2019年高考數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí)第30講《平面向量的綜合應(yīng)用》(共41頁)
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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 ???學(xué)生用書(后跟詳細(xì)參考答案和教師用書)??? 把握命題趨勢,提高復(fù)習(xí)效率,提升解題能力,打造高考高分! 【助力高考】2019年高考備戰(zhàn)數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí)精品資料 第五章 平面向量 第30講 平面向量的綜合應(yīng)用 ★★★核心知識回顧★★★ 知識點(diǎn)一、向量在平面幾何中的應(yīng)用 (1)用向量解決常見平面幾何問題的技巧: 問題類型 所用知識 公式表示 線平行、點(diǎn)共線等問題 共線向量定理 a∥b?a=λb? , 其中a=(x1,y1),b=(x2,y2),b≠0 垂直問題 數(shù)量積的運(yùn)算
2、性質(zhì) a⊥b?ab=0? , 其中a=(x1,y1),b=(x2,y2),且a,b為非零向量 夾角問題 數(shù)量積的定義 cos θ= (θ為向量a,b的夾角),其中a,b為非零向量 長度問題 數(shù)量積的定義 |a|= = ,其中a=(x,y),a為非零向量 (2)用向量方法解決平面幾何問題的步驟: 平面幾何問題向量問題解決向量問題解決幾何問題. 知識點(diǎn)二、向量在解析幾何中的應(yīng)用 向量在解析幾何中的應(yīng)用,是以解析幾何中的坐標(biāo)為背景的一種向量描述.它主要強(qiáng)調(diào)向量的坐標(biāo)問題,進(jìn)而利用直線和圓錐曲線的位置
3、關(guān)系的相關(guān)知識來解答,坐標(biāo)的運(yùn)算是考查的主體. 知識點(diǎn)三、平面向量在物理中的應(yīng)用 (1)由于物理學(xué)中的力、速度、位移都是矢量,它們的分解與合成與向量的加法和減法相似,可以用向量的知識來解決. (2)物理學(xué)中的功是一個(gè)標(biāo)量,是力F與位移s的數(shù)量積,即W=Fs=|F||s|cos θ(θ為F與s的夾角). 知識點(diǎn)四、向量與相關(guān)知識的交匯 平面向量作為一種工具,常與函數(shù)(三角函數(shù))、解析幾何結(jié)合,常通過向量的線性運(yùn)算與數(shù)量積,向量的共線與垂直求解相關(guān)問題. ◆◆◆名師提醒◆◆◆ 1.若G是△ABC的重心,則++=0. 2.若直線l的方程為Ax+By+C=0,則向量(A,B)與直線
4、l垂直,向量(-B,A)與直線l平行. ★★★高考典例剖析★★★ 考點(diǎn)一、向量在平面幾何中的應(yīng)用 例1:在平行四邊形ABCD中,AD=1,∠BAD=60,E為CD的中點(diǎn).若=1,則AB=________. 解: 在平行四邊形ABCD中,取AB的中點(diǎn)F, 則=,∴==-, 又∵=+, ∴=(+) =2-+-2 =||2+||||cos 60-||2 =1+||-||2=1. ∴||=0,又||≠0,∴||=. ???方法技巧??? 向量與平面幾何綜合問題的解法 (1)坐標(biāo)法 把幾何圖形放在適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系中,則有關(guān)點(diǎn)與向量就可以用坐標(biāo)表示,這樣就能進(jìn)行相應(yīng)的代數(shù)
5、運(yùn)算和向量運(yùn)算,從而使問題得到解決. (2)基向量法 適當(dāng)選取一組基底,溝通向量之間的聯(lián)系,利用向量間的關(guān)系構(gòu)造關(guān)于未知量的方程進(jìn)行求解. ???跟蹤訓(xùn)練??? 1.已知O是平面上的一定點(diǎn),A,B,C是平面上不共線的三個(gè)動點(diǎn),若動點(diǎn)P滿足=+λ(+),λ∈(0,+∞),則點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的( ) A.內(nèi)心 B.外心 C.重心 D.垂心 2.已知O是平面上的一定點(diǎn),A,B,C是平面上不共線的三個(gè)動點(diǎn),若動點(diǎn)P滿足=+λ,λ∈(0,+∞),則點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的________. 3.在△ABC中,已知向量與滿足=0,且=,則△ABC為( ) A
6、.等邊三角形 B.直角三角形 C.等腰非等邊三角形 D.三邊均不相等的三角形 4.(2017湖南長沙長郡中學(xué)臨考沖刺訓(xùn)練)如圖,在平行四邊形ABCD中,AB=1,AD=2,點(diǎn)E,F(xiàn),G,H分別是AB,BC,CD,AD邊上的中點(diǎn),則+等于( ) A. B.- C. D.- 考點(diǎn)二、向量在解析幾何中的應(yīng)用 例2:已知向量=(k,12),=(4,5),=(10,k),且A,B,C三點(diǎn)共線,當(dāng)k<0時(shí),若k為直線的斜率,則過點(diǎn)(2,-1)的直線方程為________________. 解: ∵=-=(4-k,-7), =-=(6,k-5),且∥, ∴(4-k)(k-
7、5)+67=0, 解得k=-2或k=11. 由k<0可知k=-2,則過點(diǎn)(2,-1)且斜率為-2的直線方程為y+1=-2(x-2),即2x+y-3=0. ???方法技巧??? 向量在解析幾何中的“兩個(gè)”作用 (1)載體作用:向量在解析幾何問題中出現(xiàn),多用于“包裝”,解決此類問題的關(guān)鍵是利用向量的意義、運(yùn)算脫去“向量外衣”,導(dǎo)出曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)之間的關(guān)系,從而解決有關(guān)距離、斜率、夾角、軌跡、最值等問題. (2)工具作用:利用a⊥b?ab=0(a,b為非零向量),a∥b?a=λb(b≠0),可解決垂直、平行問題,特別地,向量垂直、平行的坐標(biāo)表示對于解決解析幾何中的垂直、平行問題是一種比較
