高考文科数学向量专题讲解及高考真题精选(含答案)
高三数学向量专题复习(高考题型汇总及讲解)(1)

向量专题复习向量是高考的一个亮点,因为向量知识,向量观点在数学、物理等学科的很多分支有着广泛的应用,而它具有代数形式和几何形式的“双重身份”能融数形于一体,能与中学数学教学内容的许多主干知识综合,形成知识交汇点,所以高考中应引起足够的重视。
一、平面向量加、减、实数与向量积 (一)基本知识点提示1、重点要理解向量、零向量、向量的模、单位向量、平行向量、反向量、相等向量、两向量的夹角等概念。
2、了解平面向量基本定理和空间向量基本定理。
3、向量的加法的平行四边形法则(共起点)和三角形法则(首尾相接)。
4、向量形式的三角形不等式:||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |(试问:取等号的条件是什么?);向量形式的平行四边形定理:2(|a |2+|b |2)=|a -b |2+|a +b |25、实数与向量的乘法(即数乘的意义)实数λ与向量的积是一个向量,记λ,它的长度与方向规定如下:(1)|λa |=|λ|²|a |;(2)当λ>0时,λa 的方向与a 的方向相同;当λ<0时,λa 的方向与a 的方向相反;当λ=0时,λ=,方向是任意的.6、共线向量定理的应用:若≠,则∥⇔存在唯一实数对λ使得=λ⇔x 1y 2-x 2y 1=0(其中=(x 1,y 1),=(x 2,y 2)) (二)典型例题例1、O 是平面上一 定点,A 、B 、C 是平面上不共线的三个点,动点P 满足).,0[||||+∞∈++=λλAC AB 则P 的轨迹一定通过△ABC 的( )A .外心B .内心C .重心D .垂心+是在∠BAC 的平分线上,∴选B例2、对于任意非零向量与,求证:|||-|||≤|±|≤||+||证明:(1)两个非零向量与不共线时,+的方向与,的方向都不同,并且||-||<|±|<||+||(3)两个非零向量a 与b 共线时,①a 与b 同向,则a +b 的方向与a 、b 相同且|a +b |=|a |+|b |.②a 与b 异向时,则a +b 的方向与模较大的向量方向相同,设|a |>||,则|+|=||-||.同理可证另一种情况也成立。
平面向量高考试题精选(含详细答案)

平面向量高考试题精选(一)一.选择题(共14小题)1.(2015•XX)设D为△ABC所在平面内一点,,则()A.B.C.D.2.(2015•XX)已知,若P点是△ABC所在平面内一点,且,则的最大值等于()A.13 B.15 C.19 D.213.(2015•XX)设四边形ABCD为平行四边形,||=6,||=4,若点M、N满足,,则=()A.20 B.15 C.9 D.64.(2015•XX)△ABC是边长为2的等边三角形,已知向量,满足=2,=2+,则下列结论正确的是()A.||=1 B.⊥C.•=1 D.(4+)⊥5.(2015•XX)对任意向量、,下列关系式中不恒成立的是()A.||≤|||| B.||≤|||﹣|||C.()2=||2D.()•()=2﹣26.(2015•XX)若非零向量,满足||=||,且(﹣)⊥(3+2),则与的夹角为()A.B.C.D.π7.(2015•XX)已知非零向量满足||=4||,且⊥()则的夹角为()A.B.C.D.8.(2014•XX)在平面直角坐标系中,O为原点,A(﹣1,0),B(0,),C(3,0),动点D满足||=1,则|++|的取值X围是()A.[4,6]B.[﹣1,+1]C.[2,2]D.[﹣1,+1] 9.(2014•桃城区校级模拟)设向量,满足,,<>=60°,则||的最大值等于()A.2 B.C.D.110.(2014•XX)已知菱形ABCD的边长为2,∠BAD=120°,点E、F分别在边BC、DC上,=λ,=μ,若•=1,•=﹣,则λ+μ=()A.B.C.D.11.(2014•XX)设,为非零向量,||=2||,两组向量,,,和,,,,均由2个和2个排列而成,若•+•+•+•所有可能取值中的最小值为4||2,则与的夹角为()A.B.C.D.012.(2014•XX)平面向量=(1,2),=(4,2),=m+(m∈R),且与的夹角等于与的夹角,则m=()A.﹣2 B.﹣1 C.1 D.213.(2014•新课标I)设D,E,F分别为△ABC的三边BC,CA,AB的中点,则+=()A.B. C.D.14.(2014•XX)设M为平行四边形ABCD对角线的交点,O为平行四边形ABCD所在平面内任意一点,则等于()A.B.2C.3D.4二.选择题(共8小题)15.(2013•XX)设、为单位向量,非零向量=x+y,x、y∈R.若、的夹角为30°,则的最大值等于.16.(2013•)已知点A(1,﹣1),B(3,0),C(2,1).若平面区域D由所有满足(1≤λ≤2,0≤μ≤1)的点P组成,则D的面积为.17.(2012•XX)如图,在平行四边形ABCD中,AP⊥BD,垂足为P,且AP=3,则=.18.(2012•)己知正方形ABCD的边长为1,点E是AB边上的动点.则的值为.19.(2011•XX)已知直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ADC=90°,AD=2,BC=1,P是腰DC上的动点,则的最小值为.20.(2010•XX)已知平面向量满足,且与的夹角为120°,则||的取值X围是.21.(2010•XX)如图,在△ABC中,AD⊥AB,,,则=.22.(2009•XX)若等边△ABC的边长为,平面内一点M满足=+,则=.三.选择题(共2小题)23.(2012•XX)定义向量=(a,b)的“相伴函数”为f(x)=asinx+bcosx,函数f(x)=asinx+bcosx 的“相伴向量”为=(a,b)(其中O为坐标原点).记平面内所有向量的“相伴函数”构成的集合为S.(1)设g(x)=3sin(x+)+4sinx,求证:g(x)∈S;(2)已知h(x)=cos(x+α)+2cosx,且h(x)∈S,求其“相伴向量”的模;(3)已知M(a,b)(b≠0)为圆C:(x﹣2)2+y2=1上一点,向量的“相伴函数”f(x)在x=x0处取得最大值.当点M在圆C上运动时,求tan2x0的取值X围.24.(2007•XX)设F1、F2分别是椭圆=1的左、右焦点.(Ⅰ)若P是第一象限内该椭圆上的一点,且,求点P的作标;(Ⅱ)设过定点M(0,2)的直线l与椭圆交于不同的两点A、B,且∠AOB为锐角(其中O为坐标原点),求直线l的斜率k的取值X围.平面向量高考试题精选(一)参考答案与试题解析一.选择题(共14小题)1.(2015•XX)设D为△ABC所在平面内一点,,则()A.B.C.D.解:由已知得到如图由===;故选:A.2.(2015•XX)已知,若P点是△ABC所在平面内一点,且,则的最大值等于()A.13 B.15 C.19 D.21解:由题意建立如图所示的坐标系,可得A(0,0),B(,0),C(0,t),∵,∴P(1,4),∴=(﹣1,﹣4),=(﹣1,t﹣4),∴=﹣(﹣1)﹣4(t﹣4)=17﹣(+4t),由基本不等式可得+4t≥2=4,∴17﹣(+4t)≤17﹣4=13,当且仅当=4t即t=时取等号,∴的最大值为13,故选:A.3.(2015•XX)设四边形ABCD为平行四边形,||=6,||=4,若点M、N满足,,则=()A.20 B.15 C.9 D.6解:∵四边形ABCD为平行四边形,点M、N满足,,∴根据图形可得:=+=,==,∴=,∵=•()=2﹣,2=22,=22,||=6,||=4,∴=22=12﹣3=9故选:C4.(2015•XX)△ABC是边长为2的等边三角形,已知向量,满足=2,=2+,则下列结论正确的是()A.||=1 B.⊥C.•=1 D.(4+)⊥解:因为已知三角形ABC的等边三角形,,满足=2,=2+,又,所以,,所以=2,=1×2×cos120°=﹣1,4=4×1×2×cos120°=﹣4,=4,所以=0,即(4)=0,即=0,所以;故选D.5.(2015•XX)对任意向量、,下列关系式中不恒成立的是()A.||≤|||| B.||≤|||﹣|||C.()2=||2D.()•()=2﹣2解:选项A正确,∵||=|||||cos<,>|,又|cos<,>|≤1,∴||≤||||恒成立;选项B错误,由三角形的三边关系和向量的几何意义可得||≥|||﹣|||;选项C正确,由向量数量积的运算可得()2=||2;选项D正确,由向量数量积的运算可得()•()=2﹣2.故选:B6.(2015•XX)若非零向量,满足||=||,且(﹣)⊥(3+2),则与的夹角为()A.B.C.D.π解:∵(﹣)⊥(3+2),∴(﹣)•(3+2)=0,即32﹣22﹣•=0,即•=32﹣22=2,∴cos<,>===,即<,>=,故选:A7.(2015•XX)已知非零向量满足||=4||,且⊥()则的夹角为()A.B.C.D.解:由已知非零向量满足||=4||,且⊥(),设两个非零向量的夹角为θ,所以•()=0,即2=0,所以cosθ=,θ∈[0,π],所以;故选C.8.(2014•XX)在平面直角坐标系中,O为原点,A(﹣1,0),B(0,),C(3,0),动点D满足||=1,则|++|的取值X围是()A.[4,6]B.[﹣1,+1]C.[2,2]D.[﹣1,+1]】解:∵动点D满足||=1,C(3,0),∴可设D(3+cosθ,sinθ)(θ∈[0,2π)).又A(﹣1,0),B(0,),∴++=.∴|++|===,(其中sinφ=,cosφ=)∵﹣1≤sin(θ+φ)≤1,∴=sin(θ+φ)≤=,∴|++|的取值X围是.故选:D.9.(2014•桃城区校级模拟)设向量,满足,,<>=60°,则||的最大值等于()A.2 B.C.D.1解:∵,∴的夹角为120°,设,则;=如图所示则∠AOB=120°;∠ACB=60°∴∠AOB+∠ACB=180°∴A,O,B,C四点共圆∵∴∴由三角形的正弦定理得外接圆的直径2R=当OC为直径时,模最大,最大为2故选A10.(2014•XX)已知菱形ABCD的边长为2,∠BAD=120°,点E、F分别在边BC、DC上,=λ,=μ,若•=1,•=﹣,则λ+μ=()A.B.C.D.解:由题意可得若•=(+)•(+)=+++=2×2×cos120°++λ•+λ•μ=﹣2+4μ+4λ+λμ×2×2×cos120°=4λ+4μ﹣2λμ﹣2=1,∴4λ+4μ﹣2λμ=3 ①.•=﹣•(﹣)==(1﹣λ)•(1﹣μ)=(1﹣λ)•(1﹣μ)=(1﹣λ)(1﹣μ)×2×2×cos120°=(1﹣λ﹣μ+λμ)(﹣2)=﹣,即﹣λ﹣μ+λμ=﹣②.由①②求得λ+μ=,故答案为:.11.(2014•XX)设,为非零向量,||=2||,两组向量,,,和,,,,均由2个和2个排列而成,若•+•+•+•所有可能取值中的最小值为4||2,则与的夹角为()A.B.C.D.0解:由题意,设与的夹角为α,分类讨论可得①•+•+•+•=•+•+•+•=10||2,不满足②•+•+•+•=•+•+•+•=5||2+4||2cosα,不满足;③•+•+•+•=4•=8||2cosα=4||2,满足题意,此时cosα=∴与的夹角为.故选:B.12.(2014•XX)平面向量=(1,2),=(4,2),=m+(m∈R),且与的夹角等于与的夹角,则m=()A.﹣2 B.﹣1 C.1 D.2解:∵向量=(1,2),=(4,2),∴=m+=(m+4,2m+2),又∵与的夹角等于与的夹角,∴=,∴=,∴=,解得m=2,故选:D13.(2014•新课标I)设D,E,F分别为△ABC的三边BC,CA,AB的中点,则+=()A.B. C.D.【解答】解:∵D,E,F分别为△ABC的三边BC,CA,AB的中点,∴+=(+)+(+)=+=(+)=,故选:A14.(2014•XX)设M为平行四边形ABCD对角线的交点,O为平行四边形ABCD所在平面内任意一点,则等于()A.B.2C.3D.4解:∵O为任意一点,不妨把A点看成O点,则=,∵M是平行四边形ABCD的对角线的交点,∴=2=4故选:D.二.选择题(共8小题)15.(2013•XX)设、为单位向量,非零向量=x+y,x、y∈R.若、的夹角为30°,则的最大值等于2.解:∵、为单位向量,和的夹角等于30°,∴=1×1×cos30°=.∵非零向量=x+y,∴||===,∴====,故当=﹣时,取得最大值为2,故答案为2.16.(2013•)已知点A(1,﹣1),B(3,0),C(2,1).若平面区域D由所有满足(1≤λ≤2,0≤μ≤1)的点P组成,则D的面积为3.解:设P的坐标为(x,y),则=(2,1),=(1,2),=(x﹣1,y+1),∵,∴,解之得∵1≤λ≤2,0≤μ≤1,∴点P坐标满足不等式组作出不等式组对应的平面区域,得到如图的平行四边形CDEF与其内部其中C(4,2),D(6,3),E(5,1),F(3,0)∵|CF|==,点E(5,1)到直线CF:2x﹣y﹣6=0的距离为d==∴平行四边形CDEF的面积为S=|CF|×d=×=3,即动点P构成的平面区域D的面积为3故答案为:317.(2012•XX)如图,在平行四边形ABCD中,AP⊥BD,垂足为P,且AP=3,则= 18.【解答】解:设AC与BD交于点O,则AC=2AO∵AP⊥BD,AP=3,在Rt△APO中,AOcos∠OAP=AP=3∴||cos∠OAP=2||×cos∠OAP=2||=6,由向量的数量积的定义可知,=||||cos∠PAO=3×6=18故答案为:1818.(2012•)己知正方形ABCD的边长为1,点E是AB边上的动点.