平面向量及其应用综合练习题doc
平面向量题目及详细答案.doc

A + 2 = 2mA2一cos2 a = m +22,设± = k代入方程组可得<mkm 4-2 = 2mk2m2 - cos2a = m + 2sina 平面向量高考经典试一、选择题1.(全国1文理)已知向量方=(-5,6),方= (6,5),则Z与方A.垂直B.不垂直也不平行C.平行且同向D.平行且反向解.己知向量a = (-5,6), & = (6,5), = —30 + 30 = 0,则U与片垂直,2、(山东文5)已知向量G = (1, 〃),b = (—1, 〃),若2a -b与b垂直,则a =( )A. 1B. y/2C. 2D. 4【分析】:2a-b = (3,n),由2a-b^jb垂直可得:(3,〃)・(—1,〃) = -3 + 〃2 =o=> 〃 = ±右,a = 2 o3、(广东文4理10)若向量履满足修|=|方|二1 3,5的夹角为60。
,则溢+混=解析:aa + a-b= l + lxlx—=—,2 24、(天津理10)设两个向量。
=(A + 2, /i? 一cos2Q)和方=(m, y + sin a),其中人,a为一一人实数.若。
=2上则-的取值范围是mA. [-6,1]B. [4,8]C. (-oo,l]D. [-1,6][分析】由« = (/! +2, A2 - cos2a) ,h = (tn,— + sin a = 2片,可得2去〃7化简得2k ] - cos2a = + 2sin cr,再化简得{2-kJ 2-k2 + 4 ] 一cos2a + ------ 2 sin。
= 0 再令一— = t代入上式得、k - 2) k — 2 k — 2(sin2。
一顶 + (16产 +18/ + 2) = 0 可得一(16产 +18, + 2)c [0,4]解不等式得Z G[-1,--]8(B)\bc^ = ba-bc则入= 2 (A)-■) 1 (B)- ■) (号2 (D)-- ■)解.在左ABC 中,己知D 是AB 边上一点,若AD=2DB , cB=-G5 + XCB,则3CD = CA + AD = CA+-^B = CA + -(CB-CA)=-CA^-CB , 4X=-,选 A 。
第二章平面向量及其应用 单元检测卷(A卷)

第二章平面向量及其应用单元检测卷(A 卷带解析)一、单选题1.已知向量 ()1,4a =-,()2,3b =,则32a b -的坐标为( ) A .()1,18- B .()1,6-- C .()1,2--D .()1,18--2.已知,a b 是非零向量,若(2,1)a =-,(6,)b y =,且//a b ,则实数y 的值为( ) A .3 B .3- C .12D .12-3.在ABC 中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c .若4,2,45c a A ===,则sin C 等于( ) A .12B 2C .14D 24.化简以下各式:①AB BC CA ++;②AB AC BD CD -+-;③OA OD AD -+;④NQ QP MN MP ++-,结果为零向量的个数是( ) A .1B .2C .3D .45.已知向量()2,3OA =,(),5OB x =,若OA AB ⊥,则x =( ) A .38B .1-C .12D .26.已知单位向量a ,b 满足3a b a b -=+,则3a b +=( ) A .2B 5C 7D .37.十七世纪德国著名的天文学家开普勒曾经这样说过“几何学里面有两件宝,一个是勾股定理,一个是黄金分割,如果把勾股定理比作金矿的话,那么可以把黄金分割比作砖石,”黄金三角形有两种,其中底与腰之比为黄金分割比的黄金三角形被认为最美的三角形,它是一个顶角为036的等腰三角形(另一种是顶角为0108的等腰三角形),如图所示的五角星由五个黄金三角形与一个正五边形组成,在其中一个黄金ABC 中,51BC AC -=0sin126=( )A .514+ B .514+-C .538+ D .2514- 8.如图,在平行四边形ABCD 中,已知8AB =,5AD =,3CP PD =,2AP BP ⋅=,则AB AD ⋅的值是( )A .18B .22C .18-D .22-9.已知向量a 与b 的夹角为2π3,2a =,则a 在b 方向上的投影为( ) A 6B 2C .6D .210.在四边形ABCD 中,3AB =,AB DC =,且AB AD AB AD +=-,则AB 与CA 的夹角为( ) A .6πB .3π C .23π D .56π 11.已知等边△ABC 的边长为2,点D ,E 分别为AB ,BC 的中点,若DE EF λ=()λ∈R ,且12AF BC ⋅=,则λ=( ) A .12B .1C .2D .412.如图,△11OB A ,△122A B A 是全等的等腰直角三角形,12,B B 为直角顶点,12,,O A A 三点共线.若点12,P P 分别是边1122,A B A B 上的动点(不包含端点).记12=m OB OP ⋅,21=n OB OP ⋅,则( )A .m n >B .m n <C .m n =D .,m n 大小不能确二、填空题13.已知平面向量a ,b 满足()1,2a =,10b =,522a b ⋅=,则cos a b ⋅=______.14.如图1是我国古代著名的“赵爽弦图”的示意图,它由四个全等的直角三角形围成,其中3sin 5BAC ∠=,现将每个直角三角形的较长的直角边分别向外延长一倍,得到如图2的数学风车,则图2“赵爽弦图”外面(图中阴影部分)的面积与大正方形面积之比为_______________.15.等边△ABC 中,AB =6,3BC BD =,2AM AD =,则MC MB ⋅=______.16.平面向量a ,b ,c 满足1a =,2b =且()a a b ⊥-,()()20c a c b -⋅-=,则下列说法正确的是______.①223a b += ②a 在b 方向上的投影的数量是1③||c 31 ④若向量m 满足2m a ⋅=,则()m m b ⋅-的最小值是54三、解答题17.已知向量()3,4AB =, ()5,CD y =. (1)求AB ;(2)当AB CD ⊥时,求y 的值.18.如图,在平面四边形ABCD 中,60BAD ∠=︒,1BC =,2AD CD ==,120DCB ∠=︒.(1)求BD 的长; (2)求ABD ∠的正弦值.19.已知坐标平面内()1,5OA =,()7,1OB =,()1,2OM =,OP OM λ=,R λ∈. (1)当A ,B ,P 三点共线时,求λ的值;(2)当PA PB ⋅取最小值时,求OP 的坐标,并求cos APB ∠的值. 20.在ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,()()sin sin sin sin sin sin 3sin sin A B C A B C A B+++-=.(1)求角C 的大小;(2)若ABC 外接圆的面积为12π,6b =,求ABC 的面积. 21.在ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,92AB AC ⋅=,()sin 4sin cos cos sin b A A C A C =+.(1)求a 的长度;(2)求ABC 周长的最大值.22.已知平面向量a 与b 满足2a b ⋅=-,已知a 方向上的单位向量为e ,向量b 在向量a 方向上的投影向量为e -.(1)若2a b +与a b -垂直,求b 的大小; (2)若a 与b 的夹角为34π,求向量b 与23a b +夹角的余弦值.参考答案:1.D 【解析】 【分析】利用平面向量的坐标运算可得结果. 【详解】由已知可得()()()3231,422,31,18a b -=--=--. 故选:D. 2.B 【解析】 【分析】根据共线向量的坐标表示公式进行求解即可. 【详解】因为//a b ,(2,1)a =-,(6,)b y =, 所以2163y y -=⨯⇒=-, 故选:B 3.A 【解析】 【分析】利用正弦定理进行求解. 【详解】 由正弦定理得:sin sin a c A C =424sin C=,解得:1sin 2C =. 故选:A 4.D 【解析】 【分析】由向量的加法三角形法则和向量加法三角形法则可得. 【详解】0AB BC CA ++=;0AB AC BD CD CB BD DC -+-=++=;0OA OD AD DA AD -+=+=;0NQ QP MN MP NQ QP PM MN ++-=+++=.故选:D 5.B 【解析】 【分析】利用向量减法和数量积的坐标运算可表示出0OA AB ⋅=,解方程即可. 【详解】()2,2AB OB OA x =-=-,OA AB ⊥,()2260OA AB x ∴⋅=-+=,解得:1x =-. 故选:B. 6.C 【解析】 【分析】根据模的运算先求出a b →→⋅,进而解出3a b →→+. 【详解】由题意,||||1a b →→==,由22223||||23||||2a b b a b a b a b a b→→→→→→→→→→→-=+⇒+-⋅=++⋅1223222a b a b a b →→→→→→⇒-⋅=+⋅⋅=-,所以223961067a b a b a b a b →→→→→→→→+++⋅+⋅.故选:C. 7.A 【解析】 【分析】首先在ABC 中利用余弦定理求得cos BAC ∠的值,然后结合诱导公式即可确定sin126︒的值. 【详解】在ABC 中,由余弦定理可得:22222251()152cos cos3622AC AC AB AC BCBAC AB ACAC AC -+-+-+∠====︒⋅⋅⋅⋅, 15sin126sin(9036)cos36+︒=︒+︒=︒ 故选:A . 8.B 【解析】 【分析】根据基底,AB AD 表示,,AP BP 再根据向量数量积化简2AP BP ⋅=,即得结果. 【详解】13()()()()44AP BP AD DP BC CP AD AB AD AB ⋅=+⋅+=+⋅- 2231162AD AB AB AD =--⋅311256413222.1622AB AD AB AD AB AD =-⨯-⋅=-⋅=∴⋅= 故选B 9.D 【解析】 【分析】依据向量投影的定义解之即可. 【详解】向量a 与b 的夹角为2π3,2a = a 在b 方向上的投影为2π12cos232a ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭故选:D 10.D 【解析】 【分析】根据向量的线性关系及向量和差的模相等易得ABCD 为矩形,进而求BAC ∠的大小,再应用数形结合判断AB 与CA 的夹角大小. 【详解】因为AB DC =,所以四边形ABCD 为平行四边形.因为AB AD AB AD +=-,所以四边形ABCD 的对角线相等, 综上,四边形ABCD 为矩形. 因为3AB AD =,所以3tan 3BAC ∠=,得6BAC π∠=,故AB 与CA 的夹角为56BAC ππ-∠=.故选:D 11.C 【解析】 【分析】由题意画出图形,把向量AF 用向量AB 和AC 表示,结合12AF BC ⋅=可求得λ的值. 【详解】由已知条件,图形如下图所示:()112AF AE EF AB AC DE λ=+=++()1122AB AC AC λ=++ 111222AB AC λ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭111222AB A AF C BC BC λ⎛⎫++ ⎪⎝⎡⎤⋅=⋅⎢⎥⎣⎦⎭111222AB A BC BC C λ⎛⎫=⋅+⋅ ⎪⎝⎭+ 11111222222222λ⎛⎫⎛⎫=⨯⨯⨯-++⨯⨯⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭12=, 解得2λ=.故选:C . 12.B 【解析】 【分析】构建直角坐标系,根据题意设122(,)22B ,2322(,)22B ,1(2,0)A ,2(22,0)A ,111(,2)P x x -,222(,22)P x x -,再应用向量数量积的坐标运算求m 、n ,即可比较大小. 【详解】构建如下图示的直角坐标系,令122(,)22B ,2322(,)22B ,1(2,0)A ,2(22,0)A ,所以,可设111(2)P x x ,222(,22)P x x ,且12(2)2x ∈,232(2)x ∈, 则122222(22)22=m OB OP x ⋅==,11112322(2)12(2,3)2=x x n OB OP =∈⋅=, 所以m n <. 故选:B. 【点睛】关键点点睛:构建直角坐标系,设点坐标,应用向量数量积的坐标运算求m 、n 的值或范围,比较它们的大小. 13.12##0.5 【解析】 【分析】根据向量的数量积公式cos ,a b a b a b ⋅=⋅即可求出cos a b ⋅. 【详解】由题可得5a =,故5212cos ,2510a b a b a b⋅===⨯⋅.故答案为:12. 14.24:25 【解析】 【分析】设三角形ABC 三边的边长分别为3,4,5,分别求出阴影部分面积和大正方形面积即可求解. 【详解】解:由题意,“赵爽弦图”由四个全等的直角三角形围成,其中3sin 5BAC ∠=, 设三角形ABC 三边的边长分别为3,4,5,则大正方形的边长为5 ,所以大正方形的面积2525S ==,如图,将CA 延长到D ,则2CD CA =,所以CA AD =,又B 到AC 的距离即为B 到AD 的距离,所以三角形ABC 的面积等于三角形ABD 的面积,即13462ABCABDSS==⨯⨯=,所以“赵爽弦图”外面(图中阴影部分)的面积4624S '=⨯=,所以“赵爽弦图”外面(图中阴影部分)的面积与大正方形面积之比为24:25. 故答案为:24:25. 15.22 【解析】 【分析】建立平面直角坐标系,利用坐标计算所求向量的数量积. 【详解】如图,以BC 所在直为x 轴,BC 的中垂线为y 轴,建立平面直角坐标系,AB =6,3BC BD =,2AM AD =,(3,0),(3,0),(1,0),(0,33)B C D A ∴--, (2,33)M --,(1,33),(5,33)MB MC →→∴=-=, 52722MB MC →→∴⋅=-+=.故答案为:2216.①③④【解析】【分析】根据给定条件求出1a b ⋅=,再结合平面向量的模、数量积运算逐一分析每个命题,推理计算作答.【详解】 因1a =,2b =,()a a b ⊥-,则2()10a a b a a b a b ⋅-=-⋅=-⋅=,即1a b ⋅=, 2222(2)4423a b a b a a b b +=+=+⋅+=,①正确; a 在b 方向上的投影的数量是1||cos ,2||a b a a b b ⋅〈〉==,②不正确; 由(2)()0c a c b -⋅-=得2(2)20c a b c a b -+⋅+⋅=,即2||2(2)|2|||23||c a b c a b c c +=+⋅≤+=,当且仅当2a b +与c 同向共线时取“=”,整理得:2||23||20c c -+≤,解得31||31c -≤≤+,||c 的最大值是31+,③正确;作,OA a OB b ==,如图,222222||||23||||AB b a a a b b OB OA =-=-⋅+==-,即OAB 90∠=,令OM m =,由2m a ⋅=得||cos 2OM AOM ∠=,在射线OA 上取点E ,使||2OE =,过E 作直线l OA ⊥,则有点M 在直线l 上,取OB 中点C ,过C 作CD l ⊥于点D ,连接,,BM CM OM , ()()()()()m m b OM BM OC CM BC CM OC CM OC CM ⋅-=⋅=+⋅+=+⋅-+2222151(||||)124CM OC CD OA AE =-≥-=+-=,当且仅当点M 与点D 重合时取“=”, 因此,()m m b ⋅-的最小值是54,④正确, 所以正确说法的序号是①③④.故答案为:①③④17.(1)5;(2)154-. 【解析】【分析】(1)若(),a x y =,则向量模长坐标公式为22a x y =+(2)利用两向量垂直满足的条件列出方程,求解y 的值(1)9165AB =+=(2)若AB CD ⊥,则3540AB CD y ⋅=⨯+=,解得:154y =-18.721. 【解析】【分析】(1)利用余弦定理即求;(2)利用正弦定理即得.(1)在BCD △中,由余弦定理可知:2222cos BD BC CD BC CD BCD =+-⋅∠22112212()2=+-⨯⨯⨯-7=, 7BD ∴=(2)在ABD △中,由正弦定理可知:sin sin BD AD BAD ABD=∠∠, 72sin 3ABD =∠21sin ABD ∴∠=. 19.(1)178λ=; (2)()2,4OP =,417. 【解析】【分析】(1)利用向量共线坐标表示即求;(2)利用数量积的坐标表示可得PA PB ⋅()2528λ=--,进而可得()2,4OP =,再利用夹角公式即求.(1)∵()1,5OA =,()7,1OB =,()1,2OM =,OP OM λ=,∴(),2OP OM λλλ==,()()()7,11,56,4AB OB OA =-=-=-,∴()()(),21,51,25AP OP OA λλλλ=-=-=--,当A ,B ,P 三点共线时,有AB AP ∥,()()()625410λλ----=, 解得178λ=. (2)∵()1,52PA OA OP λλ=-=--,()7,12PB OB OP λλ=-=--,∴()()()()175212PA PB λλλλ⋅=--+--252012λλ=-+ ()2528λ=--, ∴当2λ=时,PA PB ⋅取得最小值8-,此时()2,4OP =,∴()1,1PA =-,2PA =,()5,3PB =-,34PB =, ∴417cos cos ,234PA PBAPB PA PB PA PB ⋅∠====⨯ 20.(1)3π (2)93【解析】【分析】(1)由正弦定理转化为边的关系,再由余弦定理即可求解;(2)由外接圆面积可得半径,由正弦定理可得c ,代入三角形面积公式求解即可.(1)因为()()sin sin sin sin sin sin 3sin sin A B C A B C A B+++-=, 由正弦定理,得()()3a b c a b c ab +++-=,整理得222a b c ab +-=,由余弦定理,得2221cos 222a b c ab C ab ab +-===. 因为()0,C π∈,所以3C π=.(2) 设ABC 外接圆的半径为R ,则212R ππ=,所以3R =由正弦定理,得243sin c R C ==,所以34336c C ===. 因为6b c ==,3C π=,所以ABC 是等边三角形. 所以ABC 的面积为113sin 66322ab C =⨯⨯=. 21.(1)4a = (2)452+【解析】【分析】(1)利用正弦函数两角和公式与三角函数诱导公式将已知条件化解为sin 4sin b A B =,再利用正弦定理将其转化即可求解.(2)通过向量数量积公式与余弦定理可得2225b c +=,再利用均值不等式即可求得b c +的最大值,进而可求ABC 周长的最大值.(1)由()()sin 4sin cos cos sin 4sin 4sin b A A C A C A C B =+=+=,得sin 4sin b A B =, 由正弦定理得4ab b =,得4a =;(2) 由92AB AC ⋅=,得9cos 2bc A =, 由余弦定理得2216922b c bc bc +-⋅=,得2225b c +=, 由()22222252,225250b c ab b c b c ab ab =+≥∴+=++=+≤,52b c ∴+≤52b c ==时取等号), 所以三角形ABC 周长的最大值为452+22.(1)1b ||= 5【解析】【分析】(1)易知||cos 1||a b b a θ⋅==-,得到||2a =,再根据2a b +与a b -垂直求解;(2)由题意得3||cos14b π=-,即||2b =,再利用平面向量的夹角求解. (1) 解:由题意得||cos 1||a b b a θ⋅==-, 即||2a b a ⋅=-=-,则||2a =.因为2a b +与a b -垂直,所以(2)()0a b a b +⋅-=,化简为22||2||0a a b b +⋅-=, 即2422||0b --=,则1b ||=. (2)由题意得3||cos14b π=-, 则||2b =, 222|23|(23)412910a b a b a a b b +=+=+⋅+=, 2(23)232b a b a b b ⋅+=⋅+=, 设向量b 与23a b +的夹角为α, 所以(23)25cos |||23|210b a b b a b α⋅+===⋅+⨯.。
检测(一) 平面向量及其应用(A、B卷)