8、簡捷的方法. ???跟蹤訓(xùn)練??? 5.若點(diǎn)O和點(diǎn)F分別為橢圓+=1的中心和左焦點(diǎn),點(diǎn)P為橢圓上的任意一點(diǎn),則的最大值為________. 6.在平面直角坐標(biāo)系中,O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線l:x-ky+1=0與圓C:x2+y2=4相交于A,B兩點(diǎn),=+,若點(diǎn)M在圓C上,則實(shí)數(shù)k=________. 7.(2017安徽省安師大附中、馬鞍山二中階段性測試)已知點(diǎn)A在橢圓+=1上,點(diǎn)P滿足=(λ-1)(λ∈R)(O是坐標(biāo)原點(diǎn)),且=72,則線段OP在x軸上的投影長度的最大值為________. 考點(diǎn)三、向量的其他應(yīng)用 命題點(diǎn)①向量在不等式中的應(yīng)用 例3: 已知O是坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)A(-1,2
9、),若點(diǎn)M(x,y)為平面區(qū)域上的一個(gè)動點(diǎn),則的取值范圍是( ) A.[-1,0] B.[0,1] C.[1,3] D.[1,4] 解: 作出點(diǎn)M(x,y)滿足的平面區(qū)域,如圖陰影部分所示, 設(shè)z=,因?yàn)锳(-1,2),M(x,y),所以z==-x+2y,即y=x+z.平移直線y=x,由圖象可知,當(dāng)直線y=x+z經(jīng)過點(diǎn)C(0,2)時(shí),截距最大,此時(shí)z最大,最大值為4,當(dāng)直線y=x+z經(jīng)過點(diǎn)B時(shí),截距最小,此時(shí)z最小,最小值為1,故1≤z≤4,即1≤≤4. 故選D。 命題點(diǎn)②向量在解三角形中的應(yīng)用 例4: 在△ABC中,角A,B,C的對邊分別是a,b,c,若20a+1
10、5b+12c=0,則△ABC最小角的正弦值等于( ) A. B. C. D. 解: ∵20a+15b+12c=0, ∴20a(-)+15b+12c=0, ∴(20a-15b)+(12c-20a)=0, ∵與不共線, ∴ 解得 ∴△ABC最小角為角A, ∴cos A===, ∴sin A=,故選C. 命題點(diǎn)③向量在物理中的應(yīng)用 例5: 如圖,一質(zhì)點(diǎn)受到平面上的三個(gè)力F1,F(xiàn)2,F(xiàn)3(單位:牛頓)的作用而處于平衡狀態(tài).已知F1,F(xiàn)2成60角,且F1,F(xiàn)2的大小分別為2和4,則F3的大小為( ) A.2 B.2 C.2 D.6 解: 如題圖所示,
11、由已知得F1+F2+F3=0,則F3=-(F1+F2),即F=F+F+2F1F2=F+F+2|F1||F2|cos 60=28.故|F3|=2. ???方法技巧??? 思維升華 利用向量的載體作用,可以將向量與三角函數(shù)、不等式結(jié)合起來,解題時(shí)通過定義或坐標(biāo)運(yùn)算進(jìn)行轉(zhuǎn)化,使問題的條件結(jié)論明晰化. ???跟蹤訓(xùn)練??? 8.函數(shù)y=sin(ωx+φ)在一個(gè)周期內(nèi)的圖象如圖所示,M,N分別是最高點(diǎn)、最低點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),且=0,則函數(shù)f(x)的最小正周期是______. 9.已知x,y滿足若=(x,1),=(2,y),且的最大值是最小值的8倍,則實(shí)數(shù)a的值是________.
12、 ???感悟高考??? 分析課程標(biāo)準(zhǔn)和近五年的高考試題,可以發(fā)現(xiàn)高考命題主要集中在:主要考查平面向量與函數(shù)、三角函數(shù)、不等式、數(shù)列、解析幾何等綜合性問題,求參數(shù)范圍、最值等問題是考查的熱點(diǎn),一般以選擇題、填空題的形式出現(xiàn),偶爾會出現(xiàn)在解答題中,屬于中檔題,通過近五年考題的規(guī)律,可以預(yù)測2019年高考試題中,可能會出現(xiàn)平面向量與函數(shù)的綜合題目。 ★★★知能達(dá)標(biāo)演練★★★ 一、選擇題 1.設(shè)M為平行四邊形ABCD對角線的交點(diǎn),O為平行四邊形ABCD所在平面內(nèi)任意一點(diǎn),則+++等于( ) A. B.2 C.3 D.4 2.在△ABC中,=c,=b,若點(diǎn)D滿足=2,則
13、等于( ) A.b+c B.c-b C.b-c D.b+c 3.(2017溫州八校檢測)設(shè)a,b不共線,=2a+pb,=a+b,=a-2b,若A,B,D三點(diǎn)共線,則實(shí)數(shù)p的值為( ) A.-2 B.-1 C.1 D.2 4.如圖所示,已知AB是圓O的直徑,點(diǎn)C,D是半圓弧的兩個(gè)三等分點(diǎn),=a,=b,則=( ) A.a-b B.a-b C.a+b D.a+b 5.若平面向量a,b,c兩兩所成的角相等,且|a|=1,|b|=1,|c|=3,則|a+b+c|等于( ) A.2 B.5 C.2或5 D.或 6.已知菱
14、形ABCD的邊長為a,∠ABC=60,則等于( ) A.-a2 B.-a2 C.a2 D.a2 7.(2018株州模擬)在△ABC中,(+)=||2,則△ABC的形狀一定是( ) A.等邊三角形 B.等腰三角形 C.直角三角形 D.等腰直角三角形 8.已知點(diǎn)A(-2,0),B(3,0),動點(diǎn)P(x,y)滿足=x2,則點(diǎn)P的軌跡是( ) A.圓 B.橢圓 C.雙曲線 D.拋物線 9.已知向量m=(1,cos θ),n=(sin θ,-2),且m⊥n,則sin 2θ+6cos2θ的值為( ) A. B.2 C.2 D.-2 10.(
15、2017長春質(zhì)量監(jiān)測)在△ABC中,D為△ABC所在平面內(nèi)一點(diǎn),且=+,則等于( ) A. B. C. D. 11.已知F1,F(xiàn)2分別為橢圓C:+=1的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)E是橢圓C上的動點(diǎn),則的最大值、最小值分別為( ) A.9,7 B.8,7 C.9,8 D.17,8 12.(2018四川涼山州一診)若直線ax-y=0(a≠0)與函數(shù)f(x)=的圖象交于不同的兩點(diǎn)A,B,且點(diǎn)C(6,0),若點(diǎn)D(m,n)滿足+=,則m+n等于( ) A.1 B.2 C.3 D.4 13.已知O是平面上的一定點(diǎn),A,B,C是平面上不共線的三個(gè)動點(diǎn),若動點(diǎn)P滿足=+λ
