平面向量经典练习题(含答案)
平面向量练习题 (附答案)

平面向量练习题一.填空题。
1. +++等于________.2.若向量=(3,2),=(0,-1),则向量2-的坐标是________.3.平面上有三个点A (1,3),B (2,2),C (7,x ),若∠ABC =90°,则x 的值为________.4.向量a 、b 满足|a |=1,|b |=2,(a +b )⊥(2a -b ),则向量a 与b 的夹角为________.5.已知向量=(1,2),=(3,1),那么向量2-21的坐标是_________. 6.已知A (-1,2),B (2,4),C (4,-3),D (x ,1),若AB 与CD 共线,则|BD |的值等于________.7.将点A (2,4)按向量=(-5,-2)平移后,所得到的对应点A ′的坐标是______.8. 已知a=(1,-2),b=(1,x),若a ⊥b,则x 等于______9. 已知向量a,b 的夹角为 120,且|a|=2,|b|=5,则(2a-b )·a=______10. 设a=(2,-3),b=(x,2x),且3a ·b=4,则x 等于_____11. 已知BC CD y x BC AB 且),3,2(),,(),1,6(--===∥DA ,则x+2y 的值为_____12. 已知向量a+3b,a-4b 分别与7a-5b,7a-2b 垂直,且|a|≠0,|b|≠0,则a 与b 的夹角为____13. 在△ABC 中,O 为中线AM 上的一个动点,若AM=2,则()OA OB OC +的最小值是 .14.将圆222=+y x 按向量v =(2,1)平移后,与直线0=++λy x 相切,则λ的值为 .二.解答题。
1.设平面三点A (1,0),B (0,1),C (2,5).(1)试求向量2AB +的模; (2)试求向量AB 与的夹角;(3)试求与垂直的单位向量的坐标.2.已知向量a =(θθcos ,sin )(R ∈θ),b =(3,3)(1)当θ为何值时,向量a 、b 不能作为平面向量的一组基底(2)求|a -b |的取值范围3.已知向量a 、b 是两个非零向量,当a +t b (t ∈R)的模取最小值时,(1)求t 的值(2)已知a 、b 共线同向时,求证b 与a +t b 垂直4. 设向量)2,1(),1,3(-==OB OA ,向量垂直于向量,向量 平行于,试求,=+的坐标.5.将函数y=-x 2进行平移,使得到的图形与函数y=x 2-x -2的图象的两个交点关于原点对称.(如图)求平移向量a 及平移后的函数解析式.6.已知平面向量).23,21(),1,3(=-=b a 若存在不同时为零的实数k 和t,使 .,,)3(2y x b t a k y b t a x ⊥+-=-+=且(1)试求函数关系式k =f (t )(2)求使f (t )>0的t 的取值范围.1. 2.(-3,-4) 3.7 4.90° 5.(21,321). 6.73. 7.(-3,2). 8.-2 9.12 10.31-11.0 12. 90° 13.2- 14.51--或(1)∵ AB =(0-1,1-0)=(-1,1),=(2-1,5-0)=(1,5). ∴ 2AB +=2(-1,1)+(1,5)=(-1,7).∴ |2+|=227)1(+-=50.(2)∵ ||=221)1(+-=2.||=2251+=26,·AC =(-1)×1+1×5=4.∴ cos θ =||||AC AB ⋅=2624⋅=13132.(3)设所求向量为m =(x ,y ),则x 2+y 2=1. ①又 =(2-0,5-1)=(2,4),由⊥,得2 x +4 y =0. ② 由①、②,得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==.55552y x 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.-55552y x ∴ (552,-55)或(-552,55)即为所求.13.【解】(1)要使向量a 、b 不能作为平面向量的一组基底,则向量a 、b 共线 ∴ 33tan 0cos 3sin 3=⇒=-θθθ 故)(6Z k k ∈+=ππθ,即当)(6Z k k ∈+=ππθ时,向量a 、b 不能作为平面向量的一组基底(2))cos 3sin 3(213)3(cos )3(sin ||22θθθθ+-=-+-=-b a 而32cos 3sin 332≤+≤-θθ∴ 132||132+≤-≤-b a14.【解】(1)由2222||2||)(a bt a t b tb a +⋅+=+ 当的夹角)与是b a b a b b a t αα(cos ||||||222-=⋅-=时a+tb(t ∈R)的模取最小值(2)当a 、b 共线同向时,则0=α,此时||||b a t -= ∴0||||||||||||)(2=-=-⋅=+⋅=+⋅b a a b b a a b tb a b tb a b ∴b ⊥(a +t b )18.解:设020),,(=-=⋅∴⊥=x y y x ① 又0)1()2(3)2,1(,//=+---+=x y y x BC OA BC 即:73=-x y ②联立①、②得⎩⎨⎧==7,14y x ………10分 )6,11(),7,14(=-==∴OA OC OD OC 于是.19.解法一:设平移公式为⎩⎨⎧-'=-'=k y y h x x 代入2x y -=,得到k h hx x y h x k y +-+-=-'-=-'2222.)(即,把它与22--=x x y 联立, 得⎪⎩⎪⎨⎧--=+-+-=22222x x y k h hx x y设图形的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),由已知它们关于原点对称,即有:⎩⎨⎧-=-=2121y y x x 由方程组消去y 得:02)21(222=++-+-k h x h x . 由.2102212121-==++=+h x x h x x 得且又将(11,y x ),),(22y x 分别代入①②两式并相加,得:.22221222121-+--++-=+k h x hx x x y y241)())((0211212-+-+-+-=∴k x x x x x x . 解得)49,21(.49-==a k . 平移公式为:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-'=+'=4921y y x x 代入2x y -=得:22+--=x x y .解法二:由题意和平移后的图形与22--=x x y 交点关于原点对称,可知该图形上所有点都可以找到关于原点的对称点在另一图形上,因此只要找到特征点即可.22--=x x y 的顶点为)49,21(-,它关于原点的对称点为(49,21-),即是新图形的顶点.由于新图形由2x y -=平移得到,所以平移向量为49049,21021=-=-=--=k h 以下同解法一.20.解:(1).0)(])3[(.0,2=+-⋅-+=⋅∴⊥t k t 即).3(41,0)3(4,1,4,02222-==-+-∴===⋅t t k t t k 即 (2)由f (t )>0,得.303,0)3()3(,0)3(412><<-->+>-t t t t t t t 或则即。
平面向量练习题及答案

平面向量练习题及答案一、选择题1. 设向量a和向量b是两个不共线的向量,若向量c=2向量a-3向量b,向量d=向量a+4向量b,那么向量c和向量d的夹角的余弦值是()A. 1/2B. -1/2C. 0D. 12. 若向量a和向量b的模长分别为3和4,且它们的夹角为60°,则向量a和向量b的点积是()A. 6B. 12C. 15D. 183. 已知向量a=(1,2),向量b=(3,4),则向量a和向量b的向量积的大小是()A. 5B. 6C. 7D. 8二、填空题4. 若向量a=(x,y),向量b=(2,-1),且向量a与向量b共线,则x=______,y=______。
5. 向量a=(3,4),向量b=(-1,2),则向量a和向量b的夹角的正弦值是______。
三、计算题6. 已知向量a=(2,3),向量b=(4,-1),求向量a和向量b的点积。
7. 已知向量a=(-1,3),向量b=(2,-4),求向量a和向量b的向量积。
8. 已知向量a=(1,0),向量b=(2,3),求向量a在向量b上的投影。
四、解答题9. 设向量a=(1,-1),向量b=(2,3),求证向量a和向量b不共线。
10. 已知向量a=(x,y),向量b=(1,1),若向量a和向量b的点积为6,求x和y的值。
答案:1. B2. C3. B4. 2,-15. 根号下((3+4)的平方-(3*(-1)+4*2)的平方)除以(5*根号下2)6. 向量a和向量b的点积为:2*4+3*(-1)=57. 向量a和向量b的向量积为:(3*(-4)-4*2)i-(2*3-1*4)j=-20i+2j8. 向量a在向量b上的投影为:(向量a·向量b)/向量b的模长^2 * 向量b = (1*2+0*3)/(2^2+3^2) * 向量b = (2/13) * (2,3)9. 证:假设向量a和向量b共线,则存在实数k使得向量a=k向量b。
平面向量练习题(附答案)

平面向量练习题(一)一.填空题。
