平面向量及其应用高考真题复习doc
高考数学总复习---平面向量知识与空间向量的应用

A、重心 外心 垂心
B、重心 外心 内心
10、在△OAB 中, OA =
a
a , OB = b , OP = p ,若 p = t ( a
b b
) ,t∈R,则点
P 在(
)
A、∠AOB 平分线所在直线上 C、AB 边所在直线上
B、线段 AB 中垂线上 D、AB 边的中线上
a (1,0) m(0,1), m R Q b b (1,1) n(1,1), n R 是两个向量集
合,则 P Q = A. {〔1,1〕 }
B. {〔-1,1〕 }
C. {〔1,0〕 }
D. {〔0,1〕 }
9、已知 O、N、P 在 ABC 所在平面内,且满足| OA |=| OB |=| OC |, NA + NB + NC = 0 ,且
PA PB PB PC PC PA ,则点
O,N,P 依次是 ABC 的 C、外心 重心 垂心 D、外心 重心 内心
平面向量与空间向量 专题强化练习
一、高考真题展示
1、设
a (4,3) , a
在 b 上的投影为 5
2 B. 2, 7
2 2
, b 在 x 轴上的投影为 2,且 D. 2,8
b 14 ,则 b
为(
)
A. 2,14 2、设
2 C. 2, 7
a 1 e1 2 e2
。
a ( x1 , y1 ) , b ( x2 , y 2 ) ,则 a // b a b ( b 0 ) 或者
高考数学专题复习题:平面向量

高考数学专题复习题:平面向量一、单项选择题(共8小题)1.已知向量(1,)x =a ,(1,3)=−b .若向量2+a b 与向量b 垂直,则x 的值为( ) 33||||4AC CB =.若AB BC λ=,则λ34 C.74 3.已知向量a ,b 不共线,设k =+u a b ,2=−v a b ,若//u v ,则实数k 的值为( )A.4.如图所示,等腰梯形ABCD 中,3AB BC CD AD ===,点E 为线段CD 上靠近点C 的三等分点,点F 为线段BC 的中点,则FE =( )A.1151818AB AC −+B.1111189AB AC −+C.114189AB AC −+D.1526AB AC −+第4题图 第5题图 第6题图5.如图,在等边三角形ABC 中,如果3BD DC =,那么向量AB 在向量AD 上的投影向量为( )AD AD AD AD 6.如图,在ABC △中,D 是线段BC 上的一点,且4BC BD =,过点D 的直线分别交直线AB ,AC 于点M ,N ,如果AM AB λ=,(0,0)AN AC μλμ=>>,那么μ值是( )7−7.单位向量a ,b ,c 满足22−+=0a b c ,则cos ,2〈−〉=a b c ( )8.若AB AC ⊥,||AB t =,1||AC =,ABC 平面内一点,2||||AB AC AP AB AC =+,则的最大值为( )A.13B.二、多项选择题(共2小题)9.已知向量,,其中,则下列说法中正确的是( )A.若,则B.若a 与b 的夹角为锐角,则C.若1x =,则a 在b 上的投影向量为bD.若,则10.在ABC △中,90A ∠=︒,3AB =,4AC =,点D 为线段AB 上靠近A 点的三等分点,E 为CD 的中点,则下列结论正确的是( )A.16AE AB AC = AE 与EB 的夹角的余弦值为 C.AE CD ⋅=三、填空题(共5小题)11.图1是某晶体的阴阳离子单层排列的平面示意图,其阴离子排列如图2所示,图2中圆的半径均为1,且相邻的圆都相切,如果A ,B ,C ,D 是其中四个圆的圆心,那么AB CD ⋅=________.12.已知向量(2,5)=a ,(,4)λ=b ,若//a b ,则λ=________.13.平面向量(1,2)=a ,(4,2)=b ,()m m =+∈R c a b ,且c 与a 的夹角等于c 与b 的夹PB PC ⋅5−−+(1,3)=a (2,2)x x =−b x ∈R ⊥a b 6x =6x <||||||+=+a b a b 27x =角,则m =________.14.在ABC △中,2AB =,3AC =,A =3255AD AB AC =+,则AB 与AD 夹角的大小为________.15.如图,在平行四边形ABCD 中,已知M 是BC 中点,DE AM ⊥于E ,2AB AD =,cos DAB ∠=AB =a ,,以,为基底表示EC ,则EC =________.AD =b a b。
【三轮复习】回归课本-专题6 平面向量及其应用

专题6 平⾯向量及其应⽤1.如图,O 是平⾏四边形ABCD 外⼀点,⽤表示.【答案】【解析】【详解】由,,,即可得到结论.解:.向量的线性运算向量运算定义法则(或⼏何意义)运算律加法求两个向量和的运算交换律:a +b =b +a ;结合律:(a +b )+c =a +(b +c )减法求a 与b 的相反向量-b 的和的运算a -b =a +(-b )数乘求实数λ与向量a 的积的运算|λ a |=|λ||a |,当λ>0时,λa 与a 的⽅向相同;当λ<0时,λa 与a 的⽅向相反;当λ=0时,λa =0λ(μ a )=(λμ)a ;(λ+μ)a =λa +μa ;λ(a +b )=λa +λb平⾯向量线性运算问题的求解策略:(1)进⾏向量运算时,要尽可能地将它们转化到三⻆形或平⾏四边形中,充分利⽤相等向量、相反向量,三⻆形的中位线及相似三⻆形对应边成⽐例等性质,把未知向量⽤已知向量表示出来.(2)向量的线性运算类似于代数多项式的运算,实数运算中的去括号、移项、合并同类项、提取公因式等变形⼿段在线性运算中同样适⽤.(3)⽤⼏个基本向量表示某个向量问题的基本技巧:①观察各向量的位置;②寻找相应的三⻆形或多边形;③运⽤法则找关系;④化简结果.(2022·新⾼考Ⅰ卷T3),,OA −⇀OB −⇀OC −⇀−OD −⇀−=−+OD −⇀−OA −⇀OB −⇀OC−⇀−=+OD −→−OA −→−AD −→−=AD −→−BC −→−=−BC −→−OC −→−OB −→−=+=+=+−=−+OD −→−OA −→−AD −→−OA −→−BC −→−OA −→−OC −→−OB −→−OA −→−OB −→−OC −→−在中,点D 在边AB 上,.记,则( )A .B .C .D .【⼀题多变4】7.已知是两个不共线的向量,,e 1⇀e 2⇀⇀A .1B .在平⾏四边形中,分别,则的值为______.【⼀题多变4】13.已知,,(1);(2).解:(1)由平⾯向量的数量积运算=1∣∣a ⇀∣∣=2∣∣b ⇀∣∣|c |=(⋅)a⇀b ⇀c ⇀(⋅)a ⇀b⇀c ⇀A .B .如图,在中,,的⾯积为,的最⼩A.2【⼀题多变4】已知O为坐标原点,点A.C.−→−26.已知中,【分析】利⽤勾股定理判的夹⻆的取值的最⼤值.解:如图,作,垂△ABC AC ,CM −→−CN −→−∵AC =1,BC =∴A +B =A C 2C 2B CD ⊥AB A .C .若E 为线段AD 的中点【⼀题多变2】在中,在某海滨城市O附近海⾯有⼀台⻛,据监测,当前台⻛中⼼位于城市O(如图所示)的东偏南θ,cos θ=,θ∈(0°,90°)⽅向300 km的海⾯P处,并以20 km/h的速度向⻄偏北45°⽅向移动.台⻛侵袭的范围为圆形区域,当前半径为60 km,并以10 km/h的速度不断增⼤.问⼏⼩时后该城市开始受到台⻛的侵袭?注:cos(θ-45°)=A.的最⼩值为B.的范围为C.当时,D.当时,【⼀题多变3】骑⾏是⽬前很流⾏的⼀种绿⾊健身和环保它带给⼈们的不仅是简单的身体上的运动(前轮),圆(后轮)的半径均为,A.B【⼀题多变4】38.已知点H 在所在的平⾯内,且满⾜,求证:点H 是的垂⼼(即三条⾼的交点).【答案】证明⻅解析.【解析】【详解】解:由数量积运算的性质可整理得到,由此得到;同理可证得,,由此可证得结论.解:由得:由同理可得:由同理可得:是的垂⼼三⻆形“四⼼”常⻅的向量表示形式:(1)重⼼.若点G 是的重⼼,则或 (其中P 为平⾯内任意⼀点).反之,若,则点G 是的重⼼.(2)垂⼼.若H 是的垂⼼,则.反之,若,则点H 是的垂⼼.(3)内⼼.若点I 是的内⼼,则.反之,若,则点I 是的内⼼.(4)外⼼.若点O 是的外⼼,则或.反之,若,则点O 是的外⼼.结合“四⼼”性质与向量运算进⾏推演,得出结论.【⼀题多变1】ΔABC ⋅=⋅=⋅HA −⇀−HB −⇀−HB −⇀−HC −⇀−HC −⇀−HA −⇀−ΔABC ⋅=⋅HA −→−HB −→−HB −→−HC −→−⋅=0HB −→−CA −→−HB ⊥CA HC ⊥AB HA ⊥CB ⋅=⋅HA −→−HB −→−HB −→−HC −→−⋅−⋅=⋅(−)=⋅=0HA −→−HB −→−HB −→−HC −→−HB −→−HA −→−HC −→−HB −→−CA −→−∴HB ⊥CA⋅=⋅HB −→−HC−→−HC −→−HA −→−HC ⊥AB ⋅=⋅HA −→−HB −→−HC −→−HA −→−HA ⊥CB∴H ΔABC △ABC ++=0GA −→−GB −→−GC −→−=(++)PG −→−13PA −→PB −→PC −→−++=0GA −→−GB −→−GC −→−△ABC △ABC ⋅=⋅=⋅HA −→−HB −→−HB −→−HC −→−HC −→−HA −→−⋅=⋅=HA −→−HB −→−HB −→−HC −→−⋅HC −→−HA −→−△ABC △ABC ⋅+⋅+⋅=0∣∣∣BC −→−∣∣∣IA−→∣∣∣CA −→−∣∣∣IB −→∣∣∣AB −→∣∣∣IC −→⋅+⋅∣∣∣BC −→−∣∣∣IA −→∣∣∣CA −→−∣∣∣+⋅=0IB −→∣∣∣AB −→∣∣∣IC −→△ABC △ABC (+)⋅=(+)⋅=(+)⋅=0OA −→−OB −→−BA −→OB −→−OC −→−CB −→−OC −→−OA −→−AC −→−==∣∣∣OA −→−∣∣∣∣∣∣OB −→−∣∣∣∣∣∣OC −→−∣∣∣==∣∣∣OA −→−∣∣∣∣∣∣OB −→−∣∣∣∣∣∣OC −→−∣∣∣△ABC 已知正⽅形,边⻓为,动点⾃点出发沿运动,动点⾃点出发沿运动,且动点的速度是动点的2倍,若⼆者同时出发,且到达时停⽌,另⼀个点也停⽌,则该过程中的最⼤值是______.瑞⼠数学家欧拉在1765年发表的《三⻆形的⼏何学》⼀书中有这样⼀个定理:“三⻆形的外⼼、垂⼼和重⼼都在同⼀直线上,⽽且外⼼和重⼼的距离是垂⼼和重⼼距离之半,”这就是著名的欧拉线定理.设中,点O 、H 、G 分别是外⼼、垂⼼和重⼼,下列四个选项中结论正确的是( )A .B .C .D .。
高中高考数学专题复习平面向量含试题与详细解答

高中高考数学专题复习平面向量含试题与详细解答1.平面上有一个△ABC 和一点O ,设OA a =,OB b =,OC c =,又OA 、BC 的中点分别为D 、E ,则向量DE 等于( )A.()12a b c ++ B. ()12a b c -++ C. ()12a b c -+ D. ()12a b c +-2.在平行四边形ABCD 中,E 、F 分别是CD 和BC 的中点,若AF AE AC μλ+=,其中R ∈μλ,,则μλ+的值是 A .34 B .1 C . 32 D. 31 3.若四边形ABCD 是正方形,E 是CD 的中点,且AB a =,AD b =,则BE = A.12b a +B.12a b + C.12b a - D.12a b -4.在平面内,已知31==,0=⋅OB OA ,30=∠AOC ,设n m +=,(,R m n ∈),则nm等于A .B .3±C .13±D .3±5.在等腰Rt ABC △中,90A ∠=,(1,2),(,)(0)AB AC m n n ==>,则BC = ( ) A .(-3,-1)B .(-3,1)C .(3,1)-D .(3,1)6.已知,,A B C 三点共线,且(3,6)A -,(5,2)B -,若C 点横坐标为6,则C 点 的纵坐标为( ).A .13-B .9C .9-D .137.设a 、b 、c 是非零向量,则下列说法中正确..是 A .()()a b c c b a ⋅⋅=⋅⋅ B. a b a b -≤+C .若a b a c ⋅=⋅,则b c =D .若//,//a b a c ,则//b c 8.设四边形ABCD 中,有DC =21,且||=|BC |,则这个四边形是 A.平行四边形B.等腰梯形C. 矩形D.菱形9.已知()()0,1,2,3-=-=,向量+λ与2-垂直,则实数λ的值为( ). A.17-B.17C.16- D.1610.若点M 为ABC ∆的重心,则下列各向量中与共线的是( ) A .++ B .++ C .AC AM +3 D .CM BM AM ++11.若|a |=|b |=|a -b|,则b 与a +b 的夹角为 ( )A .30°B .60°C .150°D .120°12. 已知()23,a =,47(,)b =-,则b 在a 上的投影为( )(A)(B)13.R t t ∈+===,),20cos ,20(sin ,)25sin ,25(cos 0000,则||的最小值是 A. 2 B.22C. 1D. 2114.矩阵A 1002⎛⎫=⎪⎝⎭,向量12α⎛⎫= ⎪⎝⎭,则A 10α= ( ) A .1012⎛⎫ ⎪⎝⎭ B .1112⎛⎫ ⎪⎝⎭ C .2060⎛⎫ ⎪⎝⎭ D .1122⎛⎫⎪⎝⎭15.如图,A 、B 分别是射线OM ON ,上的两点,给出下列向量:①OA OB +;②1123OA OB +;③3143OA OB +; ④3145OA OB +;⑤3145OA OB -.这些向量中以O 为起点,终点在阴影区域内的是( )A .①②B .①④C .①③D .⑤16.在△ABC 中,已知D 是AB 边上一点,若=2,=+λ,则λ等于( ) A. B. C. D.17.已知O 为空间内任意一点,P 为ABC ∆所在平面内任意一点,且2OP OA OB mCO =++ 则m 的值为( )A 、 2B 、2-C 、3D 、 3-18.设向量(cos25,sin 25),(sin 20,cos20)a b =︒︒=︒︒,若c a t b =+(t ∈R ),则()2c 的最小值为( )A.2B.1C.22 D.2119.已知20()OA x OB x OC x R ⋅+⋅-=∈,其中,,A B C 三点共线,O 是线外一点,则满足条件的x ( )A .不存在B .有一个C .有两个D .以上情况均有可能 20.平面直向坐标系中,O 为坐标原点,已知两点A (3,1) B (-1,3)若点C 满足OC OA OB αβ=+,其中α β∈R 且α+β=1,则点C 的轨迹方程为 。
专题09 平面向量(解析版)-三年(2022–2024)高考数学真题分类汇编(全国通用)