16、, λ∈(0,+∞),則( ) A.動點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的重心 B.動點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的內(nèi)心 C.動點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的外心 D.動點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的垂心 14.(2018大慶一模)已知共面向量a,b,c滿足|a|=3,b+c=2a,且|b|=|b-c|.若對每一個(gè)確定的向量b,記|b-ta|(t∈R)的最小值為dmin,則當(dāng)b變化時(shí),dmin的最大值為( ) A. B.2 C.4 D.6 15.(2017全國Ⅲ)在矩形ABCD中,AB=1,AD=2,動點(diǎn)P在以點(diǎn)C為圓心且與BD相切的圓上.若=λ+μ,則λ+μ的最大值為( )
17、 A.3 B.2 C. D.2 二、填空題 16.在菱形ABCD中,若AC=4,則=________. 17.已知|a|=2|b|,|b|≠0,且關(guān)于x的方程x2+|a|x-ab=0有兩相等實(shí)根,則向量a與b的夾角是________. 18.已知O為△ABC內(nèi)一點(diǎn),且++2=0,則△AOC與△ABC的面積之比是________. 19.如圖所示,半圓的直徑AB=6,O為圓心,C為半圓上不同于A,B的任意一點(diǎn),若P為半徑OC上的動點(diǎn),則(+)的最小值為________. 20.已知圓C:(x-2)2+y2=4,圓M:(x-2-5cos θ)2+(y-5sin θ)2=1(θ
18、∈R),過圓M上任意一點(diǎn)P作圓C的兩條切線PE,PF,切點(diǎn)分別為E,F(xiàn),則的最小值是________. 三、解答題 21.在直角坐標(biāo)系xOy中,已知點(diǎn)A(1,1),B(2,3),C(3,2),點(diǎn)P(x,y)在△ABC三邊圍成的區(qū)域(含邊界)上,且=m+n(m,n∈R). (1)若m=n=,求||; (2)用x,y表示m-n,并求m-n的最大值. 22.已知點(diǎn)P(0,-3),點(diǎn)A在x軸上,點(diǎn)Q在y軸的正半軸上,點(diǎn)M滿足=0,=-,當(dāng)點(diǎn)A在x軸上移動時(shí),求動點(diǎn)M的軌跡方程. 23.(2018酒泉質(zhì)檢)在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,且滿足(a-c)=c. (1)求角
19、B的大??; (2)若|-|=,求△ABC面積的最大值. ???詳細(xì)參考答案??? 把握命題趨勢,提高復(fù)習(xí)效率,提升解題能力,打造高考高分! 【助力高考】2019年高考備戰(zhàn)數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí)精品資料 第五章 平面向量 第30講 平面向量的綜合應(yīng)用 ★★★核心知識回顧★★★ 知識點(diǎn)一、向量在平面幾何中的應(yīng)用 (1)用向量解決常見平面幾何問題的技巧: 問題類型 所用知識 公式表示 線平行、點(diǎn)共線等問題 共線向量定理 a∥b?a=λb?x1y2-x2y1=0, 其中a=(x1,y1),b=(x2,y2),b≠0 垂直問題 數(shù)量積的運(yùn)算性質(zhì) a⊥
20、b?ab=0?x1x2+y1y2=0, 其中a=(x1,y1),b=(x2,y2),且a,b為非零向量 夾角問題 數(shù)量積的定義 cos θ=(θ為向量a,b的夾角),其中a,b為非零向量 長度問題 數(shù)量積的定義 |a|==,其中a=(x,y),a為非零向量 (2)用向量方法解決平面幾何問題的步驟: 平面幾何問題向量問題解決向量問題解決幾何問題. 知識點(diǎn)二、向量在解析幾何中的應(yīng)用 向量在解析幾何中的應(yīng)用,是以解析幾何中的坐標(biāo)為背景的一種向量描述.它主要強(qiáng)調(diào)向量的坐標(biāo)問題,進(jìn)而利用直線和圓錐曲線的位置關(guān)系的相關(guān)知識來解答,坐標(biāo)的運(yùn)算是考查的主體. 知識點(diǎn)三、平面向量在物
21、理中的應(yīng)用 (1)由于物理學(xué)中的力、速度、位移都是矢量,它們的分解與合成與向量的加法和減法相似,可以用向量的知識來解決. (2)物理學(xué)中的功是一個(gè)標(biāo)量,是力F與位移s的數(shù)量積,即W=Fs=|F||s|cos θ(θ為F與s的夾角). 知識點(diǎn)四、向量與相關(guān)知識的交匯 平面向量作為一種工具,常與函數(shù)(三角函數(shù))、解析幾何結(jié)合,常通過向量的線性運(yùn)算與數(shù)量積,向量的共線與垂直求解相關(guān)問題. ★★★高考典例剖析★★★ 考點(diǎn)一、向量在平面幾何中的應(yīng)用 ???跟蹤訓(xùn)練??? 1.答案: C 解: 由原等式,得-=λ(+),即=λ(+),根據(jù)平行四邊形法則,知+是△ABC的中線AD(D為
22、BC的中點(diǎn))所對應(yīng)向量的2倍,所以點(diǎn)P的軌跡必過△ABC的重心. 2.答案: 內(nèi)心 解: 由條件,得-=λ,即=λ,而和分別表示平行于,的單位向量,故+平分∠BAC,即平分∠BAC,所以點(diǎn)P的軌跡必過△ABC的內(nèi)心. 3.答案: A 解: ,分別為平行于,的單位向量,由平行四邊形法則可知+為∠BAC的平分線.因?yàn)椋?,所以∠BAC的平分線垂直于BC,所以AB=AC. 又=cos∠BAC=,所以cos∠BAC=,又0<∠BAC<π,故∠BAC=,所以△ABC為等邊三角形. 4.答案: A 解: 取HF中點(diǎn)O, 則==2-2 =1-2=, ==2-2 =1-2=, 因此+=
23、,故選A. 考點(diǎn)二、向量在解析幾何中的應(yīng)用 ???跟蹤訓(xùn)練??? 5.答案: 6 解: 由題意,得F(-1,0),設(shè)P(x0,y0), 則有+=1,解得y=3, 因?yàn)椋?x0+1,y0),=(x0,y0), 所以=x0(x0+1)+y=x+x0+3=+x0+3,對應(yīng)的拋物線的對稱軸方程為x0=-2,因?yàn)椋?≤x0≤2,故當(dāng)x0=2時(shí),取得最大值+2+3=6. 6.答案: 0 解: 設(shè)AB的中點(diǎn)為D,則有=+=2, ∴||=2||=R=2(R為圓C的半徑), ∴||=1. 由點(diǎn)到直線的距離公式,得1=,解得k=0. 7.答案: 15 解: 因?yàn)椋?λ-1),所以=λ,