则的值为1.【解答】解:因为====1.故答案为:119.(2011•XX)已知直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ADC=90°,AD=2,BC=1,P是腰DC上的动点,则的最小值为5.解:如图,以直线DA,DC分别为x,y轴建立平面直角坐标系,则A(2,0),B(1,a),C(0,a),D(0,0)设P(0,b)(0≤b≤a)则=(2,﹣b),=(1,a﹣b),∴=(5,3a﹣4b)∴=≥5.故答案为5.20.(2010•XX)已知平面向量满足,且与的夹角为120°,则||的取值X围是(0,].解:令用=、=,如下图所示:则由=,又∵与的夹角为120°,∴∠ABC=60°又由AC=由正弦定理得:||=≤∴||∈(0,]故||的取值X围是(0,]故答案:(0,]21.(2010•XX)如图,在△ABC中,AD⊥AB,,,则=.【解答】解:,∵,∴,∵,∴cos∠DAC=sin∠BAC,,在△ABC中,由正弦定理得变形得|AC|sin∠BAC=|BC|sinB,,=|BC|sinB==,故答案为.22.(2009•XX)若等边△ABC的边长为,平面内一点M满足=+,则=﹣2.解:以C点为原点,以AC所在直线为x轴建立直角坐标系,可得,∴,,∵=+=,∴M,∴,,=(,)•(,)=﹣2.故答案为:﹣2.三.选择题(共2小题)23.(2012•XX)定义向量=(a,b)的“相伴函数”为f(x)=asinx+bcosx,函数f(x)=asinx+bcosx 的“相伴向量”为=(a,b)(其中O为坐标原点).记平面内所有向量的“相伴函数”构成的集合为S.(1)设g(x)=3sin(x+)+4sinx,求证:g(x)∈S;(2)已知h(x)=cos(x+α)+2cosx,且h(x)∈S,求其“相伴向量”的模;(3)已知M(a,b)(b≠0)为圆C:(x﹣2)2+y2=1上一点,向量的“相伴函数”f(x)在x=x0处取得最大值.当点M在圆C上运动时,求tan2x0的取值X围.【解答】解:(1)g(x)=3sin(x+)+4sinx=4sinx+3cosx,其‘相伴向量’=(4,3),g(x)∈S.(2)h(x)=cos(x+α)+2cosx=(cosxcosα﹣sinxsinα)+2cosx=﹣sinαsinx+(cosα+2)cosx∴函数h(x)的‘相伴向量’=(﹣sinα,cosα+2).则||==.(3)的‘相伴函数’f(x)=asinx+bcosx=sin(x+φ),其中cosφ=,sinφ=.当x+φ=2kπ+,k∈Z时,f(x)取到最大值,故x0=2kπ+﹣φ,k∈Z.∴tanx0=tan(2kπ+﹣φ)=cotφ=,tan2x0===.为直线OM的斜率,由几何意义知:∈[﹣,0)∪(0,].令m=,则tan2x0=,m∈[﹣,0)∪(0,}.当﹣≤m<0时,函数tan2x0=单调递减,∴0<tan2x0≤;当0<m≤时,函数tan2x0=单调递减,∴﹣≤tan2x0<0.综上所述,tan2x0∈[﹣,0)∪(0,].24.(2007•XX)设F1、F2分别是椭圆=1的左、右焦点.(Ⅰ)若P是第一象限内该椭圆上的一点,且,求点P的作标;(Ⅱ)设过定点M(0,2)的直线l与椭圆交于不同的两点A、B,且∠AOB为锐角(其中O为坐标原点),求直线l的斜率k的取值X围.】解:(Ⅰ)易知a=2,b=1,.∴,.设P(x,y)(x>0,y>0).则,又,联立,解得,.(Ⅱ)显然x=0不满足题设条件.可设l的方程为y=kx+2,设A(x1,y1),B(x2,y2).联立∴,由△=(16k)2﹣4•(1+4k2)•12>016k2﹣3(1+4k2)>0,4k2﹣3>0,得.①又∠AOB为锐角,∴又y1y2=(kx1+2)(kx2+2)=k2x1x2+2k(x1+x2)+4∴x1x2+y1y2=(1+k2)x1x2+2k(x1+x2)+4===∴.②综①②可知,∴k的取值X围是.。
2020版《微点教程》高考人教A版文科数学一轮复习文档:第四章 第一节 平面向量的概念及其线性运算 含答案

1.(配合例2使用)已知P为△ABC所在平面内一点, + + =0,| |=| |=| |=2,则△ABC的面积等于( )
A. B.2
C.3 D.4
解析由| |=| |得,△PBC是等腰三角形,取BC的中点为D,则PD⊥BC,又 + + =0,所以 =-( + )=-2 ,所以PD= AB=1,且PD∥AB,故AB⊥BC,即△ABC是直角三角形,由| |=2,PD=1可得| |= ,则| |=2 ,所以△ABC的面积为 ×2×2 =2 。故选B。
三角形法则
a-b=a+(-b)
数乘
求实数λ与向量a的积的运算
(1)|λa|=|λ||a|;
(2)当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;当λ<0时,λa的方向与a的方向相反;当λ=0时,λa=0
λ(μa)=(λμ)a;
(λ+μ)a=λa+μa;
λ(a+b)=λa+λb
3.共线向量定理
向量a(a≠0)与b共线的充要条件是存在唯一一个实数λ,使得b=λa。
定义
备注
向量
既有大小又有方向的量;向量的大小叫做向量的长度(或称模)
平面向量是自由向量
零向量
长度为零的向量,其方向是任意的
记作0
单位向量
长度等于1个单位的向量
非零向量a的单位向量为±
平行向量
方向相同或相反的非零向量
0与任一向量平行或共线
共线向量
方向相同或相反的非零向量,又叫做共线向量
相等向量
长度相等且方向相同的向量
答案(1)A(2)D
考点三共线定理及应用微点小专题
方向1:共线定理
【例3】已知e1,e2是两个不共线的向量,若a=2e1-e2与b=e1+λe2共线,则λ=( )
向量高考经典试题(附详细答案)

向量高考经典试题一、选择题1.(全国1文理)已知向量(5,6)a =-,(6,5)b =,则a 与bA .垂直B .不垂直也不平行C .平行且同向D .平行且反向 解.已知向量(5,6)a =-,(6,5)b =,30300a b ⋅=-+=,则a 与b 垂直,选A 。
2、(文5)已知向量(1)(1)n n ==-,,,a b ,若2-a b 与b 垂直,则=a ( )A .1BC .2D .4【答案】:C 【分析】:2(3,)n -a b =,由2-a b 与b 垂直可得:2(3,)(1,)30n n n n ⋅-=-+=⇒= 2=a 。
3、(文4理10)若向量,a b 满足||||1a b ==,,a b 的夹角为60°,则a a a b ⋅+⋅=______; 答案:32;解析:1311122a a ab ⋅+⋅=+⨯⨯=, 4、(天津理10) 设两个向量22(2,cos )a λλα=+-和(,sin ),2mb m α=+其中,,m λα为实数.若2,a b =则mλ的取值围是( )A.[6,1]-B.[4,8]C.(,1]-∞D.[1,6]-【答案】A【分析】由22(2,cos )a λλα=+-,(,sin ),2mb m α=+2,a b =可得2222cos 2sin m m λλαα+=⎧⎨-=+⎩,设k m λ=代入方程组可得22222cos 2sin km m k m m αα+=⎧⎨-=+⎩消去m 化简得2222cos 2sin 22k k k αα⎛⎫-=+ ⎪--⎝⎭,再化简得22422cos 2sin 022k k αα⎛⎫+-+-= ⎪--⎝⎭再令12t k =-代入上式得222(sin 1)(16182)0t t α-+++=可得2(16182)[0,4]t t -++∈解不等式得1[1,]8t ∈--因而11128k -≤≤--解得61k -≤≤.故选A5、(理11)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⋅⨯⋅=【答案】:C.【分析】: 2()00AC AC AB AC AC AB AC BC =⋅⇔⋅-=⇔⋅=,A 是正确的,同理B 也正确,对于D 答案可变形为2222CD AB AC BC ⋅=⋅,通过等积变换判断为正确.6、(全国2 理5)在∆ABC 中,已知D 是AB 边上一点,若AD =2DB ,CD =CB CA λ+31,则λ=(A)32(B)31(C) -31(D) -32 解.在∆ABC 中,已知D 是AB 边上一点,若AD =2DB ,=CB CA λ+31,则22()33CD CA AD CA AB CA CB CA =+=+=+-=1233CA CB +,4 λ=32,选A 。
高考数学试题解析 分项专题07 平面向量 文 试题

2021最新命题题库大全2021-2021年高考试题解析数学〔文科〕分项专题07 平面向量2021年高考试题 一、选择题:1.(2021年高考卷文科3)向量(1,2),(1,0),(3,4)a b c ===,假设λ为实数,()//a b c λ+,那么λ= 〔 〕 A .14 B .12C .1D .2 【答案】B【解析】)2,1()0,()2,1(λλλ+=+=+b a , ()//a b c λ+210324)1(=∴=⨯-⨯+∴λλ 所以选B.2.〔2021年高考全国卷文科3)设向量a b 、满足|a |=|b |=1, a b ⋅1=2-,那么2a b +=〔A 〔B 〔C 〔D 【答案】B【解析】2222(2)44a b a b a a b b +=+=+⋅+2244a a b b =+⋅+== B3.〔2021年高考卷文科3)向量a =〔2,1〕,b =〔-1,k 〕,a ·〔2a -b 〕=0,那么k=〔 〕〔A 〕-12 〔B 〕-6 〔C 〕6 〔D 〕12 答案: D解析:由题意,得2a -b =〔5,2-k 〕,a ·〔2a -b 〕=2×5+2-k=0,所以k=12.4.〔2021年高考卷文科5)向量(1,),(2,2),a k b a b a ==+且与一共线,那么a b ⋅的值是A .1B .2C .3D .4【答案】D 二、填空题:5. 〔2021年高考卷文科13)a 与b 为两个不一共线的单位向量,k 为实数,假设向量a b +与向量ka b -垂直,那么k = .【解析】要求→1b *→2b ,只需将题目条件带入,得:→1b *→2b =〔→1e -2→2e 〕*〔3→1e +4→2e 〕=222121823→→→→-•-e e e e其中21→e =1,=•→→21e e =60cos 21••→→e e =1*1*21=21,122=→e ,带入,原式=3*1—2*21—8*1=—6.8. 〔2021年高考卷文科13)假设向量a=〔1,1〕,b 〔-1,2〕,那么a·b 等于_____________. 【答案】1【解析】因为向量a=〔1,1〕,b 〔-1,2〕,所以a·b 等于1.9. 〔2021年高考卷文科7)如图,正六边形ABCDEF 中,BA CD EF ++=(A)0 (B)BE (C)AD (D)CF 答案:D解析:BA CD EF DE CD EF CD DE EF CF ++=++=++=.10.〔2021年高考卷文科13)设向量,a b 满足||25,(2,1),a b ==且a b 与的方向相反,那么a 的坐标为 . 答案:(4,2)-- 解析:由题2||215b =+=2(4,2).a b =-=--11.〔2021年高考卷文科2)假设向量{1,2},{1,1}a b ==-,那么2a b +与a b -的夹角等于A.4π-B.6πC.4π D.34π 答案:C解析:因为2(3,3),(0,3)a b a b +=-=,设其夹角为r ,故(2)()2cos 2|2|||a b a b r a b a b +⋅-==+⋅-,即4r π=,所以选C.12.〔2021年高考卷文科15)假设平面向量α、β 满足1,1αβ=≤,且以向量α、β为邻边的平行四边形的面积为12,那么α和β的夹角θ取值范围是___。
平面向量5类解题技巧(“爪子定理”、系数和等和线、极化恒等式、奔驰定理与三角形四心问题)试题含答案

平面向量5类解题技巧(“爪子定理”、系数和(等和线)、极化恒等式、奔驰定理与三角形四心问题、范围与最值问题)技法01“爪子定理”的应用及解题技巧“爪子定理”是平面向量基本定理的拓展,用“爪子定理”能更快速求解,需同学们重点学习掌握知识迁移形如AD =xAB +yAC 条件的应用(“爪子定理”)“爪”字型图及性质:(1)已知AB ,AC 为不共线的两个向量,则对于向量AD ,必存在x ,y ,使得AD =xAB +yAC 。
