)( a -b ) 2 ( a +b ) =| a | 2-| b | 2;10.设向量 a , b , c 满足 a + b +c = 0, ( a -b ) ⊥ c , a ⊥b .若| a |= 1,则 | a | 2+| b |2+| c | 2的值是 ______. 三、解答题11.已知| a |= 5,| b |= 4,〈a , b 〉π,求 ( a + b ) 2 a 和| a + b |.312.向量 a , b 满足 ( a - b ) 2 ( 2a + b ) =- 4,且 | a | = 2,| b |= 4,求〈 a ,b 〉.13.已知 O 为△ ABC 所在平面内一点,且满足(OB OC) (OB OA) 0 ,试判断△ ABC的形状.14.已知向量 a , b 满足:| a |= 1,| b | = 2,| a - b | = 7 .( 1) 求| a - 2b |; ( 2) 若 ( a + 2b ) ⊥( k a - b ) ,求实数 k 的值.向量数量积的坐标运算与度量公式一、选择题1.已知 a = ( - 4, 3) , b = ( 5,6) ,则 3a 2-4a 2 b =()(A)83(B)63(C)57(D)232.已知向量 a ( 3, 1) , b 是不平行于 x 轴的单位向量,且 a b3 ,则 b =()(A)(3, 1) (B) (1,3 ) (C) (1,3 3) ( D)( 1,0)2222443.在△ ABC 中, A( 4, 6) , B( - 4,10) , C( 2, 4) ,则△ ABC 是 ( )( A ) 等腰三角形( B) 锐角三角形( C) 钝角三角形( D ) 直角三角形4.已知 a = ( 0, 1) ,b = ( 1,1) ,且〈 aπ的值为( )b ,a 〉,则实数2(A)-1(B)0(C)1(D)25.已知 a = ( 1, 2) ,b = ( - 2,- 4) , | c |5 ,若 (ab )c 5 ),则〈 a , c 〉= (2( A) 30°( B) 60°( C) 120°(D)150°二、填空题,b 〉=.若a + = ( - ,-1) , - =,- ,则=,〈 a ______ .6 b 2 a b ( 4 3) a 2 b ______7.向量 a = ( 5, 2) 在向量 b =( - 2, 1) 方向上的正射影的数量为 ______. 8.在△ ABC 中, A( 1, 0) , B( 3, 1) , C( 2, 0) 则∠ BCA = ____________. 9.若向量 a 与 b = ( 1, 2) 共线,且满足 a 2 b =- 10,则 a = ______.10.已知点 A( 0,3) ,B( 1,4) ,将有向线段 AB 绕点 A 旋转角π到 AC 的位置,则点C 的2坐标为 ______. 三、解答题11.已知 a = ( - 3,2) ,b = ( 1,2) ,求值: | a + 2b |,( 2a - b ) 2 ( a +b ) ,cos 〈a + b ,a - b 〉.12.若 |a |2 13 , b = ( - 2, 3) ,且 a ⊥ b ,求向量 a 的坐标.13.直角坐标系 xOy 中,已知点 A( 0,1) 和点 B( -3, 4) ,OC 为△ AOB 的内角平分线,且OC 与 AB 交于点 C ,求点 C 的坐标.14.已知 k Z ,AB ( k ,1),AC ( 2,4),| AB | 4 ,且△ ABC 为直角三角形, 求实数 k 的值.用心爱心专心测试十二向量的应用Ⅰ学习目标1.会用向量的方法解决某些简单的平面几何问题.2.会用向量的方法解决物理中简单的力学和速度问题;能将物理问题转化为数学问题,同时会用建立起来的数学模型解释相关的物理问题.Ⅱ基础性训练一、选择题1.作用于原点的两个力f1=( 1,1), f2=( 2,3),为使它们平衡,需要增加力f3,则力 f3 的大小为 ( )( A)( 3,4) ( B)( -3,- 4)( C) 5 (D)252.在水流速度为自西向东,10 km / h 的河中,如果要使船以10 3 km/ h的速度从河南岸垂直到达北岸,则船出发时行驶速度的大小和方向( )( A ) 北偏西 30°, 20 km/ h( B ) 北偏西 60°, 20 km / h( C) 北偏东 30°, 20 km/ h( D ) 北偏东 60°, 20 km / h3.若平行四边形ABCD 满足| AB AD | | AB AD |,则平行四边形ABCD 一定是 ( )(A)正方形(B)矩形(C)菱形(D)等腰梯形4.已知□ABCD 对角线的交点为O,P 为平面上任意一点,且PO =a,则PA PB PC PD = ( )( A ) 2a ( B) 4a ( C) 6a ( D ) 8a5.已知非零向量AB与 AC满足(AB AC)BC 0且 AB.AC 1|AB | |AC | |AB| |AC| 2,则△ ABC为 ( )( A ) 三边均不相等的三角形( B ) 直角三角形( C) 等腰非等边三角形( D ) 等边三角形二、填空题6.自 50 m 高处以水平速度10 m/ s 平抛出一物体,不考虑空气阻力,则该物2s 时的速度的大小为 ______,与竖直向下的方向成角为,则tan=______( g=10 m/ s2).7.夹角为 120°的两个力f1和 f2作用于同一点,且| f 1|=| f2|=m( m>0),则 f1和 f2的合力 f 的大小为______, f 与 f2的夹角为____________.8.正方形ABCD 中, E,F 分别为边DC , BC 的中点,则cos∠ EAF = ____________.9.在△ ABC 中,有命题:①AB AC BC ;②若 ( AB AC) ( AB A C )0 ,则△ABC 为等腰三角形;③AB BC CA=0;④若 AB BC 0 ,则为△ABC锐角三角形.上述命题中正确的是____________( 填上你认为正确的所有序号)三、解答题10.水平电线AB 对竖直电杆BD 的拉力为300 N,斜拉索BC 的拉力为600 N,此时电杆恰好不偏斜,求斜拉索与地面成角的大小以及由此引起的电杆对地面的压力( 电杆自重不计).11.