三角函数与平面向量考点分析
高考数学大二轮复习专题一平面向量、三角函数与解三角形第一讲平面向量课件理

-b)⊥b,则 a 与 b 的夹角为( )
π
π
A.6
B.3
C.23π
D.56π
解析:由(a-b)⊥b,可得(a-b)·b=0,∴a·b=b2.
∵|a|=2|b|,∴cos〈a,b〉=|aa|··|bb|=2bb22=12.
∵0≤〈a,b〉≤π,∴a 与 b 的夹角为π3.故选 B. 答案:B
4.(2019·恩施州模拟)已知向量 a=(1, 3),b=-12, 23,则
3.(2019·河北衡水中学模拟)已知 O 是平面上一定点,A,B,
C
是平面上不共线的三点,动点
P
满
足
→ OP
=
O→B+O→C 2
+
λ
→ AB →
→
+
AC →
,λ∈[0,+∞),则点 P 的轨迹经过△
|AB|cos B |AC|cos C
ABC 的( )
A.外心
B.内心
C.重心
D.垂心
解析:设
答案:A
4.(2018·高考全国卷Ⅲ)已知向量 a=(1,2),b=(2,-2),c= (1,λ).若 c∥(2a+b),则 λ=________.
解析:2a+b=(4,2),因为 c∥(2a+b),所以 4λ=2,得 λ=12. 答案:12
[类题通法] 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.一般将向量归结到相关的三角形中,利用三角形法则列出 三个向量之间的关系. 2.用平面向量基本定理解决问题的一般思路:先选择一组基 底,并运用该组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.注意同一个向量在不同基底下的分解是不 同的,但在每组基底下的分解都是唯一的.
专题03 三角函数与平面向量综合问题(答题指导)(解析版)

专题03 三角函数与平面向量综合问题(答题指导)【题型解读】题型特点命题趋势▶▶题型一:三角函数的图象和性质1.注意对基本三角函数y =sin x ,y =cos x 的图象与性质的理解与记忆,有关三角函数的五点作图、图象的平移、由图象求解析式、周期、单调区间、最值和奇偶性等问题的求解,通常先将给出的函数转化为y =A sin(ωx +φ)的形式,然后利用整体代换的方法求解. 2.解决三角函数图象与性质综合问题的步骤 (1)将f (x )化为a sin x +b cos x 的形式. (2)构造f (x )=a 2+b 2⎝⎛⎭⎪⎫a a 2+b 2·sin x +b a 2+b 2·cos x . (3)和角公式逆用,得f (x )=a 2+b 2sin(x +φ)(其中φ为辅助角). (4)利用f (x )=a 2+b 2sin(x +φ)研究三角函数的性质. (5)反思回顾,查看关键点、易错点和答题规范.【例1】 (2017·山东卷)设函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π2,其中0<ω<3.已知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=0.(1)求ω;(2)将函数y =f (x )的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),再将得到的图象向左平移π4个单位,得到函数y =g (x )的图象,求g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,3π4上的最小值.【答案】见解析【解析】(1)因为f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6+sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx -π2,所以f (x )=32sin ωx -12cos ωx -cos ωx =32sinωx -32cos ωx =3⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin ωx -32cos ωx =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π3.因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=0,所以ωπ6-π3=k π,k ∈Z .故ω=6k +2,k ∈Z .又0<ω<3,所以ω=2.(2)由(1)得f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,所以g (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4-π3=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12.因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,3π4,所以x -π12∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3,当x -π12=-π3,即x =-π4时,g (x )取得最小值-32.【素养解读】本题中图象的变换考查了数学直观的核心素养,将复杂的三角函数通过变形整理得到正弦型函数,从而便于对性质的研究,考查数学建模的核心素养.【突破训练1】 设函数f (x )=32-3sin 2ωx -sin ωx cos ωx (ω>0),且y =f (x )的图象的一个对称中心到最近的对称轴的距离为π4.(1)求ω的值;(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π,3π2上的最大值和最小值. 【答案】见解析 【解析】(1)f (x )=32-3·1-cos2ωx 2-12sin2ωx =32cos2ωx -12sin2ωx = -sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx -π3.因为y =f (x )的图象的一个对称中心到最近的对称轴的距离为π4,故该函数的周期T =4×π4=π.又ω>0,所以2π2ω=π,因此ω=1.(2)由(1)知f (x )=-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.当π≤x ≤3π2时,5π3≤2x -π3≤8π3,所以-32=sin 5π3≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3≤sin 5π2=1,所以-1≤f (x )≤32,即f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π,3π2上的最大值和最小值分别为32,-1.▶▶题型二 解三角形1.高考对解三角形的考查,以正弦定理、余弦定理的综合运用为主.其命题规律可以从以下两方面看:(1)从内容上看,主要考查正弦定理、余弦定理以及三角函数公式,一般是以三角形或其他平面图形为背景,结合三角形的边角关系考查学生利用三角函数公式处理问题的能力;(2)从命题角度看,主要是在三角恒等变换的基础上融合正弦定理、余弦定理,在知识的交汇处命题. 2.用正、余弦定理求解三角形的步骤第一步:找条件,寻找三角形中已知的边和角,确定转化方向.第二步:定工具,根据已知条件和转化方向,选择使用的定理和公式,实施边角之间的转化. 第三步:求结果,根据前两步分析,代入求值得出结果.第四步:再反思,转化过程中要注意转化的方向,审视结果的合理性.【例2】 在△ABC 中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边,且cos(C +B)cos(C -B)=cos2A -sin Csin B . (1)求A ;(2)若a =3,求b +2c 的最大值. 【答案】见解析【解析】(1)cos(C +B)cos(C -B)=cos2A -sinCsinB =cos2(C +B)-sinCsinB ,则cos(C +B)[cos(C -B)-cos(C +B)]=-sinCsinB ,则-cosA·2sinCsinB=-sinCsinB ,可得cosA =12,因为0<A <π,所以A=60°.(2)由a sinA =b sinB =csinC =23,得b +2c =23(sinB +2sinC)=23[sinB +2sin(120°-B)]=23(2sinB+3cosB)=221sin(B +φ),其中tanφ=32,φ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2.由B ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,2π3得B +φ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,7π6,所以sin(B +φ)的最大值为1,所以b +2c 的最大值为221.