则B ,C ,D 三点共线⇔x +y =1当0<x +y <1,则D 与A 位于BC 同侧,且D 位于A 与BC 之间当x +y >1,则D 与A 位于BC 两侧x +y =1时,当x >0,y >0,则D 在线段BC 上;当xy <0,则D 在线段BC 延长线上(2)已知D 在线段BC 上,且BD :CD =m :n ,则AD =n m +n AB +m m +nAC1(全国·高考真题)设D 为△ABC 所在平面内一点,且BC =3CD ,则()A.AD =-13AB +43ACB.AD =13AB -43ACC.AD =43AB +13ACD.AD =43AB -13AC 2(2023江苏模拟)如图,在△ABC 中,AN =13NC ,P 是BN 上的一点,若AP =mAB +211AC ,则实数m 的值为()A.911 B.511 C.311 D.2111(2022·全国·统考高考真题)在△ABC 中,点D 在边AB 上,BD =2DA .记CA =m ,CD =n ,则CB =()A.3m -2nB.-2m +3nC.3m +2nD.2m +3n2(全国·高考真题)在△ABC 中,AB =c ,AC =b .若点D 满足BD =2DC ,则AD =()A.23b +13c B.53c -23b C.23b -13c D.13b +23c 3(2020·新高考全国1卷·统考高考真题)已知平行四边形ABCD ,点E ,F 分别是AB ,BC 的中点(如图所示),设AB =a ,AD =b ,则EF 等于()A.12a +bB.12a -bC.12b -aD.12a +b 4(全国·高考真题)在△ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,则EB =()A.34AB -14AC B.14AB -34AC C.34AB +14AC D.14AB +34AC 5(江苏·高考真题)设D 、E 分别是ΔABC 的边AB ,BC 上的点,AD =12AB ,BE =23BC . 若DE =λ1AB +λ2AC (λ1,λ2为实数),则λ1+λ2的值是技法02系数和(等和线)的应用及解题技巧近年,高考、模考中有关“系数和(等和线)定理”背景的试题层出不穷,学生在解决此类问题时,往往要通过建系或利用角度与数量积处理,结果因思路不清、解题繁琐,导致得分率不高,而向量三点共线定理与等和线巧妙地将代数问题转化为图形关系问题,将系数和的代数运算转化为距离的比例运算,数形结合思想得到了有效体现,同时也为相关问题的解决提供了新的思路,大家可以学以致用知识迁移如图,P 为ΔAOB 所在平面上一点,过O 作直线l ⎳AB ,由平面向量基本定理知:存在x ,y ∈R ,使得OP =xOA +yOB下面根据点P 的位置分几种情况来考虑系数和x +y 的值①若P ∈l 时,则射线OP 与l 无交点,由l ⎳AB 知,存在实数λ,使得OP =λAB 而AB =OB -OA ,所以OP =λOB -λOA ,于是x +y =λ-λ=0②若P ∉l 时,(i )如图1,当P 在l 右侧时,过P 作CD ⎳AB ,交射线OA ,OB 于C ,D 两点,则ΔOCD ∼ΔOAB ,不妨设ΔOCD 与ΔOAB 的相似比为k由P ,C ,D 三点共线可知:存在λ∈R 使得:OP =λOC +(1-λ)OD =kλOA +k (1-λ)OB所以x +y =kλ+k (1-λ)=k(ii )当P 在l 左侧时,射线OP 的反向延长线与AB 有交点,如图1作P 关于O 的对称点P ,由(i )的分析知:存在存在λ∈R 使得:OP =λOC +(1-λ)OD =kλOA +(1-λ)OB 所以OP =-kλOA +-(1-λ)OB于是x +y =-kλ+-k (1-λ)=-k 综合上面的讨论可知:图中OP 用OA ,OB 线性表示时,其系数和x +y 只与两三角形的相似比有关。
专题06向量与解三角形-十年(2012-2021)高考数学真题分项详解(全国通用)(解析版)

专题06 向量与解三角形【2021年】1.(2021年全国高考甲卷数学(文)试题)在ABC 中,已知120B =︒,AC 2AB =,则BC =( )A .1BCD .3【答案】D【分析】设,,AB c AC b BC a ===,结合余弦定理:2222cos b a c ac B =+-可得:21942cos120a a =+-⨯⨯, 即:22150a a +-=,解得:3a =(5a =-舍去), 故3BC =. 故选:D.二、多选题2.(2021年全国新高考Ⅰ卷数学试题)已知O 为坐标原点,点()1cos ,sin P αα,()2cos ,sin P ββ-,()()()3cos ,sin P αβαβ++,1,0A ,则( ) A .12OP OP = B .12AP AP = C .312OA OP OP OP ⋅=⋅ D .123OA OP OP OP ⋅=⋅ 【答案】AC【分析】A :1(cos ,sin )OP αα=,2(cos ,sin )OP ββ=-,所以1||cos 1OP ==,2||(cos 1OP ==,故12||||OP OP =,正确; B :1(cos 1,sin )AP αα=-,2(cos 1,sin )AP ββ=--,所以1||(cos 2|sin|2AP α====,同理2||(cos 2|sin|2AP β=,故12||,||AP AP 不一定相等,错误;C :由题意得:31cos()0sin()cos()OA OP αβαβαβ⋅=⨯++⨯+=+,12cos cos sin (sin )cos()OP OP αβαβαβ⋅=⋅+⋅-=+,正确; D :由题意得:11cos 0sin cos OA OP ααα⋅=⨯+⨯=,23cos cos()(sin )sin()OP OP βαββαβ⋅=⨯++-⨯+ ()()()cos βαβcos α2β=++=+,故一般来说123OA OP OP OP ⋅≠⋅故错误; 故选:AC三、填空题3.(2021年全国高考乙卷数学(文)试题)记ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,60B =︒,223a c ac +=,则b =________.【答案】【分析】由题意,1sin 2ABCSac B === 所以224,12ac a c =+=,所以22212cos 122482b ac ac B =+-=-⨯⨯=,解得b =.故答案为:4.(2021年全国高考乙卷数学(文)试题)已知向量()()2,5,,4a b λ==,若//a b ,则λ=_________. 【答案】85【分析】由题意结合向量平行的充分必要条件可得:2450λ⨯-⨯=, 解方程可得:85λ=. 故答案为:85. 5.(2021年全国高考乙卷数学(理)试题)已知向量()()1,3,3,4a b ==,若()a b b λ-⊥,则λ=__________. 【答案】35【分析】因为()()()1,33,413,34a b λλλλ-=-=--,所以由()a b b λ-⊥可得,()()3134340λλ-+-=,解得35λ=.故答案为:35.6.(2021年全国高考甲卷数学(文)试题)若向量,a b 满足3,5,1a a b a b =-=⋅=,则b =_________.【答案】【分析】Ⅰ5a b -=Ⅰ222229225a b a b a b b -=+-⋅=+-= Ⅰ32b =.故答案为:7.(2021年全国高考甲卷数学(理)试题)已知向量()()3,1,1,0,a b c a kb ===+.若a c ⊥,则k =________.【答案】103-.()()()3,1,1,0,3,1a b c a kb k ==∴=+=+, (),33110a c a c k ⊥∴=++⨯=,解得103k =-,故答案为:103-.四、解答题8.(2021年全国新高考Ⅰ卷数学试题)记ABC 是内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知2b ac =,点D 在边AC 上,sin sin BD ABC a C ∠=. (1)证明:BD b =;(2)若2AD DC =,求cos ABC ∠. 【答案】(1)证明见解析;(2)7cos 12ABC ∠=.【分析】(1)由题设,sin sin a C BD ABC =∠,由正弦定理知:sin sin c b C ABC =∠,即sin sin C cABC b=∠, ⅠacBD b=,又2b ac =, ⅠBD b =,得证.(2)由题意知:2,,33b b BD b AD DC ===, Ⅰ22222241399cos 24233b b bc c ADB b b b +--∠==⋅,同理2222221099cos 2233b b b a a CDB b b b +--∠==⋅, ⅠADB CDB π∠=-∠,Ⅰ2222221310994233b bc a b b --=,整理得2221123b a c +=,又2b ac =, Ⅰ42221123b b a a +=,整理得422461130a a b b -+=,解得2213a b =或2232a b =,由余弦定理知:222224cos 232a c b a ABC ac b+-∠==-,当2213a b =时,7cos 16ABC ∠=>不合题意;当2232a b =时,7cos 12ABC ∠=;综上,7cos 12ABC ∠=.【2012年——2020年】1.(2020年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅰ))在ⅠABC 中,cos C =23,AC =4,BC =3,则tan B =( ) AB .C .D .【答案】C【分析】设,,AB c BC a CA b ===22222cos 916234933c a b ab C c =+-=+-⨯⨯⨯=∴=2221cos sin tan 29a c b B B B ac +-==∴===故选:C2.(2020年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ))已知向量ab a ,b 满足||5a =,||6b =,6a b ⋅=-,则cos ,=a a b +( ) A .3135-B .1935-C .1735D .1935【答案】D 【分析】5a =,6b =,6a b ⋅=-,()225619a a b a a b ∴⋅+=+⋅=-=.()2222257a b a ba ab b +=+=+⋅+=-,因此,()1919cos ,5735a a ba ab a a b⋅+<+>===⨯⋅+. 故选:D.3.(2020年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ))在ⅠABC 中,cos C =23,AC =4,BC =3,则cos B =( ) A .19B .13C .12D .23【答案】A 【分析】在ABC 中,2cos 3C =,4AC =,3BC = 根据余弦定理:2222cos AB AC BC AC BC C =+-⋅⋅2224322433AB =+-⨯⨯⨯可得29AB = ,即3AB = 由22299161cos22339AB BC AC B AB BC +-+-===⋅⨯⨯故1cos 9B =. 故选:A.4.(2019年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅰ))已知非零向量a b ,满足2a b =,且b a b ⊥(–),则a 与b 的夹角为 A .π6B .π3C .2π3D .5π6【答案】B【分析】因为()a b b -⊥,所以2()a b b a b b -⋅=⋅-=0,所以2a b b ⋅=,所以cos θ=22||122||a bb b a b ⋅==⋅,所以a 与b 的夹角为3π,故选B .5.(2019年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅰ))ⅠABC 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bc= A .6 B .5C .4D .3【答案】A【分析】详解:由已知及正弦定理可得2224a b c -=,由余弦定理推论可得22222141313cos ,,,464224242b c a c c c b A bc bc b c +---==∴=-∴=∴=⨯=,故选A . 6.(2019年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅰ))已知向量()()2332a b ==,,,,则|–|a b =A B .2C .D .50【答案】A 由已知,(2,3)(3,2)(1,1)a b -=-=-,所以||(1)a b -=-=故选A7.(2019年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ))已知AB =(2,3),AC =(3,t ),BC =1,则AB BC ⋅= A .-3 B .-2 C .2 D .3【答案】C【分析】由(1,3)BC AC AB t =-=-,211BC ==,得3t =,则(1,0)BC =,(2,3)(1,0)21302AB BC ==⨯+⨯=.故选C .8.(2018年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标I 卷))在ⅠABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,则EB =A .3144AB AC - B .1344AB AC - C .3144+AB ACD .1344+AB AC【答案】A【分析】根据向量的运算法则,可得()111111222424BE BA BD BA BC BA BA AC =+=+=++ 1113124444BA BA AC BA AC =++=+, 所以3144EB AB AC =-,故选A.9.(2018年全国普通高等学校招生统一考试理数(全国卷II ))在ABC ∆中,cos 2C =,BC=1,AC=5,则AB=A .BC D .【详解】:因为223cos 2cos 121,25C C =-=⨯-=-所以22232cos 125215()325c a b ab C c =+-=+-⨯⨯⨯-=∴= A.10.