检测(一) 平面向量及其应用(A 、B 卷)A 卷——学业水平考试达标练(时间:60分钟 满分:100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题所给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.下列等式中不正确的是( ) A.AB →+BC →+CD →+DA →=0 B.AB →-AC →=BC →C .0·AB →=0D .λ(μ a )=(λμ)a解析:选B AB →-AC →=CB →=-BC →,故B 不正确.2.设e 1,e 2为基底向量,已知向量AB →=e 1-ke 2,CB →=2e 1-e 2,CD →=3e 1-3e 2,若A ,B ,D 三点共线,则k 的值是( )A .2B .-3C .-2D .3解析:选A 易知DB →=CB →-CD →=-e 1+2e 2=-(e 1-2e 2), 又A ,B ,D 三点共线,则DB →∥AB →,则k =2,故选A.3.已知A (2,-3),AB →=(3,-2),则点B 和线段AB 的中点M 坐标分别为( ) A .B (5,-5),M (0,0) B .B (5,-5),M ⎝⎛⎭⎫72,-4 C .B (1,1),M (0,0)D .B (1,1),M ⎝⎛⎭⎫72,-4解析:选B OB →=OA →+AB →=(2,-3)+(3,-2)=(5,-5),AB 中点M ⎝⎛⎭⎫72,-4. 4.在△ABC 中,若a =52b ,A =2B ,则cos B 等于( ) A.53 B.54 C.55 D.56解析:选B 由正弦定理,得a b =sin Asin B ,∴a =52b 可化为sin A sin B =52. 又A =2B ,∴sin 2B sin B =52,∴cos B =54.5.在△ABC 中,已知a =5,b =15,A =30°,则c 等于( ) A .2 5 B. 5C .25或 5D .以上都不对解析:选C ∵a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,∴5=15+c 2-215×c ×32, 化简得c 2-35c +10=0,即(c -25)(c -5)=0, ∴c =25或c = 5.6.(2019·全国卷Ⅰ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知a sin A -b sin B =4c sin C ,cos A =-14,则b c =( )A .6B .5C .4D .3解析:选A ∵a sin A -b sin B =4c sin C , ∴由正弦定理得a 2-b 2=4c 2,即a 2=4c 2+b 2.由余弦定理得cos A =b 2+c 2-a 22bc =b 2+c 2-(4c 2+b 2)2bc =-3c 22bc =-14,∴b c =6.7.已知向量b 与单位向量a 满足|a +3b |=2,a ⊥(a +b ),则|b |=( ) A .5 B .3 C .2D .1解析:选D 因为a ⊥(a +b ),所以a ·(a +b )=0, 因为|a |=1,所以a ·(a +b )=a 2+a ·b =1+a ·b =0, 所以a ·b =-1.又|a +3b |=2,所以a 2+9b 2+6a ·b =4, 所以1+9b 2-6=4,所以|b |=1,故选D.8.已知A (-3,0),B (0,2),O 为坐标原点,点C 在∠AOB 内,|OC →|=22,且∠AOC =π4,设OC →= λOA →+OB →(λ∈R),则λ的值为( ) A .1 B.13 C.12D.23解析:选D 过C 作CE ⊥x 轴于点E .由|OC →|=22,且∠AOC =π4,得|OE |=|CE |=2,所以OC →=OE →+OB →=λOA →+OB →,即OE →=λOA →, 所以(-2,0)=λ(-3,0),故λ=23.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上) 9.已知向量a ,b 的夹角为120°,|a |=1,|b |=3,则|5a -b |=________. 解析:|5a -b |=|5a -b |2=(5a -b )2=25a 2+b 2-10a·b =25+9-10×1×3×⎝⎛⎭⎫-12=7. 答案:710.在△ABC 中,B =30°,C =120°,则a ∶b ∶c =________.解析:A =180°-B -C =30°,由正弦定理得a ∶b ∶c =sin A ∶sin B ∶sin C , 即a ∶b ∶c =sin 30°∶sin 30°∶sin 120°=1∶1∶ 3. 答案:1∶1∶ 311.若非零向量a ,b 满足|a |=223|b |,且(a -b )⊥(3a +2b ),则a 与b 的夹角为________.解析:由(a -b )⊥(3a +2b ),得(a -b )·(3a +2b )=0, 即3a 2-a ·b -2b 2=0.∵|a |=223|b |,设〈a ,b 〉=θ,则3|a |2-|a ||b |cos θ-2|b |2=0,∴83|b |2-223|b |2cos θ-2|b |2=0,∴cos θ=22. 又∵0≤θ≤π,∴θ=π4.答案:π412.已知△ABC 中,3a 2-2ab +3b 2-3c 2=0,则cos C 的值为________. 解析:由3a 2-2ab +3b 2-3c 2=0,得c 2=a 2+b 2-23ab .根据余弦定理,cos C =a 2+b 2-c 22ab=a 2+b 2-a 2-b 2+23ab2ab =13,所以cos C =13.答案:13三、解答题(本大题共4小题,共40分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)13.(8分)已知AB →=(-1,3),BC →=(3,m ),CD →=(1,n ),且AD →∥BC →. (1)求实数n 的值;(2)若AC →⊥BD →,求实数m 的值.解:因为AB →=(-1,3),BC →=(3,m ),CD →=(1,n ),所以AD →=AB →+BC →+CD →=(3,3+m +n ),(1)因为AD →∥BC →,所以AD →=λBC →,即⎩⎪⎨⎪⎧3=3λ,3+m +n =λm ,解得n =-3. (2)因为AC →=AB →+BC →=(2,3+m ),BD →=BC →+CD →=(4,m -3), 又AC →⊥BD →,所以AC →·BD →=0,即8+(3+m )(m -3)=0,解得m =±1. 14.(10分)已知向量a =3e 1-2e 2,b =4e 1+e 2,其中e 1=(1,0),e 2=(0,1). (1)求a ·b ,|a +b |;(2)求a 与b 的夹角的余弦值.解:(1)因为e 1=(1,0),e 2=(0,1),所以a =3e 1-2e 2=(3,-2),b =4e 1+e 2=(4,1), 所以a ·b =(3,-2)·(4,1)=12-2=10, a +b =(7,-1),所以|a +b |=72+(-1)2=5 2.(2)设a 与b 的夹角为θ,则cos θ=a ·b |a ||b |=1013×17=10221221.15.(10分)在△ABC 中,a =3,b =26,B =2A . (1)求cos A 的值; (2)求c 的值.解:(1)因为a =3,b =26,B =2A ,所以在△ABC 中,由正弦定理得3sin A =26sin 2A .所以2sin A cos A sin A =263.故cos A =63.(2)由(1)知cos A =63,所以sin A =1-cos 2A =33. 又因为B =2A ,所以cos B =2cos 2A -1=13.所以sin B =1-cos 2B =223.在△ABC 中,sin C =sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B =539.所以c =a sin Csin A=5.16.(12分)如图,某海轮以60海里/小时的速度航行,在A 点测得海面上油井P 在南偏东60°,向北航行40分钟后到达B 点,测得油井P 在南偏东30°,海轮改为北偏东60°的航向再行驶80分钟到达C 点,求P ,C 间的距离.解:由题意知AB =40,∠A =120°,∠ABP =30°, 所以∠APB =30°,所以AP =40,所以BP 2=AB 2+AP 2-2AB ·AP ·cos 120°=402+402-2×40×40×⎝⎛⎭⎫-12=402×3, 所以BP =40 3.又∠PBC =90°,BC =60×43=80,所以PC 2=BP 2+BC 2=(403)2+802=11 200,所以PC =407 海里.B 卷——高考应试能力标准练 (时间:90分钟 满分:120分)一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题所给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.已知向量a =⎝⎛⎭⎫32,sin α,b =⎝⎛⎭⎫sin α,16,若a ∥b ,则锐角α为( ) A .30° B .60° C .45°D .75°解析:选A ∵a ∥b ,∴sin 2α=32×16=14,∴sin α=±12.又∵α为锐角,∴α=30°.2.在△ABC 中,若A =π3,BC =3,AB =6,则C =( )A.π4或3π4B.3π4C.π4D.π6解析:选C 由BC sin A =AB sin C ,得sin C =22.∵BC =3,AB =6,∴A >C ,则C 为锐角,故C =π4.3.在四边形ABCD 中,AB →=a +2b ,BC →=-4a -b ,CD →=-5a -3b ,其中a ,b 不共线,则四边形ABCD 为( )A .平行四边形B .矩形C .梯形D .菱形解析:选C ∵AD →=AB →+BC →+CD →=-8a -2b =2BC →,∴四边形ABCD 为梯形. 4.若|a |=|b |=1,a ⊥b ,且(2a +3b )⊥(ka -4b ),则k =( ) A .-6 B .6 C .3D .-3解析:选B 由题意,得(2a +3b )·(ka -4b )=2ka 2+(3k -8)a ·b -12b 2=0,由于a ⊥b ,故a ·b =0,又|a |=|b |=1,于是2k -12=0,解得k =6.5.在△ABC 中,a =15,b =20,A =30°,则cos B =( ) A .±53B.23 C .-53D.53解析:选A 因为a sin A =b sin B ,所以15sin 30°=20sin B ,解得sin B =23.因为b >a ,所以B >A ,故B 有两解,所以cos B =±53.6.设a ,b ,c 都是单位向量,且a =b +c ,则向量a ,b 的夹角等于( ) A.π3 B.π6 C.π4D.π2解析:选A 由a =b +c ,可知c =a -b ,故c 2=a 2-2a ·b +b 2,∴a ·b =12,设a ,b 的夹角为θ,则cos θ=12,又0≤θ≤π,∴θ=π3.7.在△ABC 中,AB =2,AC =3,AB →·BC →=1,则BC 等于( ) A. 3 B.7 C .2 2D.23解析:选A 由AB →·BC →=1可得2|BC →|cos(180°-B )=1,即2|BC →|cos B =-1, 由余弦定理可得32=BC 2+22-2×2BC cos B ,把2BC cos B =-1代入,得9=BC 2+4+2,解得BC = 3.8.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且sin 2A 2=c -b2c ,则△ABC 的形状为( )A .等边三角形B .直角三角形C .等腰三角形D .等腰直角三角形解析:选B 由已知可得1-cos A 2=12-b2c ,即cos A =bc,b =c cos A .法一:由余弦定理得cos A =b 2+c 2-a 22bc ,则b =c ·b 2+c 2-a 22bc,所以c 2=a 2+b 2,由此知△ABC 为直角三角形. 法二:由正弦定理,得sin B =sin C cos A . 在△ABC 中,sin B =sin(A +C ),从而有sin A cos C +cos A sin C =sin C cos A , 即sin A cos C =0.在△ABC 中,sin A ≠0,所以cos C =0.由此得C =π2,故△ABC 为直角三角形.9.设四边形ABCD 为平行四边形,|AB →|=6,|AD →|=4.若点M ,N 满足BM →=3MC →,DN →=2NC →,则AM →·NM →等于( )A .20B .15C .9D .6解析:选C 如图所示,由题设知,AM →=AB →+BM →=AB →+34AD →,NM →=13AB →-14AD →,∴AM →·NM →=⎝⎛⎭⎫AB →+34AD →·⎝⎛⎭⎫13AB →-14AD → =13|AB →|2-316|AD →|2+14AB →·AD →-14AB →·AD → =13×36-316×16=9.10.如图,在△ABC 中,D 是边AC 上的点,且AB =AD,2AB =3BD ,BC =2BD ,则sin C 的值为( )A.33 B.36 C.63D.66解析:选D 设BD =a ,则BC =2a ,AB =AD =32a . 在△ABD 中,由余弦定理,得cos A =AB 2+AD 2-BD 22AB ·AD=⎝⎛⎭⎫32a 2+⎝⎛⎭⎫32a 2-a 22×32a ×32a=13.又∵A 为△ABC 的内角,∴sin A =223.在△ABC 中,由正弦定理,得BC sin A =ABsin C .∴sin C =AB BC ·sin A =32a 2a ×223=66.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上) 11.在等腰三角形ABC 中,已知sin A ∶sin B =1∶2,底边BC =10,则△ABC 的周长是________.解析:由正弦定理,得BC ∶AC =sin A ∶sin B =1∶2,又底边BC =10,∴AC =20,∴AB =AC =20,∴△ABC 的周长是10+20+20=50. 答案:5012.已知单位向量e 满足|a -e |=|a +2e |,则向量a 在e 方向上的投影向量为________. 解析:由|a -e |=|a +2e |得(a -e )2=(a +2e )2,于是|a |2-2a ·e +1=|a |2+4a ·e +4, 解得a ·e =-12,于是向量a 在e 方向上的投影为a ·e |e |e =-12e .答案:-12e13.在矩形ABCD 中,AE →=12AB →,BF →=12BC →,设AB →=(a,0),AD →=(0,b ),当EF →⊥DE→时,求得|a ||b |的值为________.解析:如图,EF →=EB →+BF →=12AB →+12AD → =⎝⎛⎭⎫a 2,0+⎝⎛⎭⎫0,b 2=⎝⎛⎭⎫a 2,b 2,DE →=DA →+AE →=-AD →+12AB →=(0,-b )+⎝⎛⎭⎫a 2,0=⎝⎛⎭⎫a 2,-b , ∵EF →⊥DE →,∴a 24-b 22=0,∴|a ||b |= 2.答案: 214.太湖中有一小岛,沿太湖有一条正南方向的公路,一辆汽车测得小岛在公路的南偏西15°的方向上,汽车行驶1 km 后,又测得小岛在南偏西75°的方向上,则小岛到公路的距离是________km.解析:如图,∠CAB =15°,∠ACB =75°-15°=60°,AB =1(km). 由正弦定理得BC sin ∠CAB =ABsin ∠ACB ,∴BC =1sin 60°×sin 15°=6-223(km).设C 到直线AB 的距离为d ,则d =BC ×sin 75°=6-223×6+24=36(km). 答案:36三、解答题(本大题共5小题,共50分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)15.(8分)已知a ,b ,c 是同一平面内的三个向量,其中a =(1,2). (1)若|b |=25,且a ∥b ,求b 的坐标;(2)若|c |=10,且2a +c 与4a -3c 垂直,求a 与c 的夹角θ. 解:(1)设b =(x ,y ),因为a ∥b ,所以y =2x .① 又因为|b |=25,所以x 2+y 2=20.②由①②联立,解得b =(2,4)或b =(-2,-4). (2)由已知(2a +c )⊥(4a -3c ),得(2a +c )·(4a -3c )=8a 2-3c 2-2a ·c =0, 由|a |=5,|c |=10,解得a ·c =5,所以cos θ=a ·c |a ||c |=22,θ∈[0,π],所以a 与c 的夹角θ=π4.16.(10分)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且4b cos 2A 2=2b +32a sinB .(1)求cos A ;(2)若a =25,c =5,求b .解:(1)由题意知4b cos 2A 2=2b +32a sin B ,化简得4b cos A =3a sin B ,由正弦定理得4sin B cos A =3sin A sin B , 因为sin B ≠0,所以tan A =43,且A 为△ABC 的内角,即cos A =35.(2)由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,所以20=b 2+25-6b ,所以b 2-6b +5=0,所以b =1或5.17.(10分)已知向量m =(1,1),向量n 与向量m 的夹角为3π4,且m ·n =-1.(1)求向量n 的坐标;(2)设向量a =(1,0),向量b =(cos x ,sin x ),其中x ∈R ,若n ·a =0,试求|n +b |的取值范围.解:(1)设n =(x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧x +y =-1,2·x 2+y 2cos 3π4=-1, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =-1,y =0或⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =-1.∴n =(-1,0)或n =(0,-1).(2)∵a =(1,0),n ·a =0,∴n =(0,-1),n +b =(cos x ,sin x -1). ∴|n +b |=cos 2x +(sin x -1)2=2-2sin x =2(1-sin x ).∵-1≤sin x ≤1,∴0≤|n +b |≤2. 故|n +b |的取值范围为[0,2].18.(10分)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知2b sin C =a cos C +c cos A ,B =2π3,c = 3.(1)求角C ;(2)若点E 满足AE →=2EC →,求BE 的长.解:(1)法一:由题设及正弦定理得2sin B sin C =sin A cos C +sin C cos A ,又sin A cos C +sin C cos A =sin(A +C )=sin(π-B )=sin B ,所以2sin B sin C =sin B . 由于sin B =32≠0,则sin C =12. 又因为0<C <π3,所以C =π6. 法二:由题设及余弦定理可得2b sin C =a ·a 2+b 2-c 22ab +c ·b 2+c 2-a 22bc,化简得2b sin C =b .因为b >0,所以sin C =12. 又因为0<C <π3,所以C =π6. 法三:由题设2b sin C =a cos C +c cos A ,结合射影定理b =a cos C +c cos A ,化简可得2b sin C =b .因为b >0,所以sin C =12. 又因为0<C <π3,所以C =π6. (2)法一:由正弦定理易知b sin B =c sin C =23, 解得b =3.又因为AE →=2EC →,所以AE =23AC =23b ,即AE =2. 在△ABC 中,因为B =2π3,C =π6,所以A =π6, 所以在△ABE 中,A =π6,AB =3,AE =2. 由余弦定理得BE =AB 2+AE 2-2AB ·AE cos π6=3+4-2×3×2×32=1,所以BE =1.法二:在△ABC 中,因为B =2π3,C =π6,所以A =π6,a =c = 3. 由余弦定理得b =(3)2+(3)2-2×3×3×cos 2π3=3. 因为AE →=2EC →,所以EC =13AC =1, 在△BCE 中,C =π6,BC =3,EC =1, 由余弦定理得BE =BC 2+EC 2-2BC ·EC cos π6=3+1-2×3×1×32=1, 所以BE =1. 法三:在△ABC 中,因为B =2π3,C =π6,所以A =π6, a =c = 3.因为AE →=2EC →,所以BE →=13BA →+23BC →. 则|BE →|2=19(BA →+2BC →)2=19(|BA →|2+4BA →·BC →+4|BC →|2)=19⎝⎛⎭⎫3-4×3×3×12+4×3=1, 所以BE =1.19.(12分)在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,已知向量a =(-1,2),点A (8,0),B (n ,t ),C (k sin θ,t )⎝⎛⎭⎫0≤θ≤π2. (1)若AB →⊥a ,且|AB →|=5|OA →|,求向量OB →;(2)若向量AC →与向量a 共线,当k >4,且t sin θ取得最大值4时,求OA →·OC →.解:(1)由题设知AB →=(n -8,t ),∵AB →⊥a ,∴8-n +2t =0.又∵5|OA →|=|AB →|,∴5×64=(n -8)2+t 2=5t 2,得t =±8.当t =8时,n =24;当t =-8时,n =-8,∴OB →=(24,8)或OB →=(-8,-8).(2)由题设知AC →=(k sin θ-8,t ),∵AC →与a 共线,∴t =-2k sin θ+16,t sin θ=(-2k sin θ+16)sin θ=-2k ⎝⎛⎭⎫sin θ-4k 2+32k. ∵k >4,∴0<4k <1,∴当sin θ=4k 时,t sin θ取得最大值32k .由32k =4,得k=8,此时θ=π6,t=8,则OC→=(4,8).∴OA→·OC→=(8,0)·(4,8)=32.。
平面向量及其应用经典试题(含答案)百度文库

