江苏省苏州市高考数学 必过关题7 平面向量
2020届高考数学(理)二轮高分冲刺专题五:平面向量(7)平面向量的数量积及其应用(A)+Word版含答案

平面向量(7)平面向量的数量积及其应用(A )1、已知向量2(2,sin ),(cos ,2cos )a x b x x ==r r ,则函数()f x a b =⋅r r 的最小正周期是( ) A.π2 B.π C.2π D.4π2、在ABC △中,135,1BAC AB AC ∠=︒==,D 是边BC 上的一点(包括端点),则AD BC⋅u u u r u u u r 的取值范围是( )A .[]3,0-B .1,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦C .[]0,2D .[]3,2-3、在Rt ABC △中,90C ∠︒=,3AC =,则AB AC ⋅u u u r u u u r 等于( )A .-3B .-6C .9D .64、已知2a b ==,且10,(),2a b c a b d c ⋅==+-,,则d 的取值范围是( )A. B.[0,2] C. D.[0,1]5、向量(,1),(1,2)a x b ==-r r ,且a b ⊥r r ,则a b -r r 等于( )A B C .D .106、在ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c 若cos cos cos a B b A C +=,CB u u u r 则CB u u u r 在CA u u u r 方向上的投影为( )A .1B .2C .3D .47、设a b r r ,是单位向量,且a b r r ,的夹角为60o ,则3c a b =+r r r 的模为( )B.13C.4D.168、已知向量132a b m ==r r (,),(,),且a r 与b r 的夹角为45o ,则m =( )A.-4B.1C.-4或1D.-1或49、已知向量a =r ,则下列向量中与a r 成45︒的夹角的是( )A. (0,0,2)B. (2,0,0)C.D.10、设平面向量(1,2),(2,)a b y ==-r r ,若//a b r r ,则|2|a b -r r 等于( )A.4B.5C.D.11、设()5,2a -r =,()6,2b r =,则212|a|a b 2-⋅r r r =______________. 12、已知向量(1,),(3,1),(1,2)a b c λ===r r r ,若向量2a b -r r 与c r 共线,则向量a r 在向量c r 方向上的投影为__________.13、已知(1,1)a =r ,(2,)b m =r ,()a a b ⊥-r r r ,则||b =r .14、已知向量)2(1=,a ,)1(1=-,b ,()//-c a b ,()⊥+a b c ,则c 与a 夹角的余弦值为 。
专题07 平面向量 解析版(2016-2020)高考数学(理)真题分项详解

专题07 平面向量【2020年】1.(2020·新课标Ⅲ)已知向量a ,b 满足||5a =,||6b =,6a b ⋅=-,则cos ,=+a a b ( ) A. 3135-B. 1935-C.1735D.1935【答案】D 【解析】5a =,6b =,6a b ⋅=-,()225619a a b a a b ∴⋅+=+⋅=-=.()22222526367a b a ba ab b +=+=+⋅+=-⨯+=,因此,()1919cos ,5735a a ba ab a a b⋅+<+>===⨯⋅+. 2.(2020·山东卷)已知P 是边长为2的正六边形ABCDEF 内的一点,则AP AB ⋅ 的取值范用是( ) A. ()2,6- B. (6,2)- C. (2,4)- D. (4,6)-【答案】A 【解析】AB 的模为2,根据正六边形的特征,可以得到AP 在AB 方向上的投影的取值范围是(1,3)-, 结合向量数量积的定义式,可知AP AB ⋅等于AB 的模与AP 在AB 方向上的投影的乘积, 所以AP AB ⋅的取值范围是()2,6-,3.(2020·北京卷)已知正方形ABCD 的边长为2,点P 满足1()2AP AB AC =+,则||PD =_________;PB PD ⋅=_________.【答案】 (1).5 (2). 1-【解析】以点A 为坐标原点,AB 、AD 所在直线分别为x 、y 轴建立如下图所示的平面直角坐标系,则点()0,0A 、()2,0B 、()2,2C 、()0,2D ,()()()()1112,02,22,1222AP AB AC =+=+=, 则点()2,1P ,()2,1PD ∴=-,()0,1PB =-, 因此,()22215PD =-+=,()021(1)1PB PD ⋅=⨯-+⨯-=-.4.(2020·天津卷)如图,在四边形ABCD 中,60,3B AB ︒∠==,6BC =,且3,2AD BC AD AB λ=⋅=-,则实数λ的值为_________,若,M N 是线段BC 上的动点,且||1MN =,则DM DN ⋅的最小值为_________.【答案】 (1). 16 (2). 132【解析】AD BC λ=,//AD BC ∴,180120BAD B ∴∠=-∠=,cos120AB AD BC AB BC AB λλ⋅=⋅=⋅1363922λλ⎛⎫=⨯⨯⨯-=-=- ⎪⎝⎭,解得16λ=, 以点B 为坐标原点,BC 所在直线为x 轴建立如下图所示的平面直角坐标系xBy ,()66,0BC C =∴,,∵3,60AB ABC =∠=︒,∴A 的坐标为3332A ⎛ ⎝⎭,∵又∵16AD BC =,则533,22D ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,设(),0M x ,则()1,0N x +(其中05x ≤≤), 533,2DM x ⎛=- ⎝⎭,333,2DN x ⎛=- ⎝⎭,()222533321134222222DM DN x x x x x ⎛⎛⎫⎛⎫⋅=--+=-+=-+ ⎪⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 所以,当2x =时,DM DN ⋅取得最小值132. 5.(2020·浙江卷)设1e ,2e 为单位向量,满足21|22|-≤e e ,12a e e =+,123b e e =+,设a ,b 的夹角为θ,则2cos θ的最小值为_______. 【答案】2829【解析】12|2|2e e -≤,124412e e ∴-⋅+≤,1234e e ∴⋅≥, 222121222121212(44)4(1)()cos (22)(106)53e e e e a b e e e e e e a bθ+⋅+⋅⋅∴===+⋅+⋅+⋅⋅12424228(1)(1)3332953534e e =-≥-=+⋅+⨯. 6.(2020·江苏卷)在△ABC 中,43=90AB AC BAC ==︒,,∠,D 在边BC 上,延长AD 到P ,使得AP =9,若3()2PA mPB m PC =+-(m 为常数),则CD 的长度是________.【答案】185【解析】∵,,A D P 三点共线, ∴可设()0PA PD λλ=>, ∵32PA mPB m PC ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭,∴32PD mPB m PC λ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭,即32m m PD PB PC λλ⎛⎫- ⎪⎝⎭=+, 若0m ≠且32m ≠,则,,B D C 三点共线, ∴321m m λλ⎛⎫- ⎪⎝⎭+=,即32λ=, ∵9AP =,∴3AD =,∵4AB =,3AC =,90BAC ∠=︒, ∴5BC =,设CD x =,CDA θ∠=,则5BD x =-,BDA πθ∠=-.∴根据余弦定理可得222cos 26AD CD AC xAD CD θ+-==⋅,()()()222257cos 265x AD BD AB AD BD x πθ--+--==⋅-,∵()cos cos 0θπθ+-=,∴()()2570665x x x --+=-,解得185x =,∴CD 的长度为185.当0m =时, 32PA PC =,,C D 重合,此时CD 的长度为0, 当32m =时,32PA PB =,,B D 重合,此时12PA =,不合题意,舍去.7.(2020·新课标Ⅱ)已知单位向量a ,b 的夹角为45°,ka –b 与a 垂直,则k =__________.【答案】2【解析】由题意可得:211cos 452a b →→⋅=⨯⨯=, 由向量垂直的充分必要条件可得:0k a b a →→→⎛⎫-⋅= ⎪⎝⎭,即:202k a a b k →→→⨯-⋅=-=,解得:2k =.8.(2020·新课标Ⅰ)设,a b 为单位向量,且||1+=a b ,则||a b -=______________.【解析】因为,a b 为单位向量,所以1a b == 所以()2222221a b a b a a b b a b +=+=+⋅+=+⋅=解得:21a b ⋅=- 所以()22223a b a b a a b b -=-=-⋅+=【2019年】1.【2019年高考全国I 卷理数】已知非零向量a ,b 满足||2||=a b ,且()-a b ⊥b ,则a 与b 的夹角为A .π6 B .π3C .2π3D .5π6【答案】B【解析】因为()-a b ⊥b ,所以2()-⋅=⋅-a b b a b b =0,所以2⋅=a b b ,所以cos θ=22||12||2⋅==⋅a b b a b b ,所以a 与b 的夹角为π3,故选B .2.【2019年高考全国II 卷理数】已知AB →=(2,3),AC →=(3,t ),BC →=1,则AB →·BC →= A .−3 B .−2 C .2D .3【答案】C【解析】由BC →=AC →—AB →=(1,t-3),211BC ==,得3t =,则(1,0)BC =,(2,3)(1,0)21302AB BC ==⨯+⨯=.故选C .3.【2019年高考北京卷理数】设点A ,B ,C 不共线,则“AB →与AC →的夹角为锐角”是“||||AB AC BC +>”的A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【答案】C【解析】AB 与AC 的夹角为锐角,所以2222||||2||||2AB AC AB AC AB AC AB AC ++⋅>+-⋅,即22||||AB AC AC AB +>-,因为AC AB BC -=,所以|AB +AC |>|BC |;当|AB +AC |>|BC |成立时,|AB +AC |2>|AB -AC |2AB ⇒•AC >0,又因为点A ,B ,C 不共线,所以AB 与AC 的夹角为锐角.故“AB 与AC 的夹角为锐角”是“|AB +AC |>|BC |”的充分必要条件,故选C .4.【2019年高考全国III 卷理数】已知a ,b 为单位向量,且a ·b =0,若2=c a ,则cos ,=a c ___________. 【答案】23【解析】因为2=c a ,0⋅=a b ,所以22⋅=⋅a c a b 2=,222||4||5||9=-⋅+=c a b b ,所以||3=c ,所以cos ,=a c 22133⋅==⨯⋅a c a c .5.【2019年高考天津卷理数】在四边形ABCD 中,,5,30AD BC AB AD A ==∠=︒∥,点E在线段CB 的延长线上,且AE BE =,则BD AE ⋅=_____________.【答案】1-【解析】建立如图所示的直角坐标系,∠DAB =30°,23,5,AB AD ==则(23,0)B ,535(,)22D . 因为AD ∥BC ,30BAD ∠=︒,所以30ABE ∠=︒, 因为AE BE =,所以30BAE ∠=︒, 所以直线BE 的斜率为33,其方程为3(23)3y x =-, 直线AE 的斜率为33-,其方程为33y x =-. 由3(23),333y x y x ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩得3x =,1y =-, 所以(3,1)E -.所以35(,)(3,1)122BD AE =-=-.6.【2019年高考江苏卷】如图,在ABC △中,D 是BC 的中点,E 在边AB 上,BE =2EA ,AD 与CE 交于点O .若6AB AC AO EC ⋅=⋅,则ABAC的值是_____.【答案】3.【解析】如图,过点D 作DF //CE ,交AB 于点F ,由BE =2EA ,D 为BC 的中点,知BF =FE =EA ,AO =OD .()()()3632AO EC AD AC AE AB AC AC AE =-=+-,()223131123233AB AC AC AB AB AC AB AC AB AC ⎛⎫⎛⎫=+-=-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭22223211323322AB AC AB AC AB AC AB AC AB AC ⎛⎫=-+=-+= ⎪⎝⎭, 得2213,22AB AC =即3,AB AC =故3ABAC=【2018年】1.【2018·全国I 卷 】在ABC △中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,则EB =A .3144AB AC -B .1344AB AC - C .3144AB AC +D .1344AB AC +【答案】A【解析】根据向量的运算法则,可得()111111222424BE BA BD BA BC BA BA AC =+=+=++ 1113124444BA BA AC BA AC =++=+,所以3144EB AB AC =-. 故选A.2.【2018·全国II 卷 】已知向量a ,b 满足||1=a ,1⋅=-a b ,则(2)⋅-=a a b A .4 B .3 C .2 D .0【答案】B【解析】因为()()22222||1213⋅-=-⋅=--=+=a a b a a b a 所以选B.3.(2018·浙江卷)已知a ,b ,e 是平面向量,e 是单位向量.若非零向量a 与e 的夹角为π3,向量b 满足b 2−4e ·b +3=0,则|a −b |的最小值是 A .3−1 B .3+1 C .2 D .2−3【答案】A【解析】设,则由得,由b 2−4e ·b +3=0得因此|a −b |的最小值为圆心到直线的距离23=32减去半径1,为选A.4.【2018·天津卷 】如图,在平面四边形ABCD 中,,,120,AB BC AD CD BAD ⊥⊥∠=1,AB AD ==若点E 为边CD 上的动点,则AE BE ⋅的最小值为A .2116 B .32C .2516D .3【答案】A【解析】连接AD ,取AD 中点为O ,可知ABD △为等腰三角形,而,AB BC AD CD ⊥⊥,所以BCD △为等边三角形,3BD =. 设()01DE tDC t =≤≤AE BE ⋅ ()()()2232AD DE BD DE AD BD DE AD BD DE BD DE DE =+⋅+=⋅+⋅++=+⋅+ =233322t t -+ ()01t ≤≤ 所以当14t =时,上式取最大值2116,故选A.5.【2018·北京卷 】设a ,b 均为单位向量,则“33-=+a b a b ”是“a ⊥b ”的 A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】222222699+63333-=+-=⇔⇔-++⋅=⋅+a a b a b a b a b a b b a a b b ,因为a ,b 均为单位向量,所以2222699+6=0-⋅+=⋅+⇔⋅⇔a a b b a a b b a b a ⊥b ,即“33-=+a b a b ”是“a ⊥b ”的充分必要条件.故选C.6.【2018·全国III 卷 】已知向量()=1,2a ,()=2,2-b ,()=1,λc .若()2∥c a +b ,则λ=___________. 【答案】12【解析】由题可得()24,2+=a b ,()2∥c a +b ,()=1,λc ,420λ∴-=,即12λ=,故答案为12.7.【2018·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 =,则AE BF ⋅的最小值为___________. 【答案】-3【解析】根据题意,设E (0,a ),F (0,b ); ∴2EF a b =-=; ∴a =b +2,或b =a +2; 且()()1,2,AE a BF b ==-,; ∴2AE BF ab ⋅=-+;当a =b +2时,()22222AE BF b b b b ⋅=-++⋅=+-; ∵b 2+2b ﹣2的最小值为8434--=-; ∴AE BF ⋅的最小值为﹣3,同理求出b =a +2时,AE BF ⋅的最小值为﹣3. 故答案为:﹣3.8.【2018·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 ⋅=,则点A 的横坐标为___________. 【答案】3【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 --+-=,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 +⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭,由0AB CD ⋅=得()()()2551220,230,32a a a a a a a +⎛⎫--+--=--== ⎪⎝⎭或1a =-, 因为0a >,所以 3.a =【2017年】1.