全国高考理科数学试题分类汇编:平面向量
高考数学试题分类汇编——平面向量

高考数学试题分类汇编平面向量一. 选择题:1.(全国一5)在ABC △中,AB c =,AC b =.若点D 满足2BD DC =,则AD =( A )A .2133b c +B .5233c b -C .2133b c -D .1233b c + 2.(安徽卷2)若(2,4)AB =,(1,3)AC =, 则BC =( B )A . (1,1)B .(-1,-1)C .(3,7)D .(-3,-7)3.(安徽卷5)在三角形ABC 中,5,3,7AB AC BC ===,则BAC ∠的大小为( A )A .23πB .56πC .34πD .3π 4.(北京卷4)已知ABC △中,2a =3b =60B =,那么角A 等于( C )A .135B .90C .45D .305.(福建卷8)在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,若a 2+c 2-b 3ac ,则角B 的值为A A.6π B.3π C.6π或56π D.3π或23π 6.(广东卷3)已知平面向量(1,2)a =,(2,)b m =-,且a //b ,则23a b +=( B )A 、(5,10)--B 、(4,8)--C 、(3,6)--D 、(2,4)--7.(海南卷5)已知平面向量a =(1,-3),b =(4,-2),a b λ+与a 垂直,则λ是( A )A. -1B. 1C. -2D. 28.(海南卷9)平面向量a ,b 共线的充要条件是( D )A. a ,b 方向相同B. a ,b 两向量中至少有一个为零向量 C. R λ∃∈, b a λ= D. 存在不全为零的实数1λ,2λ,120a b λλ+=9.(湖北卷设1))2,1(-=a ,)4,3(-=b ,则=•+c b a )2( CA.(15,12)-B.0C.3-D.11-10.(湖南卷7)在ABC ∆中,AB=3,AC=2,BC=10,则AB AC ⋅= ( D )A .23-B .32-C .32D .23 11.(辽宁卷5)已知四边形ABCD 的三个顶点(02)A ,,(12)B --,,(31)C ,,且2BC AD =,则顶点D 的坐标为( A )A .722⎛⎫ ⎪⎝⎭,B .122⎛⎫- ⎪⎝⎭,C .(32),D .(13),12.(山东卷8)已知a b c ,,为ABC △的三个内角A B C ,,的对边,向量31)(cos sin )A A =-=,,,m n .若⊥m n ,且cos cos sin a B b A c C +=,则角A B ,的大小分别为( C )A .ππ63,B .2ππ36,C .ππ36,D .ππ33, 13.(四川卷3)设平面向量()()3,5,2,1a b ==-,则2a b -=( A )(A)()7,3 (B)()7,7 (C)()1,7 (D)()1,314.(四川卷7)ABC ∆的三内角,,A B C 的对边边长分别为,,a b c ,若5,22a b A B ==,则cos B =( B ) 5 5 5 515.(重庆卷4)若点P 分有向线段AB 所成的比为-13,则点B 分有向线段PA 所成的比是A (A)-32 (B)-12 (C) 12(D)3 二. 填空题:1.(全国二13)设向量(12)(23)==,,,a b ,若向量λ+a b 与向量(47)=--,c 共线,则=λ .22.(北京卷11)已知向量a 与b 的夹角为120,且4==a b ,那么b a •的值为 .8-3.(湖北卷12)在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 所对的边,已知3,3,30,a b c ===︒则A = . 6π 4.(湖南卷11)已知向量)3,1(=a ,)0,2(-=b ,则b a +=_____________________.25.(江苏卷5)a ,b 的夹角为120︒,1a =,3b = 则5a b -= .76.(江苏卷13)若2BC ,则ABC S ∆的最大值 .227.(江西卷16)如图,正六边形ABCDEF 中,有下列四个命题:A .2AC AF BC +=B .22AD AB AF =+C .AC AD AD AB ⋅=⋅D .()()AD AF EF AD AF EF ⋅=⋅ 其中真命题的代号是 (写出所有真命题的代号).A 、B 、D8.(陕西卷15)关于平面向量,,a b c .有下列三个命题: ①若c a b a ⋅=⋅,则=b c .②若(1)(26)k ==-,,,a b ,∥a b ,则3k =-. ③非零向量a 和b 满足||||||==-a b a b ,则a 与+a b 的夹角为60.其中真命题的序号为 ② .(写出所有真命题的序号)A B D E CF9.(上海卷5)若向量a ,b 满足12a b ==,且a 与b 的夹角为3π,则a b += .710.(天津卷14)已知平面向量(24)=,a ,(12)=-,b ,若()=-c a a b b ,则=c .211.(浙江卷14)在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,若()C a A c b cos cos 3=-,则=A cos 312.(浙江卷16)已知a 是平面内的单位向量,若向量b 满足()0b a b -=,则||b 的取值范围是 。
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)。
全国卷历年高考平面向量真题归类分析

全国卷历年高考平面向量真题归类分析(2015年-2019年共14套)一、代数运算(3题)1.(2015全国2卷13)设向量a,b 不平行,向量λa+b 与a+2b 平行,则实数λ= . 解:因为向量λa+b 与a+2b 平行,所以λa+b=k(a+2b),则所以.答案:2.(2017全国1卷13)已知向量,的夹角为,, ,则.解解,所以3.(2018全国2卷4)已知向量,满足,,则A. 4B. 3C. 2D. 0 解:因为所以选B.4.(2019全国1卷7)已知非零向量a ,b 满足a =2b ,且(a –b )⊥b ,则a 与b 的夹角为A.π6B.π3 C. 2π3 D. 5π6解:因为()a b b -⊥,所以2()a b b a b b -⋅=⋅-=0,所以2a b b ⋅=,所以cos θ=22||12||2a b b a b b ⋅==⋅,所以a 与b 的夹角为3π,故选B . 【归类分析】这类题主要考查利用平面向量数量积计算向量长度、夹角与垂直问题,渗透了转化与化归、数学计算等数学素养.解决问题的关键是熟悉公式及运算法则,求夹角公式为:121222221122cos x x y y a b a bx y x y θ+⋅==++,注意向量夹角范围为[0,]π.求模长则利用公式22a a a a ⋅==转化为向量数量积运算,注意运算结果开平方才是模长.这类题基本解题思路如下: 12,k k λ=⎧⎨=⎩,12λ=12a b 602=a 1=b 2+=a b ()22222(2)22cos602+=+=+⋅⋅⋅+a b a b a a b b 221222222=+⨯⨯⨯+=444++=122+=a b 所有相关向量统一用同一个基底表示22a a a a ⋅==求模,模长记得开平方二、几何运算(3题) 1.(2018全国1卷6)在解中,为边上的中线,为的中点,则A.B.C.D.解:根据向量的运算法则,可得,所以,故选A.2.(2015全国1卷7)设D 为解ABC 所在平面内一点,BC →=3CD →,则 ( )A. B. C. D. 解:选A.由题知3.(2017全国2卷12)已知是边长为2的等边三角形,为平面内一点,则的最小值是( ).A. B. C. D. 解:方法一:如图所示,取的中点,联结,取的中点,由, 则()()()22PA PB PC PD PA PE ED PE EA ⋅+=⋅=+⋅+=,当且仅当,即点与点重合时,取得最小值为,故选B.(方法二见模块三第8题)AC AB AD 3431+-=AC AB AD 3431-=AC AB AD 3134+=AC AB AD 3134-=11()33AD AC CD AC BC AC AC AB =+=+=+-=1433AB AC -+ABC △P ABC ()PA PB PC ⋅+2-32-43-1-BC D AD AD E 2PB PC PD +=()222PE ED-=2221132422PE AD AD ⎛⎫--=- ⎪⎝⎭20PE =P E 32-【归类分析】这类题主要考查利用平面向量的线性运算,解题时尽量画出符合要求的图形.平面向量基本定理是解决向量问题的出发点,通过线性运算可将平面内相关向量用同一基底表示.题目如果没有选定基底,则如何选取基底是关键,一般是选已知模长及夹角的两个不共线向量为基底,且其它向量便于用该基底表示.三、坐标运算(7题)1.(2016全国2卷3)已知向量a=(1,m),b=(3,-2),且(a+b)⊥b,则m= ( ) A.-8 B.-6 C.6 D.8 解:a+b=(4,m-2),因为(a+b)⊥b,所以(a+b)·b=12-2(m-2)=0,解得m=8.选D.2.(2016全国3卷3)已知向量1BA 2=⎛ ⎝⎭,31BC ,2=⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,则∠ABC= ( )A.30°B.45°C.60°D.120°解:选A.因为BA BC ⋅=12×12=,BA =BC =1,所以cos ∠ABC=BA BC 3=2BA BC⋅,即∠ABC=30°3.(2019全国2卷3)已知AB =(2,3),AC =(3,t),||BC =1,则AB BC ⋅= A. -3B. -2C. 2D. 3解:由(1,3)BC AC AB t =-=-,211BC ==,得3t =,则(1,0)BC =,(2,3)(1,0)21302AB BC ==⨯+⨯=.故选C .4.(2016全国1卷13)(2016·全国卷Ⅰ高考理科·T13)设向量a=(m,1),b=(1,2),且|a+b|2=|a|2+|b|2,则m= .解:由已知得:a+b=(m+1,3),所以|a+b|2=|a|2+|b|2⇔(m+1)2+32=m 2+12+12+22,解得m=-2.答案:-25.(2018全国3卷13)已知向量,,.若,则________. 解:由题可得 ,即,故答案为6.(2019全国3卷13)已知,a b 为单位向量,且a b ⋅=0,若25c a b =- ,则cos ,a c <>=___________. 解:因为25c a b =-,0a b ⋅=,所以225a c a a b ⋅=-⋅2=,222||4||455||9c a a b b =-⋅+=,所以||3c =,所以cos ,a c <>=22133a c a c ⋅==⨯⋅.7.(2017全国3卷12)在矩形中,,,动点在以点为圆心且与相切的圆上.若,则的最大值为( ). A .3B .C.D .2解:由题意,作出图像,如图所示.设与切于点,联结.以点为坐标原点,为轴正半轴,为轴正半轴建立直角坐标系,则点坐标为 .因为,.所以.因为切于点. 所以⊥.所以是斜边上的高., 即的半径为.因为点在上.所以点的轨迹方程为.设点的坐标为,可以设出点坐标满足的参数方程,而,,. 因为, 所以,. 两式相加得2sin()3θϕ++≤ (其中), 当且仅当,时,取得最大值为3.故选A.8.(2017全国2卷12)已知是边长为2的等边三角形,为平面内一点,则的最小值是( ).A. B.C. D. 方法二:如图所示建立直角坐标系,则()3,0A ,()0,1-B ,()0,1C ,设()y x P ,, 则()y x PA --=3,,()y x PB ---=,1,()y x PC --=,1,ABCD 1AB =2AD =P C BD AP AB AD λμ=+λμ+BD C E CE A AD x AB y C (2,1)||1CD =||2BC =BD =BD C E CE BD CE Rt BCD △BD 1222BCD BC CD S EC BD BD ⋅⋅⋅==△C P C P 224(2)(1)5x y -+-=P 00(,)x y P 0021x y θθ⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩00(,)AP x y =(0,1)AB =(2,0)AD =(0,1)(2,0)(2,)AP AB AD λμλμμλ=+=+=0112x μθ==01y λθ==+(22255112sin 55λμθθθϕ⎛⎫⎛⎫+=++=+++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭sin ϕcos ϕπ2π2k θϕ=+-k ∈Z λμ+ABC △P ABC ()PA PB PC ⋅+2-32-43-1-()()()23232232222,23,2222-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=-+=----=+⋅y x y y x y x y x PC PB PA所以,当23,0==y x ,即⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛23,0P 时,取得最小值为,故选B. 【归类分析】这类题主要考查利用平面向量的坐标运算,渗透了数学运算、直观想象素养.对于向量坐标运算,一定要弄清楚坐标运算的本质.由于选取了平面上两个互相垂直的单位向量作为基底(单位正交基底),这大大的降低了解题的难度.因此,遇到平面向量难题时要想到建立直角坐标系,用坐标法.32-相关点尽量在坐标轴上或成对称关系,向量坐标零越多越好 (1x AB =,写出所有相关向量的坐标。
