高中数学 第二章 《平面向量》测试题B卷 新人教A版必修4
高中数学必修4 第二章 《平面向量》测试题B 卷考试时间:100分钟,满分:150分一、选择题:在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请把正确答案的代号填在题后的括号内(每小题5分,共50分).1.化简AB →+BD →-AC →-CD →等于 ( ) A.AD → B .0 C.BC → D.DA →2.已知MA →=(-2,4),MB →=(2,6),则12AB →= ( )A .(0,5)B .(0,1)C .(2,5)D .(2,1) 3.下列说法正确的是( )A .(a ·b )c =a (b ·c )B .a ·c =b ·c 且c ≠0,则a =bC .若a ≠0,a ·b =0,则b =0D .|a ·b |≤|a |·|b |4.设向量a =(1,0),b =(12,12),则下列结论中正确的是 ( )A .|a |=|b |B .a ·b =22C .a -b 与b 垂直D .a ∥b 5.如图,正方形ABCD 中,点E 、F 分别是DC 、BC 的中点,那么EF →= ( )A.12AB →+12AD → B .-12AB →-12AD → C .-12AB →+12AD → D.12AB →-12AD 6.已知△ABC 中,AB →=a ,AC →=b ,a ·b <0,S △ABC =154,|a |=3,|b |=5,则a 与b 的夹角为( )A .30°B .-150°C .150°D .30°或150°7.已知a 、b 、c 是共起点的向量,a 、b 不共线,且存在m 、n ∈R 使c =m a +n b 成立,若a 、b 、c 的终点共线,则必有( )A .m +n =0B .m -n =1C .m +n =1D .m +n =-18.已知点A (-1,1)、B (1,2)、C (-2,-1)、D (3,4),则向量AB →在CD →方向上的投影为( )A.322B.3152 C .-322D .-31529.设向量a ,b ,c 满足|a |=|b |=1,a ·b =-12,〈a -c ,b -c 〉=60°,则|c |的最大值等于 ( )A .2 B. 3 C. 2D .110.设A 1,A 2,A 3,A 4是平面直角坐标系中两两不同的四点,若A 1A 3→=λA 1A 2→(λ∈R ),A 1A 4→=μA 1A 2→(μ∈R ),且1λ+1μ=2,则称A 3,A 4调和分割A 1,A 2,已知点C (c,0),D (d,0),(c ,d∈R )调和分割点A (0,0),B (1,0),则下面说法正确的是( )A .C 可能是线段AB 的中点 B .D 可能是线段AB 的中点C .C ,D 可能同时在线段AB 上 D .C ,D 不可能同时在线段AB 的延长线上 二、填空题(每小题6分,共计24分).11.已知向量a 、b ,且AB →=a +2b ,BC →=-5a +6b ,CD →=7a -2b ,则A 、B 、C 、D 四点中一定共线的三点是____________.12.已知向量a =(1,1),b = (2,-3),若k a -2b 与a 垂直,则实数k 等于________. 13.已知向量a =(1,2),b =(1,0),c =(3,4).若λ为实数,(a +λb )∥c ,则λ的值为____________.14.正三角形ABC 边长为2,设BC →=2BD →,AC →=3AE →,则AD →·BE →=________.三、解答题(共76分).15.(本题满分12分)已知向量a =(1,2),b =(x,1) (1)若〈a ,b 〉为锐角,求x 的范围; (2)当(a +2b )⊥(2a -b )时,求x 的值.16.(本题满分12分)设e 1、e 2是正交单位向量,如果OA →=2e 1+m e 2,OB →=n e 1-e 2,OC →=5e 1-e 2,若A 、B 、C 三点在一条直线上,且m =2n ,求m 、n 的值. 17.(本题满分12分)已知a 和b 是两个非零的已知向量,当a +t b (t ∈R )的模取最小值时. (1)求t 的值;(2)已知a 与b 成45°角,求证:b 与a +t b (t ∈R )垂直.18.(本题满分12分)已知向量a =(3,-1),b =(12,32).(1)求证:a ⊥b ;(2)是否存在不等于0的实数k 和t ,使x =a +(t 2-3)b ,y =-k a +t b ,且x ⊥y ?如果存在,试确定k 和t 的关系;如果不存在,请说明理由.19.(本题满分14分)已知A (3,0),B (0,3),C (cos α,sin α).(1)若AC →·BC →=-1,求sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4的值; (2)若|OA →+OC →|=13,且α∈(0,π),求OB →与OC →的夹角.20.(本题满分14分)如图,已知△ABC 的三个顶点坐标为A (0,-4),B (4,0),C (-6,2).(1)求△ABC 的面积;(2)若四边形的ABCD 为平行四边形,求D 点的坐标.高中数学必修4 第二章 《平面向量》测试题B 卷参考答案一、 选择题1. 【答案】B.【解析】 AB →+BD →-AC →-CD →=AD →-(AC →+CD →)=AD →-AD →=0. 2. 【答案】D.【解析】∵AB →=MB →-MA →=(4,2),∴12AB →=(2,1).3. 【答案】D.【解析】对于A :向量的数量积不满足结合律;对于B :向量的数量积不满足消去律;对于C :只要a 与b 垂直时就有a ·b =0;对于D :由数量积定义有|a ·b |=||a ||b |cos θ|≤|a ||b |,这里θ是a 与b 的夹角,只有θ=0或θ=π时,等号成立. 4. 【答案】C.【解析】 a =(1,0),b =(12,12),∴|a |=1,|b |=14+14=22,∴A 错误;∵a ·b =1×12+0×12=12,∴B 错误;∵a -b =(12,-12),∴(a -b )·b =12×12-12×12=0,∴C 正确;∵1×12-0×12=12≠0,∴D 错误.5. 【答案】 D【解析】 EF →=12DB →=12(AB →-AD →).6.【答案】 C【解析】由a ·b <0可知a ,b 的夹角θ为钝角,又S △ABC =12|a |·|b |sin θ,∴12×3×5×sin θ=154,∴sin θ=12⇒θ=150°. 7.【答案】 C【解析】设OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,∵a 、b 、c 的终点共线,∴设AC →=λAB →,即OC →-OA →=λ(OB →-OA →),∴OC →=(1-λ)OA →+λOB →, 即c =(1-λ)a +λb ,又c =m a +n b ,∴⎩⎪⎨⎪⎧1-λ=m ,λ=n ,∴m +n=1.8. 【答案】 A【解析】本题考查向量数量积的几何意义及坐标运算. 由条件知AB →=(2,1),CD →=(5,5),AB →·CD →=10+5=15. |CD →|=52+52=52,则AB →在CD →方向上的投影为|AB →|cos 〈AB →,CD →〉=AB →·CD →|CD →|=1552=322,故选A.9. 【答案】A.【解析】如图,设OA →=a , OB →=b ,OC →=c ,则CA →=a -c ,CB →=b -c .∵|a |=|b |=1,∴OA =OB =1. 又∵a ·b =-12, ∴|a |·|b |·cos∠AOB =-12, ∴cos∠AOB =-12.∴∠AOB =120°.又∵〈 a -c ,b -c 〉=60°,而120°+60°=180°,∴O 、A 、C 、B 四点共圆.∴当OC 为圆的直径时,|c |最大,此时∠OAC =∠OBC =90°,∴Rt △AOC ≌Rt △BOC ,∴∠ACO =∠BCO =30°,∴|OA |=12|OC |,∴|OC |=2|OA |=2.10. 【答案】D.【解析】依题意,若C ,D 调和分割点A ,B ,则有AC →=λAB →,AD →=μAB →,且1λ+1μ=2.若C是线段AB 的中点,则有AC →=12AB →,此时λ=12.又1λ+1μ=2,所以1μ=0,不可能成立.因此A 不对,同理B 不对.当C ,D 同时在线段AB 上时,由AC →=λAB →,AD →=μAB →知0<λ<1,0<μ<1,此时1λ+1μ>2,与已知条件1λ+1μ=2矛盾,因此C 不对.若C ,D 同时在线段AB 的延长线上,则AC →=λAB →时,λ>1,AD →=μAB →时,μ>1,此时1λ+1μ<2,与已知1λ+1μ=2矛盾,故C ,D 不可能同时在线段AB 的延长线上.二、 填空题11.【答案】A ,B ,D【解析】 BD →=BC →+CD →=(-5a +6b )+(7a -2b )=2a +4b =2(a +2b )=2AB →. 12.【答案】 -1【解析】 (k a -2b )·a =0,[k (1,1)-2(2,-3)]·(1,1)=0,即(k -4,k +6)·(1,1)=0,k -4+k +6=0, ∴k =-1. 13.【答案】 12【解析】 a +λb =(1,2)+λ(1,0)=(1+λ,2),∵(a +λb )∥c ,∴4(1+λ)-3×2=0,解得λ=12.14. 