(2018年全国卷Ⅰ理数高考试题)ABC 的内角A B C ,,的对边分别为a ,b ,c ,若ABC 的面积为2224a b c +-,则C =A .π2B .π3C .π4D .π6【答案】C 【详解】由题可知222124ABCa b c SabsinC +-==所以2222absinC a b c +-= 由余弦定理2222a b c abcosC +-= 所以sinC cosC =()C 0,π∈C 4π∴=故选C.11.(2017年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标1卷))ⅠABC 的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c .已知sin sin (sin cos )0B A C C +-=,a =2,c C = A .π12B .π6C .π4D .π3【答案】B【详解】:sinB=sin (A+C )=sinAcosC+cosAsinC , ⅠsinB+sinA (sinC ﹣cosC )=0,ⅠsinAcosC+cosAsinC+sinAsinC ﹣sinAcosC=0, ⅠcosAsinC+sinAsinC=0, ⅠsinC≠0, ⅠcosA=﹣sinA ,Ⅰπ2<A <π, ⅠA= 3π4,由正弦定理可得c sin sin aC A=, Ⅰa=2,ⅠsinC=sin c A a=12=22,Ⅰa >c , ⅠC=π6, 故选B .12.(2017年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标2))已知ABC 是边长为2的等边三角形,P 为平面ABC 内一点,则()PA PB PC +的最小值是( )A .2-B .32-C .43-D .1-【答案】B【分析】建立如图所示的坐标系,以BC 中点为坐标原点,则A ,(1,0)B -,(1,0)C ,设(,)P x y,则()PA x y =-,(1,)PB x y =---,(1,)PC x y =--,则22223()222[(]4PA PB PC x y x y +=-+=+- ∴当0x =,2y =时,取得最小值332()42⨯-=-,故选:B .13.(2017年全国普通高等学校招生统一考试)ⅠABC 的内角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c.已知a =2c =,2cos 3A =,则b=A B C .2D .3【答案】D【详解】由余弦定理得,解得(舍去),故选D.14.(2016年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标2卷)已知向量()()1,3,2a m b ==-,,且()a b b +⊥,则m = A .−8 B .−6 C .6 D .8【答案】D 【分析】Ⅰ(1,),(3,2),(4,2)a m b a b m ==-∴+=-,又()a b b +⊥, Ⅰ3×4+(﹣2)×(m ﹣2)=0,解得m =8. 故选D .15.(2016年全国普通高等学校招生统一考试理科数学)在ABC 中,4B π=,BC 边上的高等于13BC ,则sin A =A .310B.10CD【答案】D【详解】:设BC 边上的高线为AD ,则3,2BC AD DC AD ==,所以AC =.由正弦定理,知sin sin AC BCB A=3sin ADA =,解得sin 10A =,故选D . 16.(2016年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(全国3卷)在ABC 中,4B π=,BC 边上的高等于13BC ,则cos A =( ) ABC. D.10-【答案】C【详解】:设,2,sin cos cos AD a AB CD a AC A ααββ=⇒===⇒===⇒cos()αβ=+=,故选C.17.(2015年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标Ⅰ)已知点(0,1),(3,2)A B ,向量(4,3)AC =--,则向量BC =A .(7,4)--B .(7,4)C .(1,4)-D .(1,4)【答案】A【解析】试题分析:(31)(43)(74)BC BA AC =+=--+--=--,,,,选A.18.(2015年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标Ⅰ))设D 为ABC ∆所在平面内一点,若3BC CD =,则下列关系中正确的是A .1433AD AB AC =-+ B .1433AD AB AC =- C .4133AD AB AC =+D .4133AD AB AC -=【答案】A【详解】Ⅰ3BC CD =ⅠAC −AB =3(AD −AC );ⅠAD =43AC −13AB .故选A.19.(2014年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标Ⅰ))设F E D ,,分别为ABC ∆的三边AB CA BC ,,的中点,则=+FC EBA .ADB .AD 21C .BC 21D .BC 【答案】A【解析】:根据平面向量基本定理和向量的加减运算可得:在BEF ∆中,12EB EF FB EF AB =+=+,同12FC FE EC FE AC =+=+11111()()()()22222EB FC EF AB FE AC AB AC AB AC AD+=+++=+=+=. 20.(2014年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(全国Ⅰ卷)设向量满足,,则A .1B .2C .3D .5【答案】A 【详解】:因为,所以………………Ⅰ,又,所以…………Ⅰ,Ⅰ-Ⅰ得,所以,故选A .21.(2014年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(全国Ⅰ卷))设向量,a b 满足10a b +=,6a b -=,则a b ⋅=A .1B .2C .3D .5【答案】A【详解】因为2222||()210a b a b a b a b +=+=++⋅=,22||()a b a b -=-=2226a b a b +-⋅=,两式相加得:228a b +=,所以1a b ⋅=,故选A.22.(2013年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标1卷))已知锐角ⅠABC 的内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,23cos 2A+cos 2A=0,a=7,c=6,则b 等于( ) A .10 B .9C .8D .5【答案】D【详解】由题意知,23cos 2A+2cos 2A -1=0, 即cos 2A=125, 又因ⅠABC 为锐角三角形, 所以cosA=15. ⅠABC 中由余弦定理知72=b 2+62-2b×6×15, 即b 2-125b -13=0, 即b=5或b=-135(舍去),故选D.23.(2013年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标2卷))ABC ∆的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知2b =,6B π=,4Cπ,则ABC ∆的面积为A .2+B 1C .2D 1【答案】B 【详解】试题分析:根据正弦定理,,解得,,并且,所以二、填空题24.(2020年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅰ))设向量(1,1),(1,24)a b m m =-=+-,若a b ⊥,则m =______________. 【答案】5【分析】由a b ⊥可得0a b ⋅=, 又因为(1,1),(1,24)a b m m =-=+-, 所以1(1)(1)(24)0a b m m ⋅=⋅++-⋅-=, 即5m =, 故答案为:5.25.(2020年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ))设,a b 为单位向量,且||1a b +=,则||a b -=______________.【分析】因为,a b 为单位向量,所以1a b == 所以()2222221a b a b a a b b a b +=+=+⋅+=+⋅=解得:21a b ⋅=- 所以()22223a b a b a a b b -=-=-⋅+=26.(2020年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ))已知单位向量a →,b →的夹角为45°,k a b →→-与a →垂直,则k =__________.【答案】2【分析】由题意可得:211cos 452a b →→⋅=⨯⨯=, 由向量垂直的充分必要条件可得:0k a b a →→→⎛⎫-⋅= ⎪⎝⎭,即:20k a a b k →→→⨯-⋅==,解得:k =.故答案为:2. 27.(2019年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅰ))ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b sin A +a cos B =0,则B =___________. 【答案】34π. 【分析】由正弦定理,得sin sin sin cos 0B A A B +=.(0,),(0,)A B ∈π∈π,sin 0,A ∴≠得sin cos 0B B +=,即tan 1B =-,3.4B π∴=故选D . 28.(2019年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ))ABC 的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c .若π6,2,3b ac B ===,则ABC 的面积为__________.【答案】【分析】由余弦定理得2222cos b a c ac B =+-,所以2221(2)2262c c c c +-⨯⨯⨯=, 即212c =解得c c ==-所以2a c ==11sin 22ABC S ac B ∆==⨯=29.(2019年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅰ))已知向量(2,2),(8,6)a b ==-,则cos ,a b =___________.【答案】10-【分析】22826cos ,2a b a b a b⨯-+⨯<>===+. 30.(2019年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ))已知,a b 为单位向量,且a b ⋅=0,若25c a b =- ,则cos ,a c <>=___________. 【答案】23. 【分析】因为25c a b =-,0a b ⋅=, 所以225a c a a b ⋅=-⋅2=,222||4||455||9c a a b b =-⋅+=,所以||3c =,所以cos ,a c <>=22133a c a c ⋅==⨯⋅. 31.(2018年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标I 卷))ⅠABC 的内角A B C ,,的对边分别为a b c ,,,已知sin sin 4sin sin b C c B a B C +=,2228b c a +-=,则ⅠABC 的面积为________.【分析】因为sin sin 4sin sin b C c B a B C +=,结合正弦定理可得sin sin sin sin 4sin sin sin B C C B A B C +=, 可得1sin 2A =,因为2228b c a +-=, 结合余弦定理2222a b c bccosA =+-,可得2cos 8bc A =,所以A 为锐角,且cos 2A =,从而求得3bc =,所以ABC ∆的面积为111sin 222S bc A ===. 32.(2018年全国卷Ⅰ理数高考试题)已知向量()=1,2a ,()=2,2b -,()=1,c λ.若()2+c a b ,则λ=________.【答案】12【分析】由题可得()24,2a b +=()//2,c a b + ()1,c λ=4λ20∴-=,即1λ2=故答案为1233.(2017年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标1卷))已知向量a =(﹣1,2),b =(m ,1),若()a b a +⊥,则m=_________. 【答案】7【详解】由题得(1,3)a b m +=-,因为()0a b a +⋅=,所以(1)230m --+⨯=,解得7m =.34.(2017年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标1卷))已知向量a 与b 的夹角为60°,|a |=2,|b |=1,则|a +2 b |= ______ .