一、多选题1.题目文件丢失!2.已知非零平面向量a ,b ,c ,则( )A .存在唯一的实数对,m n ,使c ma nb =+B .若0⋅=⋅=a b a c ,则//b cC .若////a b c ,则a b c a b c =++++D .若0a b ⋅=,则a b a b +=- 3.给出下列结论,其中真命题为( ) A .若0a ≠,0a b ⋅=,则0b =B .向量a 、b 为不共线的非零向量,则22()a b a b ⋅=⋅ C .若非零向量a 、b 满足222a ba b +=+,则a 与b 垂直D .若向量a 、b 是两个互相垂直的单位向量,则向量a b +与a b -的夹角是2π 4.已知点()4,6A ,33,2B ⎛⎫- ⎪⎝⎭,与向量AB 平行的向量的坐标可以是( ) A .14,33⎛⎫⎪⎝⎭B .97,2⎛⎫ ⎪⎝⎭C .14,33⎛⎫-- ⎪⎝⎭D .(7,9)5.ABC 中,2AB =,30ACB ∠=︒,则下列叙述正确的是( ) A .ABC 的外接圆的直径为4.B .若4AC =,则满足条件的ABC 有且只有1个 C .若满足条件的ABC 有且只有1个,则4AC =D .若满足条件的ABC 有两个,则24AC <<6.在△ABC 中,AB =AC ,BC =4,D 为BC 的中点,则以下结论正确的是( ) A .BD AD AB -= B .1()2AD AB AC =+ C .8BA BC ⋅=D .AB AC AB AC +=-7.在ABC 中,15a =,20b =,30A =,则cos B =( )A .B .23C .23-D .38.下列命题中,结论正确的有( ) A .00a ⨯=B .若a b ⊥,则||||a b a b +=-C .若//AB CD ,则A 、B 、C 、D 四点共线;D .在四边形ABCD 中,若0AB CD +=,0AC BD ⋅=,则四边形ABCD 为菱形. 9.下列各组向量中,不能作为基底的是( )A .()10,0e =,()21,1=eB .()11,2e =,()22,1e =-C .()13,4e =-,234,55⎛⎫=-⎪⎝⎭e D .()12,6=e ,()21,3=--e10.在ABCD 中,设AB a =,AD b =,AC c =,BD d =,则下列等式中成立的是( ) A .a b c +=B .a d b +=C .b d a +=D .a b c +=11.给出下面四个命题,其中是真命题的是( ) A .0ABBA B .AB BC AC C .AB AC BC += D .00AB +=12.设,a b 是两个非零向量,则下列描述正确的有( ) A .若||||||a b a b +=-,则存在实数λ使得a b λ= B .若a b ⊥,则||||a b a b +=-C .若||||||a b a b +=+,则a 在b 方向上的投影为||bD .若存在实数λ使得a b λ=,则||||||a b a b +=- 13.下列命题中正确的是( ) A .单位向量的模都相等B .长度不等且方向相反的两个向量不一定是共线向量C .若a 与b 满足a b >,且a 与b 同向,则a b >D .两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同 14.下列命题中正确的是( )A .对于实数m 和向量,a b ,恒有()m a b ma mb -=-B .对于实数,m n 和向量a ,恒有()m n a ma na -=-C .若()ma mb m =∈R ,则有a b =D .若(,,0)ma na m n a =∈≠R ,则m n =15.题目文件丢失!二、平面向量及其应用选择题16.已知圆C 的方程为22(1)(1)2x y -+-=,点P 在直线3y x上,线段AB 为圆C的直径,则PA PB ⋅的最小值为() A .2B .52C .3D .7217.若O 为ABC 所在平面内任意一点,且满足()20BC OB OC OA ⋅+-=,则ABC 一定为( )A .锐角三角形B .直角三角形C .等腰三角形D .钝角三角形18.已知向量OA 与OB 的夹角为θ,2OA =,1OB =,=OP tOA ,()1OQ t OB =-,PQ 在t t =0时取得最小值,则当0105t <<时,夹角θ的取值范围为( )A .0,3π⎛⎫ ⎪⎝⎭B .,32ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭C .2,23ππ⎛⎫⎪⎝⎭D .20,3π⎛⎫ ⎪⎝⎭ 19.在ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,设S 为ABC ∆的面积,满足cos cos b A a B =,且角B 是角A 和角C 的等差中项,则ABC ∆的形状为( ) A .不确定 B .直角三角形 C .钝角三角形D .等边三角形20.ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a b c ,,.①若A B >,则sin sin A B >;②若sin 2sin 2A B =,则ABC 一定为等腰三角形;③若cos cos a B b A c -=,则ABC 一定为直角三角形;④若3B π=,2a =,且该三角形有两解,则b的范围是)+∞.以上结论中正确的有( )A .1个B .2个C .3个D .4个21.若△ABC 中,2sin()sin()sin A B A B C +-=,则此三角形的形状是( ) A .直角三角形B .等腰三角形C .等边三角形D .等腰直角三角形22.在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且cos sin a B b A c +=.若2a =,ABC的面积为1),则b c +=( )A .5B.C .4D .1623.在ABC ∆中,D 为BC 中点,且12AE ED =,若BE AB AC λμ=+,则λμ+=( ) A .1B .23-C .13-D .34-24.已知非零向量AB 与AC 满足0AB AC BC AB AC ⎛⎫ ⎪+⋅= ⎪⎝⎭且12AB AC AB AC ⋅=,则ABC 的形状是( ) A .三边均不相等的三角形 B .等腰直角三角形 C .等边三角形D .以上均有可能25.在△ABC 中,M 是BC 的中点.若AB =a ,BC =b ,则AM =( ) A .1()2a b + B .1()2a b - C .12a b + D .12a b +26.题目文件丢失!27.设(),1A a ,()2,1B -,()4,5C 为坐标平面上三点,O 为坐标原点,若OA 与OB 在OC 方向上的投影相同,则a =( )A .12-B .12C .-2D .228.在矩形ABCD 中,3,2AB BC BE EC ===,点F 在边CD 上,若AB AF 3→→=,则AE BF→→的值为( )A .0B C .-4 D .429.已知D ,E ,F 分别是△ABC 的边BC ,CA ,AB 的中点,且BC a CA b ==,,AB c =,则①AD =-b -12a ;②BE =a +12b ;③CF =-12a +12b ;④AD +BE +CF =0.其中正确的等式的个数为( ) A .1 B .2 C .3 D .430.在ABC ∆中,8AB =,6AC =,60A ∠=,M 为ABC ∆的外心,若AM AB AC λμ=+,λ、R μ∈,则43λμ+=( )A .34B .53C .73D .8331.已知ABC ∆的内角A 、B 、C 满足()()1sin 2sin sin 2A ABC C A B +-+=--+,面积S 满足12S ≤≤,记a 、b 、c 分别为A 、B 、C 所对的边,则下列不等式一定成立的是( )A .()8bc b c +>B .()ab a b +>C .612abc ≤≤D .1224abc ≤≤32.已知1a b ==,12a b ⋅=,(),1c m m =-,(),1d n n =-(m ,n R ∈).存在a ,b ,对于任意实数m ,n ,不等式a c b d T -+-≥恒成立,则实数T 的取值范围为( )A .(-∞B .)+∞C .(-∞D .)+∞33.在ABC ∆中,内角,,A B C 的对边分别是,.a b c ,若cos 2aB c=,则ABC ∆一定是( ) A .等腰三角形B .等边三角形C .直角三角形D .等腰直角三角形34.题目文件丢失!35.在ABC 中,若()()0CA CB CA CB +⋅-=,则ABC 为( ) A .正三角形B .直角三角形C .等腰三角形D .无法确定【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、多选题 1.无 2.BD 【分析】假设与共线,与,都不共线,即可判断A 错;根据向量垂直的数量积表示,可判断B 正确;向量共线可以是反向共线,故C 错;根据向量数量积法则,可判断D 正确. 【详解】A 选项,若与共线,与,都 解析:BD 【分析】假设a 与b 共线,c 与a ,b 都不共线,即可判断A 错;根据向量垂直的数量积表示,可判断B 正确;向量共线可以是反向共线,故C 错;根据向量数量积法则,可判断D 正确. 【详解】A 选项,若a 与b 共线,c 与a ,b 都不共线,则ma nb +与c 不可能共线,故A 错;B 选项,因为a ,b ,c 是非零平面向量,若0⋅=⋅=a b a c ,则a b ⊥,a c ⊥,所以//b c ,即B 正确;C 选项,因为向量共线可以是反向共线,所以由////a b c 不能推出a b c a b c =++++;如a 与b 同向,c 与a 反向,且a b c +>,则a b c a b c =+-++,故C 错;D 选项,若0a b ⋅=,则()222222a b a ba b a b a b+=+=++⋅=+,()222222a b a ba b a b a b -=-=+-⋅=+,所以a b a b +=-,即D 正确.故选:BD. 【点睛】本题主要考查共线向量的有关判定,以及向量数量积的相关计算,属于基础题型.3.CD 【分析】对于A 由条件推出或,判断该命题是假命题;对于B 由条件推出,判断该命题是假命题;对于C 由条件判断与垂直,判断该命题是真命题;对于D 由条件推出向量与的夹角是,所以该命题是真命题.【详解解析:CD 【分析】对于A 由条件推出0b =或a b ⊥,判断该命题是假命题;对于B 由条件推出()()()222a ba b ⋅≠⋅,判断该命题是假命题;对于C 由条件判断a 与b 垂直,判断该命题是真命题;对于D 由条件推出向量a b +与a b -的夹角是2π,所以该命题是真命题. 【详解】对于A ,若0a ≠,0a b ⋅=,则0b =或a b ⊥,所以该命题是假命题; 对于B ,()()22222cos cos a ba b a b αα⋅==,而()()2222a ba b ⋅=,由于a 、b 为不共线的非零向量,所以2cos 1α≠,所以()()()222a b a b ⋅≠⋅,所以该命题是假命题;对于C ,若非零向量a 、b 满足222a ba b +=+,22222a b a b a b ++⋅=+,所以0a b ⋅=,则a 与b 垂直,所以该命题是真命题;对于D ,以a 与b 为邻边作平行四边形是正方形,则a b +和a b -所在的对角线互相垂直,所以向量a b +与a b -的夹角是2π,所以该命题是真命题. 故选:CD. 【点睛】本题考查平面向量的线性运算与数量积运算、向量垂直的判断,是基础题.4.ABC 【分析】先求出向量的坐标,然后由向量平行的条件对选项进行逐一判断即可. 【详解】 由点,,则选项A . ,所以A 选项正确. 选项B. ,所以B 选项正确. 选项C . ,所以C 选解析:ABC 【分析】先求出向量AB 的坐标,然后由向量平行的条件对选项进行逐一判断即可. 【详解】由点()4,6A ,33,2B ⎛⎫- ⎪⎝⎭,则972,AB ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭选项A . 91473023⎛⎫-⨯--⨯= ⎪⎝⎭,所以A 选项正确. 选项B. 9977022⎛⎫-⨯--⨯= ⎪⎝⎭,所以B 选项正确. 选项C .()91473023⎛⎫⎛⎫-⨯---⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以C 选项正确. 选项D. 979702⎛⎫-⨯--⨯≠ ⎪⎝⎭,所以选项D 不正确 故选:ABC 【点睛】本题考查根据点的坐标求向量的坐标,根据向量的坐标判断向量是否平行,属于基础题.5.ABD 【分析】根据正弦定理,可直接判断的对错,然后,,三个选项,都是已知两边及一边的对角,判断解得个数的问题,做出图象,构造不等式即可. 【详解】解:由正弦定理得,故正确; 对于,,选项:如图解析:ABD 【分析】根据正弦定理,可直接判断A 的对错,然后B ,C ,D 三个选项,都是已知两边及一边的对角,判断解得个数的问题,做出图象,构造不等式即可. 【详解】解:由正弦定理得224sin sin30AB R ACB ===∠︒,故A 正确;对于B ,C ,D 选项:如图:以A 为圆心,2AB =为半径画圆弧,该圆弧与射线CD 的交点个数,即为解得个数. 易知当122x =,或即4AC =时,三角形ABC 为直角三角形,有唯一解; 当2AC AB ==时,三角形ABC 是等腰三角形,也是唯一解;当AD AB AC <<,即122x x <<,24x ∴<<时,满足条件的三角形有两个.故B ,D 正确,C 错误. 故选:ABD .【点睛】本题考查已知两边及一边的对角的前提下,三角形解得个数的判断问题.属于中档题.6.BC 【分析】根据向量的加法和减法运算,以及向量的数量积运算可选项. 【详解】对于A 选项:,故A 错;对于 B 选项:因为D 为BC 的中点,,故B 正确; 对于C 选项:,故正确; 对于D 选项:,而,故解析:BC 【分析】根据向量的加法和减法运算,以及向量的数量积运算可选项. 【详解】对于A 选项:BD AD BD DA BA -=+=,故A 错; 对于 B 选项:因为D 为BC 的中点,()111++++()222AD AB BD AB BC AB BA AC AB AC ====+,故B 正确;对于C 选项:cos 248BD BA BC BA BC B BA BC BA⋅=⋅⋅∠=⋅⋅=⨯=,故正确;对于D 选项:2,AB AC AD AB AC CB +=-=,而2AD CB ≠,故D 不正确. 故选:BC. 【点睛】本题考查向量的线性运算和向量的数量积运算,属于基础题.7.AD 【分析】利用正弦定理可求得的值,再利用同角三角函数的平方关系可求得的值. 【详解】由正弦定理,可得, ,则,所以,为锐角或钝角. 因此,.故选:AD. 【点睛】本题考查利用正弦定理与同解析:AD 【分析】利用正弦定理可求得sin B 的值,再利用同角三角函数的平方关系可求得cos B 的值. 【详解】由正弦定理sin sin b a B A=,可得120sin 22sin 153b A B a ⨯===, b a >,则30B A >=,所以,B 为锐角或钝角.因此,cos B ==. 故选:AD. 【点睛】本题考查利用正弦定理与同角三角函数的基本关系求值,考查计算能力,属于基础题.8.BD 【分析】根据平面向量的数量积及平行向量共线定理判断可得; 【详解】解:对于A ,,故A 错误;对于B ,若,则,所以,,故,即B 正确; 对于C ,,则或与共线,故C 错误; 对于D ,在四边形中,若解析:BD 【分析】根据平面向量的数量积及平行向量共线定理判断可得; 【详解】解:对于A ,00a ⨯=,故A 错误; 对于B ,若a b ⊥,则0a b ⋅=,所以2222||2a b a b a b a b +=++⋅=+,2222||2a b a b a b a b -=+-⋅=+,故||||a b a b +=-,即B 正确;对于C ,//AB CD ,则//AB CD 或AB 与CD 共线,故C 错误;对于D ,在四边形ABCD 中,若0AB CD +=,即AB DC =,所以四边形ABCD 是平行四边形,又0AC BD ⋅=,所以AC BD ⊥,所以四边形ABCD 是菱形,故D 正确; 故选:BD 【点睛】本题考查平行向量的数量积及共线定理的应用,属于基础题.9.ACD 【分析】依次判断各选项中的两向量是否共线即可. 【详解】A ,C ,D 中向量与共线,不能作为基底;B 中,不共线,所以可作为一组基底. 【点睛】本题主要考查平面向量的基本定理及基底的定义,属解析:ACD 【分析】依次判断各选项中的两向量是否共线即可. 【详解】A ,C ,D 中向量1e 与2e 共线,不能作为基底;B 中1e ,2e 不共线,所以可作为一组基底. 【点睛】本题主要考查平面向量的基本定理及基底的定义,属于基础题.10.ABD 【分析】根据平行四边形及向量的加法法则即可判断. 【详解】由向量加法的平行四边形法则,知成立, 故也成立;由向量加法的三角形法则,知成立,不成立. 故选:ABD 【点睛】 本题主要考查解析:ABD 【分析】根据平行四边形及向量的加法法则即可判断. 【详解】由向量加法的平行四边形法则,知a b c +=成立, 故a b c +=也成立;由向量加法的三角形法则,知a d b +=成立,b d a +=不成立. 故选:ABD 【点睛】本题主要考查了向量加法的运算,数形结合,属于容易题.11.AB【解析】 【分析】根据向量加法化简即可判断真假. 【详解】 因为,正确;,由向量加法知正确; ,不满足加法运算法则,错误; ,所以错误. 故选:A B. 【点睛】本题主要考查了向量加法的解析:AB 【解析】 【分析】根据向量加法化简即可判断真假. 【详解】 因为0ABBA AB AB,正确;AB BCAC ,由向量加法知正确;AB AC BC +=,不满足加法运算法则,错误;0,AB AB +=,所以00AB +=错误.故选:A B . 【点睛】本题主要考查了向量加法的运算,属于容易题.12.AB 【分析】若,则反向,从而; 若,则,从而可得;若,则同向,在方向上的投影为若存在实数使得,则共线,但是不一定成立. 【详解】对于选项A ,若,则反向,由共线定理可得存在实数使得; 对于选解析:AB 【分析】若||||||a b a b +=-,则,a b 反向,从而a b λ=;若a b ⊥,则0a b ⋅=,从而可得||||a b a b +=-;若||||||a b a b +=+,则,a b 同向,a 在b 方向上的投影为||a若存在实数λ使得a b λ=,则,a b 共线,但是||||||a b a b +=-不一定成立. 【详解】对于选项A ,若||||||a b a b +=-,则,a b 反向,由共线定理可得存在实数λ使得a b λ=;对于选项B ,若a b ⊥,则0a b ⋅=,222222||2,||2a b a a b b a b a a b b +=+⋅+-=-⋅+,可得||||a b a b +=-;对于选项C ,若||||||a b a b +=+,则,a b 同向,a 在b 方向上的投影为||a ;对于选项D ,若存在实数λ使得a b λ=,则,a b 共线,但是||||||a b a b +=-不一定成立. 故选:AB. 【点睛】本题主要考查平面向量的性质及运算,明确向量的性质及运算规则是求解的关键,侧重考查逻辑推理的核心素养.13.AD 【分析】利用向量的基本概念,判断各个选项是否正确,从而得出结论. 【详解】单位向量的模均为1,故A 正确; 向量共线包括同向和反向,故B 不正确; 向量是矢量,不能比较大小,故C 不正确; 根据解析:AD 【分析】利用向量的基本概念,判断各个选项是否正确,从而得出结论. 【详解】单位向量的模均为1,故A 正确; 向量共线包括同向和反向,故B 不正确; 向量是矢量,不能比较大小,故C 不正确; 根据相等向量的概念知,D 正确. 故选:AD 【点睛】本题考查单位向量的定义、考查共线向量的定义、向量是矢量不能比较大小,属于基础题.14.ABD 【详解】解:对于:对于实数和向量、,根据向量的数乘满足分配律,故恒有:,故正确.对于:对于实数,和向量,根据向量的数乘运算律,恒有,故 正确. 对于:若,当 时,无法得到,故不正确. 对解析:ABD 【详解】解:对于A :对于实数m 和向量a 、b ,根据向量的数乘满足分配律,故恒有:()m a b ma mb -=-,故A 正确.对于B :对于实数m ,n 和向量a ,根据向量的数乘运算律,恒有()m n a ma na -=-,故 B 正确.对于C :若()ma mb m =∈R ,当 0m =时,无法得到a b =,故C 不正确. 对于D :若(,,0)ma na m n a =∈≠R ,则m n =成立,故D 正确. 故选:ABD . 【点睛】本题考查相等的向量,相反的向量的定义,向量的数乘法则以及其几何意义,注意考虑零向量的情况.15.无二、平面向量及其应用选择题16.B 【分析】将PA PB ⋅转化为2||2PC -,利用圆心到直线的距离求得||PC 的取值范围求得PA PB ⋅的最小值. 【详解】()()()()PA PB PC CA PC CB PC CA PC CA ⋅=+⋅+=+⋅-2222||||||22PC CA PC =-=-≥-52=.故选B. 【点睛】本小题主要考查向量的线性运算,考查点到直线距离公式,考查化归与转化的数学思想方法,属于中档题. 17.C 【分析】由向量的线性运算可知2OB OC OA AB AC +-=+,所以()0BC AB AC ⋅+=,作出图形,结合向量加法的平行四边形法则,可得BC AD ⊥,进而可得AB AC =,即可得出答案. 【详解】由题意,()()2OB OC OA OB OA OC OA AB AC +-=-+-=+, 所以()0BC AB AC ⋅+=,取BC 的中点D ,连结AD ,并延长AD 到E ,使得AD DE =,连结BE ,EC ,则四边形ABEC 为平行四边形,所以AB AC AE +=. 所以0BC AE ⋅=,即BC AD ⊥, 故AB AC =,ABC 是等腰三角形. 故选:C.【点睛】本题考查三角形形状的判断,考查平面向量的性质,考查学生的计算求解能力,属于基础题. 18.C 【解析】 【分析】根据向量的数量积运算和向量的线性表示可得,()()22254cos 24cos 1PQ PQ t t θθ==+-++,根据二次函数的最值可得出012cos 54cos t θθ+=+,再由0105t <<,可求得夹角θ的取值范围.【详解】 因为2cos OA OB θ⋅=,()1PQ OQ OP t OB tOA =-=--,()()22254cos 24cos 1PQ PQ t t θθ==+-++,∵PQ 在t t =0时取得最小值,所以012cos 54cos t θθ+=+,又0105t <<,则12cos 1054cos 5θθ+<<+,得1cos 02θ-<<,∵0θπ≤≤,所以223ππθ<<,故选:C. 【点睛】 本题考查向量的数量积运算和向量的线性表示,以及二次函数的最值和分式不等式的求解,关键在于由向量的模的平方等于向量的平方,得到关于角度的三角函数的不等式,属于中档题. 19.D 【分析】先根据cos cos b A a B =得到,A B 之间的关系,再根据B 是,A C 的等差中项计算出B 的大小,由此再判断ABC 的形状. 【详解】因为cos cos b A a B =,所以sin cos sin cos =B A A B , 所以()sin 0B A -=,所以A B =, 又因为2B A C B π=+=-,所以3B π=,所以3A B π==,所以ABC 是等边三角形.故选:D. 【点睛】本题考查等差中项以及利用正弦定理判断三角形形状,难度一般.(1)已知b 是,a c 的等差中项,则有2b a c =+;(2)利用正弦定理进行边角互化时,注意对于“齐次”的要求. 20.B 【分析】由大边对大角可判断①的正误,用三角函数的知识将式子进行化简变形可判断②③的正误,用正弦定理结合三角形有两解可判断④的正误. 【详解】①由正弦定理及大边对大角可知①正确; ②可得A B =或2A B π+=,ABC 是等腰三角形或直角三角形,所以②错误;③由正弦定理可得sin cos sin cos sin A B B A C -=, 结合()sin sin sin cos sin cos C A B A B B A =+=+可知cos sin 0=A B ,因为sin 0B ≠,所以cos 0A =, 因为0A π<<,所以2A π=,因此③正确;④由正弦定理sin sin a b A B =得sin sin sin a B b A A==, 因为三角形有两解,所以2,332A B A πππ>>=≠所以sin A ⎫∈⎪⎪⎝⎭,即)b ∈,故④错误.故选:B 【点睛】本题考查的是正余弦定理的简单应用,要求我们要熟悉三角函数的和差公式及常见的变形技巧,属于中档题. 21.A 【分析】已知等式左边第一项利用诱导公式化简,根据sin C 不为0得到sin()sin A B C -=,再利用两角和与差的正弦函数公式化简. 【详解】ABC ∆中,sin()sin A B C +=,∴已知等式变形得:2sin sin()sin C A B C -=,即sin()sin sin()A B C A B -==+,整理得:sin cos cos sin sin cos cos sin A B A B A B A B -=+,即2cos sin 0A B =,cos 0A ∴=或sin 0B =(不合题意,舍去),0A π<< 90A ∴=︒,则此三角形形状为直角三角形. 故选:A 【点睛】此题考查了正弦定理,以及三角函数中的恒等变换应用,熟练掌握公式是解本题的关键,属于中档题. 22.C 【分析】根据正弦定理边化角以及三角函数公式可得4A π=,再根据面积公式可求得6(2bc =,再代入余弦定理求解即可. 【详解】ABC 中,cos sin a B b A c +=,由正弦定理得sin cos sin sin sin A B B A C +=,又sin sin()sin cos cos sin C A B A B A B =+=+,∴sin sin cos sin B A A B =,又sin 0B ≠,∴sin A cos A =,∴tan 1A =,又(0,)A π∈,∴4A π=.∵1sin 1)24ABCSbc A ===-, ∴bc=6(2,∵2a =,∴由余弦定理可得22()22cos a b c bc bc A =+--,∴2()4(2b c bc +=++4(26(216=++⨯-=,可得4b c +=.故选:C 【点睛】本题主要考查了解三角形中正余弦定理与面积公式的运用,属于中档题. 23.B 【分析】选取向量AB ,AC 为基底,由向量线性运算,求出BE ,即可求得结果. 【详解】13BE AE AB AD AB =-=-,1()2AD AB AC =+ , 5166BE AB AC AB AC λμ∴=-+=+,56λ∴=-,16μ=,23λμ∴+=-.故选:B. 【点睛】本题考查了平面向量的线性运算,平面向量基本定理,属于基础题. 24.C 【分析】ABAB 和ACAC 分别表示向量AB 和向量AC 方向上的单位向量,0AB AC BC AB AC ⎛⎫⎪+⋅= ⎪⎝⎭表示A ∠平分线所在的直线与BC 垂直,可知ABC 为等腰三角形,再由12AB AC ABAC⋅=可求出A ∠,即得三角形形状。