专题09平面向量考点三年考情(2022-2024)命题趋势考点1:平面向量线性运算2022年新高考全国I 卷数学真题平面向量数量积的运算、化简、证明及数量积的应用问题,如证明垂直、距离等是每年必考的内容,单独命题时,一般以选择、填空形式出现.交汇命题时,向量一般与解析几何、三角函数、平面几何等相结合考查,而此时向量作为工具出现.向量的应用是跨学科知识的一个交汇点,务必引起重视.预测命题时考查平面向量数量积的几何意义及坐标运算,同时与三角函数及解析几何相结合的解答题也是热点.考点2:数量积运算2022年高考全国甲卷数学(理)真题2023年高考全国乙卷数学(文)真题2022年高考全国乙卷数学(理)真题2024年北京高考数学真题考点3:求模问题2023年新课标全国Ⅱ卷数学真题2024年新课标全国Ⅱ卷数学真题2023年北京高考数学真题2022年高考全国乙卷数学(文)真题考点4:求夹角问题2023年高考全国甲卷数学(文)真题2023年高考全国甲卷数学(理)真题2022年新高考全国II 卷数学真题考点5:平行垂直问题2024年上海夏季高考数学真题2024年新课标全国Ⅰ卷数学真题2022年高考全国甲卷数学(文)真题2023年新课标全国Ⅰ卷数学真题2024年高考全国甲卷数学(理)真题考点6:平面向量取值与范围问题2024年天津高考数学真题2023年高考全国乙卷数学(理)真题2022年新高考北京数学高考真题2022年新高考天津数学高考真题2022年新高考浙江数学高考真题2023年天津高考数学真题考点1:平面向量线性运算1.(2022年新高考全国I 卷数学真题)在ABC 中,点D 在边AB 上,2BD DA =.记CA m CD n == ,,则CB=()A .32m n- B .23m n-+C .32m n+ D .23m n+ 【答案】B【解析】因为点D 在边AB 上,2BD DA =,所以2BD DA =,即()2CD CB CA CD -=- ,所以CB =3232CD CA n m -=- 23m n =-+ .故选:B .考点2:数量积运算2.(2022年高考全国甲卷数学(理)真题)设向量a ,b 的夹角的余弦值为13,且1a = ,3b =r ,则()2a b b +⋅= .【答案】11【解析】设a 与b 的夹角为θ,因为a 与b 的夹角的余弦值为13,即1cos 3θ=,又1a = ,3b =r ,所以1cos 1313a b a b θ⋅=⋅=⨯⨯= ,所以()22222221311a b b a b b a b b +⋅=⋅+=⋅+=⨯+= .故答案为:11.3.(2023年高考全国乙卷数学(文)真题)正方形ABCD 的边长是2,E 是AB 的中点,则EC ED ⋅=()A 5B .3C .25D .5【答案】B【解析】方法一:以{},AB AD为基底向量,可知2,0AB AD AB AD ==⋅=uu u r uuu r uu u r uuu r ,则11,22EC EB BC AB AD ED EA AD AB AD =+=+=+=-+uu u r uu r uu u r uu u r uuu r uu u r uu r uuu r uuu r uuu r ,所以22111143224EC ED AB AD AD AB AD ⎛⎫⎛⎫⋅=+⋅-+=-+=-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭uu u r uu u r uu u r uuu r uu u r uuu r uu ur uuu r ;方法二:如图,以A 为坐标原点建立平面直角坐标系,则()()()1,0,2,2,0,2E C D ,可得()()1,2,1,2EC ED ==-uu u r uu u r,所以143EC ED ⋅=-+=uu u r uu u r;方法三:由题意可得:5,2ED EC CD ===,在CDE 中,由余弦定理可得2223cos 25255DE CE DC DEC DE CE +-∠==⋅⨯⨯,所以3cos 5535EC ED EC ED DEC ⋅=∠==uu u r uu u r uu u r uu u r .故选:B.4.(2022年高考全国乙卷数学(理)真题)已知向量,a b 满足||1,||3,|2|3a b a b ==-= ,则a b ⋅=()A .2-B .1-C .1D .2【答案】C【解析】∵222|2|||44-=-⋅+a b a a b b ,又∵||1,||3,|2|3,==-=a b a b ∴91443134=-⋅+⨯=-⋅a b a b ,∴1a b ⋅= 故选:C.5.(2024年北京高考数学真题)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【答案】B【解析】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.考点3:求模问题6.(2023年新课标全国Ⅱ卷数学真题)已知向量a ,b满足3a b -= ,2a b a b +=- ,则b = .3【解析】法一:因为2a b a b +=- ,即()()222a ba b +=-,则2222244a a b b a a b b +⋅+=-⋅+r r r r r r r r ,整理得220a a b -⋅= ,又因为3a b -= ()23a b -= ,则22223a a b b b -⋅+==r r r r r ,所以3b = 法二:设c a b =-r rr ,则3,2,22c a b c b a b c b =+=+-=+r r r r r r r r r ,由题意可得:()()2222c b c b +=+r r r r ,则22224444c c b b c c b b +⋅+=+⋅+r r r r r r r r ,整理得:22c b =r r ,即3b c ==r r 37.(2024年新课标全国Ⅱ卷数学真题)已知向量,a b满足1,22a a b =+= ,且()2b a b -⊥ ,则b = ()A .12B .22C .32D .1【答案】B【解析】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22=b .故选:B.8.(2023年北京高考数学真题)已知向量a b,满足(2,3),(2,1)a b a b +=-=- ,则22||||a b -= ()A .2-B .1-C .0D .1【答案】B【解析】向量,a b 满足(2,3),(2,1)a b a b +=-=-,所以22||||()()2(2)311a b a b a b -=+⋅-=⨯-+⨯=-.故选:B9.(2022年高考全国乙卷数学(文)真题)已知向量(2,1)(2,4)a b ==-,,则a b -r r ()A .2B .3C .4D .5【答案】D【解析】因为()()()2,12,44,3a b -=--=- ,所以()22435-=+-a b .故选:D考点4:求夹角问题10.(2023年高考全国甲卷数学(文)真题)已知向量()()3,1,2,2a b ==,则cos ,a b a b +-= ()A .117B .1717C 55D 255【答案】B【解析】因为(3,1),(2,2)a b ==,所以()()5,3,1,1a b a b +=-=- ,则225334,112a b a b +=+-=+= ()()()51312a b a b +⋅-=⨯+⨯-= ,所以()()17cos ,342a b a b a b a b a b a b+⋅-+-==⨯+-.故选:B.11.(2023年高考全国甲卷数学(理)真题)已知向量,,a b c 满足1,2a b c === 0a b c ++=,则cos ,a c b c 〈--〉=()A .45-B .25-C .25D .45【答案】D【解析】因为0a b c ++=,所以a b c +=-r r r ,即2222a b a b c ++⋅= ,即1122a b ++⋅=r r ,所以0a b ⋅= .如图,设,,OA a OB b OC c ===,由题知,1,2,OA OB OC OAB === 是等腰直角三角形,AB 边上的高2222OD AD =所以22222CD CO OD =+=,1tan ,cos 310AD ACD ACD CD ∠==∠=,2cos ,cos cos 22cos 1a c b c ACB ACD ACD 〈--〉=∠=∠=∠-2421510=⨯-=.故选:D.12.(2022年新高考全国II 卷数学真题)已知向量(3,4),(1,0),t ===+ a b c a b ,若,,<>=<>a cbc ,则t =()A .6-B .5-C .5D .6【答案】C【解析】()3,4c t =+ ,cos ,cos ,a c b c =,即931635t t c c+++= ,解得5t =,故选:C考点5:平行垂直问题13.(2024年上海夏季高考数学真题))已知()(),2,5,6,k a b k ∈==R ,且//a b ,则k 的值为.【答案】15【解析】//a b,256k ∴=⨯,解得15k =.故答案为:15.14.(2024年新课标全国Ⅰ卷数学真题)已知向量(0,1),(2,)a b x == ,若(4)b b a ⊥-,则x =()A .2-B .1-C .1D .2【答案】D【解析】因为()4b b a ⊥- ,所以()40b b a ⋅-=,所以240b a b -⋅=即2440x x +-=,故2x =,故选:D.15.(2022年高考全国甲卷数学(文)真题)已知向量(,3),(1,1)a m b m ==+.若a b ⊥ ,则m =.【答案】34-/0.75-【解析】由题意知:3(1)0a b m m ⋅=++=,解得34m =-.故答案为:34-.16.(2023年新课标全国Ⅰ卷数学真题)已知向量()()1,1,1,1a b ==-,若()()a b a b λμ+⊥+ ,则()A .1λμ+=B .1λμ+=-C .1λμ=D .1λμ=-【答案】D【解析】因为()()1,1,1,1a b ==- ,所以()1,1a b λλλ+=+- ,()1,1a b μμμ+=+-,由()()a b a b λμ+⊥+可得,()()0a b a b λμ+⋅+= ,即()()()()11110λμλμ+++--=,整理得:1λμ=-.故选:D .17.(2024年高考全国甲卷数学(理)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 .“13x =-”是“//a b ”的充分条件【答案】C【解析】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13x =,即必要性不成立,故B 错误;对D ,当13x =-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.考点6:平面向量取值与范围问题18.(2024年天津高考数学真题)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 ==+uur uu r uu u r λμ,则λμ+=;F 为线段BE 上的动点,G 为AF 中点,则AF DG ⋅的最小值为.【答案】43518-【解析】解法一:因为12CE DE =,即23CE BA =uur uu r ,则13BE BC CE BA BC =+=+uu u r uur u uu ur r uu u r ,可得1,13λμ==,所以43λμ+=;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 BC ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⋅=-+⋅-+- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦ 22111563112329510k 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 λμλμ=+=- ,则131λμ⎧-=-⎪⎨⎪=⎩,所以43λμ+=;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-.19.(2023年高考全国乙卷数学(理)真题)已知O 的半径为1,直线PA 与O 相切于点A ,直线PB 与O 交于B ,C 两点,D 为BC 的中点,若2PO =,则PA PD ⋅的最大值为()A .122+B .1222+C .12+D .22+【答案】A【解析】如图所示,1,2OA OP ==,则由题意可知:π4APO ∠=,由勾股定理可得221PA OP OA =-=当点,A D 位于直线PO 异侧时或PB 为直径时,设=,04OPC παα∠≤<,则:PA PD⋅ =||||cos 4PA PD πα⎛⎫⋅+ ⎪⎝⎭ 12cos 4παα⎛⎫=+ ⎪⎝⎭222sin 22ααα⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭2cos sin cos ααα=-1cos 21sin 222αα+=-122224πα⎛⎫=-- ⎪⎝⎭04πα≤<,则2444πππα-≤-<∴当ππ244α-=-时,PA PD ⋅ 有最大值1.当点,A D 位于直线PO 同侧时,设,04OPC παα∠<<,则:PA PD ⋅ =||||cos 4PA PD πα⎛⎫⋅- ⎪⎝⎭ 12cos 4παα⎛⎫=- ⎪⎝⎭22222ααα⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭2cos sin cos ααα=+1cos 21sin 222αα+=+122224πα⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,04πα≤<,则32444πππα≤+<∴当242ππα+=时,PA PD ⋅有最大值122.综上可得,PA PD ⋅的最大值为122.故选:A.20.(2022年新高考北京数学高考真题)在ABC 中,3,4,90AC BC C ==∠=︒.P 为ABC 所在平面内的动点,且1PC =,则PA PB ⋅的取值范围是()A .[5,3]-B .[3,5]-C .[6,4]-D .[4,6]-【答案】D【解析】依题意如图建立平面直角坐标系,则()0,0C ,()3,0A ,()0,4B ,因为1PC =,所以P 在以C 为圆心,1为半径的圆上运动,设()cos ,sin P θθ,[]0,2θπ∈,所以()3cos ,sin PA θθ=-- ,()cos ,4sin PB θθ=-- ,所以()()()()cos 3cos 4sin sin PA PB θθθθ⋅=-⨯-+-⨯- 22cos 3cos 4sin sin θθθθ=--+13cos 4sin θθ=--()15sin θϕ=-+,其中3sin 5ϕ=,4cos 5ϕ=,因为()1sin 1θϕ-≤+≤,所以()415sin 6θϕ-≤-+≤,即[]4,6PA PB ⋅∈- ;故选:D21.