1.BA CD DB AC +++等于________.2.若向量a =(3,2),b =(0,-1),则向量2b -a 的坐标是________.3.平面上有三个点A (1,3),B (2,2),C (7,x ),若∠ABC=90°,则x 的值为________.4.向量a 、b 满足|a |=1,|b |=2,(a +b )⊥(2a -b ),则向量a 与b 的夹角为________.5.已知向量a =(1,2),b =(3,1),那么向量2a -21b 的坐标是_________.6.已知A (-1,2),B (2,4),C (4,-3),D (x ,1),若AB 与CD 共线,则|BD |的值等于________.7.将点A (2,4)按向量a =(-5,-2)平移后,所得到的对应点A ′的坐标是______.8.已知a=(1,-2),b=(1,x),若a ⊥b,则x 等于______9. 已知向量a,b 的夹角为 120,且|a|=2,|b|=5,则(2a-b )·a=______10. 设a=(2,-3),b=(x,2x),且3a·b=4,则x 等于_____11. 已知BC CD y x BC AB 且),3,2(),,(),1,6(--===∥DA ,则x+2y 的值为_____ 12.已知向量a+3b,a-4b 分别与7a-5b,7a-2b 垂直,且|a|≠0,|b|≠0,则a 与b 的夹角为____13. 在△ABC 中,O 为中线AM 上的一个动点,若AM=2,则()OA OB OC +的最小值是.14.将圆222=+y x 按向量v =(2,1)平移后,与直线0=++λy x 相切,则λ的值为. 二.解答题。
1.设平面三点A (1,0),B (0,1),C (2,5).(1)试求向量2AB +AC 的模; (2)试求向量AB 与AC 的夹角;(3)试求与BC 垂直的单位向量的坐标.2.已知向量a =(θθcos ,sin )(R ∈θ),b =(3,3)(1)当θ为何值时,向量a 、b 不能作为平面向量的一组基底(2)求|a -b |的取值范围3.已知向量a 、b 是两个非零向量,当a +t b (t ∈R)的模取最小值时,(1)求t 的值(2)已知a 、b 共线同向时,求证b 与a +t b 垂直4.设向量)2,1(),1,3(-==OB OA ,向量OC 垂直于向量OB ,向量BC 平行于OA ,试求OD OC OA OD ,时=+的坐标.5.将函数y=-x 2进行平移,使得到的图形与函数y=x 2-x -2的图象的两个交点关于原点对称.(如图)求平移向量a 及平移后的函数解析式.6.已知平面向量).23,21(),1,3(=-=b a 若存在不同时为零的实数k 和t,使.,,)3(2y x b t a k y b t a x ⊥+-=-+=且(1)试求函数关系式k =f (t )(2)求使f (t )>0的t 的取值范围.参考答案 1.02.(-3,-4)3.74.90° (21,321). 6.73.7.(-3,2).8.-29.12 10.31-11.012.90°13.2-14.51--或(1)∵AB =(0-1,1-0)=(-1,1),AC =(2-1,5-0)=(1,5).∴ 2AB +AC =2(-1,1)+(1,5)=(-1,7).∴ |2AB +AC |=227)1(+-=50.(2)∵ |AB |=221)1(+-=2.|AC |=2251+=26,AB ·AC =(-1)×1+1×5=4. ∴ cos θ=||||AC AB ACAB ⋅=2624⋅=13132. (3)设所求向量为m =(x ,y ),则x 2+y 2=1.① 又BC =(2-0,5-1)=(2,4),由BC ⊥m ,得2 x +4 y =0.② 由①、②,得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==.55552y x 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==.-55552y x ∴(552,-55)或(-552,55)即为所求.13.【解】(1)要使向量a 、b 不能作为平面向量的一组基底,则向量a 、b 共线 ∴33tan 0cos 3sin 3=⇒=-θθθ 故)(6Z k k ∈+=ππθ,即当)(6Z k k ∈+=ππθ时,向量a 、b 不能作为平面向量的一组基底(2))cos 3sin 3(213)3(cos )3(sin ||22θθθθ+-=-+-=-b a 而32cos 3sin 332≤+≤-θθ ∴132||132+≤-≤-b a14.【解】(1)由2222||2||)(a bt a t b tb a +⋅+=+ 当的夹角)与是b a b a b b a t αα(cos ||||||222-=⋅-=时a+tb(t ∈R)的模取最小值(2)当a 、b 共线同向时,则0=α,此时||||b a t -=∴0||||||||||||)(2=-=-⋅=+⋅=+⋅b a a b b a a b tb a b tb a b ∴b ⊥(a +t b )18.解:设020),,(=-=⋅∴⊥=x y OB OC OBOC y x OC ① 又0)1()2(3)2,1(,//=+---+=x y y x BC OA BC 即:73=-x y ②联立①、②得⎩⎨⎧==7,14y x ………10分)6,11(),7,14(=-==∴OA OC OD OC 于是.19.解法一:设平移公式为⎩⎨⎧-'=-'=k y y h x x 代入2x y -=,得到k h hx x y h x k y +-+-=-'-=-'2222.)(即,把它与22--=x x y 联立, 得⎪⎩⎪⎨⎧--=+-+-=22222x x y k h hx x y设图形的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),由已知它们关于原点对称,即有:⎩⎨⎧-=-=2121y y x x 由方程组消去y 得:02)21(222=++-+-k h x h x . 由.2102212121-==++=+h x x h x x 得且又将(11,y x ),),(22y x 分别代入①②两式并相加,得:.22221222121-+--++-=+k h x hx x x y y 241)())((0211212-+-+-+-=∴k x x x x x x . 解得)49,21(.49-==a k . 平移公式为:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-'=+'=4921y y x x 代入2x y -=得:22+--=x x y .解法二:由题意和平移后的图形与22--=x x y 交点关于原点对称,可知该图形上所有点都可以找到关于原点的对称点在另一图形上,因此只要找到特征点即可.22--=x x y 的顶点为)49,21(-,它关于原点的对称点为(49,21-),即是新图形的顶点.由于新图形由2x y -=平移得到,所以平移向量为49049,21021=-=-=--=k h 以下同解法一.20.解:(1).0)(])3[(.0,2=+-⋅-+=⋅∴⊥b t a k b t a y x y x 即 ).3(41,0)3(4,1,4,02222-==-+-∴===⋅t t k t t k b a b a 即 (2)由f (t )>0,得.303,0)3()3(,0)3(412><<-->+>-t t t t t t t 或则即。
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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 。
平面向量专题练习(带答案详解)

平面向量专题练习(带答案详解) 平面向量专题练(附答案详解)一、单选题1.已知向量 $a=(-1,2)$,$b=(1,1)$,则 $a\cdot b$ 等于()A。
3 B。
2 C。
1 D。
02.已知向量 $a=(1,-2)$,$b=(2,x)$,若 $a//b$,则 $x$ 的值是()A。
-4 B。
-1 C。
1 D。
43.已知向量 $a=(1,1,0)$,$b=(-1,0,2)$,且 $ka+b$ 与 $2a-b$ 互相垂直,则 $k$ 的值是()A。
1 B。
5/3 C。
3/5 D。
7/54.等腰直角三角形 $ABC$ 中,$\angle ACB=\frac{\pi}{2}$,$AC=BC=2$,点 $P$ 是斜边 $AB$ 上一点,且 $BP=2PA$,那么 $CP\cdot CA+CP\cdot CB$ 等于()A。
-4 B。
-2 C。
2 D。
45.设 $a,b$ 是非零向量,则 $a=2b$ 是成立的()A。
充分必要条件 B。
必要不充分条件 C。
充分不必要条件 D。
既不充分也不必要条件6.在 $\triangle ABC$ 中 $A=\frac{\pi}{3}$,$b+c=4$,$E,F$ 为边 $BC$ 的三等分点,则 $AE\cdot AF$ 的最小值为()A。
$\frac{8}{3}$ B。
$\frac{26}{9}$ C。
$\frac{2}{3}$ D。
$3$7.若 $a=2$,$b=2$,且 $a-b\perp a$,则 $a$ 与 $b$ 的夹角是()A。
$\frac{\pi}{6}$ B。