【素养解读】试题把设定的方程与三角形内含的方程(三角形的正弦定理、三角形内角和定理等)建立联系,从而求得三角形的部分度量关系,体现了逻辑推理、数学运算的核心素养.【突破训练2】 (2017·天津卷)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知a >b ,a =5,c =6,sin B =35.(1)求b 和sin A 的值; (2)求sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A +π4的值.【答案】见解析【解析】(1)在△ABC 中,因为a >b ,故由sin B =35,可得cos B =45.由已知和余弦定理,有b 2=a 2+c 2-2ac cos B=13,所以b =13.由正弦定理得sin A =a sin B b =31313. (2)由(1)及a <c ,得cos A =21313,所以sin2A =2sin A cos A =1213,cos2A =1-2sin 2A =-513.故sin ⎝⎛⎭⎪⎫2A +π4=sin2A cos π4+cos 2A ·sin π4=7226.▶▶题型三 三角函数与平面向量的综合1.三角函数、解三角形与平面向量的综合主要体现在以下两个方面:(1)以三角函数式作为向量的坐标,由两个向量共线、垂直、求模或求数量积获得三角函数解析式;(2)根据平面向量加法、减法的几何意义构造三角形,然后利用正、余弦定理解决问题.2.(1)向量是一种解决问题的工具,是一个载体,通常是用向量的数量积运算或性质转化成三角函数问题.(2)三角形中的三角函数要结合正弦定理、余弦定理进行转化,注意角的范围对变形过程的影响. 【例3】 (2019·佛山调考)已知函数f (x )=a ·b ,其中a =(2cos x ,-3sin2x ),b =(cos x,1),x ∈R .(1)求函数y =f (x )的单调递减区间;(2)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,f (A )=-1,a =7,且向量m =(3,sin B )与n =(2,sin C )共线,求边长b 和c 的值. 【答案】见解析【解析】(1)f (x )=a ·b =2cos 2x -3sin2x =1+cos2x -3sin2x =1+2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3,由2k π≤2x +π3≤2k π+π(k ∈Z ),解得k π-π6≤x ≤k π+π3(k ∈Z ),所以f (x )的单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π6,k π+π3(k ∈Z ).(2)因为f (A )=1+2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A +π3=-1,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A +π3=-1.因为0<A <π,所以π3<2A +π3<7π3,所以2A +π3=π,即A =π3.因为a =7,由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A =(b +c )2-3bc =7.①因为向量m =(3,sin B )与n =(2,sin C )共线,所以2sin B =3sinC . 由正弦定理得2b =3c ,② 由①②可得b =3,c =2.【突破训练3】(2019·湖北八校联考) 已知△ABC 的面积为S ,且32AB →·AC →=S ,|AC →-AB →|=3.(1)若f (x )=2cos(ωx +B )(ω>0)的图象与直线y =2相邻两个交点间的最短距离为2,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫16=1,求△ABC 的面积S ;(2)求S +3 3 cos B cos C 的最大值. 【答案】见解析【解析】设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c , 因为32AB →·AC →=S ,所以32bc cos A =12bc sin A , 解得tan A =3,所以A =π3.由|AC →-AB →|=3得|BC →|=a =3.(1)因为f (x )=2cos(ωx +B )(ω>0)的图象与直线y =2相邻两个交点间的最短距离T =2,即2πω=2,解得ω=π,故f (x )=2cos(πx +B ).又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫16=2cos ⎝⎛⎭⎪⎫π6+B =1,即cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+B =12.因为B 是△ABC 的内角,所以B =π6,从而△ABC 是直角三角形,所以b =3,所以S △ABC =12ab =332.(2)由题意知A =π3,a =3,设△ABC 的外接圆半径为R ,则2R =a sin A = 332=23,解得R =3,所以S+33cos B cos C =12bc sin A +33cos B cos C =34bc +33cos B cos C =33sin B sin C +33cos B cos C =33cos(B -C ),故S +33cos B cos C 的最大值为3 3.。
三角函数的基本关系与计算平面向量的共线与垂直关系

三角函数的基本关系与计算平面向量的共线与垂直关系三角函数是数学中重要的一部分,它描述了一个角度与其对应的三角比例之间的关系。
在平面向量的应用中,我们也经常需要判断向量之间的共线与垂直关系。
本文将从三角函数的基本关系和计算平面向量的共线与垂直关系两个方面进行探讨。
一、三角函数的基本关系三角函数包括正弦函数、余弦函数和正切函数,它们的定义如下:1. 正弦函数(sine):在直角三角形中,对于一个锐角θ,其正弦值为对边与斜边的比值,记为sinθ。
2. 余弦函数(cosine):在直角三角形中,对于一个锐角θ,其余弦值为邻边与斜边的比值,记为cosθ。
3. 正切函数(tangent):在直角三角形中,对于一个锐角θ,其正切值为对边与邻边的比值,记为tanθ。
这三个函数之间存在基本的关系,可以通过定义和几何关系来推导,具体推导如下:1. tanθ = sinθ / cosθ;2. sin^2θ + cos^2θ = 1,两边同时除以cos^2θ,得到tan^2θ + 1 =sec^2θ,其中secθ为secant函数的值;3. cos^2θ + sin^2θ = 1,两边同时除以sin^2θ,得到1 + cot^2θ =csc^2θ,其中cscθ为cosecant函数的值。
这些基本关系在解三角方程和求解三角函数的值时非常有用。
二、计算平面向量的共线与垂直关系平面向量是在平面内具有大小和方向的量,可以通过坐标或者位移来表示。
当我们需要判断向量之间的共线与垂直关系时,可以利用向量的内积和外积来进行计算。
1. 共线关系若两个向量a和b共线,则它们的数量积等于零,即a·b = 0。
这可以通过向量的坐标表示进行计算。
假设向量a = (x1, y1)和向量b = (x2,y2),则它们的数量积为x1 * x2 + y1 * y2。
若两个向量的数量积等于零,则它们是共线的。
2. 垂直关系若两个向量a和b垂直,则它们的数量积等于零,即a·b = 0。
平面向量与三角函数的关系

平面向量与三角函数的关系在数学中,平面向量和三角函数是两个重要的概念,它们之间存在着紧密的关联。
平面向量主要用来表示空间中的方向和大小,而三角函数则描述了角度和长度之间的关系。
本文将探讨平面向量与三角函数之间的关系,并介绍其在数学和物理中的应用。
一、平面向量的表示与性质平面向量可以用有序的数对表示,其中第一个数表示向量在x轴上的分量,第二个数表示向量在y轴上的分量。
例如,向量a可以表示为(a1, a2),其中a1为x轴分量,a2为y轴分量。
平面向量有以下性质:1. 向量的模:向量的模表示向量的大小,可以通过勾股定理计算得到。
对于向量a(a1, a2),它的模可以表示为|a| = √(a1² + a2²)。
2. 向量的方向角:向量的方向角表示向量与x轴正方向的夹角。
根据三角函数的定义,可以得到向量的方向角θ = arctan(a2 / a1)。
3. 向量的单位向量:单位向量是模为1的向量,可以表示为a/|a|。
单位向量的方向与原向量相同,但大小为1。
二、三角函数的定义与性质三角函数包括正弦函数(sin)、余弦函数(cos)和正切函数(tan)等。
它们的定义如下:1. 正弦函数:在直角三角形中,正弦函数表示对边与斜边的比值。
正弦函数的定义域为实数集,值域在[-1, 1]之间。
2. 余弦函数:在直角三角形中,余弦函数表示邻边与斜边的比值。
余弦函数的定义域为实数集,值域在[-1, 1]之间。
3. 正切函数:在直角三角形中,正切函数表示对边与邻边的比值。
正切函数的定义域为实数集,值域为全体实数。