(2022年新高考天津数学高考真题)在ABC 中,,CA a CB b == ,D 是AC 中点,2CB BE = ,试用,a b表示DE 为,若AB DE ⊥ ,则ACB ∠的最大值为【答案】3122b a - 6π【解析】方法一:31=22DE CE CD b a -=- ,,(3)()0AB CB CA b a AB DE b a b a =-=-⊥⇒-⋅-= ,2234b a a b +=⋅ 222333cos 244a b a b b a ACB a b a b a b⋅+⇒∠==≥= 3a b = 时取等号,而0πACB <∠<,所以(0,]6ACB π∠∈.故答案为:3122b a - ;6π.方法二:如图所示,建立坐标系:(0,0),(1,0),(3,0),(,)E B C A x y ,3(,),(1,)22x y DE AB x y +=--=-- ,23()(1)022x y DE AB x +⊥⇒-+ 22(1)4x y ⇒++=,所以点A 的轨迹是以(1,0)M -为圆心,以2r =为半径的圆,当且仅当CA 与M 相切时,C ∠最大,此时21sin ,426r C C CM π===∠=.故答案为:3122b a - ;6π.22.(2022年新高考浙江数学高考真题)设点P 在单位圆的内接正八边形128A A A 的边12A A 上,则222182PA PA PA +++ 的取值范围是.【答案】[122,16]+【解析】以圆心为原点,37A A 所在直线为x 轴,51A A 所在直线为y轴建立平面直角坐标系,如图所示:则1345726222222(0,1),,,(1,0),,,(0,1),,,(1,0)222222A A A A A A A ⎛⎫⎛⎫⎛⎫---- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,82222A ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,设(,)P x y ,于是()2222212888PA PA PA x y +++=++ ,因为cos 22.5||1OP ≤≤ ,所以221cos 4512x y +≤+≤ ,故222128PA PA PA +++ 的取值范围是[1222,16]+.故答案为:[1222,16]+.23.(2023年天津高考数学真题)在ABC 中,160BC A =∠= ,,11,22AD AB CE CD == ,记,AB a AC b == ,用,a b 表示AE = ;若13BF BC = ,则AE AF ⋅ 的最大值为.【答案】1142a b + 1324【解析】空1:因为E 为CD 的中点,则0ED EC += ,可得AE ED AD AE EC AC⎧+=⎪⎨+=⎪⎩ ,两式相加,可得到2AE AD AC =+ ,即122AE a b =+ ,则1142AE a b =+ ;空2:因为13BF BC = ,则20FB FC += ,可得AF FC AC AF FB AB ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,得到()22AF FC AF FB AC AB +++=+ ,即32AF a b =+ ,即2133AF a b =+ .于是()2211211252423312a b a F b a AE A a b b ⎛⎫⎛⎫+⋅+=+⋅+ ⎪ ⎪⎝⋅=⎭⎝⎭ .记,AB x AC y ==,则()()222222111525225cos 602221212122A x xy a a b b xy y x y E AF ⎛⎫+⋅+=++=++ ⎪⋅⎝⎭= ,在ABC 中,根据余弦定理:222222cos601BC x y xy x y xy =+-=+-= ,于是1519222122122AE xy x xy AF y ⎛⎫⎛⎫++=+ ⎪ ⎪⎝⎭=⎝⎭⋅ ,由221+-=x y xy 和基本不等式,2212x y xy xy xy xy +-=≥-=,故1xy ≤,当且仅当1x y ==取得等号,则1x y ==时,AE AF ⋅ 有最大值1324.故答案为:1142a b + ;1324.。
平面向量测试题-高考经典试题-附详细答案

平面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、(山东文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、(广东文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 ),2m b m α=+其中,,m λα2,a b =则mλ的取值范围是( )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 mk 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、(山东理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 ,CD =CB CA λ+31,则22()33CD CA AD CA AB CA CB CA =+=+=+-=1233CA CB +,4 λ=32,选A 。
(完整版)全国卷高考题汇编—平面向量
2011年——2016年高考题专题汇编专题3 平面向量1、(16年全国1 文)设向量a =(x ,x +1),b =(1,2),且a ⊥b ,则x = .2、(16年全国1 理)设向量a =(m ,1),b =(1,2),且|a +b |2=|a |2+|b |2,则m = .3、(16年全国2 文)已知向量a =(m ,4),b =(3,-2),且a ∥b ,则m =___________.4、(16年全国2 理)已知向量(1,)(3,2)m =-,=a b ,且()⊥a +b b ,则m =(A )-8 (B )-6 (C )6 (D )85、(16年全国3 文)已知向量BA →=(12,2),BC →=(2,12),则∠ABC = (A )30° (B )45° (C )60° (D )120°6、(16年全国3 理)已知向量1(,)22BA = ,31(),22BC = 则∠ABC= (A)300 (B) 450 (C) 600 (D)12007、(15年新课标2 文)向量(1,1)=-a ,(1,2)=-b ,则(2)+⋅=a b aA .-1B .0C .1D .38、(15年新课标2理)设向量,不平行,向量与平行,则实数_________.9、(15年新课标1文)已知点A (0,1),B (3,2),向量AC =(-4,-3),则向量BC =(A )(-7,-4) (B )(7,4) (C )(-1,4) (D )(1,4) 10、(15年新课标1理)设D 为ABC 所在平面内一点3BC CD =,则(A )1433AD AB AC =-+ (B) 1433AD AB AC =- (C )4133AD AB AC =+ (D) 4133AD AB AC =-11、(14年新课标3 文)已知a b 、为单位向量,其夹角为060,则(2)a b b -•=( ) A .-1 B .0 C .1 D .212、(14年新课标3 理)若向量,a b 满足:||1a =,()a b a +⊥,(2)a b b +⊥,则||b =( )A .2BC .1 D13、(14年新课标2 文)设向量a ,b 满足a ·b=(A )1 (B ) 2 (C )3 (D) 514、(14年新课标2 理)设向量a,b 满足|a+b |=|a -b ,则a ⋅b = ( )A. 1B. 2C. 3D. 515、(14年新课标1文)设F E D ,,分别为ABC ∆的三边AB CA BC ,,的中点,则=+FC EBA. ADB.AD 21 C. BC 21 D. BC16、(14年新课标1理)已知A ,B ,C 是圆O 上的三点,若1()2AO AB AC =+,则AB 与AC 的夹角为 .17、(13全国2 文 理)已知正方形ABCD 的边长为2, E 为CD 的中点,,则 =_______.18、(12全国2 文)已知向量a ,b 夹角为45° ,且|a |=1,|2a -b |=10,则|b |=19、(11全国2 文)若向量a,b 满足1||||1,2a b a b ==⋅=-,则2a b +=A B CD 20、(11全国2 理)设向量a ,b ,c 满足a =b =1,a b =12-,,a c b c --=060,则c 的最大值等于A .2BCD .1。
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。
2023年高考数学一轮复习(新高考地区专用)5-3 平面向量的应用(精讲)(解析版)
5.3 平面向量的应用(精讲)(基础版)考点一 证线段垂直【例1-1】(2022·山西运城)在平面四边形ABCD 中,()2,3AC =-,()6,4BD =,则该四边形的面积为( )A .52B .252C .13D .26【答案】C【解析】∵12120AC BD ⋅=-+=,∵AC ∵BD ,所以四边形ABCD 面积为:114936161322AC BD ⋅=⨯+⨯+=.故选:C. 【例1-2】(2022·广东)如图,在正方形ABCD 中,P 为对角线AC 上任意一点(异于A 、C 两点),PE AB ⊥,PF BC ⊥,垂足分别为E 、F ,连接DP 、EF ,求证:DP EF ⊥.【答案】见解析【解析】设正方形ABCD 的边长为1,()01AE a a =<<,则EP AE a ==,1PF EB a ==-,2AP a =.,()()DP EF DA AP EP PF DA EP DA PF AP EP AP PF∴⋅=+⋅+=⋅+⋅+⋅+⋅考点呈现例题剖析()()1cos18011cos902cos4521cos45a a a a a a =⨯⨯+⨯-⨯+⨯⨯+⨯-⨯()210a a a a =-++-=,DP EF ∴⊥,即DP EF ⊥.【一隅三反】1.(2022·四川省峨眉)若平面四边形ABCD 满足:0AB CD +=,()0AB AD AC -⋅=,则该四边形一定是( ) A .平行四边形 B .菱形 C .矩形 D .正方形【答案】B 【解析】0AB CD +=,AB DC ∴=,所以四边形ABCD 为平行四边形,()0AB AD AC -⋅=, 0DB AC ∴⋅=,所以BD 垂直AC ,所以四边形ABCD 为菱形.故选:B2.(2022·福建·漳州三中)若O 为ABC 所在平面内一点,且满足|||2|OB OC OB OC OA -=+-,则ABC 的形状为( )A .等腰直角三角形B .直角三角形C .等腰三角形D .等边三角形【答案】B【解析】ABC 中,|||2||||()()|OB OC OB OC OA CB OB OA OC OA -=+-⇔=-+- 22||||()()AB AC AB AC AB AC AB AC ⇔-=+⇔-=+22222240AB AB AC AC AB AB AC AC AB AC ⇔-⋅+=+⋅+⇔⋅=因AB 与AC 均为非零向量,则AB AC ⊥,即90BAC ∠=,ABC 是直角三角形.故选:B3.(2022·上海)在Rt ABC 中,90,BAC AB AC ︒∠==,,E F 分别为边,AB BC 上的点,且,2AE EB BF FC ==.求证:CE AF ⊥.【答案】证明见解析.【解析】因为12CE CA AE AC AB =+=-+,()1133AF AB BF AB BC AB AC AB =+=+=+-=2133AB AC +.由0AB AC ⋅=且AB AC =,得121233CE AF AC AB AB AC ⎛⎫⎛⎫⋅=-+⋅+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭221110332AB AC AB AC --⋅=,所以CE AF ⊥.考点二 夹角问题【例2】(2022·全国·模拟预测)已知H 为ABC 的垂心,若1235AH AB AC =+,则sin BAC ∠=( )A BC D 【答案】C【解析】依题意,2235BH BA AH AB AC =+=-+,同理1335CH CA AH AB AC =+=-.由H 为△ABC 的垂心,得0BH AC ⋅=,即22035AB AC AC ⎛⎫-+⋅= ⎪⎝⎭,可知222cos 53AC AC AB BAC =∠,即3cos 5AC BAC AB∠=.同理有0CH AB ⋅=, 即13035AB AC AB ⎛⎫-⋅= ⎪⎝⎭,可知213cos 35AB AC AB BAC =∠,即5cos 9AB BAC AC ∠=,解得21cos 3BAC ∠=,2231cos 2sin 113∠∠=-=-=BAC BAC ,又()0,πBAC ∠∈,所以sin BAC ∠=.故选:C .【一隅三反】1.(2022·四川南充·三模(理))在Rt ABC △中,90A ∠=︒,2AB =,3AC =,2AM MC =,12AN AB =,CN 与BM 交于点P ,则cos BPN ∠的值为( )A B .C .D 【答案】D【解析】建立如图直角坐标系,则(0,2),(0,1),(3,0),(2,0)B N C M ,得(3,1),(2,2)CN MB =-=-,所以co 10s CN MB CN P BB N M ⋅===⋅∠ D.2.(2022·河南·南阳中学)直角三角形ABC 中,斜边BC 长为a ,A 是线段PE 的中点,PE 长为2a ,当⋅B C P E 最大时,PE 与BC 的夹角是( )A .0B .30C .60D .90【答案】A【解析】如图所示,设PE 与BC 的夹角为[]()0,θθπ∈,AB AC ⊥,所以0AB AC ⋅=, 因为A 是线段PE 的中点,PE 长为2a ,所以=AP AE ,==AP AE a , 又因为,==--BP AP AB CE AE AC ,所以()()⋅-⋅-=⋅-⋅-⋅+=⋅BP CE AP AB AE AC AP AE AP AC AB AE AB AC22a AP AC AB AE a AE AC AB AE =--⋅-⋅=-+⋅-⋅()22=-+⋅-=-+⋅a AE AC AB a AE BC222211cos cos 22a PE BC a PE BC a a θθ=-+⋅=-+⋅=-+, 因为0,θπ⎡⎤∈⎣⎦,所以[]cos 1,1θ∈-,所以当cos 1θ=时⋅B C P E 最大,此时0θ=,⋅B C P E 最大的值为0.故选:A.3.