$\frac{\pi}{4}$ C。
$\frac{\pi}{3}$ D。
$\frac{\pi}{2}$8.已知非零向量 $a,b$ 满足 $|a|=6|b|$,$a,b$ 的夹角的余弦值为 $\frac{1}{3}$,且 $a\perp (a-kb)$,则实数 $k$ 的值为()A。
18 B。
平面向量经典试题(含答案)

平面向量1如图,在ABC △中,12021BAC AB AC ∠===,,°,D 是边BC 上一点,2DC BD =,则AD BC ⋅= .〖解析〗在ABC ∆中,有余弦定理得2222cos1207BC AB AC AB AC ︒=+-⋅⋅=,7BC =,由正弦定理得3sin 7C ∠=,则2cos 7C ∠=,在ADC ∆中,由余弦定理求得222132cos 9AD DC AC DC AC C =+-⋅⋅∠=,则133AD =,由余弦定理得891coc ADC ∠=,1388||||cos ,7()3391AD BC AD BC AD BC ⋅=⋅=⨯⨯-=-. 〖答案〗83-.2.)已知AOB ∆,点P 在直线AB 上,且满足2()OP tPA tOB t R =+∈,则PA PB=( )A 、13B 、12C 、2D 、3〖解析〗如图所示,不妨设,OA a OB b ==;找共线,对于点P 在直线AB 上,有AP AB λ=;列方程,因此有AP AO OP =+2a tPA tb =-++,即12a tbAP t-+=+;而AB AO OB a b =+=-+,即有11212tt tλλ⎧=⎪⎪+⎨⎪=⎪+⎩,因此1t =时13λ=.即有PA PB =12.〖答案〗B .3.在△ABC 中,π6A ∠=,D 是BC 边上任意一点(D 与B 、C 不重合),且22||||AB AD BD DC =+⋅,则B ∠等于 ▲ .〖解析〗当点D 无限逼近点C 时,由条件知BD DC ⋅趋向于零,||||AB AC =,即△ABC 是等边三角形.〖答案〗5π12. 4.如右图,在ABC ∆中,04,30AB BC ABC ==∠=,AD 是边BC上的高,则AD AC ⋅的值等于( )ABDCAB O Pab (第2题图)A .0B .4C .8D .-4【答案】B【解析】因为04,30AB BC ABC ==∠=,AD 是边BC 上的高, AD=2BD =1()2442AD AC AD AB BC AD AB AD BC ⋅=⋅+=⋅+⋅=⨯⨯=,选择B 5 在直角ABC ∆中,CD 是斜边AB 上的高,则下列等式不成立的是( ) A .2AC AC AB =⋅ B . 2BC BA BC =⋅C .2AB AC CD =⋅ D . 22()()AC AB BA BC CD AB⋅⨯⋅=〖解析〗由于 ||||AC AB AC AB ⋅=⋅cso ∠CAB=|AC |2, 可排除A.||||BA BC BA BC ⋅=⋅cos ∠ABC=||AC 2, 可排除B , 而||||AC CD AC CD ⋅=⋅cos(π-∠ACD)=-||||AC CD ⋅cos ∠ACD<0 , |2|AB >0 , ∴|2|AB ≠AC CD ⋅,可知选C . 〖答案〗C . 6)函数cos(2)26y x π=+-的图象F 按向量a 平移到'F ,'F 的函数解析式为(),y f x =当()y f x =为奇函数时,向量a 可以等于( ).(,2)6A π-- .(,2)6B π-.(,2)6C π-.(,2)6D π解析 直接用代入法检验比较简单.或者设(,)a x y ''=根据定义cos[2()]26y y x x π''-=-+-,根据y 是奇函数,对应求出x ',y '答案 B7.在平行四边形ABCD 中,E 和F 分别是边CD 和BC 的中点,且AC AE AF λμ=+,其中,R λμ∈,则+λμ= _________. 答案: 4/3 解析:设BC b =、BA a =则12AF b a =- ,12AE b a =- ,AC b a =- 代入条件得2433u u λλ==∴+= 8在平行四边形ABCD 中,AC 与BD 交于点O E ,是线段OD 的中点,AE 的延长线与CD 交于点F .若AC =a ,BD =b ,则AF =( )A .1142+a b B .2133+a b C .1124+a bD .1233+a b 答案 B9.在△ABC 中,=++===n m AC n AB m AP PR CP RB AR 则若,,2,2 ( ) A .32 B .97 C .98 D .1答案:B10.设两个向量22(2cos )λλα=+-,a 和sin 2mm α⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,b ,其中m λα,,为实数.若2=a b ,则mλ的取值范围是 ( )A.[-6,1] B.[48], C.(-6,1] D.[-1,6]答案:A11.如图,已知正六边形123456PP P P P P ,下列向量的 数量积中最大的是( )A.1213,PP PPB. 1214,PP PPC. 1215,PP PPD. 1216,PP PP答案 A12.)已知向量a ≠e ,|e |=1,对任意t ∈R ,恒有|a -t e |≥|a -e |,则()A.a ⊥eB.e ⊥(a -e )C.a ⊥(a -e )D.(a +e )⊥(a -e ) 答案:B※※13.已知A ,B ,C 是平面上不共线上三点,动点P 满足⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-+-=→→→→OC OB OA OP )21()1()1(31λλλ)0(≠∈λλ且R ,则P 的轨迹一定通过ABC ∆的A .内心 B. 垂心 C.重心 D.AB 边的中点 答案 C14. 如图所示,在△ABO 中,OC =41OA ,OD =21OB ,AD 与BC 相交于点M ,设OA =a ,OB =b .试用a 和b 表示向量______OM a b =+. 解 设OM =m a +n b ,则AM =OM -OA =m a +n b -a =(m-1)a +n b .AD =OD -OA =21OB -OA =-a +21b . 又∵A 、M 、D 三点共线,∴AM 与AD 共线. ∴存在实数t,使得AM =t AD , 即(m-1)a +n b =t(-a +21b ). ∴(m-1)a +n b =-t a +21t b .⎪⎩⎪⎨⎧=-=-21t n t m ,消去t 得:m-1=-2n ,即m+2n=1. ①又∵CM =OM -OC =m a +n b -41a =(m-41)a +n b .CB =OB -OC =b -41a =-41a +b .又∵C 、M 、B 三点共线,∴CM 与CB 共线. 8分∴存在实数t 1,使得CM =t 1CB ,∴(m-41)a +n b =t 1⎪⎭⎫ ⎝⎛+-41, ∴⎪⎩⎪⎨⎧=-=-114141t n t m , 消去t 1得,4m+n=1 ② 由①②得m=71,n=73, ∴OM =71a +73b .15.如图所示,在△ABC 中,点M 是BC 的中点,点N 在AC 上,且AN=2NC ,AM 与BN 相交于点P ,AP ∶PM 的值为______. 解 方法一 设e 1=BM ,e 2=CN , 则AM =AC +CM =-3e 2-e 1, BN =BC +CN =2e 1+e 2.因为A 、P 、M 和B 、P 、N 分别共线,所以存在实数μ、λ,使AP =λAM =-3λe 2-λe 1,BP =μBN =2μe 1+μe 2,∴BA =BP -AP =(λ+2μ)e 1+(3λ+μ)e 2,另外BA =BC +CA =2e 1+3e 2,⎩⎨⎧=+=+3322μλμλ,∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==5354μλ, ∴AP =54AM ,BP =53BN ,∴AP ∶PM=4∶1. 方法二 设AP =λAM , ∵AM =21(AB +AC )=21AB +43AN , ∴AP =2λAB +43λAN . ∵B 、P 、N 三点共线,∴AP -AB =t(AB -AN ),∴AP =(1+t)AB -t ANa b ∴∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=+=tt λλ4312∴2λ+43λ=1,λ=54,∴AP ∶PM=4∶1.16.设0≤θ<2π,已知两个向量1OP =(cos θ,sin θ),2OP =(2+sin θ,2-cos θ),则向量21P P 长度的最大值是 . A.2B.3C.23 D.32答案 C17.已知圆O 的半径为1,PA 、PB 为该圆的两条切线,A 、B 为两切点,那么PA PB •的最小值为(A) 42- (B)32- (C) 422-+ (D)322-+答案:D【命题意图】本小题主要考查向量的数量积运算与圆的切线长定理,着重考查最值的求法——判别式法,同时也考查了考生综合运用数学知识解题的能力及运算能力. 【解析】如图所示:设PA=PB=x (0)x >,∠APO=α,则∠APB=2α,22221tan 1cos 21tan 1x x ααα--==++.PA PB•22221cos 21x x x x α-=⋅=⋅+,令21t x =+,……使用基本不等式得min ()322PA PB •=-+.18.若点O 和点(2,0)F -分别是双曲线2221(a>0)ax y -=的中心和左焦点,点P 为双曲线右支上的任意一点,则OP FP ⋅的取值范围为 ( )A.)323,⎡-+∞⎣B. )323,⎡++∞⎣C. 7,4⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭D. 7[,)4+∞ 【答案】B【解析】因为(2,0)F -是已知双曲线的左焦点,所以214a +=,即23a =,所以双曲线方程为2213x y -=,设点P 00(,)x y ,则有220001(3)3x y x -=≥,解得PABO220001(3)3x y x =-≥,因为00(2,)FP x y =+,00(,)OP x y =,所以2000(2)OP FP x x y ⋅=++=00(2)x x ++2013x -=2004213x x +-,此二次函数对应的抛物线的对称轴为034x =-,因为03x ≥,所以当03x =时,OP FP ⋅取得最小值432313⨯+-=323+,故OP FP ⋅的取值范围是[323,)++∞,选B 。