【答案】 -2【解析】 ∵AD →=AB →+BD →=AB →+12BC →,BE →=AE →-AB →=13AC →-AB →,∴AD →·BE →=(AB →+12BC →)·(13AC →-AB →)=13AB →·AC →+16BC →·AC →-12BC →·AB →-AB →2=13×2×2×12+16×2×2×12+12×2×2×12-22=-2.三、 解答题15. 解: (1)若〈a ,b 〉为锐角,则a ·b >0且a 、b 不同向.a ·b =x +2>0,∴x >-2当x =12时,a 、b 同向.∴x >-2且x ≠12(2)a +2b =(1+2x,4),(2a -b )=(2-x,3) (2x +1)(2-x )+3×4=0 即-2x 2+3x +14=0 解得:x =72或x =-2.16. 解: 以O 为原点,e 1、e 2的方向分别为x ,y 轴的正方向,建立平面直角坐标系xOy , 则OA →=(2,m ),OB →=(n ,-1),OC →=(5,-1), 所以AC →=(3,-1-m ),BC →=(5-n,0),又因为A 、B 、C 三点在一条直线上,所以AC →∥BC →, 所以3×0-(-1-m )·(5-n )=0,与m =2n 构成方程组⎩⎪⎨⎪⎧mn -5m +n -5=0m =2n ,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-1n =-12或⎩⎪⎨⎪⎧m =10,n =5.17. 解: (1)设a 与b 的夹角为θ,则|a +t b |2=|a |2+t 2|b |2+2t ·a ·b =|a |2+t 2·|b |2+2|a |·|b |·t ·c os θ=|b |2(t +|a ||b |cos θ)2+|a |2(1-cos 2θ).∴当t =-|a ||b |cos θ时,|a +t b |取最小值|a |sin θ.(2)∵a 与b 的夹角为45°,∴cos θ=22,从而t =-|a ||b |·22,b ·(a +t b )=a ·b +t ·|b |2=|a |·|b |·22-22·|a ||b |·|b |2=0,所以b 与a +t b (t ∈R )垂直,即原结论成立. 18. 解: (1)a ·b =(3,-1)·(12,32)=32-32=0,∴a ⊥b .(2)假设存在非零实数k ,t 使x ⊥y ,则[a +(t 2-3)b ]·(-k a +t b )=0, 整理得-k a 2+[t -k (t 2-3)]a ·b +t (t 2-3)b 2=0. 又a ·b =0,a 2=4,b 2=1.∴-4k +t (t 2-3)=0,即k =14(t 2-3t )(t ≠0),故存在非零实数k 、t ,使x ⊥y 成立, 其关系为k =14(t 3-3t )(t ≠0).19. 解:(1)∵AC →=(cos α-3,sin α),BC →=(cos α,sin α-3), ∴AC →·BC →=(cos α-3)cos α+sin α(sin α-3)=-1,得cos 2+sin 2α-3(cos α+sin α)=-1,∴cos α+sin α=23,∴sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4=23. (2)∵|OA →+OC →|=13,∴(3+cos α)2+sin 2α=13,∴cos α=12,∵α∈(0,π),∴α=π3,sin α=32,∴C ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32,∴OB →·OC →=332,设OB →与OC →的夹角为θ,则cos θ=OB →·OC →|OB →|·|OC →|=3323=32.∵θ∈[0,π],∴θ=π6即为所求的角.20. 解:如图,(1)作BC 边上的高为AE ,设E (x ,y ),∴AE →=(x ,y +4),BE →=(x -4,y ),BC →=(-10,2), 由AE →⊥BC →,则-10x +2(y +4)=0①由于BE →与BC →共线,则2(x -4)+10y =0② 由①②解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1213y =813,因此S △ABC =12|BC →|·|AE →|=12·104·122+602132=26×122613=24. (2)设D (x ,y ),则AD →=(x ,y +4),BC →=(-10,2),由题意可知AD →=BC →,∴(x ,y +4)=(-10,2), 即⎩⎪⎨⎪⎧ x =-10y +4=2,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =-10y =-2, 所以,所求点D 的坐标为(-10,-2).。
高中数学 第二章 平面向量 2.4.2 平面向量数量积的坐标表示、模、夹角练习 新人教A版必修4
2.4.2 平面向量数量积的坐标表示、模、夹角一、选择题(本大题共7小题,每小题5分,共35分) 1.已知向量a =(3,1),b =(-1,3),那么( ) A .a ⊥b B .a ∥bC .a>bD .|a|>|b |2.若向量AB →=(3,-1),n =(2,1),且n ·AC →=7,那么n ·BC →等于( ) A .-2 B .0 C .-2或2 D .23.已知点A(-1,1),B(1,2),C(-2,-1),D(3,4),则向量AB →在CD →方向上的投影为( )A.322 B.3152C .-322D .-31524.已知向量a =(2,1),b =(-1,k),若a ⊥(2a -b ),则k 等于( ) A .6 B .-6 C .12 D .-125.设点A(4,2),B(a ,8),C(2,a),O 为坐标原点.若四边形OABC 是平行四边形,则向量OA →与OC →之间的夹角为( )A.π3B.π4C.π6 D.π26.已知向量a =(3,1),b 是不平行于x 轴的单位向量,且a ·b =3,则b 等于( ) A.⎝⎛⎭⎪⎫32,12 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫14,334 D .(1,0) 7.已知x ,y ∈R ,向量a =(x ,1),b =(1,y),c =(2,-4),若a ⊥c ,b ∥c ,则|a +b |=( )A. 5B.10 C .2 5 D .10二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)8.已知向量a =(cos θ,sin θ),b =(3,-1),则|3a +b |的最大值为________. 9.已知向量a =(2,4),b =(1,1).若b ⊥(a +λb ),则实数λ的值是__________. 10.已知a =(λ,2),b =(-3,5). (1)若a 与b 的夹角是钝角,则λ∈________________________________________________________________________.(2)若a 与b 的夹角是锐角,则λ∈________________________________________________________________________.11.设函数f(x)=1x +1,点A 0表示坐标原点,点A n (n ,f(n))(n ∈N *).若向量a n =A 0A 1→+A 1A 2→+…+A n -1A n ,θn 是a n 与i 的夹角(其中i =(1,0)),则tan θn =________.12.(12分)已知O 为平面直角坐标系的原点,设OA →=(2,5),OB →=(3,1),OC →=(6,3),则在线段OC 上是否存在点M ,使MA ⊥MB ?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.13.(13分)已知向量a =(1,3),b =(-2,0). (1)求a -b 的坐标以及a -b 与a 之间的夹角; (2)当t ∈[-1,1]时,求|a -t b |的取值范围.14.(5分)在△ABC 中,G 是△ABC 的重心,边AB ,AC 的长分别为2,1,∠BAC =60°,则AG →·BG →=( )A .-89B .-109C.5-39 D .-5-3915.(15分)已知平面内向量OA →=(1,7),OB →=(5,1),OP →=(2,1),点Q 是直线OP 上的一个动点.(1)当QA →·QB →取最小值时,求OQ →的坐标; (2)当点Q 满足(1)时,求cos ∠AQB.1.A [解析] ∵3×(-1)+1×3=0,∴a ⊥b .2.D [解析] ∵n ·AC →=n ·(AB →+BC →)=n ·AB →+n ·BC →=7,∴n ·BC →=7-n ·AB →=7-[2×3+(-1)×1]=7-5=2.故选D.3.A [解析] 依题意AB →=(2,1),CD →=(5,5).向量AB →在CD →方向上的投影为2×5+552=322. 4.C [解析] 2a -b =(5,2-k).