新教材高中数学第2章平面向量及其应用综合检测题北师大版必修第二册

第二章综合检测题考试时间120分钟,满分150分.一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40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.下列命题中正确的是( D ) A .OA →-OB →=AB → B .AB →+BA →=0 C .0·AB →=0D .AB →+BC →+CD →=AD →[解析] 起点相同的向量相减,则取终点,并指向被减向量,OA →-OB →=BA →;AB →,BA →是一对相反向量,它们的和应该为零向量,AB →+BA →=0;0·AB →=0.2.如右图,a -b 等于( C )A .2e 1-4e 2B .-4e 1-2e 2C .e 1-3e 2D .3e 1-e 2[解析] a -b =e 1-3e 2.3.设O ,A ,M ,B 为平面上四点,OM →=λOB →+(1-λ)OA →,且λ∈(1,2),则( B ) A .点M 在线段AB 上 B .点B 在线段AM 上 C .点A 在线段BM 上 D .O ,A ,B ,M 四点共线[解析] OM →=λOB →+OA →-λOA →,所以OM →-OA →=λ(OB →-OA →),AM →=λAB →,由λ∈(1,2)可知,A ,B ,M 三点共线,且B 在线段AM 上.4.已知a 、b 、c 分别是△ABC 三个内角A 、B 、C 的对边,b =7,c =3,B =π6,那么a 等于( C )A .1B .2C .4D .1或4[解析] 在△ABC 中,b =7,c =3,cos B =32,由余弦定理有b 2=a 2+c 2-2ac cos B ,即7=a 2+3-3a ,解得a =4或a =-1(舍去).故a 的值为4.5.已知向量a =(1,2),b =(-2,3),c =(4,5),若(a +λb )⊥c ,则实数λ=( C ) A .-12B .12C .-2D .2[解析] a +λb =(1,2)+(-2λ,3λ) =(1-2λ,2+3λ),由(a +λb )⊥c ,可得(1-2λ)×4+(2+3λ)×5=0,解得λ=-2.6.在△ABC 中,已知sin 2A +sin 2B -sin A sin B =sin 2C ,且满足ab =4,则该三角形的面积为(D )A .1B .2C . 2D . 3[解析] 由sin 2A +sin 2B -sin A sin B =sin 2C ,得a 2+b 2-ab =c 2,cos C =a 2+b 2-c 22ab =12.∵C ∈(0°,180°),∴C =60°. ∴sin C =32,∴S △ABC =12ab sin C = 3. 7.在△ABC 中,B =60°,C =45°,BC =8,D 为BC 上一点,且BD →=3-12BC →,则AD 的长为⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 75°=6+24( C )A .4(3-1)B .4(3+1)C .4(3-3)D .4(3+3)[解析] 由题意知∠BAC =75°,根据正弦定理,得AB =BC sin 45°sin 75°=8(3-1),因为BD →=3-12BC →,所以BD =3-12BC .又BC =8,所以BD =4(3-1).在△ABD 中,AD =AB 2+BD 2-2AB ·BD ·cos 60° =4(3-3).故选C .8.如图所示,半圆的直径AB =4,O 为圆心,C 是半圆上不同于A ,B 的任意一点,若P 为半径OC 上的动点,则(PA →+PB →)·PC →的最小值是( D )A .2B .0C .-1D .-2[解析] 由平行四边形法则得PA →+PB →=2PO →,故(PA →+PB →)·PC →=2PO →·PC →,又|PC →|=2-|PO →|,且PO →,PC →反向,设|PO →|=t (0≤t ≤2),则(PA →+PB →)·PC →=2PO →·PC →=-2t (2-t )=2(t 2-2t )=2[(t -1)2-1].∵0≤t ≤2,∴当t =1时,(PA →+PB →)·PC →取得最小值-2,故选D .二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得2分)9.设向量a ,b 满足:|a |=3,|b |=4,a ·b =0,以a ,b ,a -b 的模为边长构成三角形,则它的边与半径为1的圆的公共点个数可以是( ABC )A .0或1B .2或3C .4D .6[解析] 由题意可知该三角形为直角三角形,其内切圆半径恰好为1,它与半径为1的圆的公共点个数可能为0个,1个,2个,3个,4个,故选ABC .10.已知m ,n 是实数,a ,b 是向量,则下列命题中正确的为( AB ) A .m (a -b )=m a -m b B .(m -n )a =m a -n a C .若m a =m b ,则a =bD .若m a =n a ,则m =n[解析] 对于A 和B 属于数乘对向量与实数的分配律,正确;对于C,若m =0,则不能推出a =b ,错误;对于D,若a =0,则m ,n 没有关系,错误.故选AB .11.对于△ABC ,有如下命题,其中正确的有( ACD ) A .若sin 2A =sin 2B ,则△ABC 为等腰三角形 B .若sin A =cos B ,则△ABC 为直角三角形 C .若sin 2A +sin 2B +cos 2C <1,则△ABC 为钝角三角形D .若AB =3,AC =1,B =30°,则△ABC 的面积为34或 32[解析] 对于A,sin 2A =sin 2B ,∴A =B ⇒△ABC 是等腰三角形;对于B,由sin A =cos B ,∴A -B =π2或A +B =π2.∴△ABC 不一定是直角三角形,B 错误;对于C,sin 2A +sin 2B <1-cos 2C=sin 2C ,∴a 2+b 2<c 2,∴△ABC 为钝角三角形,C 正确;对于D,如图所示,由正弦定理,得sin C =c ·sin B b =32.而c >b ,∴C =60°或C =120°,∴A =90°或A =30°,∴S △ABC =12bc sin A =32或34,D 正确.故选ACD .12.给出下列四个命题,其中正确的选项有( ABC )A .非零向量a ,b 满足|a |=|b |=|a -b |,则a 与a +b 的夹角是30°B .若(AB →+AC →)·(AB →-AC →)=0,则△ABC 为等腰三角形C .若单位向量a ,b 的夹角为120°,则当|2a +x b |(x ∈R )取最小值时x =1D .若OA →=(3,-4),OB →=(6,-3),OC →=(5-m ,-3-m ),∠ABC 为锐角,则实数m 的取值范围是m >-34[解析]A 中,令OA →=a ,OB →=b .以OA →,OB →为邻边作平行四边形OACB . ∵|a |=|b |=|a -b |,∴四边形OACB 为菱形,∠AOB =60°,∠AOC =30°,即a 与a +b 的夹角是30°,故A 正确;B 中,∵(AB →+AC →)·(AB →-AC →)=0,∴|AB →|2=|AC →|2,故△ABC 为等腰三角形,故B 正确;C 中,∵(2a +x b )2=4a 2+4x a ·b +x 2b 2=4+4x cos 120°+x 2=x 2-2x +4=(x -1)2+3,故|2a +x b |取最小值时x =1.故C 正确;D 中,∵BA →=OA →-OB →=(3,-4)-(6,-3)=(-3,-1),BC →=OC →-OB →=(5-m ,-3-m )-(6,-3)=(-1-m ,-m ),又∠ABC 为锐角,∴BA →·BC →>0,即3+3m +m >0,∴m >-34.又当BA →与BC →同向共线时,m =12,故当∠ABC 为锐角时,m 的取值范围是m >-34且m ≠12,故D 不正确.故选ABC .三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.已知a ,b 为单位向量,且a ·b =0,若c =2a -5b ,则cos 〈a ,c 〉= 23.[解析] 由题意,得cos 〈a ,c 〉=a ·2a -5b|a |·|2a -5b |=2a 2-5a ·b|a |·|2a -5b |2=21×4+5=23. 14.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 4 .[解析] 由于a ⊥b ,由此画出以a ,b 为邻边的矩形ABCD ,如图所示,其中,AD →=a ,AB →=b ,∵a +b +c =0,∴CA →=c ,BD →=a -b .∵(a -b )⊥c ,∴矩形的两条对角线互相垂直,则四边形ABCD 为正方形. ∴|a |=|b |=1,|c |=2,|a|2+|b|2+|c|2=4.15.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若a =7,b =2,A =60°,则sin B = 217,c = 3 . [解析] 由正弦定理,得a sin A =b sin B ,∴7sin 60°=2sin B ,得sin B =217,由余弦定理,得cos A =b 2+c 2-a 22bc =4+c 2-74c =12,解得c =3.16.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知(a +b -c )·(a +b +c )=3ab ,且c =4,则△ABC 面积的最大值为 4 3 .[解析] (a +b -c )(a +b +c )=(a +b )2-c 2=a 2+2ab +b 2-c 2=3ab ,∴a 2+b 2-c 2=ab . 又∵a 2+b 2-c 2=2ab cos C , ∴2ab cos C =ab ,∴cos C =12,∵C ∈(0,π),∴C =π3.由余弦定理,得c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,∴16=a 2+b 2-2ab cos π3=a 2+b 2-ab ≥2ab -ab =ab ,∴ab ≤16.∴△ABC 面积的最大值S =12ab sin C ≤12×16×sin π3=4 3.四、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)已知向量a ,b 满足b =(1,3),a ·b =4,(a -2b )⊥a . (1)求向量a 与b 的夹角; (2)求|2a -b |的值;(3)若向量c =3a -4b ,d =m a +b ,c ∥d ,求m 的值.[解析] (1)因为(a -2b )⊥a ,所以(a -2b )·a =0,|a |2=8,即|a |=2 2.设向量a 与b 的夹角为θ,则cos θ=b ·a |b ||a |=22,又θ∈[0,π],所以θ=π4.(2)由向量模的计算公式|a |=a ·a ,得|2a -b |=2a -b2=4|a |2-4a ·b +|b |2=32-16+4=2 5.(3)因为c ∥d ,所以c =λd ,设3a -4b =λ(m a +b ),则⎩⎪⎨⎪⎧3=λm ,-4=λ,解得m =-34.18.(本小题满分12分)在平面直角坐标系xOy 中,已知点A (-1,-2),B (2,3),C (-2,-1).(1)求以线段AB ,AC 为邻边的平行四边形的两条对角线的长; (2)设实数t 满足(AB →-tOC →)·OC →=0,求t 的值. [解析] (1)AB →=(3,5),AC →=(-1,1),求两条对角线的长即求|AB →+AC →|与|AB →-AC →|的大小.由AB →+AC →=(2,6),得|AB →+AC →|=210,由AB →-AC →=(4,4),得|AB →-AC →|=4 2.∴以线段AB ,AC 为邻边的平行四边形的两条对角线的长分别为210和4 2. (2)OC →=(-2,-1),∵(AB →-tOC →)·OC →=AB →·OC →-tOC →2, 易求AB →·OC →=-11,OC →2=5, ∴由(AB →-tOC →)·OC →=0得t =-115.19.(本小题满分12分)(2021·新高考全国卷Ⅰ)记△ABC 内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b 2=ac ,点D 在边AC 上,BD sin ∠ABC =a sin C .(1)证明:BD =b ;(2)若AD =2DC ,求cos ∠ABC .[解析] (1)由BD sin ∠ABC =a sin C 得,BD =a sin C sin ∠ABC ,在△ABC 中由正弦定理知:csin C=bsin ∠ABC ,即sin C sin ∠ABC =cb,∴BD =acb,又b 2=ac ,∴BD =b . (2)由题意知:BD =b ,AD =2b 3,DC =b3,∴cos ∠ADB =b 2+4b 29-c 22b ·2b 3=13b 29-c 24b 23,同理cos ∠BDC =b 2+b 29-a 22b ·b 3=10b 29-a22b 23, ∵∠ADB =π-∠CDB ,∴cos ∠ADB =-cos ∠BDC ,即13b 29-c 24b 23=a 2-10b 292b 23, 整理得2a 2+c 2=11b 23,又b 2=ac ,∴2a 2+b 4a 2=11b 23,整理得6a 4-11a 2b 2+3b 4=0,解得a 2b 2=13或a 2b 2=32,在由余弦定理知:cos ∠ABC =a 2+c 2-b 22ac =43-a 22b 2,当a 2b 2=13时,cos ∠ABC =76>1不合题意; 当a 2b 2=32时,cos ∠ABC =712; 综上,cos ∠ABC =712.20.(本小题满分12分)△ABC 是等腰直角三角形,∠B =90°,D 是边BC 的中点,BE ⊥AD ,垂足为E ,延长BE 交AC 于F ,连接DF ,求证:∠ADB =∠FDC .[解析] 如图,以B 为原点,BC 所在直线为x 轴建立直角坐标系,设A (0,2),C (2,0),则D (1,0),AC →=(2,-2).设AF →=λAC →,则BF →=BA →+AF →=(0,2)+(2λ,-2λ)=(2λ,2-2λ). 又DA →=(-1,2),BF →⊥DA →, ∴BF →·DA →=0,∴-2λ+2(2-2λ)=0, ∴λ=23.∴BF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫43,23,DF →=BF →-BD →=⎝ ⎛⎭⎪⎫13,23.又DC →=(1,0),∴cos ∠ADB =DA →·DB →|DA →|·|DB →|=55,cos ∠FDC =DF →·DC →|DF →|·|DC →|=55,又∠ADB ,∠FDC ∈(0,π), ∴∠ADB =∠FDC .21.(本小题满分12分)如图所示,甲船以每小时30 2 n mile 的速度向正北方向航行,乙船按固定方向匀速直线航行,当甲船位于A 1处时,乙船位于甲船的北偏西105°方向的B 1处,此时两船相距20 n mile.当甲船航行20 min 到达A 2处时,乙船航行到甲船的北偏西120°方向的B 2处,此时两船相距10 2 n mile,问乙船每小时航行多少n mile?[解析] 如图,连接A 1B 2,由题意知A 2B 2=10 2 n mile,A 1A 2=302×2060=10 2 n mile. 所以A 1A 2=A 2B 2.又∠A 1A 2B 2=180°-120°=60°, 所以△A 1A 2B 2是等边三角形. 所以A 1B 2=A 1A 2=10 2 n mile.由题意知,A 1B 1=20 n mile,∠B 1A 1B 2=105°-60°=45°,在△A 1B 2B 1中,由余弦定理,得B 1B 22=A 1B 21+A 1B 22-2A 1B 1·A 1B 2·cos 45°=202+(102)2-2×20×102×22=200. 所以B 1B 2=10 2 n mile.因此,乙船速度的大小为10220×60=302(n mile/h).答:乙船每小时航行30 2 n mile.22.(本小题满分12分)已知向量a =(2+sin x,1),b =(2,-2),c =(sin x -3,1),d =(1,k ),(x ∈R ,k ∈R ).(1)若x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2,且a ∥(b +c ),求x 的值; (2)若函数f (x )=a ·b ,求f (x )的最小值;(3)是否存在实数k ,使得(a +d )⊥(b +c )?若存在,求出k 的取值范围;若不存在,请说明理由.[解析] (1)∵b +c =(sin x -1,-1),又a ∥(b +c ), ∴-(2+sin x )=sin x -1,即sin x =-12.又x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2, ∴x =-π6.(2)∵a =(2+sin x,1),b =(2,-2), ∴f (x )=a ·b =2(2+sin x )-2=2sin x +2.又x∈R,∴当sin x=-1时,f(x)有最小值,且最小值为0.(3)∵a+d=(3+sin x,1+k),b+c=(sin x-1,-1),若(a+d)⊥(b+c),则(a+d)·(b+c)=0,即(3+sin x)(sin x-1)-(1+k)=0,∴k=sin2x+2sin x-4=(sin x+1)2-5.由sin x∈[-1,1],∴-5≤(sin x+1)2-5≤-1,得k∈[-5,-1].∴存在k∈[-5,-1],使得(a+d)⊥(b+c).。
人教A版高一数学必修第二册第六章《平面向量及其应用》单元练习题卷含答案解析 (2)