24、 即O,A,P三點(diǎn)共線,因?yàn)椋?2, 所以=λ||2=72, 設(shè)A(x,y),OA與x軸正方向的夾角為θ,線段OP在x軸上的投影長度為|||cos θ|=|λ||x|===≤=15, 當(dāng)且僅當(dāng)|x|=時(shí)取等號. 考點(diǎn)三、向量的其他應(yīng)用 ???跟蹤訓(xùn)練??? 8.答案: 3 解: 由圖象可知,M,N, 所以=(xN,-1)=xN-1=0, 解得xN=2, 所以函數(shù)f(x)的最小正周期是2=3. 9.答案: 解: 因?yàn)椋?x,1),=(2,y),所以=2x+y,令z=2x+y,依題意,不等式組所表示的可行域如圖中陰影部分所示(含邊界), 觀察圖象可知,當(dāng)目標(biāo)函數(shù)z=2
25、x+y過點(diǎn)C(1,1)時(shí),zmax=21+1=3,目標(biāo)函數(shù)z=2x+y過點(diǎn)F(a,a)時(shí),zmin=2a+a=3a,所以3=83a,解得a=. ★★★知能達(dá)標(biāo)演練★★★ 一、選擇題 1. 答案: D 解:?。?+)+(+)=2+2=4.故選D. 2. 答案: A 解: ∵=2,∴-==2=2(-), ∴3=2+,∴=+=b+c. 3. 答案: B 解: ∵=a+b,=a-2b, ∴=+=2a-b. 又∵A,B,D三點(diǎn)共線,∴,共線. 設(shè)=λ,∴2a+pb=λ(2a-b), ∴2=2λ,p=-λ,∴λ=1,p=-1. 4. 答案: D 解: 連接CD,由點(diǎn)
26、C,D是半圓弧的三等分點(diǎn),得CD∥AB且==a, 所以=+=b+a. 5. 答案: C 解: 由于平面向量a,b,c兩兩所成的角相等,故每兩個(gè)向量成的角都等于或0,|a+b+c|= = 當(dāng)夾角為0時(shí),上式值為5;當(dāng)夾角為時(shí),上式值為2.故選C. 6. 答案: D 解: 在菱形ABCD中,=,=+,所以=(+)=+=a2+aacos 60=a2+a2=a2. 7.答案: C 解: 由(+)=||2, 得(+-)=0, 即(++)=0,2=0, ∴⊥,∴A=90. 又根據(jù)已知條件不能得到||=||, 故△ABC一定是直角三角形. 8.答案: D 解: ∵=(-2-
27、x,-y),=(3-x,-y), ∴=(-2-x)(3-x)+y2=x2, ∴y2=x+6,即點(diǎn)P的軌跡是拋物線. 9.答案: B 解: 由題意可得mn=sin θ-2cos θ=0, 則tan θ=2,所以sin 2θ+6cos2θ= ==2.故選B. 10.答案: B 解: 如圖,由已知得點(diǎn)D在△ABC中與AB平行的中位線上,且在靠近BC邊的三等分點(diǎn)處,從而有S△ABD=S△ABC,S△ACD=S△ABC,S△BCD=S△ABC=S△ABC, 所以=. 11.答案: B 解: 由題意可知橢圓的左、右焦點(diǎn)坐標(biāo)分別為F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0),設(shè)E(x,y)(-3≤
28、x≤3),則=(-1-x,-y),=(1-x,-y),所以=x2-1+y2=x2-1+8-x2=+7,所以當(dāng)x=0時(shí),有最小值7,當(dāng)x=3時(shí),有最大值8,故選B. 12.答案: B 解: 因?yàn)閒(-x)===-f(x),且直線ax-y=0過坐標(biāo)原點(diǎn),所以直線與函數(shù)f(x)=的圖象的兩個(gè)交點(diǎn)A,B關(guān)于原點(diǎn)對稱,即xA+xB=0,yA+yB=0,又=(xA-m,yA-n),=(xB-m,yB-n),=(m-6,n),由+=,得xA-m+xB-m=m-6,yA-n+yB-n=n,解得m=2,n=0,所以m+n=2,故選B. 13.答案: D 解: 由條件,得=λ, 從而=λ =λ+λ=0
29、, 所以⊥,則動點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的垂心. 14.答案: B 解: 固定向量a=(3,0),則b,c向量分別在以(3,0)為圓心,r為半徑的圓上的直徑兩端運(yùn)動,其中,=a,=b,=c,如圖,易得點(diǎn)B的坐標(biāo) B(rcos θ+3,rsin θ), 因?yàn)閨b|=|b-c|, 所以O(shè)B=BC,即(rcos θ+3)2+r2sin2θ=4r2, 整理為r2-2rcos θ-3=0,可得cos θ=, 而|b-ta|(t∈R)的最小值為dmin, 即dmin=rsin θ==≤2, 所以dmin的最大值是2,故選B. 15.答案: A 解: 建立如圖所示的直角坐標(biāo)
30、系,則C點(diǎn)坐標(biāo)為(2,1). 設(shè)BD與圓C切于點(diǎn)E,連接CE,則CE⊥BD. ∵CD=1,BC=2, ∴BD==, EC===, 即圓C的半徑為, ∴P點(diǎn)的軌跡方程為(x-2)2+(y-1)2=. 設(shè)P(x0,y0),則(θ為參數(shù)), 而=(x0,y0),=(0,1),=(2,0). ∵=λ+μ=λ(0,1)+μ(2,0)=(2μ,λ), ∴μ=x0=1+cos θ,λ=y(tǒng)0=1+sin θ. 兩式相加,得 λ+μ=1+sin θ+1+cos θ=2+sin(θ+φ)≤3, 當(dāng)且僅當(dāng)θ=+2kπ-φ,k∈Z時(shí),λ+μ取得最大值3. 故選A. 二、填空題 16.答
31、案:?。? 解: 設(shè)∠CAB=θ,AB=BC=a, 由余弦定理得a2=16+a2-8acos θ,∴acos θ=2, ∴=4acos(π-θ)=-4acos θ=-8. 17.答案: 解: 由已知可得Δ=|a|2+4ab=0, 即4|b|2+42|b|2cos θ=0,∴cos θ=-. 又∵θ∈[0,π],∴θ=. 18.答案: 1∶2 解: 如圖所示,取AC的中點(diǎn)D, ∴+=2, ∴=, ∴O為BD的中點(diǎn), ∴面積比為高之比. 即==. 19.答案:?。? 解: ∵圓心O是直徑AB的中點(diǎn), ∴+=2,∴(+)=2, ∵||+||=3≥2, ∴||||