【2017·全国III 卷 】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 AB AD λμ=+,则λμ+的最大值为 A .3B .22C .5D .2【答案】A【解析】如图所示,建立平面直角坐标系.设()()()()()0,1,0,0,2,0,2,1,,A B C D P x y , 易得圆的半径5r =C 的方程是()22425x y -+=,()()(),1,0,1,2,0AP x y AB AD =-=-=,若满足AP AB AD λμ=+,则21x y μλ=⎧⎨-=-⎩ ,,12x y μλ==-,所以12xy λμ+=-+,设12x z y =-+,即102x y z -+-=,点(),P x y 在圆()22425x y -+=上, 所以圆心(20),到直线102xy z -+-=的距离d r ≤21514z -≤+,解得13z ≤≤, 所以z 的最大值是3,即λμ+的最大值是3,故选A .2.【2017·全国II 卷 】已知ABC △是边长为2的等边三角形,P 为平面ABC 内一点,则()PA PB PC ⋅+的最小值是 A .2-B .32-C .43-D .1-【答案】B【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3)A ,(1,0)B -,(1,0)C ,设(,)P x y ,所以(3)PA x y =-,(1,)PB x y =---,(1,)PC x y =--,所以(2,2)PB PC x y +=--,22()22(3)22(PA PB PC x y y x y ⋅+=-=+-2333)22-≥-,当3P 时,所求的最小值为32-,故选B .3.【2017·北京卷 】设m ,n 为非零向量,则“存在负数λ,使得λ=m n ”是“0<⋅m n ”的 A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】A【解析】若0λ∃<,使λ=m n ,则两向量,m n 反向,夹角是180︒,那么cos180⋅=︒=m n m n0-<m n ;若0⋅<m n ,那么两向量的夹角为(]90,180︒︒,并不一定反向,即不一定存在负数λ,使得λ=m n ,所以是充分而不必要条件,故选A.4.【2017·全国I 卷 】已知向量a ,b 的夹角为60°,|a |=2,|b |=1,则| a +2b |=___________. 【答案】23【解析】方法一:222|2|||44||4421cos60412+=+⋅+=+⨯⨯⨯+=a b a a b b , 所以|2|1223+==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235.【2017·江苏卷】如图,在同一个平面内,向量OA ,OB ,OC 的模分别为1,1,2,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 ,则m n +=___________.【答案】3【解析】由tan 7α=可得72sin α=2cos α= 易得cos 45cos 2sin 45sin 0n m n m αα⎧︒+=⎪⎨︒-=⎪⎩2222720210n m ⎧=⎪⎪-=⎪⎩,即510570n m n m +=⎧⎨-=⎩,即得57,44m n ==,所以3m n +=.6.【2017·天津卷】在ABC △中,60A =︒∠,3AB =,2AC =.若2BD DC =,AE AC λ=-()AB λ∈R ,且4AD AE ⋅=-,则λ的值为___________.【答案】311【解析】由题可得1232cos 603,33AB AC AD AB AC ⋅=⨯⨯︒==+, 则12()33AD AE AB AC ⋅=+2123()34934333311AC AB λλλλ-=⨯+⨯-⨯-⨯=-⇒=. 7.【2017·山东卷 】已知12,e e 123-e e 与12λ+e e 的夹角为60︒,则实数λ的值是___________.【解析】∵221212112122)()λλλλ-⋅+=⋅-⋅-e e e e e e e ,12|2-==e ,12||λ+===e e ,cos60λ=︒=λ=. 8.【2017·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___________.【答案】4,【解析】设向量,a b 的夹角为θ,则-==a b+==a b则++-=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 【2016年】1.【2016高考山东理数】已知非零向量m ,n 满足4│m │=3│n │,cos<m ,n >=13.若n ⊥(t m +n ),则实数t 的值为( ) (A )4 (B )–4 (C )94(D )–94【答案】B【解析】由43=m n ,可设3,4(0)k k k ==>m n ,又()t ⊥+n m n , 所以22221()cos ,34(4)41603t t n n t t k k k tk k ⋅+=⋅+⋅=⋅+=⨯⨯⨯+=+=n m n n m m n m n n , 所以4t =-,故选B.2.【2016高考新课标2理数】已知向量(1,)(3,2)a m a =-,=,且()a b b ⊥+,则m =( ) (A )-8 (B )-6 (C )6 (D )8 【答案】D【解析】向量a b (4,m 2)+=-,由(a b)b +⊥得43(m 2)(2)0⨯+-⨯-=,解得m 8=,故选D.3.【2016高考新课标3理数】已知向量1(2BA = ,31()2BC = ,则ABC ∠=( ) (A)30︒ (B)45︒ (C)60︒ (D)120︒【答案】A【解析】由题意,得112222cos 11||||BA BC ABC BA BC ⋅∠===⨯,所以30ABC ∠=︒,故选A . 4.【2016年高考北京理数】设a ,b 是向量,则“||||a b =”是“||||a b a b +=-”的( ) A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件 【答案】D【解析】由22||||()()0a b a b a b a b a b a b +=-⇔+=-⇔⋅=⇔⊥,故是既不充分也不必要条件,故选D.5.【2016高考天津理数】已知△ABC 是边长为1的等边三角形,点E D ,分别是边BC AB ,的中点,连接DE 并延长到点F ,使得EF DE 2=,则BC AF ⋅的值为( ) (A )85-(B )81 (C )41 (D )811【答案】B【解析】设BA a =,BC b =,∴11()22DE AC b a ==-,33()24DF DE b a ==-, 1353()2444AF AD DF a b a a b =+=-+-=-+,∴25353144848AF BC a b b ⋅=-⋅+=-+=,故选 B.6.【2016年高考四川理数】在平面内,定点A ,B ,C ,D 满足DA=DB =DC ,DA ⋅DB =DB ⋅DC =DC ⋅DA =-2,动点P ,M 满足AP =1,PM =MC ,则2BM 的最大值是( ) (A )434 (B )494 (C )37634+ (D )372334+ 【答案】B【解析】甴已知易得1220,DA ADC ADB D D BDC B C ∠=∠====∠=︒.以D 为原点,直线DA 为x 轴建立平面直角坐标系,如图所示,则()()()2,0,1,3,1,3.A B C ---设(),,P x y 由已知1AP =,得()2221x y -+=,又13133,,,,,2222x y x y PM MC M BM ⎛⎫⎛⎫-+++=∴∴= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()222+1334x y BM ++∴=,它表示圆()2221x y -+=上的点()x y ,与点()1,33--的距离的平方的14,()()2222max149333144BM⎛⎫∴=++= ⎪⎝⎭,故选B.7.【2016高考新课标1卷】设向量a =(m ,1),b =(1,2),且|a +b |2=|a |2+|b |2,则m = . 【答案】-2【解析】由222||||||+=+a b a b ,得⊥a b ,所以1120m ⨯+⨯=,解得2m =-.8.【2016高考江苏卷】如图,在ABC ∆中,D 是BC 的中点,,E F 是,A D 上的两个三等分点,4BC CA ⋅=,1BF CF ⋅=- ,则BE CE ⋅ 的值是 ▲ .【答案】78【解析】因为222211436=42244AD BC FD BC BA CA BC AD BC AD --⋅=-⋅--==()(), 2211114123234FD BCBF CF BC AD BC AD -⋅=-⋅--==-()(),因此22513,82FD BC ==,2222114167.22448ED BC FD BC BE CE BC ED BC ED --⋅=-⋅--===()() 9.【2016高考浙江理数】已知向量a 、b , |a | =1,|b | =2,若对任意单位向量e ,均有 |a ·e |+|b ·e |≤,则a ·b 的最大值是 . 【答案】12【解析】221|(a b)||a ||b |6|a b |6|a ||b |2a b 6a b 2e e e +⋅≤⋅+⋅≤⇒+≤⇒++⋅≤⇒⋅≤,即最大值为12。
高考数学真题汇编---平面向量(有解析)

高考数学真题汇编---平面向量学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一.选择题(共10小题)1.(2017•新课标Ⅱ)设非零向量,满足|+|=|﹣|则()A.⊥B.||=||C.∥D.||>||2.(2017•新课标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=λ+μ,则λ+μ的最大值为()A.3 B.2C.D.23.(2017•新课标Ⅱ)已知△ABC是边长为2的等边三角形,P为平面ABC内一点,则•(+)的最小值是()A.﹣2 B.﹣C.﹣D.﹣14.(2017•浙江)如图,已知平面四边形ABCD,AB⊥BC,AB=BC=AD=2,CD=3,AC与BD交于点O,记I1=•,I2=•,I3=•,则()A.I1<I2<I3B.I1<I3<I2C.I3<I1<I2D.I2<I1<I35.(2016•新课标Ⅲ)已知向量=(,),=(,),则∠ABC=()A.30°B.45°C.60°D.120°6.(2016•新课标Ⅱ)已知向量=(1,m),=(3,﹣2),且(+)⊥,则m=()A.﹣8 B.﹣6 C .6 D.87.(2016•天津)已知△ABC是边长为1的等边三角形,点D、E分别是边AB、BC的中点,连接DE并延长到点F,使得DE=2EF,则•的值为()A.﹣B.C.D.8.(2016•山东)已知非零向量,满足4||=3||,cos<,>=.若⊥(t+),则实数t的值为()A.4 B.﹣4 C.D.﹣9.(2016•四川)在平面内,定点A,B,C,D满足==,•=•=•=﹣2,动点P,M满足=1,=,则||2的最大值是()A.B.C.D.10.(2016•四川)已知正三角形ABC的边长为2,平面ABC内的动点P,M 满足||=1,=,则||2的最大值是()A.B.C.D.二.填空题(共20小题)11.(2017•山东)已知向量=(2,6),=(﹣1,λ),若,则λ=.12.(2017•新课标Ⅲ)已知向量=(﹣2,3),=(3,m),且,则m=.13.(2017•新课标Ⅰ)已知向量=(﹣1,2),=(m,1),若向量+与垂直,则m=.14.(2017•新课标Ⅰ)已知向量,的夹角为60°,||=2,||=1,则|+2|=.15.(2017•山东)已知,是互相垂直的单位向量,若﹣与+λ的夹角为60°,则实数λ的值是.16.(2017•江苏)在平面直角坐标系xOy中,A(﹣12,0),B(0,6),点P在圆O:x2+y2=50上.若≤20,则点P的横坐标的取值范围是.17.(2017•北京)已知点P在圆x2+y2=1上,点A的坐标为(﹣2,0),O为原点,则•的最大值为.18.(2017•江苏)如图,在同一个平面内,向量,,的模分别为1,1,,与的夹角为α,且tanα=7,与的夹角为45°.若=m+n(m,n∈R),则m+n=.19.(2017•天津)在△ABC中,∠A=60°,AB=3,AC=2.若=2,=λ﹣(λ∈R),且=﹣4,则λ的值为.20.(2016•新课标Ⅱ)已知向量=(m,4),=(3,﹣2),且∥,则m=.21.(2016•上海)在平面直角坐标系中,已知A(1,0),B(0,﹣1),P是曲线y=上一个动点,则•的取值范围是.22.(2016•新课标Ⅰ)设向量=(m,1),=(1,2),且|+|2=||2+||2,则m=.23.(2016•山东)已知向量=(1,﹣1),=(6,﹣4),若⊥(t+),则实数t的值为.24.(2016•新课标Ⅰ)设向量=(x,x+1),=(1,2),且⊥,则x=.25.(2016•浙江)已知平面向量,,||=1,||=2,=1,若为平面单位向量,则||+||的最大值是.26.(2016•上海)如图,已知点O(0,0),A(1,0),B(0,﹣1),P是曲线y=上一个动点,则•的取值范围是.27.(2016•江苏)如图,在△ABC中,D是BC的中点,E,F是AD上的两个三等分点,•=4,•=﹣1,则•的值是.28.(2016•北京)已知向量=(1,),=(,1),则与夹角的大小为.29.(2016•上海)如图,在平面直角坐标系xOy中,O为正八边形A1A2…A8的中心,A1(1,0)任取不同的两点A i,A j,点P满足++=,则点P落在第一象限的概率是.30.(2016•浙江)已知向量,,||=1,||=2,若对任意单位向量,均有|•|+|•|≤,则•的最大值是.三.解答题(共1小题)31.(2017•山东)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知b=3,= =3,求A和a.﹣6,S△ABC高考数学真题汇编---平面向量参考答案与试题解析一.选择题(共10小题)1.【分析】由已知得,从而=0,由此得到.【解答】解:∵非零向量,满足|+|=|﹣|,∴,解得=0,∴.故选:A.2.【分析】如图:以A为原点,以AB,AD所在的直线为x,y轴建立如图所示的坐标系,先求出圆的标准方程,再设点P的坐标为(cosθ+1,sinθ+2),根据=λ+μ,求出λ,μ,根据三角函数的性质即可求出最值.【解答】解:如图:以A为原点,以AB,AD所在的直线为x,y轴建立如图所示的坐标系,则A(0,0),B(1,0),D(0,2),C(1,2),∵动点P在以点C为圆心且与BD相切的圆上,设圆的半径为r,∵BC=2,CD=1,∴BD==∴BC•CD=BD•r,∴r=,∴圆的方程为(x﹣1)2+(y﹣2)2=,设点P的坐标为(cosθ+1,sinθ+2),∵=λ+μ,∴(cosθ+1,sinθ+2)=λ(1,0)+μ(0,2)=(λ,2μ),∴cosθ+1=λ,sinθ+2=2μ,∴λ+μ=cosθ+sinθ+2=sin(θ+φ)+2,其中tanφ=2,∵﹣1≤sin(θ+φ)≤1,∴1≤λ+μ≤3,故λ+μ的最大值为3,故选:A.3.【分析】根据条件建立坐标系,求出点的坐标,利用坐标法结合向量数量积的公式进行计算即可.【解答】解:建立如图所示的坐标系,以BC中点为坐标原点,则A(0,),B(﹣1,0),C(1,0),设P(x,y),则=(﹣x,﹣y),=(﹣1﹣x,﹣y),=(1﹣x,﹣y),则•(+)=2x2﹣2y+2y2=2[x2+(y﹣)2﹣]∴当x=0,y=时,取得最小值2×(﹣)=﹣,故选:B.4.【分析】根据向量数量积的定义结合图象边角关系进行判断即可.【解答】解:∵AB⊥BC,AB=BC=AD=2,CD=3,∴AC=2,∴∠AOB=∠COD>90°,由图象知OA<OC,OB<OD,∴0>•>•,•>0,即I3<I1<I2,故选:C.5.【分析】根据向量的坐标便可求出,及的值,从而根据向量夹角余弦公式即可求出cos∠ABC的值,根据∠ABC的范围便可得出∠ABC 的值.【解答】解:,;∴;又0°≤∠ABC≤180°;∴∠ABC=30°.故选:A.【分析】求出向量+的坐标,根据向量垂直的充要条件,构造关于m的方程,解得答案.【解答】解:∵向量=(1,m),=(3,﹣2),∴+=(4,m﹣2),又∵(+)⊥,∴12﹣2(m﹣2)=0,解得:m=8,故选:D.7.【分析】由题意画出图形,把、都用表示,然后代入数量积公式得答案.【解答】解:如图,∵D、E分别是边AB、BC的中点,且DE=2EF,∴•========.故选:C.【分析】若⊥(t+),则•(t+)=0,进而可得实数t的值.【解答】解:∵4||=3||,cos<,>=,⊥(t+),∴•(t+)=t•+2=t||•||•+||2=()||2=0,解得:t=﹣4,故选:B.9.【分析】由==,可得D为△ABC的外心,又•=•=•,可得可得D为△ABC的垂心,则D为△ABC的中心,即△ABC为正三角形.运用向量的数量积定义可得△ABC的边长,以A为坐标原点,AD所在直线为x轴建立直角坐标系xOy,求得B,C的坐标,再设P(cosθ,sinθ),(0≤θ<2π),由中点坐标公式可得M的坐标,运用两点的距离公式可得BM的长,运用三角函数的恒等变换公式,结合正弦函数的值域,即可得到最大值.【解答】解:由==,可得D为△ABC的外心,又•=•=•,可得•(﹣)=0,•(﹣)=0,即•=•=0,即有⊥,⊥,可得D为△ABC的垂心,则D为△ABC的中心,即△ABC为正三角形.