高考数学(理)真题专题汇编:平面向量

高考数学(理)真题专题汇编:平面向量一、选择题1.【来源】2019年高考真题——理科数学(北京卷)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2.【来源】2019年高考真题——理科数学(全国卷Ⅱ) 已知AB =(2,3),AC =(3,t ),BC =1,则AB BC ⋅= A .-3 B .-2C .2D .33.【来源】2019年高考真题——理科数学(全国卷Ⅰ) 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 .π6B .π3C .2π3D .5π64.【来源】2018年高考真题——理科数学(天津卷)如图,在平面四边形ABCD 中,AB BC ⊥,AD CD ⊥,120BAD ∠=︒,1AB AD ==. 若点E 为边CD 上的动点,则⋅AE BE 的最小值为(A) 2116(B) 32(C) 2516(D) 35.【来源】2018年高考真题——理科数学(全国卷II ) 已知向量a ,b 满足|a |=1,a ·b =-1,则a ·(2a -b )= A .4B .3C .2D .06.【来源】2018年高考真题——理科数学(全国卷Ⅰ) 在△ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,则=A.43AB -41ACB. 41AB -43AC C. 43AB +41AC D. 41AB +43AC7.【来源】2016年高考真题——理科数学(天津卷)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 )8118.【来源】2017年高考真题——数学(浙江卷)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I 1=OB OA ⋅,I 2=OC OB ⋅,I 3=OD OC ⋅,则A .I 1<I 2<I 3B .I 1<I 3 <I 2C .I 3<I 1<I 2D . I 2<I 1<I 39.【来源】2017年高考真题——理科数学(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 .210.【来源】2017年高考真题——理科数学(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)(PC PB PA +⋅的最小值是( )A.-2B.23-C. 43-D.-111.【来源】2016年高考真题——理科数学(新课标Ⅱ卷)12.【来源】2014高考真题理科数学(福建卷)在下列向量组中,可以把向量()2,3=a 表示出来的是( ) A.)2,1(),0,0(21==e e B .)2,5(),2,1(21-=-=e e C.)10,6(),5,3(21==e e D.)3,2(),3,2(21-=-=e e二、填空题13.【来源】2019年高考真题——数学(浙江卷)已知正方形ABCD 的边长为1,当每个(1,2,3,4,5,6)i i λ=取遍±1时,123456||AB BC CD DA AC BD λλλλλλ+++++的最小值是________;最大值是_______.14.【来源】2019年高考真题——理科数学(天津卷)在四边形ABCD 中,,23,5,30ADBC AB AD A ==∠=︒∥,点E 在线段CB 的延长线上,且AE BE =,则BD AE ⋅= . 15.【来源】2019年高考真题——理科数学(全国卷Ⅲ)已知a ,b 为单位向量,且a ·b =0,若25=-c a b ,则cos ,<>=a c ___________. 16.【来源】2019年高考真题——理科数学(全国卷Ⅰ)已知双曲线C :22221(0,0)x y a b a b -=>>的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线与C 的两条渐近线分别交于A ,B 两点.若1F A AB =,120F B F B ⋅=,则C 的离心率为____________.17.【来源】2019年高考真题——数学(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_____.18.【来源】2018年高考真题——数学理(全国卷Ⅲ)已知向量()=1,2a ,()=2,2-b ,()=1,λc .若()2∥c a +b ,则λ=________. 19.【来源】2018年高考真题——数学(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,(5,0)B ,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 ▲ . 20.【来源】2017年高考真题——数学(浙江卷)已知向量a ,b 满足|a |=1,|b |=2,则|a +b |+|a -b |的最小值是________,最大值是_______.21.【来源】2017年高考真题——数学(江苏卷)在平面直角坐标系xOy 中,A (-12,0),B (0,6),点P 在圆O :x 2+y 2=50上,若20≤⋅PB PA ,则点P 的横坐标的取值范围是 .22.【来源】2017年高考真题——数学(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°。
近5年全国高考卷理科数学分类汇编-平面向量

近5年全国高考卷理科数学分类汇编-平面向量班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________一、选择题1. (2016理II)已知向量(1,)(3,2)m =-,=a b ,且()⊥a +b b ,则m=( )(A )−8 (B )−6 (C )6 (D )82. (2014理II)设向量a ,b 满足|a +b |a -b 则a ⋅b =( )A .1B .2C .3D .5 3. (2015理I)设D 为ABC ∆所在平面内一点3BC CD = ,则( )(A )1433AD AB AC =-+ (B )1433AD AB AC =- (C )4133AD AB AC =+ (D )4133AD AB AC =- 二、填空题4. (2016理I)设向量a =(m ,1),b =(1,2),且|a +b |2=|a |2+|b |2,则m = .5. (2012理)已知向量,a b 夹角为45︒ ,且1,2a a b =-= ;则_____b =6. (2013理II)已知正方形ABCD 的边长为2,E 为CD 的中点,则AE BD ⋅ =_______. 7. (2013理I)已知两个单位向量a ,b 的夹角为60 ,(1)c ta t b =+- ,若0b c ⋅= ,则t =_____。
8. (2014理I)已知C B A ,,为圆O 上的三点,若()+=21,则AB 与的夹角为_______. 9. (2015理II)设向量a ,b 不平行,向量a b λ+ 与2a b + 平行,则实数λ=_________.近5年全国高考卷理科数学分类汇编-平面向量(参考答案)一、选择题1. 【答案】D【解析】试题分析: (4,2)m +=-a b ,由()⊥a +b b 得43(2)(2)0m ⨯+-⨯-=,解得8m =,故选D.2. 【答案】A 【解析】因为22||()a b a b +=+=r u r r r 222a b a b ++⋅r r r r =10,22||()a b a b -=-=r u r r r 2226a b a b +-⋅=r r r r ,两式相加得:228a b +=r r ,所以1a b ⋅=r r ,故选A .考点:本小题主要考查平面向量的模、平面向量的数量积等平面向量知识,熟练基础知识与基本题型是解答好本类题目的关键。
专题03 平面向量(教师卷)- 十年(2015-2024)高考真题数学分项汇编(全国通用)

专题03平面向量考点十年考情(2015-2024)命题趋势考点1平面向量平行(共线)求参数(10年4考)2024·上海卷、2021·全国乙卷、2016·全国卷、2015·全国卷1.掌握平面向量的基本概念、线性运算及坐标运算,已知平面向量的关系要会求参数2.掌握基本定理的基底表示向量、能在平面几何图形中的应用3.掌握平面向量数量积的表示和计算、会求平面几何图形中的范围及最值等问题。
考点2平面向量垂直求参数(10年4考)2024·全国甲卷、2024·全国新Ⅰ卷、2023·全国新Ⅰ卷、2021·全国甲卷、2020·全国卷考点3平面向量的基本定理及其应用(10年4考)2022·全国新Ⅰ卷、2020·山东卷、2018·全国卷、2015·北京卷考点4平面向量的模长(10年7考)2024·全国新Ⅱ卷、2023·北京卷、2023·全国新Ⅱ卷、2022·全国乙卷、2021·全国甲卷、2020·全国卷、2019·全国卷、2017·全国卷、2017·浙江卷考点5求平面向量数量积(10年9考)2023·全国乙卷、2022·全国乙卷、2022·北京卷、2020·山东卷、2021·全国新Ⅰ卷、2022·全国甲卷、2021·天津卷、2021·全国新Ⅱ卷、2021·北京卷、2020·天津卷、2020·北京卷考点6求平面向量的夹角(10年6考)2023·全国甲卷、2023·全国甲卷、2022·全国新Ⅱ卷、2020·全国卷、2019·全国卷、2016·全国卷、2022·天津卷、2020·浙江卷、2019·全国卷、2019·全国卷考点01平面向量平行(共线)求参数1.(2024·上海·高考真题)已知()(),2,5,6,k a b k ∈==R ,且//a b ,则k 的值为.【答案】15【分析】根据向量平行的坐标表示得到方程,解出即可.【详解】//a b,256k ∴=⨯,解得15k =.故答案为:15.2.(2021·全国乙卷·高考真题)已知向量()()2,5,,4a b λ== ,若//a b r r ,则λ=.【答案】85【分析】利用向量平行的充分必要条件得到关于λ的方程,解方程即可求得实数λ的值.【详解】由题意结合向量平行的充分必要条件可得:2450λ⨯-⨯=,解方程可得:85λ=.故答案为:85.3.(2016·全国·高考真题)已知向量(,4),(3,2)a m b ==- ,且a b ∥,则m =___________.【答案】6-【分析】由向量平行的坐标表示得出2430m --⨯=,求解即可得出答案.【详解】因为a b∥,所以2430m --⨯=,解得6m =-.故答案为:6-【点睛】本题主要考查了由向量共线或平行求参数,属于基础题.4.(2015·全国·高考真题)设向量a ,b 不平行,向量a b λ+ 与2a b +平行,则实数λ=.【答案】12【详解】因为向量a b λ+ 与2a b + 平行,所以2a b k a b λ+=+ (),则{12,k k λ==,所以12λ=.考点:向量共线.考点02平面向量垂直求参数1.(2024·全国甲卷·高考真题)已知向量(0,1),(2,)a b x == ,若(4)b b a ⊥-,则x =()A .2-B .1-C .1D .2【答案】D【分析】根据向量垂直的坐标运算可求x 的值.【详解】因为()4b b a ⊥- ,所以()40b b a ⋅-=,所以240b a b -⋅=即2440x x +-=,故2x =,故选:D.2.(2024·全国新Ⅰ卷·高考真题)设向量()()1,,,2a x x b x =+=,则()A .“3x =-”是“a b ⊥”的必要条件B .“3x =-”是“//a b ”的必要条件C .“0x =”是“a b ⊥”的充分条件D .“1x =-”是“//a b ”的充分条件【答案】C【分析】根据向量垂直和平行的坐标表示即可得到方程,解出即可.【详解】对A ,当a b ⊥ 时,则0a b ⋅= ,所以(1)20x x x ⋅++=,解得0x =或3-,即必要性不成立,故A 错误;对C ,当0x =时,()()1,0,0,2a b == ,故0a b ⋅=,所以a b ⊥,即充分性成立,故C 正确;对B ,当//a b时,则22(1)x x +=,解得1x =B 错误;对D ,当1x =-时,不满足22(1)x x +=,所以//a b不成立,即充分性不立,故D 错误.故选:C.3.(2023·全国新Ⅰ卷·高考真题)已知向量()()1,1,1,1a b ==-,若()()a b a b λμ+⊥+ ,则()A .1λμ+=B .1λμ+=-C .1λμ=D .1λμ=-【答案】D【分析】根据向量的坐标运算求出a b λ+ ,a b μ+,再根据向量垂直的坐标表示即可求出.【详解】因为()()1,1,1,1a b ==- ,所以()1,1a b λλλ+=+- ,()1,1a b μμμ+=+-,由()()a b a b λμ+⊥+可得,()()0a b a b λμ+⋅+= ,即()()()()11110λμλμ+++--=,整理得:1λμ=-.故选:D .4.(2021·全国甲卷·高考真题)已知向量()()3,1,1,0,a b c a kb ===+ .若a c ⊥,则k =.【答案】103-.【分析】利用向量的坐标运算法则求得向量c的坐标,利用向量的数量积为零求得k 的值【详解】()()()3,1,1,0,3,1a b c a kb k ==∴=+=+,(),33110a c a c k ⊥∴⋅=++⨯= ,解得103k =-,故答案为:103-.【点睛】本题考查平面向量的坐标运算,平面向量垂直的条件,属基础题,利用平面向量()()1122,,,p x y q x y ==垂直的充分必要条件是其数量积12120x x y y +=.5.