32、≤, 即(+)=2=-2||||≥-,當(dāng)且僅當(dāng)||=||=時(shí),等號成立,故最小值為-. 20.答案: 6 解: 圓(x-2)2+y2=4的圓心C(2,0),半徑為2, 圓M(x-2-5cos θ)2+(y-5sin θ)2=1,圓心M(2+5cos θ,5sin θ),半徑為1, ∵CM=5>2+1,故兩圓外離. 如圖所示,設(shè)直線CM和圓M交于H,G兩點(diǎn), 則的最小值是,HC=CM-1=5-1=4,HF=HE= ==2, sin∠CHE==, ∴cos∠EHF=cos 2∠CHE=1-2sin2∠CHE=, ∴=||||cos∠EHF =22=6. ∴的最小值是6
33、. 三、解答題 21.解: (1)∵m=n=,=(1,2),=(2,1), ∴=(1,2)+(2,1)=(2,2), ∴||==2. (2)∵=m(1,2)+n(2,1)=(m+2n,2m+n),∴ 兩式相減,得m-n=y(tǒng)-x. 令y-x=t,由圖知,當(dāng)直線y=x+t過點(diǎn)B(2,3)時(shí),t取得最大值1, 故m-n的最大值為1. 22.解: 設(shè)M(x,y)為所求軌跡上任一點(diǎn), 設(shè)A(a,0),Q(0,b)(b>0), 則=(a,3),=(x-a,y),=(-x,b-y), 由=0,得a(x-a)+3y=0.① 由=-,得 (x-a,y)=-(-x,b-y)=, ∴∴
34、 ∵b>0,∴y>0, 把a(bǔ)=-代入到①中,得-+3y=0, 整理得y=x2(x≠0). ∴動點(diǎn)M的軌跡方程為y=x2(x≠0). 23.解: (1)由題意得(a-c)cos B=bcos C. 根據(jù)正弦定理得 (sin A-sin C)cos B=sin Bcos C, 所以sin Acos B=sin(C+B), 即sin Acos B=sin A, 因?yàn)锳∈(0,π),所以sin A>0. 所以cos B=,又B∈(0,π),所以B=. (2)因?yàn)閨-|=,所以||=. 即b=,根據(jù)余弦定理及基本不等式,得 6=a2+c2-ac≥2ac-ac=(2-)ac(當(dāng)
35、且僅當(dāng)a=c時(shí)取等號),即ac≤3(2+), 故△ABC的面積S=acsin B≤, 即△ABC的面積的最大值為. ???教師用書??? 把握命題趨勢,提高復(fù)習(xí)效率,提升解題能力,打造高考高分! 【助力高考】2019年高考備戰(zhàn)數(shù)學(xué)專題復(fù)習(xí)精品資料 第五章 平面向量 第30講 平面向量的綜合應(yīng)用 ★★★核心知識回顧★★★ 知識點(diǎn)一、向量在平面幾何中的應(yīng)用 (1)用向量解決常見平面幾何問題的技巧: 問題類型 所用知識 公式表示 線平行、點(diǎn)共線等問題 共線向量定理 a∥b?a=λb?x1y2-x2y1=0, 其中a=(x1,y1),b=
36、(x2,y2),b≠0 垂直問題 數(shù)量積的運(yùn)算性質(zhì) a⊥b?ab=0?x1x2+y1y2=0, 其中a=(x1,y1),b=(x2,y2),且a,b為非零向量 夾角問題 數(shù)量積的定義 cos θ=(θ為向量a,b的夾角),其中a,b為非零向量 長度問題 數(shù)量積的定義 |a|==,其中a=(x,y),a為非零向量 (2)用向量方法解決平面幾何問題的步驟: 平面幾何問題向量問題解決向量問題解決幾何問題. 知識點(diǎn)二、向量在解析幾何中的應(yīng)用 向量在解析幾何中的應(yīng)用,是以解析幾何中的坐標(biāo)為背景的一種向量描述.它主要強(qiáng)調(diào)向量的坐標(biāo)問題,進(jìn)而利用直線和圓錐曲線的位置關(guān)系的相關(guān)
37、知識來解答,坐標(biāo)的運(yùn)算是考查的主體. 知識點(diǎn)三、平面向量在物理中的應(yīng)用 (1)由于物理學(xué)中的力、速度、位移都是矢量,它們的分解與合成與向量的加法和減法相似,可以用向量的知識來解決. (2)物理學(xué)中的功是一個(gè)標(biāo)量,是力F與位移s的數(shù)量積,即W=Fs=|F||s|cos θ(θ為F與s的夾角). 知識點(diǎn)四、向量與相關(guān)知識的交匯 平面向量作為一種工具,常與函數(shù)(三角函數(shù))、解析幾何結(jié)合,常通過向量的線性運(yùn)算與數(shù)量積,向量的共線與垂直求解相關(guān)問題. ◆◆◆名師提醒◆◆◆ 1.若G是△ABC的重心,則++=0. 2.若直線l的方程為Ax+By+C=0,則向量(A,B)與直線l垂直,向
38、量(-B,A)與直線l平行. ★★★高考典例剖析★★★ 考點(diǎn)一、向量在平面幾何中的應(yīng)用 例1:在平行四邊形ABCD中,AD=1,∠BAD=60,E為CD的中點(diǎn).若=1,則AB=________. 解: 在平行四邊形ABCD中,取AB的中點(diǎn)F, 則=,∴==-, 又∵=+, ∴=(+) =2-+-2 =||2+||||cos 60-||2 =1+||-||2=1. ∴||=0,又||≠0,∴||=. ???方法技巧??? 向量與平面幾何綜合問題的解法 (1)坐標(biāo)法 把幾何圖形放在適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系中,則有關(guān)點(diǎn)與向量就可以用坐標(biāo)表示,這樣就能進(jìn)行相應(yīng)的代數(shù)運(yùn)算和向量
39、運(yùn)算,從而使問題得到解決. (2)基向量法 適當(dāng)選取一組基底,溝通向量之間的聯(lián)系,利用向量間的關(guān)系構(gòu)造關(guān)于未知量的方程進(jìn)行求解. ???跟蹤訓(xùn)練??? 1.已知O是平面上的一定點(diǎn),A,B,C是平面上不共線的三個(gè)動點(diǎn),若動點(diǎn)P滿足=+λ(+),λ∈(0,+∞),則點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的( ) A.內(nèi)心 B.外心 C.重心 D.垂心 答案: C 解: 由原等式,得-=λ(+),即=λ(+),根據(jù)平行四邊形法則,知+是△ABC的中線AD(D為BC的中點(diǎn))所對應(yīng)向量的2倍,所以點(diǎn)P的軌跡必過△ABC的重心. 2.已知O是平面上的一定點(diǎn),A,B,C是平面上不共線的三