由•=﹣2,即有||•||cos120°=﹣2,解得||=2,△ABC的边长为4cos30°=2,以A为坐标原点,AD所在直线为x轴建立直角坐标系xOy,可得B(3,﹣),C(3,),D(2,0),由=1,可设P(cosθ,sinθ),(0≤θ<2π),由=,可得M为PC的中点,即有M(,),则||2=(3﹣)2+(+)2=+==,当sin(θ﹣)=1,即θ=时,取得最大值,且为.故选:B.10.【分析】如图所示,建立直角坐标系.B(0,0),C.A.点P的轨迹方程为:=1,令x=+cosθ,y=3+sinθ,θ∈[0,2π).又=,可得M,代入||2=+3sin,即可得出.【解答】解:如图所示,建立直角坐标系.B(0,0),C.A.∵M满足||=1,∴点P的轨迹方程为:=1,令x=+cosθ,y=3+sinθ,θ∈[0,2π).又=,则M,∴||2=+=+3sin≤.∴||2的最大值是.也可以以点A为坐标原点建立坐标系.解法二:取AC中点N,MN=,从而M轨迹为以N为圆心,为半径的圆,B,N,M三点共线时,BM为最大值.所以BM最大值为3+=.故选:B.二.填空题(共20小题)11.【分析】利用向量共线定理即可得出.【解答】解:∵,∴﹣6﹣2λ=0,解得λ=﹣3.故答案为:﹣3.12.【分析】利用平面向量数量积坐标运算法则和向量垂直的性质求解.【解答】解:∵向量=(﹣2,3),=(3,m),且,∴=﹣6+3m=0,解得m=2.故答案为:2.13.【分析】利用平面向量坐标运算法则先求出,再由向量+与垂直,利用向量垂直的条件能求出m的值.【解答】解:∵向量=(﹣1,2),=(m,1),∴=(﹣1+m,3),∵向量+与垂直,∴()•=(﹣1+m)×(﹣1)+3×2=0,解得m=7.故答案为:7.14.【分析】根据平面向量的数量积求出模长即可.【解答】解:【解法一】向量,的夹角为60°,且||=2,||=1,∴=+4•+4=22+4×2×1×cos60°+4×12=12,∴|+2|=2.【解法二】根据题意画出图形,如图所示;结合图形=+=+2;在△OAC中,由余弦定理得||==2,即|+2|=2.故答案为:2.15.【分析】根据平面向量的数量积运算与单位向量的定义,列出方程解方程即可求出λ的值.【解答】解:【方法一】由题意,设=(1,0),=(0,1),则﹣=(,﹣1),+λ=(1,λ);又夹角为60°,∴(﹣)•(+λ)=﹣λ=2××cos60°,即﹣λ=,解得λ=.【方法二】,是互相垂直的单位向量,∴||=||=1,且•=0;又﹣与+λ的夹角为60°,∴(﹣)•(+λ)=|﹣|×|+λ|×cos60°,即+(﹣1)•﹣λ=××,化简得﹣λ=××,即﹣λ=,解得λ=.故答案为:.16.【分析】根据题意,设P(x0,y0),由数量积的坐标计算公式化简变形可得2x0+y0+5≤0,分析可得其表示表示直线2x+y+5≤0以及直线下方的区域,联立直线与圆的方程可得交点的横坐标,结合图形分析可得答案.【解答】解:根据题意,设P(x0,y0),则有x02+y02=50,=(﹣12﹣x0,﹣y0)•(﹣x0,6﹣y0)=(12+x0)x0﹣y0(6﹣y0)=12x0+6y+x02+y02≤20,化为:12x0﹣6y0+30≤0,即2x0﹣y0+5≤0,表示直线2x﹣y+5=0以及直线上方的区域,联立,解可得x0=﹣5或x0=1,结合图形分析可得:点P的横坐标x0的取值范围是[﹣5,1],故答案为:[﹣5,1].17.【分析】设P(cosα,sinα).可得=(2,0),=(cosα+2,sinα).利用数量积运算性质、三角函数的单调性与值域即可得出.【解答】解:设P(cosα,sinα).=(2,0),=(cosα+2,sinα).则•=2(cosα+2)≤6,当且仅当cosα=1时取等号.故答案为:6.18.【分析】如图所示,建立直角坐标系.A(1,0).由与的夹角为α,且tanα=7.可得cosα=,sinα=.C.可得cos(α+45°)=.sin(α+45°)=.B.利用=m+n(m,n∈R),即可得出.【解答】解:如图所示,建立直角坐标系.A(1,0).由与的夹角为α,且tanα=7.∴cosα=,sinα=.∴C.cos(α+45°)=(cosα﹣sinα)=.sin(α+45°)=(sinα+cosα)=.∴B.∵=m+n(m,n∈R),∴=m﹣n,=0+n,解得n=,m=.则m+n=3.故答案为:3.19.【分析】根据题意画出图形,结合图形,利用、表示出,再根据平面向量的数量积列出方程求出λ的值.【解答】解:如图所示,△ABC中,∠A=60°,AB=3,AC=2,=2,∴=+=+=+(﹣)=+,又=λ﹣(λ∈R),∴=(+)•(λ﹣)=(λ﹣)•﹣+λ=(λ﹣)×3×2×cos60°﹣×32+λ×22=﹣4,∴λ=1,解得λ=.故答案为:.20.【分析】直接利用向量共线的充要条件列出方程求解即可.【解答】解:向量=(m,4),=(3,﹣2),且∥,可得12=﹣2m,解得m=﹣6.故答案为:﹣6.21.【分析】设P(cosα,sinα),α∈[0,π],则=(1,1),=(cosα,sinα+1),由此能求出•的取值范围.【解答】解:∵在平面直角坐标系中,A(1,0),B(0,﹣1),P是曲线y=上一个动点,∴设P(cosα,sinα),α∈[0,π],∴=(1,1),=(cosα,sinα+1),=cosα+sinα+1=,∴•的取值范围是[0,1+].故答案为:[0,1+].22.【分析】利用已知条件,通过数量积判断两个向量垂直,然后列出方程求解即可.【解答】解:|+|2=||2+||2,可得•=0.向量=(m,1),=(1,2),可得m+2=0,解得m=﹣2.故答案为:﹣2.23.【分析】根据向量的坐标运算和向量的数量积计算即可.【解答】解:∵向量=(1,﹣1),=(6,﹣4),∴t+=(t+6,﹣t﹣4),∵⊥(t+),∴•(t+)=t+6+t+4=0,解得t=﹣5,故答案为:﹣5.24.【分析】根据向量垂直的充要条件便可得出,进行向量数量积的坐标运算即可得出关于x的方程,解方程便可得出x的值.【解答】解:∵;∴;即x+2(x+1)=0;∴.故答案为:.25.【分析】由题意可知,||+||为在上的投影的绝对值与在上投影的绝对值的和,由此可知,当与共线时,||+||取得最大值,即.【解答】解:||+||=,其几何意义为在上的投影的绝对值与在上投影的绝对值的和,当与共线时,取得最大值.∴=.故答案为:.26.【分析】设出=(x,y),得到•=x+,令x=cosθ,根据三角函数的性质得到•=sinθ+cosθ=sin(θ+),从而求出•的范围即可.【解答】解:设=(x,y),则=(x,),由A(1,0),B(0,﹣1),得:=(1,1),∴•=x+,令x=cosθ,θ∈[0,π],则•=sinθ+cosθ=sin(θ+),θ∈[0,π],故•的范围是[﹣,1,],故答案为:[﹣1,].27.【分析】由已知可得=+,=﹣+,=+3,=﹣+3,=+2,=﹣+2,结合已知求出2=,2=,可得答案.【解答】解:∵D是BC的中点,E,F是AD上的两个三等分点,∴=+,=﹣+,=+3,=﹣+3,∴•=2﹣2=﹣1,•=92﹣2=4,∴2=,2=,又∵=+2,=﹣+2,∴•=42﹣2=,故答案为:28.【分析】根据已知中向量的坐标,代入向量夹角公式,可得答案.【解答】解:∵向量=(1,),=(,1),∴与夹角θ满足:cosθ===,又∵θ∈[0,π],∴θ=,故答案为:.29.【分析】利用组合数公式求出从正八边形A1A2…A8的八个顶点中任取两个的事件总数,满足++=,且点P落在第一象限,则需向量+的终点落在第三象限,列出事件数,再利用古典概型概率计算公式求得答案.【解答】解:从正八边形A1A2…A8的八个顶点中任取两个,基本事件总数为.满足++=,且点P落在第一象限,对应的A i,A j,为:(A4,A7),(A5,A8),(A5,A6),(A6,A7),(A5,A7)共5种取法.∴点P落在第一象限的概率是,故答案为:.30.【分析】根据向量三角形不等式的关系以及向量数量积的应用进行计算即可得到结论.【解答】解:由绝对值不等式得≥|•|+|•|≥|•+•|=|(+)•|,于是对任意的单位向量,均有|(+)•|≤,∵|(+)|2=||2+||2+2•=5+2•,∴|(+)|=,因此|(+)•|的最大值≤,则•≤,下面证明:•可以取得,(1)若|•|+|•|=|•+•|,则显然满足条件.(2)若|•|+|•|=|•﹣•|,此时|﹣|2=||2+||2﹣2•=5﹣1=4,此时|﹣|=2于是|•|+|•|=|•﹣•|≤2,符合题意,综上•的最大值是,法2:由于任意单位向量,可设=,则|•|+|•|=||+||≥||+|=||=|+|,∵|•|+|•|≤,∴|+|≤,即(+)2≤6,即||2+||2+2•≤6,∵||=1,||=2,∴•≤,即•的最大值是.法三:设=,=,=,则=+,=﹣,|•|+|•|=||+||=||≤||,由题设当且仅当与同向时,等号成立,此时(+)2取得最大值6,第21页(共22页)由于|+|2+|﹣|)2=2(||2+||2)=10,于是(﹣)2取得最小值4,则•=,•的最大值是.故答案为:.三.解答题(共1小题)31.【分析】根据向量的数量积和三角形的面积公式可得tanA=﹣1,求出A和c的值,再根据余弦定理即可求出a.【解答】解:由=﹣6可得bccosA=﹣6,①,由三角形的面积公式可得S△ABC=bcsinA=3,②∴tanA=﹣1,∵0<A<180°,∴A=135°,∴c==2,由余弦定理可得a2=b2+c2﹣2bccosA=9+8+12=29∴a=第22页(共22页)。
江苏省苏州市吴江高级中学2025届高考全国统考预测密卷数学试卷含解析

江苏省苏州市吴江高级中学2025届高考全国统考预测密卷数学试卷考生须知:1.全卷分选择题和非选择题两部分,全部在答题纸上作答。
选择题必须用2B 铅笔填涂;非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.函数()y f x =,x ∈R ,则“()y xf x =的图象关于y 轴对称”是“()y f x =是奇函数”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2.已知直线30x y m -+=过双曲线C :22221(0,0)x y a b a b-=>>的左焦点F ,且与双曲线C 在第二象限交于点A ,若||||FA FO =(O 为坐标原点),则双曲线C 的离心率为A .2B .31+C .5D .51-3.已知复数21iz i =-,则z 的虚部为( ) A .-1 B .i -C .1D .i4.已知数列满足,且 ,则数列的通项公式为( ) A .B .C .D .5.已知等差数列{}n a 中,468a a +=则34567a a a a a ++++=( ) A .10B .16C .20D .246.已知水平放置的△ABC 是按“斜二测画法”得到如图所示的直观图,其中B ′O ′=C ′O ′=1,A ′O ′=32,那么原△ABC 的面积是( )A 3B .2C 3D 37.已知集合{}0,1,2,3A =,}{21,B x x n n A ==-∈,P A B =⋂,则P 的子集共有( )A .2个B .4个C .6个D .8个8.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A .83π3B .4π1633C 16343π+D .43π39.若23455012345(21)(21)(21)(21)(21)a a x a x a x a x a x x +-+-+-+-+-=,则2a 的值为( )A .54B .58C .516D .53210.在区间[1,1]-上随机取一个数k ,使直线(3)y k x =+与圆221x y +=相交的概率为( )A .12B .13C .24D .2311.公差不为零的等差数列{a n }中,a 1+a 2+a 5=13,且a 1、a 2、a 5成等比数列,则数列{a n }的公差等于( ) A .1B .2C .3D .412.在三棱锥P ABC -中,AB BP ⊥,AC PC ⊥,AB AC ⊥,22PB PC ==,点P 到底面ABC 的距离为2,则三棱锥P ABC -外接球的表面积为( ) A .3πB 3πC .12πD .24π二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
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 。
高考数学《平面向量的基本定理及坐标表示》一轮复习练习题(含答案)

高考数学《平面向量的基本定理及坐标表示》一轮复习练习题(含答案)一、单选题1.已知向量(2,1)(2,4)a b ==-,,则a b -( ) A .2B .3C .4D .52.已知在平行四边形ABCD 中,()2,6AD =,()4,4AB =-,对角线AC 与BD 相交于点M ,AM =( )A .()2,5--B .()1,5--C .2,5D .()1,5-3.已知ABC 中,G 是BC 的中点,若2AB =,10AC =,则AG BC ⋅的值为( ) A .2B .3C .2-D .3-4.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 +5.已知a ,b 是不共线的向量,且2AB a b =+,2AC a b =+,33CD a b =-,则( ) A .A ,B ,C 三点共线 B .A ,C ,D 三点共线 C .B ,C ,D 三点共线D .A ,B ,D 三点共线 6.若M 为△ABC 的边AB 上一点,且52AB AM =,则CB =( ) A .3522CA CM --B .3522CA CM -C .3522CA CM +D .3522CA CM -+7.如图,在斜棱柱1111ABCD A B C D -中,AC 与BD 的交点为点M ,AB a =,AD b =,1AA c =,则1MC =( )A .1122a b c ++B .1122---a b cC .1122-++a b cD .1122a b c --+8.如图,在ABC 中,4BD DC =,则AD =( )A .3144ABAC B .1455AB AC +C .4155AB AC +D .1344ABAC 9.已知正三角形ABC 的边长为4,点P 在边BC 上,则AP BP ⋅的最小值为( ) A .2B .1C .2-D .1-10.在ABC 中,AD 是BC 边上的中线,点M 满足2AM MD =,则CM =( )A .1233AB AC -+B .2133AB AC -+ C .1233AB AC -D .2133AB AC -11.在平行四边形ABCD 中,E ,F 分别是BC ,CD 的中点,DE 交AF 于H ,记AB ,BC 分别为a ,b ,则AH =( )A .2455a b -B .2455a b +C .2455a b -+D .25a b --12.在△ABC 中,点D 在边BC 上,且2CD BD =,E 是AD 的中点,则BE =( ) A .2136AB AC -B .2136AB AC +C .2136AB AC -- D .2136AB AC -+二、填空题13.已知平面向量()2,1a =-,(),2b k =-,若ab ,则+=a b ________.14.锐角ABC ,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,3tan tan aB C =+,若3c =,D 为AB 的中点,则中线CD 的范围为______________.15.已知向量()22OC =,,()2cos CA αα= ,则向量OA 的模的最大值是________.16.在ABC 中,M 为AB 的中点,N 为线段CM 上一点(异于端点),AN xAB yAC =+,则11x y+的最小值为______.三、解答题17.已知向量(),1a m =,()1,2b =-,()2,3c = (1)若a b +与c 垂直, 求实数m 的值; (2)若a b -与c 共线, 求实数m 的值.18.设向量()1,2a =-,()1,1b =-,()4,5c =-. (1)求2a b +;(2)若c a b λμ=+,,λμ∈R ,求λμ+的值;(3)若AB a b =+,2BC a b =-,42CD a b =-,求证:A ,C ,D 三点共线.19.已知()1,2,2a m m =-,()3,21,1b n =-. (1)若a b ∥,求m 与n 的值; (2)若()3,,3c m =-且a c ⊥,求a .20.已知O 是平面直角坐标系的原点,()1,2A -,()1,1B ,记OA a =,OB b =. (1)求a 在b 上的投影数量;(2)若四边形OABC 为平行四边形,求点C 的坐标;21.已知向量(1,2),(,1),()//(2)a b x a b a b ==+-. (1)求x 的值;(2)若ka b +与ka b -相互垂直,求k 的值.22.在△ABC 中,P 为AB 的中点,O 在边AC 上,BO 交CP 于R ,且|AO |=2|OC |,设AB a =,AC b =.(1)试用a ,b 表示AR ;(2)若H 在BC 上,且RH ⊥BC ,设|a |=2,|b |=1,a θ∈<,b >,若θ=[3π,23π],求CH CB 的取值范围.23.在①2cos cos cos a A b C c B =+;②tan tan 33tan B C B C +=这两个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并加以解答.在ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边,已知______. (1)求角A 的大小;(2)若ABC 3G 为ABC 重心,点M 为线段AC 的中点,点N 在线段AB 上,且2AN NB =,线段BM 与线段CN 相交于点P ,求GP 的取值范围. 注:如果选择多个方案分别解答,按 第一个方案解答计分。