(2022·福建省同安第一中学)在OAB 中,2OA OB ==,AB =P 位于直线OA 上,当PA PB →→⋅取得最小值时,PBA ∠的正弦值为( )A B C D 【答案】C【解析】建立如图所示平面直角坐标系:则(3,0),(3,0),(0,1)A B O-,设(,)P x y,因为动点P位于直线OA上,直线OA的方程为:1y=+,所以22(,),)3PA PB x y x y x y→→⋅=-⋅-=-+222244931)2(334x x x x x=-++=-=-,当x=PA PB→→⋅取得最小值94-,此时3()4P,3(),(4BP BA→→==-,所以15cosBP BAPBABP BA→→→→⋅∠====⋅又因为(0,)PBAπ∠∈,所以sin14PBA∠=,故选:C.考点三线段长度【例3-1】(2022·福建·福州三中)在平行四边形ABCD中,(2,1,2,AB AD AC===,则BD=()A.1B C.2D.3【答案】B【解析】由题意得|7AC=∣,由平行四边形的两条对角线的平方和等于四边的平方和,得:()()222222222,22110,BD AC AB AD BD BD+=+∴+=+=∴=B【例3-2】(2022·云南)已知ABC120C∠=︒,2cosc b B=,则AC边的中线的长为()A B.3C D.4【答案】C【解析】根据正弦定理由2cos sin2sin cos sin sin2c b B C B B C B=⇒=⇒=,因为,(0,180)B C∈︒,所以2C B=,或2180C B+=︒,当2C B=时,60B∠=︒,不符合三角形内角和定理,当2180C B+=︒时,30B∠=︒,因此30A∠=︒,因此a b=,因为ABC所以有122a a a⋅==,负值舍去,即2a b==,由余弦定理可知:AB ==设AC 边的中点为D ,所以有1()2BD BC BA =+,因此222111()24222BD BC BA BC BA BC BA =+=++⋅=故选:C 【一隅三反】1.(2022·云南师大附中)ABC 中,60A ∠=︒,∠A 的平分线AD 交边BC 于D ,已知3AB =,且1233AD AC AB =+,则AD 的长为( )AB .3C .D .【答案】C【解析】如图,过D 作//DE AC 交AB 于E ,作//DF AB 交AC 于F ,则AD AE AF =+,又1233AD AC AB =+, 所以23AE AB =,13AF AC =,所以13BD AF BC AC ==,即12BD DC =, 又AD 是BAC ∠的平分线,所以12AB BD AC CD ==,而3AB =,所以6AC =, cos 36cos609AB AC AB AC BAC ⋅=∠=⨯⨯︒=,222212144()33999AD AC AB AC AC AB AB=+=+⋅+2214469312999=⨯+⨯+⨯=,所以23AD =C . 2.(2022·全国·高三专题练习)在ABC 中,2AB AC ==,点M 满足20BM CM +=,若23BC AM ⋅=,则BC 的值为( ) A .1 B .32C .2D .3【答案】C【解析】取BC 中点O ,连接AO ,20BM CM +=,即2BM MC =,∴M 为BC 边上靠近C 的三等分点,()BC AM BC AO OM BC AO BC OM ⋅=⋅+=⋅+⋅,AB AC =,AO BC ∴⊥,0BC AO ∴⋅=,又16OM BC =,21263BC AM BC OM BC ∴⋅=⋅==,2BC ∴=.故选:C .3.(2022·重庆南开中学)如图所示在四边形ABCD 中,ABD △是边长为4的等边三角形,213AC =,(2)CA tCB t CD =+-,(1)t >,则OD =( )A .52B .C .3D 【答案】C【解析】取AC 的中点为M ,因为(2)CA tCB t CD =+-,故2CA CD tDB -=即22CM CD tDB -=,故2DM tDB =,所以,,D M B 三点共线,故M 与O 重合,所以AO =故21316+24cos3OD OD π=-⨯⨯,解得1OD =或3OD =,因为1t >且2DO tDB =,故OD OB >,故3OD =,故选:C.4.(2023·全国·高三专题练习)已知ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且60C =︒,3a =,1534ABC S =△,则AB 边上的中线长为( ) A .49 B .7C .494 D .72【答案】D【解析】因为ABCS11sin 322ab C b ==⨯⨯=5b =,根据余弦定理可得2222cos 19c a b ab C =+-=,故c =AB 中点为M ,故()12CM CA CB =+,故22172cos 22CM CA CB CA CB C =++==. 即AB 边上的中线长为72.故选:D .考点四 几何中的最值【例4】(2022·海南·模拟预测)在直角梯形ABCD 中,AB CD ,AD AB ⊥,且6AB =,3AD =.若线段CD 上存在唯一的点E 满足4AE BE ⋅=,则线段CD 的长的取值范围是( ) A .[1,2) B .[1,5)C .[1,)+∞D .[5,)+∞【答案】B【解析】 如图所示,以A 为坐标原点,AB 和AD 分别为x 轴和y 轴正方向建立直角坐标系.则(0,0),(6,0)A B , 设DE 的长为x ,则(,3)E x ,则(,3)AE x =,(6,3)BE x =-,所以(6)94AE BE x x ⋅=-+=,解得1x =或5x =,由题意知:DC x ≥ ,且点E 存在于CD 上且唯一,知CD 的长的取值范围是[1,5),故选:B. 【一隅三反】1.(2022·安徽安庆)设点P 是ABC 的中线AM 上一个动点,()PA PB PC ⋅+的最小值是92-,则中线AM 的长是___________. 【答案】3【解析】设PM x =,,AM m =则.PA m x =-因为M 为BC 边中点,所以1()2PM PB PC =+,即2PB PC PM +=.于是222()22()222()22m m PA PB PC PA PM x m x x mx x ⋅+=⋅=--=-=--. 当2m x =,即点P 是中线AM 的中点时,()PA PB PC ⋅+取得最小值2,2m -即29,22m -=-因此 3.m =故答案为:32.(2022·江苏·无锡市教育科学研究院)点P 是边长为2的正三角形ABC 的三条边上任意一点,则||PA PB PC ++的最小值为___________.【解析】不妨假设P 在AB 上且(1,0),(1,0)A B C -,如下图示,所以,P 在3(1)y x =+且10x -≤≤,设(,3(1))P x x +,则(,)PA x =-,(1,1))PB x x =--+,(1,1))PC x x =-+,所以(3,PA PB PC x ++=---,故||9PA PB PC x ++=,当12x =-时,||PA PB PC ++3.(2022·上海市晋元高级中学)“燕山雪花大如席”,北京冬奥会开幕式将传统诗歌文化和现代奥林匹克运动联系在一起,天衣无缝,让人们再次领略了中国悠久的历史积淀和优秀传统文化恒久不息的魅力.顺次连接图中各顶点可近似得到正六边ABCDEF .若正六边形的边长为1,点P 是其内部一点(包含边界),则AP AC ⋅的取值范围为___________.【答案】[0,3]【解析】过点C 作CM AB ⊥于,M 所以,AC AM MC =+且33==,=22AM MC AP AQ QP AM MC λμ=++,,其中1123λμ-≤≤≤≤,0,()()()()22=3=34=A A AM MCAM MC MAM M M P AC C C λμλλμμλμ++++++⋅当P 点与C 点重合时,AP 在AC 方向上的投影最大,此时1,1λμ==,·AP AC 取得最大值为3;当P 点与F 点重合时,此时1,13λμ=-=,即AP AC ⊥,故0AP AC =,取得的最小值为∴·AP AC 的取值范围是[0,3].故答案为:[0,3].4.(2022·四川省内江市第六中学)如图,在等腰ABC 中,已知1AB AC ==,120A ∠=︒,E 、F 分别是边AB 、AC 的点,且AE AB λ=,AF AC μ=,其中(),0,1λμ∈且21λμ+=,若线段EF 、BC 的中点分别为M 、N ,则MN 的最小值是________.【解析】在等腰ABC 中,∵||||1AB AC ==,120o A ∠=, ∴1||||cos 2AB AC AB AC A ⋅==-; ∵E 、F 分别是边AB 、AC 的点,∴11()()22AM AE AF AC AB μλ=+=+,1()2AN AB AC =+,∵1[(1)(1)]2MN AN AM AB AC λμ=-=-+-,∴222222211[(1)2(1)(1)(1)]44MN AB AB AC AC λμλμλμλλμμ+---+=-+--⋅+-=,∵21λμ+=,∴12λμ=-, ∴()()()22222237()121212174177444MN μμμμμμμμμ-+-+-----+-+===, 其中λ,(0,1)μ∈,即1(0,)2μ∈,∴当27μ=时,2MN 取得最小值328,∴||MN . 考点五 三角形的四心【例5】(2022·甘肃·兰州一中)(多选)点O 在ABC 所在的平面内,则以下说法正确的有( ) A .若0OA OB OC ++=,则点O 为ABC 的重心 B .若222OA OB OC ==,则点O 为ABC 的垂心C .若()()()0OA OB AB OB OC BC OC OA CA +⋅=+⋅=+⋅=,则点O 为ABC 的外心 D .若OA OB OB OC OC OA ⋅=⋅=⋅,则点O 为ABC 的内心 【答案】AC【解析】对于A ,设边BC 、AC 、AB 的中点分别为D 、E 、F 2OB OC OD +=,则20OA OD +=,所以2OA OD =-所以A 、O 、D 三点共线,即点O 在中线AD 上,同理点O 在中线,BE CF 上,则O 是ABC 的重心.故A 正确对于B ,若222OA OB OC ==,则222OA OB OC ==,所以OA OB OC == 所以O 为ABC 的外心,故B 错误对于C ,设边AB 、BC 、CA 的中点分别为点D 、E 、F , 则()20OA OB AB OD AB +⋅=⋅=,所以OD 为线段AB 的中垂线,同理OE 、OF 分别为线段BC 、CA 的中垂线,所以O 是ABC 的外心,故C 正确 对于D ,由已知,()0OA OB OB OC OB OA OC OB CA ⋅-⋅=⋅-=⋅=,即OB 垂直CA ,也即点O 在边AC 的高上;同理,点O 也在边AB BC 、的高上, 所以则O 是ABC 的垂心,故D 错误.故选:AC 【一隅三反】1.(2022·全国·)瑞士数学家欧拉在1765年发表的《三角形的几何学》一书中有这样一个定理:“三角形的外心、垂心和重心都在同一直线上,而且外心和重心的距离是垂心和重心距离之半,”这就是著名的欧拉线定理.设ABC 中,点O 、H 、G 分别是外心、垂心和重心,下列四个选项中结论正确的是( )A .2GH OG =B .0GA GB GC ++= C .OH OA OB OC =++D .OA OB OC ==【答案】ABC 【解析】如图:根据欧拉线定理可知,点O 、H 、G 共线,且2GH OG =.对于A ,∵2GH OG =,∵2GH OG =,故A 正确;对于B ,G 是重心,则延长AG 与BC 的交点D 为BC 中点,且AG =2GD ,则2GA GB GC GA GD ++=+0=,故B 正确;对于C ,33()OH OG AG AO ==-23()3AD AO =-23AD AO =-2()3AO OD AO =+-2OD AO=-OB OC OA =++,故C 正确;对于D ,OA OB OC ==显然不正确.故选:ABC.2.(2022·广东·广州市第二中学)(多选)著名数学家欧拉提出了如下定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半.此直线被称为三角形的欧拉线,该定理被称为欧拉线定理.已知∵ABC 的外心为O ,重心为G ,垂心为H ,M 为BC 中点,且AB =4,AC =2,则下列各式正确的有( ) A .4AG BC ⋅= B .6AO BC ⋅=-C .OH OA OB OC =++D .42AB AC OM HM +=+【答案】BCD【解析】由G 是三角形ABC 的重心可得23AG AM =211()322AB AC =+1133AB AC =+,所以1()()3AG BC AB AC AC AB ⋅=+⋅-221(||)3AC AB =-=4-,故A 项错误;过三角形ABC 的外心O 分别作AB 、AC 的垂线,垂足为D 、E ,如图(1),易知D 、E 分别是AB 、AC 的中点,则()AO BC AO AC AB ⋅=⋅-AO AC AO AB =⋅-⋅cos cos AO AC OAE AO AB OAD =∠-∠AE AC AD AB =-2211||622AC AB =-=-,故B 项正确;因为G 是三角形ABC 的重心,所以有0GA GB GC ++=,故OA OB OC ++()()()OG GA OG GB OG GC =+++++3OG GA GB GC =+++3OG =,由欧拉线定理可得3OH OG =,故C 项正确; 如图(2),由3OH OG =可得2133MG MO MH =+,即2133GM OM HM =+,则有26AB AC AM GM +==216()33OM HM =+42OM HM =+,D 项正确,故选:BCD.3.(2022·全国·课时练习)(多选题)已知O 是四边形ABCD 内一点,若0OA OB OC OD +++=,则下列结论错误的是( )A .四边形ABCD 为正方形,点O 是正方形ABCD 的中心 B .四边形ABCD 为一般四边形,点O 是四边形ABCD 的对角线交点 C .四边形ABCD 为一般四边形,点O 是四边形ABCD 的外接圆的圆心 D .四边形ABCD 为一般四边形,点O 是四边形ABCD 对边中点连线的交点 【答案】ABC【解析】对于A ,若四边形ABCD 为正方形,点O 是正方形ABCD 的中心,则必有0OA OB OC OD +++=, 但反过来,由0OA OB OC OD +++=推不出四边形ABCD 为正方形,故A 错误; 对于BCD ,如图所示,O 是四边形ABCD 内一点,且0OA OB OC OD +++=设AB ,CD 的中点分别为E ,F ,由向量加法的平行四边形法则知2OA OB OE =+,2OC OD OF +=,0OE OF ∴=+,即O 是EF 的中点;同理,设AD ,BC 的中点分别为M ,N ,由向量加法的平行四边形法则知2OA OD OM +=,2OC OB ON =+,即O 是MN 的中点;所以O 是EF ,MN 的交点,故BC 错误,D 正确; 故选:ABC4.