【答案】【详解】Ⅰ平面向量a 与b 的夹角为060,21a b ==,Ⅰ021cos601a b ⋅=⨯⨯=.Ⅰ2222(2)4(2)444a b a b a a b b +=+=+⋅+=++=故答案为35.(2017年全国普通高等学校招生统一考试)ABC ∆的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,若2cos cos cos b B a C c A =+,则B = ________.【答案】3π【分析】由2b cos B =a cos C +c cos A 及正弦定理,得2sin B cos B =sin A cos C +sin C cos A .Ⅰ2sin B cos B =sin(A +C ).又A +B +C =π,ⅠA +C =π-B .Ⅰ2sin B cos B =sin(π-B )=sin B . 又sin B ≠0,Ⅰcos B =.ⅠB =.Ⅰ在ⅠABC 中,a cos C +c cos A =b ,Ⅰ条件等式变为2b cos B =b ,Ⅰcos B =.又0<B <π,ⅠB =.36.(2017年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标3卷))已知向量(2,3),(3,)a b m =-=,且a b ⊥,则m =_______. 【答案】2【详解】由题意可得2330,m -⨯+=解得2m =.37.(2017年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标3卷))ⅠABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知C =60°,bc =3,则A =_________. 【答案】75【详解】由正弦定理sin sin b cB C=,得sin 2sin 32b C B c===,结合b c <可得45B =,则18075A B C =--=.38.(2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学)设向量(,1),(1,2)a x x b =+=,且a b ⊥,则x =________. 【答案】23-【详解】根据两向量垂直,可得2(1)320x x x ++=+=,解得23x =-. 故答案为:23-.39.(2016年全国普通高等学校招生统一考试数学) 平面向量的数量积及其应用)设向量()(),11,2a m b ==,,且222a b a b +=+,则m =_________.【答案】-2【详解】试题分析:由题意得222(1)+315 2.m m m +=++⇒=-40.(2016年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标2卷))已知向量(,4),(3,2)a m b ==-,且a b ∥,则m =___________. 【答案】6-【分析】因为a b ∥,所以2430m --⨯=,解得6m =-. 故答案为:6-41.(2015年全国普通高等学校招生统一考试数学)ⅠABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若cosA =45,cos C =513,a =1,则b =___.【答案】2113【详解】:因为45cos ,cos 513A C ==,且,A C 为三角形的内角,所以312sin ,sin 513A C ==,63sin sin[()]sin()sin cos cos sin 65B A C A C A C A C π=-+=+=+=,又因为sin sin a bA B=,所以sin 21sin 13a Bb A ==.42.(2015年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标Ⅰ))如图在平面四边形ABCD 中,ⅠA =ⅠB =ⅠC =75°,BC =2,则AB 的取值范围是___________.【答案】 【详解】如图所示,延长BA ,CD 交于E ,平移AD ,当A 与D 重合与E 点时,AB 最长,在ⅠBCE 中,ⅠB=ⅠC=75°,ⅠE=30°,BC=2,由正弦定理可得sin sin BC BEE C =∠∠,即o o2sin 30sin 75BE =,解得BE ,平移AD ,当D 与C 重合时,AB 最短,此时与AB 交于F ,在ⅠBCF 中,ⅠB=ⅠBFC=75°,ⅠFCB=30°,由正弦定理知,sin sin BF BC FCB BFC =∠∠,即o o 2sin 30sin 75BF =,解得所以AB 的取值范围为.43.(2014年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标Ⅰ))如图,为测量出高MN ,选择A 和另一座山的山顶C 为测量观测点,从A 点测得M 点的仰角060MAN ∠=,C 点的仰角045CAB ∠=以及075MAC ∠=;从C 点测得060MCA ∠=.已知山高100BC m =,则山高MN =__________m .【答案】150【详解】:在ABC 中,45,90,100BAC ABC BC ∠=︒∠=︒=,100sin 45AC ∴==︒在AMC 中,75,60,MAC MCA ∠=︒∠=︒45,AMC ∴∠=︒由正弦定理可得,sin sin AM ACACM AMC=∠∠即,sin 60sin 45AM =︒︒解得AM =在Rt AMN 中,sin MN AM MAN =⋅∠sin 60=︒150()m =.故答案为150.44.(2014年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标Ⅰ)已知,,A B C 为圆O 上的三点,若1AO (AB AC)2=+,则AB 与AC 的夹角为_______.【答案】90【分析】由1+2AO AB AC =(),故,,O B C 三点共线,且O 是线段BC 中点, 故BC 是圆O 的直径,从而090BAC ∠=, 因此AB 与AC 的夹角为090 所以答案为90︒45.(2014年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标Ⅰ))已知分别为三个内角的对边,,且,则面积的最大值为____________.【解析】:由,且,故()()()a b sinA sinB c b sinC +-=-,又根据正弦定理,得()()()a b a b c b c +-=-,化简得,222b c a bc +-=,故222122b c a cosA bc +-==,所以060A =,又224b c bc bc +-=≥,故132BAC S bcsinA ∆=≤. 46.(2013年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标1卷)已知两个单位向量a ,b 的夹角为60,(1)c ta t b =+-,若0b c ⋅=,则t =_____.【答案】2;【详解】:由0b c ⋅=可得,22(1)0,cos60(1)0,ta b t b t a b t b ︒⋅+-=∴⋅+-=即102t-=,2t ∴=故填2.47.(2013年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标2卷))已知正方形ABCD 的边长为2,E 为CD 的中点,则AE BD ⋅=__________.【答案】2 【详解】AE ·BD =(AD +12DC )·(AD -AB ) =2AD -AD ·AB +12DC ·AD -12AB ·DC =22-12×22=2.48.(2012年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(课标卷))已知向量,a b 夹角为45︒,且1,210a a b =-=,则b =__________.【答案】【详解】:的夹角,,,,.三、解答题49.(2020年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅰ))ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知B =150°.(1)若a ,b ABC 的面积;(2)若sin A C ,求C .【答案】(1(2)15︒.【分析】(1)由余弦定理可得2222282cos1507b a c ac c ==+-⋅︒=,2,c a ABC ∴==△的面积1sin 2S ac B == (2)30A C +=︒,sin sin(30)A C C C ∴=︒-1cos sin(30)222C C C =+=+︒=,030,303060C C ︒<<︒∴︒<+︒<︒, 3045,15C C ∴+︒=︒∴=︒.50.(2020年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅰ))ⅠABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知25cos ()cos 24A A π++=. (1)求A ;(2)若b c -=,证明:ⅠABC 是直角三角形. 【答案】(1)3A π=;(2)证明见解析 【分析】(1)因为25cos cos 24A A π⎛⎫++= ⎪⎝⎭,所以25sin cos 4A A +=,即251cos cos 4A A -+=, 解得1cos 2A =,又0A π<<, 所以3A π=; (2)因为3A π=,所以2221cos 22b c a A bc +-==,即222b c a bc +-=Ⅰ,又3b c a -=Ⅰ, 将Ⅰ代入Ⅰ得,()2223b c b c bc +--=, 即222250b c bc +-=,而b c >,解得2b c =,所以a =, 故222b a c =+,即ABC 是直角三角形.51.(2020年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ))ABC 中,sin 2A -sin 2B -sin 2C =sin B sin C . (1)求A ;(2)若BC =3,求ABC 周长的最大值.【答案】(1)23π;(2)3+ 【分析】【详解】(1)由正弦定理可得:222BC AC AB AC AB --=⋅,2221cos 22AC AB BC A AC AB +-∴==-⋅,()0,A π∈,23A π∴=. (2)由余弦定理得:222222cos 9BC AC AB AC AB A AC AB AC AB =+-⋅=++⋅=, 即()29AC AB AC AB +-⋅=.22AC AB AC AB +⎛⎫⋅≤ ⎪⎝⎭(当且仅当AC AB =时取等号), ()()()22223924AC AB AC AB AC AB AC AB AC AB +⎛⎫∴=+-⋅≥+-=+ ⎪⎝⎭,解得:AC AB +≤AC AB =时取等号),ABC ∴周长3L AC AB BC =++≤+ABC ∴周长的最大值为3+52.(2019年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ))ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,设22(sin sin )sin sin sin B C A B C -=-.(1)求A ;(22b c +=,求sin C .【答案】(1)3A π=;(2)sin 4C =. 【分析】【详解】(1)()2222sin sin sin 2sin sin sin sin sin sin B C B B C C A B C -=-+=-即:222sin sin sin sin sin B C A B C +-= 由正弦定理可得:222b c a bc +-=2221cos 22b c a A bc +-∴==()0,A π∈ 3A π∴=(2)22a b c +=sin 2sin A B C +=又()sin sin sin cos cos sin B A C A C A C =+=+,3A π=1cos sin 2sin 222C C C ++=整理可得:3sin C C =22sin cos 1C C += (()223sin 31sin C C ∴=-解得:sin C =因为sin 2sin 2sin 02B C A C ==->所以sin 4C >,故sin 4C =.(2)法二:22a b c +=sin 2sin A B C +=又()sin sin sin cos cos sin B A C A C A C =+=+,3A π=1sin 2sin 2C C C +=整理可得:3sin C C =,即3sin 6C C C π⎛⎫=-= ⎪⎝⎭sin 62C π⎛⎫∴-=⎪⎝⎭ 由2(0,),(,)3662C C ππππ∈-∈-,所以,6446C C ππππ-==+sin sin()46C ππ=+= 53.(2019年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅰ))ABC ∆的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知sinsin 2A Ca b A +=. (1)求B ;(2)若ABC ∆为锐角三角形,且1c =,求ABC ∆面积的取值范围.