最新5-4平面向量应用举例汇总

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5-4平面向量应用举

一、选择题

1.已知△ABC 中,|AB →|=|AC →

|,则一定有( ) A.AB →⊥AC → B.AB →=AC →

C .(AB →+AC →)⊥(AB →-AC →) D.AB →+AC →=AB →-AC → [答案] C

[解析] ∵|AB →|=|AC →

|

∴(AB →+AC →)(AB →-AC →)=|AB →|2-|AC →|2

=0, ∴(AB →+AC →)⊥(AB →-AC →).

2.已知两个力F 1,F 2的夹角为90°,它们的合力大小为10N ,合力与F 1的夹角为60°,那么F 1的大小为( )

A .53N

B .5N

C .10N

D .52N

[答案] B

[解析] 如图所示,由向量加法的平行四边形法则知F 合=F 1+F 2, 四边形OABC 是矩形,∵∠AOB =60°, ∴|F 1|=|F 合|cos60°=10×12

=5(N).

3.已知a 、b 、c 为△ABC 的三个内角A 、B 、C 的对边,向量m =(3,-1),n =(cos A ,sin A ).若m ⊥n ,且a cos B +b cos A =c sin C ,则角A 、B 的大小分别为( )

A.π6,π3

B.2π3,π6

C.π3,π6

D.π3,π3 [答案] C

[解析] 解法1:∵m ⊥n ,∴3cos A -sin A =0,

∴cos ⎝

⎛⎭⎪⎫A +π6=0, 又∵0

在△ABC 中,由正弦定理得 sin A cos B +cos B sin A =sin 2C , ∴sin(A +B )=sin 2C ,

又sin(A +B )=sin C ≠0,∴sin C =1, ∴C =π2,故B =π6

.

解法2:接解法1中,A =π

3,在△ABC 中,由余弦定理得

a ·a 2+c 2-

b 22a

c +b ·b 2+c 2-a 22bc

=c sin C ,

∴2c 22c =c =c sin C ,∴sin C =1,∴C =π2,故B =π6

. 4.已知点B (2,0),点O 为坐标原点且点A 在圆(x -2)2+(y -2)2=1上,则OA →与OB →

夹角θ的最大值与最小值分别是( )

A.π4,0

B.5π12,π4

C.5π12,π12

D.π2,5π12

[答案] C

[解析] 如图,当直线OA 与圆C 相切时,OA →与OB →

夹角最小或最大;由于C (2,2)

∴∠BOC =π

4

又由于|OC |=2,r =1.

∴∠AOC =π6;因此OA →与OB →夹角的最大、小值分别为5π12,π

12,故选C.

5.已知直线l :mx +2y +6=0,向量(1-m,1)与l 平行,则实数m 的值为( )

A .-1

B .1

C .2

D .-1或2 [答案] D

[解析] k 1=-m

2,向量(1-m,1)所在直线的斜率k =11-m ,由题意得

-m

2=11-m

. 解得m =2或-1.

6.(2011·湖北理,8)已知向量a =(x +z,3),b =(2,y -z ),且a ⊥b ,若x ,y 满足不等式|x |+|y |≤1,则z 的取值范围为( )

A .[-2,2]

B .[-2,3]

C .[-3,2]

D .[-3,3]

[答案] D [解析]

本题考查向量垂直的充要条件及线性规划问题的求解. ∵a ⊥b ,∴a ·b =0,即(x +z,3)·(2,y -z )=0,∴z =2x +3y 不等式|x |+|y |≤1表示如图所示平面区域.

作直线l 0:2x +3y =0,平移l 0过点A (0,1)时z 取最大值3.平移l 0过点C (0,-1)时,z 取最小值-3,∴z ∈[-3,3].

二、填空题

7.设F 1,F 2为双曲线x 24-y 2

=1的两个焦点,点P 在双曲线上,且

PF 1→·PF 2→=0,则|PF 1→|·|PF 2→|的值等于________.

[答案] 2 [解析] |PF 1→|·|PF 2→

|

=12

[|PF 1→|2+|PF 2→|2

-(|PF 1|-|PF 2|)2] =1

2

[|F 1F 2|2-(|PF 1|-|PF 2|)2] =1

2

[(2c )2-(2a )2]=2b 2=2. 8.(2012·金华十校联考)已知△ABO 三顶点的坐标为A (1,0),

B (0,2),O (0,0),P (x ,y )是坐标平面内一点,且满足AP →·OA →≤0,BP →·OB →

≥0,则OP →·AB →的最小值为________.

[答案] 3

[解析] 由已知得AP →·OA →=(x -1,y )·(1,0)=x -1≤0,且BP →·OB →

=(x ,y -2)·(0,2)=2(y -2)≥0,即x ≤1,且y ≥2,所以 OP →·AB →=(x ,y )·(-1,2)=-x +2y ≥-1+4=3.

三、解答题

9.已知a ,b 是非零向量,若a +3b 与7a -5b 垂直,a -4b 与7a -2b 垂直.试求a 与b 的夹角.

[分析] 要求a ,b 的夹角θ,就需要利用公式a ·b =|a ||b |cos θ,因此我们利用题设中的垂直条件,用|a |,|b |等来表示a ·b ,这样就可以将它代入公式,即可求出θ的值.

[解析] 解法一:由条件知 ⎩⎨

(a +3b )·

(7a -5b )=0(a -4b )·

(7a -2b )=0

所以⎩⎨

7a 2+16a ·

b -15b 2=0 ①

7a 2-30a ·

b +8b 2=0 ②

由①-②得46a ·b -23b 2=0,所以b 2=2a ·b . 将它代入②得a 2=2a ·b .所以|a |=|b |. 所以由b 2=2a ·b 可知|b |2=2|a ||b |cos θ,

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