(2022·山东省平邑县第一中学)(多选)在ABC 所在平面内有三点O ,N ,P ,则下列说法正确的是( )A .满足||||||OA OB OC ==,则点O 是ABC 的外心 B .满足0NA NB NC ++=,则点N 是ABC 的重心 C .满足PA PB PB PC PC PA ⋅=⋅=⋅,则点P 是ABC 的垂心D .满足()0||||AB AC BC AB AC +⋅=,且12||||AB AC AB AC ⋅=,则ABC 为等边三角形 【答案】ABCD 【解析】对于A ,因为||||||OA OB OC ==,所以点O 到ABC 的三个顶点的距离相等,所以O 为ABC 的外心,故A 正确;对于B ,如图所示,D 为BC 的中点,由0NA NB NC ++=得:2ND NA =-,所以||:||2:1AN ND =,所以N 是ABC 的重心,故B 正确;对于C ,由PA PB PB PC ⋅=⋅得:()0PA PC PB -⋅=,即0AC PB ⋅=,所以AC PB ⊥;同理可得:AB PC ⊥,所以点P 是ABC 的垂心,故C 正确; 对于D ,由()0||||AB ACBC AB AC +⋅=得:角A 的平分线垂直于BC ,所以AB AC =; 由12||||AB AC AB AC ⋅=得:1cos 2A =,所以3A π=,所以ABC 为等边三角形,故D 正确.故选:ABCD .考点六 三角的面积【例6-1】(2022·全国·高三)点P 菱形ABCD 内部一点,若230PA PB PC ++=,则菱形ABCD 的面积与PBC 的面积的比为( ) A .4 B .6 C .8 D .12【答案】B【解析】如图,设AB 中点为E ,BC 中点为F ,因为230PA PB PC ++=,即220PA PB PB PC +=++,则420PE PF +=,即2PF PE =-, 则24111122334326PBCPBFBEFABCABCD ABCD SSSS S S ==⨯=⨯=⨯=, 所以ABCD 的面积与PBC 的面积的比值是6.故选:B.【例6-2】(2022·全国·高三专题练习)已知点O 为正ABC 所在平面上一点,且满足(1)0OA OB OC λλ+++=,若OAC 的面积与OAB 的面积比值为1:4,则λ的值为( )A .12 B .13C .2D .3【答案】B【解析】(1)0OA OB OC λλ+++=, ()0OA OC OB OC λ→∴+++=.如图,D ,E 分别是对应边的中点,由平行四边形法则知2OA OC OE +=,()2OB OC OD λλ+=,故OE OD λ=-,在正三角形ABC 中,11114428COAAOBABCABCSS S S ==⨯=,113828COB ACBABCABCABCS SS S S =--=,且三角形AOC 与三角形COB 的底边相等,面积之比为13,所以13OE OD =,得13λ=.故选:B 【一隅三反】1.(2022·上海交大附中)设O 为OAB 所在平面内一点,满足2730OA OB OC ++=,则ABC 的面积与OAB 的面积的比值为( ) A .6 B .83C .127D .4【答案】A【解析】设1112,7,3===OA OA OB OB OC OC ,因为2730OA OB OC ++=,所以1110OA OB OC ++=,所以O 为111A B C △的重心, 设111111===OA B OA C OB C SSSk ,所以111111*********,,21146⋅⋅⋅======⋅⋅⋅OBC OAB OAC OB C OA B OA C S S S OB OC OA OB OA OC S OB OC S OA OB S OA OC ,则111,,21146===OBCOABOACSk S k S k ,所以27=++=ABCOBCOAB OACS SSSk ,所以276121==ABC BOCk S Sk , 故选:A2.(2022·全国·高三)P 是ABC 所在平面内一点,若3CB PA PB =+,则:ABP ABC S S =△△( ) A .1:4 B .1:3C .2:3D .2:1【答案】A【解析】由题设,3PA CB BP CP =+=,故,,C P A 共线且3CP PA =,如下图示:所以:1:4ABPABCSS=.故选:A3.(2022·四川凉山)已知P 为ABC 内任意一点,若满足()0,,0xPA yPB zPC x y z ++=>,则称P 为ABC 的一个“优美点”.则下列结论中正确的有( ) ∵若1x y z ===,则点P 为ABC 的重心; ∵若1x =,2y =,3z =,则16PBCABCSS =;∵若PA PB PB PC PA PC ⋅=⋅=⋅,则点P 为ABC 的垂心; ∵若1x =,3y =,1z =且D 为AC 边中点,则25BP BD =. A .1个 B .2个C .3个D .4个【答案】D【解析】对于∵,当1x y z ===时,0PA PB PC ++=;设BC 中点为M ,则2PB PC PM +=,即22PA PM MP =-=,P ∴为ABC 的重心,∵正确;对于∵,当1x =,2y =,3z =时,230PA PB PC ++=,()2PA PC PB PC ∴+=-+,取AC 中点D ,BC 中点E ,2PA PC PD +=,2PB PC PE +=,24PD PE ∴=-,即2PD EP =,P ∴到直线BC 距离1d 与D 到直线BC 距离2d 之比为:1:3,即12:1:3d d =;又D 为AC 中点,∴点A 到直线BC 距离322d d =,13:1:6d d ∴=, 13::1:6PBCABCSSd d ∴==,即16PBCABCSS =,∵正确;对于∵,由PA PB PB PC ⋅=⋅得:()0PA PB PB PC PB PA PC PB CA ⋅-⋅=⋅-=⋅=,PB AC ∴⊥,同理可得:PA BC ⊥,PC AB ⊥,P ∴为ABC 的垂心,∵正确;对于∵,当1x =,3y =,1z =时,30PA PB PC ++=,3PA PC PB ∴+=-, 又D 为AC 边中点,233PD PB BP ∴=-=,又BP PD BD +=,32BP BP BD ∴+=,25BP BD ∴=,∵正确.故选:D.。
2024年高考数学总复习第五章《平面向量与复数》平面向量基本定理及坐标表示
2024年高考数学总复习第五章《平面向量与复数》§5.2平面向量基本定理及坐标表示最新考纲 1.了解平面向量基本定理及其意义.2.掌握平面向量的正交分解及其坐标表示.3.会用坐标表示平面向量的加、减与数乘运算.4.理解用坐标表示的平面向量共线的条件.1.平面向量基本定理如果e1,e2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λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2.其中,不共线的向量e1,e2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底.2.平面向量的坐标运算(1)向量加法、减法、数乘及向量的模设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a+b=(x1+x2,y1+y2),a-b=(x1-x2,y1-y2),λa=(λx1,λy1),|a|=x21+y21.(2)向量坐标的求法①若向量的起点是坐标原点,则终点坐标即为向量的坐标.②设A(x1,y1),B(x2,y2),则AB→=(x2-x1,y2-y1),|AB→|=(x2-x1)2+(y2-y1)2.3.平面向量共线的坐标表示设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0.a,b共线⇔x1y2-x2y1=0.概念方法微思考1.若两个向量存在夹角,则向量的夹角与直线的夹角一样吗?为什么?提示不一样.因为向量有方向,而直线不考虑方向.当向量的夹角为直角或锐角时,与直线的夹角相同.当向量的夹角为钝角或平角时,与直线的夹角不一样.2.平面内的任一向量可以用任意两个非零向量表示吗?提示不一定.当两个向量共线时,这两个向量就不能表示,即两向量只有不共线时,才能作为一组基底表示平面内的任一向量.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)平面内的任意两个向量都可以作为一组基底.(×)(2)若a ,b 不共线,且λ1a +μ1b =λ2a +μ2b ,则λ1=λ2,μ1=μ2.(√)(3)在等边三角形ABC 中,向量AB →与BC →的夹角为60°.(×)(4)若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件可表示成x 1x 2=y 1y 2.(×)(5)平面向量不论经过怎样的平移变换之后其坐标不变.(√)(6)当向量的起点在坐标原点时,向量的坐标就是向量终点的坐标.(√)题组二教材改编2.已知▱ABCD 的顶点A (-1,-2),B (3,-1),C (5,6),则顶点D 的坐标为________.答案(1,5)解析设D (x ,y ),则由AB →=DC →,得(4,1)=(5-x,6-y ),=5-x ,=6-y ,=1,=5.3.已知向量a =(2,3),b =(-1,2),若m a +n b 与a -2b 共线,则mn =________.答案-12解析由向量a =(2,3),b =(-1,2),得m a +n b =(2m -n,3m +2n ),a -2b =(4,-1).由m a +n b 与a -2b 共线,得2m -n 4=3m +2n -1,所以m n =-12.题组三易错自纠4.设e 1,e 2是平面内一组基底,若λ1e 1+λ2e 2=0,则λ1+λ2=________.答案5.已知点A (0,1),B (3,2),向量AC →=(-4,-3),则向量BC →=________.答案(-7,-4)解析根据题意得AB →=(3,1),∴BC →=AC →-AB →=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4).6.已知向量a =(m,4),b =(3,-2),且a ∥b ,则m =________.答案-6解析因为a ∥b ,所以(-2)×m -4×3=0,解得m =-6.题型一平面向量基本定理的应用例1如图,已知△OCB 中,A 是CB 的中点,D 是将OB →分成2∶1的一个内分点,DC 和OA 交于点E ,设OA →=a ,OB →=b.(1)用a 和b 表示向量OC →,DC →;(2)若OE →=λOA →,求实数λ的值.解(1)由题意知,A 是BC 的中点,且OD →=23OB →,由平行四边形法则,得OB →+OC →=2OA →,所以OC →=2OA →-OB →=2a -b ,DC →=OC →-OD →=(2a -b )-23b =2a -53b .(2)由题意知,EC →∥DC →,故设EC →=xDC →.因为EC →=OC →-OE →=(2a -b )-λa =(2-λ)a -b ,DC →=2a -53b .所以(2-λ)a -b =2a -53b.因为a 与b 不共线,由平面向量基本定理,2-λ=2x ,-1=-53x ,x =35,λ=45.故λ=45.思维升华应用平面向量基本定理的注意事项(1)选定基底后,通过向量的加、减、数乘以及向量平行的充要条件,把相关向量用这一组基底表示出来.(2)强调几何性质在向量运算中的作用,用基底表示未知向量,常借助图形的几何性质,如平行、相似等.(3)强化共线向量定理的应用.跟踪训练1在△ABC 中,点P 是AB 上一点,且CP →=23CA →+13CB →,Q 是BC 的中点,AQ 与CP 的交点为M ,又CM →=tCP →,则t 的值为________.答案34解析∵CP →=23CA →+13CB →,∴3CP →=2CA →+CB →,即2CP →-2CA →=CB →-CP →,∴2AP →=PB →,即P 为AB的一个三等分点,如图所示.∵A ,M ,Q 三点共线,∴CM →=xCQ →+(1-x )CA →=x 2CB →+(x -1)AC →,而CB →=AB →-AC →,∴CM →=x 2AB →.又CP →=CA →-PA →=-AC →+13AB →,由已知CM →=tCP →,可得x 2AB →=AC →+13AB 又AB →,AC →不共线,=t 3,1=-t,解得t =34.题型二平面向量的坐标运算例2(1)已知点M (5,-6)和向量a =(1,-2),若MN →=-3a ,则点N 的坐标为()A .(2,0)B .(-3,6)C .(6,2)D .(-2,0)答案A解析设N (x ,y ),则(x -5,y +6)=(-3,6),∴x =2,y =0.(2)已知A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4).设AB →=a ,BC →=b ,CA →=c ,a =m b +n c (m ,n ∈R ),则m +n =________.答案-2解析由已知得a =(5,-5),b =(-6,-3),c =(1,8).∵m b +n c =(-6m +n ,-3m +8n ),-6m +n =5,-3m +8n =-5,m =-1,n =-1.∴m +n =-2.思维升华平面向量坐标运算的技巧(1)利用向量加、减、数乘运算的法则来进行求解,若已知有向线段两端点的坐标,则应先求向量的坐标.(2)解题过程中,常利用“向量相等,则坐标相同”这一结论,由此可列方程(组)进行求解.跟踪训练2线段AB 的端点为A (x,5),B (-2,y ),直线AB 上的点C (1,1),使|AC →|=2|BC →|,则x +y =________.答案-2或6解析由已知得AC →=(1-x ,-4),2BC →=2(3,1-y ).由|AC →|=2|BC →|,可得AC →=±2BC →,则当AC →=2BC →1-x =6,-4=2-2y ,x =-5,y =3,此时x +y =-2;当AC →=-2BC →1-x =-6,-4=-2+2y ,x =7,y =-1,此时x +y =6.综上可知,x +y =-2或6.题型三向量共线的坐标表示命题点1利用向量共线求向量或点的坐标例3已知O 为坐标原点,点A (4,0),B (4,4),C (2,6),则AC 与OB 的交点P 的坐标为________.答案(3,3)解析方法一由O ,P ,B 三点共线,可设OP →=λOB →=(4λ,4λ),则AP →=OP →-OA →=(4λ-4,4λ).又AC →=OC →-OA →=(-2,6),由AP →与AC →共线,得(4λ-4)×6-4λ×(-2)=0,解得λ=34,所以OP →=34OB →=(3,3),所以点P 的坐标为(3,3).