∵a ⊥(2a -b ),∴a ·(2a -b )=2×5+(2-k)×1=0,即k =12.5.B [解析] ∵四边形OABC 是平行四边形,∴OA →=CB →,即(4-0,2-0)=(a -2,8-a),∴a =6.又∵OA →=(4,2),OC →=(2,6),∴cos 〈OA →,OC →〉=OA →·OC →|OA →|·|OC →|=4×2+2×642+22×22+62=22. 又〈OA →,OC →〉∈[0,π],∴OA →与OC →的夹角为π4.6.B [解析] 令b =(x ,y)(y≠0),则⎩⎨⎧x 2+y 2=1①,3x +y =3②,将②代入①,得x 2+(3-3x)2=1,即2x 2-3x +1=0,∴x =1(舍去,此时y =0)或x =12,∴y =32.故选B. 7.B [解析] 因为a ⊥c ,所以a ·c =0,即2x -4=0,解得x =2.由b ∥c ,得-4=2y ,解得y =-2.所以a =(2,1),b =(1,-2),所以a +b =(3,-1),所以|a +b |=32+(-1)2=10.8.5 [解析] |a |=cos 2θ+sin 2θ=1,|b |=(3)2+(-1)2=2,∴|3a +b|≤3|a|+|b |=5.9.-3 [解析] ∵a =(2,4),b =(1,1),b ⊥(a +λb ),∴b ·(a +λb )=b·a +λb 2=0,即2+4+2λ=0,∴λ=-3.10.(1)(103,+∞) (2)(-∞,-65)∪(-65,103) [解析] (1)∵a ,b 的夹角为钝角,∴a·b =(λ,2)·(-3,5)=-3λ+10<0,∴λ>103.又当a ,b 反向时,λ不存在,∴λ∈(103,+∞).(2)当a ,b 的夹角为锐角时,a·b =|a|·|b|·cos 〈a ,b 〉>0,∴-3λ+10>0,∴λ<103.又当λ=-65时,〈a ,b 〉=0°不合题意,∴λ的取值范围为(-∞,-65)∪(-65,103).11.1n (n +1) [解析] 因为A 0(0,0),A n ⎝ ⎛⎭⎪⎫n ,1n +1(n ∈N *),所以a n =A 0A 1→+A 1A 2→+…+A n -1A n =A 0A n →=(n ,1n +1).又因为i =(1,0),所以tan θn =1n +1n =1n (n +1).12.解:假设存在点M ,且OM →=tOC →,t ∈[0,1],则OM →=(6t ,3t),即M(6t ,3t). ∴MA →=OA →-OM →=(2-6t ,5-3t),MB →=OB →-OM →=(3-6t ,1-3t).∵MA ⊥MB ,∴MA →·MB →=(2-6t)(3-6t)+(5-3t)(1-3t)=0,即45t 2-48t +11=0,得t =13或t =1115.∴存在点M ,使MA ⊥MB ,M 点的坐标为(2,1)或⎝ ⎛⎭⎪⎫225,115. 13.解:(1)因为向量a =(1,3),b =(-2,0),所以a -b =(1,3)-(-2,0)=(3,3),所以cos 〈a -b ,a 〉=(a -b )·a |a -b|·|a|=643=32.因为〈a -b ,a 〉∈[0,π],所以向量a -b 与a 之间的夹角为π6.(2)|a -t b|2=a 2-2t a·b +t 2b 2=4t 2+4t +4=4(t +12)2+3.易知当t ∈[-1,1]时,|a-t b |2∈[3,12],所以|a -t b |的取值范围是[3,23].14.A [解析] 由AB =2,AC =1,∠BAC =60°,得BC =3,∠ACB =90°.以C 为坐标原点,CB →,CA →的方向分别为x 轴、y 轴的正方向建立平面直角坐标系,则A(0,1),B(3,0),所以重心G ⎝ ⎛⎭⎪⎫33,13,所以AG →=⎝ ⎛⎭⎪⎫33,-23,BG →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-233,13,所以AG →·BG →=⎝ ⎛⎭⎪⎫33,-23·⎝ ⎛⎭⎪⎫-233,13=-89.15.解:(1)设OQ →=(x ,y).∵Q 在直线OP 上,∴OQ →∥OP →, 又OP →=(2,1),∴x -2y =0,即OQ →=(2y ,y). 又QA →=OA →-OQ →=(1-2y ,7-y),QB →=OB →-OQ →=(5-2y ,1-y), ∴QA →·QB →=5y 2-20y +12=5(y -2)2-8,∴当y =2时,QA →·QB →取得最小值-8,此时OQ →的坐标为(4,2).(2)由(1)可知QA →=(-3,5),QB →=(1,-1),QA →·QB →=-8,故cos ∠AQB =cos 〈QA →,QB →〉=QA →·QB →|QA →|·|QB →|=-834×2=-41717.。
高一数学必修4第二章平面向量测试题(含答案)
必修4第二章平面向量基础练习1.以下说法错误的是( )A .零向量与任一非零向量平行 B.零向量与单位向量的模不相等C.平行向量方向相同D.平行向量一定是共线向量2.下列四式不能化简为AD 的是( )A .;)+(B .);++(MC .;-+BM AD M B D .;+-CD OA OC3.已知a =(3,4),b =(5,12),则a 与b 夹角的余弦为( )A .6563B .65C .513D .134. 已知a 、b 均为单位向量,它们的夹角为60°,那么|a + 3b | =( )A .7B .10C .13D .45.设→1e 与→2e 是不共线的非零向量,且k →1e +→2e 与→1e +k →2e 共线,则k 的值是() (A ) 1 (B ) -1 (C ) 1± (D ) 任意不为零的实数6.在四边形ABCD 中,−→−AB =−→−DC ,且−→−AC ·−→−BD =0,则四边形ABCD 是( )(A ) 矩形 (B ) 菱形 (C ) 直角梯形 (D ) 等腰梯形7.已知→a =(1,2),→b =(-2,3),且k →a +→b 与→a -k →b 垂直,则k =( )(A ) 21±-(B ) 12±(C ) 32±(D ) 23±8、若平面向量(1,)a x =和(23,)b x x =+-互相平行,其中x R ∈.则a b -=()A. 2-或0;B.C. 2或D. 2或10.9.若),4,3(=A点的坐标为(-2,-1),则B点的坐标为 .10.已知(3,4),(2,3)=-=a b ,则2||3-⋅=a a b .11、ΔABC 中,A(1,2),B(3,1),重心G(3,2),则C 点坐标为________________。
12、设平面三点A (1,0),B (0,1),C (2,5).(1)试求向量2+的模; (2)试求向量与的夹角;(3)试求与BC 垂直的单位向量的坐标.13.如图, =(6,1), ,且 。
2021年高中数学 第二章 平面向量《2.2 平面向量的线性运算》同步测试题 新人教A版必修4
2021年高中数学第二章平面向量《2.2 平面向量的线性运算》同步测试题新人教A版必修4一、选择题1.(xx湖南)若O、E、F是不共线的任意三点,则以下各式中成立的是( ).A. B. C. D.考查目的:考查平面向量的减法运算及其几何意义.答案:B.解析:根据平面向量的加法和减法意义可知,答案应为B.2.已知平行四边形ABCD,设,而是一非零向量,则下列结论:①;②;③;④,其中正确的是( ).A.①③B.②③C.②④D.①②考查目的:考查向量的加法运算、零向量的概念和平行向量的性质.答案:A.解析:∵在平行四边形ABCD中,,,∴为零向量,零向量和任何向量都平行,零向量和任意向量的和等于这个向量本身,∴①③正确.3.已知向量与反向,且,则的值等于( ).A. B. C. D.考查目的:考查平面向量的数乘运算及其几何意义.答案:C.解析:∵,∴.又∵与反向,∴.二、填空题4.已知,,则=________.考查目的:考查平面向量加法的三角形法则.答案:.解析:∵,且,是以为两邻边的矩形的对角线的长,∴.5.已知是实数,向量不共线,若,则_______,_______.考查目的:考查平面向量的数乘运算和相等向量的综合应用.答案:.解析:由已知得,解得.6.(xx浙江宁波十校)在平行四边形ABCD中,,,,,则________(用表示).考查目的:考查平面向量的加、减法运算及其综合应用能力.答案:.解析:∵,∴.∵,,∴,∴.三、解答题7.若都是非零向量,在什么条件下向量与共线?考查目的:考查平面向量共线定理的向量形式及其运算.解析:因为都是非零向量,向量与中至少有一个不为零向量,不妨设,则由与共线知,存在实数使,∴,∵且,∴,∴,∴.由上可知,当时,与共线.8.已知平行四边形ABCD的边BC、CD的中点分别是M、N,设,,试用表示.考查目的:考查共线向量的性质与平面向量的加、减法运算.解析:在平行四边形ABCD中,M、N分别是边BC、CD的中点,∴,,∴,,∴,解得.28317 6E9D 溝&23321 5B19 嬙26977 6961 楡40288 9D60 鵠![32335 7E4F 繏31358 7A7E 穾21257 5309 匉20811 514B 克-f(。
学年高中数学第二章平面向量本章测评新人教A版必修4