(完整版)高中数学平面向量习题及答案
第二章 平面向量一、选择题1.在△ABC 中,AB =AC ,D ,E 分别是AB ,AC 的中点,则( ). A .AB 与AC 共线 B .DE 与CB 共线 C .AD 与AE 相等D .AD 与BD 相等2.下列命题正确的是( ). A .向量AB 与BA 是两平行向量 B .若a ,b 都是单位向量,则a =bC .若AB =DC ,则A ,B ,C ,D 四点构成平行四边形 D .两向量相等的充要条件是它们的始点、终点相同3.平面直角坐标系中,O 为坐标原点,已知两点A (3,1),B (-1,3),若点C 满足OC =α OA +β OB ,其中 α,β∈R ,且α+β=1,则点C 的轨迹方程为( ).A .3x +2y -11=0B .(x -1)2+(y -1)2=5C .2x -y =0D .x +2y -5=0 4.已知a 、b 是非零向量且满足(a -2b )⊥a ,(b -2a )⊥b ,则a 与b 的夹角是( ). A .6πB .3π C .23π D .56π 5.已知四边形ABCD 是菱形,点P 在对角线AC 上(不包括端点A ,C ),则AP =( ). A .λ(AB +AD ),λ∈(0,1) B .λ(AB +BC ),λ∈(0,22) C .λ(AB -AD ),λ∈(0,1)D .λ(AB -BC ),λ∈(0,22) 6.△ABC 中,D ,E ,F 分别是AB ,BC ,AC 的中点,则DF =( ). A .EF +EDB .EF -DEC .EF +ADD .EF +AF7.若平面向量a 与b 的夹角为60°,|b |=4,(a +2b )·(a -3b )=-72,则向量a 的模为( ).(第1题)A.2 B.4 C.6 D.128.点O是三角形ABC所在平面内的一点,满足OA·OB =OB·OC=OC·OA,则点O是△ABC的().A.三个内角的角平分线的交点B.三条边的垂直平分线的交点C.三条中线的交点D.三条高的交点9.在四边形ABCD中,AB=a+2b,BC=-4a-b,DC=-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10.如图,梯形ABCD中,|AD|=|BC|,EF∥AB∥CD则相等向量是().A.AD与BC B.OA与OBC.AC与BD D.EO与OF(第10题)二、填空题11.已知向量OA=(k,12),OB=(4,5),OC=(-k,10),且A,B,C三点共线,则k=.12.已知向量a=(x+3,x2-3x-4)与MN相等,其中M(-1,3),N(1,3),则x =.13.已知平面上三点A,B,C满足|AB|=3,|BC|=4,|CA|=5,则AB·BC+BC·CA+CA·AB的值等于.14.给定两个向量a=(3,4),b=(2,-1),且(a+m b)⊥(a-b),则实数m等于.15.已知A,B,C三点不共线,O是△ABC内的一点,若OA+OB+OC=0,则O 是△ABC的.16.设平面内有四边形ABCD和点O,OA=a,OB=b,OC=c, OD=d,若a+c =b+d,则四边形ABCD的形状是.三、解答题17.已知点A(2,3),B(5,4),C(7,10),若点P满足AP=AB+λAC(λ∈R),试求λ为何值时,点P在第三象限内?18.如图,已知△ABC,A(7,8),B(3,5),C(4,3),M,N,D分别是AB,AC,BC的中点,且MN与AD交于F,求DF.(第18题)19.如图,在正方形ABCD中,E,F分别为AB,BC的中点,求证:AF⊥DE(利用向量证明).(第19题) 20.已知向量a=(cos θ,sin θ),向量b=(3,-1),则|2a-b|的最大值.参考答案一、选择题 1.B解析:如图,AB 与AC ,AD 与AE 不平行,AD 与BD 共线反向.2.A解析:两个单位向量可能方向不同,故B 不对.若AB =DC ,可能A ,B ,C ,D 四点共线,故C 不对.两向量相等的充要条件是大小相等,方向相同,故D 也不对.3.D解析:提示:设OC =(x ,y ),OA =(3,1),OB =(-1,3),α OA =(3α,α),β OB =(-β,3β),又αOA +β OB =(3α-β,α+3β),∴ (x ,y )=(3α-β,α+3β),∴⎩⎨⎧βαβα33+=-=y x ,又α+β=1,由此得到答案为D .4.B解析:∵(a -2b )⊥a ,(b -2a )⊥b ,∴(a -2b )·a =a 2-2a ·b =0,(b -2a )·b =b 2-2a ·b =0,∴ a 2=b 2,即|a |=|b |.∴|a |2=2|a ||b |cos θ=2|a |2cos θ.解得cos θ=21. ∴ a 与b 的夹角是3π. 5.A解析:由平行四边形法则,AB +AD =AC ,又AB +BC =AC ,由 λ的范围和向量数乘的长度,λ∈(0,1).6.D解析:如图,∵AF =DE , ∴ DF =DE +EF =EF +AF .(第6题)(第1题)7.C解析:由(a +2b )·(a -3b )=-72,得a 2-a ·b -6b 2=-72. 而|b |=4,a ·b =|a ||b |cos 60°=2|a |, ∴ |a |2-2|a |-96=-72,解得|a |=6. 8.D解析:由 OA ·OB =OB ·OC =OC ·OA ,得OA ·OB =OC ·OA , 即OA ·(OC -OB )=0,故BC ·OA =0,BC ⊥OA ,同理可证AC ⊥OB , ∴ O 是△ABC 的三条高的交点. 9.C解析:∵AD =AB +BC +D C =-8a -2b =2BC ,∴AD ∥BC 且|AD |≠|BC |. ∴ 四边形ABCD 为梯形. 10.D解析:AD 与BC ,AC 与BD ,OA 与OB 方向都不相同,不是相等向量. 二、填空题 11.-32. 解析:A ,B ,C 三点共线等价于AB ,BC 共线,AB =OB -OA =(4,5)-(k ,12)=(4-k ,-7),BC =OC -OB =(-k ,10)-(4,5)=(-k -4,5),又 A ,B ,C 三点共线,∴ 5(4-k )=-7(-k -4),∴ k =-32. 12.-1.解析:∵ M (-1,3),N (1,3), ∴ MN =(2,0),又a =MN ,∴ ⎩⎨⎧0=4-3-2=3+2x x x 解得⎩⎨⎧4=1=-1=-x x x 或∴ x =-1. 13.-25.解析:思路1:∵ AB =3,BC =4,CA =5,∴ △ABC 为直角三角形且∠ABC =90°,即AB ⊥BC ,∴AB ·BC =0, ∴ AB ·BC +BC ·CA +CA ·AB =BC ·CA +CA ·AB =CA ·(BC +AB ) =-(CA )2 =-2CA =-25.思路2:∵ AB =3,BC =4,CA =5,∴∠ABC =90°, ∴ cos ∠CAB =CA AB=53,cos ∠BCA =CABC=54.根据数积定义,结合图(右图)知AB ·BC =0, BC ·CA =BC ·CA cos ∠ACE =4×5×(-54)=-16, CA ·AB =CA ·AB cos ∠BAD =3×5×(-53)=-9. ∴ AB ·BC +BC ·CA +CA ·AB =0―16―9=-25. 14.323. 解析:a +m b =(3+2m ,4-m ),a -b =(1,5). ∵ (a +m b )⊥(a -b ),∴ (a +m b )·(a -b )=(3+2m )×1+(4-m )×5=0 m =323. 15.答案:重心.解析:如图,以OA ,OC 为邻边作□AOCF 交AC 于D(第13题)点E ,则OF =OA +OC ,又 OA +OC =-OB ,∴ OF =2OE =-OB .O 是△ABC 的重心. 16.答案:平行四边形.解析:∵ a +c =b +d ,∴ a -b =d -c ,∴BA =CD . ∴ 四边形ABCD 为平行四边形. 三、解答题 17.λ<-1.