方法二设点P (x ,y ),则OP →=(x ,y ),因为OB →=(4,4),且OP →与OB →共线,所以x 4=y 4,即x =y .又AP →=(x -4,y ),AC →=(-2,6),且AP →与AC →共线,所以(x -4)×6-y ×(-2)=0,解得x =y =3,所以点P 的坐标为(3,3).命题点2利用向量共线求参数例4(2018·洛阳模拟)已知平面向量a =(2,-1),b =(1,1),c =(-5,1),若(a +k b )∥c ,则实数k 的值为()A .-114 B.12C .2D.114答案B解析因为a =(2,-1),b =(1,1),所以a +k b =(2+k ,-1+k ),又c =(-5,1),由(a +k b )∥c得(2+k )×1=-5×(k -1),解得k =12,故选B.思维升华平面向量共线的坐标表示问题的解题策略(1)如果已知两向量共线,求某些参数的取值时,利用“若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件是x 1y 2=x 2y 1”.(2)在求与一个已知向量a 共线的向量时,可设所求向量为λa (λ∈R ).跟踪训练3(1)(2018·济南模拟)已知向量a =(1,1),b =(2,x ),若a +b 与3a -b 平行,则实数x 的值是__________________.答案2解析∵a =(1,1),b =(2,x ),∴a +b =(3,x +1),3a -b =(1,3-x ),∵a +b 与3a -b 平行,∴3(3-x )-(x +1)=0,解得x =2.(2)已知向量OA →=(k,12),OB →=(4,5),OC →=(-k,10),且A ,B ,C 三点共线,则实数k 的值是________.答案-23解析AB →=OB →-OA →=(4-k ,-7),AC →=OC →-OA →=(-2k ,-2).∵A ,B ,C 三点共线,∴AB →,AC →共线,∴-2×(4-k )=-7×(-2k ),解得k =-23.1.已知M (3,-2),N (-5,-1),且MP →=12MN →,则P 点的坐标为()A .(-8,1)1D .(8,-1)答案B解析设P (x ,y ),则MP →=(x -3,y +2).而12MN →=12(-8,1)4-3=-4,+2=12,=-1,=-32,∴1故选B.2.(2019·山西榆社中学诊断)若向量AB →=DC →=(2,0),AD →=(1,1),则AC →+BC →等于()A .(3,1)B .(4,2)C .(5,3)D .(4,3)答案B解析AC →=AD →+DC →=(3,1),又BD →=AD →-AB →=(-1,1),则BC →=BD →+DC →=(1,1),所以AC →+BC →=(4,2).故选B.3.(2018·海南联考)设向量a =(x ,-4),b =(1,-x ),若向量a 与b 同向,则x 等于()A .-2B .2C .±2D .0答案B解析由向量a 与b 共线得-x 2=-4,所以x =±2.又向量a 与b 同向,所以x =2.故选B.4.已知平面直角坐标系内的两个向量a =(1,2),b =(m ,3m -2),且平面内的任一向量c 都可以唯一的表示成c =λa +μb (λ,μ为实数),则实数m 的取值范围是()A .(-∞,2)B .(2,+∞)C .(-∞,+∞)D .(-∞,2)∪(2,+∞)答案D解析由题意知向量a ,b 不共线,故2m ≠3m -2,即m ≠2.5.在平面直角坐标系xOy 中,已知A (1,0),B (0,1),C 为坐标平面内第一象限内一点,∠AOC =π4,且|OC |=2,若OC →=λOA →+μOB →,则λ+μ等于()A .22 B.2C .2D .42答案A解析因为|OC |=2,∠AOC =π4,所以C (2,2),又OC →=λOA →+μOB →,所以(2,2)=λ(1,0)+μ(0,1)=(λ,μ),所以λ=μ=2,λ+μ=2 2.6.(2019·蚌埠期中)已知向量m A n =(3,sin A +3cos A )共线,其中A 是△ABC 的内角,则角A 的大小为()A.π6B.π4C.π3D.π2答案C 解析∵m ∥n ,∴sin A (sin A +3cos A )-32=0,∴2sin 2A +23sin A cos A =3,∴1-cos 2A +3sin 2A =3,∴A 1,∵A ∈(0,π),∴2A -π6∈-π6,因此2A -π6=π2,解得A =π3,故选C.7.若三点A (1,-5),B (a ,-2),C (-2,-1)共线,则实数a 的值为________.答案-54解析AB →=(a -1,3),AC →=(-3,4),根据题意知AB →∥AC →,∴4(a -1)=3×(-3),即4a =-5,∴a =-54.8.设向量a ,b 满足|a |=25,b =(2,1),且a 与b 的方向相反,则a 的坐标为________.答案(-4,-2)解析∵b =(2,1),且a 与b 的方向相反,∴设a =(2λ,λ)(λ<0).∵|a |=25,∴4λ2+λ2=20,λ2=4,λ=-2.∴a =(-4,-2).9.(2018·全国Ⅲ)已知向量a =(1,2),b =(2,-2),c =(1,λ).若c ∥(2a +b ),则λ=________.答案12解析由题意得2a +b =(4,2),因为c ∥(2a +b ),所以4λ=2,得λ=12.10.已知向量OA →=(1,-3),OB →=(2,-1),OC →=(k +1,k -2),若A ,B ,C 三点能构成三角形,则实数k 应满足的条件是________.答案k ≠1解析若点A ,B ,C 能构成三角形,则向量AB →,AC →不共线.∵AB →=OB →-OA →=(2,-1)-(1,-3)=(1,2),AC →=OC →-OA →=(k +1,k -2)-(1,-3)=(k ,k +1),∴1×(k+1)-2k≠0,解得k≠1.11.已知a=(1,0),b=(2,1),(1)当k为何值时,k a-b与a+2b共线;(2)若AB→=2a+3b,BC→=a+m b且A,B,C三点共线,求m的值.解(1)k a-b=k(1,0)-(2,1)=(k-2,-1),a+2b=(1,0)+2(2,1)=(5,2).∵k a-b与a+2b共线,∴2(k-2)-(-1)×5=0,即2k-4+5=0,得k=-1 2 .(2)方法一∵A,B,C三点共线,∴AB→=λBC→,即2a+3b=λ(a+m b),=λ,=mλ,解得m=32.方法二AB→=2a+3b=2(1,0)+3(2,1)=(8,3),BC→=a+m b=(1,0)+m(2,1)=(2m+1,m),∵A,B,C三点共线,∴AB→∥BC→,∴8m-3(2m+1)=0,即2m-3=0,∴m=32.12.如图,已知平面内有三个向量OA→,OB→,OC→,其中OA→与OB→的夹角为120°,OA→与OC→的夹角为30°,且|OA→|=|OB→|=1,|OC→|=23.若OC→=λOA→+μOB→(λ,μ∈R),求λ+μ的值.解方法一如图,作平行四边形OB1CA1,则OC→=OB1→+OA1→,因为OA→与OB→的夹角为120°,OA→与OC→的夹角为30°,所以∠B1OC=90°.在Rt△OB1C中,∠OCB1=30°,|OC→|=23,所以|OB1→|=2,|B1C→|=4,所以|OA1→|=|B1C→|=4,所以OC →=4OA →+2OB →,所以λ=4,μ=2,所以λ+μ=6.方法二以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,则A (1,0),-12,C (3,3).由OC →=λOA →+μOB →,λ-12μ,=32μ,=4,=2.所以λ+μ=6.13.如图,四边形ABCD 是正方形,延长CD 至E ,使得DE =CD ,若点P 为CD 的中点,且AP →=λAB →+μAE →,则λ+μ等于()A .3B.52C .2D .1答案B 解析由题意,设正方形的边长为1,建立平面直角坐标系如图,则B (1,0),E (-1,1),∴AB →=(1,0),AE →=(-1,1),∵AP →=λAB →+μAE →=(λ-μ,μ),又∵P 为CD 的中点,∴AP →-μ=12,=1,∴λ=32,μ=1,∴λ+μ=52.14.(2017·全国Ⅲ)在矩形ABCD 中,AB =1,AD =2,动点P 在以点C 为圆心且与BD 相切的圆上.若AP →=λAB →+μAD →,则λ+μ的最大值为()A .3B .22 C.5D.2答案A 解析建立如图所示的平面直角坐标系,则C 点坐标为(2,1).设BD 与圆C 切于点E ,连接CE ,则CE ⊥BD .∵CD =1,BC =2,∴BD =12+22=5,EC =BC ·CD BD =25=255,即圆C 的半径为255,∴P 点的轨迹方程为(x -2)2+(y -1)2=45.设P (x 0,y 0)0=2+255cos θ,0=1+255sin θ(θ为参数),而AP →=(x 0,y 0),AB →=(0,1),AD →=(2,0).∵AP →=λAB →+μAD →=λ(0,1)+μ(2,0)=(2μ,λ),∴μ=12x 0=1+55cos θ,λ=y 0=1+255sin θ.两式相加,得λ+μ=1+255sin θ+1+55cos θ=2+sin(θ+φ)≤sin φ=55,cos φ当且仅当θ=π2+2k π-φ,k ∈Z 时,λ+μ取得最大值3.故选A.15.在直角梯形ABCD 中,AB ⊥AD ,DC ∥AB ,AD =DC =2,AB =4,E ,F 分别为AB ,BC的中点,以A 为圆心,AD 为半径的圆弧DE 的中点为P (如图所示),若AP →=λED →+μAF →,则2λ-μ的值是________.答案0解析建立如图所示的平面直角坐标系,则A (0,0),B (4,0),C (2,2),D (0,2),E (2,0),F (3,1),所以ED →=(-2,2),AF →=(3,1),则AP →=λED →+μAF →=(-2λ+3μ,2λ+μ),又因为以A 为圆心,AD 为半径的圆弧DE 的中点为P ,所以点P 的坐标为(2,2),AP →=(2,2),所以-2λ+3μ=2,2λ+μ=2,所以λ=24,μ=22,所以2λ-μ=0.16.如图,在同一个平面内,三个单位向量OA →,OB →,OC →满足条件:OA →与OC →的夹角为α,且tan α=7,OB →与OC →的夹角为45°.若OC →=mOA →+nOB →(m ,n ∈R ),求m +n 的值.解建立如图所示的平面直角坐标系,由tan α=7知α为锐角,且sin α=7210,cos α=210,故cos(α+45°)=-35,sin(α+45°)=45.∴点B ,C -35,∴OB →-35,OC →又OC →=mOA →+nOB →,m (1,0)+-35,-35n =210,=7210,=528,=728,∴m +n =528+728=322.。
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一、多选题1.在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,ABC 的面积为S .下列ABC 有关的结论,正确的是( ) A .cos cos 0A B +>B .若a b >,则cos2cos2A B <C .24sin sin sin S R A B C =,其中R 为ABC 外接圆的半径D .若ABC 为非直角三角形,则tan tan tan tan tan tan A B C A B C ++=2.已知ABC 的面积为3,在ABC 所在的平面内有两点P ,Q ,满足20PA PC +=,2QA QB =,记APQ 的面积为S ,则下列说法正确的是( )A .//PB CQ B .2133BP BA BC =+ C .0PA PC ⋅<D .2S =3.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 .6πB .3π C .56π D .23π 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.在△ABC 中,点E ,F 分别是边BC 和AC 上的中点,P 是AE 与BF 的交点,则有( )A .1122AE AB AC →→→=+B .2AB EF →→=C .1133CP CA CB →→→=+D .2233CP CA CB →→→=+6.在ABC 中,AB =1AC =,6B π=,则角A 的可能取值为( )A .6πB .3π C .23π D .2π 7.以下关于正弦定理或其变形正确的有( ) A .在ABC 中,a :b :c =sin A :sin B :sin C B .在ABC 中,若sin 2A =sin 2B ,则a =bC .在ABC 中,若sin A >sin B ,则A >B ,若A >B ,则sin A >sin B 都成立D .在ABC 中,sin sin sin +=+a b cA B C8.下列关于平面向量的说法中正确的是( )A .已知A 、B 、C 是平面中三点,若,AB AC 不能构成该平面的基底,则A 、B 、C 共线 B .若a b b c ⋅=⋅且0b ≠,则a c =C .若点G 为ΔABC 的重心,则0GA GB GC ++=D .已知()12a =-,,()2,b λ=,若a ,b 的夹角为锐角,则实数λ的取值范围为1λ< 9.在ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,则下列结论中正确的是( )A .若a b >,则sin sin AB >B .若sin 2sin 2A B =,则ABC 是等腰三角形 C .若cos cos a B b A c -=,则ABC 是直角三角形D .若2220a b c +->,则ABC 是锐角三角形 10.下列各组向量中,不能作为基底的是( ) A .()10,0e =,()21,1=e B .()11,2e =,()22,1e =-C .()13,4e =-,234,55⎛⎫=-⎪⎝⎭e D .()12,6=e ,()21,3=--e11.下列命题中,正确的是( ) A .在ABC ∆中,A B >,sin sin A B ∴> B .在锐角ABC ∆中,不等式sin cos A B >恒成立C .在ABC ∆中,若cos cos a A b B =,则ABC ∆必是等腰直角三角形D .在ABC ∆中,若060B =,2b ac =,则ABC ∆必是等边三角形 12.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 +=13.