第二章测评(时间:120分钟满分:150分)一、选择题(本大题共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.(2016•山东淄川一中阶段性检测)若|m|=4,|n|=6,m与n的夹角是135°,则m·n=()A.12B.12C.-12D.-12解析:m·n=|m||n|cos 135°=4×6×cos 135°=-12,故选C.答案:C2.已知平面内不共线的四点O,A,B,C满足,则||∶||=()A.1∶3B.3∶1C.1∶2D.2∶1解析:由,得)=),即,所以||=2||.故||∶||=2∶1.答案:D3.已知a=(1,-2),b=(-3,4),c=(3,2),则(a+b)·(2a-c)=()A.10B.14C.-10D.-14解析:∵a+b=(-2,2),2a-c=(2,-4)-(3,2)=(-1,-6),∴(a+b)·(2a-c)=-2×(-1)+2×(-6)=-10.答案:C4.向量=(4,-3),向量=(2,-4),则△ABC的形状为()A.等腰非直角三角形B.等边三角形C.直角非等腰三角形D.等腰直角三角形解析:∵=(-2,-1),∴=(-2)×2+(-1)×(-4)=0,∴.又||≠||,∴△ABC是直角非等腰三角形.答案:C5.(2016•河南郑州高一期末)平面向量a=(1,-2),b=(-2,x),若a∥b,则x等于()A.4B.-4C.-1D.2解析:∵平面向量a=(1,-2),b=(-2,x),且a∥b,∴1·x-(-2)·(-2)=0,解得x=4.故选A.答案:A6.若a=(2,-3),b=(1,2),c=(9,4),且c=m a+n b,则m,n的值分别是()A.2,5B.-2,-5C.2,-5D.-2,5解析:∵c=m a+n b,∴(9,4)=m(2,-3)+n(1,2)=(2m+n,-3m+2n).∴答案:A7.平面向量a与b的夹角为60°,|a|=2,b=,则|a+2b|=()A. B.2 C.4 D.12解析:∵b=,∴|b|=1.由已知得ab=|a||b|cos θ=2×1×=1.∴|a+2b|==2.答案:B8.(2016·辽宁实验中学分校段考)若|a+b|=|a-b|=2|a|,则向量a+b与a的夹角为()A. B. C. D.解析:∵|a+b|=|a-b|=2|a|,∴|a+b|2=|a-b|2,两边平方可得a2+2a·b+b2=a2-2a·b+b2,化简可得a·b=0.设向量a+b与a的夹角为θ,则可得cos θ=,又θ∈[0,π],故θ=.答案:B9.已知=(-2,1),=(0,2),且,则点C的坐标是()A.(2,6)B.(-2,-6)C.(2,-6)D.(-2,6)解析:设C(x,y),则=(x+2,y-1),=(x,y-2),=(2,1).由解得∴点C的坐标为(-2,6).答案:D10.如图,过点M(1,0)的直线与函数y=sin πx(0≤x≤2)的图象交于A,B两点,则·()等于() A.1 B.2C.3D.4解析:设N(2,0),由题意知,∴·()==(1,0)·(2,0)=2.答案:B11.已知向量a=(x,3),b=(-3,x),则下列叙述中正确的个数是()①存在实数x,使a∥b;②存在实数x,使(a+b)∥a;③存在实数x,m,使(m a+b)∥a;④存在实数x,m,使(m a+b)∥b.A.0B.1C.2D.3解析:m a+b=m(x,3)+(-3,x)=(mx-3,x+3m),又b=(-3,x),∴-3(x+3m)=x(mx-3),即m(x2+9)=0,∴存在m=0,对任意的实数x,使(m a+b)∥b.答案:B12)设O是平面上一定点,A,B,C是平面上不共线的三点,动点P满足+λ,λ∈[0,+∞),则点P的轨迹经过△ABC的()A.外心B.内心C.重心D.垂心解析:∵+λ,∴=λ.又=-||+||=0,∴与λ垂直,即,∴点P在BC的高线上,即P的轨迹过△ABC的垂心,故选D.答案:D二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上)13.(2016•陕西渭南阶段性测试)已知向量a,b满足|a|=2,|b|=1,且a与b的夹角为,则a在b方向上的投影为.解析:根据数量积的几何意义可知,a在b方向上的投影为|a|与向量a,b夹角的余弦值的乘积,∴a在b方向上的投影为|a|·cos=2×=-1,∴a在b方向上的投影为-1.答案:-114.(2016·山东临沂期中联考)设x,y∈R,向量a=(x,1),b=(1,y),c=(2,-4),且a⊥c,b∥c,则|a+b|=.解析:∵向量a=(x,1),c=(2,-4),且a⊥c,∴x×2+1×(-4)=0,解得x=2,得a=(2,1),又b=(1,y),c=(2,-4),且b∥c,∴1×(-4)=y×2,解得y=-2,得b=(1,-2),由此可得a+b=(2+1,1+(-2))=(3,-1).∴|a+b|=.答案:15.若平面向量α,β满足|α|=1,|β|≤1,且以向量α,β为邻边的平行四边形的面积为,则α与β的夹角θ的取值范围是.解析:根据题意得|α||β|sin θ=.又|α|=1,|β|≤1,∴≤sin θ≤1,∴≤θ≤.答案:16.已知梯形ABCD中,AD=1,AB=2,∠DAB=,DC∥AB,若=λ,则当=-时,λ=.解析:由已知得+λ,∴·()==-,由已知得1-1+λ-2λ=-,∴-λ=-,∴λ=.答案:三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本小题满分10分)(2016•山西曲沃中学高一期末)已知a=(2,1),b=(-3,-4),c⊥(a-b).(1)求2a+3b,|a-2b|;(2)若c为单位向量,求c的坐标.解:(1)∵a=(2,1),b=(-3,-4),∴2a+3b=(-5,-10),a-2b=(8,9),∴|a-2b|=.(2)设c=(x,y),则x2+y2=1,①∵a=(2,1),b=(-3,-4),∴a-b=(5,5).又c⊥(a-b),∴5x+5y=0,∴y=-x,②解得∴c=或c=.18.(本小题满分12分)设向量a,b满足|a|=|b|=1及|3a-2b|=.(1)求a,b的夹角θ;(2)求|3a+b|的值.解:(1)由已知得(3a-2b)2=7,即9|a|2-12a·b+4|b|2=7,又|a|=1,|b|=1,代入得a·b=.∴|a||b|cos θ=,即cos θ=.∵θ∈[0,π],∴θ=.∴向量a,b的夹角θ=.(2)由(1)知,(3a+b)2=9|a|2+6a·b+|b|2=9+3+1=13,∴|3a+b|=.19.(本小题满分12分)已知a=(1,1),b=(0,-2),当k为何值时,(1)k a-b与a+b共线;(2)k a-b与a+b的夹角为120°.解:∵a=(1,1),b=(0,-2),∴k a-b=k(1,1)-(0,-2)=(k,k+2).a+b=(1,1)+(0,-2)=(1,-1).(1)∵k a-b与a+b共线,∴k+2-(-k)=0,解得k=-1.(2)∵|k a-b|=,|a+b|=,(k a-b)·(a+b)=(k,k+2)·(1,-1)=k-k-2=-2,而k a-b与a+b的夹角为120°,∴cos 120°=,即-,化简,整理得k2+2k-2=0,解之得k=-1±.20.(本小题满分12分)已知O为坐标原点,点A(1,0),点B(x,2).(1)求||;(2)设函数f(x)=||2+,求函数f(x)的最小值及相应的x的值.解:(1)由已知条件得:||=.(2)∵f(x)=||2+=x,∴f(x)=x2-2x+5+x=x2-x+5=,∴当x=时,函数f(x)取最小值.21.(本小题满分12分)已知线段PQ过△OAB的重心G,且P,Q分别在OA,OB上,设=a,=b,=m a,=n b.求证:=3.证明:如图所示,∵)=(a+b),∴(a+b).∴(a+b)-m a=a+b.=n b-m a.又P,G,Q三点共线,∴存在一个实数λ,使得=λ.∴a+b=λn b-λm a,∴a+b=0.∵a与b不共线,∴由①②消去λ得:=3.22本小题满分12分)已知正方形ABCD,E,F分别是CD,AD的中点,BE,CF交于点P.求证:(1)BE⊥CF;(2)AP=AB.证明:如图建立平面直角坐标系xOy,其中A为原点,不妨设AB=2,则A(0,0),B(2,0),C(2,2),E(1,2),F(0,1).(1)=(1,2)-(2,0)=(-1,2),=(0,1)-(2,2)=(-2,-1),∵=(-1)×(-2)+2×(-1)=0,∴,即BE⊥CF.(2)设P(x,y),则=(x,y-1),=(-2,-1).∵,∴-x=-2(y-1),即x=2y-2.同理由,得y=-2x+4,代入x=2y-2,解得x=,∴y=,即P.∴=4=,∴||=||,即AP=AB.。
高中数学 必修四 第二章 平面向量综合检测题 新人教A版必修4
高中数学 第二章 平面向量综合检测题本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分150分。