【答案】(1) 3B π=;(2)()82. 【分析】(1)根据题意sin sin 2A C a b A +=,由正弦定理得sin sin sin sin 2A CA B A +=,因为0A π<<,故sin 0A >,消去sin A 得sinsin 2A CB +=. 0<B π<,02AC π+<<因为故2A C B +=或者2A CB π++=,而根据题意A BC π++=,故2A C B π++=不成立,所以2A C B +=,又因为A B C π++=,代入得3B π=,所以3B π=. (2)因为ABC 是锐角三角形,由(1)知3B π=,A B C π++=得到23A C π+=,故022032C C πππ⎧<<⎪⎪⎨⎪<-<⎪⎩,解得62C ππ<<.又应用正弦定理sin sin a cA C=,1c =, 由三角形面积公式有:222sin()111sin 3sin sin sin 222sin 4sin ABCC a A Sac B c B c B c C Cπ-=⋅=⋅=⋅=22sin cos cos sin 2123133(sin cos )sin 3tan 38tan C C C C C ππππ-==-=+.又因,tan 62C C ππ<<>318tan C <<故82ABCS <<. 故ABCS的取值范围是 54.(2018年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标I 卷))在平面四边形ABCD 中,90ADC ∠=,45A ∠=,2AB =,5BD =.(1)求cos ADB ∠; (2)若DC =,求BC . 【答案】(1(2)5. 【分析】(1)在ABD ∆中,由正弦定理得sin sin BD ABA ADB=∠∠.由题设知,52sin45sin ADB =∠,所以sin 5ADB ∠=.由题设知,90ADB ∠<,所以cos 5ADB ∠==;(2)由题设及(1)知,cos sin 5BDC ADB ∠=∠=. 在BCD ∆中,由余弦定理得2222cos 2582525BC BD DC BD DC BDC =+-⋅⋅⋅∠=+-⨯⨯=. 所以5BC =.55.(2017年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标1卷))ⅠABC 的内角、、A B C 的对边分别为a b c 、、,已知ⅠABC 的面积为23sin a A(1)求sin sin B C ;(2)若6cos cos 1,3,B C a ==求ⅠABC 的周长.【答案】(1)2sin sin 3B C =(2) 3+ 【详解】:(1)由题设得21sin 23sin a ac B A =,即1sin 23sin a c B A =. 由正弦定理得1sin sin sin 23sin AC B A =. 故2sin sin 3B C =.(2)由题设及(1)得1cos cos sin sin ,2B C B C -=-,即()1cos 2B C +=-. 所以23B C π+=,故3A π=. 由题设得21sin 23sin a bc A A=,即8bc =.由余弦定理得229b c bc +-=,即()239b c bc +-=,得b c +=故ABC 的周长为356.(2017年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标2卷))的内角的对边分别为,,a b c ,已知2sin()8sin 2BA C +=. (1)求cosB ;(2)若6a c +=,ABC ∆面积为2,求b . 【答案】(1)1517;(2)2. 【详解】:(1)()2sin 8sin2BA C +=,Ⅰ()sin 41cosB B =-,Ⅰ22sin cos 1B B +=, Ⅰ()22161cos cos 1B B -+=,Ⅰ()()17cos 15cos 10B B --=,Ⅰ15cos 17B =;(2)由(1)可知8sin 17B =,Ⅰ1sin 22ABC S ac B =⋅=,Ⅰ172ac =,Ⅰ()2222222217152cos 2152153617154217b ac ac B a c a c a c ac =+-=+-⨯⨯=+-=+--=--=, Ⅰ2b =.57.(2017年全国普通高等学校招生统一考试理科数学)ABC ∆的内角,,A B C 的对边分别为,,,a b c 已知sin 0,2A A a b ===.(1)求角A 和边长c ;(2)设D 为BC 边上一点,且AD AC ⊥,求ABD ∆的面积.【答案】(1)23π,4;(2【解析】(1)sin 0,tan A A A +=∴=20,3A A ππ<<∴=,由余弦定理可得2222cos a b c bc A =+-,即21284222c c ⎛⎫=+-⨯⨯- ⎪⎝⎭,即22240c c +-=,解得6c =-(舍去)或4c =,故4c =.(2)2222cos c b a ab C =+-,1628422cos C ∴=+-⨯⨯,2cos2cosACC CDC∴=∴===12CD BC∴=,114222ABCS AB AC sin BAC∆∴=⋅⋅∠=⨯⨯=12ABD ABCS S∆∆∴==58.(2016年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(全国1卷))ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知2cos(cos cos)C a B b A c+=.(1)求角C;(2)若c=ABCS∆=ABC∆的周长.【答案】(1)3Cπ=(2)5【详解】:(1)由已知可得2cos(sin cos sin cos)sinC A B B A C+=12cos sin()sin cos23π∴+=⇒=⇒=C A B C C C(2)11sin622∆=⇒=⇒=ABCS ab C ab ab又2222cos+-=a b ab C c2213a b∴+=,2()255∴+=⇒+=a b a bABC∆∴的周长为559.(2015年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标Ⅰ))已知,,a b c分别是ABC∆内角,,A B C 的对边,2sin2sin sinB A C=.(1)若a b=,求cos;B(2)若90B =,且a=求ABC∆的面积.【答案】(1)14;(2)1【解析】:(1)由题设及正弦定理可得22b ac=又a b=,可得2,2b c a c==由余弦定理可得2221cos24a c bBac+-==(2)由(1)知22b ac =因为90B =,由勾股定理得222a c b +=故222a c ac +=,得c a == 所以的面积为160.(2015年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(新课标Ⅰ))ⅠABC 中D 是BC 上的点,AD 平分∠BAC,BD=2DC . (Ⅰ)求sin sin BC∠∠ ;(Ⅰ)若60BAC ∠=,求B ∠. 【答案】(Ⅰ)12;(Ⅰ)30. 【解析】:(Ⅰ)利用正弦定理转化得:sin 1.sin 2B DC C BD ∠==∠(Ⅰ)由诱导公式可得()1sin sin sin .2C BAC B B B ∠=∠+∠=∠+∠ 由(Ⅰ)知2sin sin B C ∠=∠,所以tan 30.B B ∠=∠= 试题解析:(Ⅰ)由正弦定理得,,sin sin sin sin AD BD AD DCB BADC CAD==∠∠∠∠ 因为AD 平分∠BAC,BD=2DC,所以sin 1.sin 2B DC C BD ∠==∠.(Ⅰ)因为()180,60,C BAC B BAC ∠=-∠+∠∠=所以()1sin sin sin .2C BAC B B B ∠=∠+∠=∠+∠ 由(I )知2sin sin B C ∠=∠,所以tan 30.B B ∠=∠=61.(2015年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标Ⅰ))ABC ∆中,D 是BC 上的点,AD 平分ⅠBAC ,ABD ∆面积是ADC ∆面积的2倍. (1)求sin sin BC;(2)若AD =1,DC=2,求BD 和AC 的长. 【答案】(1)12;(2)1 【详解】(1),1sin 2ACD S AC AD CAD ∆=⋅⋅∠, Ⅰ2ABD ACD S S ∆∆=,BAD CAD ∠=∠,Ⅰ2AB AC =.由正弦定理可知sin 1sin 2B AC C AB ∠==∠. (2)Ⅰ::2:1ABD ACD BD DC S S ∆∆==,2DC =, ⅠBD .设AC x =,则2AB x =,在ⅠABD 与ⅠACD 中,由余弦定理可知, 2222cos 2AD BD AB ADB AD BD +-∠==⋅ 22223cos 2x AD CD AC ADC AD CD -+-∠==⋅, ⅠADB ADC π∠+∠=,Ⅰcos cos ADB ADC ∠=-∠,223x -=,解得1x =, 即1AC =.62.(2014年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(全国Ⅰ卷))四边形的内角与互补,.(1)求和;(2)求四边形的面积. 【答案】(1)60C =︒,BD (2)【详解】:(1)连接BD .在ABD ∆和CBD ∆中,利用余弦定理列等式2222BD BC CD BC =+- cos CD C ⋅和2222cos BD AB DA AB DA A =+-⋅,且cos cos C A =-,代入数据得54cosC +,求cos C 的值,进而求C 和的值;(2)由(1)知ABD ∆和CBD ∆的面积可求,故四边形等于ABD ∆和CBD ∆的面积. (1)由题设及余弦定理得2222cos BD BC CD BC CD C =+-⋅.Ⅰ2222cos BD AB DA AB DA A =+-⋅54cosC =+.Ⅰ由ⅠⅠ得1cosC 2=,故60C =︒,BD = (2)四边形的面积11sin sin 22S AB DA A BC CD C =⋅+⋅011(1232)sin 6022S =⨯⨯+⨯⨯=63.(2013年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标1卷))如图,在ⅠABC 中,ⅠABC=90°,AB BC =1,P 为ⅠABC 内一点,ⅠBPC =90°.(1)若PB =12,求PA ; (2)若ⅠAPB =150°,求tanⅠPBA .【答案】(1)2(2)4 【详解】解:(1)由已知得ⅠPBC =60°,所以ⅠPBA =30°.在ⅠPBA 中,由余弦定理得PA 2=.故PA =2. 5分 (2)设ⅠPBA =α,由已知得PB =sin α.在ⅠPBA 中,由正弦定理得sin sin150sin(30)αα=︒︒-,=4sin α.所以tan α=4tanⅠPBA =4. 12分 64.(2013年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(新课标2卷))ⅠABC 在内角A 、B 、C 的对边分别为a ,b ,c ,已知a=bcosC+csinB .(Ⅰ)求B ;(Ⅰ)若b=2,求ⅠABC 面积的最大值.【答案】(Ⅰ)B=4π(Ⅰ1 【详解】(1)Ⅰa=bcosC+csinBⅠ由正弦定理知sinA=sinBcosC+sinCsinB Ⅰ在三角形ABC 中,A=-(B+C)ⅠsinA=sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinC Ⅰ由Ⅰ和Ⅰ得sinBsinC=cosBsinC而CⅠ(0,),ⅠsinC≠0,ⅠsinB=cosB又B(0,),ⅠB=(2) S ⅠABC 12=ac sin B =ac ,由已知及余弦定理得:4=a 2+c 2﹣2ac cos 4π≥2ac ﹣2ac 2⨯, 整理得:ac≤,当且仅当a =c 时,等号成立,则ⅠABC 面积的最大值为11222⨯=(2=1. 65.(2012年全国普通高等学校招生统一考试文科数学(课标卷))已知a ,b ,c 分别为ABC ∆三个内角A ,B ,C 的对边,c ccosA =-.(Ⅰ)求A ;(Ⅰ)若a =2,ABC ∆b ,c .【答案】(1)3A π= (2)b c ==2【详解】(Ⅰ)由sin cos c C c A =-及正弦定理得sin cos sin sin A C A C C -=由于sin 0C ≠,所以1sin 62A π⎛⎫-= ⎪⎝⎭, 又0A π<<,故3A π=.(Ⅰ)ABC ∆的面积S =1sin 2bc A 故bc =4, 而2222cos a b c bc A =+-故22c b +=8,解得b c ==266.(2012年全国普通高等学校招生统一考试理科数学(课标卷))已知,,a b c 分别为ABC ∆三个内角,,A B C 的对边,(1)求角 A (2)若2a =,ABC ∆的面积为;求,b c . 【答案】(1)(2)b=c=2 【解析】:(1)由及正弦定理得sin cos 3sin sin sin sin 0A C A C B C +--=,因为B A C π=--sin cos sin sin 0A C A C C --=.由于sin 0C ≠,所以1sin()62A π-=.又0A π<<,故3A π=.(2)ABC ∆的面积1sin 2S bc A ==4bc =,而2222cos a b c bc A =+-,故228b c +=. 解得2b c ==.。