某运动员在风速为东偏北60°, 2 m/ s 的情况下正在以 10 m/ s 的速度向东跑.若风停止,运动员用力不变的情况下,求该运动员跑步速度的大小和方向.12.对于平行四边形ABCD ,点 M 是 AB 的中点,点N 在 BD 上,且BN 1 BD.用向量3的方法证明:M, N, C 三点共线.Ⅲ拓展性训练13.在 Rt△ABC 中,∠ C=90°,且 CA= CB, D 是 CB 的中点, E 是 AB 上一点,且AE=2EB.求证: AD ⊥ CE.14.如图,已知点A( 4, 0) , B( 4,4) , C( 2, 6) ,求 AC 与 OB 的交点 P 的坐标.测试十三平面向量全章综合练习一、选择题1.向量( AB MB) (BO CB) OM 化简后等于( )(A) AC (B) BC ( C) AB (D) AM2.点 A 的坐标为 ( 1,- 3) ,向量AB的坐标为 ( 3,7) ,则点 B 的坐标为 ( ) ( A)( 4,4) ( B)( -2,4) ( C)( 2, 10) ( D)( -2,- 10)3.已知向量a= ( -2, 4) ,b= ( - 1,- 2) , c=( 2,3),则( a+ b) 2 ( a- c)的值为( )(A)10 (B)14 ( C) -10 (D)-144.已知向量a= ( 2,t) ,b= ( 1, 2) .若 t= t1时,a∥b; t= t 2时,a⊥b,则 ( ) ( A ) t1=- 4, t2=- 1 ( B ) t1=- 4, t2= 1( C) t1= 4, t2=- 1 ( D ) t1= 4, t2= 15.若点 O 是△ ABC 所在平面内一点,满足OA OB OB OC OC OA ,则点O是△ABC 的 ( )( A ) 三个内角的角分线的交点( B ) 三条边的垂直平分线的交点( C) 三条中线的交点( D ) 三条高线的交点二、填空题6.河水的流速为 2 m/ s,一只小船想要以垂直于河岸方向10 m/ s 的速度驶向对岸,则小船在静水中的速度的大小应为______________.7.数轴上的点A,B,点 A 的坐标为- 3,且向量AB的长度为5,则点 B 的坐标为 ______.8.已知p= ( - 2, 2) ,q= ( 1,3) ,则p在q方向上的正射影的数量为______.9.已知向量a=( 2,3), b=(-1,2),若( a+b)⊥( a+ b),则实数=______.10.给出下列命题:①a b b; a2a②| a|-| b|<| a- b|;③ |a2b|=|a||b|;④ ( b2 c) a- ( c2 a) b与c垂直;⑤已知 a,b 是非零向量,若| a+ b|=| a- b|,则a⊥ b;a2= b2.⑥已知 a, b 是两个单位向量,则所有正确的命题的序号为____________ .三、解答题11.已知点A( - 2, 1) , B( 1,3) .求线段 AB 中点 M 和三等分点P, Q 的坐标.12.已知 | a|= 2, | b|= 4,〈a,b〉2π.求|a-b|和〈a,a-b〉的余弦值.313.已知向量a=( 1,2), b=( x,1).( 1) 求与 a 垂直的单位向量的坐标;( 2) 求| b-2a|的最小值以及此时 b 的坐标;( 3) 当 x 为何值,a+ 2b与b- 2a平行,并确定它们此时是同向还是反向.14.如图,以原点O 和 A( 5,2) 为两个顶点作等腰直角△OAB,使∠ B= 90°.求点 B 的坐标和 AB 的坐标.参考答案第二章平面向量测试七向量的线性运算 ( 一 )一、选择题1.D 2.C 3.C 4.B 5.C二、填空题6.③7.“东偏北 60°, 6 km”或“北偏东30°, 6 km ” 8. 10 km / h 5 3 km/ h9.b-a;a+b10.0三、解答题11.解: ( 1) CD;( 2) 原式=(AB BC CD) DA AD DA =0.12.解: ( 1) MP NQ OB ;( 2) OP,OQ,OA;( 3) ON,PQ ;( 4)|OM | | ON | 3 213.解:AB a, BC b, AC c ,所以DB a b,BE AC c, DE DB BE a b c ,| a- b+ c|=2.14.解:设AB a, AD b ,做□ABCD.则 AC a b, DB a b ,可得 AC BD 5 ,所以□ABCD为矩形,|b | | AD | 52 32=4.测试八 向量的线性运算 ( 二 )一、选择题1.D 2.D 3.A 4. B 5. A二、填空题6. 3a - 2b 7.a 8.- 4; 6 9. a 3b 10. 1 b 1a| a |244三、解答题11.答: AD2 a 1b .33712.略解:化简得 9a = 7b ,即 ab ,所以 a ∥ b ;| a |∶| b |= 7∶ 9.91,λ= 113.略解:由题意,得| a |=| λ|| b |,∴ | λ|=,22| a - b |=| λ- 1|| b |= 2| λ- 1|= 1 或 3.14. (1) 证明:∵ BDCD CB 2a 4b ,∴ BD 2 AB ,∴ AB // BD ,因为二者均经过点 B ,所以 A , B , C 三点共线. (2)证明:∵ a 与 b 共线,设 a = λb ,∴ BD ( 2 4)b , CD (7 2)b∵CD0, BD 0 ∴7λ- 2≠0, 2λ+ 4≠0.∴ BD 24CD ,7 2∴ BD // CD ,所以 B , C , D 三点共线,又 A ,B , D 三点共线.所以 A , B ,C , D 四点共线.测试九 向量的分解与向量的坐标表示一、选择题1.B 2. B 3.A 4.D 5.D 二、填空题6.( 1,1)7.( 1, 3) 8. t2 9.( -2,1) 10.- 2 或 112 223三、解答题11.答: DC1b ; NM a1b .2412. ( 1) 证明:∵32 ,∴ a 与 b 不平行,所以向量 a , b 是一组基底.213x 2 y 7,x 1, ( 2) 略解: ( 7,- 4) = x( 3,- 2) + y( - 2, 1) ,y4,所以2.2x y13.