考试时间120分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共60分)一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中只有一个是符合题目要求的)1.下列等式成立的是( ) A .MN →=NM →B .a ·0=0C .(a ·b )c =a (b ·c )D .|a +b |≤|a |+|b |[答案] D2.如果a 、b 是两个单位向量,那么下列四个结论中正确的是( ) A .a =b B .a ·b =1 C .a =-b D .|a |=|b |[答案] D[解析] 两个单位向量的方向不一定相同或相反,所以选项A 、C 不正确;由于两个单位向量的夹角不确定,则a ·b =1不成立,所以选项B 不正确;|a |=|b |=1,则选项D 正确.3.如右图,a -b 等于( ) A .2e 1-4e 2 B .-4e 1-2e 2 C .e 1-3e 2 D .3e 1-e 2[答案] C[解析] a -b =e 1-3e 2.4.如图,正方形ABCD 中,点E 、F 分别是DC 、BC 的中点,那么EF →=( )A .12AB →+12AD → B .-12AB →-12AD →C .-12AB →+12AD →D .12AB →-12AD [答案] D[解析] EF →=12DB →=12(AB →-AD →).6.已知a 、b 、c 是共起点的向量,a 、b 不共线,且存在m 、n ∈R 使c =m a +n b 成立,若a 、b 、c 的终点共线,则必有( )A .m +n =0B .m -n =1C .m +n =1D .m +n =-1[答案] C[解析] 设OA →=a ,OB →=b ,OC →=c , ∵a 、b 、c 的终点共线,∴设AC →=λAB →,即OC →-OA →=λ(OB →-OA →), ∴OC →=(1-λ)OA →+λOB →,即c =(1-λ)a +λb ,又c =m a +n b ,∴⎩⎪⎨⎪⎧1-λ=m ,λ=n ,∴m +n =1.6.与向量a =(1,1)平行的所有单位向量为( ) A .(22,22) B .(-22,-22) C .(±22,±22) D .(22,22)或(-22,-22) [答案] D[解析] 与a 平行的单位向量为±a|a |.7.已知点A (-1,1)、B (1,2)、C (-2,-1)、D (3,4),则向量AB →在CD →方向上的投影为( ) A .322B .3152C .-322D .-3152[答案] A[解析] 本题考查向量数量积的几何意义及坐标运算. 由条件知AB →=(2,1),CD →=(5,5),AB →·CD →=10+5=15. |CD →|=52+52=52,则AB →在CD →方向上的投影为 |AB →|cos 〈AB →,CD →〉=AB →·CD →|CD →|=1552=322,故选A .8.已知C 为△ABC 的一个内角,向量m =(2cos C -1,-2),n =(cos C ,cos C +1).若m ⊥n ,则∠C 等于( )A .π6B .π3C .2π3D .5π6[答案] C[解析] ∵m ⊥n ,∴2cos 2C -3cos C -2=0, ∴(2cos C +1)(cos C -2)=0,∴cos C =-12,又C 为△ABC 的一个内角,∴C =2π3.9.设四边形ABCD 为平行四边形,|AB →|=6,|AD →|=4.若点M ,N 满足BM →=3MC →,DN →=2NC →,则AM →·NM →=( )A .20B .15C .9D .6[答案] C[解析] 选择AB →,AD →为基向量.∵BM →=3MC →,∴AM →=AB →+BM →=AB →+34BC →=AB →+34AD →,又DN →=2NC →,∴NM →=NC →+CM →=13AB →-14AD →,于是AM →·NM →=(AB →+34AD →)·(13AB →-14AD →)=14(4AB →+3AD →)·112(4AB →-3AD →)=148(16|AB →|2-9|AD →|2)=9,故选C .10.(2012·全国高考浙江卷)设a 、b 是两个非零向量( ) A .若|a +b |=|a |-|b |,则a ⊥b B .若a ⊥b ,则|a +b |=|a |-|b |C .若|a +b |=|a |-|b |,则存在实数λ,使得a =λbD .若存在实数λ,使得a =λb ,则|a +b |=|a |-|b | [答案] C[解析] 利用排除法可得选项C 是正确的,∵|a +b |=|a |-|b |,则a 、b 共线,即存在实数λ,使得a =λB .如选项A :|a +b |=|a |-|b |时,a 、b 可为异向的共线向量;选项B :若a ⊥b ,由正方形得|a +b |=|a |-|b |不成立;选项D ;若存在实数λ,使得a =λb ,a ,b 可为同向的共线向量,此时显然|a +b |=|a |-|b |不成立.11.已知△ABC 中,AB →=a ,AC →=b ,a ·b <0,S △ABC =154,|a |=3,|b |=5,则a 与b 的夹角为( )A .30°B .-150°C .150°D .30°或150°[答案] C[解析] 由a ·b <0可知a ,b 的夹角θ为钝角,又S △ABC =12|a |·|b |sin θ,∴12×3×5×sin θ=154,∴sin θ=12⇒θ=150°.12.已知点O 为△ABC 所在平面内一点,且OA →2+BC →2=OB →2+CA →2=OC →2+AB →2,则点O 一定为△ABC 的( )A .外心B .内心C .重心D .垂心[答案] D[解析] ∵OA →2+BC →2=OB →2+CA →2, ∴OA →2-OB →2=CA →2-BC →2,∴(OA →-OB →)·(OA →+OB →)=(CA →+BC →)·(CA →-BC →), ∴BA →·(OA →+OB →)=BA →·(CA →-BC →), ∴BA →·(OA →+OB →-CA →+BC →)=0, ∴BA →·(OA →+AC →+OC →)=0, ∴BA →·OC →=0, ∴BA →⊥OC →.同理可得:CA →⊥OB →,CB →⊥OA →. ∴O 为△ABC 的垂心.第Ⅱ卷(非选择题 共90分)二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,把正确答案填在题中横线上) 13.已知向量a 、b ,且AB →=a +2b ,BC →=-5a +6b ,CD →=7a -2b ,则A 、B 、C 、D 四点中一定共线的三点是____________.[答案] A ,B ,D[解析] BD →=BC →+CD →=(-5a +6b )+(7a -2b )=2a +4b =2(a +2b )=2AB →.14.已知向量a =(1,1),b =(2,-3),若k a -2b 与a 垂直,则实数k 等于________. [答案] -1[解析] (k a -2b )·a =0,[k (1,1)-2(2,-3)]·(1,1)=0,即(k -4,k +6)·(1,1)=0,k -4+k +6=0,∴k =-1.15.已知向量a =(1,2),b =(1,0),c =(3,4).若λ为实数,(a +λb )∥c ,则λ的值为____________.[答案] 12[解析] a +λb =(1,2)+λ(1,0)=(1+λ,2), ∵(a +λb )∥c ,∴4(1+λ)-3×2=0,解得λ=12.16.如图,正三角形ABC 边长为2,设BC →=2BD →,AC →=3AE →,则AD →·BE →=________.[答案] -2[解析] ∵AD →=AB →+BD →=AB →+12BC →,BE →=AE →-AB →=13AC →-AB →,∴AD →·BE →=(AB →+12BC →)·(13AC →-AB →)=13AB →·AC →+16BC →·AC →-12BC →·AB →-AB →2=13×2×2×12+16×2×2×12+12×2×2×12-22=-2. 三、解答题(本大题共6个小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 17.(本题满分10分)已知向量a =(1,2),b =(x,1). (1)若〈a ,b 〉为锐角,求x 的范围; (2)当(a +2b )⊥(2a -b )时,求x 的值.[解析] (1)若〈a ,b 〉为锐角,则a ·b >0且a 、b 不同向.a ·b =x +2>0,∴x >-2当x =12时,a 、b 同向.∴x >-2且x ≠12(2)a +2b =(1+2x,4),2a -b =(2-x,3) (2x +1)(2-x )+3×4=0 即-2x 2+3x +14=0 解得:x =72或x =-2.18.(本题满分12分)设e 1、e 2是正交单位向量,如果OA →=2e 1+m e 2,OB →=n e 1-e 2,OC →=5e 1-e 2,若A 、B 、C 三点在一条直线上,且m =2n ,求m 、n 的值.[解析] 以O 为原点,e 1、e 2的方向分别为x ,y 轴的正方向,建立平面直角坐标系xOy , 则OA →=(2,m ),OB →=(n ,-1),OC →=(5,-1), 所以AC →=(3,-1-m ),BC →=(5-n,0),又因为A 、B 、C 三点在一条直线上,所以AC →∥BC →, 所以3×0-(-1-m )·(5-n )=0,与m =2n 构成方程组⎩⎪⎨⎪⎧mn -5m +n -5=0m =2n ,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-1n =-12或⎩⎪⎨⎪⎧m =10,n =5.19.(本题满分12分)已知a 和b 是两个非零的已知向量,当a +t b (t ∈R )的模取最小值时.(1)求t 的值;(2)已知a 与b 成45°角,求证:b 与a +t b (t ∈R )垂直.