江苏省苏州市2024年数学(高考)统编版真题(预测卷)模拟试卷
江苏省苏州市2024年数学(高考)统编版真题(预测卷)模拟试卷一、单项选择题(本题包含8小题,每小题5分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题若复数,且,则实数()A.或3B.或C.3D.第(2)题集合,,则()A.B.C.D.第(3)题已知对任意实数,有,且时,,则时A.B.C.D.第(4)题已知变量满足约束条件则的最大值为()A.B.C.D.第(5)题已知(),(),(),则()A.B.C.D.第(6)题已知集合,则()A.B.C.D.第(7)题设球的半径是1,,,是球面上三点,已知到,两点的球面距离都是,且二面角的大小是,则从点沿球面经,两点再回到点的最短距离是( )A.B.C.D.第(8)题组合数恒等于()A.B.C.D.二、多项选择题(本题包含3小题,每小题6分,共18分。
在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项正确。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分) (共3题)第(1)题函数的部分图像如图所示,则下列说法中正确的有()A.f(x)的周期为πB .f(x)的单调递减区间是(k∈Z)C .f(x)的图像的对称轴方程为(k∈Z)D.f(2020)+f(2021)=0第(2)题圆锥内半径最大的球称为该圆锥的内切球,若圆锥的顶点和底面的圆周都在同一个球面上,则称该球为圆锥的外接球.如图,圆锥的内切球和外接球的球心重合,且圆锥的底面直径为6,则()A.设圆锥的轴截面三角形为,则其为等边三角形B.设内切球的半径为,外接球的半径为,则C.设圆锥的体积为,内切球的体积为,则D.设是圆锥底面圆上的两点,且,则平面截内切球所得截面的面积为第(3)题已知,,则下列说法正确的是()A.若,两圆的公切线过点B.若,两圆的相交弦长为C.若两圆的一个交点为,分别过点的两圆的切线相互垂直,则D.若时,两圆的位置关系为内含三、填空(本题包含3个小题,每小题5分,共15分。
【三角与向量专题 高考数学复习】第7讲 平面向量的数量积及坐标表示-原卷版
第7讲 平面向量的数量积及坐标表示知识与方法本专题主要内容是向量数量积的定义、投影向量、数量积的几何意义、数量积的坐标表示、向量的模长公式、两个向量的夹角计算公式等.数量积有四种不同形式:原始定义、几何意义、极化恒等式、余弦定理形式.解题时选择合适的基底或建立平面直角坐标系表示向量及其数量积,要能因“题”制宜,灵活运用,合理选择其中一种形式进行求解.1.数量积的定义cos θ⋅=a b a b ,其中θ是a 与b 的夹角,θ的取值范围是0,180⎡⎤⎣⎦.2. 投影向量如图,设,a b 是两个非零向量,在平面内任取一点O ,作,OA OB ==a b ,过点A 作直线OB 的垂线,垂足为1A ,我们把1OA 叫做向量a 在b 上的投影向量.3.数量积的几何意义a 与b 的数量积等于a 与b 在a 方向上的投影向量的数量积.4.数量积的坐标表示及性质坐标表示:若()()1122,,,x y x y ==a b ,则1212x x y y ⋅=+a b .(1)121200x x y y ⊥⇔⋅=⇔+=a b a b ;(解决垂直问题)(2)==a 求向量的长度)(3)cos θ⋅==a b a b;(求向量的夹角)(4)⋅a b a b .(当//a b 时取等号)5.极化恒等式2222+-⎛⎫⎛⎫⋅=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭a b a b a b .6.余弦定理形式222()2+--⋅=a b a b a b .典型例题【例1】已知()()4,3,2,1=-=a b ,若t +a b 与b 的夹角为45,求t 的值.【例2】已知,a b 都是非零向量,且3+a b 与75-a b 垂直,4-a b 与72-a b 垂直,求向量a 与b 的夹角.【例3】 设两个向量 12,e e 满足 12122,1,,==e e e e 的夹角为 60, 若向量1227t +e e . 与 1e 2te +的夹角θ为钝角,求实数t 的取值范围.【例4】已知 12,e e 是空间单位向量, 1212⋅=e e . , 若空间向量 b 满足 1252,2⋅=⋅=b e b e , 且 A.⊥a eB.()a a e ⊥- C.()⊥-e a e D.()()a e a e +⊥-【例5】已知e 1,e 2是空间单位向量,e 1·e 2=12,若空间向量b 满足b·e 1==2,b·e 2=52,且对于任意()()()12010200,,1,x y x y x y x y ∈-+-+=∈R R b e e b e e ,则b=_____.【例6】已知平面向量(),0,≠≠αβααβ满足1=β,且α与-βα的夹角为120,则α的取值范围是_____.【例7】已知,a b 是平面内两个互相垂直的单位向量,若向量c 满足()()0-⋅-=a c b c ,则c 的最大值是()A.1B.2D.2【例8】已知向量122OB OB ==,点A 满足120AB AB ⋅=,若12AP AB AB =+,且1OP <,则OA 的取值范围是_____.【例9】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 ⃗⃗⃗⃗⃗ +PC⃗⃗⃗⃗⃗ )的最小值是( ) A.2- B.32-C.43-D.1- 【例10】已已知点O 为ABC 的外心,若22,,(2)4AB c AC b b c ==+-=,则AO BC ⋅的取值范围是() A.(],1∞- B.(]8,1- C.(]0,1 D.(]1,8-【例 11】已知 ,a b 是平面内两个互相垂直的单位向量, 若向量 c 满足 12-=c a , 则 +-a b c 2+-c b 最小值为_____.强化训练1.设12,e e 为单位向量,非零向量()12,x y x y =+∈R b e e .若12,e e 的夹角为30,则x b的最大值等于_____.2.已知,a b 都是非零向量,且()()()22,35-⊥--⊥a b a b a b a ,求向量a 与b 的夹角的正弦值.3.已知平面上的三点()()()2,2,1,3,7,C M N k ,若MCN ∠为钝角,则k 的取值范围是() A.7k >B.7k <C.8k >D.7k <且3k ≠-4.设θ为两个非零向量,a b 的夹角,已知对任意的实数,t t +b a 的最小值为1()A.若θ确定,则a 唯一确定B.若θ确定,则b 唯一确定C.若a 确定,则θ唯一确定D.若b 确定,则θ唯一确定5.已知正四面体A BCD -的棱长为2,空间动点P 满足2PB PC +=,求AP .AD 的取值范围.6.已知a 是平面内的单位向量,若向量b 满足()0⋅-=b a b ,则b 的取值范围是_____.7.已知,,a b e 是平面向量,e 是单位向量,若非零向量a 与e 的夹角为3π,向量b 满足2430-⋅+=b e b ,则-a b 的最小值是11 C.2D.28.已知向量,,a b c 满足2,1===a b c ,且()()0-⋅-=a c b c ,则-a b 的取值范围是_____.9.在ABC 中,已知0P 是边AB 上的定点,满足014P B AB =,且对于边AB 上任一点P ,恒有00PB PC P B PC ⋅⋅,则() A.90ABC ∠= B.90BAC ∠= C.AB AC = D.AC BC =10.若,,A B C 三点不共线,2,3AB CA CB ==,则CA CB ⋅的取值范围是()A.3,34⎛⎫⎪⎝⎭B.3,34⎛⎫-⎪⎝⎭ C.1,33⎛⎫⎪⎝⎭D.1,33⎛⎫- ⎪⎝⎭11.已知共面向量,,a b c 满足3,2=+=a b c a ,且=-b b c .若对每一个确定的向量b ,记()t t -∈R b a 的最小值为min?d ,则当b 变化时,min?d 的最大值为( )A.43B.2C.4D.6。
高考数学压轴专题人教版备战高考《平面向量》技巧及练习题含答案
【最新】高考数学《平面向量》专题解析一、选择题1.在ABC V 中,D 、P 分别为BC 、AD 的中点,且BP AB AC λμ=+u u u r u u u r u u u r,则λμ+=( ) A .13- B .13C .12-D .12【答案】C 【解析】 【分析】由向量的加减法运算,求得BP BD DP BD PD =+=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,进而得出()()22BP AB AC BD PD λμμλλμ=+=-++u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,列式分别求出λ和μ,即可求得λμ+.【详解】解:已知D 、P 分别为BC 、AD 的中点, 由向量的加减法运算, 得BP BD DP BD PD =+=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,2AB AD DB BD PD =+=-+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r , 2AC AD DC BD PD =+=+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,又()()22BP AB AC BD PD λμμλλμ=+=-++u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r Q ,则1221μλλμ-=⎧⎨+=-⎩,则12λμ+=-. 故选:C.【点睛】本题考查平面向量的加减法运算以及向量的基本定理的应用.2.已知在平面直角坐标系xOy 中,O 为坐标原点,()0,2A ,2220OB OA +=,若平面内点P 满足3PB PA =u u u r u u u r,则PO 的最大值为( )A .7B .6C .5D .4【答案】C 【解析】 【分析】设(),P x y ,(),B m n ,根据3PB PA =u u u r u u u r 可得262m x n y=-⎧⎨=-⎩,再根据2220OB OA +=可得点P 的轨迹,它一个圆,从而可求PO 的最大值. 【详解】设(),P x y ,(),B m n ,故(),PB m x n y =--u u u r ,(),2PA x y =--u u u r. 由3PB PA =u u u r u u u r可得363m x x n y y-=-⎧⎨-=-⎩,故262m x n y=-⎧⎨=-⎩,因为2220OB OA +=,故()22443420x y +-+=,整理得到()2234x y +-=,故点P 的轨迹为圆,其圆心为()0,3,半径为2,故PO 的最大值为325+=, 故选:C. 【点睛】本题考查坐标平面中动点的轨迹以及圆中与距离有关的最值问题,一般地,求轨迹方程,可以动点转移法,也可以用几何法,而圆外定点与圆上动点的连线段长的最值问题,常转化为定点到圆心的距离与半径的和或差,本题属于中档题.3.已知ABC V 是边长为1的等边三角形,若对任意实数k ,不等式||1k AB tBC +>u u u r u u u r恒成立,则实数t 的取值范围是( ).A .,33⎛⎛⎫-∞-⋃+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭B .,33⎛⎛⎫-∞-⋃+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C .3⎛⎫+∞ ⎪ ⎪⎝⎭D .⎫+∞⎪⎪⎝⎭【答案】B 【解析】 【分析】根据向量的数量积运算,将目标式转化为关于k 的二次不等式恒成立的问题,由0<n ,即可求得结果. 【详解】因为ABC V 是边长为1的等边三角形,所以1cos1202AB BC ⋅=︒=-u u u r u u u r ,由||1k AB tBC +>u u u r u u u r 两边平方得2222()2()1k AB kt AB BC t BC +⋅+>u u u r u u u r u u u r u u u r,即2210k kt t -+->,构造函数22()1f k k tk t =-+-, 由题意,()22410t t ∆--<=,解得t <或t >. 故选:B. 【点睛】本题考查向量数量积的运算,以及二次不等式恒成立问题求参数范围的问题,属综合中档题.4.已知A ,B ,C 是抛物线24y x =上不同的三点,且//AB y 轴,90ACB ∠=︒,点C 在AB 边上的射影为D ,则CD =( ) A .4 B.C .2D【答案】A 【解析】 【分析】画出图像,设222112112,,,,,444y y y A y B y C y ⎛⎫⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,12y y >, 由90ACB ∠=︒可求221216y y -=,结合221244y y CD =-即可求解 【详解】如图:设222112112,,,,,444y y y A y B y C y ⎛⎫⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,12y y >, 由90ACB ∠=︒可得0CA CB ⋅=u u u r u u u r ,222212121212,,,44y y y y CA y y CB y y ⎛⎫⎛⎫--=-=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭u u u r u u u r ,()222221212004y y CA CB y y ⎛⎫-⋅=⇔--= ⎪⎝⎭u u u r u u u r ,即()()222122212016y y y y ---= 解得221216y y -=(0舍去),所以222212124444y y y y CD -=-==故选:A 【点睛】本题考查抛物线的几何性质与向量的综合应用,计算能力,逻辑推理能力,属于中档题5.已知菱形ABCD 的边长为4,60ABC ∠=︒,E 是BC 的中点2DF AF =-u u u r u u u r,则AE BF ⋅=u u u r u u u r( )A .24B .7-C .10-D .12-【答案】D 【解析】 【分析】根据平面向量的基本定理,将AE BF ⋅u u u r u u u r用基底,AB AD u u u r u u u r 表达,再根据平面向量的数量积公式求解即可. 【详解】由已知得13AF AD =u u u r u u u r ,12BE BC =u u u r u u u r ,AD BC =u u u r u u u r,所以1122AE AB BC AB AD =+=+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,13BF AF AB AD AB =-=-u u ur u u u r u u u r u u u r u u u r .因为在菱形ABCD 中,60ABC ∠=︒,所以120BAD ∠=︒.又因为菱形ABCD 的边长为4,所以1||||cos1204482AB AD AB AD ⎛⎫⋅=⋅︒=⨯⨯-=- ⎪⎝⎭u u u r u u u r u u u r u u u r ,所以1123AE BF AB AD AB AD ⎛⎫⎛⎫⋅=+⋅-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r221111||||16(8)16126666AB AB AD AD --⋅+=--⨯-+⨯=-u u u r u u u r u u u r u u u r .故选:D 【点睛】本题考查平面向量的线性运算及向量的数量积,考查推理论证能力以及数形结合思想.6.已知ABC V 为直角三角形,,6,82C BC AC π===,点P 为ABC V 所在平面内一点,则()PC PA PB ⋅+u u u r u u u r u u u r的最小值为( )A .252-B .8-C .172-D .1758-【答案】A 【解析】 【分析】根据,2C π=以C 点建系, 设(,)P x y ,则22325()=2(2)222PC PA PB x y ⎛⎫⋅+-+-- ⎪⎝⎭u u u r u u u r u u u r ,即当3=2=2x y ,时,取得最小值.【详解】如图建系,(0,0), (8,0), (0,6)C A B ,设(,)P x y ,(8,)PA x y =--u u u r ,(,6)PB x y =--u u u r,则22()(,)(82,62)2826PC PA PB x y x y x x y y ⋅+=--⋅--=-+-u u u r u u u r u u u r22325252(2)2222x y ⎛⎫=-+--≥- ⎪⎝⎭.故选:A. 【点睛】本题考查平面向量数量积的坐标表示及其应用,根据所求关系式运用几何意义是解题的关键,属于中档题.7.已知向量,a b r r 满足||3a =r ||4=r b ,且()4a b b +⋅=r r r ,则a r 与b r的夹角为( )A .6π B .3π C .23π D .56π 【答案】D 【解析】 【分析】由()4a b b +⋅=r r r ,求得12a b ⋅=-r r ,再结合向量的夹角公式,求得3cos ,a b 〈〉=r r可求得向量a r 与b r的夹角. 