三、平面向量与三角函数之间存在着一种重要的关系,即向量的模可以与其方向角的三角函数相关联。
具体而言,对于向量a(a1, a2),有以下关系:1. a的模与sinθ的关系:|a| = √(a1² + a2²) = √[(|a1|^2 + |a2|^2) * (sin²θ + cos²θ)] = √(sin²θ + cos²θ) * √(|a1|^2 + |a2|^2) = √(|a1|^2 + |a2|^2)2. a的模与cosθ的关系:|a| = √(a1² + a2²) = √[(|a1|^2 + |a2|^2) * (sin²θ + cos²θ)] = √(sin²θ + cos²θ) * √(|a1|^2 + |a2|^2) = √(|a1|^2 + |a2|^2)3. a的模与tanθ的关系:|a| = √(a1² + a2²) = √[(|a1|^2 + |a2|^2) * (sin²θ + cos²θ)] = √(sin²θ + cos²θ) * √(|a1|^2 + |a2|^2) = √(|a1|^2 + |a2|^2)由上述关系可知,向量的模与其方向角的三角函数之间存在着简洁的关系,通过利用这些关系,我们可以在计算中更加方便地处理向量的模和角度。
三角函数、三角变换、解三角形、平面向量

三角函数、三角变换、解三角形、平面向量第一讲 三角函数的图象与性质1.任意角的三角函数(1)设α是一个任意角,它的终边与单位圆交于点P (x ,y ),那么sin α=y ,cos α=x ,tan α=yx .(2)各象限角的三角函数值的符号:一全正,二正弦,三正切,四余弦. 2.3. y =A sin(ωx +φ)的图象及性质(1)五点作图法:五点的取法:设X =ωx +φ,X 取0,π2,π,3π2,2π时求相应的x 值、y 值,再描点作图.(2)给出图象求函数表达式的题目,比较难求的是φ,一般是从“五点法”中的第一点(-φω,0)作为突破口. (3)图象变换y =sin x ―――――――――――――→向左(φ>0)或向右(φ<0)平移|φ|个单位y =sin(x +φ)――――――――――――→纵坐标变为原来的A 倍横坐标不变y =A sin(ωx +φ).第二讲 三角变换与解三角形1. 两角和与差的正弦、余弦、正切公式(1)sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β. (2)cos(α±β)=cos αcos β∓sin αsin β.(3)tan(α±β)=tan α±tan β1∓tan αtan β.2. 二倍角的正弦、余弦、正切公式(1)sin 2α=2sin αcos α. (2)cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α.(3)tan 2α=2tan α1-tan 2α.3. 三角恒等变换的基本思路(1)“化异为同”,“切化弦”,“1”的代换是三角恒等变换的常用技巧. “化异为同”是指“化异名为同名”,“化异次为同次”,“化异角为同角”. (2)角的变换是三角变换的核心,如β=(α+β)-α,2α=(α+β)+(α-β)等. 4. 正弦定理a sin A =b sin B =c sin C=2R (2R 为△ABC 外接圆的直径). 变形:a =2R sin A , b =2R sin B , c =2R sin C .sin A =a 2R , sin B =b 2R , sin C =c2R .a ∶b ∶c =sin A ∶sin B ∶sin C . 5. 余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A , b 2=a 2+c 2-2ac cos B , c 2=a 2+b 2-2ab cos C .推论:cos A =b 2+c 2-a 22bc , cos B =a 2+c 2-b 22ac , cos C =a 2+b 2-c 22ab .6. 面积公式S △ABC =12bc sin A =12ac sin B =12ab sin C .7. 三角形中的常用结论(1)三角形内角和定理:A +B +C =π. (2)A >B >C ⇔a >b >c ⇔sin A >sin B >sin C . (3)a =b cos C +c cos B .第三讲 平面向量1.向量的概念(1)零向量模的大小为0,方向是任意的,它与任意非零向量都共线,记为0.(2)长度等于1个单位长度的向量叫单位向量,a 的单位向量为±a|a |.(3)方向相同或相反的向量叫共线向量(平行向量).(4)如果直线l 的斜率为k ,则a =(1,k )是直线l 的一个方向向量. (5)向量的投影:|b |cos 〈a ,b 〉叫做向量b 在向量a 方向上的投影. 2.向量的运算(1)向量的加法、减法、数乘向量是向量运算的基础,应熟练掌握其运算规律.(2)平面向量的数量积的结果是实数,而不是向量,要注意运算数量积与实数运算律的差异,平面向量的数量积不满足结合律与消去律.a ·b 运算结果不仅与a ,b 的长度有关而且与a 与b 的夹角有关,即a ·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉. 3.两非零向量平行、垂直的充要条件 若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2), 则a ∥b ⇔a =λb ⇔x 1y 2-x 2y 1=0. a ⊥b ⇔a ·b =0⇔x 1x 2+y 1y 2=0.可利用它处理几何中的两线平行、垂直问题,但二者不能混淆.。
平面向量与三角函数的综合计算与应用解析与归纳

平面向量与三角函数的综合计算与应用解析与归纳引言:平面向量作为数学中的重要概念之一,与三角函数有着密切的联系。
通过对平面向量与三角函数的综合运用,我们可以解决各种实际问题,并深入理解它们在数学中的应用。
本文将通过计算、解析和归纳的方式,探讨平面向量与三角函数的综合应用。
一、平面向量与三角函数的基本关系在开始讨论平面向量与三角函数的综合计算与应用之前,我们先来回顾一下它们之间的基本关系。
1. 平面向量的表示平面向量可以用有序数对表示,一个二维向量A可以表示为A = (a, b),其中a为向量在x轴上的分量,b为向量在y轴上的分量。
同时,向量A也可以表示为矩阵形式:A = [a, b]2. 平面向量的运算平面向量可以进行加法和数量乘法运算。
加法运算即将两个向量的对应分量相加,例如A + B = (a1 + b1, a2 + b2),其中A = (a1, a2),B = (b1, b2)。
数量乘法即向量的每一个分量都乘以相同的数,例如kA = (ka1, ka2),其中k为任意实数。
3. 三角函数的定义三角函数是常用的数学函数,由直角三角形的边长比定义。
其中,正弦函数s inθ的定义为:sinθ = 长边/斜边,余弦函数cosθ的定义为:cosθ = 邻边/斜边,正切函数tanθ的定义为:tanθ = 长边/邻边。
二、平面向量与三角函数的综合计算与应用在了解了平面向量与三角函数的基本关系后,我们可以通过综合计算与应用来加深对它们的理解。
1. 平面向量与三角函数之间的关系根据平面向量的定义和三角函数的定义,我们可以得出以下结论:对于任意角θ,设与角θ 相对的边向量为A,斜边向量为B,则有:A = [sinθ, cosθ]B = [sinθ, cosθ]2. 平面向量的模与方向平面向量的模表示向量的长度,可以通过勾股定理来计算。
对于向量A = (a, b),其模记为|A|,计算公式为:|A| = √(a^2 + b^2)向量的方向可以用角度来表示,可以通过以下公式计算:θ = arctan(b/a)3. 平面向量的点积与叉积平面向量的点积和叉积是平面向量运算中的两个重要概念。
高考数学(理)之平面向量 专题04 平面向量在平面几何、三角函数、解析几何中的应用(解析版)