略解: m =( - 1, 4+x) , n =( 10, 2- 3x) ,因为 m ∥ n ,所以- ( 2- 3x) - 10( 4+ x) =0, x =- 6,此时 m = ( - 1,- 2) , n = ( 10, 20) ,有 n =- 10m ,所以 m 与 n 方向相反.14.略解: ( 1) OC OA AC OA 1(1,4)1(2,2) .AB (3, 6)3 3OD OA AD OA 2AB (1,4)2(3, 6) (3,0) .3 3( 2) OC 2OD ( 2,2) 2(3,0) (8,2) .OE OB OC 2OD ( 4, 2) (8,2) (12,0) .测试十平面向量的数量积及其运算律一、选择题1.D 2.D 3.D 4.C 5.B二、填空题6.|b|; 1 7.13 8.19.①⑤10. 42 4提示:10.由a+b+c=0,得c=-a-b,又 ( a-b) ⊥c,∴ (a-b) 2 (-a-b)=0,2 2∴-| a|- a2 b+a2 b+| b|=0,∴|b|=|a|=1.又 c=- a- b,222 2 ∴| c|=|- a- b|=(- a- b) 2 (- a- b)=| a|+2a2 b+| b|=2.另外,可以结合图示,分析解决问题.三、解答题11.解:a2 b= 10, ( a+b) 2 a=a2+a2 b= 35,|a b | ( a b) 2 a 2 2a b b2 61 .12.解:由题意得2a 2-a2 b-b2=- 4,所以 2a2-a2 b-b2=- 4,得a2 b=-4,cos 〈a,b〉 a b 1, 〈a,b〉=120°| a || b | 213.略解:因为(OB OC) (OB OA) 0 ,所以CB AB=0,从而CB AB ,△ABC 为直角三角形.14.略解: ( 1) |a-b|2=a2- 2ab+b2= 7,所以a2 b=- 1,| a-2b|2= a2-4ab+4b2=21,即|a2b | 21.( 2) 由已知得 ( a+ 2b) 2 ( k a-b) = 0,即 k a2-ab+ 2k ab- 2b2= 0,得 k=- 7.测试十一向量数量积的坐标运算与度量公式一、选择题1.A 2.B 3.D 4.A 5.C提示:5.设c= ( x,y) ,由 | c | 5 ,得x2+y2=5,,①,由 ( a b ) c55 5,得 ( 1, 2) ( x, y),∴ x 2 y,, ②222由①②解得 c( 1 3, 13) ,或 c ( 1 3, 13) .22 2213) 时, cos 〈a c5 1 , 当c (3, 1, 〉222a c5 52|a || c |∴〈 a ,c 〉= 120°,另一种情况,计算结果相同.二、填空题6.- 5; 135° 7. 8 510. ( - 1,4) 或 ( 1,2)58.135° 9. ( - 2,- 4)提示:10.设 C( x , y) ,则 AB(1,1), AC ( x, y 3) ,由 AC ⊥ AB 得, AB AC 0 ,即 x + y - 3= 0,, ①又 | AB | AC , ∴ 2= x 2+ ( y - 3) 2,, ②. 结合①②,解得,x 1,x 1y 或y 4 ∴ C( 1, 2) 或 C( -1,4) .2,三、解答题11.答: |a 2b |37 ;( 2a - b ) 2 ( a + b ) =22; cos a b , ab 55.12.解:设 a = ( x ,y) ,则2x 3 y 0 x 6 x6 x2y252,解得:y 4 或,所以 a =( 6,4) 或y 4a = ( -6,- 4) .13.解:设 C( x , y) ,则 OC( x, y) ,由已知可得: 〈 OA,OC 〉=〈 OB, OC 〉AC // ABx y 113 则,所以,解得OC OCOB OC 3 4 x, y,2yxy2|OA ||OB|55所以 C( 1, 3).2 214.解:由 | AB |4 得 k 2≤ 15,∵ k ∈ Z ,∴ k =- 3,- 2,- 1, 0, 1, 2,3,·2k 4 0 所以 k =- 2;当 A = 90°时, AB ACAB ·BC 0,BC (2 - k ,3)当 C= 90°时,,所以 2( 2- k) +12= 0, k= 8( 舍 ) .AC·BC 0,BC (2 - k,3)综上 k=- 1 或- 2 或 3.测试十二向量的应用一、选择题1.C2.A3.B4.B5.D提示:ABm, AC5.设n ,则|m|=|n|=1,|AB| |AC|由已知 (m n) BC 0 .∴ m BC n BC,∴ m BC cos(x B)n BC cos C ∴c osB= c osC,又B、C∈( 0,)∴B= C.又由已知 m n 1,2∴ m n cos A 1 2∴ cos A 1,又(0,π)2∴A= 60°∴△ ABC 为等边三角形.二、填空题18.46. 10 5m/s;7. m, 60°,9.②③2 5三、解答题10.答:= 60°;300 3N.11.解:如图,建立平面直角坐标系,作□ABCD,设|OC | 2,| OB | 10,则C( 1,3 ),B( 10, 0) ,CB (9, 3),得 |CB| 2 21 9.17m/s,tan AOB3.9由计算器计算得∠ AOB≈ 10. 89°.该运动员跑步速度的大小为9. 17 m/ s,方向为东偏南约10. 89°.MN // MC量,再证明二者具有关系 MN MC 即可.设AB e 1 , AD e 2 ,则 BDe 1 e 2 , BN1e 1 1e 2 .3 3MC1e 1 e 2 , MN MB BN 1e 1 ( 1e 11e 2 ) 1 e 1 1e 2 .22 33 6 3所以 MN1MC ,所以 M , N ,C 三点共线.313.证明:设此等腰直角三角形的直角边长为a ,AD CE( AC CD) (CA AE) AC CA AC AECD CA CD AE|AC|2| AC || AE | cos45 0 |CD || AE |cos45a 22 a 21 a 20 所以 AD ⊥ CE .33或以点 C 为原点, CA , CB 所在的直线分别为x ,y 轴建立平面直角坐标系,则 A( a , 0) , D (0, 1 a), E(1 a, 2a), AD ( a, 1 a), CE ( 1 a, 2a),23 3233可得出 AD CE1 a2 1 a 20 ,所以 AD ⊥CE .3 314.