【详解】由题意,向量,a b r r 满足||23a =r,||4=r b ,因为()4a b b +⋅=r r r ,可得2164a b b a b ⋅+=⋅+=r r r r r,解得12a b ⋅=-r r ,所以3cos ,2||||234a b a b a b ⋅〈〉===-⨯r rr r r r ,又因a r 与b r 的夹角[0,]π∈,所以a r 与b r的夹角为56π. 故选:D . 【点睛】本题主要考查了向量的数量积的应用,其中解答中熟记向量的数量积的计算公式,以及向量的夹角公式,准确计算是解答的关键,着重考查了计算能力.8.在菱形ABCD 中,4AC =,2BD =,E ,F 分别为AB ,BC 的中点,则DE DF ⋅=u u u r u u u r( )A .134-B .54C .5D .154【答案】B 【解析】 【分析】据题意以菱形对角线交点O 为坐标原点建立平面直角坐标系,用坐标表示出,DE DF u u u r u u u r,再根据坐标形式下向量的数量积运算计算出结果. 【详解】设AC 与BD 交于点O ,以O 为原点,BD u u u r的方向为x 轴,CA u u u r 的方向为y 轴,建立直角坐标系,则1,12E ⎛⎫- ⎪⎝⎭,1,12F ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,(1,0)D ,3,12DE ⎛⎫=- ⎪⎝⎭u u u r ,3,12DF ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭u u u r ,所以95144DE DF ⋅=-=u u u r u u u r .故选:B. 【点睛】本题考查建立平面直角坐标系解决向量的数量积问题,难度一般.长方形、正方形、菱形中的向量数量积问题,如果直接计算较麻烦可考虑用建系的方法求解.9.已知平面直角坐标系xOy 中有一凸四边形ABCD ,且AB 不平行于,CD AD 不平行于BC .设AD 中点(,),E a b BC 中点(,)F b a -,且222a b +=,求||||AB DC +u u u r u u u r的取值范围( ) A .(4,)+∞ B .[4,)+∞C .(0,4)D .(2,4)【答案】A 【解析】 【分析】根据AD 中点(,),E a b BC 中点(,)F b a -,通过向量运算得到2EF AB DC =+u u u r u u u r u u u r,从而有2AB DC EF +=u u u r u u u r u u u r ,用两点间距离公式得到EF u u u r,再根据AB 不平行于CD ,由||||AB D AB DC C ++>u u u r u u u r u u u r u u u r求解.【详解】因为,EF ED DC CF EF EA AB BF =++=++u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,所以2EF AB DC =+u u u r u u u r u u u r ,又因为2EF ===u u u r,所以24AB DC EF +==u u u r u u ,因为AB 不平行于CD ,所以||||AB D AB DC C ++>u u u r u u u r u u u r u u u r ,所以||||4AB DC +>u u u r u u u r.故选:A 【点睛】本题主要考查平面向量在平面几何中的应用,还考查了数形结合的思想和运算求解的能力,属于中档题.10.已知点()2,1A ,O 是坐标原点,点(), P x y 的坐标满足:202300x y x y y -≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩,设z OP OA =⋅u u u r u u u r,则z 的最大值是( )A .2B .3C .4D .5【答案】C 【解析】 【分析】画出约束条件的可行域,转化目标函数的解析式,利用目标函数的最大值,判断最优解,代入约束条件求解即可. 【详解】解:由不等式组202300x y x y y -≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩可知它的可行域如下图:Q ()2,1A ,(), P x y∴2z OP OA x y =⋅=+u u u r u u u r,可图知当目标函数图象经过点()1,2B 时,z 取最大值,即24z x y =+=.故选:C. 【点睛】本题考查线性规划的应用,考查转化思想以及数形结合思想的应用,属于中档题.11.已知椭圆C :2212x y +=的右焦点为F ,直线l :2x =,点∈A l ,线段AF 交椭圆C于点B ,若3FA FB =u u u v u u u v,则AF u u u v =( )A 2B .2C 3D .3【答案】A 【解析】 【分析】设点()2,A n ,()00,B x y ,易知F (1,0),根据3FA FB =u u u v u u u v,得043x =,013y n =,根据点B 在椭圆上,求得n=1,进而可求得2AF =u u u v【详解】 根据题意作图:设点()2,A n ,()00,B x y .由椭圆C :2212x y += ,知22a =,21b =,21c =,即1c =,所以右焦点F (1,0).由3FA FB =u u u v u u u v,得()()001,31,n x y =-. 所以()0131x =-,且03n y =. 所以043x =,013y n =. 将x 0,y 0代入2212x y +=,得221411233n ⎛⎫⎛⎫⨯+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.解得21n =, 所以()2212112AF n u u u v =-+=+=故选A 【点睛】本题考查了椭圆的简单性质,考查了向量的模的求法,考查了向量在解析几何中的应用;正确表达出各点的坐标是解答本题的关键.12.在ABC ∆中,2AB =,3AC =,3BAC π∠=,若23BD BC =u u u v u u u v ,则AD BD ⋅=u u u v u u u v()A.22 9B.229-C.169D.89-【答案】A【解析】【分析】本题主要是找到两个基底向量ABu u u v,ACu u u v,然后用两个基底向量表示ADu u u v,BDu u u v,再通过向量的运算即可得出结果.【详解】解:由题意,画图如下:则:()22223333BD BC AC AB AB AC==-=-+u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v,2233AD AB BD AB AB AC=+=-+u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v1233AB AC=+u u u v u u u v.∴12223333AD BD AB AC AB AC⎛⎫⎛⎫⋅=+⋅-+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v22242999AB AC AB AC=-⋅+⋅-⋅⋅u u u v u u u v u u u v u u u v24249cos999AB AC BAC=-⋅+⋅-⋅⋅⋅∠u u u v u u u v82423cos993π=-+-⋅⋅⋅229=.故选A.【点睛】本题主要考查基底向量的建立以及用两个基底向量表示别的向量,考查平面向量的数量积的计算.本题属基础题.13.已知AB是圆22:(1)1C x y-+=的直径,点P为直线10x y-+=上任意一点,则PA PB⋅u u u v u u u v的最小值是()A21-B2C.0 D.1【答案】D试题分析:由题意得,设,,,又因为,所以,所以PA PB ⋅u u u r u u u r的最小值为1,故答案选D.考点:1.圆的性质;2.平面向量的数量积的运算.14.若点O 和点F 分别为椭圆22143x y +=的中心和左焦点,点P 为椭圆上的任意一点,则OP FP →→g 的最大值为( ) A .4 B .5C .6D .7【答案】C 【解析】 【分析】设(),P x y ,由数量积的运算及点P 在椭圆上,可把OP FP ⋅u u u r u u u r表示成为x 的二次函数,根据二次函数性质可求出其最大值. 【详解】设(),P x y ,()()1,0,0,0F O -,则()(),,+1,OP x y FP x y ==u u u r u u u r,则 22OP FP x x y ⋅=++u u u r u u u r,因为点P 为椭圆上,所以有:22143x y +=即22334y x =-,所以()222223132244x x y x x x FP x OP =++=⋅++-=++u u u r u u u r又因为22x -≤≤,所以当2x =时,OP FP ⋅u u u r u u u r的最大值为6 故选:C 【点睛】本题考查了数量积的坐标运算,求二次函数的最大值,属于一般题.15.已知平面向量,,a b c r r r满足()()2,21a b a b a c b c ==⋅=-⋅-=r r r r r r r r ,则b c -r r 的最小值为( ) A .752B .732C 53-D .312【答案】A 【解析】根据题意,易知a r 与b r的夹角为60︒,设(=1a r ,()20b =,r ,(),c x y =r ,由()()21a c b c -⋅-=r r r r,可得221202x y x +-+=,所以原问题等价于,圆221202x y x +-+=上一动点与点()20,之间距离的最小值, 利用圆心和点()20,的距离与半径的差,即可求出结果. 【详解】因为2a b a b ==⋅=r r r r ,所以a r 与b r 的夹角为60︒,设(=1a r ,()20b =,r ,(),c x y =r,因为()()21a c b c -⋅-=r r r r ,所以221202x y x +-+=,又b c -=r r所以原问题等价于,圆221202x y x +-+=上一动点与点()20,之间距离的最小值,又圆221202x y x +-+=的圆心坐标为12⎛ ⎝⎭,,所以点()20,与圆221202x y x +-+=上一动点距离的最小值为22=. 故选:A. 【点睛】本题考查向量的模的最值的求法,考查向量的数量积的坐标表示,考查学生的转换思想和运算能力,属于中档题.16.如图,已知1OA OB ==u u u v u u u v ,OC =u u u v 4tan 3AOB ∠=-,45BOC ∠=︒,OC mOA nOB u u u v u u u v u u u v =+,则mn等于( )A.5 7B.75C.37D.73【答案】A【解析】【分析】依题意建立直角坐标系,根据已知角,可得点B、C的坐标,利用向量相等建立关于m、n 的方程,求解即可.【详解】以OA所在的直线为x轴,过O作与OA垂直的直线为y轴,建立直角坐标系如图所示:因为1OA OB==u u u r u u u r,且4tan3AOB∠=-,∴34cos sin55AOB AOB∠=-∠=,,∴A(1,0),B(3455-,),又令θAOC∠=,则θ=AOB BOC∠-∠,∴413tanθ413--=-=7,又如图点C在∠AOB内,∴cosθ=210,sinθ=7210,又2OCu u u v=C(1755,),∵OC mOA nOB=+u u u r u u u r u u u r,(m,n∈R),∴(1755,)=(m,0)+(3455n n-,)=(m35n-,45n)即15= m35n-,7455n=,解得n=74,m=54,∴57mn=,故选A.【点睛】本题考查了向量的坐标运算,建立直角坐标系,利用坐标解决问题是常用的处理向量运算的方法,涉及到三角函数的求值,属于中档题.17.如图,向量a b -r r等于A .1224e e --u r u u rB .1242e e --u r u u rC .123e e -r u u rD .123e e -+r u u r【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由向量减法的运算法则可得123a e b e -=-+r r r u u r ,18.向量1,tan 3a α⎛⎫= ⎪⎝⎭r ,()cos ,1b α=r ,且//a b r r ,则cos 2πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭( ) A .13B .22C .2D .13-【答案】D 【解析】 【分析】根据向量平行的坐标运算以及诱导公式,即可得出答案. 【详解】//a b ∴r r1cos tan sin 3ααα∴=⋅= 1cos sin 23παα⎛⎫∴+=-=- ⎪⎝⎭故选:D 【点睛】本题主要考查了由向量平行求参数以及诱导公式的应用,属于中档题.19.已知单位向量,a b r r满足3a b +=r r,则a r 与b r 的夹角为A .6π B .4π C .3π D .2π 【答案】C 【解析】由3a b +=r r 22236913a b a a b b +=+⋅+=r r r r r r ,又因为单位向量,a b r r ,所以1632a ba b ⋅=⇒⋅=r r r r ,所以向量,a b r r 的夹角为1cos ,2a b a b a b ⋅〈〉==⋅r r r r r r,且,[0,]a b π〈〉∈r r ,所以,3a b π〈〉∈r r ,故选C.20.在OAB ∆中,已知OB =u u u v 1AB u u u v=,45AOB ∠=︒,点P 满足(),OP OA OB λμλμ=+∈R u u u v u u u v u u u v ,其中λ,μ满足23λμ+=,则OP u u u v的最小值为( )ABCD【答案】A 【解析】 【分析】根据OB =u u u r,1AB =uu u r ,45AOB ∠=︒,由正弦定理可得OAB ∆为等腰直角三角形,进而求得点A 坐标.结合平面向量的数乘运算与坐标加法运算,用λ,μ表示出OP u u u r.再由23λμ+=,将OP u u u r 化为关于λ的二次表达式,由二次函数性质即可求得OP u u u r的最小值.【详解】在OAB ∆中,已知OB =u u u r,1AB =uu u r ,45AOB ∠=︒由正弦定理可得sin sin AB OBAOB OAB=∠∠u u u r u u u rsin OAB =∠,解得sin 1OAB ∠=即2OAB π∠=所以OAB ∆为等腰直角三角形以O 为原点,OB 所在直线为x 轴,以OB 的垂线为y 轴建立平面直角坐标系如下图所示:则点A 坐标为22⎝⎭所以2222OA ⎛= ⎝⎭u u u r ,)2,0OB =u u u r因为(),OP OA OB λμλμ=+∈R u u u r u u u r u u u r则)222,022OP λμ⎛ =+ ⎝⎭u u u r 222,22λμλ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭=则2222222OP λμλ⎛⎫=++⎛⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭u u u r 2222λλμμ=++因为23λμ+=,则32μλ=- 代入上式可得()()22322232λλλλ+-+-218518λλ-=+299555λ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭所以当95λ=时, min 93555OP ==u u u r 故选:A 【点睛】本题考查了平面向量基本定理的应用,正弦定理判断三角形形状,平面向量的坐标运算,属于中档题.。
高考数学压轴专题(易错题)备战高考《平面向量》专项训练及解析答案