平面向量04 平面向量在平面几何、三角函数、解析几何中的应用一、具本目标: 一)向量的应用1.会用向量方法解决某些简单的平面几何问题.2.会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题. 二)考点解读与备考:1.近几年常以考查向量的共线、数量积、夹角、模为主,基本稳定为选择题或填空题,难度较低;2.常与平面几何、三角函数、解析几何等相结合,以工具的形式进行考查,常用向量的知识入手.力学方面应用的考查较少.3.备考重点:(1) 理解有关概念是基础,掌握线性运算、坐标运算的方法是关键;(2)解答与平面几何、三角函数、解析几何等交汇问题时,应注意运用数形结合的数学思想,将共线、垂直等问题,通过建立平面直角坐标系,利用坐标运算解题.4.难点:向量与函数、三角函数、解析几何的综合问题.以向量形式为条件,综合考查了函数、三角、数列、曲线等问题.要充分应用向量的公式及相关性质,会用向量的几何意义解决问题,有时运用向量的坐标运算更能方便运算. 二、知识概述:常见的向量法解决简单的平面几何问题: 1.垂直问题:(1)对非零向量a r 与b r ,a b ⊥⇔r r.(2)若非零向量1122(,),(,),a x y b x y a b ==⊥⇔r r r r.2.平行问题:(1)向量a r 与非零向量b r共线,当且仅当存在唯一一个实数λ,使得 .(2)设1122(,),(,)a x y b x y ==r r是平面向量,则向量a r 与非零向量b r 共线⇔ .【考点讲解】3.求角问题:(1)设,a b r r是两个非零向量,夹角记为α,则cos α= .(2)若1122(,),(,)a x y b x y ==r r是平面向量,则cos α= .4.距离(长度)问题:(1)设(,)a x y =r,则22a a ==r r ,即a =r .(2)若1122(,),(,)A x y B x y ,且a AB =r u u u r ,则AB AB ==u u u r.【答案】1.1212(1)0,(2)0.a b x x y y ⋅=+=r r2.(1)a b λ=r r,(2)12210x y x y -=3.(1)a b a b ⋅⋅r r r r.4.(1)22x y +【优秀题型展示】 1. 在平面几何中的应用:已知ABC D 中,(2,1),(3,2),(3,1)A B C ---,BC 边上的高为AD ,求点D 和向量AD u u u r的坐标.【解析】设点D 坐标(x ,y ),由AD 是BC 边上的高可得⊥,且B 、D 、C 共线,∴⎪⎩⎪⎨⎧=⋅//0∴⎩⎨⎧=+---+=--⋅+-0)1)(3()2)(3(0)3,6()1,2(y x y x y x ∴⎩⎨⎧=+---+=+---0)1)(3()2)(3(0)1(3)2(6y x y x y x ∴⎩⎨⎧=+-=-+012032y x y x解得⎩⎨⎧==11y x ∴点D 坐标为(1,1),AD =(-1,2). 【答案】AD =(-1,2)【变式】已知四边形ABCD 的三个顶点(02)A ,,(12)B --,,(31)C ,,且2BC AD =u u u r u u u r,则顶点D 的坐标为 ( ) A .722⎛⎫ ⎪⎝⎭,B .122⎛⎫- ⎪⎝⎭,C .(32),D .(13),【解析】设22(,),(3,1)(1,2)(4,3),(,2),,37222x x D x y BC AD x y y y 祆==镲镲镲=---==-\\眄镲-==镲镲铑u u u r u u u rQ , 【答案】A【变式】已知正方形OABC 的边长为1,点D E 、分别为AB BC 、的中点,求cos DOE ∠的值.【解析】以OA OC 、为坐标轴建立直角坐标系,如图所示.由已知条件,可得114.225⋅==∴∠=⋅u u u r u u u ru u u r u u u r u u u r u u u r (1,),(,1),cos =OD OE OD OE DOE OD OE2.在三角函数中的应用:已知向量3(sin ,)4a x =r ,(cos ,1)b x =-r .设函数()2()f x a b b =+⋅r r r ,已知在ABC ∆中,内角A B C 、、的对边分别为a bc 、、,若a =2b =,sin B =()4cos(2)6f x A π++([0,]3x π∈)的取值范围.【解析】 由正弦定理得或 . 因为,所以4A π=.因为+.所以, ,, 所以. 【答案】()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--∈⎪⎭⎫ ⎝⎛++212,12362cos 4πA x f sin ,sin sin 24a b A A A B π===可得所以43π=A a b >()2())4f x a b b x π=+⋅=+r r r 32()⎪⎭⎫⎝⎛++62cos 4πA x f =)4x π+12-0,3x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦Q 112,4412x πππ⎡⎤∴+∈⎢⎥⎣⎦()21262cos 4123-≤⎪⎭⎫ ⎝⎛++≤-πA x f3.在解析几何中的应用:(1)已知直线x +y =a 与圆x 2+y 2=4交于A 、B 两点,且|OA →+OB →|=|OA →-OB →|,其中O 为坐标原点,则实数a 的值为________.【解析】如图所示,以OA 、OB 为边作平行四边形OACB , 则由|OA →+OB →|=|OA →-OB →|得, 平行四边形OACB 是矩形,OA →⊥OB →.由图象得,直线y =-x +a 在y 轴上的截距为±2.【答案】±2(2)椭圆的焦点为F F ,点P 为其上的动点,当∠F P F 为钝角时,点P 横坐标的取值范围是 .【解析】法一:F 1(-,0)F 2(,0),设P (3cos ,2sin ).为钝角,.∴=9cos 2-5+4sin 2=5 cos 2-1<0.解得: ∴点P 横坐标的取值范围是(). 14922=+y x ,121255θθ21PF F ∠Θ123cos ,2sin )3cos ,2sin )PF PF θθθθ⋅=-⋅-u u u r u u u u r(θθθ55cos 55<<-θ553,553-ODC BA【答案】() 法二:F 1(-,0)F 2(,0),设P (x,y ).为钝角,∴ ()()125,5,PF PF x y x y •=--⋅-u u u r u u u u r225x y =+-=25109x -<. 解得:353555x -<<.∴点P 横坐标的取值范围是(). 【答案】() 2. 在物理学中的应用:如图所示,用两条成120º的等长的绳子悬挂一个灯具,已知灯具的重量为10N ,则每根绳子的拉力是 .]【解析】 ∵绳子的拉力是一样的(对称) ,∴OA =OB ,∴四边形OADB 为菱形 .∵∠AOB =120º ,∴∠AOD =60º .又OA =OB =AD , ∴三角形OAD 为等边三角形 ,∴OD =OA . 又根据力的平衡得OD =OC =10 , ∴OA =10 ,∴OA =OB =10 . ∴每根绳子的拉力大小是10N. 【答案】10N553,553-5521PF F ∠Θ553,553-553,553-【真题分析】1.【2017年高考全国II 卷理数】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 ⋅+u u u r u u u r u u u r的最小值是( )A .2-B .32-C .43- D .1-【解析】如图,以BC 为x 轴,BC 的垂直平分线DA 为y 轴,D 为坐标原点建立平面直角坐标系,则A ,(1,0)B -,(1,0)C ,设(,)P x y ,所以()PA x y =-u u u r ,(1,)PB x y =---u u u r,(1,)PC x y =--u u u r ,所以(2,2)PB PC x y +=--u u u r u u u r ,22()22)22(PA PB PC x y y x y ⋅+=-=+-u u u r u u u r u u u r233)222-≥-,当(0,2P 时,所求的最小值为32-,故选B . 【答案】B2.【2018年高考上海卷】在平面直角坐标系中,已知点()10A -,、()20B ,,E 、F 是y 轴上的两个动点,且||2EF =u u u r ,则AE BF ⋅u u u r u u u r的最小值为___________.【解析】根据题意,设E (0,a ),F (0,b );∴2EF a b =-=u u u r;∴a =b +2,或b =a +2;且()()1,2,AE a BF b ==-u u u r u u u r ,;∴2AE BF ab ⋅=-+u u u r u u u r; 当a =b +2时,()22222AE BF b b b b ⋅=-++⋅=+-u u u r u u u r;∵b 2+2b ﹣2的最小值为8434--=-; ∴AE BF ⋅u u u r u u u r 的最小值为﹣3,同理求出b =a +2时,AE BF ⋅u u u r u u u r的最小值为﹣3.故答案为:﹣3.【答案】-33.【2018年高考江苏卷】在平面直角坐标系xOy 中,A 为直线:2l y x =上在第一象限内的点,()5,0B ,以AB 为直径的圆C 与直线l 交于另一点D .若0AB CD ⋅=u u u r u u u r,则点A 的横坐标为___________.【解析】设(),2(0)A a a a >,则由圆心C 为AB 中点得5,,2a C a +⎛⎫⎪⎝⎭易得()()():520C x x a y y a --+-=e ,与2y x =联立解得点D 的横坐标1,D x =所以()1,2D .所以()55,2,1,22a AB a a CD a +⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭u u u r u u u r ,由0AB CD ⋅=u u u r u u u r 得()()()2551220,230,32a a a a a a a +⎛⎫--+--=--== ⎪⎝⎭或1a =-,因为0a >,所以 3.a = 【答案】34.【2017年高考全国I 卷理数】已知向量a ,b 的夹角为60°,|a |=2,|b |=1,则| a +2b |=___________. 