高一数学必修第二册第六章《平面向量及其应用》单元练习题卷5(共22题)一、选择题(共10题)1. 在 △ABC 中,E ,F 分别为 AB ,AC 的中点,P 为 EF 上的任一点,实数 x ,y 满足 PA ⃗⃗⃗⃗⃗ +xPB ⃗⃗⃗⃗⃗ +yPC ⃗⃗⃗⃗⃗ =0⃗ ,设 △ABC ,△PBC ,△PCA ,△PAB 的面积分别为 S ,S 1,S 2,S 3,记 S 1S=λi (i =1,2,3),则 λ2⋅λ3 取到最大值时,2x +y 的值为 ( ) A . −1 B . 1C . −32D . 322. 在 △ABC 中,已知 b =2√3,c =2,C =30∘,那么 a 等于 ( ) A . 2 B . 4 C . 2 或 4 D .无解3. 若 ∣∣AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣=5,∣∣AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣=4,则 ∣∣BC ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣ 的取值范围是 ( ) A . [1,5] B . [1,9] C . [4,5] D . [0,9]4. 正方形 ABCD 的边长为 2,E 是线段 CD 的中点,F 是线段 BE 上的动点,则 BF ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅FC ⃗⃗⃗⃗⃗ 的取值范围是 ( ) A . [−1,0]B . [−1,45]C . [−45,1]D . [0,1]5. 若 P 1P ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =4P 2P ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,则下列各式中不正确的是 ( )A . ∣P 1P 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ∣=2∣P 2P ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ∣B . ∣P 1P ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ∣=4∣P 2P ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ∣C . ∣P 1P 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ∣=3∣P 2P ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ∣D . 4∣P 1P 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ∣=3∣P 1P ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ∣6. 已知点 C 为线段 AB 上一点,P 为直线 AB 外一点,PC 是 ∠APB 的角平分线,I 为 PC 上一点,满足 BI ⃗⃗⃗⃗ =BA ⃗⃗⃗⃗⃗ +λ(AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣+AP ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣AP ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣)(λ>0),∣∣PA ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣−∣∣PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣=4,∣∣PA ⃗⃗⃗⃗⃗ −PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣=10,则 BI⃗⃗⃗⃗ ⋅BA ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣BA ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣的值为 ( ) A .2 B .3 C .4 D .57. 已知非零向量 a ,b ⃗ 满足 ∣a ∣=6∣∣b ⃗ ∣∣,a ,b ⃗ 的夹角的余弦值为 13,且 a ⊥(a −kb ⃗ ),则实数 k 的值为 ( ) A . 18 B . 24 C . 32 D . 368. 在 △ABC 中,AC =3,BC =√7,AB =2,则 AB 边上的高等于 ( ) A . 2√3 B .3√32C .√262D . 329. 已知点 O 是 △ABC 内部一点,满足 OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +2OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =mOC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,S △AOB S △ABC=47,则实数 m 为 ( ) A . 2 B . −2 C . 4 D . −410. 已知 A ,B 都是数轴上的点,O 为原点,A (3),B (−2),则 3OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +4OB ⃗⃗⃗⃗⃗ 的坐标为 ( ) A . 17B . 1C . −1D . −17二、填空题(共6题)11. 设 I 为 △ABC 的内心,三边长 AB =7,BC =6,AC =5,点 P 在边 AB 上,且 AP =2,若直线 IP 交直线 BC 于点 Q ,则线段 QC 的长为 .12. 如图,两块全等的等腰直角三角板拼在一起形成一个平面图形,若直角边长为 2,且 AD⃗⃗⃗⃗⃗ =λAB ⃗⃗⃗⃗⃗ +μAC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,则 λ+μ= .13. 设向量 a =(3,3),b ⃗ =(1,−1),若 (a +λb ⃗ )⊥(a −λb ⃗ ),则实数 λ= .14. 思考辨析,判断正误.在 △ABC 中,若 a 2+b 2−c 2=0,则角 C 为直角.( )15. 如图,在折线 ABCD 中,AB =BC =CD =4,∠ABC =∠BCD =120∘,E ,F 分别是 AB ,CD的中点,若折线上满足条件 PE⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅PF ⃗⃗⃗⃗⃗ =k 的点 P 至少有 4 个,则实数 k 的取值范围是 .16. 山上有一塔,高 50 m ,自山下地面某点测得塔顶仰角为 75∘,测得塔底仰角为 45∘,则山高m .三、解答题(共6题)17. 已知 ∣a ∣=1,∣∣b ⃗ ∣∣=2,a与 b ⃗ 夹角 π3,m ⃗⃗ =3a −b ⃗ ,n ⃗ =ka +2b ⃗ . (1) 当 k 为何值时,m ⃗⃗ ∥n ⃗ ? (2) 当 k 为何值时,m ⃗⃗ ⊥n ⃗ ?18. 已知 △ABC 的三个内角 A ,B ,C 的对边分别是 a ,b ,c ,a >c ,且 2csinA =√3a .(1) 求角 C 的大小;(2) 若 c =4,△ABC 的面积为 √3,求 △ABC 的周长.19. 在 △ABC 中,内角 A ,B ,C 的对边分别为 a ,b ,c ,且 bsinA =√3acosB .(1) 求角 B 的大小;(2) 若 b =3,sinC =2sinA ,求 a ,c 的值.20. 已知锐角 △ABC ,同时满足下列四个条件中的三个 ①A =π3;②a =13;③c =15;④sinC =13.(1) 请指出这三个条件,并说明理由; (2) 求 △ABC 的面积21. 对于任意实数 a ,b ,c ,d ,表达式 ad −bc 称为二阶行列式(determinant ),记作 ∣∣∣ab cd ∣∣∣. (1) 求下列行列式的值:① ∣∣∣1001∣∣∣; ② ∣∣∣1326∣∣∣; ③ ∣∣∣−2510−25∣∣∣;(2) 求证:向量 p =(a,b ) 与向量 q =(c,d ) 共线的充要条件是 ∣∣∣a b cd ∣∣∣=0. (3) 讨论关于 x ,y 的二元一次方程组 {a 1x +b 1y =c 1,a 2x +b 2y =c 2(a 1a 2b 1b 2≠0) 有唯一解的条件,并求出解.(结果用二阶行列式的记号表示)22. 已知 O 为坐标原点,对于函数 f (x )=asinx +bcosx ,称向量 OM⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(a,b ) 为函数 f (x ) 的伴随向量,同时称函数 f (x ) 为向量 OM⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 的伴随函数.(1) 设函数 g (x )=√3sin (π+x )−sin (3π2−x),试求 g (x ) 的伴随向量 OM⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ; (2) 记向量 ON ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(1,√3) 的伴随函数为 f (x ),当 f (x )=85,且 x ∈(−π3,π6) 时,求 sinx 的值; (3) 将(1)中函数 g (x ) 的图象的横坐标伸长为原来的 2 倍(纵坐标不变),再把整个图象向右平移2π3个单位长度得到 ℎ(x ) 的图象,已知 A (−2,3),B (2,6),问在 y =ℎ(x ) 的图象上是否存在一点 P ,使得 AP⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥BP ⃗⃗⃗⃗⃗ ?若存在,求出 P 点坐标;若不存在,说明理由.答案一、选择题(共10题) 1. 【答案】D【知识点】平面向量的数量积与垂直2. 【答案】C【解析】由 bsinB =csinC 得, sinB =bsinC c=2√3sin30∘2=√32, 所以 B =60∘ 或 B =120∘. 当 B =60∘ 时,A =90∘, a =√(2√3)2+22=4;当 B =120∘ 时,A =30∘,a =c =2, 故 a =4 或 a =2. 【知识点】正弦定理3. 【答案】B【知识点】平面向量的数量积与垂直4. 【答案】B【知识点】平面向量的数量积与垂直5. 【答案】A【知识点】平面向量的数乘及其几何意义6. 【答案】B【解析】因为 BI ⃗⃗⃗⃗ =BA ⃗⃗⃗⃗⃗ +AI ⃗⃗⃗⃗ =BA ⃗⃗⃗⃗⃗ +λ(AC ⃗⃗⃗⃗⃗∣∣AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣+AP ⃗⃗⃗⃗⃗∣∣AP ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣)(λ>0),所以 I 在 ∠PAB 的角平分线上,又 I 在 ∠APB 的角平分线上,所以 I 为 △PAB 的内心.因为 ∣∣PA ⃗⃗⃗⃗⃗ −PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣=10,所以 ∣AB ∣=10.BI⃗⃗⃗⃗ ⋅BA ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣BA ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣ 表示 BI⃗⃗⃗⃗ 在 BA ⃗⃗⃗⃗⃗ 方向上的投影,过 I 作 IK 垂直 BA 于 K ,则由圆的切线性质和已知可得 ∣AK ∣+∣BK ∣=∣AB ∣=10,∣AK ∣−∣BK ∣=4,所以 ∣BK ∣=3,故BI⃗⃗⃗⃗ ⋅BA ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣BA ⃗⃗⃗⃗⃗ ∣∣ 的值为 3 .【知识点】平面向量的分解、平面向量的数量积与垂直、平面向量的加减法及其几何意义7. 【答案】A【解析】由 ∣a ∣=6∣∣b ⃗ ∣∣,可设 ∣∣b ⃗ ∣∣=t ,则 ∣a ∣=6t (t >0),因为 a ⋅(a −kb ⃗ )=∣a ∣2−ka ⋅b⃗ =36t 2−k ×6t ×t ×13=0, 所以 k =18.【知识点】平面向量的数量积与垂直8. 【答案】B【知识点】正弦定理、余弦定理9. 【答案】D【知识点】平面向量的分解10. 【答案】B【解析】 3OA⃗⃗⃗⃗⃗ +4OB ⃗⃗⃗⃗⃗ 的坐标为 3×3+4×(−2)=1. 【知识点】平面向量数乘的坐标运算二、填空题(共6题) 11. 【答案】138【解析】如图, 由题意易得 AP ⃗⃗⃗⃗⃗ =25PB ⃗⃗⃗⃗⃗ , 所以 IP ⃗⃗⃗⃗ −IA ⃗⃗⃗⃗ =25(IB ⃗⃗⃗⃗ −IP ⃗⃗⃗⃗ ), 所以 IP ⃗⃗⃗⃗ =57IA ⃗⃗⃗⃗ +27IB⃗⃗⃗⃗ . 设 CQ =x ,BQ =y ,则 x +y =6, 所以 CQ⃗⃗⃗⃗⃗ =−x yBQ ⃗⃗⃗⃗⃗ , 所以 IQ ⃗⃗⃗⃗ −IC ⃗⃗⃗⃗ =x y(IB ⃗⃗⃗⃗ −IQ⃗⃗⃗⃗ ), 所以 IQ ⃗⃗⃗⃗ =x 6IB ⃗⃗⃗⃗ +y 6IC ⃗⃗⃗⃗ . 因为 7IC⃗⃗⃗⃗ +5IB ⃗⃗⃗⃗ +6IA ⃗⃗⃗⃗ =0, 点 I 是 △ABC 的内心,根据三角形内心的向量表示得向量等式. 所以 IC⃗⃗⃗⃗ =−57IB ⃗⃗⃗⃗ −67IA ⃗⃗⃗⃗ , 所以 IQ ⃗⃗⃗⃗ =x 6IB ⃗⃗⃗⃗ +y 6IC ⃗⃗⃗⃗ =x 6IB ⃗⃗⃗⃗ +y 6(−57IB ⃗⃗⃗⃗ −67IA ⃗⃗⃗⃗ )=−y 7IA ⃗⃗⃗⃗ +(x 6−5y 42)IB ⃗⃗⃗⃗ . 因为 IQ ⃗⃗⃗⃗ ∥IP⃗⃗⃗⃗ ,所以 (−y 7):(x 6−5y 42)=52,结合 x +y =6,解得 x =138.所以线段 QC 的长为138.【知识点】平面向量数乘的坐标运算12. 【答案】 1+√2【解析】因为 ∠DEB =∠ABC =45∘,所以 AB ∥DE ,过 D 作 AB ,AC 的垂线 DM ,DN , 则 AN =DM =BM =BD ⋅sin45∘=√2, 所以 DN =AM =AB +BM =2+√2, 所以 AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +AN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =2+√22AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +√22AC ⃗⃗⃗⃗⃗ , 所以 λ=2+√22,μ=√22,所以 λ+μ=1+√2.【知识点】平面向量的分解13. 【答案】 ±3【知识点】平面向量数量积的坐标运算14. 【答案】 √【知识点】余弦定理15. 【答案】 [−94,−2]【解析】以 BC 的垂直平分线为 y 轴,以 BC 为 x 轴,建立如图所示的平面直角坐标系. 因为 AB =BC =CD =4,∠ABC =∠BCD =120∘, 所以 B (−2,0),C (2,0),A(−4,2√3),D(4,2√3).因为 E ,F 分别是 AB ,CD 的中点,所以 E(−3,√3),F(3,√3).设 P (x,y ),−4≤x ≤4,0≤y ≤2√3,因为 PE⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅PF ⃗⃗⃗⃗⃗ =k , 所以 (−3−x,√3−y)(3−x,√3−y)=x 2+(y −√3)+9=k , 即 x 2+(y −√3)=k +9.当 k +9>0 时,点 P 的轨迹为以 (0,√3) 为圆心,以 √k +9 为半径的圆. 当圆与直线 DC 相切时,此时圆的半径 r =3√32,此时点有 2 个;当圆经过点 C 时,此时圆的半径为 r =√22+3=√7,此时点 P 有 4 个.因为满足条件 PE ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅PF ⃗⃗⃗⃗⃗ =k 的点 P 至少有 4 个,结合图象可得, 所以274≤k +9≤7,解得 −94≤k ≤−2,故实数 k 的取值范围为 [−94,−2].【知识点】平面向量数量积的坐标运算16. 【答案】 25(√3−1)【知识点】解三角形的实际应用问题三、解答题(共6题) 17. 【答案】(1) −6. (2) 1.【知识点】平面向量的数乘及其几何意义、平面向量的数量积与垂直18. 【答案】(1) 由题意知 2csinA =√3a ,由正弦定理得 2sinCsinA =√3sinA , 又由 A ∈(0,π),则 sinA >0,所以 sinC =√32, 又因为 a >c ,则 ∠A >∠C , 所以 ∠C =60∘.(2) 由三角形的面积公式,可得 S △ABC =12absinC =12ab ×√32=√3,解得 ab =4, 又因为 cosC =a 2+b 2−c 22ab=a 2+b 2−422ab=12,解得 a 2+b 2=20, 即 (a +b )2=28,所以 a +b =2√7,所以 △ABC 的周长为 a +b +c =2√7+4. 【知识点】余弦定理、正弦定理19. 【答案】(1) 由 bsinA =√3acosB 及正弦定理 a sinA=b sinB,得 sinB =√3cosB , 故有 tanB =sinBcosB =√3. 即 B =π3.(2) 由 sinC =2sinA 及正弦定理 a sinA=c sinC,得 c =2a, ⋯⋯①由 b =3 及余弦定理 b 2=a 2+c 2−2accosB , 得 9=a 2+c 2−ac, ⋯⋯② 联立①②,解得 a =√3,c =2√3. 【知识点】正弦定理、余弦定理20. 【答案】(1) △ABC 同时满足 ①,②,③. 理由如下:若 △ABC 同时满足 ①,④,则在锐角 △ABC 中, sinC =13<12, 所以 0<C <π6. 又因为 A =π3, 所以 π3<A +C <π2.所以 B >π2,这与 △ABC 是锐角三角形矛盾, 所以 △ABC 不能同时满足 ①,④, 所以 △ABC 同时满足 ②,③. 因为 c >a ,所以 C >A 若满足 ④, 则 A <C <π6,则 B >π2, 这与 △ABC 是锐角三角形矛盾,故 △ABC 不满足 ④,故 △ABC 同时满足 ①,②,③.(2) 因为 a 2=b 2+c 2−2bccosA , 所以 132=b 2+152−2×b ×15×12,解得 b =8 或 b =7. 当 b =7 时 cosC =72+132−1522×7×13<0,所以 C 为钝角,与题意不符合, 所以 b =8.所以 △ABC 的面积 S =12bcsinA =30√3. 【知识点】余弦定理、判断三角形的形状21. 【答案】(1) ① ∣∣∣1001∣∣∣=1;② ∣∣∣1326∣∣∣=1×6−2×3=0;③ ∣∣∣−2510−25∣∣∣=(−2)×(−25)−5×10=0. (2) 若向量 p =(a,b ) 与向量 q =(c,d ) 共线,则 当 q ≠0⃗ 时,有 ad −bc =0,即 ∣∣∣a b c d ∣∣∣=0, 当 q =0⃗ 时,有 c =d =0,即 ∣∣∣a b c d ∣∣∣=ad −bc =0, 所以必要性得证. 反之,若 ∣∣∣a b cd ∣∣∣=0,即 ad −bc =0, 当 c ,d 不全为 0 时,即 q ≠0⃗ 时, 不妨设 c ≠0,则 b =ad c,所以 p =(a,ad c),因为 q =(c,d ),所以 p =a cq ,所以 p ∥q , 所以向量 p =(a,b ) 与向量 q =(c,d ) 共线, 当 c =0 且 d =0 时,q =0⃗ , 所以向量 p =(a,b ) 与向量 q =0⃗ 共线, 充分性得证.综上,向量 p =(a,b ) 与向量 q =(c,d ) 共线的充要条件是 ∣∣∣ab cd ∣∣∣=0.(3) 用 b 2 和 b 1 分别乘上面两个方程的两端,然后两个方程相减, 消去 y 得 (a 1b 2−a 2b 1)x =c 1b 2−c 2b 1, ⋯⋯① 同理,消去 x 得 (a 1b 2−a 2b 1)y =a 1c 2−a 2c 1, ⋯⋯② 所以,当 a 1b 2−a 2b 1≠0 时,即 ∣∣∣a 1b 1a 2b 2∣∣∣≠0 时, 由①②可得 x =c 1b 2−c 2b 1a 1b 2−a 2b 1=∣∣∣c 1b 1c 2b 2∣∣∣∣∣∣a 1b 1a 2b 2∣∣∣,y =a 1c 2−a 2c 1a1b 2−a 2b 1=∣∣∣a 1c 1a 2c 2∣∣∣∣∣∣a 1b 1a 2b 2∣∣∣, 所以,当 ∣∣∣a 1b 1a 2b 2∣∣∣≠0 时,方程组 {a 1x +b 1y =c 1,a 2x +b 2y =c 2 有唯一解且 x =∣∣∣c 1b 1c 2b 2∣∣∣∣∣∣a 1b 1a 2b 2∣∣∣,y =∣∣∣a 1c 1a 2c 2∣∣∣∣∣∣a 1b 1a 2b 2∣∣∣. 【知识点】平面向量数乘的坐标运算、二阶行列式22. 【答案】(1) g (x )=√3sin (π+x )−sin (3π2−x)=−√3sinx +cosx,所以 g (x ) 的伴随向量 OM⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(−√3,1). (2) 向量 ON ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(1,√3) 的伴随函数为 f (x )=sinx +√3cosx , 因为f (x )=sinx +√3cosx =2sin (x +π3)=85,所以 sin (x +π3)=45, 因为 x ∈(−π3,π6), 所以 x +π3∈(0,π2), 所以 cos (x +π3)=35, 所以sinx =sin [(x +π3)−π3]=12sin (x +π3)−√32cos (x +π3)=4−3√310. (3) 由(1)知 g (x )=−√3sinx +cosx =−2sin (x −π6),将函数 g (x ) 的图象的横坐标伸长为原来的 2 倍(纵坐标不变),得到函数 y =−2sin (12x −π6)的图象,再把整个图象向右平移 2π3个单位长度得到 ℎ(x ) 的图象,则ℎ(x )=−2sin [12(x −2π3)−π6]=−2sin (12x −π2)=2cos 12x.设 P (x,2cos 12x),因为 A (−2,3),B (2,6),所以 AP ⃗⃗⃗⃗⃗ =(x +2,2cos 12x −3),BP ⃗⃗⃗⃗⃗ =(x −2,2cos 12x −6), 又因为 AP⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥BP ⃗⃗⃗⃗⃗ , 所以 AP⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅BP ⃗⃗⃗⃗⃗ =0, 所以 (x +2)(x −2)+(2cos 12x −3)(2cos 12x −6)=0, 即 x 2−4+4cos 212x −18cos 12x +18=0, 所以 (2cos 12x −92)2=254−x 2(*),因为 −2≤2cos 12x ≤2, 所以 −132≤2cos 12x −92≤−52,所以254≤(2cos 12x −92)2≤1694.又因为254−x 2≤254,所以当且仅当 x =0,即 (2cos 12x −92)2和254−x 2 同时等于254时,(*)式成立.所以在 y =ℎ(x ) 的图象上存在点 P (0,2),使得 AP⃗⃗⃗⃗⃗ ⊥BP ⃗⃗⃗⃗⃗ . 【知识点】Asin(ωx+ψ)形式函数的性质、三角函数的图象变换、平面向量数量积的坐标运算。
2024全国高考真题数学汇编:平面向量及其应用章节综合