解析:设点P 的坐标为(x ,y ),则AP =(x ,y )-(2,3)=(x -2,y -3). AB +λAC =(5,4)-(2,3)+λ[(7,10)-(2,3)]=(3,1)+λ(5,7) =(3+5λ,1+7λ).∵ AP =AB +λAC ,∴ (x -2,y -3)=(3+5λ,1+7λ). ∴ ⎩⎨⎧+=-+=-λλ713532y x 即⎩⎨⎧+=+=λλ7455y x要使点P 在第三象限内,只需⎩⎨⎧<+<+074055λλ 解得 λ<-1.18.DF =(47,2). 解析:∵ A (7,8),B (3,5),C (4,3), AB =(-4,-3),AC =(-3,-5).又 D 是BC 的中点, ∴ AD =21(AB +AC )=21(-4-3,-3-5) =21(-7,-8)=(-27,-4). 又 M ,N 分别是AB ,AC 的中点, ∴ F 是AD 的中点, ∴ DF =-FD =-21AD =-21(-27,-4)=(47,2). (第18题)19.证明:设AB =a ,AD =b ,则AF =a +21b ,ED =b -21a . ∴ AF ·ED =(a +21b )·(b -21a )=21b 2-21a 2+43a ·b . 又AB ⊥AD ,且AB =AD ,∴ a 2=b 2,a ·b =0. ∴ AF ·ED =0,∴AF ⊥ED .本题也可以建平面直角坐标系后进行证明.20.分析:思路1:2a -b =(2cos θ-3,2sin θ+1),∴ |2a -b |2=(2cos θ-3)2+(2sin θ+1)2=8+4sin θ-43cos θ. 又4sin θ-43cos θ=8(sin θcos3π-cos θsin 3π)=8sin (θ-3π),最大值为8, ∴ |2a -b |2的最大值为16,∴|2a -b |的最大值为4.思路2:将向量2a ,b 平移,使它们的起点与原点重合,则|2a -b |表示2a ,b 终点间的距离.|2a |=2,所以2a 的终点是以原点为圆心,2为半径的圆上的动点P ,b 的终点是该圆上的一个定点Q ,由圆的知识可知,|PQ |的最大值为直径的长为4.(第19题)。
平面向量的运算 练习(含答案)
6.2平面向量的运算练习一、单选题1.化简OP PS QS +-的结果等于( ). A .QPB .OQC .SPD .SQ2.如图,M 在四面体OABC 的棱BC 的中点,点N 在线段OM 上,且13MN OM =,设OA a =,OB b =,OC c =,则下列向量与AN 相等的向量是( )A .1133a b c -++B .1133a b c ++C .1166a b c -++D .1166a b c ++3.如图,在四边形ABCD 中,AC 与BD 交于点O ,若AD BC =,则下面互为相反向量的是( )A .AC 与CBB .OB 与ODC .AB 与DCD .AO 与OC4.已知平行四边形ABCD 中,E 为边AD 的中点,AC 与BE 相交于点F ,若EF xAB y AD =+,则( )A .11,36x y ==-B .11,24x y ==-C .11,33x y ==-D .11,23x y ==-5.()()32a b a b a +---=( ) A .5aB .5bC .5a -D .5b -6.已知向量a ,b 不共线,若2AB a b =+,37BC a b =-+,45CD a b =-,则( ) A .A ,B ,C 三点共线 B .A ,B ,D 三点共线 C .A ,C ,D 三点共线D .B ,C ,D 三点共线7.已知向量a 、b 满足2a =,5b =,且a 与b 夹角的余弦值为15,则()()23a b a b +⋅-=( ) A .30-B .28-C .12D .728.如图,在ABC 中,12AN NC =,P 是BN 上的一点,若1139AP m AB AC ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,则实数m 的值为( )A .19B .29C .23D .13二、多选题9.如图,在平行四边形ABCD 中,下列计算正确的是A .AB AD AC += B .AC CD DO OA ++= C .++=AB AC CD ADD .0AC BA DA ++=10.如图,D ,E ,F 分别是ABC 的边AB ,BC ,CA 的中点,则AF DB -等于( )A .FDB .EC C .BED .DF11.在ABC 中,12,33AE AB AD AC ==,记,BC a CA b ==,则下列结论中正确的是( ) A .()13AE a b =-- B .AD b =-C .()13DE b a =- D .AB a b =+12.设a ,b ,c 是三个非零向量,且相互不共线,则下列说法正确的是( ) A .若a b a b +=-,则a b ⊥ B .若a b =,则()()a b a b +⊥- C .若a c b c ⋅=⋅,则a b -不与c 垂直D .()()b c a a c b ⋅-⋅不与c 垂直三、填空题13.在ABC 中,,,D E F 分别是,,AB BC CA 的中点,则AE DB -=___________. 14.下列四个等式:①a +b =b +a ;①-(-a )=a ;①AB +BC +CA =0;①a +(-a )=0. 其中正确的是______(填序号).15.已知a ,b 是不共线的向量,OA a b λμ=+,32OB a b =-,23OC a b =+,若A ,B ,C 三点共线,则实数λ,μ满足__________.16.已知m 、n 是夹角为120°的两个单位向量,向量()1a tm t n =+-,若n a ⊥,则实数t =______.四、解答题17.如图,E ,F ,G ,H 分别是梯形ABCD 的边AB ,BC ,CD ,DA 的中点,化简下列各式:(1)DG EA CB ++; (2)EG CG DA EB +++.18.化简:(1)BA BC-;(2)AB BC AD+-;(3)AB DA BD BC CA++--.19.已知△OBC中,点A是线段BC的中点,点D是线段OB的一个三等分点(靠近点B),设AB=a→,AO=b→.(1)用向量a→与b→表示向量OC;(2)若35OE OA=,判断C,D,E是否共线,并说明理由.20.已知2,3,,a b a b ==的夹角为60︒,53,3c a b d a kb =+=+,当实数k 为何值时, (1)→→d//c(2)c d ⊥21.已知向量a 与b 的夹角3π4θ=,且3a =,22b =. (1)求a b ⋅,()(2)a b a b +⋅-; (2)求a b +;(3)a 与a b +的夹角的余弦值.22.已知向量,,a b c 满足:2a =,()R c a tb t =-∈,,3a b π=.(1)若1a b ⋅=,求b 在a 方向上的投影向量; (2)求||c 的最小值.答案1.B 2.A 3.B 4.A 5.B 6.B 7.B 8.D 9.AD 10.BCD 11.AC 12.AB 13.AF 14.①①①① 15.513λμ+=. 16.2317.(1)DG EA CB GC BE CB GB BE GE +++++===; (2)0EG CG DA EB EG GD DA AE ED DE ==+=++++++. 18.(1)BA BC CA -=.(2)AB BC AD AC AD DC +-=-=.(3)AB DA BD BC CA AB BD AD AC CB AD AD AB AB ++--=+-++=-+=. 19.解(1)①AB =a →,AO =b →,点A 是BC 的中点,∴AC =-a →.①OC OA AC =+=-a →-b →. (2)假设存在实数λ,使CE =λCD .①CE CO OE =+=a →+b →+35(-b →)=a →+25b →,11(33CD CB BD CB BO CB BA AO =+=+=++)=2a →+13(-a →+b →)=53a →+13b →,①a →+25b →=λ5133a b →→⎛⎫+ ⎪⎝⎭,①5131235λλ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,,此方程组无解, ①不存在实数λ,满足CE =λCD . ①C ,D ,E 三点不共线. 20.(1)若→→d//c ,得c d λ=,即53(3)a b a kb λ+=+,即35,3,k λλ=⎧⎨=⎩解得53λ=,95k =.(2)若c d ⊥,则0c d ⋅=,即53)(3)0(a b a kb +⋅+=,得()22159530k k ++⋅+=a a b b , ()115495233902k k ⨯++⨯⨯⨯+⋅=,解得2914k =-. 21.(1)已知向量a 与b 的夹角3π4θ=,且3a =,22b =,则3πcos364a b a b ⎛⋅=⋅⋅=⨯=- ⎝⎭, 所以()22()(2)296281a b a b a a b b +⋅-=-⋅-=---⨯=-;(2)()(222292a b a b a ab b +=+=+⋅+=+⨯-(3)a 与a b +的夹角的余弦值为()296cos ,535a a baa ba ab a a ba a b⋅++⋅-+====⨯⋅+⋅+ 22.(1)由数量积的定义可知:cos ,a bb a b a⋅=,所以b 在a 方向上的投影向量为: 11||cos ,||||||224a ab a a b a b a a a a ⋅<>=⋅=⋅=; (2)()()2222c a tb a tb a ta b tb =-=-=-⋅+又2a =,,3a b π=,所以()224c t bt b =-+令R x t b =∈所以22c x =-=所以当1x t b ==时,c 取到最小值为。
