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1、(通用版)2022年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一部分 第一層級 基礎(chǔ)送分 專題二 平面向量講義 理(普通生,含解析)
平面向量的基本運算
1.(2018·全國卷Ⅰ)在△ABC中,AD為BC邊上的中線,E為AD的中點,則=( )
A.- B.-
C.+ D.+
解析:選A 法一:作出示意圖如圖所示.
=+= +
=×(+)+(-)
=-.故選A.
法二:不妨設(shè)△ABC為等腰直角三角形,且∠A=,AB=AC=1.建立如圖所示的平面直角坐標系,
則A(0,0),B(1,0),C(0,1),
D,E.故=(1,0),=(0,1),
=(1,0)-=,
即=-
2、.
2.已知平面內(nèi)不共線的四點O,A,B,C滿足=+,則||∶||=( )
A.1∶3 B.3∶1
C.1∶2 D.2∶1
解析:選D 由=+,得-=2(-),即=2,所以||∶||=2∶1,故選D.
3.(2018·全國卷Ⅲ)已知向量a=(1,2),b=(2,-2),c=(1,λ).若c∥(2a+b),則 λ=________.
解析:2a+b=(4,2),因為c∥(2a+b),
所以4λ=2,解得λ=.
答案:
4.(2018·太原模擬)在正方形ABCD中,M,N分別是BC,CD的中點,若=λ+μ,則實數(shù)λ+μ=________.
解析:如圖,∵
3、=+=+=+,①
=+=+, ②
由①②得=-,=-,
∴=+=+=-+-=+,
∵=λ+μ,∴λ=,μ=,λ+μ=.
答案:
[題后悟通]
快審題
1.看到向量的線性運算,想到三角形和平行四邊形法則.
2.看到向量平行,想到向量平行的條件.
準 解 題
記牢向量共線問題的4個結(jié)論
(1)若a與b不共線且λa=μb,則λ=μ=0.
(2)直線的向量式參數(shù)方程:A,P,B三點共線?=(1-t) +t (O為平面內(nèi)任一點,t∈R).
(3) =λ+μ (λ,μ為實數(shù)),若A,B,C三點共線,則λ+μ=1.
(4)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),則a∥b?
4、x1y2=x2y1,當(dāng)且僅當(dāng)x2y2≠0時,a∥b?=.
平面向量的數(shù)量積
[題組練透]
1.(2018·全國卷Ⅱ)已知向量a,b滿足|a|=1,a·b=-1,則a·(2a-b)=( )
A.4 B.3
C.2 D.0
解析:選B a·(2a-b)=2a2-a·b=2|a|2-a·b.
∵|a|=1,a·b=-1,∴原式=2×12+1=3.
2.已知向量m=(t+1,1),n=(t+2,2),若(m+n)⊥(m-n),則t=( )
A.0 B.-3
C.3 D.-1
解析:選B 法一:由(m+n)⊥(m-n)可得(m+n)·(m-n)=0,
5、
即m2=n2,故(t+1)2+1=(t+2)2+4,解得t=-3.
法二:m+n=(2t+3,3),m-n=(-1,-1),
∵(m+n)⊥(m-n),∴-(2t+3)-3=0,解得t=-3.
3.在△ABC中,∠ABC=90°,AB=6,點D在邊AC上,且2=,則·的值是( )
A.48 B.24
C.12 D.6
解析:選B 法一:由題意得,·=0,·=·(-)=||2=36,∴·=·(+)=·=0+×36=24.
法二:(特例法)若△ABC為等腰直角三角形,建立如圖所示的平面直角坐標系,
則A(6,0),C(0,6).
由2=,得D(4,2).
∴·=(
6、6,0)·(4,2)=24.
4.(2018·貴陽摸底考試)如圖,在邊長為1的正方形組成的網(wǎng)格中,平行四邊形ABCD的頂點D被陰影遮住,找出D點的位置,則·的值為( )
A.10 B.11
C.12 D.13
解析:選B 以點A為坐標原點,建立如圖所示的平面直角坐標系,A(0,0),B(4,1),C(6,4),根據(jù)四邊形ABCD為平行四邊形,可以得到D(2,3),所以·=(4,1)·(2,3)=8+3=11.故選B.
5.(2019屆高三·益陽、湘潭調(diào)研)已知非零向量a,b滿足a·b=0,|a+b|=t|a|,若a+b與a-b的夾角為,則t的值為________.