2024全国高考真题数学汇编平面向量及其应用章节综合一、单选题1.(2024全国高考真题)已知向量,a b满足1,22a a b ,且2b a b ,则b ()A .12B C .2D .12.(2024全国高考真题)已知向量(0,1),(2,)a b x ,若(4)b b a,则x ()A .2B .1C .1D .23.(2024全国高考真题)设向量 1,,,2a x x b x,则()A .“3x ”是“a b”的必要条件B .“3x ”是“//a b”的必要条件C .“0x ”是“a b”的充分条件D .“1x ”是“//a b”的充分条件4.(2024全国高考真题)在ABC 中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,若π3B ,294b ac ,则sin sin A C ()A .13B .13C .2D .135.(2024北京高考真题)设a ,b 是向量,则“·0a b a b”是“a b 或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 .既不充分也不必要条件二、填空题6.(2024上海高考真题)已知 ,2,5,6,k a b k R ,且//a b ,则k 的值为.7.(2024天津高考真题)在边长为1的正方形ABCD 中,点E 为线段CD 的三等分点,1,2CE DE BE BA BC u u r u u r u u u r ,则;F 为线段BE 上的动点,G 为AF 中点,则AF DG的最小值为.三、解答题8.(2024天津高考真题)在ABC 中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,已知92cos 5163a Bbc ,.(1)求a ;(2)求sin A ;(3)求 cos 2B A 的值.9.(2024全国高考真题)记ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知sin 2A A .(1)求A .(2)若2asin sin 2C c B ,求ABC 的周长.10.(2024北京高考真题)在ABC 中,内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,A 为钝角,7a ,sin 2cos B B .(1)求A ;(2)从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,使得ABC 存在,求ABC 的面积.条件①:7b ;条件②:13cos 14B;条件③:sin c A 注:如果选择的条件不符合要求,第(2)问得0分;如果选择多个符合要求的条件分别解答,按第一个解答计分.11.(2024全国高考真题)记ABC 的内角A 、B 、C 的对边分别为a ,b ,c ,已知sin C B ,222a b c (1)求B ;(2)若ABC 的面积为3c .参考答案1.B【分析】由2b a b 得22b a b,结合1,22a a b ,得22144164a b b b ,由此即可得解.【详解】因为 2b a b ,所以20b a b ,即22b a b,又因为1,22a a b ,所以22144164a b b b ,从而2b .故选:B.2.D【分析】根据向量垂直的坐标运算可求x 的值.【详解】因为 4b b a ,所以40b b a,所以240b a b即2440x x ,故2x ,故选:D.3.C【分析】根据向量垂直和平行的坐标表示即可得到方程,解出即可.【详解】对A ,当a b 时,则0a b,所以(1)20x x x ,解得0x 或3,即必要性不成立,故A 错误;对C ,当0x 时, 1,0,0,2a b ,故0a b,所以a b,即充分性成立,故C 正确;对B ,当//a b时,则22(1)x x ,解得1x ,即必要性不成立,故B 错误;对D ,当1x 时,不满足22(1)x x ,所以//a b不成立,即充分性不立,故D 错误.故选:C.4.C【分析】利用正弦定理得1sin sin 3A C ,再利用余弦定理有22134a c ac ,由正弦定理得到22sin sin A C 的值,最后代入计算即可.【详解】因为29,34B b ac,则由正弦定理得241sin sin sin 93A C B .由余弦定理可得:22294b ac ac ac ,即:22134a c ac,根据正弦定理得221313sin sin sin sin 412A C A C ,所以2227(sin sin )sin sin 2sin sin 4A C A C A C,因为,A C 为三角形内角,则sin sin 0A C ,则sin sin A C .故选:C.5.B【分析】根据向量数量积分析可知0a b a b 等价于a b,结合充分、必要条件分析判断.【详解】因为220a b a b a b ,可得22a b ,即a b ,可知0a b a b 等价于a b ,若a b 或a b ,可得a b ,即0a b a b,可知必要性成立;若0a b a b ,即a b,无法得出a b 或a b ,例如 1,0,0,1a b,满足a b ,但a b 且a b ,可知充分性不成立;综上所述,“0a b a b”是“a b 且a b ”的必要不充分条件.故选:B.6.15【分析】根据向量平行的坐标表示得到方程,解出即可.【详解】//a b ,256k ,解得15k .故答案为:15.7.43518【分析】解法一:以,BA BC 为基底向量,根据向量的线性运算求BE,即可得 ,设BF BE k u u u r u u r ,求,AF DG u u u r u u u r ,结合数量积的运算律求AF DG 的最小值;解法二:建系标点,根据向量的坐标运算求BE,即可得 ,设 1,3,,03F a a a,求,AF DG u u u r u u u r ,结合数量积的坐标运算求AF DG 的最小值.【详解】解法一:因为12CE DE ,即13CE BA ,则13BE BC CE BA BC u u u r u u r u u u u r r u u u r ,可得1,13,所以43;由题意可知:1,0BC BA BA BC,因为F 为线段BE 上的动点,设 1,0,13BF k BE k BA k BC k,则113AF AB BF AB k BE k BA k BC,又因为G 为AF 中点,则1111112232DG DA AG BC AF k BA k BC,可得11111113232AF DG k BA k BC k BA k BC22111563112329510k k k k,又因为 0,1k ,可知:当1k 时,AF DG 取到最小值518;解法二:以B为坐标原点建立平面直角坐标系,如图所示,则 11,0,0,0,0,1,1,1,,13A B C D E,可得 11,0,0,1,,13BA BC BE,因为 ,BE BA BC 131,所以43 ;因为点F 在线段1:3,,03BE y x x 上,设 1,3,,03F a a a,且G 为AF 中点,则13,22a G a ,可得 131,3,,122a AF a a DG a,则 22132331522510a AF DG a a a,且1,03a,所以当13a 时,AF DG 取到最小值为518 ;故答案为:43;518 .8.(1)4(3)5764【分析】(1)2,3a t c t ,利用余弦定理即可得到方程,解出即可;(2)法一:求出sin B ,再利用正弦定理即可;法二:利用余弦定理求出cos A ,则得到sin A ;(3)法一:根据大边对大角确定A 为锐角,则得到cos A ,再利用二倍角公式和两角差的余弦公式即可;法二:直接利用二倍角公式和两角差的余弦公式即可.【详解】(1)设2,3a t c t ,0t ,则根据余弦定理得2222cos b a c ac B ,即229254922316t t t t ,解得2t (负舍);则4,6a c .(2)法一:因为B 为三角形内角,所以sin 16B ,再根据正弦定理得sin sin a b A B ,即4sin A sin 4A ,法二:由余弦定理得2222225643cos 22564b c a A bc ,因为 0,πA ,则sin 4A(3)法一:因为9cos 016B ,且 0,πB ,所以π0,2B,由(2)法一知sin 16B,因为a b ,则A B ,所以3cos 4A ,则3sin 22sin cos 24A A A2231cos 22cos 12148A A9157cos 2cos cos 2sin sin 216816864B A B A B A.法二:3sin 22sin cos 24A A A,则2231cos 22cos 12148A A,因为B 为三角形内角,所以sin 16B,所以 9157cos 2cos cos 2sin sin 216864B A B A B A9.(1)π6A(2)2【分析】(1)根据辅助角公式对条件sin 2A A 进行化简处理即可求解,常规方法还可利用同角三角函数的关系解方程组,亦可利用导数,向量数量积公式,万能公式解决;(2)先根据正弦定理边角互化算出B ,然后根据正弦定理算出,b c 即可得出周长.【详解】(1)方法一:常规方法(辅助角公式)由sin 2A A 可得1sin 122A A ,即sin()1π3A ,由于ππ4π(0,π)(,)333A A ,故ππ32A ,解得π6A方法二:常规方法(同角三角函数的基本关系)由sin 2A A ,又22sin cos 1A A ,消去sin A 得到:224cos 30(2cos 0A A A ,解得cos 2A,又(0,π)A ,故π6A方法三:利用极值点求解设()sin (0π)f x x x x ,则π()2sin (0π)3f x x x,显然π6x时,max ()2f x ,注意到π()sin 22sin(3f A A A A ,max ()()f x f A ,在开区间(0,π)上取到最大值,于是x A 必定是极值点,即()0cos sin f A A A ,即tan 3A ,又(0,π)A ,故π6A方法四:利用向量数量积公式(柯西不等式)设(sin ,cos )a b A A ,由题意,sin 2a b A A,根据向量的数量积公式,cos ,2cos ,a b a b a b a b,则2cos ,2cos ,1a b a b ,此时,0a b,即,a b 同向共线,根据向量共线条件,1cos sin tan A A A 又(0,π)A ,故π6A方法五:利用万能公式求解设tan 2A t,根据万能公式,22sin 21t A A t整理可得,2222(2(20((2t t t ,解得tan22A t 223tan 13t A t ,又(0,π)A ,故π6A(2)由题设条件和正弦定理sin sin 2sin 2sin sin cos C c B B C C B B ,又,(0,π)B C ,则sin sin 0B C,进而cos 2B ,得到π4B ,于是7ππ12C A B,26sin sin(π)sin()sin cos sin cos 4C A B A B A B B A,由正弦定理可得,sin sin sin a b cA B C ,即2ππ7πsin sin sin6412bc,解得b c 故ABC的周长为2 10.(1)2π3A;(2)选择①无解;选择②和③△ABC【分析】(1)利用正弦定理即可求出答案;(2)选择①,利用正弦定理得3B,结合(1)问答案即可排除;选择②,首先求出sin B 式子得3b ,再利用两角和的正弦公式即可求出sin C ,最后利用三角形面积公式即可;选择③,首先得到5c,再利用正弦定理得到sin Csin B ,最后利用三角形面积公式即可;【详解】(1)由题意得2sin cos cos B B B,因为A 为钝角,则cos 0B,则2sin B,则7sin sin sin b a BA A,解得sin A ,因为A 为钝角,则2π3A.(2)选择①7b ,则333sin 714142B,因为2π3A ,则B 为锐角,则3B ,此时πA B ,不合题意,舍弃;选择②13cos 14B ,因为B 为三角形内角,则sin B ,则代入2sin 7B得2147,解得3b , 2π2π2πsin sin sin sin cos cos sin 333C A B B B B3131335321421414,则1153153sin 7322144ABC S ab C.选择③sin c Ac 5c ,则由正弦定理得sin sin a c A C 5sin C ,解得sin C ,因为C 为三角形内角,则11cos 14C ,则 2π2π2πsin sin sin sin cos cos sin 333B A C C C C3111533321421414,则11sin 7522144ABC S ac B △11.(1)π3B (2)【分析】(1)由余弦定理、平方关系依次求出cos ,sin C C ,最后结合已知sin C B 得cos B 的值即可;(2)首先求出,,A B C ,然后由正弦定理可将,a b 均用含有c 的式子表示,结合三角形面积公式即可列方程求解.【详解】(1)由余弦定理有2222cos a b c ab C ,对比已知222a b c ,可得222cos 222a b c C ab ab,因为 0,πC ,所以sin 0C ,从而sin2C ,又因为sin C B,即1cos2B ,注意到0,πB ,所以π3B .(2)由(1)可得π3B,cos2C ,0,πC ,从而π4C ,ππ5ππ3412A ,而5πππ1sin sin sin12462A,由正弦定理有5πππsin sin sin1234a b c,从而,a b,由三角形面积公式可知,ABC的面积可表示为21113sin222228ABCS ab C c c,由已知ABC的面积为323338c所以c。
人教版A版(2019)高中数学必修第二册:第六章 平面向量及其应用 综合测试(附答案与解析)

第六章综合测试一、单项选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50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.在ABC △中,内角,A B C ,的对边分别为,,a b c ,若a =,2A B =,则cos B 等于( )D.62.已知两个单位向量a 和b 的夹角为60︒,则向量-a b 在向量a 上的投影向量为( )A.12a B.aC.12-aD.-a3.已知点(2,1),(4,2)A B -,点P 在x 轴上,当PA PB 取最小值时,P 点的坐标是( ) A.(2,0) B.(4,0)C.10,03⎛⎫ ⎪⎝⎭D.(3,0)4.已知,,A B C 为圆O 上的三点,若有OA OC OB +=,圆O 的半径为2,则OB CB =( ) A.1- B.2- C.1 D.25.已知点(4,3)A 和点(1,2)B ,点O 为坐标原点,则||()OA tOB t +∈R 的最小值为( )A. B.5 C.36.已知锐角三角形的三边长分别为1,3,a ,那么a 的取值范围为( ) A.(8,10)B.C.D.7.已知圆的半径为4,,,a b c 为该圆的内接三角形的三边,若abc =,则三角形的面积为( )A.B.8.已知向量,a b 满足(2)(54)0+⋅-=a b a b ,且1==a b ,则a 与b 的夹角θ为( )A.34π B.4π C.3π D.23π 9.已知sin 1sin cos 2ααα=+,且向量(tan ,1)AB α=,(tan ,2)BC α=,则AC 等于( )A.(2,3)-B.(1,2)C.(4,3)D.(2,3)10.在ABC △中,E F ,分别为,AB AC 的中点,P 为EF 上的任意一点,实数,x y 满足PA xPB yPC ++=0,设,,,ABC PBC PCA PAB △△△△的面积分别为123,,,S S S S ,记(1,2,3)ii S i Sλ==,则23λλ⋅取到最大值时, 2x y +的值为( )A.1-B.1C.32-D.32二、多项选择题(本大题共2小题,每小题5分,共10分.在每小题给出的选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得2分)11.已知ABC △中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,且满足,3B a c π=+,则ac=( ) A.2 B.3C.12D.1312.点P 是ABC △所在平面内一点,满足20PB PC PB PC PA --+-=,则ABC △的形状不可能是( ) A.钝角三角形 B.直角三角形 C.等腰三角形 D.等边三角形三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.将答案填在题中横线上) 13.已知,12e e 是平面内的单位向量,且12⋅=12e e .若向量b 满足1⋅=⋅=12b e b e ,则=b ________.14.已知向量,a b 满足5,1==a b ,且4-a b ⋅a b 的最小值为________.15.如图,在直角梯形ABCD 中,AB DC ∥,AD DC ⊥,2DC A A B D ==,E 为AD 的中点,若CA CE DB λμ=+,则λ=________,μ=________.(本题第一空2分,第二空3分)16.如图所示,某海岛上一观察哨A 上午11时测得一轮船在海岛北偏东60︒的C 处,12时20分测得轮船在海岛北偏西60︒的B 处,12时40分轮船到达位于海岛正西方且距海岛5km 的E 港口,如果轮船始终匀速直线前进,则船速的大小为________.四、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)如图所示,以向量,OA OB ==a b 为邻边作OADB ,11,33BM BC CN CD ==,用,a b 表现,,OM ON MN .18.(本小题满分12分)已知ABC △的内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且2a =,3cos 5B =. (1)若4b =,求sin A 的值; (2)若4ABC S ∆=,求,b c 的值.19.(本小题满分12分)在ABC △中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,已知sin cos 1sin 2C C C +=-, (1)求sin C 的值;(2)若ABC △的外接圆面积为(4π+,试求AC BC 的取值范围.20.(本小题满分12分)某观测站在城A 南偏西20︒方向的C 处,由城A 出发的一条公路,走向是南偏东40︒,距C 处31千米的B 处有一人正沿公路向城A 走去,走了20千米后到达D 处,此时,C D 间的距离为21千米,问这人还要走多少千米可到达城A ?21.(本小题满分12分)已知正方形ABCD ,E F 、分别是CD AD 、的中点,BE CF 、交于点P ,连接AP .用向量法证明: (1)BE CF ⊥; (2)AP AB =.22.(本小题满分12分)已知向量(sin ,cos )x x =a ,sin ,sin 6x x π⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭b ,函数()2f x =⋅a b ,()4g x f x π⎛⎫= ⎪⎝⎭. (1)求()f x 在,2ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上的最值,并求出相应的x 的值;(2)计算(1)(2)(3)(2014)g g g g ++++的值;(3)已知t ∈R ,讨论()g x 在[,2]t t +上零点的个数.第六章综合测试答案解析一、 1.【答案】B【解析】由正弦定理得sin sin a Ab B=,a ∴=可化为sin sin A B =.又sin 22sin cos 2,sin sin 2B B B A B B B =∴==,cos B ∴. 2.【答案】A【解析】由已知可得111122⋅=⨯⨯=a b ,211()122-⋅=-⋅=-=a b a a a b ,则向量-a b 在向量a 上的投影向量为()12-⋅⋅=a b a a a a . 3.【答案】D【解析】点P 在x 轴上,∴设P 上的坐标是(,0),(2,1),(4,2)x PA x PB x ∴=--=-,22(2)(4)266(3)3PA PB x x x x x ∴⋅=---=-+=--,∴当3x =时,PA PB ⋅取最小值.P ∴点的坐标是(3,0).4.【答案】D 【解析】OA OC OB +=,OA OC =,∴四边形OABC 是菱形,且120AOC ∠=︒,又圆O 的半径为2,22cos602OB CB ∴⋅=⨯⨯︒=. 5.【答案】D【解析】点(4,3),(1,2)A B ,O 为坐标原点,则(4,32)OA tOB t t +=++,22222()(4)(32)520255(2)55OA tOB t t t t t ∴+=+++=++=++≥,∴当2t =-时,等号成立,此时OA tOB +取得最小值6.【答案】B【解析】设1,3,a 所对的角分别为,,C B A ∠∠∠,由余弦定理的推论知2222222213cos 0,21313cos 0,2131cos 0,23a A a B a a C a ⎧+-=⎪⨯⨯⎪⎪+-=⎨⨯⨯⎪⎪+-=⎪⨯⨯⎩>>>即()()222100,280,680,a a a a a ⎧-⎪⎪-⎨⎪+⎪⎩>>>解得a ,故选B . 7.【答案】C【解析】设圆的半径为R ,内接三角形的三边,,a b c 所对的角分别为,,A B C .28sin sin sin a b cR A B C====,sin 8cC∴=,1sin 216ABC abc S ab C ∆∴===8.【答案】C 【解析】22(2)(54)5680+⋅-=+⋅=-a b a b a a b b ,又11,63,cos 2θ==∴⋅=∴=a b a b ,又[0,],3πθπθ∈∴=,故选C .9.【答案】D【解析】sin 1sin cos 2ααα=+,cos sin αα∴=,tan 1α∴=,(2tan ,3)(2,3)AC AB BC α∴=+==.故选D .10.【答案】D【解析】由题意可得,EF 是ABC △的中位线,P ∴到BC 的距离等于ABC △的边BC 上的高的一半,可得12323121,2S S S S λλ++===.由此可得223231216λλλλ+⎛⎫⋅= ⎪⎝⎭≤,当且仅当23S S =,即P 为EF 的中点时,等号成立.0PE PF ∴+=.由向量加法的四边形法则可得,2PA PB PE +=,2PA PC PF +=,两式相加,得20PA PB PC ++=.0PA xPB yPC ++=,∴根据平面向量基本定理,得12x y ==,从而得到322x y +=. 二、11.【答案】AC【解析】3B π=,a c +=,2222()23a c a c ac b ∴+=++=,①由余弦定理可得,2222cos3a c acb π+-=,②联立①②,可得222520a ac c -+=,即22520a a c c ⎛⎫⎛⎫-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得2ac=或12a c =.故选AC .12.