40、個(gè)動點(diǎn),若動點(diǎn)P滿足=+λ,λ∈(0,+∞),則點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的________. 答案: 內(nèi)心 解: 由條件,得-=λ,即=λ,而和分別表示平行于,的單位向量,故+平分∠BAC,即平分∠BAC,所以點(diǎn)P的軌跡必過△ABC的內(nèi)心. 3.在△ABC中,已知向量與滿足=0,且=,則△ABC為( ) A.等邊三角形 B.直角三角形 C.等腰非等邊三角形 D.三邊均不相等的三角形 答案: A 解: ,分別為平行于,的單位向量,由平行四邊形法則可知+為∠BAC的平分線.因?yàn)椋?,所以∠BAC的平分線垂直于BC,所以AB=AC. 又=cos∠BAC=,所以cos∠BAC=
41、,又0<∠BAC<π,故∠BAC=,所以△ABC為等邊三角形. 4.(2017湖南長沙長郡中學(xué)臨考沖刺訓(xùn)練)如圖,在平行四邊形ABCD中,AB=1,AD=2,點(diǎn)E,F(xiàn),G,H分別是AB,BC,CD,AD邊上的中點(diǎn),則+等于( ) A. B.- C. D.- 答案: A 解: 取HF中點(diǎn)O, 則==2-2 =1-2=, ==2-2 =1-2=, 因此+=,故選A. 考點(diǎn)二、向量在解析幾何中的應(yīng)用 例2:已知向量=(k,12),=(4,5),=(10,k),且A,B,C三點(diǎn)共線,當(dāng)k<0時(shí),若k為直線的斜率,則過點(diǎn)(2,-1)的直線方程為___________
42、_____. 解: ∵=-=(4-k,-7), =-=(6,k-5),且∥, ∴(4-k)(k-5)+67=0, 解得k=-2或k=11. 由k<0可知k=-2,則過點(diǎn)(2,-1)且斜率為-2的直線方程為y+1=-2(x-2),即2x+y-3=0. ???方法技巧??? 向量在解析幾何中的“兩個(gè)”作用 (1)載體作用:向量在解析幾何問題中出現(xiàn),多用于“包裝”,解決此類問題的關(guān)鍵是利用向量的意義、運(yùn)算脫去“向量外衣”,導(dǎo)出曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)之間的關(guān)系,從而解決有關(guān)距離、斜率、夾角、軌跡、最值等問題. (2)工具作用:利用a⊥b?ab=0(a,b為非零向量),a∥b?a=λb(b≠0
43、),可解決垂直、平行問題,特別地,向量垂直、平行的坐標(biāo)表示對于解決解析幾何中的垂直、平行問題是一種比較簡捷的方法. ???跟蹤訓(xùn)練??? 5.若點(diǎn)O和點(diǎn)F分別為橢圓+=1的中心和左焦點(diǎn),點(diǎn)P為橢圓上的任意一點(diǎn),則的最大值為________. 答案: 6 解: 由題意,得F(-1,0),設(shè)P(x0,y0), 則有+=1,解得y=3, 因?yàn)椋?x0+1,y0),=(x0,y0), 所以=x0(x0+1)+y=x+x0+3=+x0+3,對應(yīng)的拋物線的對稱軸方程為x0=-2,因?yàn)椋?≤x0≤2,故當(dāng)x0=2時(shí),取得最大值+2+3=6. 6.在平面直角坐標(biāo)系中,O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線l:
44、x-ky+1=0與圓C:x2+y2=4相交于A,B兩點(diǎn),=+,若點(diǎn)M在圓C上,則實(shí)數(shù)k=________. 答案: 0 解: 設(shè)AB的中點(diǎn)為D,則有=+=2, ∴||=2||=R=2(R為圓C的半徑), ∴||=1. 由點(diǎn)到直線的距離公式,得1=,解得k=0. 7.(2017安徽省安師大附中、馬鞍山二中階段性測試)已知點(diǎn)A在橢圓+=1上,點(diǎn)P滿足=(λ-1)(λ∈R)(O是坐標(biāo)原點(diǎn)),且=72,則線段OP在x軸上的投影長度的最大值為________. 答案: 15 解: 因?yàn)椋?λ-1),所以=λ, 即O,A,P三點(diǎn)共線,因?yàn)椋?2, 所以=λ||2=72, 設(shè)A(x,y
45、),OA與x軸正方向的夾角為θ,線段OP在x軸上的投影長度為|||cos θ|=|λ||x|===≤=15, 當(dāng)且僅當(dāng)|x|=時(shí)取等號. 考點(diǎn)三、向量的其他應(yīng)用 命題點(diǎn)①向量在不等式中的應(yīng)用 例3: 已知O是坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)A(-1,2),若點(diǎn)M(x,y)為平面區(qū)域上的一個(gè)動點(diǎn),則的取值范圍是( ) A.[-1,0] B.[0,1] C.[1,3] D.[1,4] 解: 作出點(diǎn)M(x,y)滿足的平面區(qū)域,如圖陰影部分所示, 設(shè)z=,因?yàn)锳(-1,2),M(x,y),所以z==-x+2y,即y=x+z.平移直線y=x,由圖象可知,當(dāng)直線y=x+z經(jīng)過點(diǎn)C(0,2)時(shí),截
46、距最大,此時(shí)z最大,最大值為4,當(dāng)直線y=x+z經(jīng)過點(diǎn)B時(shí),截距最小,此時(shí)z最小,最小值為1,故1≤z≤4,即1≤≤4. 故選D。 命題點(diǎn)②向量在解三角形中的應(yīng)用 例4: 在△ABC中,角A,B,C的對邊分別是a,b,c,若20a+15b+12c=0,則△ABC最小角的正弦值等于( ) A. B. C. D. 解: ∵20a+15b+12c=0, ∴20a(-)+15b+12c=0, ∴(20a-15b)+(12c-20a)=0, ∵與不共線, ∴ 解得 ∴△ABC最小角為角A, ∴cos A===, ∴sin A=,故選C. 命題點(diǎn)③向量在物理中的應(yīng)用
47、 例5: 如圖,一質(zhì)點(diǎn)受到平面上的三個(gè)力F1,F(xiàn)2,F(xiàn)3(單位:牛頓)的作用而處于平衡狀態(tài).已知F1,F(xiàn)2成60角,且F1,F(xiàn)2的大小分別為2和4,則F3的大小為( ) A.2 B.2 C.2 D.6 解: 如題圖所示,由已知得F1+F2+F3=0,則F3=-(F1+F2),即F=F+F+2F1F2=F+F+2|F1||F2|cos 60=28.故|F3|=2. ???方法技巧??? 思維升華 利用向量的載體作用,可以將向量與三角函數(shù)、不等式結(jié)合起來,解題時(shí)通過定義或坐標(biāo)運(yùn)算進(jìn)行轉(zhuǎn)化,使問題的條件結(jié)論明晰化. ???跟蹤訓(xùn)練??? 8.函數(shù)y=sin(ωx+