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a •aa •a平面向量练习题集答案典例精析题型一向量的有关概念【例1】下列命题:①向量AB 的长度与BA 的长度相等;②向量a 与向量b 平行,则 a 与 b 的方向相同或相反;③两个有共同起点的单位向量,其终点必相同;④向量AB 与向量CD 是共线向量,则A、B、C、D 必在同一直线上.其中真命题的序号是.【解析】①对;零向量与任一向量是平行向量,但零向量的方向任意,故②错;③显然错;AB 与CD 是共线向量,则A、B、C、D 可在同一直线上,也可共面但不在同一直线上,故④错.故是真命题的只有①.【点拨】正确理解向量的有关概念是解决本题的关键,注意到特殊情况,否定某个命题只要举出一个反例即可.【变式训练1】下列各式:①|a|=;②(a •b) •c=a •(b •c);③OA -OB =BA ;④在任意四边形ABCD 中,M 为AD 的中点,N 为BC 的中点,则AB +DC =2 MN ;⑤a=(cos α,sin α),b=(cos β,sin β),且a 与 b 不共线,则(a+b)⊥(a-b).其中正确的个数为( )A.1B.2C.3D.4【解析】选D.| a|=正确;(a •b) •c≠a •(b •c);OA -OB =BA 正确;如下图所示,MN = MD + DC + CN 且MN = MA + AB + BN ,两式相加可得2 MN =AB +DC ,即命题④正确;因为a,b 不共线,且|a|=|b|=1,所以a+b,a-b 为菱形的两条对角线,即得(a+b)⊥(a-b).所以命题①③④⑤正确.题型二与向量线性运算有关的问题【例2】如图,ABCD 是平行四边形,AC、BD 交于点O,点M 在线段DO上,且 DM = 1 DO ,点 N 在线段 OC 上,且ON = 1OC ,设 AB =a , AD =b ,试用 a 、b 表示 AM , AN ,33MN .【解析】在▱ABCD 中,AC ,BD 交于点 O ,1 1 1所以 DO = DB = ( AB - AD )= (a -b ),2 2 2 AO = OC =1 AC =1( AB + AD )=1+b ).(a2 2 2 1 1又 DM = DO , ON = OC ,3 31所以 AM = AD + DM =b + DO31 1 1 5 =b + × (a -b )= a + b ,3 2 6 6AN = AO + ON = OC 1+ OC34 4 1 2 = OC = × (a +b )= (a +b ). 3 3 2 3所以 MN = AN - AM 2 1 5 1 1 = (a +b )-( a + b )= a - b . 3 6 6 2 6【点拨】向量的线性运算的一个重要作用就是可以将平面内任一向量由平面内两个不共线的向量表示,即平面向量基本定理的应用,在运用向量解决问题时,经常需要进行这样的变形.【变式训练 2】O 是平面 α 上一点,A 、B 、C 是平面 α 上不共线的三点,平面 α 内的动点 P 满足OP =1OA +λ( AB + AC ),若 λ= 时,则 PA • ( PB + PC )的值为 .2【解析】由已知得OP - OA =λ( AB + AC ),1 1即 AP =λ( AB + AC ),当 λ= 时,得 AP = ( AB + AC ),2 2所以 2 AP = AB + AC ,即 AP - AB = AC - AP , 所以 = ,所以 + = + =0,所以 PA • ( PB + PC )= PA • 0=0,故填 0. 题型三 向量共线问题【例 3】 设两个非零向量 a 与 b 不共线.(1) 若 AB =a +b , BC =2a +8b , CD =3(a -b ), 求证:A ,B ,D 三点共线;(2)试确定实数 k ,使 k a +b 和 a +k b 共线.【解析】(1)证明:因为 AB =a +b , BC =2a +8b , CD =3(a -b ), 所以 BD = BC + CD =2a +8b +3(a -b )=5(a +b )=5 AB , 所以 , 共线.又因为它们有公共点 B , 所以 A ,B ,D 三点共线. (2)因为 k a +b 和 a +k b 共线, 所以存在实数 λ,使 k a +b =λ(a +k b ), 所以(k -λ)a =(λk -1)b .因为 a 与 b 是不共线的两个非零向量,所以 k -λ=λk -1=0,所以 k 2-1=0,所以 k =±1.【点拨】(1)向量共线的充要条件中,要注意当两向量共线时,通常只有非零向量才能表示与之共线的其他向量,要注意待定系数法的运用和方程思想.(2)证明三点共线问题,可用向量共线来解决,但应注意向量共线与三点共线的区别与联系,当两向量共线且有公共点时,才能得出三点共线.【变式训练 3】已知 O 是正三角形 BAC 内部一点, OA +2 OB +3 OC =0,则△ OAC 的面积与△OAB 的面积之比是()3 A.2 2 B.3 1 C.2D.3【解析】如图,在三角形 ABC 中, OA +2 OB +3 OC =0,整理可得OA + OC +2( OB + OC )=0.1令三角形 ABC 中 AC 边的中点为 E ,BC 边的中点为 F ,则点 O 在点 F 与点 E 连线的 处,即 OE =2OF .31 h h 1设三角形 ABC 中 AB 边上的高为 h ,则 S △OAC =S △OAE +S △OEC = • OE • ( + )= OE ·h ,2 2 2 21 1 1S △OAB = AB • h = AB ·h ,2 2 42由于 AB =2EF ,OE = EF ,所以 AB =3OE ,3 1S △ OAC OE • h 2 所以 = 2 = .故选 B.S △ OAB 总结提高1 AB • h 341. 向量共线也称向量平行,它与直线平行有区别,直线平行不包括共线(即重合)的情形,而向量平行则包括共线(即重合)的情形.2. 判断两非零向量是否平行,实际上就是找出一个实数,使这个实数能够和其中一个向量把另外一个向量表示出来.3. 当向量 a 与 b 共线同向时,|a +b |=|a |+|b |;当向量 a 与 b 共线反向时,|a +b |=||a |-|b ||; 当向量 a 与 b 不共线时,|a +b |<|a|+|b |.典例精析题型一 平面向量基本定理的应用【例 1】如图▱ABCD 中,M ,N 分别是 DC ,BC 中点.已知 AM =a , AN =b ,试用 a ,b 表示 AB , AD 与 AC【解析】易知 AM = AD + DM1= AD + AB ,21AN = AB + BN = AB + AD ,2⎧AD + 1 AB = a , ⎪即⎨⎪AB + ⎩ 2 1AD = b . 2 2 2所以 AB = (2b -a ), AD = (2a -b ).3 32所以 AC = AB + AD = (a +b ).3【点拨】运用平面向量基本定理及线性运算,平面内任何向量都可以用基底来表示.此处方程思想的运用值得仔细领悟.【变式训练1】已知D 为△ABC 的边BC 上的中点,△ABC 所在平面内有一点P ,满足 PA + BP + CP =| PD |0,则1 等于( )1A.3B.2C.1D.2【解析】由于 D 为 BC 边上的中点,因此由向量加法的平行四边形法则,易知 PB + PC =2 PD ,因| PD |此结合 PA + BP + CP =0 即得 PA =2 PD ,因此易得 P ,A ,D 三点共线且 D 是 PA 的中点,所以即选 C.题型二 向量的坐标运算【例 2】 已知 a =(1,1),b =(x ,1),u =a +2b ,v =2a -b . (1)若 u =3v ,求 x ;(2)若 u ∥v ,求 x . 【解析】因为 a =(1,1),b =(x ,1),所以 u =(1,1)+2(x ,1)=(1,1)+(2x ,2)=(2x +1,3), v =2(1,1)-(x ,1)=(2-x ,1).=1,⎪3 3 3⎨(1)u =3v ⇔(2x +1,3)=3(2-x ,1) ⇔(2x +1,3)=(6-3x ,3), 所以 2x +1=6-3x ,解得 x =1. (2)u ∥v ⇔(2x +1,3)=λ(2-x ,1)⎧2x +1 = (2 - x ),⇔ ⎩3 =⇔(2x +1)-3(2-x )=0⇔x =1.【点拨】对用坐标表示的向量来说,向量相等即坐标相等,这一点在解题中很重要,应引起重视. n π n π【变式训练 2】已知向量 a n =(cos 7 ,sin 7 )(n ∈N *),|b|=1.则函数 y =|a 1+b|2+|a 2+b|2+|a 3+b|2+…+|a 141+b|2 的最大值为.