【答案】ACD 【解析】P 是ABC △所在平面内一点,且|||2|0PB PC PB PC PA --+-=,|||()()|0CB PB PA PC PA ∴--+-=,即||||CB AC AB =+,||||AB AC AC AB ∴-=+,两边平方并化简得0MC AB ⋅=,AC AB ∴⊥,90A ︒∴∠=,则ABC △一定是直角三角形.故选ACD .三、13.【解析】解析令1e 与2e 的夹角为θ.1cos cos 2θθ∴⋅=⋅==1212e e e e ,又0θ︒︒≤≤180,60θ∴=︒.()0⋅-=12b e e ,∴b 与,12e e 的夹角均为30︒,从而1||cos30︒=b . 14.【答案】52【解析】|4|-a b ,52⋅≥a b ,即⋅a b 的最小值为52. 15.【答案】65 25【解析】以D 为原点,DC 边所在直线为x 轴,DA 边所在直线为y 轴建立平面直角坐标系.不妨设1AB =,则(0,0),(2,0),(0,2),(1,2),(0,1)D C A B E .(2,2),(2,1),(1,2)CA CE DB =-=-=,,(2,2)(2,1)(1,2)CA CE DB λμλμ=+∴-=-+,22,22,λμλμ-+=-⎧∴⎨+=⎩解得6,52.5λμ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩16./h【解析】轮船从C 到B 用时80分钟,从B 到E 用时20分钟,而船始终匀速前进,由此可见,4BC EB =.设EB x =,则4BC x =,由已知得30BAE ∠=︒,150EAC ∠=︒.在AEC △中,由正弦定理的sin sin EC AE EAC C=∠, sin 5sin1501sin 52AE EAC C EC x x︒∠∴===. 在ABC △中,由正弦定理得sin120sin BC ABC =︒,14sin sin120x BC C AB ⋅∴===︒. 在ABE △中,由余弦定理得22216312cos30252533BE AB AE AB AE︒=+-=+-=,故BE ∴船速的大小为/h)3BE t==. 四、 17.【答案】解:BA OA OB =-=-a b ,11153666OM OB BM OB BC OB BA ∴=+=+=+=+a b . 又OD =+a b ,222333ON OC CN OD ∴=+==+a b , 221511336626MN ON OM ∴=-=+--=-a b a b a b . 18.【答案】解:3cos 05B =>,且0B π<<, 4sin 5B ∴=. 由正弦定理得sin sin a b A B=,42sin 25sin 45a B Ab ⨯∴===. (2)1sin 42ABC S ac B ∆==, 142425c ∴⨯⨯⨯=,5c ∴=. 由余弦定理得2222232cos 25225175b ac ac B =+-=+-⨯⨯⨯=,b ∴=19.【答案】(1)解:ABC △中,由sin cos 1sin 2C C C +=-,得22sin cos 2sin sin 2222C C C C =-, sin 02C >,1cos sin 222C C ∴-=-,两边平方得11sin 4C -=,解得3sin 4C =. (2)设ABC △的外接圆的半径为R ,由(1)知sin cos 22C C >,24C π∴>, 2C π∴>,cos C ∴=. 易得2sin c R C =,22294sin (44c R C ∴==,由余弦定理得,222977(4221444c a b ab ab⎛⎫⎛⎫=+=+--+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭≥,902ab ∴<≤,cos 8AC BC ab C ⎡⎫∴=∈-⎪⎢⎪⎣⎭,即AC BC 的取值范围是8⎡⎫-⎪⎢⎪⎣⎭. 20.【答案】解:如图所示,设ACD α∠=,CDB β∠=.在CBD △中,由余弦定理的推论得2222222021311cos 2220217BD CD CB BD CD β+-+-===-⨯⨯,sin 7β∴=()411sin sin 60sin cos60sin 60cos 27αβββ︒︒︒⎛⎫∴=-=-=--= ⎪⎝⎭在CBD △中,由正弦定理得21sin 60sin AD α=︒, 21sin 15sin60AD α∴==︒(千米). ∴这人还要再走15千米可到达城A .21.【答案】证明:如图,建立平面直角坐标系xOy ,其中A 为原点,不妨设2AB =,则(0,0),(2,0),(2,2),(1,2),(0,1)A B C E F .(1)(1,2)(2,0)(1,2)BE OE OB =-=-=-,(0,1)(2,2)(2,1)CF OF OC =-=-=--,(1)(2)2(1)0BE CF ∴⋅=-⨯-+⨯-=,BE CF ∴⊥,即BE CF ⊥.(2)设(,)P x y ,则(,1)FP x y =-,(2,)BP x y =-,由(1)知(2,1)CF =--,(1,2)BE =-,FP CF ∥,2(1)x y ∴-=--,即24y x =-+.同理,由BP BE ∥,即24y x =-+.22,24,x y y x =-⎧∴⎨=-+⎩解得6,58,5x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩即68,55P ⎛⎫ ⎪⎝⎭. 222268455AP AB ⎛⎫⎛⎫∴=+== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, ||||AP AB ∴=,即AP AB =.22.【答案】(1)解:21()22sin sin(2sin cos sin 262f x x x x x x x π⎫=⋅=-+=+=⎪⎭a b1sin 22sin 223x x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,2x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦, 252333x πππ∴-≤≤,1sin 23x π⎛⎫∴-- ⎪⎝⎭≤,∴当3232x ππ-=,即1112x π=时,()f x 1-,当2233x ππ-=,即2x π=时,()f x(2)由(1)得()sin 23f x x π⎛⎫=-+⎪⎝⎭. ()sin 423g x f x x πππ⎛⎫⎛⎫∴==-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 4T ∴=(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(2009)(2010)(2011)(2012)g g g g g g g g g g g g ∴+++=+++==+++.又(1)(2)(3)(4)gg g g +++=,(1)(2)(3)(2014)503(1)(2)g g g g g g ∴++++=⨯+=.(3)()g x 在[,2]t t +上零点的个数等价于sin 23x y ππ⎛⎫- ⎝=⎪⎭与y =.在同一平面直角坐标系内作出这两个函数的图象(图略).当4443k t k +<<,k ∈Z 时,由图象可知,sin 23x y ππ⎛⎫- ⎝=⎪⎭与2y =-两图象无交点,即()g x 无零点;当44243k t k ++≤<或10444,3k t k k ++∈Z <≤时,sin 23x y ππ⎛⎫- ⎝=⎪⎭与y =1个交点,即()g x 有1个零点;当10244,3k t k k ++∈Z ≤≤时,sin 23x y ππ⎛⎫- ⎝=⎪⎭与y =2个交点,即()g x 有2个零点.。
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一、多选题1.若a →,b →,c →是任意的非零向量,则下列叙述正确的是( ) A .若a b →→=,则a b →→= B .若a c b c →→→→⋅=⋅,则a b →→= C .若//a b →→,//b c →→,则//a c →→D .若a b a b →→→→+=-,则a b →→⊥ 2.下列说法中正确的是( )A .对于向量,,a b c ,有()()a b c a b c ⋅⋅=⋅⋅B .向量()11,2e =-,()25,7e =能作为所在平面内的一组基底C .设m ,n 为非零向量,则“存在负数λ,使得λ=m n ”是“0m n ⋅<”的充分而不必要条件D .在ABC 中,设D 是BC 边上一点,且满足2CD DB =,CD AB AC λμ=+,则0λμ+=3.已知在平面直角坐标系中,点()10,1P ,()24,4P .当P 是线段12PP 的一个三等分点时,点P 的坐标为( ) A .4,23⎛⎫⎪⎝⎭B .4,33⎛⎫⎪⎝⎭C .()2,3D .8,33⎛⎫ ⎪⎝⎭4.在ABC ∆中,内角,,A B C 的对边分别为,,,a b c 若,2,6A a c π===则角C 的大小是( ) A .6π B .3π C .56π D .23π 5.已知点()4,6A ,33,2B ⎛⎫- ⎪⎝⎭,与向量AB 平行的向量的坐标可以是( ) A .14,33⎛⎫⎪⎝⎭B .97,2⎛⎫ ⎪⎝⎭C .14,33⎛⎫-- ⎪⎝⎭D .(7,9)6.在RtABC 中,BD 为斜边AC 上的高,下列结论中正确的是( )A .2AB AB AC B .2BC CB AC C .2ACAB BDD .2BDBA BDBC BD7.下列各式中,结果为零向量的是( ) A .AB MB BO OM +++ B .AB BC CA ++ C .OA OC BO CO +++ D .AB AC BD CD -+-8.如图,在平行四边形ABCD 中,,E F 分别为线段,AD CD 的中点,AF CE G =,则( )A .12AF AD AB =+B .1()2EF AD AB =+C .2133AG AD AB =- D .3BG GD =9.在ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且()()()::9:10:11a b a c b c +++=,则下列结论正确的是( )A .sin :sin :sin 4:5:6ABC = B .ABC ∆是钝角三角形C .ABC ∆的最大内角是最小内角的2倍D .若6c =,则ABC ∆外接圆半径为87710.给出下列命题正确的是( ) A .一个向量在另一个向量上的投影是向量 B .a b a b a +=+⇔与b 方向相同 C .两个有共同起点的相等向量,其终点必定相同D .若向量AB 与向量CD 是共线向量,则点,,,A B C D 必在同一直线上 11.有下列说法,其中错误的说法为( ). A .若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥cB .若PA PB PB PC PC PA ⋅=⋅=⋅,则P 是三角形ABC 的垂心C .两个非零向量a ,b ,若a b a b -=+,则a 与b 共线且反向D .若a ∥b ,则存在唯一实数λ使得a b λ= 12.(多选题)下列命题中,正确的是( ) A .对于任意向量,a b ,有||||||a b a b +≤+; B .若0a b ⋅=,则00a b ==或; C .对于任意向量,a b ,有||||||a b a b ⋅≤ D .若,a b 共线,则||||a b a b ⋅=±13.设a 、b 、c 是任意的非零向量,则下列结论不正确的是( ) A .00a ⋅= B .()()a b c a b c ⋅⋅=⋅⋅ C .0a b a b ⋅=⇒⊥D .()()22b b a b a a +-=⋅-14.如图,46⨯的方格纸(小正方形的边长为1)中有一个向量OA (以图中的格点O 为起点,格点A 为终点),则( )A .分别以图中的格点为起点和终点的向量中,与OA 是相反向量的共有11个B .满足10OA OB -=B 共有3个C .存在格点B ,C ,使得OA OB OC =+D .满足1OA OB ⋅=的格点B 共有4个15.某人在A 处向正东方向走xkm 后到达B 处,他向右转150°,然后朝新方向走3km 到达C 处,3km ,那么x 的值为( ) A 3B .3C .33D .3二、平面向量及其应用选择题16.△ABC 的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c.已知5a =2c =,2cos 3A =,则b= A 2B 3C .2D .317.在ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 所对的边,若lg lg lg sin 2a c B -==-,且0,2B π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则ABC 的形状是( )A .等边三角形B .锐角三角形C .等腰直角三角形D .钝角三角形18.ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a b c ,,.①若A B >,则sin sin A B >;②若sin 2sin 2A B =,则ABC 一定为等腰三角形;③若cos cos a B b A c -=,则ABC 一定为直角三角形;④若3B π=,2a =,且该三角形有两解,则b 的范围是)+∞.以上结论中正确的有( )A .1个B .2个C .3个D .4个19.在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且cos sin a B b A c +=.若2a =,ABC 的面积为1),则b c +=( )A .5B .22C .4D .1620.a ,b 为单位向量,且27a b +=,则向量a ,b 夹角为( )A .30B .45︒C .60︒D .90︒21.在三角形ABC 中,若三个内角,,A B C 的对边分别是,,a b c ,1a =,c =45B =︒,则sin C 的值等于( )A .441B .45C .425D 22.在ABC ∆中,D 为BC 中点,且12AE ED =,若BE AB AC λμ=+,则λμ+=( ) A .1B .23-C .13- D .34-23.ABC ∆内有一点O ,满足3450OA OB OC ++=,则OBC ∆与ABC ∆的面积之比为( ) A .1:4B .4:5C .2:3D .3:524.下列命题中正确的是( ) A .若a b ,则a 在b 上的投影为a B .若(0)a c b c c ⋅=⋅≠,则a b =C .若,,,A B CD 是不共线的四点,则AB DC =是四边形ABCD 是平行四边形的充要条件 D .若0a b ⋅>,则a 与b 的夹角为锐角;若0a b ⋅<,则a 与b 的夹角为钝角 25.在ABC ∆中||||AB AC AB AC +=-,3,4,AB AC ==则BC 在CA 方向上的投影为( ). A .4 B .3C .-4D .526.题目文件丢失!27.在矩形ABCD 中,3,2AB BC BE EC ===,点F 在边CD 上,若AB AF 3→→=,则AE BF→→的值为()A.0 B.833C.-4D.428.如图所示,在正方形ABCD中,E为BC的中点,F为AE的中点,则DF=()A.1324AB AD-+B.1223AB AD+C.1132AB AD-D.1324AB AD-29.如图所示,矩形ABCD的对角线相交于点O,E为AO的中点,若(),DE AB AD Rλμλμ=+∈,则λμ⋅等于()A.316-B.316C.12D.12-30.ABC∆中,22:tan:tana b A B=,则ABC∆一定是()A.等腰三角形B.直角三角形C.等腰直角三角形D.等腰或直角三角形31.已知点O是ABC∆内一点,满足2OA OB mOC+=,47AOBABCSS∆∆=,则实数m为()A.2 B.-2 C.4 D.-432.在ABC∆中,60A∠=︒,1b=,3ABCS∆,则2sin2sin sina b cA B C++=++()A.393B.2633C.833D.2333.ABC 中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c .若()226,c a b =-+3C π=,则ABC 的面积为( )A .6BC .D 34.题目文件丢失!35.已知20a b =≠,且关于x 的方程20x a x a b ++⋅=有实根,则a 与b 的夹角的取值范围是( ) A .06,π⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .,3ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦C .2,33ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦D .,6ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、多选题 1.ACD 【分析】根据平面向量的定义、数量积定义、共线向量定义进行判断. 【详解】对应,若,则向量长度相等,方向相同,故,故正确; 对于,当且时,,但,可以不相等,故错误; 对应,若,,则方向相同 解析:ACD 【分析】根据平面向量的定义、数量积定义、共线向量定义进行判断. 【详解】对应A ,若a b =,则向量,a b 长度相等,方向相同,故||||a b =,故A 正确; 对于B ,当a c ⊥且b c ⊥时,··0a c b c ==,但a ,b 可以不相等,故B 错误; 对应C ,若//a b ,//b c ,则,a b 方向相同或相反,,b c 方向相同或相反, 故,a c 的方向相同或相反,故//a c ,故C 正确;对应D ,若||||a b a b +=-,则22222?2?a a b b a a b b ++=-+,∴0a b =,∴a b ⊥,故D 正确.故选:ACD 【点睛】本题考查平面向量的有关定义,性质,数量积与向量间的关系,属于中档题.2.BCD 【分析】.向量数量积不满足结合律进行判断 .判断两个向量是否共线即可 .结合向量数量积与夹角关系进行判断 .根据向量线性运算进行判断 【详解】解:.向量数量积不满足结合律,故错误, .,解析:BCD 【分析】A .向量数量积不满足结合律进行判断B .判断两个向量是否共线即可C .结合向量数量积与夹角关系进行判断D .根据向量线性运算进行判断 【详解】解:A .向量数量积不满足结合律,故A 错误,B .1257-≠,∴向量1(1,2)e =-,2(5,7)e =不共线,能作为所在平面内的一组基底,故B 正确,C .存在负数λ,使得m n λ=,则m 与n 反向共线,夹角为180︒,此时0m n <成立,当0m n <成立时,则m 与n 夹角满足90180θ︒<︒,则m 与n 不一定反向共线,即“存在负数λ,使得m n λ=”是“0m n <”的充分而不必要条件成立,故C 正确,D .由23CD CB =得2233CD AB AC =-, 则23λ=,23μ=-,则22033λμ+=-=,故D 正确故正确的是BCD , 故选:BCD . 【点睛】本题主要考查向量的有关概念和运算,结合向量数量积,以及向量运算性质是解决本题的关键,属于中档题.3.AD 【分析】设,则,然后分点P 靠近点,靠近点两种情况,利用平面向量的线性运算求解. 【详解】当点P 靠近点时,, 则, 解得, 所以,当点P 靠近点时,, 则, 解得, 所以, 故选:解析:AD 【分析】设(),P x y ,则()()12,1,4,4=-=--PP x y PP x y ,然后分点P 靠近点1P ,靠近点2P 两种情况,利用平面向量的线性运算求解. 【详解】设(),P x y ,则()()12,1,4,4=-=--PP x y PP x y , 当点P 靠近点1P 时,1212PPPP =, 则()()1421142x x y y ⎧=-⎪⎪⎨⎪-=-⎪⎩,解得432x y ⎧=⎪⎨⎪=⎩,所以4,23P ⎛⎫⎪⎝⎭, 当点P 靠近点2P 时,122PP PP =, 则()()24124x x y y ⎧=-⎪⎨-=-⎪⎩,解得833x y ⎧=⎪⎨⎪=⎩,所以8,33P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,【点睛】本题主要考查平面向量的线性运算,还考查了运算求解的能力,属于基础题.4.BD 【分析】由正弦定理可得,所以,而,可得,即可求得答案. 【详解】 由正弦定理可得, ,而, , , 故或. 故选:BD. 【点睛】本题考查了根据正弦定理求解三角形内角,解题关键是掌握解析:BD 【分析】由正弦定理可得sin sin a c A C =,所以sin sin c C A a ==,而a c <,可得A C <,即可求得答案. 【详解】 由正弦定理可得sin sin a cA C=,∴ sin sin c C A a ==而a c <,∴ A C <, ∴566C ππ<<, 故3C π=或23π. 故选:BD. 【点睛】本题考查了根据正弦定理求解三角形内角,解题关键是掌握正弦定理和使用正弦定理多解的判断,考查了分析能力和计算能力,属于中等题.5.ABC 【分析】先求出向量的坐标,然后由向量平行的条件对选项进行逐一判断即可. 【详解】由点,,则选项A . ,所以A 选项正确. 选项B. ,所以B 选项正确. 选项C . ,所以C 选解析:ABC 【分析】先求出向量AB 的坐标,然后由向量平行的条件对选项进行逐一判断即可. 【详解】由点()4,6A ,33,2B ⎛⎫- ⎪⎝⎭,则972,AB ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭选项A . 91473023⎛⎫-⨯--⨯= ⎪⎝⎭,所以A 选项正确. 选项B. 9977022⎛⎫-⨯--⨯= ⎪⎝⎭,所以B 选项正确. 选项C . ()91473023⎛⎫⎛⎫-⨯---⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以C 选项正确. 选项D. 979702⎛⎫-⨯--⨯≠ ⎪⎝⎭,所以选项D 不正确 故选:ABC 【点睛】本题考查根据点的坐标求向量的坐标,根据向量的坐标判断向量是否平行,属于基础题.6.AD 【分析】根据向量的数量积关系判断各个选项的正误. 【详解】对于A ,,故A 正确; 对于B ,,故B 错误; 对于C ,,故C 错误; 对于D ,, ,故D 正确. 故选:AD. 【点睛】 本题考查三角形解析:AD 【分析】根据向量的数量积关系判断各个选项的正误. 