(完整版)平面向量测试题及详解
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高考总复习 平面向量
一、选择题 1.已知向量a=(1,1),b=(2,x),若a+b与4b-2a平行,则实数x的值为( ) A.-2 B.0 C.1 D.2
2.已知点A(-1,0),B(1,3),向量a=(2k-1,2),若AB→⊥a,则实数k的值为( ) A.-2 B.-1 C.1 D.2 3.如果向量a=(k,1)与b=(6,k+1)共线且方向相反,那么k的值为( )
A.-3 B.2 C.-17 D.17 4.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+45b D.-25a-45b 5.已知向量a=(1,1),b=(2,n),若|a+b|=a·b,则n=( ) A.-3 B.-1 C.1 D.3 6.已知P是边长为2的正△ABC边BC上的动点,则AP→·(AB→+AC→)( ) A.最大值为8 B.是定值6 C.最小值为2 D.与P的位置有关 7.设a,b都是非零向量,那么命题“a与b共线”是命题“|a+b|=|a|+|b|”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.非充分非必要条件 8.已知向量a=(1,2),b=(-2,-4),|c|=5,若(a+b)·c=52,则a与c的夹角为( ) A.30° B.60° C.120° D.150° 9.设O为坐标原点,点A(1,1),若点B(x,y)满足 x2+y2-2x-2y+1≥0,1≤x≤2,1≤y≤2,则OA→·OB→取得最大值时,点B的个数是( ) A.1 B.2 C.3 D.无数 10.a,b是不共线的向量,若AB→=λ1a+b,AC→=a+λ2b(λ1,λ2∈R),则A、B、C三点共线的充要条件为( ) A.λ1=λ2=-1 B.λ1=λ2=1 C.λ1·λ2+1=0 D.λ1λ2-1=0 11.如图,在矩形OACB中,E和F分别是边AC和BC的点,满足AC=3AE,BC=3BF,若OC→=λOE→+μOF→其中λ,μ∈R,则λ+μ是( ) A.83 B.32 C.53 D.1 12.已知非零向量AB→与AC→满足AB→|AB→|+AC→|AC→|·BC→=0,且AB→|AB→|·AC→|AC→|=-12,则△ABC的形状为( )
A.等腰非等边三角形 B.等边三角形 C.三边均不相等的三角形D.直角三角形 第Ⅱ卷(非选择题 共90分) 二、填空题 13.平面向量a与b的夹角为60°,a=(2,0),|b|=1,则|a+2b|=________. 14.已知a=(2+λ,1),b=(3,λ),若〈a,b〉为钝角,则λ的取值范围是________. 15.已知二次函数y=f(x)的图像为开口向下的抛物线,且对任意x∈R都有f(1+x)=f(1-x).若向量a=(m,-1),b=(m,-2),则满足不等式f(a·b)>f(-1)的m的取值范围为________.
16.已知向量a=sinθ,14,b=(cosθ,1),c=(2,m)满足a⊥b且(a+b)∥c,则实数m=________. 三、解答题 17.已知向量a=(-cosx,sinx),b=(cosx,3cosx),函数f(x)=a·b,x∈[0,π].(1)求函数f(x)的最大值;(2)当函数f(x)取得最大值时,求向量a与b夹角的大小. 高考总复习 18.已知双曲线的中心在原点,焦点F1、F2在坐标轴上,离心率为2,且过点(4,-10).
(1)求双曲线方程;(2)若点M(3,m)在双曲线上,求证MF1→·MF2→=0.
19.△ABC中,a、b、c分别是角A、B、C的对边,向量m=(2sinB,2-cos2B),n=(2sin2(π4+B2),-1),m⊥n.(1)求角B的大小;(2)若a=3,b=1,求c的值.
20.已知向量a=cos3x2,sin3x2,b=cosx2,-sinx2,且x∈[π2,π].(1)求a·b及|a+b|; (2)求函数f(x)=a·b+|a+b|的最大值,并求使函数取得最大值时x的值.
21.已知OA→=(2asin2x,a),OB→=(-1,23sinxcosx+1),O为坐标原点,a≠0,设f(x)=OA→·OB→
+b,b>a. (1)若a>0,写出函数y=f(x)的单调递增区间; (2)若函数y=f(x)的定义域为[π2,π],值域为[2,5],求实数a与b的值.
22.已知点M(4,0),N(1,0),若动点P满足MN→·MP→=6|PN→|.(1)求动点P的轨迹C的方程; (2)设过点N的直线l交轨迹C于A,B两点,若-187≤NA→·NB→≤-125,求直线l的斜率的取值范围.
平面向量答案 高考总复习 1.[解 a+b=(3,x+1),4b-2a=(6,4x-2),∵a+b与4b-2a平行,∴36=x+14x-2,∴x=2,
故选D. 2.[解AB→=(2,3),∵AB→⊥a,∴2(2k-1)+3×2=0,∴k=-1,∴选B. 3.[解由条件知,存在实数λ<0,使a=λb,∴(k,1)=(6λ,(k+1)λ),∴
k=6λ
k+1λ=1,∴k=-3,
故选A. 4.[解析] AF→=b+12a,DE→=a-12b,设DH→=λDE→,则DH→=λa-12λb,∴AH→=AD→+DH→=λa+
1-
1
2λb,∵AH
→与AF→共线且a、b不共线,∴λ12=1-12λ1,∴λ=25,∴AH→=25a+45b.