π【解析】设 b =(cos θ,sin θ),所以 y =|a 1+b|2+|a2+b|2+|a 3+b|2+…+|a 141+b|2=(a 1)2+b 2+2(cos7,sin π 141π 141π π 7)(cos θ,sin θ)+… +(a 141)2+b 2+2(cos 7 ,sin 7 )(cos θ,sin θ)=282+2cos(7-θ),所以 y 的最大值为 284. 题型三 平行(共线)向量的坐标运算【例 3】已知△ABC 的角 A ,B ,C 所对的边分别是 a ,b ,c ,设向量 m =(a ,b ),n =(sin B ,sin A ),p =(b -2,a -2). (1)若 m ∥n ,求证:△ABC 为等腰三角形; π(2) 若 m ⊥p ,边长 c =2,角 C =3,求△ABC 的面积.【解析】(1)证明:因为 m ∥n ,所以 a sin A =b sin B . 由正弦定理,得 a 2=b 2,即 a =b .所以△ABC 为等腰三角形. (2)因为 m ⊥p ,所以 m ·p =0,即 a (b -2)+b (a -2)=0,所以 a +b =ab .由余弦定理,得 4=a 2+b 2-ab =(a +b )2-3ab , 所以(ab )2-3ab -4=0. 所以 ab =4 或 ab =-1(舍去). 1 1 3 所以 S △ABC = ab sin C = ×4× = 3.2 2 2 【点拨】设 m =(x 1,y 1),n =(x 2,y 2),则 ①m ∥n ⇔x 1y 2=x 2y 1;②m ⊥n ⇔x 1x 2+y 1y 2=0.【变式训练 3】已知 a ,b ,c 分别为△ABC 的三个内角 A ,B ,C 的对边,向量 m =(2cos C -1,-2),n =(cos C ,cos C +1).若 m ⊥n ,且 a +b =10,则△ABC 周长的最小值为()A.10-5B.10+5C.10-2D.10+2 1 【解析】由 m ⊥n 得 2cos 2C -3cos C -2=0,解得 cos C =- 或cos C =2(舍去),所以 c 2=a 2+b 2-2ab cos 2C =a 2+b 2+ab =(a +b )2-ab =100-ab ,由 10=a +b ≥2 ab ⇒ab ≤25,所以 c 2≥75,即 c ≥5 3,所以 a +b +312 4 ×2 3 c ≥10+5 3,当且仅当 a =b =5 时,等号成立.故选 B.典例精析题型一 利用平面向量数量积解决模、夹角问题 【例 1】 已知 a ,b 夹角为 120°,且|a |=4,|b |=2,求: (1)|a +b |;(2)(a +2b ) ·(a +b );(3) a 与(a +b )的夹角 θ.【解析】(1)(a +b )2=a 2+b 2+2a ·b 1 =16+4-2×4×2× =12,2 所以|a +b |=2 3.(2)(a +2b ) ·(a +b )=a 2+3a ·b +2b 2 1 =16-3×4×2× +2×4=12.21(3)a ·(a +b )=a 2+a ·b =16-4×2× =12.2 所以 cos θ= a • (a + b ) = = | a || a + b |3 ,所以 2 πθ=6.【点拨】利用向量数量积的定义、性质、运算律可以解决向量的模、夹角等问题.【变式训练 1】已知向量 a ,b ,c 满足:|a|=1,|b|=2,c =a +b ,且 c ⊥a ,则 a 与 b 的夹角大小是 .【解析】由 c ⊥a ⇒c ·a =0⇒a 2+a ·b =0, 1所以 cos θ=- ,所以 θ=120°.2题型二 利用数量积来解决垂直与平行的问题【例 2】 在△ABC 中, AB =(2,3), AC =(1,k ),且△ABC 的一个内角为直角,求 k 的值.【解析】①当∠A =90°时,有 AB · AC =0, 2 所以 2×1+3·k =0,所以 k =- ;3②当∠B =90°时,有 AB · BC =0,又 BC = AC - AB =(1-2,k -3)=(-1,k -3), 11 所以 2×(-1)+3×(k -3)=0⇒k = 3 ;③当∠C =90°时,有 AC · BC =0, 所以-1+k ·(k -3)=0, 所以 k 2-3k -1=0⇒k =3 ±213.2 113 ±13所以k 的取值为-,或.3 3 2【点拨】因为哪个角是直角尚未确定,故必须分类讨论.在三角形中计算两向量的数量积,应注意方向及两向量的夹角.【变式训练2】△ABC 中,AB=4,BC=5,AC=6,求AB ·BC +BC ·CA +CA ·AB .【解析】因为2 AB ·BC +2 BC ·CA +2 CA ·AB=( AB ·BC +CA ·AB )+( CA ·AB +BC ·CA )+( BC ·CA +BC ·AB )( AB +BC )+BC ·( CA +AB )( BC +CA )+CA ·=AB ·C B=AB ·BA +C A ·AC +BC ·=-42-62-52=-77.77所以AB ·BC +BC ·CA +CA ·AB =-.2题型三平面向量的数量积的综合问题π,构成一个平面斜坐标系,e1,e2分别是与Ox,Oy 同向【例3】数轴Ox,Oy 交于点O,且∠xOy=3的单位向量,设P 为坐标平面内一点,且OP =x e1+y e2,则点P 的坐标为(x,y),已知Q(-1,2). (1)求| OQ |的值及OQ 与Ox 的夹角;(2)过点Q 的直线l⊥OQ,求l 的直线方程(在斜坐标系中).1e2=,【解析】(1)依题意知,e1·2且OQ =-e1+2e2,所以OQ 2=(-e1+2e2)2=1+4-4e1·e2=3.所以| OQ |=3.e1=-e21+2e1•e2=0.又OQ ·e1=(-e1+2e2) ·所以OQ ⊥e1,即OQ 与Ox 成90°角.(2)设l 上动点P(x,y),即OP =x e1+y e2,又OQ ⊥l,故OQ ⊥ QP ,(-e1+2e2)=0.即[(x+1)e1+(y-2)e2] ·1所以-(x+1)+(x+1)-(y-2) ·+2(y-2)=0,2所以y=2,即为所求直线l 的方程.【点拨】综合利用向量线性运算与数量积的运算,并且与不等式、函数、方程、三角函数、数列、解析几何等相交汇,体现以能力立意的命题原则是近年来高考的命题趋势.k 2+a 2k 4 k 2+a 2k 4 k 2+a 2k 4 k 2+a 2k 4 k + k 2+a 2k 4 k + k 2+a 2k 4 【变式训练 3】在平面直角坐标系 xOy 中,点 A (5,0).对于某个正实数 k ,存在函数 f (x )=ax 2(a >0),使得OP =λ • (OAOQ+ | OQ |)(λ 为常数),其中点 P ,Q 的坐标分别为(1,f (1)),(k ,f (k )),则 k 的取值范围为()A.(2,+∞)B.(3,+∞)C.(4,+∞)D.(8,+∞)【解析】如图所示,设OA= OM ,| OA |OQ= ON , OM + ON = OG ,则OP =λ OG .因为 P (1,a ), | OQ | kak 2kak 2Q (k ,ak 2), OM =(1,0), ON =(, ), OG =( +1, ),则直线 OG 的ak 2 ak 2方程为 y = x ,又OP =λ OG ,所以 P (1,a )在直线 OG 上,所以 a = ,所以 a 2=1-2k . 因为| OP |=1+a 2>1,所以 1 2 0,所以 k >2. 故选 A.- > k。
平面向量经典练习题(含答案)
平面向量经典练习题(含答案)1、向量a=(2,4),b=(-1,-3),则向量3a-2b的坐标是(8,22)。
2、已知向量a与b的夹角为60°,a=(3,4),|b|=1,则|a+5b|=√61.3、已知点A(1,2),B(2,1),若AP=(3,4),则BP=(-1,-1)。
4、已知A(-1,2),B(1,3),C(2,0),D(x,1),若AB与CD共线,则|BD|=2.5、向量a、b满足|a|=1,|b|=2,(a+b)⊥(2a-b),则向量a与b的夹角为30°。
6、设向量a,b满足|a+b|=10,|a-b|=6,则a·b=7.7、已知a、b是非零向量且满足(a-2b)⊥a,(b-2a)⊥b,则a与b的夹角是60°。
8、在△ABC中,D为AB边上一点,AD=2DB,CD=3CA+mCB,则m=1.9、已知非零向量a,b满足|b|=4|a|,a⊥(2a+b),则a与b的夹角是53.13°。
10、在三角形ABC中,已知A(-3,1),B(4,-2),点P(1,-1)在中线AD上,且AP=2PD,则点C的坐标是(6,-3)。
二、选择题1、设向量OA=(6,2),OB=(-2,4),向量OC垂直于向量OB,向量BC平行于OA,若OD+OA=OC,则OD坐标=(11,6)。
2、把A(3,4)按向量a(1,-2)平移到A',则点A'的坐标(4,2)。
3、已知向量a,b,若a为单位向量,且|a|=|2b|,则(2a+b)⊥(a-2b),则向量a与b的夹角是30°。
4、已知向量ab的夹角60°,|a|=2,b=(-1,√3),则|2a-3b|=13.5、在菱形ABCD中,∠DAB=60°,|2·0C+CD|=4,则|BC+CD|=2.6、略。
7、略。
8、若向量a=(3,4),向量b=(2,1),则a在b方向上的投影为2.9、略。
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高中平面向量经典练习题【编著】黄勇权一、填空题1、向量a=(2,4),b=(-1,-3),则向量3a-2b的坐标是。