(2020·全国·高考真题)设向量(1,1),(1,24)a b m m =-=+- ,若a b ⊥,则m =.【答案】5【分析】根据向量垂直,结合题中所给的向量的坐标,利用向量垂直的坐标表示,求得结果.【详解】由a b ⊥可得0a b ⋅= ,又因为(1,1),(1,24)a b m m =-=+-,所以1(1)(1)(24)0a b m m ⋅=⋅++-⋅-=,即5m =,故答案为:5.【点睛】本题考查有关向量运算问题,涉及到的知识点有向量垂直的坐标表示,属于基础题目.考点03平面向量的基本定理及其应用1.(2022·全国新Ⅰ卷·高考真题)在ABC 中,点D 在边AB 上,2BD DA =.记CA m CD n == ,,则CB=()A .32m n -B .23m n -+C .32m n +D .23m n+ 【答案】B【分析】根据几何条件以及平面向量的线性运算即可解出.【详解】因为点D 在边AB 上,2BD DA =,所以2BD DA =,即()2CD CB CA CD -=- ,所以CB =3232CD CA n m -=- 23m n =-+.故选:B .2.(2020·山东·高考真题)已知平行四边形ABCD ,点E ,F 分别是AB ,BC 的中点(如图所示),设AB a =,AD b =,则EF 等于()A .()12a b +B .()12a b - C .()12b a - D .12a b+ 【答案】A【分析】利用向量的线性运算,即可得到答案;【详解】连结AC ,则AC 为ABC 的中位线,∴111222EF AC a b ==+ ,故选:A3.(2018·全国·高考真题)在△ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,则EB =A .3144AB AC -B .1344AB AC -C .3144+AB ACD .1344+AB AC【答案】A【分析】分析:首先将图画出来,接着应用三角形中线向量的特征,求得1122BE BA BD =+,之后应用向量的加法运算法则-------三角形法则,得到BC BA AC =+,之后将其合并,得到3144BE BA AC =+ ,下一步应用相反向量,求得3144EB AB AC =-,从而求得结果.【详解】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.【点睛】该题考查的是有关平面向量基本定理的有关问题,涉及到的知识点有三角形的中线向量、向量加法的三角形法则、共线向量的表示以及相反向量的问题,在解题的过程中,需要认真对待每一步运算.4.(2015·北京·高考真题)在△ABC 中,点M ,N 满足2,AM MC BN NC ==,若MN x AB y AC =+ ,则x =,y =.【答案】1216-【详解】特殊化,不妨设,4,3AC AB AB AC ⊥==,利用坐标法,以A 为原点,AB 为x 轴,AC 为y 轴,建立直角坐标系,3(0,0),(0,2),(0,3),(4,0),(2,)2A M CB N ,1(2,),(4,0),2MN AB =-=(0,3)AC =,则1(2,)(4,0)(0,3)2x y -=+,11142,3,,226x y x y ==-∴==-.考点:本题考点为平面向量有关知识与计算,利用向量相等解题.考点04平面向量的模长1.(2024·全国新Ⅱ卷·高考真题)已知向量,a b满足1,22a a b =+= ,且()2b a b -⊥ ,则b = ()A .12B .2C .2D .1【答案】B【分析】由()2b a b -⊥ 得22b a b =⋅,结合1,22a a b =+= ,得22144164a b b b +⋅+=+= ,由此即可得解.【详解】因为()2b a b -⊥ ,所以()20b a b -⋅= ,即22b a b =⋅,又因为1,22a a b =+= ,所以22144164a b b b +⋅+=+= ,从而2=b .故选:B.2.(2023·北京·高考真题)已知向量a b,满足(2,3),(2,1)a b a b +=-=- ,则22||||a b -= ()A .2-B .1-C .0D .1【答案】B【分析】利用平面向量数量积的运算律,数量积的坐标表示求解作答.【详解】向量,a b满足(2,3),(2,1)a b a b +=-=- ,所以22||||()()2(2)311a b a b a b -=+⋅-=⨯-+⨯=-.故选:B3.(2023·全国新Ⅱ卷·高考真题)已知向量a ,b满足a b - ,2a b a b +=- ,则b =.【分析】法一:根据题意结合向量数量积的运算律运算求解;法二:换元令c a b =-r rr ,结合数量积的运算律运算求解.【详解】法一:因为2a b a b +=- ,即()()222a ba b +=- ,则2222244a a b b a a b b +⋅+=-⋅+r r r r r r r r ,整理得220a a b -⋅= ,又因为a b -= ()23a b -= ,则22223a a b b b -⋅+==r r r r r ,所以b = .法二:设c a b =-r rr ,则2,22c a b c b a b c b =+=+-=+r r r r r r r r r ,由题意可得:()()2222c b c b +=+r r r r ,则22224444c c b b c c b b +⋅+=+⋅+r r r r r r r r ,整理得:22c b =r r ,即b c =r r4.(2022·全国乙卷·高考真题)已知向量(2,1)(2,4)a b ==-,,则a b -r r ()A .2B .3C .4D .5【答案】D【分析】先求得a b -,然后求得a b -r r .【详解】因为()()()2,12,44,3a b -=--=- ,所以5-== a b .故选:D5.(2021·全国甲卷·高考真题)若向量,a b满足3,5,1a a b a b =-=⋅= ,则b =.【答案】【分析】根据题目条件,利用a b -模的平方可以得出答案【详解】∵5a b -=∴222229225a b a b a b b -=+-⋅=+-=∴b =r.故答案为:6.(2020·全国·高考真题)设,a b 为单位向量,且||1a b +=,则||a b -=.【分析】整理已知可得:a b += ,a b 为单位向量即可求得21a b ⋅=-,对a b -r r 变形可得:a b -=,问题得解.【详解】因为,a b为单位向量,所以1a b ==r r所以1a b +=解得:21a b ⋅=-所以a b -=【点睛】本题主要考查了向量模的计算公式及转化能力,属于中档题.7.(2019·全国·高考真题)已知向量()()2332a b == ,,,,则|–|a b =A B .2C .D .50【答案】A【分析】本题先计算a b -,再根据模的概念求出||a b - .【详解】由已知,(2,3)(3,2)(1,1)a b -=-=-,所以||a b -==故选A【点睛】本题主要考查平面向量模长的计算,容易题,注重了基础知识、基本计算能力的考查.由于对平面向量的坐标运算存在理解错误,从而导致计算有误;也有可能在计算模的过程中出错.8.(2017·全国·高考真题)已知向量a 与b 的夹角为60°,|a |=2,|b |=1,则|a+2b |=.【答案】【详解】∵平面向量a 与b 的夹角为060,21a b == ,∴021cos601a b ⋅=⨯⨯=.∴2a b +===故答案为点睛:(1)求向量的夹角主要是应用向量的数量积公式.(2)a = 常用来求向量的模.9.(2017·浙江·高考真题)已知向量,a b满足1,2a b ==r r ,则a b a b ++- 的最小值是,最大值是.【答案】4【详解】设向量,a b 的夹角为θ,由余弦定理有:a b -==a b +==a b a b ++-=,令y =[]21016,20y =+,据此可得:()()maxmin4a b a ba b a b++-=++-=,即a b a b ++-的最小值是4,最大值是【名师点睛】本题通过设向量,a b的夹角为θ,结合模长公式,可得a b a b ++-= ,再利用三角函数的有界性求出最大、最小值,属中档题,对学生的转化能力和最值处理能力有一定的要求.考点05求平面向量数量积1.(2023·全国乙卷·高考真题)正方形ABCD 的边长是2,E 是AB 的中点,则EC ED ⋅=()A B .3C .D .5【答案】B【分析】方法一:以{},AB AD 为基底向量表示,EC ED uu u r uu u r,再结合数量积的运算律运算求解;方法二:建系,利用平面向量的坐标运算求解;方法三:利用余弦定理求cos DEC ∠,进而根据数量积的定义运算求解.【详解】方法一:以{},AB AD为基底向量,可知2,0AB AD AB AD ==⋅=uu u r uuu r uu u r uuu r ,则11,22EC EB BC AB AD ED EA AD AB AD =+=+=+=-+uu u r uu r uu u r uu u r uuu r uu u r uu r uuu r uu ur uuu r ,所以22111143224EC ED AB AD AD AB AD ⎛⎫⎛⎫⋅=+⋅-+=-+=-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭uu u r uu u r uu u r uuu r uu u r uuu r uu ur uuu r ;方法二:如图,以A 为坐标原点建立平面直角坐标系,则()()()1,0,2,2,0,2E C D ,可得()()1,2,1,2EC ED ==-uu u r uu u r,所以143EC ED ⋅=-+=uu u r uu u r;方法三:由题意可得:2ED EC CD ===,在CDE 中,由余弦定理可得2223cos25DE CE DC DEC DE CE +-∠==⋅,所以3cos 35EC ED EC ED DEC ⋅=∠==uu u r uu u r uu u r uu u r .故选:B.2.(2022·全国乙卷·高考真题)已知向量,a b 满足||1,||3,|2|3a b a b ==-= ,则a b ⋅=()A .2-B .1-C .1D .2【答案】C【分析】根据给定模长,利用向量的数量积运算求解即可.【详解】解:∵222|2|||44-=-⋅+a b a a b b ,又∵||1,||3,|2|3,==-=a b a b ∴91443134=-⋅+⨯=-⋅a b a b ,∴1a b ⋅= 故选:C.3.(2022·北京·高考真题)在ABC 中,3,4,90AC BC C ==∠=︒.P 为ABC 所在平面内的动点,且1PC =,则PA PB ⋅的取值范围是()A .[5,3]-B .[3,5]-C .[6,4]-D .[4,6]-【答案】D【分析】依题意建立平面直角坐标系,设()cos ,sin P θθ,表示出PA ,PB,根据数量积的坐标表示、辅助角公式及正弦函数的性质计算可得;【详解】解:依题意如图建立平面直角坐标系,则()0,0C ,()3,0A ,()0,4B ,因为1PC =,所以P 在以C 为圆心,1为半径的圆上运动,设()cos ,sin P θθ,[]0,2θπ∈,所以()3cos ,sin PA θθ=--,()cos ,4sin PB θθ=-- ,所以()()()()cos 3cos 4sin sin PA PB θθθθ⋅=-⨯-+-⨯-22cos 3cos 4sin sin θθθθ=--+13cos 4sin θθ=--()15sin θϕ=-+,其中3sin 5ϕ=,4cos 5ϕ=,因为()1sin 1θϕ-≤+≤,所以()415sin 6θϕ-≤-+≤,即[]4,6PA PB ⋅∈-;故选:D4.(2020·山东·高考真题)已知P 是边长为2的正六边形ABCDEF 内的一点,则AP AB ⋅的取值范围是()A .()2,6-B .(6,2)-C .(2,4)-D .(4,6)-【答案】A【分析】首先根据题中所给的条件,结合正六边形的特征,得到AP 在AB方向上的投影的取值范围是(1,3)-,利用向量数量积的定义式,求得结果.【详解】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-,故选:A.【点睛】该题以正六边形为载体,考查有关平面向量数量积的取值范围,涉及到的知识点有向量数量积的定义式,属于简单题目.二、多选题5.(2021·全国新Ⅰ卷·高考真题)已知O 为坐标原点,点()1cos ,sin P αα,()2cos ,sin P ββ-,()()()3cos ,sin P αβαβ++,()1,0A ,则()A .12OP OP = B .12AP AP =C .312OA OP OP OP ⋅=⋅D .123OA OP OP OP ⋅=⋅【答案】AC【分析】A 、B 写出1OP ,2OP 、1AP uuur ,2AP uuu r 的坐标,利用坐标公式求模,即可判断正误;C 、D 根据向量的坐标,应用向量数量积的坐标表示及两角和差公式化简,即可判断正误.【详解】A :1(cos ,sin )OP αα=,2(cos ,sin )OP ββ=- ,所以1||1OP == ,2||1OP = ,故12||||OP OP = ,正确;B :1(cos 1,sin )AP αα=- ,2(cos 1,sin )APββ=--,所以1||2|sin |2AP α===== ,同理2||2|sin |2AP β= ,故12||,||AP AP 不一定相等,错误;C :由题意得:31cos()0sin()cos()OA OP αβαβαβ⋅=⨯++⨯+=+,12cos cos sin (sin )cos()OP OP αβαβαβ⋅=⋅+⋅-=+ ,正确;D :由题意得:11cos 0sin cos OA OP ααα⋅=⨯+⨯= ,23cos cos()(sin )sin()OP OP βαββαβ⋅=⨯++-⨯+()()()cos βαβcos α2β=++=+,故一般来说123OA OP OP OP ⋅≠⋅故错误;故选:AC三、填空题6.