[解析] (1)设a 与b 的夹角为θ,则|a +t b |2=|a |2+t 2|b |2+2t ·a ·b =|a |2+t 2·|b |2+2|a |·|b |·t ·cos θ=|b |2(t +|a ||b |cos θ)2+|a |2(1-cos 2θ). ∴当t =-|a ||b |cos θ时,|a +t b |取最小值|a |sin θ.(2)∵a 与b 的夹角为45°,∴cos θ=22,从而t =-|a ||b |·22,b ·(a +t b )=a ·b +t ·|b |2=|a |·|b |·22-22·|a ||b |·|b |2=0,所以b 与a +t b (t ∈R )垂直,即原结论成立.20.(本题满分12分)已知向量a 、b 不共线,c =k a +b ,d =a -b , (1)若c ∥d ,求k 的值,并判断c 、d 是否同向;(2)若|a |=|b |,a 与b 夹角为60°,当k 为何值时,c ⊥D . [解析] (1)c ∥d ,故c =λd ,即k a +b =λ(a -b ). 又a 、b 不共线,∴⎩⎪⎨⎪⎧k =λ,1=-λ.得⎩⎪⎨⎪⎧λ=-1,k =-1.即c =-d ,故c 与d 反向. (2)c ·d =(k a +b )·(a -b ) =k a 2-k a ·b +a ·b -b 2=(k -1)a 2+(1-k )|a |2·cos60° 又c ⊥d ,故(k -1)a 2+1-k 2a 2=0.即(k -1)+1-k2=0.解得k =1.21.(本题满分12分)在平面直角坐标系xOy 中,已知向量m =(22,-22),n =(sin x ,cos x ),x ∈(0,π2).(1)若m ⊥n ,求tan x 的值;(2)若m 与n 的夹角为π3,求x 的值.[解析] (1)∵m ⊥n ,∴m ·n =0. 故22sin x -22cos x =0,∴tan x =1. (2)∵m 与n 的夹角为π3,∴m ,n=m ·n |m |·|n |=22sin x -22cos x 1×1=12, 故sin(x -π4)=12.又x ∈(0,π2),∴x -π4∈(-π4,π4),x -π4=π6,即x =5π12,故x 的值为5π12.22.(本题满分12分)已知向量a =(3,-1),b =(12,32).(1)求证:a ⊥b ;(2)是否存在不等于0的实数k 和t ,使x =a +(t 2-3)b ,y =-k a +t b ,且x ⊥y ?如果存在,试确定k 和t 的关系;如果不存在,请说明理由.[解析] (1)a ·b =(3,-1)·(12,32)=32-32=0,∴a ⊥B .(2)假设存在非零实数k ,t 使x ⊥y ,则[a +(t 2-3)b ]·(-k a +t b )=0, 整理得-k a 2+[t -k (t 2-3)]a ·b +t (t 2-3)b 2=0. 又a ·b =0,a 2=4,b 2=1.∴-4k +t (t 2-3)=0,即k =14(t 2-3t )(t ≠0),故存在非零实数k 、t ,使x ⊥y 成立, 其关系为k =14(t 3-3t )(t ≠0).。
2021秋高中数学第二章平面向量2.3.1平面向量基本定理练习(含解析)新人教A版必修4
2.3.1 平面向量根本定理A 级 根底稳固一、选择题1.设e 1,e 2是平面内所有向量的一组基底,那么以下四组向量中,不能作为基底的是( )A .e 1+e 2和e 1-e 2B .3e 1-4e 2和6e 1-8e 2C .e 1+2e 2和2e 1+e 2D .e 1和e 1+e 2解析:B 中,因为6e 1-8e 2=2(3e 1-4e 2), 所以(6e 1-8e 2)∥(3e 1-4e 2),所以3e 1-4e 2和6e 1-8e 2不能作为基底. 答案:B2.在菱形ABCD 中,∠A =π3,那么AB →与AC →的夹角为( )A.π6B.π3C.5π6D.2π3解析:由题意知AC 平分∠BAD ,所以AB →与AC →的夹角为π6.答案:A3.在△ABC 中,点D 在BC 边上,且BD →=2DC →,设AB →=a ,AC →=b ,那么AD →可用基底a ,b 表示为( )A.12(a +b ) B.23a +13b C.13a +23b D.13(a +b ) 解析:因为BD →=2DC →, 所以BD →=23BC →.所以AD →=AB →+BD →=AB →+23BC →=AB →+23(AC →-AB →)=13AB →+23AC →=13a +23b .答案:C4.如图,在△OAB 中,P 为线段AB 上一点,OP →=xOA →+yOB →,且BP →=3PA →,那么( )A .x =23,y =13B .x =13,y =23C .x =14,y =34D .x =34,y =14解析:由BP →=3PA →,得OP →-OB →=3(OA →-OP →),整理,得OP →=34OA →+14OB →,故x =34,y =14.答案:D5.(2021·全国卷Ⅰ)在△ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,那么EB →=( ) A.34AB →-14AC → B.14AB →-34AC → C.34AB →+14AC → D.14AB →+34AC → 答案:A 二、填空题6.假设OP 1→=a ,OP 2→=b ,P 1P →=λPP 2→(λ≠-1),那么OP →=________.解析:因为OP →=OP 1→+P 1P →=OP 1+λPP 2→=OP 1→+λ(OP 2→-OP →)=OP 1→+λOP 2→-λOP →, 所以(1+λ)OP →=OP 1→+λOP 2→.所以OP →=11+λOP 1→+λ1+λOP 2→=11+λa +λ1+λb .答案:11+λa +λ1+λb 7.|a |=1,|b |=2,且a -b 与a 垂直,那么a 与b 的夹角为________.解析:如图,作向量OA →=a ,OB →=b ,那么BA →=a -b .由,得OA =1,OB =2,OA ⊥AB ,所以△OAB 为等腰直角三角形,所以∠AOB =45°,所以a 与b 的夹角为45°.答案:45°8.如果3e 1+4e 2=a ,2e 1+3e 2=b ,其中a ,b 为向量,那么e 1=________,e 2=________. 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧a =3e 1+4e 2,b =2e 1+3e 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧e 1=3a -4b ,e 2=3b -2a .答案:3a -4b 3b -2a 三、解答题9.如下图,平面内有三个向量OA →,OB →,OC →,其中OA →与OB →的夹角为120°,OA →与OC →的夹角为30°,且|OA →|=|OB →|=1,|OC →|=23,假设OC →=λOA →+μOB →(λ,μ∈R).求λ+μ的值.解:如下图,以OA ,OB 所在射线为邻边,OC 为对角线作平行四边形ODCE ,那么OC →=OD →+OE →.在直角△OCD 中,因为|OC →|=23,∠COD =30°,∠OCD =90°,所以|OD →|=4,|CD →|=2,故OD →=4OA →,OE →=2OB →,即λ=4,μ=2,所以λ+μ=6.10.如下图,▱ABCD 中,E ,F 分别是BC ,DC 的中点,G 为DE ,BF 的交点,假设AB →=a ,AD →=b ,试以a ,b 为基底表示DE →,BF →,CG →.解:DE →=AE →-AD →=AB →+BE →-AD →=a +12b -b =a -12b .BF →=AF →-AB →=AD →+DF →-AB →=b +12a -a =b -12a .如下图,连接DB ,延长CG ,交BD 于点O ,点G 是△CBD 的重心,故CG →=CE →+EG →=12CB →+EG →=12CB →+13ED →=-12b -13⎝ ⎛⎭⎪⎫a -12b =-13a -13b .B 级 能力提升1.如果e 1,e 2是平面α内两个不共线的向量,那么以下说法中不正确的选项是( ) ①λe 1+μe 2(λ,μ∈R)可以表示平面α内的所有向量;②对于平面α内任一向量a ,使a =λe 1+μe 2的实数对(λ,μ)有无穷多个;③假设向量λ1e 1+μ1e 2与λ2e 1+μ2e 2共线,那么有且只有一个实数λ,使得λ1e 1+μ1e 2=λ(λ2e 1+μ2e 2);④假设存在实数λ,μ使得λe 1+μe 2=0,那么λ=μ=0.A .①②B .②③C .③④D .②解析:由平面向量根本定理可知,①④是正确的;对于②,由平面向量根本定理可知,一旦一个平面的基底确定,那么任意一个向量在此基底下的实数对是唯一的;对于③,当两向量的系数均为零,即λ1=λ2=μ1=μ2=0时,这样的λ有无数个.答案:B2.如图,向量BP →=14BA →,假设OP →=xOA →+yOB →,那么x -y =________.解析:因为OP →=OB →+BP →=OB →+14BA →=OB →+14(BO →+OA →)=14OA →+34OB →,所以x =14,y =34.所以x -y =-12.答案:-123.设e 1,e 2是不共线的非零向量,且a =e 1-2e 2,b =e 1+3e 2. (1)证明:a ,b 可以作为一组基底;(2)以a ,b 为基底,求向量c =3e 1-e 2的分解式; (3)假设4e 1-3e 2=λa +μb ,求λ,μ的值.(1)证明:假设a ,b 共线,那么存在λ∈R ,使a =λb , 那么e 1-2e 2=λ(e 1+3e 2).由e 1,e 2不共线得,⎩⎪⎨⎪⎧λ=1,3λ=-2,⇒⎩⎪⎨⎪⎧λ=1,λ=-23. 所以λ不存在,故a 与b 不共线,可以作为一组基底.(2)解:设c =ma +nb (m ,n ∈R),得3e 1-e 2=m (e 1-2e 2)+n (e 1+3e 2)=(m +n )e 1+(-2m +3n )e 2.所以⎩⎪⎨⎪⎧m +n =3,-2m +3n =-1,⇒⎩⎪⎨⎪⎧m =2,n =1.所以c =2a +b .(3)解:由4e 1-3e 2=λa +μb ,得4e 1-3e 2=λ(e 1-2e 2)+μ(e 1+3e 2)=(λ+μ)e 1+(-2λ+3μ)e 2.所以⎩⎪⎨⎪⎧λ+μ=4,-2λ+3μ=-3,⇒⎩⎪⎨⎪⎧λ=3,μ=1.故所求λ,μ的值分别为3和1.。