如图所示,梯形ABCD 为等腰梯形,则下列关系正确的是( )A .AB DC =B .AB DC =C .AB DC >D .BC AD ∥14.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 .315.题目文件丢失!二、平面向量及其应用选择题16.如图,ADC 是等边三角形,ABC 是等腰直角三角形,90ACB ∠︒=,BD 与AC 交于E 点.若2AB =,则AE 的长为( )A .62-B .1(62)2- C .62+ D .1(62)2+ 17.若向量123,,OP OP OP ,满足条件1230OP OP OP ++=,1231OP OP OP ===,则123PP P ∆的形状是( )A .等腰三角形B .直角三角形C .等边三角形D .不能确定18.如图,测量河对岸的塔高AB 时,选与塔底B 在同一水平面内的两个测点C 与D .现测得15BCD ∠=︒,45BDC ∠=︒,302CD m =,并在点C 测得塔顶A 的仰角为30,则塔高AB 为( )A .302mB .203mC .60mD .20m19.在ABC ∆中,D 为BC 中点,且12AE ED =,若BE AB AC λμ=+,则λμ+=( ) A .1B .23-C .13- D .34-20.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 .3:521.在ABC ∆中,设222AC AB AM BC -=⋅,则动点M 的轨迹必通过ABC ∆的( ) A .垂心 B .内心C .重心D . 外心22.在ABC 中,若A B >,则下列结论错误的是( )A .sin sin AB >B .cos cos A B <C .sin2sin2A B >D .cos2cos2A B <23.在ABC 中,AD 、BE 、CF 分别是BC 、CA 、AB 上的中线,它们交于点G ,则下列各等式中不正确...的是( )A.23BG BE=B.2CG GF=C.12DG AG=D.0GA GB GC++=24.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0PA xPB yPC++=,设ABC∆、PBC∆、PCA∆、PAB∆的面积分别为S、1S、2S、3S,记iiSSλ=(1,2,3i=),则23λλ⋅取到最大值时,2x y+的值为()A.-1 B.1 C.32-D.3225.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⎡⎤⎢⎥⎣⎦26.如图所示,在坡度一定的山坡A处测得山顶上一建筑物CD的顶端C对于山坡的斜度为15°,向山顶前进50m到达B处,又测得C对于山坡的斜度为45°,若CD=50m,山坡对于地平面的坡度为θ,则cosθ等于()A.32B.22C.312D.212-27.在ABC中,CB a=,CA b=,且sin sina bOP OC ma Bb A⎛⎫⎪=++⎪⎝⎭,m R∈,则点P的轨迹一定通过ABC的()A.重心B.内心C.外心D.垂心28.已知向量(22cos3m x=,()1,sin2n x=,设函数()f x m n=⋅,则下列关于函数()y f x=的性质的描述正确的是()A.关于直线12xπ=对称B.关于点5,012π⎛⎫⎪⎝⎭对称C.周期为2πD.()y f x=在,03π⎛⎫-⎪⎝⎭上是增函数29.△ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c.已知5a=2c=,2cos3A=,则b=A .2B .3C .2D .330.已知,m n 是两个非零向量,且1m =,2||3m n +=,则||+||m n n +的最大值为 A .5B .10C .4D .531.在ABC ∆中,2,2,120,,AC AB BAC AE AB AF AC λμ==∠===,M 为线段EF 的中点,若1AM =,则λμ+的最大值为( ) A .73B .273C .2D .21 32.已知ABC 中,1,3,30a b A ︒===,则B 等于( )A .60°B .120°C .30°或150°D .60°或120°33.如图,在直角梯形ABCD 中,22AB AD DC ==,E 为BC 边上一点,BC 3EC =,F 为AE 的中点,则BF =( )A .2133AB AD - B .1233AB AD - C .2133AB AD -+ D .1233AB AD -+ 34.在ABC 中,若sin 2sin cos B A C =,那么ABC 一定是( ) A .等腰直角三角形 B .等腰三角形 C .直角三角形D .等边三角形35.在△ABC 中,AB =a ,BC =b ,且a b ⋅>0,则△ABC 是( ) A .锐角三角形B .直角三角形C .等腰直角三角形D .钝角三角形【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、多选题 1.ABD 【分析】对于A ,利用及余弦函数单调性,即可判断;对于B ,由,可得,根据二倍角的余弦公式,即可判断;对于C ,利用和正弦定理化简,即可判断;对于D ,利用两角和的正切公式进行运算,即可判断. 【解析:ABD 【分析】对于A ,利用A B π+<及余弦函数单调性,即可判断;对于B ,由a b >,可得sin sin A B >,根据二倍角的余弦公式,即可判断;对于C ,利用in 12s S ab C =和正弦定理化简,即可判断;对于D ,利用两角和的正切公式进行运算,即可判断. 【详解】对于A ,∵A B π+<,∴0A B ππ<<-<,根据余弦函数单调性,可得()cos cos cos A B B π>-=-,∴cos cos 0A B +>,故A 正确;对于B ,若sin sin a b A B >⇔>,则22sin sin A B >,则2212sin 12sin A B -<-,即cos2cos2A B <,故B 正确;对于C ,211sin 2sin 2sin sin 2sin sin sin 22S ab C R A R B C R A B C ==⋅⋅⋅=,故C 错误;对于D ,在ABC 为非直角三角形,()tan tan tan tan 1tan tan B CA B C B C+=-+=--⋅,则tan tan tan tan tan tan A B C A B C ++=,故D 正确. 故选:ABD. 【点睛】本题主要考查了正弦定理在解三角形中的应用,三角函数基本性质.考查了推理和归纳的能力.2.BCD 【分析】本题先确定B 是的中点,P 是的一个三等分点,判断选项A 错误,选项C 正确;再通过向量的线性运算判断选项B 正确;最后求出,故选项D 正确. 【详解】 解:因为,,所以B 是的中点,P 是的解析:BCD 【分析】本题先确定B 是AQ 的中点,P 是AC 的一个三等分点,判断选项A 错误,选项C 正确; 再通过向量的线性运算判断选项B 正确;最后求出2APQ S =△,故选项D 正确. 【详解】解:因为20PA PC +=,2QA QB =,所以B 是AQ 的中点,P 是AC 的一个三等分点,如图:故选项A 错误,选项C 正确;因为()121333BP BA AP BA BC BA BA BC =+=+-=+,故选项B 正确; 因为112223132APQ ABCAB hS S AB h ⨯⨯==⋅△△,所以,2APQ S =△,故选项D 正确. 故选:BCD 【点睛】本题考查平面向量的线性运算、向量的数量积、三角形的面积公式,是基础题.3.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3sin 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 2c 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.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.AC【分析】由已知结合平面知识及向量共线定理分别检验各选项即可. 【详解】 如图:根据三角形中线性质和平行四边形法则知, , A 是正确的;因为EF 是中位线,所以B 是正确的; 根据三角形重心解析:AC 【分析】由已知结合平面知识及向量共线定理分别检验各选项即可. 【详解】 如图:根据三角形中线性质和平行四边形法则知,111()()222AE AB BE AB BC AB AC AB AC AB →→→→→→→→→→=+=+=+-=+, A 是正确的;因为EF 是中位线,所以B 是正确的; 根据三角形重心性质知,CP =2PG ,所以22113323CP CG CA CB CA CB →→→→→→⎛⎫⎛⎫==⨯+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以C 是正确的,D 错误. 故选:AC 【点睛】本题主要考查了平面向量基本定理的简单应用,熟记一些基本结论是求解问题的关键,属于中档题.6.AD 【分析】由余弦定理得,解得或,分别讨论即可. 【详解】 由余弦定理,得, 即,解得或.当时,此时为等腰三角形,,所以;当时,,此时为直角三角形,所以. 故选:AD 【点睛】 本题考查余弦解析:AD 【分析】由余弦定理得2222cos AC BC BA BC BA B =+-⋅⋅,解得1BC =或2BC =,分别讨论即可. 【详解】由余弦定理,得2222cos AC BC BA BC BA B =+-⋅⋅,即2132BC BC =+-,解得1BC =或2BC =. 当1BC =时,此时ABC 为等腰三角形,BC AC =,所以6A B π==;当2BC =时,222AB AC BC +=,此时ABC 为直角三角形,所以A =2π. 故选:AD 【点睛】本题考查余弦定理解三角形,考查学生分类讨论思想,数学运算能力,是一道容易题.7.ACD 【分析】对于A ,由正弦定理得a :b :c =sinA :sinB :sinC ,故该选项正确; 对于B ,由题得A =B 或2A+2B =π,即得a =b 或a2+b2=c2,故该选项错误; 对于C ,在ABC 中解析:ACD 【分析】对于A ,由正弦定理得a :b :c =sin A :sin B :sin C ,故该选项正确; 对于B ,由题得A =B 或2A +2B =π,即得a =b 或a 2+b 2=c 2,故该选项错误; 对于C ,在ABC 中,由正弦定理可得A >B 是sin A >sin B 的充要条件,故该选项正确; 对于D ,由正弦定理可得右边=2sin 2sin 2sin sin R B R CR B C+=+=左边,故该选项正确.【详解】对于A ,由正弦定理2sin sin sin a b cR A B C===,可得a :b :c =2R sin A :2R sin B :2R sin C =sin A :sin B :sin C ,故该选项正确;对于B ,由sin2A =sin2B ,可得A =B 或2A +2B =π,即A =B 或A +B =2π,∴a =b 或a 2+b 2=c 2,故该选项错误;对于C ,在ABC 中,由正弦定理可得sin A >sin B ⇔a >b ⇔A >B ,因此A >B 是sin A >sin B 的充要条件,故该选项正确;对于D ,由正弦定理2sin sin sin a b c R A B C===,可得右边=2sin 2sin 2sin sin sin sin b c R B R C R B C B C++==++=左边,故该选项正确. 故选:ACD.【点睛】 本题主要考查正弦定理及其变形,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.8.AC【分析】根据平面向量基本定理判断A ;由数量积的性质可判断;由向量的中点表示和三角形的重心性质可判断,由数量积及平面向量共线定理判断D .【详解】解:因为不能构成该平面的基底,所以,又有公共解析:AC【分析】根据平面向量基本定理判断A ;由数量积的性质可判断B ;由向量的中点表示和三角形的重心性质可判断C ,由数量积及平面向量共线定理判断D .【详解】解:因为,AB AC 不能构成该平面的基底,所以//AB AC ,又,AB AC 有公共点A ,所以A 、B 、C 共线,即A 正确;由平面向量的数量积可知,若a b b c =,则||||cos ,||||cos ,a b a b b c b c <>=<>,所以||cos ,||cos ,a a b c b c <>=<>,无法得到a c =,即B 不正确;设线段AB 的中点为M ,若点G 为ABC ∆的重心,则2GA GB GM +=,而2GC GM =-,所以0GA GB GC ++=,即C 正确;()12a =-,,()2,b λ=,若a ,b 的夹角为锐角,则220a b λ=⋅->解得1λ<,且a 与b 不能共线,即4λ≠-,所以()(),44,1λ∈-∞--,故D 错误;故选:AC .【点睛】本题考查向量共线定理和向量数量积的性质和向量的加减运算,属于中档题. 9.AC【分析】对选项A ,利用正弦定理边化角公式即可判断A 正确;对选项B ,首先利用正弦二倍角公式得到,从而得到是等腰三角形或直角三角形,故B 错误;对选项C ,利用正弦定理边化角公式和两角和差公式即可判解析:AC【分析】对选项A ,利用正弦定理边化角公式即可判断A 正确;对选项B ,首先利用正弦二倍角公式得到sin cos sin cos A A B B =,从而得到ABC 是等腰三角形或直角三角形,故B 错误;对选项C ,利用正弦定理边化角公式和两角和差公式即可判断C 正确;对D ,首先根据余弦定理得到A 为锐角,但B ,C 无法判断,故D 错误.【详解】对选项A ,2sin 2sin sin sin a b r A r B A B >⇒>⇒>,故A 正确;对选项B ,因为sin 2sin 2sin cos sin cos A B A A B B =⇒=所以A B =或2A B π+=,则ABC 是等腰三角形或直角三角形.故B 错误;对选项C ,因为cos cos a B b A c -=,所以()sin cos sin cos sin sin A B B A C A C -==+,sin cos sin cos sin cos cos sin A B B A A B A B -=+,sin cos cos sin B A A B -=,因为sin 0B ≠,所以cos 0A =,2A π=,ABC 是直角三角形,故③正确; 对D ,因为2220a b c +->,所以222cos 02a b c A ab +-=>,A 为锐角. 但B ,C 无法判断,所以无法判断ABC 是锐角三角形,故D 错误.