【解析】方法一:222|2|||44||4421cos60412+=+⋅+=+⨯⨯⨯+=oa b a a b b ,所以|2|+==a b .方法二:利用如下图形,可以判断出2+a b 的模长是以2为边长,一夹角为60°的菱形的对角线的长度,则为【答案】5.【2017年高考江苏卷】如图,在同一个平面内,向量OA u u u r ,OB uuu r ,OC uuu r 的模分别为1,1,2,OA u u u r 与OCuuu r的夹角为α,且tan α=7,OB uuu r 与OC uuu r 的夹角为45°.若OC mOA nOB =+u u u r u u u r u u u r(,)m n ∈R ,则m n +=___________.【解析】由tan 7α=可得sin 10α=,cos 10α=,根据向量的分解,易得cos 45cos sin 45sin 0n m n m αα⎧︒+=⎪⎨︒-=⎪⎩0210n m +=-=⎩,即510570n m n m +=⎧⎨-=⎩,即得57,44m n ==,所以3m n +=. 【答案】36.【2017年高考浙江卷】已知向量a ,b 满足1,2,==a b 则++-a b a b 的最小值是________,最大值是___________.【解析】设向量,a b 的夹角为θ,则-==a b+==a b ++-=a b a b令y =[]21016,20y =+,据此可得:()()maxmin 4++-==++-==a b a ba b a b ,即++-a b a b 的最小值是4,最大值是【答案】4,7. 【2016·江苏卷】如图,在△ABC 中,D 是BC 的中点,E ,F 是AD 上的两个三等分点,BA →·CA →=4, BF →·CF →=-1,则BE →·CE →的值是________.【解析】 设AB →=a ,AC →=b ,则BA →·CA →=(-a )·(-b )=a ·b =4.又∵D 为BC 中点,E ,F 为AD 的两个三等分点,则AD →=12(AB →+AC →)=12a +12b ,AF →=23AD →=13a +13b ,AE →=13AD →=16a +16b ,BF →=BA →+AF →=-a +13a +13b =-23a +13b ,CF →=CA →+AF →=-b +13a +13b =13a -23b ,则BF →·CF →=⎝⎛⎭⎫-23a +13b ·⎝⎛⎭⎫13a -23b =-29a 2-29b 2+59a ·b =-29(a 2+b 2)+59×4=-1. 可得a 2+b 2=292.又BE →=BA →+AE →=-a +16a +16b =-56a +16b ,CE →=CA →+AE →=-b +16a +16b =16a -56b ,则BE →·CE →=⎝⎛⎭⎫-56a +16b ·⎝⎛⎭⎫16a -56b =-536(a 2+b 2)+2636a ·b =-536×292+2636×4=78.【答案】 788.【2017年高考江苏卷】已知向量(cos ,sin ),(3,[0,π].x x x ==∈a b (1)若a ∥b ,求x 的值;(2)记()f x =⋅a b ,求()f x 的最大值和最小值以及对应的x 的值.【解析】(1)因为co ()s ,sin x x =a,(3,=b ,a ∥b,所以3sin x x =. 若cos 0x =,则sin 0x =,与22sin cos 1x x +=矛盾,故cos 0x ≠.于是tan 3x =-.又[]0πx ∈,,所以5π6x =.(2)π(cos ,sin )(3,3cos ())6f x x x x x x =⋅=⋅=-=+a b . 因为[]0πx ∈,,所以ππ7π[,]666x +∈,从而π1cos()62x -≤+≤. 于是,当ππ66x +=,即0x =时,()f x 取到最大值3; 当π6x +=π,即5π6x =时,()f x取到最小值-【答案】(1)5π6x =;(2)0x =时,()f x 取到最大值3;5π6x =时,()f x取到最小值-.1.已知数列{}n a 为等差数列,且满足32015BA a OB a OC =+u u u r u u u r u u u r ,若()AB AC R λλ=∈u u u r u u u r,点O 为直线BC 外一点,则12017a a +=( )A. 0B. 1C. 2D. 4【解析】∵32015BA a OB a OC =+u u u r u u u r u u u r , ∴32015OA OB a OB a OC -=+u u u r u u u r u u u r u u u r, 即()320151OA a OB a OC =++u u u r u u u r u u u r , 又∵()AB AC R λλ=∈u u u r u u u r,∴3201511a a ++=, ∴12017320150a a a a +=+=. 【答案】A2.直角ABC V 中, AD 为斜边BC 边的高,若1AC =u u u r , 3AB =u u u r,则CD AB ⋅=u u u r u u u r ( )【模拟考场】A .910 B . 310 C . 310- D . 910-【解析】依题意BC =22,AC AC CD CB CD CB =⋅==103cos ==BC AB B,所以有9cos 310CD AB CD AB B ⋅=⋅⋅==u u u r u u u r u u u r u u u r . 【答案】A3.已知正三角形ABC 的边长为,平面ABC 内的动点P ,M 满足1AP =uu u r ,PM MC =uuu r uuu r ,则2BMuuu r 的最大值是( ) A.B. C. D.【解析】本题考点是向量与平面图形的综合应用.由题意可设D 为三角形的内心,以D 为原点,直线DA 为x 轴建立平面直角坐标系,由已知易得1220,DA ADC ADB D D BDC B C ∠=∠====∠=︒u u u r u u u r u u u r. 则()((2,0,1,,1,.A B C --设(),,P x y 由已知1AP =u u u r ,得()2221x y -+=,又11,,,,,22x x PM MC M BM ⎛⎛-+=∴∴= ⎝⎭⎝⎭u u u u r u u u u r u u u u r()(22214x y BM -++∴=u u u u r ,它表示圆()2221x y -+=上点().x y 与点(1,--距离平方的14,()22max149144BM⎫∴==⎪⎭u u u u r ,故选B.【答案】B4.已知曲线C :x =直线l :x=6.若对于点A (m ,0),存在C 上的点P 和l 上的点Q 使得0AP AQ +=u u u r u u u r r,则m 的取值范围为 .【解析】本题考点是向量线性运算与解析几何中点与直线的位置关系的应用.由0AP AQ +=u u u r u u u r r知A 是PQ的中点,设(,)P x y ,则(2,)Q m x y --,由题意20x -≤≤,26m x -=,解得23m ≤≤.3244344943637+433237+【答案】[2,3]5.在平面直角坐标系中,O 为原点,()),0,3(),3,0(,0,1C B A -动点D 满足CD u u u r=1,则OA OB OD ++u u u r u u u r u u u r 的最大值是_________.【解析】本题的考点是参数方程中的坐标表示, 圆的定义与 三角函数的值域.由题意可知C 坐标为()3,0且1CD =,所以动点D 的轨迹为以C 为圆心的单位圆,则D 满足参数方程3cos sin D D x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数且[)0,2θπ∈),所以设D 的坐标为()[)()3cos ,sin 0,2θθθπ+∈, 则OA OB OD ++=u u u r u u u r u uu r=因为2cos θθ+=所以OA OB OD ++的最大值为1==+故填1【答案】1+6.在△ABC 中,∠ABC =120°,BA =2,BC =3,D ,E 是线段AC 的三等分点,则BD →·BE →的值为________. 【解析】 由题意得BD →·BE →=(BA →+AD →)·(BC →+CE →)=⎝⎛⎭⎫BA →+13AC →·⎝⎛⎭⎫BC →+13CA → =⎣⎡⎦⎤BA →+13(BC →-BA →)·⎣⎡⎦⎤BC →+13(BA →-BC →)=⎝⎛⎭⎫13BC →+23BA →·⎝⎛⎭⎫23BC →+13BA → =29BC →2+59BC →·BA →+29BA →2=29×9+59×2×3×cos 120°+29×4=119. 【答案】1197.已知菱形ABCD 的边长为2,∠BAD =120°,点E ,F 分别在边BC ,DC 上,BC =3BE ,DC =λDF . 若AE →·AF →=1,则λ的值为________. 【解析】法一、 如图,AE →=AB →+BE →=AB →+13BC →,AF →=AD →+DF →=AD →+1λDC →=BC →+1λAB →,所以AE →·AF →=⎝⎛⎭⎫AB →+13BC →·⎝⎛⎭⎫BC →+1λAB →=⎝⎛⎭⎫1+13λAB →·BC →+1λAB →2+13BC →2=⎝⎛⎭⎫1+13λ×2×2×cos 120°+4λ+43=1,解得λ=2.