含解析高中数学《平面向量》专题训练30题(精)

含解析高中数学《平面向量》专题训练30题(精)含解析高中数学《平面向量》专题训练30题(精)1.已知向量.(1)若,求x的值;(2)记,求函数y=f(x)的最大值和最小值及对应的x的值.【答案】(1)(2)时,取到最大值3;时,取到最小值.【解析】【分析】(1)根据,利用向量平行的充要条件建立等式,即可求x的值.(2)根据求解求函数y=f(x)解析式,化简,结合三角函数的性质即可求解最大值和最小值及对应的x的值.【详解】解:(1)∵向量.由,可得:,即,∵x∈[0,π]∴.(2)由∵x∈[0,π],∴∴当时,即x=0时f(x)max=3;当,即时.【点睛】本题主要考查向量的坐标运用以及三角函数的图象和性质,利用三角函数公式将函数进行化简是解决本题的关键.2.已知中,点在线段上,且,延长到,使.设.(1)用表示向量;(2)若向量与共线,求的值.【答案】(1),;(2)【解析】【分析】(1)由向量的线性运算,即可得出结果;(2)先由(1)得,再由与共线,设,列出方程组求解即可.【详解】解:(1)为BC的中点,,可得,而(2)由(1)得,与共线,设即,根据平面向量基本定理,得解之得,.【点睛】本题主要考查向量的线性运算,以及平面向量的基本定理,熟记定理即可,属于常考题型.3.(1)已知平面向量、,其中,若,且,求向量的坐标表示;(2)已知平面向量、满足,,与的夹角为,且(+)(),求的值.【答案】(1)或;(2)【解析】【分析】(1)设,根据题意可得出关于实数、的方程组,可求得这两个未知数的值,由此可得出平面向量的坐标;(2)利用向量数量积为零表示向量垂直,化简并代入求值,可解得的值.【详解】(1)设,由,可得,由题意可得,解得或.因此,或;(2),化简得,即,解得4.已知向量,向量.(1)求向量的坐标;(2)当为何值时,向量与向量共线.【答案】(1)(2)【解析】【详解】试题分析:(1)根据向量坐标运算公式计算;(2)求出的坐标,根据向量共线与坐标的关系列方程解出k;试题解析:(1)(2),∵与共线,∴∴5.已知向量与的夹角,且,.(1)求,;(2)求与的夹角的余弦值.【答案】(1),;(2).【解析】【分析】(1)利用平面向量数量积的定义可计算得出的值,利用平面向量数量积的运算性质计算得出的值;(2)计算出的值,利用平面向量夹角的余弦公式可求得与的夹角的余弦值.【详解】(1)由已知,得,;(2)设与的夹角为,则,因此,与的夹角的余弦值为.6.设向量,,记(1)求函数的单调递减区间;(2)求函数在上的值域.【答案】(1);(2).【解析】【详解】分析:(1)利用向量的数量积的坐标运算式,求得函数解析式,利用整体角的思维求得对应的函数的单调减区间;(2)结合题中所给的自变量的取值范围,求得整体角的取值范围,结合三角函数的性质求得结果.详解:(1)依题意,得.由,解得故函数的单调递减区间是.(2)由(1)知,当时,得,所以,所以,所以在上的值域为.点睛:该题考查的是有关向量的数量积的坐标运算式,三角函数的单调区间,三角函数在给定区间上的值域问题,在解题的过程中一是需要正确使用公式,二是用到整体角思维.7.在中,内角,,的对边分别是,,,已知,点是的中点.(Ⅰ)求的值;(Ⅱ)若,求中线的最大值.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】【分析】(1)由正弦定理,已知条件等式化边为角,结合两角和的正弦公式,可求解;(2)根据余弦定理求出边的不等量关系,再用余弦定理把用表示,即可求解;或用向量关系把用表示,转化为求的最值.【详解】(Ⅰ)由已知及正弦定理得.又,且,∴,即.(Ⅱ)方法一:在中,由余弦定理得,∵,当且仅当时取等号,∴.∵是边上的中线,∴在和中,由余弦定理得,,①.②由①②,得,当且仅当时,取最大值.方法二:在中,由余弦定理得,∵,当且仅当时取等号,∴.∵是边上的中线,∴,两边平方得,∴,当且仅当时,取最大值.【点睛】本题考查正弦定理、余弦定理在三角形中应用,考查基本不等式和向量的模长公式的灵活运用,是一道综合题.8.已知平面向量,.(1)若,求的值;(2)若,与共线,求实数m的值.【答案】(1);(2)4.【解析】(1)求出,即可由坐标计算出模;(2)求出,再由共线列出式子即可计算.【详解】(1),所以;(2),因为与共线,所以,解得m=4.9.已知向量.(Ⅰ)若,求的值;(Ⅱ)若,求向量与夹角的大小.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】【分析】(Ⅰ)首先求出的坐标,再根据,可得,即可求出,再根据向量模的坐标表示计算可得;(Ⅱ)首先求出的坐标,再根据计算可得;【详解】解:(Ⅰ)因为,所以,由,可得,即,解得,即,所以;(Ⅱ)依题意,可得,即,所以,因为,所以与的夹角大小是.10.如图,在中,,,,,.(1)求的长;(2)求的值.【答案】(1);(2).【解析】(1)将用和表示,利用平面向量数量积的运算律和定义计算出的值,即可得出的长;(2)将利用和表示,然后利用平面向量数量积的运算律和定义计算出的值.【详解】(1),,,,,,.;(2),,,.【点睛】本题考查平面向量模与数量积的计算,解题的关键就是选择合适的基底将题中所涉及的向量表示出来,考查计算能力,属于中等题.11.如图所示,在中,,,,分别为线段,上一点,且,,和相交于点.(1)用向量,表示;(2)假设,用向量,表示并求出的值.【答案】(1);(2),.【解析】【分析】(1)把放在中,利用向量加法的三角形法则即可;(2)把,作为基底,表示出,利用求出.【详解】解:由题意得,,所以,(1)因为,,所以.(2)由(1)知,而而因为与不共线,由平面向量基本定理得解得所以,即为所求.【点睛】在几何图形中进行向量运算:(1)构造向量加、减法的三角形法则和平行四边形法则;(2)树立“基底”意识,利用基向量进行线性运算.12.已知向量与的夹角为,且,.(1)若与共线,求k;(2)求,;(3)求与的夹角的余弦值【答案】(1);(2),;(3).【解析】【分析】(1)利用向量共线定理即可求解.(2)利用向量数量积的定义:可得数量积,再将平方可求模.(3)利用向量数量积即可夹角余弦值.【详解】(1)若与共线,则存在,使得即,又因为向量与不共线,所以,解得,所以.(2),,(3).13.已知.(1)当为何值时,与共线(2)当为何值时,与垂直?(3)当为何值时,与的夹角为锐角?【答案】(1);(2);(3)且.【解析】【分析】(1)利用向量共线的坐标表示:即可求解.(2)利用向量垂直的坐标表示:即可求解.(3)利用向量数量积的坐标表示,只需且不共线即可求解.【详解】解:(1).与平行,,解得.(2)与垂直,,即,(3)由题意可得且不共线,解得且.14.如图,在菱形ABCD中,,.(1)若,求的值;(2)若,,求.(3)若菱形ABCD的边长为6,求的取值范围.【答案】(1);(2);(3).【解析】【分析】(1)由向量线性运算即可求得值;(2)先化,再结合(1)中关系即可求解;(3)由于,,即可得,根据余弦值范围即可求得结果.【详解】解:(1)因为,,所以,所以,,故.(2)∵,∴∵ABCD为菱形∴∴,即.(3)因为,所以∴的取值范围:.【点睛】(1)应用平面向量基本定理表示向量的实质是利用平行四边形法则或三角形法则进行向量的加、减或数乘运算;(2)用向量基本定理解决问题的一般思路是:先选择一组基底,并运用该基底将条件和结论表示成向量的形式,再通过向量的运算来解决.15.已知,,与夹角是.(1)求的值及的值;(2)当为何值时,?【答案】(1);(2)【解析】【分析】(1)利用数量积定义及其向量的运算性质,即可求解;(2)由于,可得,利用向量的数量积的运算公式,即可求解.【详解】(1)由向量的数量积的运算公式,可得,.(2)因为,所以,整理得,解得.即当值时,.【点睛】本题主要考查了数量积定义及其运算性质、向量垂直与数量积的关系,其中解答中熟记向量的数量积的运算公式,以及向量垂直的坐标运算是解答的关键,着重考查了推理能力与计算能力,属于中档题.16.设向量(I)若(II)设函数【答案】(I)(II)【解析】【详解】(1)由=(sinx)2+(sinx)2=4sin2x,=(cosx)2+(sinx)2=1,及,得4sin2x=1.又x∈,从而sinx=,所以x=.(2)sinx·cosx+sin2x=sin2x-cos2x+=sin+,当x∈时,-≤2x-≤π,∴当2x-=时,即x=时,sin取最大值 1.所以f(x)的最大值为.17.化简.(1).(2).【答案】(1);(2).【解析】(1)利用平面向量加法的三角形法则化简可得所求代数式的结果;(2)利用平面向量加法的三角形法则化简可得所求代数式的结果.【详解】(1);(2).18.已知点,,,是原点.(1)若点三点共线,求与满足的关系式;(2)若的面积等于3,且,求向量.【答案】(1)(2)或【解析】【分析】(1)由题意结合三点共线的充分必要条件确定m,n满足的关系式即可;(2)由题意首先求得n的值,然后求解m的值即可确定向量的坐标.【详解】(1),,由点A,B,C三点共线,知∥,所以,即;(2)由△AOC的面积是3,得,,由,得,所以,即,当时,,?解得或,当时,,方程没有实数根,所以或.【点睛】本题主要考查三点共线的充分必要条件,向量垂直的充分必要条件等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.19.如图,在直角梯形中,为上靠近B的三等分点,交于为线段上的一个动点.(1)用和表示;(2)求;(3)设,求的取值范围.【答案】(1);(2)3;(3).【解析】【分析】(1)根据给定条件及几何图形,利用平面向量的线性运算求解而得;(2)选定一组基向量,将由这一组基向量的唯一表示出而得解;(3)由动点P设出,结合平面向量基本定理,建立为x的函数求解.【详解】(1)依题意,,,;(2)因交于D,由(1)知,由共起点的三向量终点共线的充要条件知,,则,,;(3)由已知,因P是线段BC上动点,则令,,又不共线,则有,,在上递增,所以,故的取值范围是.【点睛】由不共线的两个向量为一组基底,用该基底把相关条件和结论表示成向量的形式,再通过向量的运算来解决.20.设向量满足,且.(1)求与的夹角;(2)求的大小.【答案】(1);(2)【解析】【分析】(1)由已知得,展开求得,结合夹角公式即可求解;(2)由化简即可求解.【详解】(1)设与的夹角为θ由已知得,即,因此,得,于是,故θ=,即与的夹角为;(2)由.21.已知,,(t∈R),O是坐标原点.(1)若点A,B,M三点共线,求t的值;(2)当t取何值时,取到最小值?并求出最小值.【答案】(1)t;(2)当t时,?的最小值为.【解析】【分析】(1)求出向量的坐标,由三点共线知与共线,即可求解t的值.(2)运用坐标求数量积,转化为函数求最值.【详解】(1),,∵A,B,M三点共线,∴与共线,即,∴,解得:t.(2),,,∴当t时,?取得最小值.【点睛】关键点点睛:(1)由三点共线,则由它们中任意两点构成的向量都共线,求参数值.(2)利用向量的数量积的坐标公式得到关于参数的函数,即可求最值及对应参数值.22.设向量,,.(1)求;(2)若,,求的值;(3)若,,,求证:A,,三点共线.【答案】(1) 1(2)2(3)证明见解析【解析】【分析】(1)先求,进而求;(2)列出方程组,求出,进而求出;(3)求出,从而得到,得到结果.(1),;(2),所以,解得:,所以;(3)因为,所以,所以A,,三点共线.23.在平面直角坐标系中,已知,.(Ⅰ)若,求实数的值;(Ⅱ)若,求实数的值.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】(Ⅰ)求出向量和的坐标,然后利用共线向量的坐标表示得出关于的方程,解出即可;(Ⅱ)由得出,利用向量数量积的坐标运算可得出关于实数的方程,解出即可.【详解】(Ⅰ),,,,,,解得;(Ⅱ),,,解得.【点睛】本题考查平面向量的坐标运算,考查利用共线向量和向量垂直求参数,考查计算能力,属于基础题.24.在中,,,,点,在边上且,.(1)若,求的长;(2)若,求的值.【答案】(1);(2).【解析】【分析】(1)先设,,根据题意,求出,,再由向量模的计算公式,即可得出结果;(2)先由题意,得到,,再由向量数量积的运算法则,以及题中条件,得到,即可求出结果.【详解】(1)设,,则,,因此,所以,,(2)因为,所以,同理可得,,所以,∴,即,同除以可得,.【点睛】本题主要考查用向量的方法求线段长,考查由向量数量积求参数,熟记平面向量基本定理,以及向量数量积的运算法则即可,属于常考题型.25.已知向量,,,且.(1)求,;(2)求与的夹角及与的夹角.【答案】(1),;(2),.【解析】【分析】(1)由、,结合平面向量数量积的运算即可得解;(2)记与的夹角为,与的夹角为,由平面向量数量积的定义可得、,即可得解.【详解】(1)因为向量,,,且,所以,所以,又,所以;(2)记与的夹角为,与的夹角为,则,所以.,所以.【点睛】本题考查了平面向量数量积的运算与应用,考查了运算求解能力,属于基础题.26.平面内给定三个向量,,.(1)求满足的实数,;(2)若,求实数的值.【答案】(1),;(2).