解:设 P( x , y) ,则 OP (x, y) , OB = ( 4, 4) ,由 OP,OB ,共线得 4x -4y = 0,,, ①,AP ( x 4, y) , AC = ( - 2, 6) ,由 AP, AC 共线得 6( x - 4) - y( - 2) =0,, ②,由①②解得, P( 3, 3) .测试十三 平面向量全章综合练习一、选择题 1.A2.A3.B4.C5.D二、填空题6. 2 26m/s7.-8 或 2 2 109.1710.④⑤⑥8.59三、解答题11.解: ABOB OA (3,2) ,OM1(OB OA) ( 1,2),所以 M (1,2),2 22OPOA1AB (1, 5) ,所以 p( 1, 5), OQ OA 2AB (0, 7) ,3 3 33 3 7所以 Q(0, ) .2 7 , cos 〈 a , a -b 〉2712.答:| a -b |7.13.略解: ( 1) 设单位向量为 e = k( - 2, 1) = ( - 2k , k) ,因为 | e | = 1,得 k55,2 5 52 5 5e (5 , 5 ) 或 e ( 5 , 5 ) .(2)|b 2 | ( x 2) 29 ,当 x = 2 时, | b - 2a |最小值为 3,此时 b = ( 2,1) .a ( 3) x 1 ,反向.214.解:设 B( x , y) ,则 AB( x 5, y 2), OBAB OB 0(x, y) ,由已知得,| AB| |OB|x( x5) y( y 2) 0x 3x2 7所以,解得 2 或 2 ,x2y2( x 5)21( y 2)2y 1 7 y 2 32 2 所以 B(3,7)或 B(7,3),AB ( 3, 1)或 AB ( 7,3),222 22 22 2用心 爱心 专心。
2.3.4 平面向量共线的坐标表示(建议用时:45分钟)[学业达标]一、选择题1.已知向量a =(2,3),b =(-1,2),若m a +4b 与a -2b 共线,则m 的值为( ) A .12 B .2 C .-12D .-2【解析】 m a +4b =(2m -4,3m +8),a -2b =(4,-1),由m a +4b 与a -2b 共线,有-(2m -4)=4(3m +8),解得m =-2,故选D .【答案】 D2.已知A ,B ,C 三点共线,且A (3,-6),B (-5,2),若C 点的横坐标为6,则C 点的纵坐标为( )【导学号:00680053】A .-13B .9C .-9D .13【解析】 设C (6,y ),∵AB →∥AC →, 又AB →=(-8,8),AC →=(3,y +6), ∴-8×(y +6)-3×8=0, ∴y =-9. 【答案】 C3.已知向量a =(1-sin θ,1),b =⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1+sin θ,且a ∥b ,则锐角θ等于( ) A .30° B .45° C .60°D .75°【解析】 由a ∥b ,可得(1-sin θ)(1+sin θ)-12=0,即cos θ=±22,而θ是锐角,故θ=45°.【答案】 B4.已知向量a =(1,-2),b =(m,4),且a∥b ,那么2a -b =( ) A .(4,0) B .(0,4) C .(4,-8)D .(-4,8)【解析】 由a∥b 知4+2m =0,∴m =-2,2a -b =(2,-4)-(-2,4)=(4,-8).故选C .【答案】 C5.如果向量a =(k,1),b =(4,k )共线且方向相反,则k 等于( ) A .±2 B .2 C .-2D .0【解析】 由a ,b 共线得k 2=4,又两个向量的方向相反,故k =-2.故选C . 【答案】 C 二、填空题6.已知向量a =(-2,3),b∥a ,向量b 的起点为A (1,2),终点B 在坐标轴上,则点B 的坐标为________.【解析】 由b∥a ,可设b =λa =(-2λ,3λ).设B (x ,y ),则AB →=(x -1,y -2)=b .由⎩⎪⎨⎪⎧-2λ=x -1,3λ=y -2⇒⎩⎪⎨⎪⎧x =1-2λ,y =3λ+2,又B 点在坐标轴上,则1-2λ=0或3λ+2=0,所以B ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,72或⎝ ⎛⎭⎪⎫73,0.【答案】 ⎝⎛⎭⎪⎫0,72或⎝⎛⎭⎪⎫73,07.向量a =(1,-2),向量b 与a 共线,且|b |=4|a |,则b =________. 【解析】 因为b ∥a ,令b =λa =(λ,-2λ), 又|b |=4|a |,所以(λ)2+(-2λ)2=16(1+4),故有λ2=16,解得λ=±4,∴b =(4,-8)或(-4,8).【答案】 (4,-8)或(-4,8) 三、解答题8.已知A ,B ,C ,D 四点的坐标分别为A (0,-1),B (3,2),C (1,3),D (-1,1),证明:四边形ABCD 是梯形. 【导学号:70512034】【证明】 ∵AB →=(3,3),CD →=(-2,-2), ∴AB →=-32CD →,∴AB →∥CD →,AB ∥CD .又AD →=(-1,2),BC →=(-2,1), 且-1×1-2×(-2)=3≠0, ∴AD →与BC →不平行,即AD 与BC 不平行, ∴四边形ABCD 是梯形.9.已知向量AB →=(4,3),AD →=(-3,-1),点A (-1,-2). (1)求线段BD 的中点M 的坐标;(2)若点P (2,y )满足点P ,B ,D 三点共线,求y 的值. 【解】 (1)设B (x 1,y 1), ∵AB →=(4,3),A (-1,-2), ∴(x 1+1,y 1+2)=(4,3),∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1+1=4,y 1+2=3,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1=3,y 1=1,∴B (3,1).