【最新】《平面向量》专题解析(1)一、选择题1.已知向量(sin ,cos )a αα=r,(1,2)b =r , 则以下说法不正确的是( )A .若//a b rr,则1tan 2α=B .若a b ⊥rr,则1tan 2α=C .若()f a b α=⋅rr 取得最大值,则1tan 2α= D .||a b -rr 1 【答案】B 【解析】 【分析】根据向量平行、垂直、模以及向量的数量积的坐标运算即可判断. 【详解】A 选项,若//a b r r ,则2sin cos αα=,即1tan 2α=,A 正确.B 选项,若a b ⊥r r,则sin 2cos 0αα+=,则tan 2α=-,B 不正确.C 选项,若()f a b α=⋅r r取得最大值时,则())f ααϕ=+,取得最大值时,()sin 1αϕ+=,2,2k k Z παϕπ+=+∈,又tan 2ϕ=,则1tan 2α=,则C 正确.D 选项,||a b -==r r的最大值为1=,选项D 正确.故选:B . 【点睛】本题主要考查向量的坐标运算,以及模的求法,掌握向量平行、垂直、数量积的坐标运算是解题的关键,是基础题.2.下列说法中说法正确的有( )①零向量与任一向量平行;②若//a b r r ,则()a b R λλ=∈r r ;③()()a b c a b c ⋅⋅=⋅⋅r r r r r r④||||||a b a b +≥+r r r r ;⑤若0AB BC CA ++=u u u r u u u r u u u r r ,则A ,B ,C为一个三角形的三个顶点;⑥一个平面内只有一对不共线的向量可作为表示该平面内所有向量的基底; A .①④ B .①②④C .①②⑤D .③⑥【答案】A 【解析】 【分析】直接利用向量的基础知识的应用求出结果. 【详解】对于①:零向量与任一向量平行,故①正确;对于②:若//a b r r ,则()a b R λλ=∈r r ,必须有0b ≠r r,故②错误;对于③:()()a b c a b c ⋅⋅=⋅⋅r r r r r r ,a r 与c r不共线,故③错误;对于④:a b a b +≥+r r r r,根据三角不等式的应用,故④正确;对于⑤:若0AB BC CA ++=u u u r u u u r u u u r r ,则,,A B C 为一个三角形的三个顶点,也可为0r,故⑤错误;对于⑥:一个平面内,任意一对不共线的向量都可以作为该平面内所有向量的基底,故⑥错误. 综上:①④正确. 故选:A. 【点睛】本题考查的知识要点:向量的运算的应用以及相关的基础知识,主要考察学生的运算能力和转换能力,属于基础题.3.已知菱形ABCD 的边长为2,60ABC ∠=︒,则BD CD ⋅=u u u v u u u v()A .4B .6C .23D .43【答案】B 【解析】 【分析】根据菱形中的边角关系,利用余弦定理和数量积公式,即可求出结果. 【详解】 如图所示,菱形形ABCD 的边长为2,60ABC ∠=︒,∴120C ∠=︒,∴22222222cos12012BD =+-⨯⨯⨯︒=, ∴23BD =30BDC ∠=︒,∴|||3302|3262BD CD BD CD cos =⨯⨯︒=⨯=⋅u u u r u u u r u u u r u u u r ,故选B . 【点睛】本题主要考查了平面向量的数量积和余弦定理的应用问题,属于基础题..4.已知在平面直角坐标系xOy 中,O 为坐标原点,()0,2A ,2220OB OA +=,若平面内点P 满足3PB PA =u u u r u u u r,则PO 的最大值为( )A .7B .6C .5D .4【答案】C 【解析】 【分析】设(),P x y ,(),B m n ,根据3PB PA =u u u r u u u r 可得262m x n y=-⎧⎨=-⎩,再根据2220OB OA +=可得点P 的轨迹,它一个圆,从而可求PO 的最大值. 【详解】设(),P x y ,(),B m n ,故(),PB m x n y =--u u u r ,(),2PA x y =--u u u r. 由3PB PA =u u u r u u u r可得363m x x n y y-=-⎧⎨-=-⎩,故262m x n y=-⎧⎨=-⎩,因为2220OB OA +=,故()22443420x y +-+=,整理得到()2234x y +-=,故点P 的轨迹为圆,其圆心为()0,3,半径为2,故PO 的最大值为325+=, 故选:C. 【点睛】本题考查坐标平面中动点的轨迹以及圆中与距离有关的最值问题,一般地,求轨迹方程,可以动点转移法,也可以用几何法,而圆外定点与圆上动点的连线段长的最值问题,常转化为定点到圆心的距离与半径的和或差,本题属于中档题.5.在平面直角坐标系中,()1,2A -,(),1B a -,(),0C b -,,a b ∈R .当,,A B C 三点共线时,AB BC ⋅u u u r u u u r的最小值是( )A .0B .1C D .2【答案】B 【解析】 【分析】根据向量共线的坐标表示可求得12b a =-,根据数量积的坐标运算可知所求数量积为()211a -+,由二次函数性质可得结果.【详解】由题意得:()1,1AB a =-u u u r ,(),1BC b a =--u u u r,,,A B C Q 三点共线,()()111a b a ∴⨯-=⨯--,即12b a =-,()1,1BC a ∴=-u u u r, ()2111AB BC a ∴⋅=-+≥u u u r u u u r ,即AB BC ⋅u u u r u u u r 的最小值为1.故选:B .【点睛】本题考查平面向量的坐标运算,涉及到向量共线的坐标表示和数量积的坐标运算形式,属于基础题.6.已知向量a r 与向量b r 满足||2a =r ,||b =r ||||a b a b +⋅-=r r r r ,则向量a r与向量b r的夹角为( )A .4π或34π B .6π或56πC .3π或23πD .2π 【答案】A 【解析】 【分析】设向量a r ,b r的夹角为θ,则2||12a b θ+=+r r ,2||12a b θ-=-r r ,即可求出2cos θ,从而得到向量的夹角; 【详解】解:设向量a r ,b r的夹角为θ,222||||||2||||cos 48a b a b a b θθ+=++=++r r r r r r12θ=+,222||||||2||||cos 4812a b a b a b θθθ-=+-=+-=-r r r r r,所以2222||||144128cos 80a b a b θ+⋅-=-==r r r r ,21cos 2θ∴=,因为[0,)θπ∈,故4πθ=或34π,故选:A. 【点睛】本题考查平面向量的数量积的运算律,及夹角的计算,属于中档题.7.在ABC ∆中,5,6,7AB BC AC ===,点E 为BC 的中点,过点E 作EF BC ⊥交AC 所在的直线于点F ,则向量AF u u u r在向量BC uuu r 方向上的投影为( )A .2B .32C .1D .3【答案】A 【解析】 【分析】 由1()2AF AE EF AB AC EF =+=++u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r , EF BC ⊥,得12AF BC ⋅=u u u r u u u r,然后套用公式向量AF u u u r 在向量BC uuu r 方向上的投影||AF BCBC ⋅=u u u r u u u ru u u r ,即可得到本题答案. 【详解】因为点E 为BC 的中点,所以1()2AF AE EF AB AC EF =+=++u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,又因为EF BC ⊥,所以()22111()()()12222AF BC AB AC BC AB AC AC AB AC AB ⋅=+⋅=+⋅-=-=u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u ur u u u r , 所以向量AF u u u r 在向量BC uuu r 方向上的投影为2||AF BCBC ⋅=u u u r u u u ru u u r . 故选:A. 【点睛】本题主要考查向量的综合应用问题,其中涉及平面向量的线性运算及平面向量的数量积,主要考查学生的转化求解能力.8.如图,圆O 是等边三角形ABC 的外接圆,点D 为劣弧AC 的中点,则OD =u u u r( )A .2133BA AC +u uu r u u u rB .2133BA AC -u uu r u u u rC .1233BA AC +u uu r u u u rD .4233BA AC +u uu r u u u r【答案】A 【解析】 【分析】连接BO ,易知B ,O ,D 三点共线,设OD 与AC 的交点为E ,列出相应式子得出结论. 【详解】解:连接BO ,易知B ,O ,D 三点共线,设OD 与AC 的交点为E ,则()()221121332333OD BO BE BA BC BA BA AC BA AC ===⨯+=++=+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u uu r u u u r . 故选:A.【点睛】本题考查向量的表示方法,结合几何特点,考查分析能力,属于中档题.9.已知A ,B ,C 是抛物线24y x =上不同的三点,且//AB y 轴,90ACB ∠=︒,点C在AB 边上的射影为D ,则CD =( ) A .4 B .22C .2D .2【答案】A 【解析】 【分析】画出图像,设222112112,,,,,444y y y A y B y C y ⎛⎫⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,12y y >, 由90ACB ∠=︒可求221216y y -=,结合221244y y CD =-即可求解 【详解】如图:设222112112,,,,,444y y y A y B y C y ⎛⎫⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,12y y >, 由90ACB ∠=︒可得0CA CB ⋅=u u u r u u u r ,222212121212,,,44y y y y CA y y CB y y ⎛⎫⎛⎫--=-=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭u u u r u u u r ,()222221212004y y CA CB y y ⎛⎫-⋅=⇔--= ⎪⎝⎭u u u r u u u r ,即()()222122212016y y y y ---= 解得221216y y -=(0舍去),所以222212124444y y y y CD -=-==故选:A 【点睛】本题考查抛物线的几何性质与向量的综合应用,计算能力,逻辑推理能力,属于中档题10.已知点1F ,2F 分别是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左,右焦点,过原点O 且倾斜角为60°的直线l 与椭圆C 的一个交点为M ,且1212||||MF MF MF MF +=-u u u u r u u u u r u u u u r u u u u r,则椭圆C的离心率为( )A .31-B .23-C .12D .22【答案】A 【解析】 【分析】由1212||||MF MF MF MF +=-u u u u r u u u u r u u u u r u u u u r两边平方,得120MF MF ⋅=u u u u r u u u u r ,在12Rt MF F V 中,求出2MF ,1MF ,,a c 的关系,求出离心率可得选项. 【详解】将1212||||MF MF MF MF +=-u u u u r u u u u r u u u u r u u u u r 两边平方,得120MF MF ⋅=u u u u r u u u u r ,即12121||2MF MF OM F F c ⊥==,. 又60MOF ∠=︒,∴2MF c =,13MF c =,∴23a c c =+,∴31ce a==-. 故选:A. 【点睛】考查了向量的数量积,椭圆的定义,离心率的求法,关键在于得出关于,a c 的关系,属于中档题.11.如图,已知1OA OB ==u u u v u u u v ,2OC =u u u v ,4tan 3AOB ∠=-,45BOC ∠=︒,OC mOA nOBu u u v u u u v u u u v =+,则mn等于( )A .57B .75C .37D .73【答案】A 【解析】 【分析】依题意建立直角坐标系,根据已知角,可得点B 、C 的坐标,利用向量相等建立关于m 、n 的方程,求解即可. 【详解】以OA 所在的直线为x 轴,过O 作与OA 垂直的直线为y 轴,建立直角坐标系如图所示:因为1OA OB ==u u u r u u u r ,且4tan 3AOB ∠=-,∴34cos sin 55AOB AOB ∠=-∠=,,∴A (1,0),B (3455-,),又令θAOC ∠=,则θ=AOB BOC ∠-∠,∴413tan θ413--=-=7,又如图点C 在∠AOB 内,∴cos θ2,sin θ72,又2OC u u u v =C (1755,), ∵OC mOA nOB =+u u u r u u u r u u u r ,(m ,n ∈R ),∴(1755,)=(m,0)+(3455n n -,)=(m 35n -,45n ) 即15= m 35n -,7455n =,解得n=74,m=54,∴57m n =, 故选A . 【点睛】本题考查了向量的坐标运算,建立直角坐标系,利用坐标解决问题是常用的处理向量运算的方法,涉及到三角函数的求值,属于中档题.12.在ABC V 中,D 、P 分别为BC 、AD 的中点,且BP AB AC λμ=+u u u r u u u r u u u r,则λμ+=( ) A .13- B .13C .12-D .12【答案】C 【解析】 【分析】由向量的加减法运算,求得BP BD DP BD PD =+=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,进而得出()()22BP AB AC BD PD λμμλλμ=+=-++u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,列式分别求出λ和μ,即可求得λμ+.【详解】解:已知D 、P 分别为BC 、AD 的中点, 由向量的加减法运算, 得BP BD DP BD PD =+=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,2AB AD DB BD PD =+=-+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r , 2AC AD DC BD PD =+=+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,又()()22BP AB AC BD PD λμμλλμ=+=-++u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r Q ,则1221μλλμ-=⎧⎨+=-⎩,则12λμ+=-.故选:C.【点睛】本题考查平面向量的加减法运算以及向量的基本定理的应用.13.已知椭圆C :2212x y +=的右焦点为F ,直线l :2x =,点∈A l ,线段AF 交椭圆C于点B ,若3FA FB =u u u v u u u v,则AF u u u v =( )A 2B .2C 3D .3【答案】A 【解析】 【分析】设点()2,A n ,()00,B x y ,易知F (1,0),根据3FA FB =u u u v u u u v ,得043x =,013y n =,根据点B 在椭圆上,求得n=1,进而可求得2AF =u u u v【详解】 根据题意作图:设点()2,A n ,()00,B x y .由椭圆C :2212x y += ,知22a =,21b =,21c =,即1c =,所以右焦点F (1,0).由3FA FB =u u u v u u u v,得()()001,31,n x y =-.所以()0131x =-,且03n y =. 所以043x =,013y n =. 将x 0,y 0代入2212x y +=,得221411233n ⎛⎫⎛⎫⨯+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.解得21n =, 所以()2212112AF n u u u v =-+=+=.故选A 【点睛】本题考查了椭圆的简单性质,考查了向量的模的求法,考查了向量在解析几何中的应用;正确表达出各点的坐标是解答本题的关键.14.如图,在梯形ABCD 中, 2DC AB =u u u r u u u r, P 为线段CD 上一点,且12DP PC =,E 为BC 的中点, 若EP AB AD λμ=+u u u r u u u r u u u r(λ, R μ∈),则λμ+的值为( )A .13B .13-C .0D .12【答案】B【解析】【分析】 直接利用向量的线性运算,化简求得1526EP AD AB =-u u u v u u u v u u u v ,求得,λμ的值,即可得到答案. 【详解】由题意,根据向量的运算法则,可得:()1214111232326EP EC CP BC CD AC AB AB AC AB u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v =+=+=--=- ()1111522626AD AB AB AD AB =+-=-u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v 又因为EP AB AD λμ=+u u u v u u u v u u u v ,所以51,62λμ=-=, 所以511623λμ+=-+=-,故选B. 【点睛】 本题主要考查了向量的线性运算及其应用,其中解答中熟记向量的线性运算法则,合理应用向量的三角形法则化简向量EP u u u v是解答的关键,着重考查了运算与求解能力,属于基础题.15.已知A ,B 是圆224+=O: x y 上的两个动点,||2AB =u u u r ,1233OC OA OB =+u u u r u u u r u u u r ,若M 是线段AB 的中点,则OC OM ⋅u u u r u u u u r 的值为( ). AB.C .2 D .3 【答案】D【解析】【分析】 判断出OAB ∆是等边三角形,以,OA OB u u u r u u u r 为基底表示出OM u u u u r ,由此求得OC OM ⋅u u u r u u u u r 的值.【详解】 圆O 圆心为()0,0,半径为2,而||2AB =u u u r ,所以OAB ∆是等边三角形.由于M 是线段AB 的中点,所以1122OM OA OB =+u u u u r u u u r u u u r .