48、φ)在一個(gè)周期內(nèi)的圖象如圖所示,M,N分別是最高點(diǎn)、最低點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),且=0,則函數(shù)f(x)的最小正周期是______. 答案: 3 解: 由圖象可知,M,N, 所以=(xN,-1)=xN-1=0, 解得xN=2, 所以函數(shù)f(x)的最小正周期是2=3. 9.已知x,y滿足若=(x,1),=(2,y),且的最大值是最小值的8倍,則實(shí)數(shù)a的值是________. 答案: 解: 因?yàn)椋?x,1),=(2,y),所以=2x+y,令z=2x+y,依題意,不等式組所表示的可行域如圖中陰影部分所示(含邊界), 觀察圖象可知,當(dāng)目標(biāo)函數(shù)z=2x+y過點(diǎn)C(1,1)時(shí),zmax=2
49、1+1=3,目標(biāo)函數(shù)z=2x+y過點(diǎn)F(a,a)時(shí),zmin=2a+a=3a,所以3=83a,解得a=. ???感悟高考??? 分析課程標(biāo)準(zhǔn)和近五年的高考試題,可以發(fā)現(xiàn)高考命題主要集中在:主要考查平面向量與函數(shù)、三角函數(shù)、不等式、數(shù)列、解析幾何等綜合性問題,求參數(shù)范圍、最值等問題是考查的熱點(diǎn),一般以選擇題、填空題的形式出現(xiàn),偶爾會出現(xiàn)在解答題中,屬于中檔題,通過近五年考題的規(guī)律,可以預(yù)測2019年高考試題中,可能會出現(xiàn)平面向量與函數(shù)的綜合題目。 ★★★知能達(dá)標(biāo)演練★★★ 一、選擇題 1.設(shè)M為平行四邊形ABCD對角線的交點(diǎn),O為平行四邊形ABCD所在平面內(nèi)任意一點(diǎn),則++
50、+等于( ) A. B.2 C.3 D.4 解:?。?+)+(+)=2+2=4.故選D. 答案: D 2.在△ABC中,=c,=b,若點(diǎn)D滿足=2,則等于( ) A.b+c B.c-b C.b-c D.b+c 解: ∵=2,∴-==2=2(-), ∴3=2+,∴=+=b+c. 答案: A 3.(2017溫州八校檢測)設(shè)a,b不共線,=2a+pb,=a+b,=a-2b,若A,B,D三點(diǎn)共線,則實(shí)數(shù)p的值為( ) A.-2 B.-1 C.1 D.2 解: ∵=a+b,=a-2b, ∴=+=2a-b. 又∵A,B,D三點(diǎn)共線,
51、∴,共線. 設(shè)=λ,∴2a+pb=λ(2a-b), ∴2=2λ,p=-λ,∴λ=1,p=-1. 答案: B 4.如圖所示,已知AB是圓O的直徑,點(diǎn)C,D是半圓弧的兩個(gè)三等分點(diǎn),=a,=b,則=( ) A.a-b B.a-b C.a+b D.a+b 解: 連接CD,由點(diǎn)C,D是半圓弧的三等分點(diǎn),得CD∥AB且==a, 所以=+=b+a. 答案: D 5.若平面向量a,b,c兩兩所成的角相等,且|a|=1,|b|=1,|c|=3,則|a+b+c|等于( ) A.2 B.5 C.2或5 D.或 解: 由于平面向量a,b,c兩兩所成的角相
52、等,故每兩個(gè)向量成的角都等于或0,|a+b+c|= = 當(dāng)夾角為0時(shí),上式值為5;當(dāng)夾角為時(shí),上式值為2.故選C. 答案: C 6.已知菱形ABCD的邊長為a,∠ABC=60,則等于( ) A.-a2 B.-a2 C.a2 D.a2 解: 在菱形ABCD中,=,=+,所以=(+)=+=a2+aacos 60=a2+a2=a2. 答案: D 7.(2018株州模擬)在△ABC中,(+)=||2,則△ABC的形狀一定是( ) A.等邊三角形 B.等腰三角形 C.直角三角形 D.等腰直角三角形 答案: C 解: 由(+)=||2, 得(+-)=0,
53、 即(++)=0,2=0, ∴⊥,∴A=90. 又根據(jù)已知條件不能得到||=||, 故△ABC一定是直角三角形. 8.已知點(diǎn)A(-2,0),B(3,0),動點(diǎn)P(x,y)滿足=x2,則點(diǎn)P的軌跡是( ) A.圓 B.橢圓 C.雙曲線 D.拋物線 答案: D 解: ∵=(-2-x,-y),=(3-x,-y), ∴=(-2-x)(3-x)+y2=x2, ∴y2=x+6,即點(diǎn)P的軌跡是拋物線. 9.已知向量m=(1,cos θ),n=(sin θ,-2),且m⊥n,則sin 2θ+6cos2θ的值為( ) A. B.2 C.2 D.-2 答案: B
54、 解: 由題意可得mn=sin θ-2cos θ=0, 則tan θ=2,所以sin 2θ+6cos2θ= ==2.故選B. 10.(2017長春質(zhì)量監(jiān)測)在△ABC中,D為△ABC所在平面內(nèi)一點(diǎn),且=+,則等于( ) A. B. C. D. 答案: B 解: 如圖,由已知得點(diǎn)D在△ABC中與AB平行的中位線上,且在靠近BC邊的三等分點(diǎn)處,從而有S△ABD=S△ABC,S△ACD=S△ABC,S△BCD=S△ABC=S△ABC, 所以=. 11.已知F1,F(xiàn)2分別為橢圓C:+=1的左、右焦點(diǎn),點(diǎn)E是橢圓C上的動點(diǎn),則的最大值、最小值分別為( ) A.9,7
55、B.8,7 C.9,8 D.17,8 答案: B 解: 由題意可知橢圓的左、右焦點(diǎn)坐標(biāo)分別為F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0),設(shè)E(x,y)(-3≤x≤3),則=(-1-x,-y),=(1-x,-y),所以=x2-1+y2=x2-1+8-x2=+7,所以當(dāng)x=0時(shí),有最小值7,當(dāng)x=3時(shí),有最大值8,故選B. 12.(2018四川涼山州一診)若直線ax-y=0(a≠0)與函數(shù)f(x)=的圖象交于不同的兩點(diǎn)A,B,且點(diǎn)C(6,0),若點(diǎn)D(m,n)滿足+=,則m+n等于( ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案: B 解: 因?yàn)閒(-x)===-f(x),且直線a