同理可得D (-4,-3),设BD 的中点M (x 2,y 2), 则x 2=3-42=-12,y 2=1-32=-1,∴M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-1. (2)PB →=(3,1)-(2,y )=(1,1-y ), BD →=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4).∵P ,B ,D 三点共线,∴PB →∥BD →, ∴-4+7(1-y )=0, ∴y =37.[能力提升]1.若AB →=i +2j ,DC →=(3-x )i +(4-y )j (其中i ,j 的方向分别与x ,y 轴正方向相同且为单位向量).AB →与DC →共线,则x ,y 的值可能分别为( )A .1,2B .2,2C .3,2D .2,4【解析】 因为AB →=(1,2),DC →=(3-x,4-y ), 又AB →∥DC →,所以4-y -2×(3-x )=0, 即2x -y -2=0,验知B 合适. 【答案】 B2.已知四边形ABCD 是边长为6的正方形,E 为AB 的中点,点F 在BC 上,且BF ∶FC =2∶1,AF 与EC 相交于点P ,求四边形APCD 的面积.【解】 以A 为坐标原点,AB →为x 轴建立直角坐标系,如图所示,∴A (0,0),B (6,0),C (6,6),D (0,6),F (6,4),E (3,0),设P (x ,y ),AP →=(x ,y ), AF →=(6,4),EP →=(x -3,y ),EC →=(3,6).由点A ,P ,F 和点C ,P ,E 分别共线,得⎩⎪⎨⎪⎧4x -6y =0,x --3y =0,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =92,y =3,∴S 四边形APCD =S 正方形ABCD -S △AEP -S △CEB =36-12×3×3-12×3×6=452.。
2.3.4 平面向量共线的坐标表示[提出问题已知下列几组向量:(1)a =(0,2),b =(0,4);(2)a =(2,3),b =(4,6);(3)a =(-1,4),b =(2,-8);(4)a =⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,b =⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-1. 问题1:上面几组向量中,a 与b 有什么关系? 提示:(1)(2)中b =2a ;(3)中b =-2a ;(4)中b =-a . 问题2:以上几组向量中,a ,b 共线吗? 提示:共线. [导入新知]平面向量共线的坐标表示[向量共线的坐标表示的推导 设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2)≠0, 则a ∥b ⇔a =λb (λ∈R).上式若用坐标表示,可写为a ∥b ⇔(x 1,y 1)=λ(x 2,y 2), 即a ∥b ⇔⎩⎪⎨⎪⎧x 1=λx 2,y 1=λy 2⇔x 1y 2-x 2y 1=0.[例1] (1)b ),则λ的值等于( ) A.12 B.13 C .1D .2(2)已知A (2,1),B (0,4),C (1,3),D (5,-3),判断AB 与CD 是否共线.如果共线,它们的方向是相同还是相反?[解] (1)A(2)AB =(0,4)-(2,1)=(-2,3),CD =(5,-3)-(1,3)=(4,-6), ∵(-2)×(-6)-3×4=0,∴AB ,CD 共线. 又∵CD =-2AB ,∴AB ,CD 方向相反. 综上,AB 与CD 共线且方向相反. [类题通法] 向量共线的判定方法(1)利用向量共线定理,由a =λb (b ≠0)推出a ∥b . (2)利用向量共线的坐标表达式x 1y 2-x 2y 1=0直接求解. [活学活用]1.已知向量a =(1,m ),b =(m,2),若a∥b ,则实数m 等于( ) A .- 2 B. 2 C .-2或 2 D .0答案:C2.已知a =(1,2),b =(-3,2),当实数k 为何值时,(ka +b )∥(a -3b )?这两个向量的方向是相同还是相反?答案:当k =-13时,(ka +b )∥(a -3b ),并且它们的方向相反.[例2] (1)若点A (1,-3),B ⎝ ⎛⎭⎪⎫8,2,C (x,1)共线,则x =________. (2)设向量OA =(k,12),OB =(4,5),OC =(10,k ),求当k 为何值时,A ,B ,C 三点共线. [解] (1)9(2)若A ,B ,C 三点共线,则AB ,AC 共线, 则存在实数λ,使得AB =λAC . ∵AB =OB -OA =(4-k ,-7),AC =OC -OA =(10-k ,k -12).∴(4-k ,-7)=λ(10-k ,k -12),即⎩⎪⎨⎪⎧4-k =λ-k ,-7=λk -,解得k =-2或k =11.∴当k =-2或11时,A ,B ,C 三点共线. [类题通法]三点共线的实质与证明步骤(1)实质:三点共线问题的实质是向量共线问题.两个向量共线只需满足方向相同或相反,两个向量共线与两个向量平行是一致的.(2)证明步骤:利用向量平行证明三点共线需分两步完成: ①证明向量平行;②证明两个向量有公共点. [活学活用]已知点A (x,0),B (2x,1),C (2,x ),D (6,2x ). (1)求实数x 的值,使向量AB 与CD 共线;(2)当向量AB 与CD 共线时,点A ,B ,C ,D 是否在一条直线上? 答案:(1)x =±2(2)当x =-2时,A ,B ,C ,D 四点在一条直线上[例3][解] 由O ,P ,B 三点共线,可设OP =λOB =(4λ,4λ),则AP =OP -OA =(4λ-4,4λ).连接OC ,则AC =OC -OA =(-2,6).由AP 与AC 共线得(4λ-4)×6-4λ×(-2)=0,解得λ=34,所以OP =34OB =(3,3),所以点P 的坐标为(3,3).[类题通法]向量共线在几何中的应用及注意事项 向量共线在几何中的应用,可分为两个方面: (1)已知两向量共线,求点或向量的坐标; (2)证明或判断三点共线、直线平行.解题时要注意联系平面几何的相关知识,由两向量共起点或共终点确定三点共线,由两向量无公共点确定直线平行.