(2022·全国甲卷·高考真题)设向量a ,b 的夹角的余弦值为13,且1a = ,3b =r ,则()2a b b +⋅= .【答案】11【分析】设a 与b 的夹角为θ,依题意可得1cos 3θ=,再根据数量积的定义求出a b ⋅ ,最后根据数量积的运算律计算可得.【详解】解:设a 与b 的夹角为θ,因为a 与b 的夹角的余弦值为13,即1cos 3θ=,又1a = ,3b =r ,所以1cos 1313a b a b θ⋅=⋅=⨯⨯= ,所以()22222221311a b b a b b a b b +⋅=⋅+=⋅+=⨯+= .故答案为:11.7.(2021·天津·高考真题)在边长为1的等边三角形ABC 中,D 为线段BC 上的动点,DE AB ⊥且交AB 于点E .//DF AB 且交AC 于点F ,则|2|BE DF +的值为;()DE DF DA +⋅的最小值为.【答案】11120【分析】设BE x =,由222(2)44BE DF BE BE DF DF +=+⋅+ 可求出;将()DE DF DA +⋅ 化为关于x 的关系式即可求出最值.【详解】设BE x =,10,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,ABC 为边长为1的等边三角形,DE AB ⊥,30,2,,12BDE BD x DE DC x ∠∴====-,//DF AB ,DFC ∴ 为边长为12x -的等边三角形,DE DF ⊥,22222(2)4444(12)cos 0(12)1BE DF BE BE DF DF x x x x ∴+=+⋅+=+-⨯+-=,|2|1BE DF +∴=,2()()()DE DF DA DE DF DE EA DE DF EA+⋅=+⋅+=+⋅ 222311)(12)(1)53151020x x x x x ⎛⎫=+-⨯-=-+=-+⎪⎝⎭,所以当310x =时,()DE DF DA +⋅ 的最小值为1120.故答案为:1;1120.8.(2021·全国新Ⅱ卷·高考真题)已知向量0a b c ++= ,1a = ,2b c == ,a b b c c a ⋅+⋅+⋅=.【答案】92-【分析】由已知可得()20a b c++= ,展开化简后可得结果.【详解】由已知可得()()()22222920a b ca b c a b b c c a a b b c c a ++=+++⋅+⋅+⋅=+⋅+⋅+⋅=,因此,92a b b c c a ⋅+⋅+⋅=- .故答案为:92-.9.(2021·北京·高考真题)已知向量,,a b c在正方形网格中的位置如图所示.若网格纸上小正方形的边长为1,则()a b c +⋅=;=a b ⋅ .【答案】03【分析】根据坐标求出a b +,再根据数量积的坐标运算直接计算即可.【详解】以,a b交点为坐标原点,建立直角坐标系如图所示:则(2,1),(2,1),(0,1)a b c ==-=,()4,0a b ∴+= ,()40010a b c +⋅=⨯+∴⨯=,()22113a b ∴⋅=⨯+⨯-=.故答案为:0;3.10.(2020·天津·高考真题)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】16132【分析】可得120BAD ∠= ,利用平面向量数量积的定义求得λ的值,然后以点B 为坐标原点,BC 所在直线为x 轴建立平面直角坐标系,设点(),0M x ,则点()1,0N x +(其中05x ≤≤),得出DM DN ⋅关于x 的函数表达式,利用二次函数的基本性质求得DM DN ⋅的最小值.【详解】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3,22A ⎛ ⎝⎭,∵又∵16AD BC = ,则5,22D ⎛ ⎝⎭,设(),0M x ,则()1,0N x +(其中05x ≤≤),5,2DM x ⎛=- ⎝⎭,3,2DN x ⎛=- ⎝⎭,()222532113422222DM DN x x x x x ⎛⎫⎛⎫⋅=--+=-+=-+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以,当2x =时,DM DN ⋅ 取得最小值132.故答案为:16;132.【点睛】本题考查平面向量数量积的计算,考查平面向量数量积的定义与坐标运算,考查计算能力,属于中等题.11.(2020·北京·高考真题)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-【分析】以点A 为坐标原点,AB 、AD 所在直线分别为x 、y 轴建立平面直角坐标系,求得点P 的坐标,利用平面向量数量积的坐标运算可求得PD 以及PB PD ⋅ 的值.【详解】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,PD ==()021(1)1PB PD ⋅=⨯-+⨯-=-.1-.【点睛】本题考查平面向量的模和数量积的计算,建立平面直角坐标系,求出点P 的坐标是解答的关键,考查计算能力,属于基础题.考点06求平面向量的夹角一、单选题1.(2023·全国甲卷·高考真题)已知向量()()3,1,2,2a b ==,则cos ,a b a b +-= ()A .117B.17CD【答案】B【分析】利用平面向量模与数量积的坐标表示分别求得()(),,a b a b a b a b +-+⋅-,从而利用平面向量余弦的运算公式即可得解.【详解】因为(3,1),(2,2)a b ==,所以()()5,3,1,1a b a b +=-=- ,则a b a b +==-== ()()()51312a b a b +⋅-=⨯+⨯-= ,所以()()cos ,17a b a b a b a b a b a b+⋅-+-=+-.故选:B.2.(2023·全国甲卷·高考真题)已知向量,,a b c满足1,a b c === 0a b c ++=,则cos ,a c b c 〈--〉=()A .45-B .25-C .25D .45【答案】D【分析】作出图形,根据几何意义求解.【详解】因为0a b c ++=,所以a b c +=-r r r ,即2222a b a b c ++⋅= ,即1122a b ++⋅=rr ,所以0a b ⋅= .如图,设,,OA a OB b OC c ===,由题知,1,OA OB OC OAB === 是等腰直角三角形,AB边上的高OD AD ==所以22CD CO OD =+=,1tan ,cos 3AD ACD ACD CD ∠==∠=,2cos ,cos cos 22cos 1a cbc ACB ACD ACD 〈--〉=∠=∠=∠-24215=⨯-=.故选:D.3.(2022·全国新Ⅱ卷·高考真题)已知向量(3,4),(1,0),t ===+a b c a b ,若,,<>=<> a c b c ,则t =()A .6-B .5-C .5D .6【答案】C【分析】利用向量的运算和向量的夹角的余弦公式的坐标形式化简即可求得【详解】解:()3,4c t =+ ,cos ,cos ,a c b c = ,即931635t t c c+++= ,解得5t =,故选:C4.(2020·全国·高考真题)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【分析】计算出()a ab ⋅+ 、a b + 的值,利用平面向量数量积可计算出cos ,a a b <+> 的值.【详解】5a = ,6b = ,6a b ⋅=-,()225619a a b a a b ∴⋅+=+⋅=-= .7a b +=,因此,()1919cos ,5735a a b a a b a a b⋅+<+>===⨯⋅+ .故选:D.【点睛】本题考查平面向量夹角余弦值的计算,同时也考查了平面向量数量积的计算以及向量模的计算,考查计算能力,属于中等题.5.(2019·全国·高考真题)已知非零向量a b ,满足2a b =,且b a b ⊥ (–),则a 与b的夹角为A .π6B .π3C .2π3D .5π6【答案】B【分析】本题主要考查利用平面向量数量积计算向量长度、夹角与垂直问题,渗透了转化与化归、数学计算等数学素养.先由()a b b -⊥ 得出向量,a b的数量积与其模的关系,再利用向量夹角公式即可计算出向量夹角.【详解】因为()a b b -⊥ ,所以2()a b b a b b -⋅=⋅- =0,所以2a b b ⋅=,所以cos θ=22||122||a b b b a b ⋅==⋅ ,所以a与b 的夹角为3π,故选B .【点睛】对向量夹角的计算,先计算出向量的数量积及各个向量的摸,在利用向量夹角公式求出夹角的余弦值,再求出夹角,注意向量夹角范围为[0,]π.6.(2016·全国·高考真题)已知向量1(2BA =uu v,12BC =uu u v 则∠ABC =A .30oB .45oC .60oD .120o【答案】A【详解】试题分析:由题意,得112222cos 11BA BC ABC BA BC⋅∠===⨯,所以30ABC ∠=︒,故选A .【考点】向量的夹角公式.【思维拓展】(1)平面向量a 与b 的数量积为||||cos a b a b θ⋅=,其中θ是a 与b 的夹角,要注意夹角的定义和它的取值范围:0180θ≤≤ ;(2)由向量的数量积的性质知|a ,·0a b a b ⇔⊥=,因此,利用平面向量的数量积可以解决与长度、角度、垂直等有关的问题.二、填空题7.(2022·天津·高考真题)在ABC 中,,CA a CB b == ,D 是AC 中点,2CB BE = ,试用,a b表示DE为,若AB DE ⊥,则ACB ∠的最大值为【答案】3122b a -6π【分析】法一:根据向量的减法以及向量的数乘即可表示出DE ,以{},a b 为基底,表示出,AB DE ,由AB DE⊥可得2234b a b a +=⋅,再根据向量夹角公式以及基本不等式即可求出.法二:以点E 为原点建立平面直角坐标系,设(0,0),(1,0),(3,0),(,)E B C A x y ,由AB DE ⊥可得点A 的轨迹为以(1,0)M -为圆心,以2r =为半径的圆,方程为22(1)4x y ++=,即可根据几何性质可知,当且仅当CA 与M 相切时,C ∠最大,即求出.【详解】方法一:31=22DE CE CD b a -=- ,,(3)()0AB CB CA b a AB DE b a b a =-=-⊥⇒-⋅-=,2234b a a b +=⋅222333cos 244a b a b b a ACB a b a b a b ⋅+⇒∠==≥= ,当且仅当3a b = 时取等号,而0πACB <∠<,所以(0,]6ACB π∠∈.故答案为:3122b a - ;6π.方法二:如图所示,建立坐标系:(0,0),(1,0),(3,0),(,)E B C A x y ,3(,(1,)22x y DE AB x y +=--=--,23()(1)022x y DE AB x +⊥⇒-+= 22(1)4x y ⇒++=,所以点A 的轨迹是以(1,0)M -为圆心,以2r =为半径的圆,当且仅当CA 与M 相切时,C ∠最大,此时21sin ,426r C C CM π===∠=.故答案为:3122b a - ;6π.8.(2020·浙江·高考真题)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【分析】利用向量模的平方等于向量的平方化简条件得1234e e ⋅≥u r u r ,再根据向量夹角公式求2cos θ函数关系式,根据函数单调性求最值.【详解】12|2|e e -u r u r Q 124412e e ∴-⋅+≤u r u r ,1234e e ∴⋅≥u r u r ,222121222121212(44)4(1)()cos (22)(106)53e e e e a b e e e e e e a b θ+⋅+⋅⋅∴===+⋅+⋅+⋅⋅u r u r u r u r r r u r u r u r u r u r u r r r 12424228(1(133********e e =-≥-=+⋅+⨯u r u r .故答案为:2829.【点睛】本题考查利用模求向量数量积、利用向量数量积求向量夹角、利用函数单调性求最值,考查综合分析求解能力,属中档题.9.(2019·全国·高考真题)已知向量(2,2),(8,6)a b ==- ,则cos ,a b =.【答案】10【分析】根据向量夹角公式可求出结果.【详解】cos ,10a b a b a b ⨯-+⨯<>==- .【点睛】本题考查了向量夹角的运算,牢记平面向量的夹角公式是破解问题的关键.10.(2019·全国·高考真题)已知,a b为单位向量,且a b ⋅ =0,若2c a =- ,则cos ,a c <>=.【答案】23.【分析】根据2||c结合向量夹角公式求出||c ,进一步求出结果.【详解】因为2c a = ,0a b ⋅= ,所以22a c a b⋅=-⋅2=,222||4||5||9c a b b =-⋅+= ,所以||3c = ,所以cos ,a c <>= 22133a c a c ⋅==⨯⋅ .【点睛】本题主要考查平面向量的数量积、向量的夹角.渗透了数学运算、直观想象素养.使用转化思想得出答案.。
专题09 平面向量【2023高考必备】2013-2022十年全国高考数学真题分类汇编(解析版)