2021年高中数学 第2章《平面向量》单元测试题 新人教A版必修4
2021年高中数学第2章《平面向量》单元测试题新人教A版必修4一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的.)1.下列向量组中,能作为表示它们所在平面内所有向量的基底的是().A.,B.,C.,D.,4.已知向量,满足,,且,则与的夹角为().A.B.C.D.5.若平面向量与向量平行,且,则( ).A.B.C.D.或6.在四边形中,,,,则四边形是().A.长方形B.平行四边形C.菱形D.梯形7.若非零向量,满足,则().A. B. C. D.8.如图,点是△的重心,则为().A. B.4 C.4 D.4第Ⅱ卷(非选择题共110分)二、填空题(本大题共7小题,每小题5分,共35分. 把答案填在题中的横线上.)9.已知,,则在上的投影等于___________.10.已知,,若与平行,则.11.在边长为1的等边三角形中,设,,,则等于___________.12.已知,均为单位向量,它们的夹角为,那么___________.三、解答题(本大题共6小题,共75分,解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤.) 16.(本小题满分12分)设向量,,向量,∥,又+=,求.17.(本小题满分12分)在平面直角坐标系xOy中,已知点A(-1,-2)、B(2,3)、C(-2,-1).(1)求以线段AB、AC为邻边的平行四边形两条对角线的长;(2)设实数t满足()·=0,求t的值.18.(本小题满分12分)已知向量(3,4),(6,3),(5,3) OA OB OC x y =-=-=---.(1)若点能构成三角形,求满足的条件;(2)若△为等腰直角三角形,且为直角,求的值.19.(本小题满分13分)已知,,,.(1)若(为坐标原点),求与的夹角;(2)若,求的值.21.(本小题满分13分)在平面直角坐标系中,为坐标原点,已知向量,又点,,,其中. (1)若且,求向量;(2)若向量与向量共线,当时,且取最大值为4时,求.第二章《平面向量》测试题参考答案一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的.)17. (1)(方法一)由题设知,则所以故所求的两条对角线的长分别为、。
人教A版高中数学必修四第二章平面向量单元测试新课程新课标
第二章 平面向量(复习)1、理解和掌握平面向量有关的概念;熟练掌握平面向量的几何运算和坐标运算;2、熟悉平面向量的平行、垂直关系和夹角公式的应用;(预习教材P116—P121)二、新课导学※复习1、平面向量有关的概念:(1)向量;(2)向量模;(3)相等向量;(4)相反向量;(5)零向量;(6)单位向量;(7)平行向量;(8)向量的夹角;(9)向量的坐标。
2、向量的运算:(1)加减法;(2)实数与向量的乘积;(3)向量的数量积。
3、几个重要的结论:设11a (x ,y )=,22b (x ,y )=,λ为一实数。
(1)+a b =________;-a b =__________ ;λa =__________;a b ⋅= .(2)设a=(x,y),则2a =_____________或a _______________; (3)设θ是a 与b 的夹角,则cos θ=_________=_______________; (4)a b ⊥⇔a b 0⋅=⇔ ;(5)a //b ⇔存在0λ≠,使得a b =λ⇔※ 典型例题例1、设1e 、2e 是两个不共线的向量,已知AB =122e ke +,123CB e e =+,122CD e e =-,若,,A B D 三点共线,求k 的值.例2、已知向量()()4,3,1,2a b ==-,求⑴求a 与b 的夹角θ;⑵若向量a b λ-与2a b +垂直,求λ的值.例3、向量a (1,1)=-,且a 与a 2b +方向相同,求a b ⋅的取值范围。
※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ).A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:1、已知正方形ABCD 的边长为1,AB a =,BC b =,AC c =,则a b c ++为多少?2、若12,e e 是夹角为60的两个单位向量,则122a e e =+;1232b e e =-+的夹角为多少?3、已知向量()2,2a =-,()5,b k =,若a b +不超过5,则k 的取值范围是多少?1. 已知a =(2,3),b =(-4,7),则b 在a 方向上的投影为________.2. 已知OA →=(3,-4),OB →=(6,-3),OC →=(5-m ,-3-m ).若点A 、B 、C 能构成三角形,则实数m 应满足的条件为________.3.已知|a |=4,|b |=3,(2a -3b )·(2a +b )=61,求a 与b 的夹角θ.。
高中数学 第二章 平面向量测评 新人教A版必修4(2021年最新整理)
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第二章平面向量(时间:120分钟满分:150分)一、选择题(本大题共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。
(2016•山东淄川一中阶段性检测)若|m|=4,|n|=6,m与n的夹角是135°,则m·n=()A.12 B。
12 C.—12 D.-12解析:m·n=|m||n|cos 135°=4×6×cos 135°=—12,故选C。
答案:C2.已知平面内不共线的四点O,A,B,C满足,则||∶||=()A.1∶3B.3∶1 C。
1∶2 D。
2∶1解析:由,得)=),即,所以||=2||.故||∶||=2∶1。
答案:D3.已知a=(1,—2),b=(-3,4),c=(3,2),则(a+b)·(2a—c)=()A.10 B。
14 C.—10 D。
-14解析:∵a+b=(—2,2),2a—c=(2,—4)—(3,2)=(-1,—6),∴(a+b)·(2a—c)=-2×(-1)+2×(—6)=—10。
答案:C4.向量=(4,—3),向量=(2,—4),则△ABC的形状为()A。
等腰非直角三角形B。
等边三角形C.直角非等腰三角形D.等腰直角三角形解析:∵=(—2,—1),∴=(-2)×2+(-1)×(—4)=0,∴。
高中数学 第2章 平面向量 2.4.2 平面向量数量积的坐标表示、模、夹角练习 新人教A版必修4-新
2.4.2 平面向量数量积的坐标表示、模、夹角课时分层训练‖层级一‖|学业水平达标|1.已知向量a =(0,-23),b =(1,3),则向量a 在b 方向上的投影为( ) A . 3 B .3 C .- 3D .-3解析:选D 向量a 在b 方向上的投影为a ·b |b |=-62=-3.故选D. 2.设a =(1,2),b =(1,1),c =a +k b ,若b ⊥c ,则实数k 的值等于( ) A .-32B .-53C .53D .32解析:选A 因为c =(1+k,2+k ),b ·c =0,所以1+k +2+k =0,解得k =-32,故选A .3.a ,b 为平面向量,已知a =(4,3),2a +b =(3,18),则a ,b 夹角的余弦值等于( ) A .865 B .-865C .1665D .-1665解析:选C 设b =(x ,y ),则2a +b =(8+x,6+y )=(3,18),所以⎩⎪⎨⎪⎧8+x =3,6+y =18,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-5,y =12,故b =(-5,12),所以cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b |=1665.故选C . 4.设点A (2,0),B (4,2),若点P 在直线AB 上,且|AB →|=2|AP →|,则点P 的坐标为( ) A .(3,1)B .(1,-1)C .(3,1)或(1,-1)D .