[活学活用]已知直角坐标平面上四点A (1,0),B (4,3),C (2,4),D (0,2),求证:四边形ABCD 是等腰梯形. 证明:由已知得,AB =(4,3)-(1,0)=(3,3),CD =(0,2)-(2,4)=(-2,-2).∵3×(-2)-3×(-2)=0,∴AB 与CD 共线. ∵AD =(-1,2),BC =(2,4)-(4,3)=(-2,1), (-1)×1-2×(-2)≠0,∴AD 与BC 不共线. ∴四边形ABCD 是梯形.∵BC =(-2,1),AD =(-1,2), ∴|BC |=5=|AD |,即BC =AD . 故四边形ABCD 是等腰梯形.9.错用两向量共线的条件致误[典例] 已知P 1(2,-1),P 2(-1,3),P 在直线P 1P 2上,且|1P P |=23|2PP |.则P 点的坐标为________.[解析] (1)当1P P 与2PP 同向时, 则有1P P =232PP ,设P 点坐标为(x ,y ),1P P =(x -2,y +1),2PP =(-1-x,3-y ).∴(x -2,y +1)=23(-1-x,3-y ),∴⎩⎪⎨⎪⎧x =2+23-1+23,y =-1+23×31+23,即⎩⎪⎨⎪⎧x =45,y =35.故P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫45,35. (2)当1P P 与2PP 反向时,则有1P P =-232PP ,设P 点坐标为(x ,y ),∴(x -2,y +1)=-23(-1-x,3-y ),∴⎩⎪⎨⎪⎧x =2-23-1-23,y =-1-23×31-23,即⎩⎪⎨⎪⎧x =8,y =-9.故P 点坐标为(8,-9).综上可得,P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫45,35或(8,-9).[答案] ⎝ ⎛⎭⎪⎫45,35或(8,-9) [易错防范]1.本题易由|1P P |=23|2PP |只得出1P P =232PP 的结论,从而得出P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫45,35的错误答案.2.解决两向量共线问题时,要注意两非零向量a 与b 共线有同向共线和反向共线两种情况,不要发生遗漏.[成功破障]平面上有A (2,-1),B (1,4),D (4,-3)三点,点C 在直线AB 上,且AC =12BC ,连接DC延长至E ,使|CE |=14|ED |,则点E 的坐标为________.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫83,-7[随堂即时演练]1.下列各组的两个向量,共线的是( )A .a 1=(-2,3),b 1=(4,6)B .a 2=(1,-2),b 2=(7,14)C .a 3=(2,3),b 3=(3,2)D .a 4=(-3,2),b 4=(6,-4) 答案:D2.已知A (2,-1),B (3,1),则与AB 平行且方向相反的向量a 是( ) A .(2,1) B .(-6,-3) C .(-1,2) D .(-4,-8)答案:D3.已知向量a =(1,2),b =(1,0),c =(3,4).若λ为实数,(a +λb )∥c ,则λ=________. 答案:124.已知A (-1,4),B (x ,-2),若C (3,3)在直线AB 上,则x =________. 答案:235.已知A (-1,0),B (3,-1),C (1,2),并且AE =13AC ,BF =13BC ,求证:EF ∥AB .证明:设E (x 1,y 1),F (x 2,y 2),依题意有AC =(2,2),BC =(-2,3),AB =(4,-1). ∵AE =13AC ,∴AE =⎝ ⎛⎭⎪⎫23,23,∴(x 1+1,y 1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫23,23,故E ⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,23.∵BF =13BC ,∴BF =⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,1, ∴(x 2-3,y 2+1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,1,故F ⎝ ⎛⎭⎪⎫73,0.∴EF =⎝ ⎛⎭⎪⎫83,-23.又∵4×⎝ ⎛⎭⎪⎫-23-83×(-1)=0,∴EF ∥AB .[课时达标检测]一、选择题1.若a =(6,6),b =(5,7),c =(2,4),则下列命题成立的是( ) A .a -c 与b 共线 B .b +c 与a 共线 C .a 与b -c 共线D .a +b 与c 共线答案:C2.已知向量a =(1,0),b =(0,1),c =ka +b (k ∈R),d =a -b ,如果c ∥d ,那么( ) A .k =1且c 与d 同向 B .k =1且c 与d 反向 C .k =-1且c 与d 同向 D .k =-1且c 与d 反向 答案:D3.已知向量a =(2,3),b =(-1,2),若ma +nb 与a -2b 共线,则mn等于( ) A .-12 B.12C .-2D .2答案:A4.已知a =(5,-2),b =(-4,-3),c =(x ,y ),且2a +b -3c =0,则c 等于( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,73 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫2,73 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫2,-73 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-73 答案:C5.已知a =(-2,1-cos θ),b =⎝ ⎛⎭⎪⎫1+cos θ,-14,且a ∥b ,则锐角θ等于( )A .45°B .30°C .60°D .30°或60° 答案:A 二、填空题6.