解析:
7、因為a·b=0,所以(a+b)2=(a-b)2,即|a+b|=|a-b|.又|a+b|=t|a|,所以|a-b|=|a+b|=t|a|.因為a+b與a-b的夾角為,所以=cos,整理得=,即(2-t2)|a|2=2|b|2.又|a+b|=t|a|,平方得|a|2+|b|2=t2|a|2,所以|a|2+=t2|a|2,解得t2=.因為t>0,所以t=.
答案:
6.在矩形ABCD中,AB=2,AD=1.邊DC上的動點P(包含點D,C)與CB延長線上的動點Q(包含點B)滿足||=||,則·的最小值為________.
解析:以點A為坐標原點,分別以AB,AD所在直線為x軸,y軸建立如圖所示的
8、平面直角坐標系,
設(shè)P(x,1),Q(2,y),
由題意知0≤x≤2,-2≤y≤0.
∵||=||,
∴|x|=|y|,∴x=-y.
∵=(-x,-1),=(2-x,y-1),
∴·=-x(2-x)-(y-1)=x2-2x-y+1=x2-x+1=2+,
∴當(dāng)x=時,·取得最小值,為.
答案:
[題后悟通]
快審題
1.看到向量垂直,想到其數(shù)量積為零.
2.看到向量的模與夾角,想到向量數(shù)量積的有關(guān)性質(zhì)和公式.
3.看到向量中的最值問題時,想到向量不等式、幾何意義,甚至建立坐標系構(gòu)造函數(shù)關(guān)系求最值.
用妙法
特例法妙解圖形中平面向量數(shù)量積問題
解答有關(guān)圖形中的平面向
9、量數(shù)量積問題,常采用特例法,如取直角三角形、矩形,再建立平面直角坐標系,求得相關(guān)點坐標計算求解(如第3題可取△ABC為等腰直角三角形建系).
避誤區(qū)
兩個向量夾角的范圍是[0,π],在使用平面向量解決問題時要特別注意兩個向量夾角可能是0或π的情況,如已知兩個向量的夾角為鈍角時,不僅要求其數(shù)量積小于零,還要求不能反向共線.
一、選擇題
1.設(shè)a=(1,2),b=(1,1),c=a+kb.若b⊥c,則實數(shù)k的值等于( )
A.- B.-
C
10、. D.
解析:選A 因為c=a+kb=(1+k,2+k),
又b⊥c,所以1×(1+k)+1×(2+k)=0,解得k=-.
2.已知向量a=(1,1),2a+b=(4,2),則向量a,b的夾角的余弦值為( )
A. B.-
C. D.-
解析:選C 因為向量a=(1,1),2a+b=(4,2),所以b=(2,0),
則向量a,b的夾角的余弦值為=.
3.已知在平面直角坐標系中,點A(0,1),向量=(-4,-3),=(-7,-4),則點C的坐標為( )
A.(11,8) B.(3,2)
C.(-11,-6) D.(-3,0)
解析:選C 設(shè)C(x
11、,y),∵在平面直角坐標系中,點A(0,1),向量=(-4,-3),=(-7,-4),∴=+=(-11,-7),∴解得x=-11,y=-6,故C(-11,-6).
4.在等腰梯形ABCD中,=-2,M為BC的中點,則=( )
A.+ B.+
C.+ D.+
解析:選B 因為=-2,所以=2.又M是BC的中點,所以=(+)=(++)==+.
5.(2019屆高三·武漢調(diào)研)設(shè)非零向量a,b滿足|2a+b|=|2a-b|,則( )
A.a(chǎn)⊥b B.|2a|=|b|
C.a(chǎn)∥b D.|a|<|b|
解析:選A 法一:∵|2a+b|=|2a-b|,∴(2a+b)
12、2=(2a-b)2,化簡得a·b=0, ∴a⊥b,故選A.
法二:記c=2a,則由|2a+b|=|2a-b|得|c+b|=|c-b|,由平行四邊形法則知,以向量c,b為鄰邊的平行四邊形的對角線相等,∴該四邊形為矩形,故c⊥b,即a⊥b,故選A.
6.已知=(2,1),點C(-1,0),D(4,5),則向量在方向上的投影為( )
A.- B.-3
C. D.3
解析:選C 因為點C(-1,0),D(4,5),所以=(5,5),又=(2,1),所以向量在方向上的投影為||cos〈,〉===.
7.已知a和b是非零向量,m=a+tb(t∈R),若|a|=1,|b|=
13、2,當(dāng)且僅當(dāng)t=時,|m|取得最小值,則向量a,b的夾角θ為( )
A. B.
C. D.
解析:選C 由m=a+tb,及|a|=1,|b|=2,得|m|2=(a+tb)2=4t2+4tcos θ+1=(2t+cos θ)2+sin2θ,由題意得,當(dāng)t=時,cos θ=-,則向量a,b的夾角θ為,故選C.