故选:AC【点睛】本题主要考查正弦定理和余弦定理解三角形,同时考查学三角函数恒等变换,属于中档题.10.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.【分析】对于选项在中,由正弦定理可得,即可判断出正误;对于选项在锐角中,由,可得,即可判断出正误;对于选项在中,由,利用正弦定理可得:,得到或即可判断出正误;对于选项在中,利用余弦定理可得解析:ABD【分析】对于选项A 在ABC ∆中,由正弦定理可得sin sin A B a b A B >⇔>⇔>,即可判断出正误;对于选项B 在锐角ABC ∆中,由022A B ππ>>->,可得sin sin()cos 2A B B π>-=,即可判断出正误;对于选项C 在ABC ∆中,由cos cos a A b B =,利用正弦定理可得:sin 2sin 2A B =,得到22A B =或222A B π=-即可判断出正误;对于选项D 在ABC ∆中,利用余弦定理可得:2222cos b a c ac B =+-,代入已知可得a c =,又60B =︒,即可得到ABC ∆的形状,即可判断出正误.【详解】对于A ,由A B >,可得:a b >,利用正弦定理可得:sin sin A B >,正确; 对于B ,在锐角ABC ∆中,A ,(0,)2B π∈,2A B π+>,∴022A B ππ>>->,sin sin()cos 2A B B π∴>-=,因此不等式sin cos A B >恒成立,正确; 对于C ,在ABC ∆中,由cos cos a A b B =,利用正弦定理可得:sin cos sin cos A A B B =,sin 2sin 2A B ∴=, A ,(0,)B π∈,22A B ∴=或222A B π=-,A B ∴=或2A B π+=, ABC ∆∴是等腰三角形或直角三角形,因此是假命题,C 错误.对于D ,由于060B =,2b ac =,由余弦定理可得:222b ac a c ac ==+-,可得2()0a c -=,解得a c =,可得60A C B ===︒,故正确.故选:ABD .【点睛】本题考查正弦定理与余弦定理及三角形边角关系,主要涉及的考点是三角形内角的诱导公式的应用,同时考查正弦定理进行边角转化,属于中等题.【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0AB BA AB AB,正确;AB BC AC,由向量加法知正确;+=,不满足加法运算法则,错误;AB AC BC+=,所以00AB AB0,+=错误.AB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.13.BD【分析】根据向量的模及共线向量的定义解答即可;【详解】解:与显然方向不相同,故不是相等向量,故错误;与表示等腰梯形两腰的长度,所以,故正确;向量无法比较大小,只能比较向量模的大小,故解析:BD【分析】根据向量的模及共线向量的定义解答即可;【详解】解:AB与DC显然方向不相同,故不是相等向量,故A错误;AB 与DC 表示等腰梯形两腰的长度,所以AB DC =,故B 正确;向量无法比较大小,只能比较向量模的大小,故C 错误;等腰梯形的上底BC 与下底AD 平行,所以//BC AD ,故D 正确;故选:BD .【点睛】本题考查共线向量、相等向量、向量的模的理解,属于基础题.14.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x =x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. 15.无二、平面向量及其应用选择题16.A【分析】由条件求得∠BCD =150°,∠CBE =15°,故∠ABE =30°,可得∠AEB =105°.计算sin105°,代入正弦定理sin30sin105AE AB =︒︒,化简求得AE =-. 【详解】由题意可得,AC =BC =CD =DA =BAC =45°,∠BCD =∠ACB +∠ACD =90°+60°=150°.又△BCD 为等腰三角形,∴∠CBE =15°,故∠ABE =45°﹣15°=30°,故∠BEC =75°,∠AEB =105°.再由 sin105°=sin (60°+45°)=sin60°cos45°+cos60°sin45°4=, △ABE 中,由正弦定理可得sin30sin105AE AB =︒︒,∴12AE =,∴AE =), 故选:A .【点睛】本题考查勾股定理、正弦定理的应用,两角和的正弦公式,属于中档题.17.C【分析】根据三角形外心、重心的概念,以及外心、重心的向量表示,可得结果.【详解】由123||||||1OP OP OP ===,可知点O 是123PP P ∆的外心, 又1230OP OP OP ++=,可知点O 是123PP P ∆的重心, 所以点O 既是123PP P ∆的外心,又是123PP P ∆的重心,故可判断该三角形为等边三角形,故选:C【点睛】本题考查的是三角形外心、重心的向量表示,掌握三角形的四心:重心,外心,内心,垂心,以及熟悉它们的向量表示,对解题有事半功倍的作用,属基础题.18.D【分析】由正弦定理确定BC 的长,再tan30AB BC 求出AB .【详解】 15BCD ∠=︒,45BDC ∠=︒120CBD由正弦定理得:sin120sin 45BC 302sin 45203sin120BC 3tan 30203203ABBC故选D【点睛】本题是正弦定理的实际应用,关键是利用正弦定理求出BC ,属于基础题.19.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.20.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.21.D【分析】根据已知条件可得()222AC AB AC AB BC AM BC -=+⋅=⋅,整理可得()0BC MC MB ⋅+=,若E 为BC 中点,可知BC ME ⊥,从而可知M 在BC 中垂线上,可得轨迹必过三角形外心.【详解】()()()222AC AB AC AB AC AB AC AB BC AM BC -=+⋅-=+⋅=⋅ ()20BC AC AB AM ∴⋅+-=()()0BC AC AM AB AM BC MC MB ⇒⋅-+-=⋅+=设E 为BC 中点,则2MC MB ME +=20BC ME ∴⋅= BC ME ⇒⊥ME ⇒为BC 的垂直平分线M ∴轨迹必过ABC ∆的外心本题正确选项:D【点睛】本题考查向量运算律、向量的线性运算、三角形外心的问题,关键是能够通过运算法则将已知条件进行化简,整理为两向量垂直的关系,从而得到结论.22.C【分析】由正弦定理结合三角形中的大边对大角得sin sin A B >,由余弦函数性质判断B ,然后结合二倍角公式判断CD .【详解】设ABC 三边,,a b c 所对的角分别为,,A B C ,由A B >,则,a b >∴sin sin 0A B >>,A 正确;由余弦函数性质知cos cos A B <,B 正确;sin 22sin cos A A A =,sin 22sin cos B B B =,当A 为钝角时就有sin 2sin 2A B <,C 错误,;2cos 212sin A A =-,2cos 212sin B B =-,∴cos2cos2A B <,D 正确. 故选:C .【点睛】本题考查三角形内角和定理,考查正弦定理、余弦函数性质,考查正弦、余弦的二倍角公式,考查学生的逻辑推理能力,属于中档题.23.C【分析】由三角形的重心定理和平面向量的共线定理可得答案.【详解】 ABC 中,AD 、BE 、CF 分别是BC 、CA 、AB 上的中线,它们交于点G ,可得G 为重心,则23BG BE =,2CG GF =,12DG GA =且0GA GB GC ++= 故选:C【点睛】本题考查了三角形的重心定理和向量共线定理,属于中档题.24.D【分析】根据三角形中位线的性质,可得P 到BC 的距离等于△ABC 的BC 边上高的一半,从而得到12312S S S S ==+,由此结合基本不等式求最值,得到当23λλ⋅取到最大值时,P 为EF的中点,再由平行四边形法则得出1122PA PB PC++=,根据平面向量基本定理可求得12x y==,从而可求得结果.【详解】如图所示:因为EF是△ABC的中位线,所以P到BC的距离等于△ABC的BC边上高的一半,所以12312S S S S==+,由此可得22232322322()1216S SS S SSS S S Sλλ+=⨯=≤=,当且仅当23S S=时,即P为EF的中点时,等号成立,所以0PE PF+=,由平行四边形法则可得2PA PB PE+=,2PA PC PF+=,将以上两式相加可得22()0PA PB PC PE PF++=+=,所以1122PA PB PC++=,又已知0PA xPB yPC++=,根据平面向量基本定理可得12x y==,从而132122x y+=+=.故选:D【点睛】本题考查了向量加法的平行四边形法则,考查了平面向量基本定理的应用,考查了基本不等式求最值,属于中档题.25.B【分析】根据方程有实根得到24cos0a a bθ∆=-≥,利用向量模长关系可求得1cos2θ≤,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.26.C【分析】 易求30ACB ∠=︒,在ABC 中,由正弦定理可求BC ,在BCD 中,由正弦定理可求sin BDC ∠,再由90BDC θ∠=+︒可得答案.【详解】45CBD ∠=︒,30ACB ∴∠=︒,在ABC 中,由正弦定理,得sin sin BC AB CAB ACB =∠∠,即50sin15sin30BC =︒︒,解得BC =-,在BCD 中,由正弦定理,得sin sin BC CD BDC CBD =∠∠50sin 45=︒,sin BDC ∴∠=sin(90)θ+︒=cos θ∴= 故选:C . 【点睛】该题考查正弦定理在实际问题中的应用,由实际问题恰当构建数学模型是解题关键. 27.A【分析】 设sin sin a B b A CH ==,则()m CP a b CH =+,再利用平行四边形法则可知,P 在中线CD 上,即可得答案;【详解】如图,sin sin a B b A CH ==,∴()m OP OC a b CH =++,()m CP a b CH =+, 由平行四边形法则可知,P 在中线CD 上,∴P 的轨迹一定通过ABC 的重心.故选:A.【点睛】本题考查三角形重心与向量形式的关系,考查数形结合思想,考查逻辑推理能力、运算求解能力,求解时注意向量加法几何意义的运用.28.D【详解】()22cos 3sin 2cos 23sin 212sin(2)16f x x x x x x π=+=++=++,当12x π=时,sin(2)sin 163x ππ+=≠±,∴f (x )不关于直线12x π=对称; 当512x π=时,2sin(2)116x π++= ,∴f (x )关于点5(,1)12π对称; f (x )得周期22T ππ==, 当(,0)3x π∈-时,2(,)626x πππ+∈- ,∴f (x )在(,0)3π-上是增函数. 本题选择D 选项.29.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!30.B【分析】先根据向量的模将||+||m n n +转化为关于||n 的函数,再利用导数求极值,研究单调性,进而得最大值.【详解】()22224419||=1||3m m n m nn m n =+∴+=+⋅+=,,,22n m n +⋅=,()2222=52-m n m m n n n ∴+=++⋅,25||+||m n n n n ∴+=-+,令()(0x x f x x n =<≤=,则()'1f x =,令()'0f x =,得x =∴当0x << ()'0f x >x << ()'0f x <, ∴当x =时, ()f x 取得最大值f =⎝⎭,故选B. 【点睛】 向量的两个作用:①载体作用:关键是利用向量的意义、作用脱去“向量外衣”,转化为我们熟悉的数学问题;②工具作用:利用向量可解决一些垂直、平行、夹角与距离问题. 31.C 【分析】 化简得到22AM AB AC λμ=+,根据1AM =得到221λμλμ+-=,得到λμ+的最大值.【详解】 ()1222AM AE AF AB AC λμ=+=+, 故2222224cos1201222AM AB AC λμλμλμλμλμ⎛⎫=+=++⨯︒=+-= ⎪⎝⎭ 故()()()222223134λμλμλμλμλμλμ=+-=+-≥+-+,故2λμ+≤. 当1λμ==时等号成立.故选:C .【点睛】本题考查了向量的运算,最值问题,意在考查学生的综合应用能力.32.D【分析】由正弦定理可得,sin 2B =,根据b a >,可得B 角的大小. 【详解】由正弦定理可得,sin sin 2b A B a ==, 又0,,π<<>∴>B b a B A ,60︒∴=B 或120B =.故选:D【点睛】本题考查了正弦定理的应用,考查了运算求解能力和逻辑推理能力,属于基础题目. 33.C【分析】根据平面向量的三角形法则和共线定理即可得答案.【详解】 解:111222BF BA AF BA AE AB AD AB CE ⎛⎫=+=+=-+++ ⎪⎝⎭ 111223AB AD AB CB ⎛⎫=-+++ ⎪⎝⎭ 111246AB AD AB CB =-+++ ()111246AB AD AB CD DA AB =-+++++ 11112462AB AD AB AB AD AB ⎛⎫=-+++--+ ⎪⎝⎭ 111124126AB AD AB AB AD =-+++- 2133AB AD =-+ 故选:C .【点睛】本题考查用基底表示向量,向量的线性运算,是中档题.34.B【分析】利用两角和与差公式化简原式,可得答案.【详解】因为sin 2sin cos B A C =,所以sin()2sin cos A C A C +=所以sin cos cos sin 2sin cos A C A C A C +=所以sin cos cos sin 0A C A C -=所以sin()0A C -=,所以0A C -=,所以A C =.所以三角形是等腰三角形.故选:B.【点睛】本题考查三角恒等变换在解三角形中的应用,考查两角和与差公式以及两角和与差公式的逆用,考查学生计算能力,属于中档题.35.D【分析】由数量积的定义判断B 角的大小,得三角形形状.【详解】 由题意cos()0a b a b B π⋅=->,∴cos()0B π->,cos 0B ->,cos 0B <,又B 是三角形内角,∴2B ππ<<.∴ABC 是钝角三角形.故选:D .【点睛】本题考查考查三角形形状的判断,解题关键是掌握数量积的定义.向量夹角的概念.。