【解析】【分析】(1)依题意求出的坐标,再根据向量相等得到方程组,解得即可;(2)首先求出与的坐标,再根据向量共线的坐标表示计算可得;【详解】解:(1)因为,,,且,,,,.,解得,.(2),,,.,,,.,解得.27.如图,已知中,为的中点,,交于点,设,.(1)用分别表示向量,;(2)若,求实数t的值.【答案】(1),;(2).【解析】(1)根据向量线性运算,结合线段关系,即可用分别表示向量,;(2)用分别表示向量,,由平面向量共线基本定理,即可求得t的值.【详解】(1)由题意,为的中点,,可得,,.∵,∴,∴(2)∵,∴∵,,共线,由平面向量共线基本定理可知满足,解得.【点睛】本题考查了平面向量的线性运算,平面向量共线基本定理的应用,属于基础题.28.已知,向量,.(1)若向量与平行,求k的值;(2)若向量与的夹角为钝角,求k的取值范围【答案】(1)或;(2).【解析】(1)利用向量平行的坐标表示列式计算即得结果;(2)利用,且不共线,列式计算即得结果.【详解】解:(1)依题意,,,又,得,即解得或;(2)与的夹角为钝角,则,即,即,解得或.由(1)知,当时,与平行,舍去,所以.【点睛】思路点睛:两向量夹角为锐角(或钝角)的等价条件:(1)两向量夹角为锐角,等价于,且不共线;(2)两向量夹角为钝角,等价于,且不共线.29.已知.(1)若,求的值;(2)若,求向量在向量方向上的投影.【答案】(1)(2)【解析】【分析】(1)先得到,根据可得,即可求出m;(2)根据求出m=2,再根据求在向量方向上的投影.【详解】;;;;;;;在向量方向上的投影为.【点睛】本题主要考查了向量坐标的加法和数量积的运算,向量垂直的充要条件及向量投影的计算公式,属于中档题.30.平面内给定三个向量.(1)求;(2)求满足的实数m和n;(3)若,求实数k.【答案】(1)6;(2);(3).【解析】(1)利用向量加法的坐标运算得到,再求模长即可;(2)先写的坐标,再根据使对应横纵坐标相等列方程组,解方程组即得结果;(3)利用向量垂直则数量积为零,再利用数量积的坐标运算列关系求出参数即可.【详解】解:(1)由,得,;(2),,,,故,解得;(3),,,,,,即,解得.【点睛】结论点睛:若,则等价于;等价于.试卷第1页,共3页试卷第1页,共3页。
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向 量1.向量的概念(1)向量的基本要素:大小和方向.(2)向量的表示:几何表示法 AB ;字母表示:a ;坐标表示法 a =xi+yj =(x,y). (3)向量的长度:即向量的大小,记作|a |. (4)特殊的向量:零向量a =O ⇔|a |=O .单位向量a O 为单位向量⇔|a O |=1.(5)相等的向量:大小相等,方向相同(x1,y1)=(x2,y2)⎩⎨⎧==⇔2121y y x x(6) 相反向量:a =-b ⇔b =-a ⇔a +b =0(7)平行向量(共线向量):方向相同或相反的向量,称为平行向量.记作a ∥b .平行向量也称为共线向量.2..向量的运算 运算类型几何方法坐标方法运算性质向量的 加法1.平行四边形法则2.三角形法则1212(,)a b x x y y +=++a b b a +=+()()a b c a b c ++=++AC BC AB =+向量的 减法三角形法则1212(,)a b x x y y -=--()a b a b -=+-AB BA =-,AB OA OB =-数 乘 向 量1.a λ是一个向量,满足:||||||a a λλ= 2.λ>0时, a a λ与同向;λ<0时, a a λ与异向; λ=0时, 0a λ=.(,)a x y λλλ=()()a a λμλμ=()a a a λμλμ+=+()a b a b λλλ+=+//a b a b λ⇔= 向 量 的 数 量 积a b •是一个数1.00a b ==或时,0a b •=.2.00||||cos(,)a b a b a b a b ≠≠=且时,1212a b x x y y •=+a b b a •=•()()()a b a b a b λλλ•=•=•()a b c a c b c +•=•+• 2222||||=a a a x y =+即||||||a b a b •≤3.向量加法运算:⑴三角形法则的特点:首尾相连. ⑵平行四边形法则的特点:共起点. ⑶三角形不等式:a b a b a b -≤+≤+. ⑷运算性质:①交换律:a b b a +=+;②结合律:()()a b c a b c ++=++;③00a a a +=+=.⑸坐标运算:设()11,a x y =,()22,b x y =,则()1212,a b x x y y +=++. 4.向量减法运算:⑴三角形法则的特点:共起点,连终点,方向指向被减向量.⑵坐标运算:设()11,a x y =,()22,b x y =,则()1212,a b x x y y -=--. 设A 、B 两点的坐标分别为()11,x y ,()22,x y ,则()1212,x x y y AB =--. 5.向量数乘运算:⑴实数λ与向量a 的积是一个向量的运算叫做向量的数乘,记作a λ. ①a a λλ=;②当0λ>时,a λ的方向与a 的方向相同;当0λ<时,a λ的方向与a 的方向相反;当0λ=时,0a λ=. ⑵运算律:①()()a a λμλμ=;②()a a a λμλμ+=+;③()a b a b λλλ+=+. ⑶坐标运算:设(),a x y =,则()(),,a x y x y λλλλ==.6.向量共线定理:向量()0a a ≠与b 共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使b a λ=.设()11,a x y =,()22,b x y =,其中0b ≠,则当且仅当12210x y x y -=时,向量a 、()0b b ≠共线. 7.平面向量基本定理:如果1e 、2e 是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,有且只有一对实数1λ、2λ,使1122a e e λλ=+.(不共线的向量1e 、2e 作为这一平面内所有向量的一组基底)8.分点坐标公式:设点P 是线段12P P 上的一点,1P 、2P 的坐标分别是()11,x y ,()22,x y ,当12λP P =PP 时,点P 的坐标是1212,11x x y y λλλλ++⎛⎫⎪++⎝⎭.(当时,就为中点公式。
)1=λ 9.平面向量的数量积:⑴()cos 0,0,0180a b a b a b θθ⋅=≠≠≤≤.零向量与任一向量的数量积为0.baCBAa b C C -=A -AB =B⑵性质:设a 和b 都是非零向量,则①0a b a b ⊥⇔⋅=.②当a 与b 同向时,a b a b ⋅=;当a 与b 反向时,a b a b ⋅=-;22a a a a ⋅==或a a a =⋅.③ab a b ⋅≤.⑶运算律:①a b b a ⋅=⋅;②()()()a b a b a b λλλ⋅=⋅=⋅;③()a b c a c b c +⋅=⋅+⋅. ⑷坐标运算:设两个非零向量()11,a x y =,()22,b x y =,则1212a b x x y y ⋅=+. 若(),a x y =,则222a x y=+,或2a x y =+. 设()11,a x y =,()22,b x y =,则12120a b x x y y ⊥⇔+=.设a 、b 都是非零向量,()11,a x y =,()22,b x y =,θ是a 与b 的夹角,则121cos x x a b a bx θ⋅==+.⑤线段的定比分点公式:(0≠λ和1-)设 P 1P =λPP 2 (或P 2P λ1P P ),且21,,P P P 的坐标分别是),(),,(,,2211y x y x y x )(,则121211y y y x x x λλλλ+⎧=⎪⎪+⎨+⎪=⎪+⎩ 推广1:当1=λ时,得线段21P P 的中点公式:121222y y y x x x +⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩ 推广2λ=MB则λλ++=1PB PA PM (λ对应终点向量).三角形重心坐标公式:△ABC 的顶点()()()332211,,,,,y x C y x B y x A ,重心坐标()y x G ,:12312333x x x x y y y y ++⎧=⎪⎪⎨++⎪=⎪⎩注意:在△ABC 中,若0为重心,则0=++OC OB OA ,这是充要条件.⑥平移公式:若点P ()y x ,按向量a =()k h ,平移到P ‘()'',y x ,则⎪⎩⎪⎨⎧+=+=ky y h x x ''4.(1)正弦定理:设△ABC 的三边为a 、b 、c ,所对的角为A 、B 、C ,则R CcB b A a 2sin sin sin ===. (2)余弦定理:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-+=-+=-+=C ab a b c B ac c a b Abc c b a cos 2cos 2cos 2222222222 (3)正切定理:2tan 2tan B A B A b a b a -+=-+ (4)三角形面积计算公式:设△ABC 的三边为a ,b ,c ,其高分别为h a ,h b ,h c ,半周长为P ,外接圆、内切圆的半径为R ,r .B①S △=1/2ah a =1/2bh b =1/2ch c②S △=Pr③S △=abc/4R④S △=1/2sin C·ab=1/2ac·sin B=1/2cb·sin A ⑤S △=()()()c P b P a P P --- [海伦公式]⑥S △=1/2(b+c-a )r a [如下图]=1/2(b+a-c )r c =1/2(a+c-b )r b[注]:到三角形三边的距离相等的点有4个,一个是内心,其余3个是旁心.如图:图1中的I 为S △ABC 的内心, S △=Pr ,图2中的I 为S △ABC 的一个旁心,S △=1/2(b+c-a )r a图1 图2 图3 图4附:三角形的五个“心”; 重心:三角形三条中线交点.外心:三角形三边垂直平分线相交于一点. 内心:三角形三内角的平分线相交于一点. 垂心:三角形三边上的高相交于一点.旁心:三角形一内角的平分线与另两条内角的外角平分线相交一点.(5)已知⊙O 是△ABC 的内切圆,若BC =a ,AC =b ,AB =c [注:s 为△ABC 的半周长,即2cb a ++],则:①AE=a s -=1/2(b+c-a )②BN=b s -=1/2(a+c-b ) ③FC=c s -=1/2(a+b-c )综合上述:由已知得,一个角的邻边的切线长,等于半周长减去对边(如图4). 特例:已知在Rt △ABC ,c 为斜边,则内切圆半径r =cb a abc b a ++=-+2(如图3). (6)在△ABC 中,有下列等式成立C B A C B A tan tan tan tan tan tan =++.证明:因为,C B A -=+π所以()()C B A -=+πtan tan ,所以C BA BA tan tan tan 1tan tan -=-+,∴结论!(7)在△ABC 中,D 是BC 上任意一点,则DC BD BCBCAB BD AC AD ⋅-+=222.证明:在△ABCD 中,由余弦定理,有 B BD AB BD AB AD cos 2222⋅⋅-+=①BIABC DEF IABCDE Fr ar ar abcaa bc CDACB图5在△ABC 中,由余弦定理有 BCAB AC BC AB B ⋅-+=2cos 222②,②代入①,化简可得,DC BD BCBCAB BD AC AD ⋅-+=222(斯德瓦定理)①若AD 是BC 上的中线,2222221a cb m a -+=; ②若AD 是∠A 的平分线,()a p p bc cb t a -⋅+=2,其中p 为半周长; ③若AD 是BC 上的高,()()()c p b p a p p ah a ---=2,其中p 为半周长.(8)△ABC 的判定:⇔+=222b a c △ABC 为直角△⇔∠A + ∠B =2π2c <⇔+22b a △ABC 为钝角△⇔∠A + ∠B <2π 2c >⇔+22b a △ABC 为锐角△⇔∠A + ∠B >2π附:证明:abc b a C 2cos 222-+=,得在钝角△ABC 中,222222,00cos c b a c b a C +⇔-+⇔(9)平行四边形对角线定理:对角线的平方和等于四边的平方和.)2=09-13高考真题09.7. 函数2)62cos(-+=πx y 的图像F 按向量a 平移到F /,F /的解析式y=f(x),当y=f(x)为奇函数时,向量a 可以等于 A.(,2)6π- B.(,2)6π C.(,2)6π-- D.(,2)6π- 【答案】D09.1. 若向量a=(1,1),b=(-1,1),c=(4,2),则c=A. 3a+bB. 3a-bC.-a+3bD. a+3b 【答案】B10.8. 已知ABC ∆和点M 满足0MA MB MC ++=.若存在实m 使得AM AC mAM +=成立,则m =B A.2B.3C.4D.511.2. 若向量)2,1(=a ,)1,1(-=b ,则b a +2与b a -的夹角等于A .4π-B .6πC .4π D .43π【详细解析】 分别求出2+a b 与-a b 的坐标,再求出a ,b ,带入公式求夹角。