2013-2022十年全国高考数学真题分类汇编专题09平面向量一、选择题1.(2022年全国乙卷理科·第3题)已知向量,a b 满足||1,||3,|2|3a b a b ==-=,则a b ⋅= ()A .2-B .1-C .1D .2【答案】C 解析:∵222|2|||44-=-⋅+a b a a b b ,又∵||1,||3,|2|3,==-=a b a b∴91443134=-⋅+⨯=-⋅a b a b , ∴1a b ⋅= 故选:C .【题目栏目】平面向量\平面向量的概念与线性运算\向量的线性运算 【题目来源】2022年全国乙卷理科·第3题2.(2022新高考全国II 卷·第4题)已知向量(3,4),(1,0),t ===+a b c a b ,若,,<>=<>a c b c ,则t =( )A .6-B .5-C .5D .6【答案】C解析:()3,4c t =+,cos ,cos ,a c b c =,即931635t tc c+++=,解得5t =. 故选C .【题目栏目】平面向量\平面向量的综合应用 【题目来源】2022新高考全国II 卷·第4题3.(2022新高考全国I 卷·第3题)在ABC 中,点D 在边AB 上,2BD DA =.记CA m CD n ==,,则CB =( )A .32m n -B .23m n -+C .32m n +D .23m n +【答案】B 解析:因点D 在边AB 上,2BD DA =,所以2BD DA =,即()2CD CB CA CD -=-,所以CB =3232CD CA n m -=-23m n =-+. 故选:B . 【题目栏目】平面向量\平面向量的基本定理【题目来源】2022新高考全国I 卷·第3题4.(2020年新高考I 卷(山东卷)·第7题)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-,故选:A . 【题目栏目】平面向量\平面向量的综合应用 【题目来源】2020年新高考I 卷(山东卷)·第7题5.(2020新高考II 卷(海南卷)·第3题)在ABC 中,D 是AB 边上的中点,则CB =( )A .2CD CA +B .2CD CA -C .2CD CA - D .2CD CA +【答案】C解析:()222CB CA AB CA AD CA CD CA CD CA -=+=+=+-= 【题目栏目】平面向量\平面向量的概念与线性运算\向量的线性运算 【题目来源】2020新高考II 卷(海南卷)·第3题6.(2020年高考数学课标Ⅲ卷理科·第6题)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⋅+<+>===⨯⋅+. 故选:D .【点睛】本题考查平面向量夹角余弦值的计算,同时也考查了平面向量数量积的计算以及向量模的计算,考查计算能力,属于中等题.【题目栏目】平面向量\平面向量的数量积\平面向量的数量积运算 【题目来源】2020年高考数学课标Ⅲ卷理科·第6题7.(2019年高考数学课标全国Ⅲ卷理科·第3题)已知()2,3AB =,()3,AC t =,1BC =,则AB BC ⋅=( )【答案】C【解析】∵()2,3AB =,()3,AC t =,∴()1,3BC AC AB t =-=-,∴()22131BC t =+-=,解得3t =,即()1,0BC =,则AB BC ⋅=()()2,31,021302⋅=⨯+⨯=.【点评】本题考查平面向量数量积的坐标运算,渗透了直观想象和数学运算素养.采取公式法,利用转化与化归思想解题.本题考点为平面向量的数量积,侧重基础知识和基本技能,难度不大.学生易在处理向量的法则运算和坐标运算处出错,借助向量的模的公式得到向量的坐标,然后计算向量数量积.【题目栏目】平面向量\平面向量的数量积\平面向量的数量积运算 【题目来源】2019年高考数学课标全国Ⅲ卷理科·第3题8.(2019年高考数学课标全国Ⅲ卷理科·第7题)已知非零向量a ,b 满足2a b =,且()a b b -⊥,则a 与b 的夹角为( )A .6π B .3π C .23π D .56π【答案】B 解析:()()222,0,a b b a b b a b b a b b b-⊥∴-⋅=⋅-=∴⋅==,所以221cos ,22ba b a b a bb⋅===⋅,所以,3a b π=.【题目栏目】平面向量\平面向量的数量积\平面向量的垂直问题【题目来源】2019年高考数学课标全国Ⅲ卷理科·第7题9.(2019年高考数学课标全国Ⅲ卷理科·第4题)古希腊时期,人们认为最美人体的头顶至肚脐的长度与肚脐至足底的长度之比为512510.618-≈,称为黄金分割比例),著名的“断臂维纳斯”便是如此.此外,最美 人体的头顶至咽喉的长度与咽喉至肚脐的长度之比也是512.若某人满足上述两个黄金 分割比例,且腿长为105cm ,头顶至脖子下端的长度为26cm ,则其身高可能是( )A .165cmB .175cmC .185cmD .190cm【答案】 答案:B解析:如图,0.618,0.618,0.618c aa b c d d b==∴==,26c <,则42.070.618c d =<,68.07a c d =+<,110.150.618ab =<,所以身高178.22h a b =+<,又105b >,所以0.61864.89a b =>,身高64.89105169.89h a b =+>+=,故(169.89,178.22)h ∈,故选B .【题目栏目】平面向量\线段的定比分点问题【题目来源】2019年高考数学课标全国Ⅲ卷理科·第4题10.(2018年高考数学课标Ⅲ卷(理)·第4题)已知向量a ,b 满足||1=a ,1⋅=-a b ,则(2)⋅-=a a b( )A .4B .3C .2D .0【答案】B解析:2(2)2||213⋅-=-⋅=+=a a b a a b ,故选B .【题目栏目】平面向量\平面向量的数量积\平面向量的数量积运算 【题目来源】2018年高考数学课标Ⅲ卷(理)·第4题11.(2018年高考数学课标卷Ⅲ(理)·第6题)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 + c d ab 头顶咽喉肚脐足底【答案】A解析:在ABC △中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,()11312244EB AB AE AB AD AB AB AC AB AC =-=-=-+=-,故选A . 【题目栏目】平面向量\平面向量的基本定理 【题目来源】2018年高考数学课标卷Ⅲ(理)·第6题12.(2017年高考数学课标Ⅲ卷理科·第12题)在矩形中,,,动点在以点为圆心且与相切的圆上,若,则的最大值为 ( )A .B .CD .【答案】A【解析】法一:以为坐标原点,所在直线为轴,所在直线为轴建立平面直角坐标系,如下图则,,,,连结,过点作于点 在中,有即所以圆的方程为 可设由可得 ABCD 1AB =2AD =P C BD AP AB AD λμ=+λμ+3252A AB x AD y ()0,0A ()1,0B ()0,2D ()1,2C BD C CE BD ⊥E Rt BDC ∆225BD AB AD =+=1122ACD S BC CD BD CE =⨯⨯=⨯⨯△1125125225CE CE ⨯⨯=⇒=C ()()224125x y -+-=25251,2P θθ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭AP AB AD λμ=+()25251,2sin ,255θθλμ⎛⎫++= ⎪ ⎪⎝⎭所以,所以 其中, 所以的最大值为,故选A .法二:通过点作于点,由,,可求得又由,可求得由等和线定理可知,当点的切线(即)与平行时,取得最大值又点到的距离与点到直线的距离相等,均为而此时点到直线251551sin 5λθμθ⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩2552cos 55λμθθ+=++()2sin θϕ=++25sin ϕ=5cos ϕ=λμ+3C CE BD ⊥E 1AB =2AD =22125BD =+1122ACD S CD CB BD CE =⨯⨯=⨯⨯△55CE =P FH DB λμ+A BD C BD 55A FH 2525256522r +=+=所以,所以的最大值为,故选A . 另一种表达:如图,由“等和线”相关知识知,当点在如图所示位置时,最大,且此时若,则有,由三角形全等可得,知,所以选A .法三:如图,建立平面直角坐标系设,即圆的方程是,若满足即 , ,所以,设 ,即,655325AFAB ==λμ+3P λμ+AG x AB y AD =+x y λμ+=+2AD DF FG ===3,0x y ==()()()()0,1,0,0,2,1,,A B D P x y 5()22425x y -+=()()(),1,0,1,2,0AP x y AB AD =-=-=AP AB AD λμ=+21x y μλ=⎧⎨-=-⎩,12x y μλ==-12x y λμ+=-+12x z y =-+102x y z -+-=点在圆上,所以圆心到直线的距离, ,解得,所以的最大值是,即的最大值是,故选A . 法四:由题意,画出右图.设与切于点,连接.以为原点,为轴正半轴,为轴正半轴建立直角坐标系则点坐标为.∵,.∴.切于点.∴⊥.∴是中斜边上的高. 即在上.∴点的轨迹方程为.设点坐标,可以设出点坐标满足的参数方程如下:而,,. ∵ ∴,. 两式相加得:(),P x y ()22425x y -+=d r ≤21514z -≤+13z ≤≤z 3λμ+3BD C E CE A AD x AB y C (2,1)||1CD =||2BC =22125BD +=BD C E CEBDCERt BCD△BD12||||222||5||||55BCD BC CD S EC BD BD ⋅⋅⋅====△C 255P C P 224(2)(1)5x y -+-=P 00(,)x y P 0022552155x y θθ⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩00(,)AP x y =(0,1)AB =(2,0)AD =(0,1)(2,0)(2,)AP AB AD λμλμμλ=+=+=0151cos 25x μθ==+02155y λθ==(其中,) 当且仅当,时,取得最大值3. 【考点】平面向量的坐标运算;平面向量基本定理【点评】(1)应用平面向量基本定理表示向量是利用平行四边形法则或三角形法则进行向量的加、减或数乘运算.(2)用向量基本定理解决问题的一般思路是:先选择一组基底,并运用该基底将条件和结论表示成向量的形式,再通过向量的运算来解决.【题目栏目】平面向量\平面向量的基本定理 【题目来源】2017年高考数学课标Ⅲ卷理科·第12题13.(2017年高考数学课标Ⅲ卷理科·第12题)已知是边长为2的等边三角形,为平面内一点,则的最小值是 ( )A .B .C .D .【答案】B【命题意图】本题主要考查等边三角形的性质及平面向量的线性运算﹑数量积,意在考查考生 转化与化归思想和运算求解能力 【解析】解法一:建系法连接,,,.,∴∴ ∴,∴ ∴最小值为 解法二:均值法2225151552552()())552sin()3λμθθθϕθϕ+=++=+++=++≤5sin 5ϕ=25cos 5ϕ=π2π2k θϕ=+-k ∈Z λμ+ABC ∆P ABC ()PA PB PC ⋅+2-32-43-1-OP ()0,3OA =()1,0OB =-()1,0OC =2PC PB PO +=()(),,3PO PA x y x y⋅=--⋅--222233324PO PA x y y x y ⎛⎫⋅=+-=+-- ⎪ ⎪⎝⎭34PO PA ⋅≥-()322PA PC PB PO PA ⋅+=⋅≥-32-∵,∴由上图可知:;两边平方可得∵ ,∴ ∴ ,∴最小值为解法三:配凑法 ∵∴∴最小值为【知识拓展】三角形与向量结合的题属于高考经典题,一般在压轴题出现,解决此类问题的通 法就是建系法,比较直接,易想,但有时计算量偏大. 【考点】 平面向量的坐标运算,函数的最值【点评】平面向量中有关最值问题的求解通常有两种思路:一是“形化”,即利用平面向量的几何意义将问题转化为平面几何中的最值或范围问题,然后根据平面图形的特征直接进行判断;二是“数化”,即利用平面向量的坐标运算,把问题转化为代数中的函数最值与值域、不等式我解集,方程有解等问题,然后利用函数、不等式、方程的有关知识来解决.【题目栏目】平面向量\平面向量的数量积\平面向量的数量积运算 【题目来源】2017年高考数学课标Ⅲ卷理科·第12题 14.(2016高考数学课标Ⅲ卷理科·第3题)已知向量13(,22BA =,31()22BC =,则ABC ∠= ( ) A .30︒ B .45︒C .60︒D .120︒【答案】A【解析】由题意,得133132222cos 112BA BC ABC BA BC⨯⋅∠===⨯⋅,所以30ABC ∠=︒,故选A. 【题目栏目】平面向量\平面向量的坐标运算 【题目来源】2016高考数学课标Ⅲ卷理科·第3题15.(2016高考数学课标Ⅲ卷理科·第3题)已知向量(1,)(3,2)a m b =-,=,且()a b b ⊥+,则m = ( )A .8-B .6-C .6D .82PC PB PO +=()2PA PC PB PO PA ⋅+=⋅OA PA PO =-()()2232PA PO PA PO =+-⋅()()222PA POPA PO +≥-⋅322PO PA ⋅≥-()322PA PC PB PO PA ⋅+=⋅≥-32-2PC PB PO +=()()()()()222232222PO PA PO PAPO PA AOPA PC PB PO PA +--+-⋅+=⋅==≥-32-【答案】D【解析】由()a b b ⊥+可得:()0a b b +=,所以20a bb,又(1,)(3,2)a m b =-,= 所以2232+(3(2))0m -+-=,所以8m ,故选D .