法二、 建立如图所示平面直角坐标系.由题意知:A (0,1),C (0,-1),B (-3,0),D (3,0).由BC =3BE ,DC =λDF .可求点E ,F 的坐标分别为E ⎝⎛⎭⎫-233,-13,F ⎝⎛⎭⎫3⎝⎛⎭⎫1-1λ,-1λ, ∴AE →·AF →=⎝⎛⎭⎫-233,-43·⎝⎛⎭⎫3⎝⎛⎭⎫1-1λ,-1λ-1=-2⎝⎛⎭⎫1-1λ+43⎝⎛⎭⎫1+1λ=1,解得λ=2. 【答案】28.在△ABC 中,∠A =60°,AB =3,AC =2,若BD →=2DC →,AE →=λAC →-AB →(λ∈R ),且AD →·AE →=-4,则λ的值为________.【解析】AB →·AC →=3×2×cos 60°=3,AD →=13AB →+23AC →,则AD →·AE →=⎝⎛⎭⎫13AB →+23AC →·(λAC →-AB →)=λ-23AB →·AC →-13AB →2+2λ3AC →2=λ-23×3-13×32+2λ3×22=113λ-5=-4,解得λ=311.【答案】3119.在△ABC 中,点M ,N 满足AM →=2MC →,BN →=NC →.若MN →=xAB →+yAC →,则x =__________;y =__________.【解析】MN →=MC →+CN →=13AC →+12CB →=13AC →+12(AB →-AC →)=12AB →-16AC →,∴x =12,y =-16.【答案】 12 -1610.在等腰梯形ABCD 中,已知AB ∥DC ,AB =2,BC =1,∠ABC =60°,动点E 和F 分别在线段BC 和DC 上,且BE →=λBC →,DF →=19λDC →,则AE →·AF →的最小值为________.【解析】法一 在梯形ABCD 中,AB =2,BC =1,∠ABC =60°,可得DC =1,AE →=AB →+λBC →,AF →=AD →+19λDC →,∴AE →·AF →=(AB →+λBC →)·(AD →+19λDC →)=AB →·AD →+AB →·19λDC →+λBC →·AD →+λBC →·19λDC →=2×1×cos 60°+2×19λ+λ×1×cos 60°+λ·19λ×cos 120°=29λ+λ2+1718≥229λ·λ2+1718=2918,当且仅当29λ=λ2,即λ=23时,取得最小值为2918.法二 以点A 为坐标原点,AB 所在的直线为x 轴建立平面直角坐标系,则B (2,0),C ⎝⎛⎭⎫32,32,D ⎝⎛⎭⎫12,32.又BE →=λBC →,DF →=19λDC →,则E ⎝⎛⎭⎫2-12λ,32λ,F ⎝⎛⎭⎫12+19λ,32,λ>0,所以AE →·AF →=⎝⎛⎭⎫2-12λ⎝⎛⎭⎫12+19λ+34λ=1718+29λ+12λ≥1718+229λ·12λ=2918,λ>0, 当且仅当29λ=12λ,即λ=23时取等号,故AE →·AF →的最小值为2918.【答案】291811.已知矩形ABCD 的边AB =2,AD =1.点P ,Q 分别在边BC ,CD 上,且∠P AQ =π4,则AP →·AQ →的最小值为________.【解析】法一(坐标法) 以A 为坐标原点,AB 所在直线为x 轴,AD 所在直线为y 轴建立平面直角坐标系,则A (0,0),B (2,0),D (0,1).设∠P AB =θ,则AP →=(2,2tan θ),AQ →=⎝⎛⎭⎫tan ⎝⎛⎭⎫π4-θ,1,0≤tan θ≤12. 因为AP →·AQ →=(2,2tan θ)·⎝⎛⎭⎫tan ⎝⎛⎭⎫π4-θ,1=2tan ⎝⎛⎭⎫π4-θ+2tan θ=2(1-tan θ)1+tan θ+2tan θ=41+tan θ+2tan θ-2=41+tan θ+2(tan θ+1)-4≥42-4,当且仅当tan θ=2-1时,“=”成立,所以AP →·AQ →的最小值为42-4.法二(基底法) 设BP =x ,DQ =y ,由已知得,tan ∠P AB =x2,tan ∠QAD =y ,由已知得∠P AB +∠QAD =π4,所以tan ∠P AB +tan ∠QAD 1-tan ∠P AB tan ∠QAD =1,所以x +2y 2=1-xy2,x +2y =2-xy ≥2x ·2y ,解得0<xy ≤6-42,当且仅当x =2y 时,“=”成立.AP →·AQ →=22·(4+x 2)(1+y 2)=22·(xy )2+(x +2y )2-4xy +4=22·(xy )2+(2-xy )2-4xy +4=(xy )2-4xy +4=2-xy ≥42-4. 【答案】 42-412.设O 为坐标原点,C 为圆(x -2)2+y 2=3的圆心,且圆上有一点M (x ,y )满足OM →·CM →=0,则y x =________.【解析】 ∵OM →·CM →=0,∴OM ⊥CM ,∴OM 是圆的切线,设OM 的方程为y =kx , 由|2k |1+k 2=3,得k =±3,即yx =± 3.【答案】 ±313.在△ABC 中,已知AB =1,AC =2,∠A =60°,若点P 满足AP →=AB →+λAC →,且BP →·CP →=1,则实数λ的值为________.【解析】 由AB =1,AC =2,∠A =60°,得BC 2=AB 2+AC 2-2AB ·AC ·cos A =3,即BC = 3.又AC 2=AB 2+BC 2,所以∠B =90°.以点A 为坐标原点,AB →,BC →的方向分别为x 轴,y 轴的正方向建立平面直角坐标系,则B (1,0),C (1,3).由AP →=AB →+λAC →,得P (1+λ,3λ),则BP →·CP →=(λ,3λ)·(λ,3λ-3)=λ2+3λ(λ-1)=1,即4λ2-3λ-1=0,解得λ=-14或λ=1.【答案】 -14或114.证明:同一平面内,互成120°的三个大小相等的共点力的合力为零.【证明】如图,用r a ,r b ,r c 表示这3个共点力,且r a ,r b ,rc 互成120°,模相等,按照向量的加法运算法则,有:r a +r b +r c = r a +(r b +r c )=r a +u u u rOD .又由三角形的知识知:三角形OBD 为等边三角形, 故r a 与u u u r OD 共线且模相等,所以:u u u r OD = -r a ,即有:r a +r b +r c =0r .15.在直角坐标系xOy 中,已知点(1,1),(2,3),(3,2)A B C ,点(,)P x y 在ABC ∆三边围成的区域(含边界)上,且(,)OP mAB nAC m n R =+∈u u u r u u u r u u u r.(1)若23m n ==,求||OP u u u r ;(2)用,x y 表示m n -,并求m n -的最大值.【解析】(1)(1,1),(2,3),(3,2)A B C Q (1,2)AB ∴=u u u r ,(2,1)AC =u u u r.Q OP mAB nAC =+u u u r u u u r u u u r ,又23m n ==.22(2,2)33OP AB AC ∴=+=u u u r u u u r u u u r,|OP ∴u u u r(2)OP mAB nAC =+u u u r u u u r u u u rQ (,)(2,2)x y m n m n ∴=++即22x m ny m n=+⎧⎨=+⎩,两式相减得:m n y x -=-.令y x t -=,由图可知,当直线y x t =+过点(2,3)B 时,t 取得最大值1,故m n -的最大值为1.【答案】(1)(2)m n y x -=-,1.16.如图,在直角梯形ABCD 中,AB ∥CD ,∠DAB =90°,AD =AB =4,CD =1,动点P 在边BC 上,且满足AP →=mAB →+nAD →(m ,n 均为正实数),求1m +1n的最小值.【解析】 如图,建立平面直角坐标系,得A (0,0),B (4,0),D (0,4),C (1,4),则AB →=(4,0),AD →=(0,4).设AP →=(x ,y ),则BC 所在直线为4x +3y =16. 由AP →=mAB →+nAD →,即(x ,y )=m (4,0)+n (0,4),得x =4m ,y =4n (m ,n >0), 所以16m +12n =16,即m +34n =1,那么1m +1n =⎝⎛⎭⎫1m +1n ⎝⎛⎭⎫m +34n =74+3n 4m +m n ≥74+23n 4m ·m n =74+3=7+434(当且仅当3n 2=4m 2时取等号). 17.已知向量m =(cos α,-1),n =(2,sin α),其中α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且m ⊥n . (1)求cos 2α的值; (2)若sin(α-β)=1010,且β∈⎝⎛⎭⎫0,π2,求角β的值. 【解析】 (1)由m ⊥n ,得2cos α-sin α=0,sin α=2cos α,代入cos 2α+sin 2α=1,得5cos 2α=1, 又α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则cos α=55,cos 2α=2cos 2α-1=-35. (2)由α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,β∈⎝⎛⎭⎫0,π2,得α-β∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2.因为sin(α-β)=1010,所以cos(α-β)=31010,而sin α=1-cos 2α=255, 则sin β=sin[α-(α-β)]=sin αcos(α-β)-cos αsin(α-β)=255×31010-55×1010=22.因为β∈⎝⎛⎭⎫0,π2,所以β=π4.。