无数多个解析:选C 设P (x ,y ),由|AB →|=2|AP →|得,AB →=2AP →或AB →=-2AP →,AB →=(2,2),AP →=(x -2,y ),即(2,2)=2(x -2,y ),x =3,y =1,P (3,1); 故(2,2)=-2(x -2,y ),x =1,y =-1,P (1,-1).P (3,1)或(1,-1).故选C .5.已知向量a =(2cos θ,2sin θ),b =(0,-2),θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,则向量a ,b 的夹角为( )A .32π-θ B .θ-π2C .π2+θD .θ解析:选A ∵cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b |=-4sin θ2×2=-sin θ=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫32π-θ,∵θ∈⎝⎛⎭⎪⎫π2,π,∴32π-θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,又〈a ,b 〉∈[0,π]∴〈a ,b 〉=32π-θ.故选A .6.已知a =(1,n ),b =(-1,n ),且2a -b 与b 垂直,则|a |等于________. 解析:2a -b =(3,n ),∵(2a -b )·b =0,∴n 2-3=0,∴n 2=3,∴|a |2=1+n 2=4,∴|a |=2. 答案:27.已知向量a =(2,-1),b =(x ,-2),c =(3,y ),若a ∥b ,(a +b )⊥(b -c ),M (x ,y ),N (y ,x ),则向量MN →的模为________.解析:∵a ∥b ,∴2×(-2)-(-1)×x =0, 解得x =4,∴b =(4,-2),∴a +b =(6,-3),b -c =(1,-2-y ). ∵(a +b )⊥(b -c ),∴(a +b )·(b -c )=0, 即6-3(-2-y )=0,解得y =-4,∴MN →=(y -x ,x -y )=(-8,8),∴|MN →|=8 2. 答案:8 28.(2018·某某某某中学月考)已知向量a =(1,2),b =(-2,-4),|c |=5,若(a +b )·c =52,则a 与c 的夹角的大小为________.解析:易得a +b =(-1,-2),|a |= 5.设c =(x ,y ), ∵(a +b )·c =52,∴x +2y =-52.设a 与c 的夹角为θ,∴cos θ=a ·c |a ||c |=x +2y 5=-525=-12.又θ∈[0°,180°]∴θ=120°. 答案:120°9.(2019·某某期末)已知a =(1,2),b =(1,1),且a 与a +λb 的夹角为锐角,某某数λ的取值X 围.解:∵a 与a +λb 均为非零向量,且夹角为锐角, ∴a ·(a +λb )>0,即(1,2)·(1+λ,2+λ)>0. ∴(1+λ)+2(2+λ)>0. ∴λ>-53.当a 与a +λb 共线时, 存在实数m ,使a +λb =m a , 即(1+λ,2+λ)=m (1,2),∴⎩⎪⎨⎪⎧1+λ=m ,2+λ=2m ,解得λ=0.即当λ=0时,a 与a +λb 共线,综上可知,实数λ的取值X 围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-53,0∪(0,+∞).10.在平面直角坐标系xOy 中,已知点A (-1,-2),B (2,3),C (-2,-1). (1)求以线段AB 、AC 为邻边的平行四边形的两条对角线的长; (2)设实数t 满足(AB →-tOC →)·OC →=0,求t 的值. 解:(1)由题设知AB →=(3,5),AC →=(-1,1), 则AB →+AC →=(2,6),AB →-AC →=(4,4), 所以|AB →+AC →|=210,|AB →-AC →|=4 2. 故两条对角线的长分别为210、4 2.(2)由题设知OC →=(-2,-1),AB →-tOC →=(3+2t,5+t ),由(AB →-tOC →)·OC →=0,得(3+2t,5+t )·(-2,-1)=0,从而5t =-11,故t =-115.‖层级二‖|应试能力达标|1.(2019·某某日照一中期中)设向量a =(-1,2),b =(m,1),如果向量a +2b 与2a -b 平行,那么a ·b =( )A .-72B .-12C .32D .52解析:选D a +2b =(-1+2m,4),2a -b =(-2-m,3),由题意,得3(-1+2m )-4(-2-m )=0,则m =-12,所以a ·b =-1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12+2×1=52.故选D.2.(2018·某某某某金山中学期末)已知a =(-3,2),b =(-1,0),若向量λa +b 与a -2b 垂直,则实数λ的值为( )A .17 B .-17C .16D .-16解析:选B 由向量λa +b 与a -2b 垂直,得(λa +b )·(a -2b )=0.因为a =(-3,2),b =(-1,0),所以(-3λ-1,2λ)·(-1,2)=0,即3λ+1+4λ=0,解得λ=-17.故选B.3.(2019·某某某某中学期末)已知向量a =(3,1),b 是不平行于x 轴的单位向量,且a ·b =3,则 b =( )A .⎝⎛⎭⎪⎫32,12 B .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32 C .⎝ ⎛⎭⎪⎫14,334 D .(1,0)解析:选B 设b =(x ,y ),其中y ≠0,则a ·b =3x +y =3,由⎩⎨⎧x 2+y 2=1,3x +y =3,y ≠0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =12,y =32,即b =⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32.故选B.4.已知向量OA →=(2,2),OB →=(4,1),在x 轴上有一点P ,使AP →·BP →有最小值,则点P 的坐标是( )A .(-3,0)B .(2,0)C .(3,0)D .(4,0)解析:选C 设点P 的坐标为(x,0),则 AP →=(x -2,-2),BP →=(x -4,-1).∴AP →·BP →=(x -2)(x -4)+(-2)×(-1) =x 2-6x +10=(x -3)2+1. 当x =3时,AP →·BP →有最小值1, 此时点P 的坐标为(3,0),故选C .5.(2018·某某七中期末)已知a =(1,2),b =(x,4),且a ·b =10,则|a -b |=________. 解析:由题意,得a ·b =x +8=10,∴x =2,∴a -b =(-1,-2),∴|a -b |= 5. 答案: 56.设m =(a ,b ),n =(c ,d ),规定两向量m ,n 之间的一个运算“⊕”为m ⊕n =(ac-bd ,ad +bc ).若已知p =(1,2),p ⊕q =(-4,-3),则q =________.解析:设q =(x ,y ),则p ⊕q =(x -2y ,y +2x )=(-4,-3),∴⎩⎪⎨⎪⎧x -2y =-4,y +2x =-3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =1.∴q =(-2,1).答案:(-2,1)7.已知向量OA →=(1,7),OB →=(5,1)(O 为坐标原点),设M 为直线y =12x 上的一点,那么MA →·MB →的最小值是________.解析:设M ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ,12x ,则MA →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1-x ,7-12x ,MB →=⎝ ⎛⎭⎪⎫5-x ,1-12x ,∴MA →·MB →=(1-x )(5-x )+⎝ ⎛⎭⎪⎫7-12x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12x =54(x -4)2-8,所以当x =4时,MA →·MB →取得最小值-8.答案:-88.(2019·某某某某期末)在平面直角坐标系xOy 中,已知A ,B ,C 三点的坐标分别为A (2,-1),B (3,5),C (m ,3).(1)若AB →⊥AC →,某某数m 的值;(2)若A ,B ,C 三点能构成三角形,某某数m 的取值X 围. 解:(1)由题意,有AB →=(1,6),AC →=(m -2,4), 由AB →⊥AC →,得AB →·AC →=0, 即(m -2)×1+4×6=0, 解得m =-22.(2)若A ,B ,C 三点能构成三角形,则A ,B ,C 三点不共线, 即AB →与AC →不平行, 故1×4-6(m -2)≠0,解得m ≠83,即实数m 的取值X 围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,83∪⎝ ⎛⎭⎪⎫83,+∞.。