【详解】对于A ,2cos AB AB AC AB AC A AB ACAB AC,故A 正确;对于B ,2cos cos CB CB AC CB AC C CB AC C CB ACCB AC,故B 错误; 对于C ,2cos cos BD AB BD AB BD ABD AB BD ABD AB BDBDAB,故C 错误; 对于D ,2cos BD BA BDBA BD ABD BA BD BD BA,2cos BD BC BDBC BD CBD BC BDBD BC,故D 正确.故选:AD. 【点睛】本题考查三角形中的向量的数量积问题,属于基础题.7.BD 【分析】根据向量的加法和减法运算,对四个选项逐一计算,即可得正确答案. 【详解】对于选项:,选项不正确; 对于选项: ,选项正确; 对于选项:,选项不正确; 对于选项: 选项正确. 故选:解析:BD 【分析】根据向量的加法和减法运算,对四个选项逐一计算,即可得正确答案. 【详解】对于选项A :AB MB BO OM AB +++=,选项A 不正确; 对于选项B : 0AB BC CA AC CA ++=+=,选项B 正确; 对于选项C :OA OC BO CO BA +++=,选项C 不正确;对于选项D :()()0AB AC BD CD AB BD AC CD AD AD -+-=+-+=-= 选项D 正确. 故选:BD【点睛】本题主要考查了向量的线性运算,属于基础题.8.AB 【分析】由向量的线性运算,结合其几何应用求得、、、,即可判断选项的正误 【详解】 ,即A 正确 ,即B 正确连接AC ,知G 是△ADC 的中线交点, 如下图示由其性质有 ∴,即C 错误 同理 ,解析:AB 【分析】由向量的线性运算,结合其几何应用求得12AF AD AB =+、1()2EF AD AB =+、2133AG AD AB =+、2BG GD =,即可判断选项的正误 【详解】 1122AF AD DF AD DC AD AB =+=+=+,即A 正确 11()()22EF ED DF AD DC AD AB =+=+=+,即B 正确连接AC ,知G 是△ADC 的中线交点, 如下图示由其性质有||||1||||2GF GE AG CG ==∴211121()333333AG AE AC AD AB BC AD AB =+=++=+,即C 错误 同理21212()()33333BG BF BA BC CF BA AD AB =+=++=- 211()333DG DF DA AB DA =+=+,即1()3GD AD AB =-∴2BG GD =,即D 错误 故选:AB 【点睛】本题考查了向量线性运算及其几何应用,其中结合了中线的性质:三角形中线的交点分中线为1:2,以及利用三点共线时,线外一点与三点的连线所得向量的线性关系9.ACD 【分析】先根据已知条件求得,再根据正余弦定理计算并逐一判断即可. 【详解】 因为所以可设:(其中),解得: 所以,所以A 正确;由上可知:边最大,所以三角形中角最大, 又 ,所以角为解析:ACD 【分析】先根据已知条件求得::4:5:6a b c =,再根据正余弦定理计算并逐一判断即可. 【详解】因为()()()::9:10:11a b a c b c +++=所以可设:91011a b xa c xbc x +=⎧⎪+=⎨⎪+=⎩(其中0x >),解得:4,5,6a x b x c x ===所以sin :sin :sin ::4:5:6A B C a b c ==,所以A 正确; 由上可知:c 边最大,所以三角形中C 角最大,又222222(4)(5)(6)1cos 022458a b c x x x C ab x x +-+-===>⨯⨯ ,所以C 角为锐角,所以B 错误;由上可知:a 边最小,所以三角形中A 角最小,又222222(6)(5)(4)3cos 22654c b a x x x A cb x x +-+-===⨯⨯,所以21cos22cos 18A A =-=,所以cos2A cosC = 由三角形中C 角最大且C 角为锐角,可得:()20,A π∈,0,2C π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭所以2A C =,所以C 正确; 由正弦定理得:2sin c R C =,又sin 8C ==所以28R =,解得:7R =,所以D 正确. 故选:ACD. 【点睛】本题考查了正弦定理和与余弦定理,属于基础题.10.C 【分析】对A ,一个向量在另一个向量上的投影是数量; 对B ,两边平方化简;对C ,根据向量相等的定义判断; 对D ,根据向量共线的定义判断. 【详解】A 中,一个向量在另一个向量上的投影是数量,A解析:C 【分析】对A ,一个向量在另一个向量上的投影是数量; 对B ,两边平方化简a b a b +=+; 对C ,根据向量相等的定义判断; 对D ,根据向量共线的定义判断. 【详解】A 中,一个向量在另一个向量上的投影是数量,A 错误;B 中,由a b a b +=+,得2||||2a b a b ⋅=⋅,得||||(1cos )0a b θ⋅-=, 则||0a =或||0b =或cos 1θ=,当两个向量一个为零向量,一个为非零向量时,a 与b 方向不一定相同,B 错误;C 中,根据向量相等的定义,且有共同起点可得,其终点必定相同,C 正确;D 中,由共线向量的定义可知点,,,A B C D 不一定在同一直线上,D 错误. 故选:C【点睛】本题考查了对向量共线,向量相等,向量的投影等概念的理解,属于容易题.11.AD 【分析】分别对所给选项进行逐一判断即可. 【详解】对于选项A ,当时,与不一定共线,故A 错误; 对于选项B ,由,得,所以,,同理,,故是三角形的垂心,所以B 正确; 对于选项C ,两个非零向量解析:AD 【分析】分别对所给选项进行逐一判断即可. 【详解】对于选项A ,当0b =时,a 与c 不一定共线,故A 错误;对于选项B ,由PA PB PB PC ⋅=⋅,得0PB CA ⋅=,所以PB CA ⊥,PB CA ⊥, 同理PA CB ⊥,PC BA ⊥,故P 是三角形ABC 的垂心,所以B 正确;对于选项C ,两个非零向量a ,b ,若a b a b -=+,则a 与b 共线且反向,故C 正确;对于选项D ,当0b =,0a ≠时,显然有a ∥b ,但此时λ不存在,故D 错误. 故选:AD 【点睛】本题考查与向量有关的命题的真假的判断,考查学生对基本概念、定理的掌握,是一道容易题.12.ACD 【分析】利用向量数量积的定义和运算法则逐项判断后可得正确的选项. 【详解】由向量加法的三角形法则可知选项A 正确; 当时,,故选项B 错误; 因为,故选项C 正确; 当共线同向时,, 当共线反解析:ACD 【分析】利用向量数量积的定义和运算法则逐项判断后可得正确的选项. 【详解】由向量加法的三角形法则可知选项A 正确; 当a b ⊥时,0a b ⋅=,故选项B 错误;因为||cos ||||a b a b a b θ⋅=≤,故选项C 正确; 当,a b 共线同向时,||||cos 0||||a b a b a b ⋅==,当,a b 共线反向时,||||cos180||||a b a b a b ⋅=︒=-,所以选项D 正确. 故选:ACD. 【点睛】本题考查向量加法的性质以及对向量数量积的运算规律的辨析,注意数量积运算有交换律,但没有消去律,本题属于基础题.13.AB 【分析】利用平面向量数量积的定义和运算律可判断各选项的正误. 【详解】对于A 选项,,A 选项错误;对于B 选项,表示与共线的向量,表示与共线的向量,但与不一定共线,B 选项错误; 对于C 选项,解析:AB 【分析】利用平面向量数量积的定义和运算律可判断各选项的正误. 【详解】对于A 选项,00a ⋅=,A 选项错误;对于B 选项,()a b c ⋅⋅表示与c 共线的向量,()a b c ⋅⋅表示与a 共线的向量,但a 与c 不一定共线,B 选项错误;对于C 选项,0a b a b ⋅=⇒⊥,C 选项正确;对于D 选项,()()2222a b a b a b a b +⋅-=-=-,D 选项正确. 故选:AB. 【点睛】本题考查平面向量数量积的应用,考查平面向量数量积的定义与运算律,考查计算能力与推理能力,属于基础题.14.BCD 【分析】根据向量的定义及运算逐个分析选项,确定结果. 【详解】解:分别以图中的格点为起点和终点的向量中,与是相反向量的共有18个,故错,以为原点建立平面直角坐标系,, 设,若, 所以解析:BCD 【分析】根据向量的定义及运算逐个分析选项,确定结果. 【详解】解:分别以图中的格点为起点和终点的向量中,与OA 是相反向量的共有 18个,故A 错, 以O 为原点建立平面直角坐标系,()1,2A , 设(,)B m n ,若10OA OB -=,所以22(1)(2)10m n -+-=,(33m -,22n -,且m Z ∈,)n Z ∈, 得(0,1)B -,(2,1)-,(2,1)-共三个,故B 正确. 当(1,0)B ,(0,2)C 时,使得OA OB OC =+,故C 正确.若1OA OB ⋅=,则21m n +=,(33m -,22n -,且m Z ∈,)n Z ∈, 得(1,0)B ,(3,1)-,(1,1)-,(3,2)-共4个,故D 正确. 故选:BCD .【点睛】本题考查向量的定义,坐标运算,属于中档题.15.AB 【分析】由余弦定理得,化简即得解. 【详解】由题意得,由余弦定理得, 解得或. 故选:AB.【点睛】本题主要考查余弦定理的实际应用,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.解析:AB 【分析】由余弦定理得293cos306x x︒+-=,化简即得解.【详解】由题意得30ABC ︒∠=,由余弦定理得293cos306x x︒+-=, 解得23x =或3x =. 故选:AB. 【点睛】本题主要考查余弦定理的实际应用,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.二、平面向量及其应用选择题16.D 【详解】 由余弦定理得,解得(舍去),故选D.【考点】 余弦定理 【名师点睛】本题属于基础题,考查内容单一,根据余弦定理整理出关于b 的一元二次方程,再通过解方程求b.运算失误是基础题失分的主要原因,请考生切记! 17.C 【分析】 化简条件可得2sin 2a B c ==,由正弦定理化边为角,整理cos 0C =,即可求解. 【详解】lg lg lg sin 2a c B -==-,2sin a B c ∴==0,2B π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,4B π∴=. 由正弦定理,得sin 2sin a A c C ==,3sin 4C A C C C π⎫⎛⎫∴==-=+⎪ ⎪⎪⎝⎭⎭, 化简得cos 0C =.()0,C π∈, 2C π∴=, 则4A B C ππ=--=,∴ABC 是等腰直角三角形. 故选:C. 【点睛】本题主要考查了正弦定理,三角恒等变换,属于中档题. 18.B 【分析】由大边对大角可判断①的正误,用三角函数的知识将式子进行化简变形可判断②③的正误,用正弦定理结合三角形有两解可判断④的正误. 【详解】①由正弦定理及大边对大角可知①正确; ②可得A B =或2A B π+=,ABC 是等腰三角形或直角三角形,所以②错误;③由正弦定理可得sin cos sin cos sin A B B A C -=, 结合()sin sin sin cos sin cos C A B A B B A =+=+ 可知cos sin 0=A B ,因为sin 0B ≠,所以cos 0A =, 因为0A π<<,所以2A π=,因此③正确;④由正弦定理sin sin a b A B =得sin sin a B b A ==, 因为三角形有两解,所以2,332A B A πππ>>=≠所以sin 2A ⎛⎫∈ ⎪ ⎪⎝⎭,即)b ∈,故④错误.故选:B 【点睛】本题考查的是正余弦定理的简单应用,要求我们要熟悉三角函数的和差公式及常见的变形技巧,属于中档题. 19.C 【分析】根据正弦定理边化角以及三角函数公式可得4A π=,再根据面积公式可求得6(2bc =,再代入余弦定理求解即可. 【详解】ABC 中,cos sin a B b A c +=,由正弦定理得sin cos sin sin sin A B B A C +=,又sin sin()sin cos cos sin C A B A B A B =+=+,∴sin sin cos sin B A A B =,又sin 0B ≠,∴sin A cos A =,∴tan 1A =,又(0,)A π∈,∴4A π=.∵1sin 1)24ABCSbc A ===-,∴bc =6(2,∵2a =,∴由余弦定理可得22()22cos a b c bc bc A =+--,∴2()4(2b c bc +=++4(26(216=++⨯-=,可得4b c +=.故选:C 【点睛】本题主要考查了解三角形中正余弦定理与面积公式的运用,属于中档题. 20.C 【分析】首先根据题的条件27a b +=,得到2()7a b +=,根据a ,b 为单位向量,求得12a b ⋅=,进而求得向量夹角. 【详解】 因为27a b +=,所以2()7a b +=,即22447a a b b +⋅+=, 因为221a b ==,所以12a b ⋅=, 所以1cos ,2a b <>=,因为向量a ,b 夹角的范围为[0,180]︒︒, 所以向量a ,b 夹角的范围为60︒, 故选:C. 【点睛】该题考查的是有关向量的问题,涉及到的知识点有向量的平方与向量模的平方是相等的,已知向量数量积求向量夹角,属于简单题目. 21.B 【分析】在三角形ABC 中,根据1a =,c =45B =︒,利用余弦定理求得边b ,再利用正弦定理sin sin b cB C=求解.【详解】在三角形ABC 中, 1a =,42c =,45B =︒, 由余弦定理得:2222cos b a c ac B =+-,21322142252=+-⨯⨯⨯=, 所以5b =,由正弦定理得:sin sin b c B C=, 所以242sin 42sin 55c B C b ⨯===,故选:B【点睛】本题主要考查余弦定理和正弦定理的应用,所以考查了运算求解的能力,属于中档题. 22.B【分析】选取向量AB ,AC 为基底,由向量线性运算,求出BE ,即可求得结果.【详解】13BE AE AB AD AB =-=-,1()2AD AB AC =+ , 5166BE AB AC AB AC λμ∴=-+=+, 56λ∴=-,16μ=,23λμ∴+=-. 故选:B.【点睛】本题考查了平面向量的线性运算,平面向量基本定理,属于基础题.23.A【解析】分析:由题意,在ABC ∆内有一点O ,满足3450++=OA OB OC ,利用三角形的奔驰定理,即可求解结论.详解:由题意,在ABC ∆内有一点O ,满足3450++=OA OB OC ,由奔驰定理可得::3:4:5BOC AOC BOA S S S ∆∆∆=,所以:3:121:4BOC ABC S S ∆∆==, 故选A .点睛:本题考查了向量的应用,对于向量的应用问题,往往有两种形式,一是利用数量积的定义式,二是利用数量积的坐标运算公式,涉及几何图形的问题,先建立适当的平面直角坐标系,可起到化繁为简的妙用,利用向量夹角公式、模公式及向量垂直的充要条件,可将有关角度问题、线段长问题及垂直问题转化为向量的数量积来解决.24.C【分析】根据平面向量的定义与性质,逐项判断,即可得到本题答案.【详解】因为a b //,所以,a b 的夹角为0或者π,则a 在b 上的投影为||cos ||a a θ=±,故A 不正确;设(1,0),(0,0),(0,2)c b a ===,则有(0)a c b c c ⋅=⋅≠,但a b ≠,故B 不正确;,||||AB DC AB DC =∴=且//AB DC ,又,,,A B C D 是不共线的四点,所以四边形ABCD 为平行四边形;反之,若四边形ABCD 为平行四边形,则//AB DC 且||||AB DC =,所以AB DC =,故C 正确;0a b ⋅>时,,a b 的夹角可能为0,故D 不正确.故选:C【点睛】本题主要考查平面向量的定义、相关性质以及数量积.25.C【分析】 先对等式AB AC AB AC +=-两边平方得出AB AC ⊥,并计算出BC CA ⋅,然后利用投影的定义求出BC 在CA 方向上的投影.【详解】 对等式AB AC AB AC +=-两边平方得,222222AB AC AB AC AB AC AB AC ++⋅=+-⋅,整理得,0AB AC ⋅=,则AB AC ⊥, ()216BC CA AC AB CA AC CA AB CA AC ∴⋅=-⋅=⋅-⋅=-=-,设向量BC 与CA 的夹角为θ,所以,BC 在CA 方向上的投影为16cos 44BC CA BC CA BC BC BC CA CA θ⋅⋅-⋅=⋅===-⋅, 故选C .【点睛】本题考查平面向量投影的概念,解本题的关键在于将题中有关向量模的等式平方,这也是向量求模的常用解法,考查计算能力与定义的理解,属于中等题. 26.无27.C【分析】先建立平面直角坐标系,求出B,E,F 坐标,再根据向量数量积坐标表示得结果.【详解】 如图所示,AB AF 2232,3cos 1133BE EC BE BC AF DF α=⇒==→→=⇒=⇒=.以A 为原点建立平面直角坐标系,AD 为x 轴,AB 为y 轴,则()()230,3,3,1,,33B F E ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,因此()BF AE BF 233,2,3232643→=-→→=⨯-⨯=-=-,故选C.【点睛】 平面向量数量积的类型及求法 (1)求平面向量数量积有三种方法:一是夹角公式cos a b a b θ⋅=⋅;二是坐标公式1212a b x x y y ⋅=+;三是利用数量积的几何意义.(2)求较复杂的平面向量数量积的运算时,可先利用平面向量数量积的运算律或相关公式进行化简.28.D【分析】利用向量的三角形法则和向量共线定理可得:DF AF AD =-,1=2AF AE ,=AE AB BE +,1=2BE BC ,=BC AD ,即可得出答案.【详解】 利用向量的三角形法则,可得DF AF AD =-,=AE AB BE +,E 为BC 的中点,F 为AE 的中点,则1=2AF AE ,1=2BE BC 1111==()=+2224DF AF AD AE AD AB BE AD AB BC AD ∴=--+--又=BC AD1324DF AB AD ∴=-. 故选D.【点睛】本题考查了向量三角形法则、向量共线定理,考查了推理能力与计算能力.向量的运算有两种方法:一是几何运算,往往结合平面几何知识和三角函数知识解答,运算法则是:(1)平行四边形法则(平行四边形的对角线分别是两向量的和与差);(2)三角形法则(两箭头间向量是差,箭头与箭尾间向量是和);二是坐标运算,建立坐标系转化为解析几何问题解答(求最值与范围问题,往往利用坐标运算比较简单).29.A【分析】利用平面向量的线性运算,将DE 用AB 和AD 表示,可得出λ和μ的值,由此可计算出λμ⋅的值.【详解】 E 为AO 的中点,且O 为AC 的中点,所以,()111244AE AO AC AB AD ===+, ()113444DE AE AD AB AD AD AB AD ∴=-=+-=-,14λ∴=,34μ=-. 因此,1334416λμ⎛⎫⋅=⨯-=- ⎪⎝⎭,故选:A. 【点睛】 本题考查利用基底表示向量,要充分利用平面向量的加减法法则,考查运算求解能力,属于中等题.30.D【分析】由已知22:tan :tan a b A B =,利用正弦定理及同角的三角函数的基本关系对式子进行化简,然后结合三角函数的性质再进行化简即可判断.【详解】∵22:tan :tan a b A B =, 由正弦定理可得,22sin sin tan sin cos sin sin sin tan sin cos cos AA A AB B B B B B AB===, ∵sin sin B 0A ≠, ∴sin cos sin cos A B B A=,∴sin cos sin cos A A B B =即sin 2sin 2A B =,∵()(),0,,0,A B A B ππ∈+∈, ∴22A B =或22A B π+=,∴A B =或2A B π+=,即三角形为等腰或直角三角形, 故选D . 【点睛】本题考查同角三角函数的基本关系及正弦定理的应用,利用正弦定理进行代数式变形是解题的关键和难点. 31.D【分析】将已知向量关系变为:12333m OA OB OC +=,可得到3m OC OD =且,,A B D 共线;由AOB ABC O S S D CD∆∆=和,OC OD 反向共线,可构造关于m 的方程,求解得到结果. 【详解】由2OA OB mOC +=得:12333m OA OB OC += 设3m OC OD =,则1233OA OB OD += ,,A B D ∴三点共线 如下图所示:OC 与OD 反向共线 3ODm m CD ∴=- 734AOB ABC OD m m C S S D ∆∆∴==-= 4m ⇒=- 本题正确选项:D【点睛】本题考查向量的线性运算性质及向量的几何意义,关键是通过向量线性运算关系得到三点共线的结果,从而得到向量模长之间的关系.32.A【分析】根据面积公式得到4c =,再利用余弦定理得到13a =,再利用正弦定理得到答案.【详解】1sin 42ABC S bc A c ∆====利用余弦定理得到:2222cos 116413a b c bc A a =+-=+-=∴= 正弦定理:sin sin sin a b c A B C==故2sin 2sin sin sin 32a b c a A B C A ++===++ 故选A【点睛】本题考查了面积公式,正弦定理,余弦定理,综合性强,意在考查学生的综合应用能力. 33.B【分析】由条件和余弦定理得到6ab =,再根据三角形的面积公式计算结果.【详解】由条件可知:22226c a b ab =+-+,①由余弦定理可知:222222cos c a b ab C a b ab =+-=+-,②所以由①②可知,62ab ab -=-,即6ab =,则ABC的面积为11sin 62222S ab C ==⨯⨯=. 故选:B【点睛】本题考查解三角形,重点考查转化与化归思想,计算能力,属于基础题型. 34.无35.B【分析】 根据方程有实根得到24cos 0a a b θ∆=-≥,利用向量模长关系可求得1cos 2θ≤,根据向量夹角所处的范围可求得结果.【详解】关于x 的方程20x a x a b ++⋅=有实根 240a a b ∴∆=-⋅≥ 设a 与b 的夹角为θ,则24cos 0a a b θ-≥又20a b =≠ 24cos 0b b θ∴-≥ 1cos 2θ∴≤又[]0,θπ∈ ,3πθπ⎡⎤∴∈⎢⎥⎣⎦本题正确选项:B【点睛】本题考查向量夹角的求解问题,关键是能够利用方程有实根得到关于夹角余弦值的取值范围,从而根据向量夹角范围得到结果.。