【题目栏目】平面向量\平面向量的坐标运算 【题目来源】2016高考数学课标Ⅲ卷理科·第3题16.(2015高考数学新课标1理科·第7题)设D 为ABC 所在平面内一点3BC CD =,则( )A .1433AD AB AC =-+ B .1433AD AB AC =- C .4133AD AB AC =+ D .4133AD AB AC =- 【答案】A解析:由题知11()33AD AC CD AC BC AC AC AB =+=+=+-==1433AB AC -+,故选A . 考点:平面向量的线性运算【题目栏目】平面向量\平面向量的基本定理 【题目来源】2015高考数学新课标1理科·第7题17.(2014高考数学课标2理科·第3题)设向量a,b 满足,|a -,则a b=( )A .1B .2C .3D .5【答案】A解析:因为222||()210,a b a b a b a b +=+=++⋅=222||()26,a b a b a b a b -=-=+-⋅= 两式相加得:228,a b +=所以1a b ⋅=,故选A . 考点:(1)平面向量的模;(2)平面向量的数量积 难度:B备注:常考题【题目栏目】平面向量\平面向量的数量积\平面向量的数量积运算 【题目来源】2014高考数学课标2理科·第3题 二、多选题18.(2021年新高考Ⅲ卷·第10题)已知O 为坐标原点,点()1cos ,sin P αα,()2cos ,sin P ββ-,()()()3cos ,sin P αβαβ++,1,0A ,则 ( )A .12OP OP =B .12AP AP =C .312OA OP OP OP ⋅=⋅D .123OA OP OP OP ⋅=⋅ 【答案】AC106⋅解析:A :1(cos ,sin )OP αα=,2(cos ,sin )OP ββ=-,所以221||cos sin 1OP αα=+,222||(cos )(sin )1OP ββ=+-,故12||||OP OP =,正确; B :1(cos 1,sin )AP αα=-,2(cos 1,sin )AP ββ=--,所以222221||(cos 1)sin cos 2cos 1sin 2(1cos )4sin 2|sin|22AP αααααααα=-+-++-==,同理222||(cos 1)sin 2|sin|2AP βββ=-+,故12||,||AP AP 不一定相等,错误;C :由题意得:31cos()0sin()cos()OA OP αβαβαβ⋅=⨯++⨯+=+,12cos cos sin (sin )cos()OP OP αβαβαβ⋅=⋅+⋅-=+,正确;D :由题意得:11cos 0sin cos OA OP ααα⋅=⨯+⨯=,23cos cos()(sin )sin()OP OP βαββαβ⋅=⨯++-⨯+22cos cos sin sin cos sin sin cos cos sin αβαββαββαβ=--- cos cos2sin sin 2cos(2)αβαβαβ=-=+,错误;故选AC .【题目栏目】平面向量\平面向量的综合应用 【题目来源】2021年新高考Ⅲ卷·第10题 三、填空题19.(2022年全国甲卷理科·第13题)设向量a ,b 的夹角的余弦值为13,且1a =,3b =,则()2a b b +⋅=_________. 【答案】11解析:设a 与b 的夹角为θ,因为a 与b 的夹角的余弦值为13,即1cos 3θ=,又1a =,3b =,所以1cos 1313a b a b θ⋅=⋅=⨯⨯=,所以()22222221311a b b a b b a b b +⋅=⋅+=⋅+=⨯+=. 故答案为:11.【题目栏目】平面向量\平面向量的数量积\平面向量的夹角问题 【题目来源】2022年全国甲卷理科·第13题20.(2021年新高考全国Ⅲ卷·第15题)已知向量0a b c ++=,1a =,2b c ==,a b b c c a ⋅+⋅+⋅=_______.【答案】92-解析:由已知可得()()()22222920a b ca b c a b b c c a a b b c c a ++=+++⋅+⋅+⋅=+⋅+⋅+⋅=,因此,92a b b c c a ⋅+⋅+⋅=-.故答案为:92-.【题目栏目】平面向量\平面向量的综合应用【题目来源】2021年新高考全国Ⅲ卷·第15题21.(2021年高考全国乙卷理科·第14题)已知向量()()1,3,3,4a b ==,若()a b b λ-⊥,则λ=__________.【答案】35解析:因为()()()1,33,413,34a b λλλλ-=-=--,所以由()a b b λ-⊥可得,()()3134340λλ-+-=,解得35λ=.故答案为:35.【点睛】本题解题关键是熟记平面向量数量积的坐标表示,设()()1122,,,a x y b x y ==,121200a b a b x x y y ⊥⇔⋅=⇔+=,注意与平面向量平行的坐标表示区分.【题目栏目】平面向量\平面向量的坐标运算 【题目来源】2021年高考全国乙卷理科·第14题22.(2021年高考全国甲卷理科·第14题)已知向量()()3,1,1,0,a b c a kb ===+.若a c ⊥,则k =________.【答案】103-. 解析:()()()3,1,1,0,3,1a b c a kb k ==∴=+=+,(),33110a c a c k ⊥∴⋅=++⨯=,解得103k =-, 故答案为:103-. 【点睛】本题考查平面向量的坐标运算,平面向量垂直的条件,属基础题,利用平面向量()()1122,,,p x y q x y ==垂直的充分必要条件是其数量积12120x x y y +=.【题目栏目】平面向量\平面向量的综合应用 【题目来源】2021年高考全国甲卷理科·第14题23.(2020年高考数学课标Ⅲ卷理科·第14题)设,a b 为单位向量,且||1a b +=,则||a b -=______________.3【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 -=-=-⋅+=3【点睛】本题主要考查了向量模的计算公式及转化能力,属于中档题. 【题目栏目】平面向量\平面向量的综合应用 【题目来源】2020年高考数学课标Ⅲ卷理科·第14题24.(2020年高考数学课标Ⅲ卷理科·第13题)已知单位向量a →,b →的夹角为45°,k a b →→-与a →垂直,则k =__________. 【答案】22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:2202k a a b k →→→⨯-⋅=-=,解得:22k =. 2. 【点睛】本题主要考查平面向量的数量积定义与运算法则,向量垂直的充分必要条件等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.【题目栏目】平面向量\平面向量的数量积\平面向量的数量积运算 【题目来源】2020年高考数学课标Ⅲ卷理科·第13题25.(2019年高考数学课标Ⅲ卷理科·第13题)已知a ,b 为单位向量,且·=0a b ,若25c a b =-,则cos ,a c 〈〉=___________.【答案】23. 【解析】因为25c a b =-,·=0a b ,所以225=2a c a a b ⋅=-⋅,222||4||455||9c a a b b =-⋅+=,所以||3c =,所以cos ,a c 〈〉=22133a c a c ⋅==⨯⋅. 【点评】本题主要考查平面向量的数量积、向量的夹角.渗透了数学运算、直观想象素养.使用转化思想得出答案.【题目栏目】平面向量\平面向量的数量积\平面向量的夹角问题 【题目来源】2019年高考数学课标Ⅲ卷理科·第13题26.(2018年高考数学课标Ⅲ卷(理)·第13题)已知向量()1,2a =,()2,2b =-,()1,c λ=,若()//2c a b +,则λ= . 【答案】12解析:依题意可得()()()22,42,24,2a b +=+-=,又()1,c λ=,()//2c a b + 所以4210λ⨯-⨯=,解得12λ=. 【题目栏目】平面向量\平面向量的坐标运算【题目来源】2018年高考数学课标Ⅲ卷(理)·第13题27.(2017年高考数学新课标Ⅲ卷理科·第13题)已知向量,的夹角为,,,则__________. 【答案】【解析】法一:所以.法二(秒杀解法):利用如下图形,可以判断出的模长是以为边长的菱形对角线的长度,则为法三:坐标法依题意,可设,,所以 所以.【考点】平面向量的运算【点评】平面向量中涉及到有关模长的问题,用到的通法是将模长进行平方,利用向量数量积的知识进行a b 60︒2a =1b =2a b +=23222|2|||44||4421cos 60412a b a a b b +=+⋅+=+⨯⨯⨯+=|2|23a b +=2a b +23()2,0a =13,22b ⎛= ⎝⎭()((22,033a b +=+=()2223323a b +=+=解答,很快就能得出答案;另外,向量是一个工具型的知识,具备代数和几何特征,在做这类问题时可以使用数形结合的思想,会加快解题速度.【题目栏目】平面向量\平面向量的数量积\平面向量的模长问题 【题目来源】2017年高考数学新课标Ⅲ卷理科·第13题28.(2016高考数学课标Ⅲ卷理科·第13题)设向量(),1a m =,()1,2b =,且222a b a b +=+,则m = .【答案】2m =-【解析】由已知得:()1,3a b m +=+∴()22222222213112a b a b m m +=+⇔++=+++,解得2m =-.【题目栏目】平面向量\平面向量的坐标运算 【题目来源】2016高考数学课标Ⅲ卷理科·第13题29.(2015高考数学新课标2理科·第13题)设向量a ,b 不平行,向量a b λ+与2a b +平行,则实数λ=_________. 【答案】12解析:因为向量a b λ+与2a b +平行,所以2a b k a b λ+=+(),则12,k k λ=⎧⎨=⎩,所以12λ=.考点:向量共线.【题目栏目】平面向量\平面向量的概念与线性运算\平面向量的共线问题【题目来源】2015高考数学新课标2理科·第13题30.(2014高考数学课标1理科·第15题)已知A,B,C 是圆O 上的三点,若,则与的夹角为______. 【答案】 解析:∵,∴O 为线段BC 中点,故BC 为的直径, ∴,∴与的夹角为.考点:(1)平面向量在几何中的应用(2)向量的夹角(3)化归与转化思想 难度:B备注:高频考点【题目栏目】平面向量\平面向量的数量积\平面向量的数量积运算 【题目来源】2014高考数学课标1理科·第15题31.(2013高考数学新课标2理科·第13题)已知正方形ABCD 的边长为2,E 为CD 的中点,则AE BD⋅=________.1()2AO AB AC =+AB AC 0901()2AO AB AC =+O 090BAC ∠=AB AC 090【答案】2解析:由题意知:2211402222AE BD AD AD AB AB ⋅=-⋅-=--= 考点:(1)5.1.2向量的线性运算;(2)5.3.1平面向量的数量积运算 难度: A备注:高频考点【题目栏目】平面向量\平面向量的数量积\平面向量的数量积运算 【题目来源】2013高考数学新课标2理科·第13题32.(2013高考数学新课标1理科·第13题)已知两个单位向量,a b 的夹角为60°,(1)c ta t b =+-,若0b c •=,则t =_____. 【答案】 2解析:•b c =[(1)]t t •+-b a b =2(1)t t •+-a b b =112t t +-=112t -=0,解得t =2. 考点: (1)5.3.1平面向量的数量积运算.难度:A备注:高频考点【题目栏目】平面向量\平面向量的数量积\平面向量的数量积运算 【题目来源】2013高考数学新课标1理科·第13题。
专题09 平面向量(解析版)-三年(2022–2024)高考数学真题分类汇编(全国通用)