高中数学平面向量,三角函数,一元二次不等式知识点
高中数学知识点一、平面向量1.1 平面向量的定义和表示平面向量是在平面上具有大小和方向的量,可以用有向线段来表示。
平面向量的表示方法有两种:坐标表示和数量与方向表示。
•坐标表示:设平面向量$\\vec{AB}$的起点为A(A1,A1),终点为A(A2,A2),则向量$\\vec{AB}$的坐标表示为$\\vec{AB}=(x_2-x_1,y_2-y_1)$。
•数量与方向表示:设平面向量$\\vec{AB}$的起点为A,终点为A,则向量$\\vec{AB}$的数量表示为$|\\vec{AB}|=\\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}$,方向表示是线段AA的方向。
1.2 平面向量的运算平面向量的运算有加法、减法和数量乘法。
•加法:设有平面向量$\\vec{A}$和$\\vec{B}$,则它们的和为$\\vec{A}+\\vec{B}=(x_1+x_2, y_1+y_2)$。
•减法:设有平面向量$\\vec{A}$和$\\vec{B}$,则它们的差为$\\vec{A}-\\vec{B}=(x_1-x_2, y_1-y_2)$。
•数量乘法:设有平面向量$\\vec{A}$和实数A,则$k\\vec{A}=(kx, ky)$。
1.3 平面向量的性质平面向量的性质主要包括以下几点:•相等性:两个向量相等的充分必要条件是它们的坐标或起点和终点相同。
•共线性:若两个向量的方向相同或相反,它们为共线向量。
•共面性:若三个向量共面,则它们必定落在同一个平面上。
•数量乘法:向量的数量乘法可以改变向量的大小和方向。
二、三角函数2.1 弧度制和角度制在三角函数中,角度可以用弧度制或角度制来表示。
•弧度制:弧度制是以圆的半径为单位来度量角的大小。
一个圆的周长为$2\\pi$,一周所对应的角为$2\\pi$弧度。
常见的角度制与弧度制的换算关系是$180^\\circ=\\pi$弧度。
•角度制:角度制是以度为单位来度量角的大小。
三角函数与平面向量
三角函数与平面向量三角函数和平面向量是数学中最常用的基础概念,两者之间具有紧密的联系。
三角函数是一类特殊的数学函数,它是以弧度为单位、以正弦函数、余弦函数和正切函数为基础的函数,它们可以表示圆上任意一点的位置。
而平面向量是一种特殊的几何形式,它以一个箭头来表示,由一个起点和一个终点组成,可以表示二维平面上的任意方向。
三角函数和平面向量之间的关系可以从三个方面来理解:第一,三角函数可以用来表示平面向量的大小;第二,三角函数可以用来表示平面向量的方向;第三,三角函数可以用来表示平面向量的旋转。
(1)三角函数可以用来表示平面向量的大小。
如果将一个平面向量等分成两部分,一部分为x轴方向的分量,另一部分为y轴方向的分量,那么这两个分量的比例就可以用三角函数来表示。
具体来说,如果将平面向量的起点固定在原点,那么平面向量的长度可以用极坐标系中的模m=|a|=√(x2+y2)来表示,而平面向量的方向可以用极角θ=arctan(y/x)来表示,其中x和y分别为平面向量的x 轴和y轴分量。
(2)三角函数可以用来表示平面向量的方向。
平面向量的方向可以用极角θ=arctan(y/x)来表示,其中x和y分别为平面向量的x轴和y轴分量。
这里的极角θ可以被看作是平面向量的方向,即平面向量与x轴之间的夹角。
通过求解极角θ,就可以得到平面向量的方向。
(3)三角函数可以用来表示平面向量的旋转。
在三维空间中,平面向量可以沿着一个指定的轴旋转,而这个旋转的角度可以用三角函数来表示。
比如,在二维空间中,平面向量沿着x轴旋转θ角度后,可以使用余弦函数cosθ来表示新的x轴分量,使用正弦函数sinθ来表示新的y轴分量,从而可以得到新的平面向量。
总之,三角函数和平面向量之间具有千丝万缕的联系,它们在数学中都具有重要的意义,在几何学中也发挥着重要的作用。
只有充分理解了它们之间的联系,才能在数学和几何学中取得更好的成绩。
三角函数平面向量知识与公式总结
三角函数平面向量知识与公式总结三角函数和平面向量是数学中非常重要的概念,它们在解决几何问题、物理问题和工程问题中起着重要的作用。
本文将对三角函数和平面向量的知识进行总结,并介绍常用的公式和性质。
一、三角函数2. 余弦函数:在直角三角形中,余弦函数被定义为邻边与斜边的比值。
其定义域为实数集R。
常用的余弦函数记作cos(x)。
余弦函数也具有周期性,即cos(x+2π)=cos(x)。
3. 正切函数:在直角三角形中,正切函数被定义为对边与邻边的比值。
其定义域为实数集R-{(2k+1)π/2, k∈Z}。
常用的正切函数记作tan(x)。
正切函数也具有周期性,即tan(x+π)=tan(x)。
4. 余切函数:在直角三角形中,余切函数被定义为邻边与对边的比值。
其定义域为实数集R-{kπ, k∈Z}。
常用的余切函数记作cot(x)。
余切函数也具有周期性,即cot(x+π)=cot(x)。
5. 正割函数:在直角三角形中,正割函数被定义为斜边与邻边的比值。
其定义域为实数集R-{(2k+1)π/2, k∈Z}。
常用的正割函数记作sec(x)。
正割函数也具有周期性,即sec(x+2π)=sec(x)。
6. 余割函数:在直角三角形中,余割函数被定义为斜边与对边的比值。
其定义域为实数集R-{kπ, k∈Z}。
常用的余割函数记作csc(x)。
余割函数也具有周期性,即csc(x+2π)=csc(x)。
三角函数之间有一些重要的关系:1.三角函数的互逆关系:sin(x) = 1/csc(x)cos(x) = 1/sec(x)tan(x) = 1/cot(x)cot(x) = 1/tan(x)sec(x) = 1/cos(x)csc(x) = 1/sin(x)2.三角函数的和差化积公式:sin(x+y) = sin(x)cos(y) + cos(x)sin(y)cos(x+y) = cos(x)cos(y) - sin(x)sin(y)tan(x+y) = (tan(x)+tan(y))/(1-tan(x)tan(y))3.三角函数的倍角公式:sin(2x) = 2sin(x)cos(x)cos(2x) = cos^2(x) - sin^2(x)tan(2x) = 2tan(x)/(1-tan^2(x))4.三角函数的半角公式:sin(x/2) = ±√((1-cos(x))/2)co s(x/2) = ±√((1+cos(x))/2)tan(x/2) = ±√((1-cos(x))/(1+cos(x)))二、平面向量1.平面向量的定义:平面向量是具有大小和方向的量。
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三角函数与平面向量考点分析三角函数和平面向量历来是高考的的重点内容,这两部分内容之间互相渗透,而且也和其他数学分支进行融合。
在高考试题中,这两部分内容的基础性、工具性以及渗透性都表现的淋漓尽致。
我省5年自主命题以来,对三角向量的考查着重在知识的理解及知识之间的交汇点上,考查常规的三角运算与变形及三角函数的图象与性质,一般为中档题和容易题,分值约为22分。
即两个客观题和一个主观题,以下结合考纲,对高考中的三角向量题进行分析。
—、考纲要求:考纲对三角与向量的主要要求为:掌握和、差、倍、半角的三角公式,能正确运用三角公式,进行简单三角函数式的化简、求值和恒等式证明,理解三角函数的图象性质,掌握正弦定理、余弦定理,并能初步运用它们解斜三角形,理解、掌握向量的有关概念及相关运算等。
二、考题分析:04年至08年这5年高考中,考察涉及到三角函数或平面向量的题及分布位置如下:04年第12题三角函数应用,13题求值,17题为三角变换,19题为向量与三角05年第7题求角的范围,9题比较大小,15(文科)求周期和最值,18题为解三角函数06年第3题求值,11(文)三角形内求值,16题为向量与三角(变换、图象性质)07年第1题(文)求值,2(理)图象变换,9(理)向量与概率,(文)向量,16题为(理)向量与三角(文)三角函数不等式08年第1题向量,5图象变换与对称性,12解三角形,16题为(理)函数与三角函数(图象性质)(文)三角函数向量作为一种解题工具,往往与其它知识综合起来考察,独立的向量大题目前还只有04年考过。
通过直角三角形考查向量的数量积及最值问题,但和三角函数的联系不大,侧重平面几何与向量的综合至今对高中平面向量的教学都还有很大的影响力,是一道考能力的经典好题。