所以OC OM ⋅u u u r u u u u r 12331122OA O O O B A B ⎛⎫=+⋅⎛⎫+ ⎪⎝ ⎪⎭⎝⎭u u uu u u r u u u r r u u u r 22111623OA OA OB OB =+⋅⋅+u u u r u u u r u u u r u u u r 21422cos603323=+⨯⨯⨯+=o . 故选:D【点睛】本小题主要考查用基底表示向量,考查向量的数量积运算,考查数形结合的数学思想方法,属于中档题.16.如图,向量a b -r r 等于A .1224e e --u r u u rB .1242e e --u r u u rC .123e e -r u u rD .123e e -+r u u r 【答案】D【解析】【分析】【详解】 由向量减法的运算法则可得123a e b e -=-+r r r u u r ,17.已知向量a v ,b v 满足2a =v ||1b =v ,且2b a +=v v ,则向量a v 与b v的夹角的余弦值为( )A.2 B.3 CD【答案】D【解析】【分析】 根据平方运算可求得12a b ⋅=r r ,利用cos ,a b a b a b ⋅<>=r r r r r r 求得结果. 【详解】 由题意可知:2222324b a b a b a a b +=+⋅+=+⋅=r r r r r r r r ,解得:12a b ⋅=r rcos ,4a b a b a b ⋅∴<>===r r r r r r 本题正确选项:D【点睛】本题考查向量夹角的求解问题,关键是能够通过平方运算求得向量的数量积.18.已知单位向量,a b r r满足3a b +=r r ,则a r 与b r 的夹角为A .6πB .4πC .3πD .2π 【答案】C【解析】由3a b +=r r 22236913a b a a b b +=+⋅+=r r r r r r ,又因为单位向量,a b r r ,所以1632a b a b ⋅=⇒⋅=r r r r , 所以向量,a b r r 的夹角为1cos ,2a b a b a b ⋅〈〉==⋅r r r r r r ,且,[0,]a b π〈〉∈r r ,所以,3a b π〈〉∈r r ,故选C.19.在OAB ∆中,已知OB =u u u v 1AB u u u v =,45AOB ∠=︒,点P 满足(),OP OA OB λμλμ=+∈R u u u v u u u v u u u v ,其中λ,μ满足23λμ+=,则OP u u u v 的最小值为( ) A.5 BCD.2【答案】A【解析】【分析】根据2OB =u u u r ,1AB =uu u r ,45AOB ∠=︒,由正弦定理可得OAB ∆为等腰直角三角形,进而求得点A 坐标.结合平面向量的数乘运算与坐标加法运算,用λ,μ表示出OP u u u r.再由23λμ+=,将OP u u u r 化为关于λ的二次表达式,由二次函数性质即可求得OP u u u r的最小值.【详解】 在OAB ∆中,已知2OB =u u u r ,1AB =uu u r ,45AOB ∠=︒由正弦定理可得sin sin AB OB AOB OAB=∠∠u u u r u u u r 代入2sin 22OAB =∠,解得sin 1OAB ∠=即2OAB π∠= 所以OAB ∆为等腰直角三角形 以O 为原点,OB 所在直线为x 轴,以OB 的垂线为y 轴建立平面直角坐标系如下图所示:则点A 坐标为22⎝⎭所以22OA =⎝⎭u u u r ,)2,0OB =u u u r 因为(),OP OA OB λμλμ=+∈R u u u r u u u r u u u r 则)222,022OP λμ⎛ =+ ⎝⎭u u u r 222,22λμλ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭= 则2222222OP λμλ⎛⎫=++⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭u u u r 2222λλμμ=++因为23λμ+=,则32μλ=-代入上式可得==所以当95λ=时, min OP ==u u u r 故选:A【点睛】本题考查了平面向量基本定理的应用,正弦定理判断三角形形状,平面向量的坐标运算,属于中档题. 20.在ABC V 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,且||1,||2AB AC ==u u u r u u u r ,120BAC ∠=︒,则||EB =u u u r ( )A .4BC .2D .4【答案】A【解析】【分析】根据向量的线性运算可得3144EB AB AC =-u u u r u u u r u u u r ,利用22||B EB E =u u r u u u r u 及||1,||2AB AC ==u u u r u u u r ,120BAC ∠=︒计算即可.【详解】因为11131()22244EB EA AB AD AB AB AC AB AB AC =+=-+=-⨯++=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r , 所以22229311216441||6EB AB AB B AC AC E =-⨯=⨯⋅+u u u r u u u r u u u r u u u r u u r u u u r u 229311112()2168216=⨯-⨯⨯⨯-+⨯ 1916=,所以||4EB =u u u r , 故选:A【点睛】 本题主要考查了向量的线性运算,向量数量积的运算,向量数量积的性质,属于中档题.。
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2015届苏州市高三数学过关题7——平面向量一、填空题【考点一】平面向量的概念及线性运算1.在平面直角坐标系xoy 中,点( 1.2) B A --、(2,3),C(-2,-1).则以线段AB 、AC 为邻边的平行四边形两条对角线的长分别为 . 【答案】42、210.[解析] 由题设知(3,5),(1,1)AB AC ==-u u u r u u u r ,则(2,6),(4,4)AB AC AB AC +=-=u u u r u u u r u u u r u u u r,∴.||210,||42AB AC AB AC +=-= u u u r u u u r u u u r u u u r∴所求的两条对角线的长分别为42、210.2.[2012年第4版·必修4教材第72页第10题]设点P 、Q 是线段AB 的三等分点,若b OB a OA ==,,OP = ,OQ = (用b a ,表示). 【答案】221,333OP OB BA a b =+=+u u u r u u u r u u u r r r[解析]因为,b a BA -=所以221,333OP OB BA a b =+=+u u u r u u u r u u u r r r112333OQ OB BA a b =+=+u u u r u u u r u u u r r r .3.在平行四边形ABCD 中,AC 为一条对角线,(2,4),(1,3),AB AC ==u u u v u u u v则AD =u u u r .【答案】()1,1--.[解析](1,3)(2,4)(1,1)AD AC AB =-=-=--u u u r u u u r u u u r.4.[2012年第4版·必修4教材第78页例4]已知),,(),,(222111y x P y x P P 是直线21P P 上一点,且)1(21-≠=λλPP P P ,则点P 的坐标为 . 【答案】)1,1(2121λλλλ++++y y x x[解析]设),(y x P ,则).,(),,(222111y y x x PP y y x x P P --=--=由21PP P λ=得),(),(2211y y x x y y x x --=--λ得到⎩⎨⎧-=--=-)(),(2121y y y y x x x x λλ因为,1-≠λ所以⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++=++=λλλλ112121y y y x x x 因此,P 点坐标为)1,1(2121λλλλ++++y y x x .5.ABC ∆中设,,AB a AC b ==u u u r r u u u r rAP 的中点为Q ,BQ 的中点为R ,CR 的中点恰为P ,则AP u u u r= .(用,a b r r 表示) 【答案】2477AP a b =+u u u r r r[解析]()1122AP AC CP AC CR AC BR BC =+=+=+-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r()()1142AC AQ AB AC AB =+---u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r 111248AC AB AP =++u u ur u u u r u u u r ,所以2477AP a b =+u u u r r r【考点二】平面向量的数量积6.若12,e e u r u u r 是夹角为3π的单位向量,且122a e e =+r u r u u r ,1232,b e e =-+r u r u u r 则a b ⋅=r r .【答案】72-[解析] ()1212127(2)324.2a b e e e e e e ⋅=+⋅-+=-+⋅=-r r u r u u r u r u u r u r u u r 考查向量的概念,向量的加减数乘运算,向量的数量积.7.[2009·重庆卷]已知向量(1,1),(2,)a b x ==r r若a b +r r 与42b a -r r 平行,则实数x 的值是.【答案】2x =[解析]解法1 因为(1,1),(2,)a b x ==,所以(3,1),42(6,42),a b x b a x +=+-=- 由于a b +与42b a -平行,得6(1)3(42)0x x +--=,解得2x =.解法2 因为a b +与42b a -平行,则存在常数λ,使(42)a b b a λ+=-,即(21)(41)a b λλ+=-,根据向量共线的条件知,向量a 与b 共线,故2x =8.[2012年第4版·必修4教材第87页例4]在⊿ABC 中,设),,1(),3,2(k AC AB ==且⊿ABC是直角三角形,则k 的值为 . 【答案】;32-或;311或2133± [解析]若∠A =90°,则AB AC ⊥u u u r u u u r,于是0312=⨯+⨯k ,解得;32-=k 若∠B =90°,则AB BC ⊥u u u r u u u r ,又()13BC AC AB ,k ,=-=--u u u r u u u r u u u r故得0)3(3)1(2=-⨯+-⨯k 解得;311=k 若∠C =90°,则AC BC ⊥u u u r u u u r,故0)3()1(1=-+-⨯k k解得2133±=k ; 所求k 的值为;32-或;311或2133±.9.已知向量(1,2)=a ,(2,3)=-b .若向量c 满足()//+c a b ,()⊥+c a b ,则c = .【答案】 77(,)93--[解析] 不妨设(,)C m n =u r ,则()1,2,(3,1)a c m n a b +=+++=-r r r r ,对于()//c a b +r r r ,则有3(1)2(2)m n -+=+;又()c a b ⊥+r r r,则有30m n -=,则有77,93m n =-=-,所以c =77(,)93--10. [2009·辽宁卷理]平面向量a 与b 的夹角为060,(2,0)a =,1b = 则2a b += .【答案】 23[解析] 由已知|a|=2,|a +2b|2=a 2+4a ·b +4b 2=4+4×2×1×cos60°+4=12 ∴2a b +=2311.[2014·江苏卷] 如图在平行四边形ABCD 中,已知8,5AB AD ==,3,2CP PD AP BP =⋅=u u u v u u u v u u u v u u u v ,则AB AD ⋅u u u v u u u v 的值是 . 【答案】22.AP AD DP ABP BC CP B=+==+=u u u r u u u r u u u r u u u u r u u u r u u u r u u [解析]由题意所以221313()()44216AP BP AD AB AD AB AD AD AB AB ⋅=+⋅-=-⋅-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r即1322564216AD AB =-⋅-⨯u u ur u u u r ,解得22AD AB ⋅=u u u r u u u r12.[2012年第4版·必修4教材第89页15题]设()()321a x,,b ,,==-r r若a 与b 的夹角为钝角,则x 的取值范围为 . 【答案】23<x [解析]2cos ||||95a ba b x θ⋅==+⨯r rr r 因为θ为钝角,所以0cos <θ则032<-xABDP第11题所以23<x . 【考点三】平面向量的基本定理13.设E D ,分别是ABC ∆的边BC AB ,上的点,AB AD 21=,BC BE 32=,若12DE AB AC λλ=+u u u r u u u r u u u r(21,λλ为实数),则21λλ+的值为 .【答案】12 [解析]1212()2323DE AB BC AB AC AB =+=+-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r 12DE AB AC λλ=+u u u r u u u r u u u r所以1212λλ+=.14.如图,在△ABC 中,AN =31NC ,P 是BN 上的一点,若AP =m AB +112AC ,则实数m 的值为 .[解析]【答案】311 [解析]123,.41144AP AC NP mAB AC NP mAB AC =+=+=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r()3144NB NC CB AC AB AC AB AC =+=+-=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,设,NP NB λ=u u u r u u u r 则14AB AC λλ-=u u u r u u u r 344mAB AC -u u u r u u u r ,3.11m λ==15.如图,在正方形ABCD 中,已知2=AB ,M 为BC 的中点,若N 为正方形内(含边界)任意一点,则AM AN ⋅u u u u r u u u r的最大值是 .【答案】6[解析]以AB 所在的直线为x 轴,AD 所在的直线为y 轴,建立直角坐标系,设N (x ,y )则(,)AN x y =u u u r ,(2,1)AM =u u u u r ,则2AM AN x y ⋅=+u u u u r u u u r因为0202x y ≤≤⎧⎨≤≤⎩,由线性规划的知识可得26AM AN x y ⋅=+≤u u u u r u u u r .【考点四】平面向量的应用第14题BDCNMA第15题16.在△ABC 中,AB =2,AC =3,AB u u u r ·BC uuur =1,则BC = .【答案】 3.[解析]由AB →·BC →=1可得2||BC cos (180°-B )=1,即2|BC |cosB =-1,又由三角形的余弦定理可得32=||BC 2+22-2×2||BC cosB ,把2||BC cosB =-1代入,解得9=||BC 2+4+2,即||BC =3.17.在△ABC 中,若AB =1,AC =3,||||AB AC BC +=u u u r u u u r u u u r ,则||BABC BC ⋅u u u r u u u r u u u r =________. 【答案】12. [解析]本题主要考查向量与解三角形的有关知识.满足||||AB AC BC +=u u u r u u u r u u u r的A ,B ,C 构成直角三角形的三个顶点,且∠A 为直角,于是BA BC ⋅u u u r u u u r =2BA u u u r =1 . 所以||BABC BC ⋅u u u r u u u ru u u r =1218.[2006·江苏卷]已知两点M (-2,0)、N (2,0),点P 为坐标平面内的动点,满足|MN ||MP |MN NP 0⋅+⋅=u u u u r u u u r u u u u r u u u r,则动点P (x ,y )的轨迹方程为________.【答案】x y 82-=[解析]设P (x ,y ),0,0x y >>,M (-2,0)、N (2,0),MN 4=u u u u r,则MP (2,), NP (2,)x y x y =+=-u u u r u u u u r,由|MN ||MP |MN NP 0⋅+⋅=u u u u r u u u r u u u u r u u u r ,则224(2)4(2)0x y x ++-=,化简整理得x y 82-=19.在面积为2的ABC ∆中,E ,F 分别是AB ,AC 的中点,点P 在直线EF 上,则2+⋅的最小值是 .【答案】3[解析]解法一:问题可转化为已知PBC ∆的面积为1,求2BC PB PC +⋅的最小值. 