8.在△ABC中,|+|=|-|,AB=2,AC=1,E,F(xiàn)為BC的三等分點,則·=( )
A. B.
C. D.
解析:選B 由|+|=|-|知⊥,以A為坐標原點,,的方向分別為x軸、y軸的正方向建立平面直角坐標系,則A(0,0),B(2,0),C(0,1
14、),不妨設(shè)E,F(xiàn),則·=·=+=.
9.已知在平面直角坐標系xOy中,P1(3,1),P2(-1,3),P1,P2,P3三點共線且向量與向量a=(1,-1)共線,若=λ+(1-λ) ,則λ=( )
A.-3 B.3
C.1 D.-1
解析:選D 設(shè)=(x,y),則由∥a,知x+y=0,于是=(x,-x).
若=λ+(1-λ),則有(x,-x)=λ(3,1)+(1-λ)(-1,3)=(4λ-1,3-2λ),
即所以4λ-1+3-2λ=0,解得λ=-1.
10.(2018·蘭州診斷考試)在△ABC中,M是BC的中點,AM=1,點P在AM上且滿足=2,則·(+)等于( )
15、
A.- B.-
C. D.
解析:選A 如圖,∵=2,∴=+,
∴·(+)=-2,
∵AM=1且=2,∴||=,
∴·(+)=-.
11.(2019屆高三·南寧摸底聯(lián)考)已知O是△ABC內(nèi)一點,++=0,·=2且∠BAC=60°,則△OBC的面積為( )
A. B.
C. D.
解析:選A ∵++=0,∴O是△ABC的重心,于是S△OBC=S△ABC.
∵·=2,∴||·||·cos∠BAC=2,∵∠BAC=60°,
∴||·||=4.∴S△ABC=||·||sin∠BAC=,∴△OBC的面積為.
12.(2018·南昌調(diào)研)已知A,B,C是圓O:x
16、2+y2=1上的動點,且AC⊥BC,若點M的坐標是(1,1),則|++|的最大值為( )
A.3 B.4
C.3-1 D.3+1
解析:選D 法一:∵A,B,C是圓O:x2+y2=1上的動點,且AC⊥BC,
∴設(shè)A(cos θ,sin θ),B(-cos θ,-sin θ),C(cos α,sin α),其中0≤θ<2π,0≤α<2π,
∵M(1,1),∴++=(cos θ-1,sin θ-1)+(-cos θ-1,-sin θ-1)+(cos α-1,sin α-1)=(cos α-3,sin α-3),
∴|++|=
=
= ,
當(dāng)且僅當(dāng)sin=-1時,|++|
17、取得最大值,最大值為=3+1.
法二:連接AB,∵AC⊥BC,∴AB為圓O的直徑,
∴+=2,
∴|++|=|2+|≤|2|+||=2+||,
易知點M與圓上動點C的距離的最大值為+1,
∴||≤+1,∴|++|≤3+1,故選D.
二、填空題
13.(2018·濰坊統(tǒng)一考試)已知單位向量e1,e2,且〈e1,e2〉=,若向量a=e1-2e2,則|a|=________.
解析:因為|e1|=|e2|=1,〈e1,e2〉=,所以|a|2=|e1-2e2|2=1-4|e1|·|e2|cos+4=1-4×1×1×+4=3,即|a|=.
答案:
14.已知a,b是非零向量,f(x)
18、=(ax+b)·(bx-a)的圖象是一條直線,|a+b|=2,|a|=1,則f(x)=________.
解析:由f(x)=a·bx2-(a2-b2)x-a·b的圖象是一條直線,可得a·b=0.因為|a+b|=2,所以a2+b2=4.
因為|a|=1,所以a2=1,b2=3,所以f(x)=2x.
答案:2x
15.在△ABC中,N是AC邊上一點且=,P是BN上一點,若=m+,則實數(shù)m的值是________.
解析:如圖,因為=,所以=,所以=m+=m+.因為B,P,N三點共線,所以m+=1,則m=.
答案:
16.(2019屆高三·唐山五校聯(lián)考)在△ABC中,(-3)⊥,則角A的最大值為________.
解析:因為(-3)⊥,所以(-3)·=0,即(-3)·(-)=0,則2-4·+32=0,即cos A==+≥2=,當(dāng)且僅當(dāng)||=||時等號成立.因為0