已知AB =(6,1),BC =(x ,y ),CD =(-2,-3),若BC ∥DA ,则x +2y 的值为________.答案:07.已知向量a =(2,-1),b =(-1,m ),c =(-1,2),若(a +b )∥c ,则m =________. 答案:-18.在△ABC 中,点P 在BC 上,且BP =2PC ,点Q 是AC 的中点,若PA =(4,3),PQ =(1,5),则BC =________.答案:(-6,21) 三、解答题9.平面内给定三个向量a =(3,2),b =(-1,2),c =(4,1),回答下列问题: (1)求3a +b -2c ;(2)求满足a =mb +nc 的实数m ,n ; (3)若(a +kc )∥(2b -a ),求实数k .解:(1)3a +b -2c =3(3,2)+(-1,2)-2(4,1) =(9,6)+(-1,2)-(8,2) =(9-1-8,6+2-2)=(0,6). (2)∵a =mb +nc ,∴(3,2)=m (-1,2)+n (4,1)=(-m +4n,2m +n ). ∴-m +4n =3且2m +n =2,解得m =59,n =89.(3)∵(a +kc )∥(2b -a ),又a +kc =(3+4k,2+k ),2b -a =(-5,2), ∴2×(3+4k )-(-5)×(2+k )=0. ∴k =-1613.10.已知A (2,1),B (0,4),C (1,3),D (5,-3).判断AB 与CD 是否共线?如果共线,它们的方向相同还是相反?解:AB =(0,4)-(2,1)=(-2,3),CD =(5,-3)-(1,3)=(4,-6).∵(-2)×(-6)-3×4=0, ∴AB 与CD 共线且方向相反.11.如图所示,已知△AOB 中,A (0,5),O (0,0),B (4,3),OC =14OA ,OD =12OB ,AD 与BC 相交于点M ,求点M 的坐标.解:∵OC =14OA =14(0,5)=⎝ ⎛⎭⎪⎫0,54,∴C ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,54.∵OD =12OB =12(4,3)=⎝ ⎛⎭⎪⎫2,32, ∴D ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,32. 设M (x ,y ),则AM =(x ,y -5), CM =⎝ ⎛⎭⎪⎫x ,y -54,CB =⎝ ⎛⎭⎪⎫4,74, AD =⎝ ⎛⎭⎪⎫2,-72.∵AM ∥AD ,∴-72x -2(y -5)=0,即7x +4y =20.① ∵CM ∥CB , ∴74x -4⎝ ⎛⎭⎪⎫y -54=0, 即7x -16y =-20.②联立①②,解得x =127,y =2,故点M 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫127,2.。
单元评估验收(二) (时间:120分钟 满分:150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.若向量a=(2,0),b=(1,1),则下列结论正确的是( ) A.a·b=1 B.|a|=|b| C.(a-b)⊥b D.a∥b 解析:a·b=2,所以A不正确;|a|=2,|b|=2,则|a|≠|b|,所以B不正确;a-b=(1,-1),(a-b)·b=(1,-1)·(1,1)=0,所以(a-b)⊥b,所以C正确;由于2×1-0×1=2≠0,所以a,b不平行,所以D不正确. 答案:C
2.已知向量a,b不共线,若AB→=λ1a+b,AC→=a+λ2b,且A,B,C三点共线,则关于实数λ1,λ2一定成立的关系式为( ) A.λ1=λ2=1 B.λ1=λ2=-1 C.λ1λ2=1 D.λ1+λ2=1
解析:因为A,B,C三点共线,所以AB→=kAC→(k≠0), 所以λ1a+b=k(a+λ2b)=ka+kλ2b.
又a,b不共线,所以λ1=k,1=kλ2,所以λ1λ2=1. 答案:C
3.(AB→+MB→)+(BO→+BC→)+OM→化简后等于( ) A.BC→ B.AB→ C.AC→ D.AM→ 解析:原式=AB→+BO→+OM→+MB→+BC→=AC→. 答案:C 4.设非零向量a,b满足|a+b|=|a-b|,则( ) A.a⊥b B.|a|=|b| C.a∥b D.|a|>|b| 解析:由|a+b|=|a-b|,得(a+b)2=(a-b)2, 得a·b=0, 又a,b均为非零向量,故a⊥b. 答案:A 5.已知OA→=(2,2),OB→=(4,1),OP→=(x,0),则当AP→·BP→最小时,x的值是( ) A.-3 B.3 C.-1 D.1
解析:AP→=OP→-OA→=(x-2,-2),BP→=OP→-OB→=(x-4,-1),AP→·BP→=(x-2)(x-4)+2=x2-6x+10=(x-3)2+1.
当x=3时,AP→·BP→取到最小值. 答案:B
6.设点A(-1,2),B(2,3),C(3,-1),且AD→=2AB→-3BC→,则点D的坐标为( ) A.(2,16) B.(-2,-16) C.(4,16) D.(2,0)
解析:设D(x,y),由题意可知AD→=(x+1,y-2),AB→=(3,1),BC→=(1,-4), 所以2AB→-3BC→=2(3,1)-3(1,-4)=(3,14). 所以x+1=3,y-2=14,
所以x=2,y=16. 答案:A
7.设D为△ABC所在平面内一点,BC→=3CD→,则( ) A.AD→=-13AB→+43AC→ B.AD→=13AB→-43AC→ C.AD→=43AB→+13AC→ D.AD→=43AB→-13AC→ 解析:AD→=AC→+CD→=AC→+13BC→=AC→+13(AC→-AB→)=43AC→-13AB→=-13AB→+43AC→. 答案:A
8.在菱形ABCD中,若AC=2,则CA→·AB→等于( ) A.2 B.-2 C.|AB→|cos A D.与菱形的边长有关 解析:如图,设对角线AC与BD交于点O,所以AB→=AO→+OB→. CA→·AB→=CA→·(AO→+OB→)=-2+0=-2.