专题09平面向量考点三年考情(2022-2024)命题趋势考点1:平面向量线性运算2022年新高考全国I 卷数学真题平面向量数量积的运算、化简、证明及数量积的应用问题,如证明垂直、距离等是每年必考的内容,单独命题时,一般以选择、填空形式出现.交汇命题时,向量一般与解析几何、三角函数、平面几何等相结合考查,而此时向量作为工具出现.向量的应用是跨学科知识的一个交汇点,务必引起重视.预测命题时考查平面向量数量积的几何意义及坐标运算,同时与三角函数及解析几何相结合的解答题也是热点.考点2:数量积运算2022年高考全国甲卷数学(理)真题2023年高考全国乙卷数学(文)真题2022年高考全国乙卷数学(理)真题2024年北京高考数学真题考点3:求模问题2023年新课标全国Ⅱ卷数学真题2024年新课标全国Ⅱ卷数学真题2023年北京高考数学真题2022年高考全国乙卷数学(文)真题考点4:求夹角问题2023年高考全国甲卷数学(文)真题2023年高考全国甲卷数学(理)真题2022年新高考全国II 卷数学真题考点5:平行垂直问题2024年上海夏季高考数学真题2024年新课标全国Ⅰ卷数学真题2022年高考全国甲卷数学(文)真题2023年新课标全国Ⅰ卷数学真题2024年高考全国甲卷数学(理)真题考点6:平面向量取值与范围问题2024年天津高考数学真题2023年高考全国乙卷数学(理)真题2022年新高考北京数学高考真题2022年新高考天津数学高考真题2022年新高考浙江数学高考真题2023年天津高考数学真题考点1:平面向量线性运算1.(2022年新高考全国I 卷数学真题)在ABC 中,点D 在边AB 上,2BD DA =.记CA m CD n == ,,则CB=()A .32m n- B .23m n-+C .32m n+ D .23m n+ 【答案】B【解析】因为点D 在边AB 上,2BD DA =,所以2BD DA =,即()2CD CB CA CD -=- ,所以CB =3232CD CA n m -=- 23m n =-+ .故选:B .考点2:数量积运算2.(2022年高考全国甲卷数学(理)真题)设向量a ,b 的夹角的余弦值为13,且1a = ,3b =r ,则()2a b b +⋅= .【答案】11【解析】设a 与b 的夹角为θ,因为a 与b 的夹角的余弦值为13,即1cos 3θ=,又1a = ,3b =r ,所以1cos 1313a b a b θ⋅=⋅=⨯⨯= ,所以()22222221311a b b a b b a b b +⋅=⋅+=⋅+=⨯+= .故答案为:11.3.(2023年高考全国乙卷数学(文)真题)正方形ABCD 的边长是2,E 是AB 的中点,则EC ED ⋅=()A 5B .3C .25D .5【答案】B【解析】方法一:以{},AB AD为基底向量,可知2,0AB AD AB AD ==⋅=uu u r uuu r uu u r uuu r ,则11,22EC EB BC AB AD ED EA AD AB AD =+=+=+=-+uu u r uu r uu u r uu u r uuu r uu u r uu r uuu r uuu r uuu r ,所以22111143224EC ED AB AD AD AB AD ⎛⎫⎛⎫⋅=+⋅-+=-+=-+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭uu u r uu u r uu u r uuu r uu u r uuu r uu ur uuu r ;方法二:如图,以A 为坐标原点建立平面直角坐标系,则()()()1,0,2,2,0,2E C D ,可得()()1,2,1,2EC ED ==-uu u r uu u r,所以143EC ED ⋅=-+=uu u r uu u r;方法三:由题意可得:5,2ED EC CD ===,在CDE 中,由余弦定理可得2223cos 25255DE CE DC DEC DE CE +-∠==⋅⨯⨯,所以3cos 5535EC ED EC ED DEC ⋅=∠==uu u r uu u r uu u r uu u r .故选:B.4.(2022年高考全国乙卷数学(理)真题)已知向量,a b 满足||1,||3,|2|3a b a b ==-= ,则a b ⋅=()A .2-B .1-C .1D .2【答案】C【解析】∵222|2|||44-=-⋅+a b a a b b ,又∵||1,||3,|2|3,==-=a b a b ∴91443134=-⋅+⨯=-⋅a b a b ,∴1a b ⋅= 故选:C.5.(2024年北京高考数学真题)设a ,b 是向量,则“()()·0a b a b +-=”是“a b =- 或a b = ”的().A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【答案】B【解析】因为()()220a b a b a b +⋅-=-= ,可得22a b = ,即a b = ,可知()()0a b a b +⋅-= 等价于a b = ,若a b = 或a b =- ,可得a b = ,即()()0a b a b +⋅-=,可知必要性成立;若()()0a b a b +⋅-= ,即a b =,无法得出a b = 或a b =- ,例如()()1,0,0,1a b ==,满足a b = ,但a b ≠ 且a b ≠- ,可知充分性不成立;综上所述,“()()0a b a b +⋅-=”是“a b ≠ 且a b ≠- ”的必要不充分条件.故选:B.考点3:求模问题6.(2023年新课标全国Ⅱ卷数学真题)已知向量a ,b满足3a b -= ,2a b a b +=- ,则b = .3【解析】法一:因为2a b a b +=- ,即()()222a ba b +=-,则2222244a a b b a a b b +⋅+=-⋅+r r r r r r r r ,整理得220a a b -⋅= ,又因为3a b -= ()23a b -= ,则22223a a b b b -⋅+==r r r r r ,所以3b = 法二:设c a b =-r rr ,则3,2,22c a b c b a b c b =+=+-=+r r r r r r r r r ,由题意可得:()()2222c b c b +=+r r r r ,则22224444c c b b c c b b +⋅+=+⋅+r r r r r r r r ,整理得:22c b =r r ,即3b c ==r r 37.(2024年新课标全国Ⅱ卷数学真题)已知向量,a b满足1,22a a b =+= ,且()2b a b -⊥ ,则b = ()A .12B .22C .32D .1【答案】B【解析】因为()2b a b -⊥ ,所以()20b a b -⋅= ,即22b a b =⋅,又因为1,22a a b =+=,所以22144164a b b b +⋅+=+= ,从而22=b .故选:B.8.(2023年北京高考数学真题)已知向量a b,满足(2,3),(2,1)a b a b +=-=- ,则22||||a b -= ()A .2-B .1-C .0D .1【答案】B【解析】向量,a b 满足(2,3),(2,1)a b a b +=-=-,所以22||||()()2(2)311a b a b a b -=+⋅-=⨯-+⨯=-.故选:B9.(2022年高考全国乙卷数学(文)真题)已知向量(2,1)(2,4)a b ==-,,则a b -r r ()A .2B .3C .4D .5【答案】D【解析】因为()()()2,12,44,3a b -=--=- ,所以()22435-=+-a b .故选:D考点4:求夹角问题10.(2023年高考全国甲卷数学(文)真题)已知向量()()3,1,2,2a b ==,则cos ,a b a b +-= ()A .117B .1717C 55D 255【答案】B【解析】因为(3,1),(2,2)a b ==,所以()()5,3,1,1a b a b +=-=- ,则225334,112a b a b +=+-=+= ()()()51312a b a b +⋅-=⨯+⨯-= ,所以()()17cos ,342a b a b a b a b a b a b+⋅-+-==⨯+-.故选:B.11.(2023年高考全国甲卷数学(理)真题)已知向量,,a b c 满足1,2a b c === 0a b c ++=,则cos ,a c b c 〈--〉=()A .45-B .25-C .25D .45【答案】D【解析】因为0a b c ++=,所以a b c +=-r r r ,即2222a b a b c ++⋅= ,即1122a b ++⋅=r r ,所以0a b ⋅= .如图,设,,OA a OB b OC c ===,由题知,1,2,OA OB OC OAB === 是等腰直角三角形,AB 边上的高2222OD AD =所以22222CD CO OD =+=,1tan ,cos 310AD ACD ACD CD ∠==∠=,2cos ,cos cos 22cos 1a c b c ACB ACD ACD 〈--〉=∠=∠=∠-2421510=⨯-=.故选:D.12.(2022年新高考全国II 卷数学真题)已知向量(3,4),(1,0),t ===+ a b c a b ,若,,<>=<>a cbc ,则t =()A .6-B .5-C .5D .6【答案】C【解析】()3,4c t =+ ,cos ,cos ,a c b c =,即931635t t c c+++= ,解得5t =,故选:C考点5:平行垂直问题13.(2024年上海夏季高考数学真题))已知()(),2,5,6,k a b k ∈==R ,且//a b ,则k 的值为.【答案】15【解析】//a b,256k ∴=⨯,解得15k =.故答案为:15.14.(2024年新课标全国Ⅰ卷数学真题)已知向量(0,1),(2,)a b x == ,若(4)b b a ⊥-,则x =()A .2-B .1-C .1D .2【答案】D【解析】因为()4b b a ⊥- ,所以()40b b a ⋅-=,所以240b a b -⋅=即2440x x +-=,故2x =,故选:D.15.(2022年高考全国甲卷数学(文)真题)已知向量(,3),(1,1)a m b m ==+.若a b ⊥ ,则m =.【答案】34-/0.75-【解析】由题意知:3(1)0a b m m ⋅=++=,解得34m =-.故答案为:34-.16.(2023年新课标全国Ⅰ卷数学真题)已知向量()()1,1,1,1a b ==-,若()()a b a b λμ+⊥+ ,则()A .1λμ+=B .1λμ+=-C .1λμ=D .1λμ=-【答案】D【解析】因为()()1,1,1,1a b ==- ,所以()1,1a b λλλ+=+- ,()1,1a b μμμ+=+-,由()()a b a b λμ+⊥+可得,()()0a b a b λμ+⋅+= ,即()()()()11110λμλμ+++--=,整理得:1λμ=-.故选:D .17.(2024年高考全国甲卷数学(理)真题)设向量()()1,,,2a x x b x =+=,则()A .“3x =-”是“a b ⊥”的必要条件B .“3x =-”是“//a b ”的必要条件C .“0x =”是“a b ⊥”的充分条件D .“13x =-”是“//a b ”的充分条件【答案】C【解析】对A ,当a b ⊥时,则0a b ⋅= ,所以(1)20x x x ⋅++=,解得0x =或3-,即必要性不成立,故A 错误;对C ,当0x =时,()()1,0,0,2a b == ,故0a b ⋅= ,所以a b ⊥,即充分性成立,故C 正确;对B ,当//a b时,则22(1)x x +=,解得13x =,即必要性不成立,故B 错误;对D ,当13x =-时,不满足22(1)x x +=,所以//a b不成立,即充分性不立,故D 错误.故选:C.考点6:平面向量取值与范围问题18.(2024年天津高考数学真题)在边长为1的正方形ABCD 中,点E 为线段CD 的三等分点,1,2CE DE BE BA BC ==+uur uu r uu u r λμ,则λμ+=;F 为线段BE 上的动点,G 为AF 中点,则AF DG ⋅的最小值为.【答案】43518-【解析】解法一:因为12CE DE =,即23CE BA =uur uu r ,则13BE BC CE BA BC =+=+uu u r uur u uu ur r uu u r ,可得1,13λμ==,所以43λμ+=;由题意可知:1,0BC BA BA BC ==⋅=,因为F 为线段BE 上的动点,设[]1,0,13BF k BE k BA k BC k ==+∈,则113AF AB BF AB k BE k BA k BC ⎛⎫=+=+=-+ ⎪⎝⎭,又因为G 为AF 中点,则1111112232DG DA AG BC AF k BA k BC ⎛⎫⎛⎫=+=-+=-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,可得11111113232AF DG k BA k BC k BA k BC ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⋅=-+⋅-+- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦ 22111563112329510k k k k ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-=-- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,又因为[]0,1k ∈,可知:当1k =时,AF DG ⋅ 取到最小值518-;解法二:以B为坐标原点建立平面直角坐标系,如图所示,则()()()()11,0,0,0,0,1,1,1,,13A B C D E ⎛⎫--- ⎪⎝⎭,可得()()11,0,0,1,,13BA BC BE ⎛⎫=-==- ⎪⎝⎭,因为(),BE BA BC λμλμ=+=- ,则131λμ⎧-=-⎪⎨⎪=⎩,所以43λμ+=;因为点F 在线段1:3,,03BE y x x ⎡⎤=-∈-⎢⎥⎣⎦上,设()1,3,,03F a a a ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,且G 为AF 中点,则13,22a G a -⎛⎫-⎪⎝⎭,可得()131,3,,122a AF a a DG a +⎛⎫=+-=--⎪⎝⎭,则()()22132331522510a AF DG a a a +⎛⎫⎛⎫⋅=+---=+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ,且1,03a ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,所以当13a =-时,AF DG ⋅ 取到最小值为518-;故答案为:43;518-.19.