设PBC ∆中点,,P B C 所对的边分别为,,p b c , 由题设知sin 2bc P =,∴22222cos (2cos )cos 2(2cos )2cos sin PC PB BC bc P b c bc P b c bc P P bc bc P P⋅+=++-=+--≥-=u u u r u u u r u u u r 从而进一步转化为2cos sin PP-的最小值.(可数形结合,可用引入辅助角化一个三角函数的形式,可用万能公式转化后换元等,下略)解法二:建立坐标系,立即得目标函数.由题设知,PBC ∆的面积为1,以B 为原点,BC 所在直线为x 轴,过点B 与直线BC 垂直的直线为y 轴建立平面直角坐标系,设2(,0),(,)(0)C a P t a a>,则22(,),(,),PB t PC a t a a=--=--u u u r u u u r∴222222443()()024a a PC PB BC t a t a t a a ⋅+=--++=-++≥+u u u r u u u r u u u r ,当且仅当,2at a ==,∴2+⋅的最小值是20.对任意两个非零的平面向量αu r 和βu r ,定义αβαβββ⋅=⋅u r u ru r u r u r u r o .若平面向量,a b r r 满足0a b ≥>r r ,a r 与b r 的夹角θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π4,且a b r r o 和b a r r o 都在集合|2n n Z ⎧⎫∈⎨⎬⎩⎭中,则a b r r o = .【答案】32.[解析]根据新定义得:a ∘b =a ·b b ·b =|a ||b |cos θ|b ||b |=|a |cos θ|b |≥cosθ>22,b ∘a =b ·a a ·a =|a ||b |cos θ|a ||a |=|b |cos θ|a |≤cosθ<1,且a ∘b 和b ∘a 都在集合|2n n Z ⎧⎫∈⎨⎬⎩⎭中,所以b ∘a =|b |cos θ|a |=12,|b ||a |=12cos θ,所以a ∘b =|a |cos θ|b |=2cos 2θ<2,所以1<a ∘b <2,所以a ∘b =32.二、解答题21.[2012年第4版·必修4教材第97页第12题]已知)1,(),3,7(),5,3(),1,(-b D C B a A 是菱形的四个顶点,求实数b a ,的值. 【答案】9,55,1====b a b a 或[解析](1)若BC 为菱形的边,且AD BC =,即)2,()2,4(--=-a b 则,4=-a b 且AB 的模等于BC 的模,即41616)3(2+=++a 所以9,55,1====b a b a 或(2)若BC 为菱形的边,且DA BC =即)2,()2,4(b a -=-不成立(3)若BC 为菱形的对角线,则0=⋅BC AD ,即1,04_)(4-=-=-a b a b 且CD AB =,即)4,7()4,3(--=-b a ,显然不成立. 综上可知,9,55,1====b a b a 或.22.在平行四边形OABC 中,已知过点C 的直线与线段,OA OB 分别相交于点,M N ,若sin ,OM OA θ=⋅u u u u r u u u r cos ON OB θ=⋅u u u r u u u r 其中,(0,)2πθ∈(1)求sin2θ的值;(2)记OMN ∆的面积为1S ,平行四边形OABC 的面积为S ,试求1S S之值. 【答案】(1)222-;(2)1212S S -= [解析](1)由题意得OC AB OB OA ==-u u u r u u u r u u u r u u u r所以(1sin )MC OB OA θ=-+⋅u u u u r u u u r u u u r,又cos sin MN OB OA θθ=⋅-⋅u u u u r u u u r u u u r又因为,,M N C 三点共线,得cos sin 11sin θθθ=+,则sin cos sin cos θθθθ-=⋅(1) (1)式两边平方,得2212sin cos sin cos θθθ-⋅=⋅,即2sin 24sin240θθ+-= 解得:sin 2222-22-2()θ=或舍去(2)由题意得,11||||sin 2S OM ON AOB =⋅∠u u u ur u u u r =121sin 222AOB S S θ∆⋅=即1212S S -=.23.在ABC ∆中,已知3AB AC BA BC ⋅=⋅u u u r u u u r u u u r u u u r.(1)求证:tan 3tan B A =;(2)若5cos 5C =,求A 的值. 【答案】4A π=[解析](1)证:设ABC ∆三边分别为c b a ,,,则B ca A cb cos 3cos =,B A A B cos sin 3cos sin =∴,∴tan 3tan B A =;(2)法一:由5cos C =,2tan =C ,2tan )tan(-=-=+∴C B A ,2tan tan 1tan tan -=-+∴B A B A ,又tan 3tan B A =,2tan 31tan 42-=-∴AA,1tan =∴A , 由tan 3tan B A =>0知)2,0(π∈A ,=∴A 4π. 法二:由(1)B a A b cos 3cos =得22222b c a =+,由5cos C =,得ab c b a 52222=-+,从而ab b a 52322+=,a b a b 52322+=,解得53=a b ,53sin sin =∴A B ,59cos 1cos 122=--∴A B ,结合B a A b cos 3cos =与53=a b 知A a bB cos 3cos =, 22cos =∴A ,又由(1)知)2,0(,π∈B A ,=∴A 4π.24.在平面直角坐标系x O y 中,点A (-1,-2)、B (2,3)、C(-2,-1) . (1)求以线段AB 、A C 为邻边的平行四边形两条对角线的长;(2)设实数t 满足()AB tOC OC -⋅u u u r u u u r u u u r=0,求t 的值.【答案】(1)所求的两条对角线的长分别为42210(2)115t =-[解析](1)(方法一)由题设知(3,5),(1,1)AB AC ==-u u u r u u u r ,则(2,6),(4,4).AB AC AB AC +=-=u u u r u u u r u u u r u u u r 所以||210,||4 2.AB AC AB AC +=-=u u u r u u u r u u u r u u u r故所求的两条对角线的长分别为42、210.(方法二)设该平行四边形的第四个顶点为D,两条对角线的交点为E,则E 为B 、C 的中点,E(0,1),又E(0,1)为A 、D 的中点,所以D(1,4)故所求的两条对角线的长分别为B C=42、A D=210;(2)由题设知:OC u u u r =(-2,-1),(32,5)AB tOC t t -=++u u u r u u u r.由(()AB tOC OC -⋅u u u r u u u r u u u r =0,得:(32,5)(2,1)0t t ++⋅--=,从而511,t =-所以115t =-.或者 2· AB OC tOC =u u u r u u u r u u u r ,(3,5),AB =u u ur 2115||AB OC t OC ⋅==-u u u r u u u r u u u r .25.如图ABC ∆中,2,3,3,AB BC CA PQ ===是以A 为圆心,以1为半径的圆的一条直径.问:BC u u u r与PQ u u u r 的夹角θ为何值时,BP CQ ⋅u u u r u u u r 有最大值和最小值. 【答案】0θ=时BP CQ ⋅u u u r u u u r 有最大值0;πθ=时BP CQ ⋅u u u r u u u r有最小值-6 [解析]11,22BP AP AB PQ AB CQ AQ AC PQ AC =-=--=-=-u u u ru u u ru u u ru u ur u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,()211112242BP CQ PQ AB PQ AC PQ AB AC PQ AC AB⎛⎫⎛⎫⋅=---=-+⋅+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u ur u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r 211(2)cos 42r bc A PQ BC =-++⋅u u u r u u u r 222211()2cos 22r b c a r a θ=-++-+⋅⋅ 22221cos ()2ar b c a r θ=++--,当cos 1θ=,即0θ=时, ()2222max11()(239)131022BP CQb c a r ar ⋅=+--+=+--+⨯=u u u r u u u r; 当cos 1θ=-,即πθ=时, ()2222min11()(239)131622BP CQb c a r ar ⋅=+---=+---⨯=-u u u r u u u r.26.如图,在边长为1的正三角形ABC 中,,E F 分别是边,AB AC 上的点,若 ,AE mAB AF nAC ==u u u r u u u r u u u r u u u r,,(0,1)m n ∈.设EF 的中点为M ,BC 的中点为N .(1),,A M N 三点共线,求证:m n =;(2)若1m n +=,求||MN u u u u r 的最小值.BQACP第25题AEFM【答案】3. [解析](1)由,,A M N 三点共线,得//AM AN u u u u r u u u r, 设AM AN λ=u u u u r u u u r (λ∈R ),即11()()22AE AF AB AC λ+=+u u u r u u u r u u u r u u u r ,所以()mAB nAC AB AC λ+=+u u u r u u u r u u u r u u u r,所以m n =.(2)因为MN AN AM =-u u u u r u u u r u u u u r =11()()22AB AC AE AF +-+u u u r u u u r u u u r u u u r 11(1)(1)22m AB n AC =-+-u u u r u u u r ,又1m n +=,所以11(1)22MN m AB mAC =-+u u u u r u u u r u u u r,所以22222111||(1)(1)442MN m AB m AC m mAB AC =-++-⋅u u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r=222111113(1)(1)()4444216m m m m m -++-=-+, 故当12m =时,min 3||MN =u u u u r .三.课本改编题:1. 原题[2012年第4版·必修4教材第73页习题2.2第15题] 已知,OA OB u u u r u u u r 不共线,设OP OA bOB α=+u u u r u u u r u u u r,,a b 均为实数,且满足1a b +=,求证:,,A B P 三点共线.变式1:已知OA =u u u r a + 2b ,OB =u u u r 2a + 4b ,OC =u u u r3a + 6b (其中a 、b 是两个任意非零向量) ,证明:A 、B 、C 三点共线.证明:∵AB OB OA =-=u u u r u u u r u u u r a + 2b ,AC OC OA =-=u u u r u u u r u u u r2a + 4b ,∴ 2AC AB =u u u r u u u r所以,A 、B 、C 三点共线.变式2:已知点A 、B 、C 在同一直线上,并且OA =u u u r a + b ,(2)OB m =-u u u ra + 2b , (1)OC n =+u u u ra + 3b (其中a 、b 是两个任意非零向量) ,试求m 、n 之间的关系.【答案】260m n --=[解析](3)AB OB OA m =-=-u u u r u u u r u u u ra +b ,AC OC OA n =-=u u u r u u u r u u u r a + 2b 由A 、B 、C 三点在同一直线上可设AB k AC =u u u r u u u r,则 (3)21m kn k -=⎧⎨=⎩ 所以 1(3)2m n -= 即 260m n --=为所求.2.原题[2012年第4版·必修4教材第91页复习题第10题]已知:,OA BC OB AC ⊥⊥u u u r u u u r u u u r u u u r.求证:OC AB ⊥u u u r u u u r变式1:如图,矩形ABCD 内接于半径为r 的圆O ,点P 是圆周上任意一点,求证:222228PA PB PC PD r +++= 证明:OP OA OP OA PA ⋅-+=2222 ,OP OB OP OB PB ⋅-+=22222,OP OC OP OC PC ⋅-+=22222 ,OP OD OP OD PD ⋅-+=22222, 以上各式相加可证.变式2:已知△ABC 中,c AB b CA a BC ===,,,若a c c b b a ⋅=⋅=⋅,求证:△ABC 为正三角形.证明:a c c b ⋅=⋅Θ, ∴0)(=-a b c , 又∵0=++c b a , )(b a c +-=, 故0))((=-+-a b b a , 知a =b , 同理可知b=c , 故a =b=c , 得证.变式3:已知平行四边形ABCD 的两条对角线AC 与BD 交于E ,O 是任意一点,求证OE OD OC OB OA 4=+++.证明∵E 是对角线AC 与BD 的交点,∴DE ED BE CE EC AE -==-==,. 在△OAC 中,OE AE OA =+,.同理有OE DE OD OE CE OC OE BE OB =+=+=+,,四式相加可得:OE OD OC OB OA 4=+++.变式4:四边形ABCD 的边AD 和BC 的中点分别为E 、F , 求证:)(21DC AB EF +=证法一 ∵E 、F 分别为DA 、BC 的中点.∴BF FC EA DE==,又∵DE CD FC EF +++=0①AE BA FB EF +++=0② ①+②,得2)()()(AE DE BA CD FB FC EF ++++++=0 ∴2AB DC BA CD EF +=-+-=)(∴)(21DC AB EF += 证法二 连结EC ,EB∵EC FC EF =+,①EB FB EF =+② ①+②,得2EF +0=EB EC +,∴)(21EB EC EF +=又∵DC ED EC +=③ AB EA EB +=④③+④,得)(21AB EA DC ED EF +++=又∵EA ED +=0, ∴)(21DC AB EF +=.3.原题[原题[2007南通高三押题]如图,设P ,Q 为△ABC 内的两点,且2155AP AB AC =+u u u r u u u r u u u r,AQ u u u r =23AB u u u r +14AC u u ur ,则△ABP 的面积与△ABQ 的面积之比为 . 【答案】45. C N MQPBA716244EDO CBADA[解析] 设25AM AB =u u u u r u u u r ,15AN AC =u u u r u u u r,则AP AM AN =+u u u r u u u u r u u u r ,由平行四边形法则,知NP ∥AB ,所以ABP ABC S AN S AC∆∆=u u u ru u ur =15,同理可得14ABQ ABC S S ∆∆=,故45ABP ABQ S S ∆∆=. 变题1.已知点O 在ABC ∆内部,且有02=++OC OB OA . 求AOC ∆与AOB ∆的面积比. 【答案】1:2[解析]如图D 是AB 的中点,由平行四边形法则得:OE OD OB OA ==+2,由题意知OC OB OA 2-=+,所以O 是CD 的中点,即OC=OD ,由平面几何知识得OAB ABC S S ∆∆=2,AOC ADC ABC S S S ∆∆∆==42,因此AOC ∆与AOB ∆的面积比为1:2变题2.已知点O 在ABC ∆内部,且有042=++OC OB OA ,求OAB ∆与OBC ∆的面积比.【答案】4:1[解析]如图O 是三角形ADE 的重心,取B 为OD 的中点,C 为OE 的四等分点,这样才有042=++OC OB OA 成立,不妨设三角形ADE 的面积为24,由重心的性质知8===∆∆∆EOA DOE AOD S S S 所以4,1,2===∆∆∆OAB BOC AOC S S S ,所以OAB ∆与OBC ∆的面积比4:1通过上述三道习题的展示,我们不难发现面积比与系数有很大的联系,于是大胆的拓展 面积比就是对应的系数比,下面用重心的向量式来证明:已知点O 在ABC ∆内部,且有0321=++OC OB OA λλλ不妨设321,,λλλ均大于1 则321::::λλλ=∆∆∆OAB OAC OBC S S S证明:如图:设O 是DEF ∆的重心,那么0=++OF OE OD (重心的向量式) 不妨设321,,λλλ===,由三角形的面积公式得AOB OB OA S OAB ∠=∆21,AOB OE OD S ODE ∠=∆21因此211λλ=∆∆ODE OAB S S ,同理321λλ=∆∆OEF OBC S S ,131λλ=∆∆OFD OCA S S , 又因为OFD OEF ODE S S S ∆∆∆== 所以321211332::1:1:1::λλλλλλλλλ==∆∆∆OAB OAC OBC S S S。