答案:B 9.设D为边长是2的等边△ABC所在平面内一点,BC→=3CD→,则AD→·AC→的值是( ) A.143 B.-143 C.43 D.4
解析:由BC→=3CD→可得,点D在△ABC外,在直线BC上且BD=4CD,则|CD→|=13|BC→|=23,AD→·AC→=(AC→+CD→)·AC→=|AC→|2+|CD→||AC→|cos π3=4+23×2×12=143.
答案:A
10.在△ABC中,AB=4,∠ABC=30°,D是边BC上的一点,且AD→·AB→=AD→·AC→,则AD→·AB→
的值等于( ) A.-4 B.0 C.4 D.8
解析:因为AD→·AB→=AD→·AC→, 所以AD→·(AB→-AC→)=0, 所以AD→·CB→=0,即AD⊥BC. 所以∠ADB=90°, 在Rt△ADB中,∠B=30°,
所以AD=12AB=2,∠BAD=60°,
所以AD→·AB→=|AD→||AB→|cos 60°=2×4×12=4. 答案:C 11.定义平面向量之间的一种运算“⊙”如下:对任意的a=(m,n),b=(p,q),令a⊙b=mq-np.下面说法错误的是( ) A.若a与b共线,则a⊙b=0 B.a⊙b=b⊙a C.对任意的λ∈R,有(λa)⊙b=λ(a⊙b) D.(a⊙b)2+(a·b)2=|a|2|b|2 解析:根据题意可知若a,b共线,可得mq=np,所以a⊙b=mq-np=0,所以A正确;因为a⊙b=mq-np,而b⊙a=np-mq,故二者不相等,所以B错误;对于任意的λ∈R,(λa)⊙b=λ(a⊙b)=λmq-λnp,所以C正确;(a⊙b)2+(a·b)2=m2q2+n2p2-2mnpq+m2p2+n2q2+2mnpq=(m2+n2)(p2+q2)=|a|2|b|2,所以D正确. 答案:B 12.已知A,B,C是锐角△ABC的三个内角,向量p=(sin A,1),q=(1,-cos B),则p与q的夹角是( ) A.锐角 B.钝角 C.直角 D.不确定
解析:因为△ABC为锐角三角形,所以A+B>π2,
所以A>π2-B,且A,B∈0,π2, 所以sin A>sinπ2-B=cos B,所以p·q=sin A-cos B>0,故p,q的夹角为锐角. 答案:A 二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上) 13.已知向量a=(-2,3),b=(3,m),且a⊥b,则m=________. 解析:由题意可得,-2×3+3m=0,所以m=2. 答案:2 14.已知向量a,b满足|a|=1,|b|=2,则|a+b|+|a-b|的最小值是________,最大值是________. 解析:不妨令b=(2,0),a=(cos θ,sin θ),则a+b=(2+cos θ,sin θ),a-b=(cos θ-2,sin θ), 令y=|a+b|+|a-b| =(2+cos θ)2+sin2θ+(cos θ-2)2+sin2θ =5+4cos θ+5-4cos θ, 则y2=10+225-16cos2θ. 因为25-16cos2θ∈[9,25], 所以y2∈[16,20]. 又y>0, 所以y∈[4,25 ]. 答案:4 25 15.若a=(2,3),b=(-4,7),a+c=0,则c在b方向上的投影为________. 解析:a+c=(2,3)+c=0,所以c=(-2,-3),
设c与b夹角为θ,则c在b方向上的投影为|c|·cos θ=|c|·c·b|c||b|=c·b|b|=(-2,-3)·(-4,7)(-4)2+72=-655.
答案:-655 16.若两个向量a与b的夹角为θ,则称向量“a×b”为“向量积”,其长度|a×b|=|a||b|·sin θ,若已知|a|=1,|b|=5,a·b=-4,则|a×b|=________.
解析:由|a|=1,|b|=5,a·b=-4得cos θ=-45,
又θ∈[0,π],所以sin θ=35. 由此可得|a×b|=1×5×35=3. 答案:3 三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(本小题满分10分)如图,ABCD是一个梯形,AB→∥CD→且|AB→|=2|CD→|,M,N分别是DC,AB的中点,已知AB→=e1,AD→=e2,试用e1,e2表示下列向量AC→,MN→.
解:因为AB→∥CD→,|AB→|=2|CD→|, 所以AB→=2DC→,DC→=12AB→.
(1)AC→=AD→+DC→=e2+12e1. (2)MN→=MD→+DA→+AN→ =-12DC→-AD→+12AB→ =-14e1-e2+12e1 =14e1-e2. 18.(本小题满分12分)不共线向量a,b的夹角为小于120°的角,且|a|=1,|b|=2,已知向量c=a+2b,求|c|的取值范围. 解:|c|2=|a+2b|2=|a|2+4a·b+4|b|2=17+8cos θ(其中θ为a与b的夹角). 因为0°
所以-12所以13<|c|<5, 所以|c|的取值范围为(13,5).
19.(本小题满分12分)如图所示,在△ABC中,AQ→=QC→,AR→=13AB→,BQ与CR相交于点I,AI的延长线与边BC交于点P.
(1)用AB→和AC→分别表示BQ→和CR→; (2)如果AI→=AB→+λBQ→=AC→+μCR→,求实数λ和μ的值; (3)确定点P在边BC上的位置.
解:(1)由AQ→=12AC→, 可得BQ→=BA→+AQ→=-AB→+12AC→. 因为AR→=13AB→, 所以CR→=CA→+AR→=-AC→+13AB→. (2)将BQ→=-AB→+12AC→,CR→=-AC→+13AB→代入AI→=AB→+λBQ→=AC→+μCR→, 则有AB→+λ-AB→+12AC→=AC→+μ-AC→+13AB→,