5.[解析] ∵a+b=(3,1+n),∴|a+b|=9+n+12=n2+2n+10, 又a·b=2+n,∵|a+b|=a·b,∴n2+2n+10=n+2,解之得n=3,故选D. 6.[解析]设BC边中点为D,则AP→·(AB→+AC→)=AP→·(2AD→) =2|AP→|·|AD→|·cos∠PAD=2|AD→|2=6. 7.[解析] |a+b|=|a|+|b|⇔a与b方向相同,或a、b至少有一个为0;而a与b共线包括a与b方向相反的情形,∵a、b都是非零向量,故选B. 8.[解析] 由条件知|a|=5,|b|=25,a+b=(-1,-2),∴|a+b|=5,∵(a+b)·c=52,∴5×5·cosθ=52,其中θ为a+b与c的夹角,∴θ=60°.∵a+b=-a,∴a+b与a方向相反,∴a与c的夹角为120°. 9.[解析] x2+y2-2x-2y+1≥0,即(x-1)2+(y-1)2≥1,画出不等式组表示的平面区域如图,OA→·OB→=x+y,设x+y=t,则当直线y=-x平移到经过点C时,t取最大值,故这样的点B有1个,即C点. 10.[解析] ∵A、B、C共线,∴AC→,AB→共线,根据向量共线的条件知存在实数λ使得AC→=λAB→,即a+λ2b=λ(λ1a+b),由于a,b不共线,根据平面向量基本定理得 1=λλ1λ2=λ,消去λ得λ1λ2=1. 11.[解析] OF→=OB→+BF→=OB→+13OA→,OE→=OA→+AE→=OA→+13OB→, 相加得OE→+OF→=43(OA→+OB→)=43OC→,∴OC→=34OE→+34OF→,∴λ+μ=34+34=32. 12.[解析] 根据AB→|AB→|+AC→|AC→|·BC→=0知,角A的内角平分线与BC边垂直,说明三角形是等腰三角形,根据数量积的定义及AB→|AB→|·AC→|AC→|=-12可知A=120°.故三角形是等腰非等边的三角形. 13.[解析] a·b=|a|·|b|cos60°=2×1×12=1,|a+2b|2=|a|2+4|b|2+4a·b=4+4+4×1=12, ∴|a+2b|=23. 14.[解析] ∵〈a,b〉为钝角,∴a·b=3(2+λ)+λ=4λ+6<0,∴λ<-32,当a与b方向相反时,λ=-3,∴λ<-32且λ≠-3. 15.[解析] 由条件知f(x)的图象关于直线x=1对称,∴f(-1)=f(3),∵m≥0,∴a·b=m+2≥2,由f(a·b)>f(-1)得f(m+2)>f(3),∵f(x)在[1,+∞)上为减函数,∴m+2<3,∴m<1,∵m≥0,∴0≤m<1.
16.[解析] ∵a⊥b,∴sinθcosθ+14=0,∴sin2θ=-12,又∵a+b=sinθ+cosθ,54,(a+b)∥c,
∴m(sinθ+cosθ)-52=0,∴m=52sinθ+cosθ,∵(sinθ+cosθ)2=1+sin2θ=12,∴sinθ+cosθ=±22,∴m=±522. 17.[解析] (1)f(x)=a·b=-cos2x+3sinxcosx=32sin2x-12cos2x-12=sin2x-π6-12.
∵x∈[0,π],∴当x=π3时,f(x)max=1-12=12.
(2)由(1)知x=π3,a=-12,32,b=12,32,设向量a与b夹角为α,则cosα=a·b|a|·|b|=121×1=高考总复习 12,∴α=π3.因此,两向量a与b的夹角为π3. 18.[解析] (1)解:∵e=2,∴可设双曲线方程为x2-y2=λ,∵过(4,-10)点,∴16-10=λ,即λ=6,∴双曲线方程为x2-y2=6. (2)证明:F1(-23,0),F2(23,0),MF1→=(-3-23,-m),MF2→=(-3+23,-m), ∴MF1→·MF2→=-3+m2,又∵M点在双曲线上,∴9-m2=6,即m2-3=0,∴MF1→·MF2→=0,即MF1→⊥MF2→. 19.[解析] (1)∵m⊥n,∴m·n=0,∴4sinB·sin2π4+B2+cos2B-2=0, ∴2sinB[1-cosπ2+B]+cos2B-2=0,∴2sinB+2sin2B+1-2sin2B-2=0, ∴sinB=12,∵0b,∴此时B=π6, 方法一:由余弦定理得:b2=a2+c2-2accosB,∴c2-3c+2=0,∴c=2或c=1. 方法二:由正弦定理得bsinB=asinA,∴112=3sinA,∴sinA=32,∵00,∴由2kπ-π2≤2x+π6≤2kπ+π2得,kπ-π3≤x≤kπ+π6,k∈Z. ∴函数y=f(x)的单调递增区间是[kπ-π3,kπ+π6](k∈Z)
(2)x∈[π2,π]时,2x+π6∈[7π6,13π6],sin2x+π6∈[-1,12]当a>0时,f(x)∈[-2a+b,a+b] ∴ -2a+b=2a+b=5,得 a=1b=4,当a<0时,f(x)∈[a+b,-2a+b] ∴