2、已知向量a与b的夹角为60°,a=(3,4),|b | =1,则|a+5b | = 。
3、已知点A(1,2),B(2,1),若→AP=(3,4),则→BP= 。
4、已知A(-1,2),B(1,3),C(2,0),D(x,1),若AB与CD共线,则|BD|的值等于________。
5、向量a、b满足|a|=1,|b|= 2 ,(a+b)⊥(2a-b),则向量a与b的夹角为________。
6、设向量a,b满足|a+b|= 10,|a-b|= 6 ,则a·b=。
7、已知a、b是非零向量且满足(a-2b)⊥a,(b-2a)⊥b,则a与b的夹角是。
8、在△ABC中,D为AB边上一点,→AD =12→DB,→CD =23→CA + m→CB,则m= 。
9、已知非零向量a,b满足|b|=4|a|,a⊥(2a+b),则a与b的夹角是。
10、在三角形ABC中,已知A(-3,1),B(4,-2),点P(1,-1)在中线AD上,且→AP= 2→PD,则点C的坐标是()。
二、选择题1、设向量→OA=(6,2),→OB=(-2,4),向量→OC垂直于向量→OB,向量→BC平行于→OA,若→OD +→OA=→OC,则→OD坐标=()。
A、(11,6)B、(22,12)C、(28,14)D、(14,7)2、把A(3,4)按向量a(1,-2)平移到A',则点A'的坐标()A、(4 , 2)B、(3,1)C、(2,1)D、(1,0)3、已知向量a,b,若a为单位向量, 且 | a| = | 2b| ,则(2a+ b)⊥(a-2b),则向量a与b的夹角是()。
A、90°B、60°C、30°D、0°4、已知向量ab的夹角60°,| a|= 2,b=(-1,0),则| 2a-3b|=()A、 15B、 14C、 13D、 115、在菱形ABCD中,∠DAB=60°,|2·→0C +→CD|=4,则,|→BC+→CD|=______.A、12B、8C、4D、26题、7题、8、若向量a=(3,4),向量b=(2,1),则a在b方向上的投影为________.A、2B、4C、8D、169题、10、已知正方形ABCD的边长为2,E为CD的中点,则→AE·→BD=.A、-1B、1C、-2D、2三、解答题1、在△ABC中,M是BC的中点,AM=3,BC=10,求→AB·→AC的值。
2、已知a,b是单位向量,a·b=0,若向量c满足|c-a-b|=1,求|c|的最大值。
3、直线 3 x +y -2 3=0与圆O:x²+y²=4交于A、B两点,求→OA·→OB的值。
4、已知正方形ABCD的边长为1,点E是AB边上的动点,(1)求→DE·→CB的值。
(2)求→DE·→DC的最大值。
5、已知向量a=(-1,0),b=(1,2),求与2a+b同向的单位向量的坐标【答案】一、填空题1、(8,18)2、5 33、(2,5)4、 135、90°6、1,解:|a+b|= 10,两边同时平方,得a²+2ab+b²=10--------①|a-b|= 6,两边同时平方,得a²-2ab+b²=6----------②①- ②得,4ab=4,嘟a·b=17、60°解:设向量a、b为任意长度,夹角为任意角度。
如图那么,a-2b ,b-2a如下图,将上面两个图合并为一个图,标上字母,并连接DF在△ADF中,C是AD的中点,而CF⊥AD,所以三角形△AD是等腰三角形即:AF=DF---------------------①同理:B是AF的中点,而BD⊥AF,所以三角形△AD是等腰三角形即:AD=DF-----------------②由①、②知,AD=AF=DF所以△ADF是等边三角形,故∠A=60°即:a与b的夹角为60°8、m= 1 39、120°9、解:根据已知a⊥(2a+b),那么其关系图如下。
并在顶点标上字母,已知,|b|= 4|a|,即直角边BC等于斜边AB的一半,故∠BAC=30°故a与b的夹角为120°10、(2,-2)二、选择题1、B解:先做向量→OC垂直于向量→OB,再过O点,作→OA平行于→BC,如下图,由图知:→OA+→AC =→OC -------------①已知→OD +→OA=→OC----------------②由①②知,→OD=→AC----------------③设→OC坐标为(m,n),已知→OB=(-2,4),所以→BC=(m+2,n-4)----④已知向量→OC垂直于向量→OB,所以,-2m+4n=0,即:m= 2n---------------⑤将⑤代入④,得,→BC=(2n+2,n-4)-----------------⑥已知:→OA=(6,2),----------------------------------------⑦且向量→BC平行于→OA,所以:由⑥⑦得:(n-4)*6=(2n+2)*2解得:n= 14 将n= 14代入⑤,解得m= 28故→OC坐标为(28,14)已知:→OA=(6,2),所以:→AC=(22,12)又③知,→OD=→AC所以:→OD的坐标(22,12)故选B2、A解设A'(x,y)则向量AA'=(x-3,y-4)由A(3,4)按向量a(1,-2)平移到A'即向量AA'=向量a即(1,-2)=(x-3,y-4)即x-3=1,y-4=-2解得x=4,y=2即A'(4,2)故选A3题:D4、C解:因为b=(-1,0)所以:|b|=1令t=| 2a-3b| 两边同时平方t² = 4a²+9b²-12ab ----------①因为a²=(| a|)²=4 ---------②b²=(| b|)²=1---------③将②③代入①,t² =25-12ab---------④又cosθ=ab│a│*│b│(其中θ=60°,| a|= 2, |b|=1)解得:ab=1-----------------------⑤将⑤代入④,解得:t² =13因为t为正数,所以:t= 13故选C5、C解:已知:|2·→0C +→CD|=4------------①因为→AC=2·→OC-----------------②由①②得,| →AC+→CD|=4 -------------③在三角形ACD中,→AC+→CD=→AD------④由③④知:| →AD|=4 在就是说,菱形ABCD的边长为4,∠DAB=60°故菱形的对角线BD长度为4。
即:|→BD|=4----------------------⑤在三角形BCD中,→BC+→CD=→BD-----⑥由⑤⑥知,|→BC+→CD|=4故选C6题:D 7题:D8、解已知a=(3,4),b=(2,1)所以:ab=3*2+ 4*1= 10| a|= 3²+4²= 5由题意可得b 在 a 方向上的投影为:| b | cos<a ,b >=ab│a│(其中:ab=10,| a|=5)=2 故A9题、B延长AO交外接圆于D在RT三角形ADC中,cosDAC= 丨AC丨丨AD丨-------------①又:cosDAC= ---------------------------②由①=②知,→AC·→AD =(|AC|)² ---------------------③在RT三角形ADB中,cosDAB=丨AB丨丨AD丨---------------④又:cosDAB= -----------------------------------------⑤由④=⑤知,→AD·→AD =(|AB|)² ---------------------⑥→OA·→BC =12→AD ·(→AC -→AB)=12(→AD·→AC -→AD·→AB)【将③⑥代入】=12[(|AC|)²-(|AB|)²]=12(3²-2²)= 5 2故选B10、D正方形ABCD的边长为2,以正方形对角线交点为原点,AB平行于x轴,AD平行于y轴,则每一个点的坐标如图。
→AE= (1,2)→BD= (-2,2)所以:→AE·→BD=2故选D三、解答题1、解:由余弦定理:→AB·→AC = |AB|·|AC|cos∠BAC=|AB|·|AC|-16AB*AC= -162、解因为a·b=0,所以a⊥b,又a,b是单位向量,所以|a+b |= 2 先画出两个互相垂直的单位向量a,b。
|BC |=|a+b |= 2再以B点,随意画出一个长度为1的向量,那么,|→BD |=|→CD-a-b |=1,所以:向量→CD就是向量C由于|→BD |=1为定值,所以D点是以B点位圆心,半径为1的圆上当D点在CB延长线与圆的交点E时,|c|取得最大值且最大值为|a+b | +半径1即: 2 +1答:|c|的最大值 2 +13、解:圆心(0,0)到直线距离:d == 3 于是作出如下图形。
因为OB =2 , O C= 3∠BOC=30°∠AOB=2∠BOC=60°cos ∠AOB= 12---------------------①|→OA |· |→OB | =2*2=4----------------②所以:→OA ·→OB= |→OA |· |→OB | ·cos ∠AOB (将① ②代入)=2答:→OA ·→OB 的值为24、解:正方形ABCD的边长为1,于是建立如下图形【第一问】→DE =(m,-1)→CB =(0,-1)→DE·→CB= m*0+(-1)*(-1)=1答:→DE·→CB 的值为1【第二问】→DE=(m,-1)→DC=(1,0)→DE·→DC = m*1+(-1)*0 = m因为E在AB之间,当E与B重合时,m最大为1答:→DE·→DC的最大值为1。