三.三角函数的复习建议1.要区别正角、负角、零角、锐角、钝角、区间角、象限角、终边相同角的概念何表示。
2.在已知一个角的三角函数值,求这个角的其他三角函数值时,要注意题设中角的范围,并对不同的象限分别求出相应的值在应用诱导公式进行三角式的化简、求值时,应注意公式中符号的选取3.单位圆中的三角函数线,是三角函数的一种几何表示,利用三角函数线进行求角和解三角不等式,有时候会更简单。
4.要善于将三角函数式尽可能化为只含一个三角函数的“标准式”,或者换元后成为一个初等函数式(换元后注意定义域的确定),进而可求得某些复合三角函数的最值、最小正周期、单调性等对函数式作恒等变形时需特别注意保持定义域的不变性5.函数的单调性是在给定的区间上考虑的,只有属于同一单调区间的两个函数值才能由它的单调性来比较大小,要注意单调区间是一个连续区间。
6.三角函数很好地体现了对称性和周期性的关系,要把这种关系拓展到一般函数。
对称性用处:对称轴和最值对应,对称点和平衡点对应.(1)了解周期函数和最小正周期的意义.会求sin()y A x ωϕ=+的周期,或者经过简单的恒等变形可化为上述函数的三角函数的周期,了解加了绝对值后的周期...........情况..; (2)会从图象归纳对称轴和对称中心;sin y x =的对称轴是2x k ππ=+()k Z ∈,对称中心是(,0)k π()k Z ∈; cos y x =的对称轴是x k π=()k Z ∈,对称中心是(,0)2k ππ+()k Z ∈ tan y x =的对称中心是(,0)()2k k Z π∈ 注意加了绝对值后的情况变化.7.熟练三角函数图象的作图方法,注意定义域有限制的作图训练。
通过作图去体验和巩固图象间的变换关系。
理解正、余弦函数在[0,2π],正切函数在(-2π,2π)的性质,如单调性、最大值与最小值、周期性,图象与x 轴的交点,会用五点法画函数sin()y A x x ωϕ=+∈R ,的图象,并理解它的性质:(1)函数图象在其对称轴处取得最大值或最小值,且相邻的最大值与最小值间的距离为其函数的半个周期;(2)函数图象与x 轴的交点是其对称中心,相邻两对称中心间的距离也是其函数的半个周期;(3)函数取最值的点与相邻的与x 轴的交点间的距离为其函数的14个周期。
注意函数图象平移的规律,是先平移再伸缩,还是先伸缩再平移。
8.熟悉公式的记忆和运用(1)诱导公式:奇变偶不变,符号看象限;(2)两角和差的正弦、余弦、正切公式的正面运用和逆用;(3)倍角公式以及变形,体会降幂和和差化积的意图;(4)合一变形:asinx+bsinx=()ϕ++x b a sin 22。
但要控制难度,限制在ϕ是特殊角的范围内。
提醒:一些常见的变形技巧:(1)变角(不要盲目用一些公式展开,关键是看已知角和所求角有没有特殊关系。
比如相差180度,90度等) ;(2)变名(切割化弦,齐次化切);(3)变式(结构式的转化);(4)变幂。
特别地 :1、见“1±cos α,1±sin α”,要消12、见到高次要想到降幂3、见sin α²cos α和sin α±sin α,要想到互化;4、见齐次式,要想到可化正切;5、见tan α±tan β、tan α²tan β要想到两角和与差的正切公式6、见到分式,想通分,使分母最简9.关注三角函数在三角形中的应用,结合平面几何的性质寻找边角关系,要特别重视正弦定理和余弦定理在解三角形中的计算,掌握三角形面积公式的多种计算方法。
Ⅰ.正、余弦定理⑴正弦定理R C c B b A a 2sin sin sin ===(R 2是ABC ∆外接圆直径)注:①C B A c b a sin :sin :sin ::=;②C R c B R b A R a sin 2,sin 2,sin 2===;③CB A c b aC c B b A a sin sin sin sin sin sin ++++===。
⑵余弦定理:A bc c b a cos 2222-+=等三个;注:bca cb A 2cos 222-+=等三个。
Ⅱ。
几个公式: ⑴三角形面积公式:))(21(,))()((sin 2121c b a p c p b p a p p C ab ah S ABC ++=---===∆; ⑵内切圆半径r=c b a S ABC ++∆2;外接圆直径2R=;sin sin sin Cc B b A a == ⑶在使用正弦定理时判断一解或二解的方法:⊿ABC 中,sin sin A B A B >⇔> Ⅲ.已知A b a ,,时三角形解的个数的判定:⑴A 为锐角时:①a<h 时,无解;其中h=bsinA,②a=h 时,一解(直角);③h<a<b 时,两解(一锐角,一钝角);④a ≥ b 时,一解(一锐角)。
⑵A 为直角或钝角时:①a ≤ b 时,无解;②a>b 时,一解(锐角)。
三角函数这部分内容在高考中的难度要求是不高的,所以在复习的时候要控制难度,但由于公式多,性质复杂,变形有一定的技巧,所以要花较多的时间加强训练,学习时注意化归思想和数形结合思想的渗透,注意易错点。
四、平面向量的复习建议1.透彻理解向量的概念。
向量概念的两大要素“方向和长度”使向量既有“形”又有“数”的特征,既联系几何又联系代数,是高中数学重要的知识网络交汇点,是数形结合的重要载体。
要抱着这样的观点去学习向量知识。
2.先从向量的几何特征进行学习,包括向量相等,向量共线的概念,平面向量的基本定理,以及向量的加减、实数与向量的积、向量的数量积等运算的几何表示,目的是给向量建立一个系统的几何体系。
3.向量的坐标运算使得几何问题可以通过代数运算加以解决,在对向量的几何特征掌握透彻的前提下,理解记忆相关公式。
如:向量共线、垂直的充要条件,向量的数量积运算,线段定比分点公式、平移公式等。
4.向量的数量积运算是平面向量的重要内容,它与实数之间积的运算既有区别又联系,要辨别清楚。
向量的数量积运算是采取几何运算公式还是坐标运算公式,要甄别清楚;两个公式同时运用,又可构造出一个等式。
要会灵活应用向量的数量积公式求向量的模和两点间的距离。
5.要把平面几何的性质、定理迁移到平面向量来,使得平面向量的几何推导成为可能,但题目的难度要有所控制。
如:①在平行四边形ABCD 中,=,则0)()(=-⋅+AD AB AD AB ,即菱形模型。
若AD AB ⊥-=+,即矩形模型。
②在ABC ∆中,222==,O 是ABC ∆的外心;AC AB +一定过BC 的中点;通过ABC ∆的重心;A G +B G +C G =0 ,G 是ABC ∆的重心;B H A H ⋅=C H B H ⋅=A H C H ⋅,H 是ABC ∆的垂心;+λ)(R ∈λ通过ABC ∆的内心;λ(BB A B A cos +C C A C A cos ))(R ∈λ通过ABC ∆的垂心 =⋅+⋅+⋅c b a 则O 是ABC ∆的内心;6.适当训练以平面向量为背景的解析几何问题。
解析几何题中往往以向量的形式来揭示几何条件,有的要懂得看出几何特征,有的是利用坐标运算直接转化为数的关系。
在解析几何中也经常利用向量解决有关角度和垂直,以及点分线段的问题,会使得问题简单化。
多训练一些这样的题目,就不会感到畏惧了。
三角函数和平面向量做为高中数学的两个重要分支,内容繁杂,需要用心学习,把基础知识和基本技能练扎实,并且适当地提高能力,要把握好学习这两部分内容的度。
五 、题型归类三角函数与平面向理的复习备考后阶段应主要关注以下几类题型训练: ① 三角公式的基本应用问题,做到熟练、准确、灵巧的运用好相关公式进行变形;② 对图像和性质的研究问题,做到比较深透的领悟并把握好图像的结构及其性质,并能做一些有效的拓展,如图像变换、对称等;③ 三角形中的边角关系问题,要切实把握好三角形的基本结构和常用的数量关系;会利用正余弦定理进行边角互化,判断三角形形状;三角形中会构造函数不等式求范围或最值。
④ 向量、三角与平面几何的联系题,这类问题能充分反映出在知识交汇处命题的原则。
六.例题分析(1)三角函数的运算变形,本质是一种代数变形,如配方、降次、换元、因式分解等变形方法,应引起学生的重视。
例1(04湖北)己知226sin sin cos 2cos 0αααα+-=. 2παπ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,,求sin 23πα+()的值。
若考生局限于三角函数中平方降次的思维定势中,不会在代数结构中进行因式分解变形,就会陷入泥潭,无从下手。
(2 )三角函数的图象和性质需熟练掌握 例2(07广东))()4(sin )4(sin )(22是函数ππ--+=x x x fA.周期为π的奇函数;B. 周期为π的偶函数C.周期为π2的奇函数D.周期为π2的偶函数例3(湖南卷)设点P 是函数x x f ωsin )(=的图象C 的一个对称中心,若点P 到图象C 的对称轴上的距离的最小值4π,则)(x f 的最小正周期是 A .2π B . π C. 2πD . 4π 解析:设点P 是函数x x f ωsin )(=的图象C 的一个对称中心,若点P 到图象C 的对称轴上的距离的最小值4π,∴ 最小正周期为π,选B. (3)05年与07年的三角形都利用了三角形的结构,将正、余弦定理、面积定理贯穿在三角变形之中。