(2023年高考全国乙卷数学(理)真题)已知O 的半径为1,直线PA 与O 相切于点A ,直线PB 与O 交于B ,C 两点,D 为BC 的中点,若2PO =,则PA PD ⋅的最大值为()A .122+B .1222+C .12+D .22+【答案】A【解析】如图所示,1,2OA OP ==,则由题意可知:π4APO ∠=,由勾股定理可得221PA OP OA =-=当点,A D 位于直线PO 异侧时或PB 为直径时,设=,04OPC παα∠≤<,则:PA PD⋅ =||||cos 4PA PD πα⎛⎫⋅+ ⎪⎝⎭ 12cos 4παα⎛⎫=+ ⎪⎝⎭222sin 22ααα⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭2cos sin cos ααα=-1cos 21sin 222αα+=-122224πα⎛⎫=-- ⎪⎝⎭04πα≤<,则2444πππα-≤-<∴当ππ244α-=-时,PA PD ⋅ 有最大值1.当点,A D 位于直线PO 同侧时,设,04OPC παα∠<<,则:PA PD ⋅ =||||cos 4PA PD πα⎛⎫⋅- ⎪⎝⎭ 12cos 4παα⎛⎫=- ⎪⎝⎭22222ααα⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭2cos sin cos ααα=+1cos 21sin 222αα+=+122224πα⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,04πα≤<,则32444πππα≤+<∴当242ππα+=时,PA PD ⋅有最大值122.综上可得,PA PD ⋅的最大值为122.故选:A.20.(2022年新高考北京数学高考真题)在ABC 中,3,4,90AC BC C ==∠=︒.P 为ABC 所在平面内的动点,且1PC =,则PA PB ⋅的取值范围是()A .[5,3]-B .[3,5]-C .[6,4]-D .[4,6]-【答案】D【解析】依题意如图建立平面直角坐标系,则()0,0C ,()3,0A ,()0,4B ,因为1PC =,所以P 在以C 为圆心,1为半径的圆上运动,设()cos ,sin P θθ,[]0,2θπ∈,所以()3cos ,sin PA θθ=-- ,()cos ,4sin PB θθ=-- ,所以()()()()cos 3cos 4sin sin PA PB θθθθ⋅=-⨯-+-⨯- 22cos 3cos 4sin sin θθθθ=--+13cos 4sin θθ=--()15sin θϕ=-+,其中3sin 5ϕ=,4cos 5ϕ=,因为()1sin 1θϕ-≤+≤,所以()415sin 6θϕ-≤-+≤,即[]4,6PA PB ⋅∈- ;故选:D21.(2022年新高考天津数学高考真题)在ABC 中,,CA a CB b == ,D 是AC 中点,2CB BE = ,试用,a b表示DE 为,若AB DE ⊥ ,则ACB ∠的最大值为【答案】3122b a - 6π【解析】方法一:31=22DE CE CD b a -=- ,,(3)()0AB CB CA b a AB DE b a b a =-=-⊥⇒-⋅-= ,2234b a a b +=⋅ 222333cos 244a b a b b a ACB a b a b a b⋅+⇒∠==≥= 3a b = 时取等号,而0πACB <∠<,所以(0,]6ACB π∠∈.故答案为:3122b a - ;6π.方法二:如图所示,建立坐标系:(0,0),(1,0),(3,0),(,)E B C A x y ,3(,),(1,)22x y DE AB x y +=--=-- ,23()(1)022x y DE AB x +⊥⇒-+ 22(1)4x y ⇒++=,所以点A 的轨迹是以(1,0)M -为圆心,以2r =为半径的圆,当且仅当CA 与M 相切时,C ∠最大,此时21sin ,426r C C CM π===∠=.故答案为:3122b a - ;6π.22.(2022年新高考浙江数学高考真题)设点P 在单位圆的内接正八边形128A A A 的边12A A 上,则222182PA PA PA +++ 的取值范围是.【答案】[122,16]+【解析】以圆心为原点,37A A 所在直线为x 轴,51A A 所在直线为y轴建立平面直角坐标系,如图所示:则1345726222222(0,1),,,(1,0),,,(0,1),,,(1,0)222222A A A A A A A ⎛⎫⎛⎫⎛⎫---- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,82222A ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,设(,)P x y ,于是()2222212888PA PA PA x y +++=++ ,因为cos 22.5||1OP ≤≤ ,所以221cos 4512x y +≤+≤ ,故222128PA PA PA +++ 的取值范围是[1222,16]+.故答案为:[1222,16]+.23.(2023年天津高考数学真题)在ABC 中,160BC A =∠= ,,11,22AD AB CE CD == ,记,AB a AC b == ,用,a b 表示AE = ;若13BF BC = ,则AE AF ⋅ 的最大值为.【答案】1142a b + 1324【解析】空1:因为E 为CD 的中点,则0ED EC += ,可得AE ED AD AE EC AC⎧+=⎪⎨+=⎪⎩ ,两式相加,可得到2AE AD AC =+ ,即122AE a b =+ ,则1142AE a b =+ ;空2:因为13BF BC = ,则20FB FC += ,可得AF FC AC AF FB AB ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,得到()22AF FC AF FB AC AB +++=+ ,即32AF a b =+ ,即2133AF a b =+ .于是()2211211252423312a b a F b a AE A a b b ⎛⎫⎛⎫+⋅+=+⋅+ ⎪ ⎪⎝⋅=⎭⎝⎭ .记,AB x AC y ==,则()()222222111525225cos 602221212122A x xy a a b b xy y x y E AF ⎛⎫+⋅+=++=++ ⎪⋅⎝⎭= ,在ABC 中,根据余弦定理:222222cos601BC x y xy x y xy =+-=+-= ,于是1519222122122AE xy x xy AF y ⎛⎫⎛⎫++=+ ⎪ ⎪⎝⎭=⎝⎭⋅ ,由221+-=x y xy 和基本不等式,2212x y xy xy xy xy +-=≥-=,故1xy ≤,当且仅当1x y ==取得等号,则1x y ==时,AE AF ⋅ 有最大值1324.故答案为:1142a b + ;1324.。
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全国高考理科数学试题分类汇编:平面向量
一、选择题
1 .(2013年高考上海卷(理))在边长为1的正六边形ABCDEF 中,记以A 为起点,其余顶点为终点的向量分
别为12345,,,,a a a a a u r u u r u u r u u r u u r ;以D 为起点,其余顶点为终点的向量分别为12345,,,,d d d d d u u r u u r u u r u u r u u r
.若,m M 分别为()()i j k r s t a a a d d d ++⋅++u r u u r u u r u u r u u r u u r
的最小值、最大值,其中{,,}{1,2,3,4,5}i j k ⊆,{,,}{1,2,3,4,5}r s t ⊆,
则,m M 满足( )
A .0,0m M =>
B .0,0m M <>
C .0,0m M <=
D .0,0m M <<
【答案】D .
2 .(2013年普通高等学校招生统一考试辽宁数学(理))
已知点()()1,3,4,1,A B AB -u u u r 则与向量同方向的单位向量为( )
A .3
455⎛⎫ ⎪⎝⎭
,-
B .4355⎛⎫ ⎪⎝⎭
,-
C .3455⎛⎫- ⎪⎝⎭
,
D .4355⎛⎫- ⎪⎝⎭
,
【答案】A
3 .(2013年普通高等学校招生统一考试浙江数学(理))设0,P ABC ∆是边AB 上一定点,满足AB B P 4
1
0=
,且对于边AB 上任一点P ,恒有C P B P PC PB 00•≥•.则( ) A .090=∠ABC B .090=∠BAC C .AC AB =
D .BC AC =
【答案】D [来源:学。
科。
网Z 。
X 。
X 。
K]
4 .(2013年普通高等学校招生统一考试福建数学(理))在四边形ABCD 中,(1,2)AC =u u u r ,(4,2)BD =-u u u r ,则四
边形的面积为( ) A 5B .25C .5 D .10
【答案】C
5 .(2013年普通高等学校招生统一考试安徽数学(理))在平面直角坐标系中,O 是坐标原点,两定点,A B 满
足2,OA OB OA OB ===u u u r u u u r u u u r u u u r g
则点集{}
|,1,,P OP OA OB R λμλμλμ=++≤∈u u u r u u u r u u u r
所表示的区域的面积是( ) A .22B .3C .42D .43【答案】D
6 .(2013年普通高等学校招生统一考试重庆数学(理))
在平面上,12AB AB ⊥u u u r u u u u r ,121OB OB ==u u u r u u u u r ,12AP AB AB =+u u u r u u u r u u u u r
.若12
OP <u u u r ,则OA u u u r 的取值范围是( )
A .50,2⎛⎤ ⎥ ⎝⎦
B .57,22⎛⎤
⎥ ⎝⎦
C .5,22⎛⎤
⎥ ⎝⎦
D .7,22⎛⎤
⎥ ⎝⎦
【答案】D
7 .(2013年高考湖南卷(理))已知
,a b 是单位向量,0a b =g .若向量c 满足
1,c a b c --=则的取值范围是( )
A .2-1,2+1⎡⎤⎣⎦
,
B .2-1,2+2⎡⎤⎣⎦
,
C .1,2+1⎡⎤⎣⎦
,
D .1,2+2⎡⎤⎣⎦
,
【答案】A
8 .(2013年普通高等学校招生统一考试大纲版数学(理))已知向量()()1,1,2,2m n λλ=+=+u r r
,若
(
)()
m n m n +⊥-u r r u r r
,则=λ( )
A .4-
B .3-
C .2-
D .-1
【答案】B
9 .(2013年高考湖北卷(理))已知点()1,1A -.()1,2B .()2,1C --.()3,4D ,则向量AB u u u r 在CD u u u
r 方向上
的投影为( ) A .
32
2
B .
315
2
C .32
2
-
D .315
2
-
【答案】A 二、填空题
10.(2013年普通高等学校招生统一考试新课标Ⅱ卷数学(理)(纯WORD 版含答案))已知正方形ABCD 的边
长为2,E 为CD 的中点,则AE BD =u u u r u u u r
g _______.
【答案】2
11.(2013年上海市春季高考数学试卷)已知向量(1 )a k =r
,,(9 6)b k =-r ,
.若//a b r r ,则实数 k = __________
【答案】3
4
-
12.(2013年普通高等学校招生统一考试山东数学(理))已知向量
AB
u u u r 与AC u u u r 的夹角为120°,且3AB =u u u r ,2AC =u u u r ,若AP AB AC λ=+u u u r u u u r u u u r ,且AP BC ⊥u u u r u u u r
,则实数λ的值为__________.
【答案】
712
13.(2013年高考新课标1(理))已知两个单位向量a ,b 的夹角为60°,c =t a +(1-t)b ,若b ·c =0,则t =_____.
【答案】t =2.
14.(2013年高考北京卷(理))向量a ,b ,c 在正方形网格中的位置如图所示.若c =λa +μb (λ,μ∈R),则
λ
μ
=_________. 【答案】4
15.(2013年普通高等学校招生统一考试浙江数学(理))设21,e e 为单位向量,非零向量R y x e y e x b ∈+=,,21,
若21,e e 的夹角为
6π
,则|
|b 的最大值等于________. 【答案】2
16.(2013年普通高等学校招生全国统一招生考试江苏卷)设E D ,分别是ABC ∆的边
BC AB ,上的
点,AB AD 21=
,BC BE 3
2
=,若AC AB DE 21λλ+= (21λλ,为实数),则21λλ+的值为__________.
【答案】
1
2
17.(2013年高考四川卷(理))在平行四边形ABCD 中,对角线AC 与BD 交于点O ,AB AD AO λ+=u u u r u u u r u u u r
,
则λ=_________.
【答案】2
18.(2013年高考江西卷(理))设1e ,2e 为单位向量.且1e ,2e 的夹角为
3
π
,若123a e e =+,12b e =,则向量a 在b 方向上的射影为 ___________
【答案】
5
2
19.(2013年普通高等学校招生统一考试天津数学(理))在平行四边形ABCD 中, AD = 1, 60BAD ︒∠=, E
为CD 的中点. 若·1AD BE =u u u r u u u r
, 则AB 的长为______.
【答案】
1
2
b
c
a。