56、x-y=0過坐標(biāo)原點(diǎn),所以直線與函數(shù)f(x)=的圖象的兩個(gè)交點(diǎn)A,B關(guān)于原點(diǎn)對稱,即xA+xB=0,yA+yB=0,又=(xA-m,yA-n),=(xB-m,yB-n),=(m-6,n),由+=,得xA-m+xB-m=m-6,yA-n+yB-n=n,解得m=2,n=0,所以m+n=2,故選B. 13.已知O是平面上的一定點(diǎn),A,B,C是平面上不共線的三個(gè)動點(diǎn),若動點(diǎn)P滿足=+λ, λ∈(0,+∞),則( ) A.動點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的重心 B.動點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的內(nèi)心 C.動點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的外心 D.動點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的垂心 答案: D
57、解: 由條件,得=λ, 從而=λ =λ+λ=0, 所以⊥,則動點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的垂心. 14.(2018大慶一模)已知共面向量a,b,c滿足|a|=3,b+c=2a,且|b|=|b-c|.若對每一個(gè)確定的向量b,記|b-ta|(t∈R)的最小值為dmin,則當(dāng)b變化時(shí),dmin的最大值為( ) A. B.2 C.4 D.6 答案: B 解: 固定向量a=(3,0),則b,c向量分別在以(3,0)為圓心,r為半徑的圓上的直徑兩端運(yùn)動,其中,=a,=b,=c,如圖,易得點(diǎn)B的坐標(biāo) B(rcos θ+3,rsin θ), 因?yàn)閨b|=|b-c|, 所
58、以O(shè)B=BC,即(rcos θ+3)2+r2sin2θ=4r2, 整理為r2-2rcos θ-3=0,可得cos θ=, 而|b-ta|(t∈R)的最小值為dmin, 即dmin=rsin θ==≤2, 所以dmin的最大值是2,故選B. 15.(2017全國Ⅲ)在矩形ABCD中,AB=1,AD=2,動點(diǎn)P在以點(diǎn)C為圓心且與BD相切的圓上.若=λ+μ,則λ+μ的最大值為( ) A.3 B.2 C. D.2 答案: A 解: 建立如圖所示的直角坐標(biāo)系,則C點(diǎn)坐標(biāo)為(2,1). 設(shè)BD與圓C切于點(diǎn)E,連接CE,則CE⊥BD. ∵CD=1,BC=2, ∴BD==, E
59、C===, 即圓C的半徑為, ∴P點(diǎn)的軌跡方程為(x-2)2+(y-1)2=. 設(shè)P(x0,y0),則(θ為參數(shù)), 而=(x0,y0),=(0,1),=(2,0). ∵=λ+μ=λ(0,1)+μ(2,0)=(2μ,λ), ∴μ=x0=1+cos θ,λ=y(tǒng)0=1+sin θ. 兩式相加,得 λ+μ=1+sin θ+1+cos θ=2+sin(θ+φ)≤3, 當(dāng)且僅當(dāng)θ=+2kπ-φ,k∈Z時(shí),λ+μ取得最大值3. 故選A. 二、填空題 16.在菱形ABCD中,若AC=4,則=________. 答案:?。? 解: 設(shè)∠CAB=θ,AB=BC=a, 由余弦定理得a
60、2=16+a2-8acos θ,∴acos θ=2, ∴=4acos(π-θ)=-4acos θ=-8. 17.已知|a|=2|b|,|b|≠0,且關(guān)于x的方程x2+|a|x-ab=0有兩相等實(shí)根,則向量a與b的夾角是________. 答案: 解: 由已知可得Δ=|a|2+4ab=0, 即4|b|2+42|b|2cos θ=0,∴cos θ=-. 又∵θ∈[0,π],∴θ=. 18.已知O為△ABC內(nèi)一點(diǎn),且++2=0,則△AOC與△ABC的面積之比是________. 答案: 1∶2 解: 如圖所示,取AC的中點(diǎn)D, ∴+=2, ∴=, ∴O為BD的中點(diǎn), ∴面
61、積比為高之比. 即==. 19.如圖所示,半圓的直徑AB=6,O為圓心,C為半圓上不同于A,B的任意一點(diǎn),若P為半徑OC上的動點(diǎn),則(+)的最小值為________. 答案:?。? 解: ∵圓心O是直徑AB的中點(diǎn), ∴+=2,∴(+)=2, ∵||+||=3≥2, ∴||||≤, 即(+)=2=-2||||≥-,當(dāng)且僅當(dāng)||=||=時(shí),等號成立,故最小值為-. 20.已知圓C:(x-2)2+y2=4,圓M:(x-2-5cos θ)2+(y-5sin θ)2=1(θ∈R),過圓M上任意一點(diǎn)P作圓C的兩條切線PE,PF,切點(diǎn)分別為E,F(xiàn),則的最小值是________. 答案:
62、 6 解: 圓(x-2)2+y2=4的圓心C(2,0),半徑為2, 圓M(x-2-5cos θ)2+(y-5sin θ)2=1,圓心M(2+5cos θ,5sin θ),半徑為1, ∵CM=5>2+1,故兩圓外離. 如圖所示,設(shè)直線CM和圓M交于H,G兩點(diǎn), 則的最小值是,HC=CM-1=5-1=4,HF=HE= ==2, sin∠CHE==, ∴cos∠EHF=cos 2∠CHE=1-2sin2∠CHE=, ∴=||||cos∠EHF =22=6. ∴的最小值是6. 三、解答題 21.在直角坐標(biāo)系xOy中,已知點(diǎn)A(1,1),B(2,3),C(3,2),點(diǎn)P(x
63、,y)在△ABC三邊圍成的區(qū)域(含邊界)上,且=m+n(m,n∈R). (1)若m=n=,求||; (2)用x,y表示m-n,并求m-n的最大值. 解: (1)∵m=n=,=(1,2),=(2,1), ∴=(1,2)+(2,1)=(2,2), ∴||==2. (2)∵=m(1,2)+n(2,1)=(m+2n,2m+n),∴ 兩式相減,得m-n=y(tǒng)-x. 令y-x=t,由圖知,當(dāng)直線y=x+t過點(diǎn)B(2,3)時(shí),t取得最大值1, 故m-n的最大值為1. 22.已知點(diǎn)P(0,-3),點(diǎn)A在x軸上,點(diǎn)Q在y軸的正半軸上,點(diǎn)M滿足=0,=-,當(dāng)點(diǎn)A在x軸上移動時(shí),求動點(diǎn)M的軌跡方程
64、. 解: 設(shè)M(x,y)為所求軌跡上任一點(diǎn), 設(shè)A(a,0),Q(0,b)(b>0), 則=(a,3),=(x-a,y),=(-x,b-y), 由=0,得a(x-a)+3y=0.① 由=-,得 (x-a,y)=-(-x,b-y)=, ∴∴ ∵b>0,∴y>0, 把a(bǔ)=-代入到①中,得-+3y=0, 整理得y=x2(x≠0). ∴動點(diǎn)M的軌跡方程為y=x2(x≠0). 23.(2018酒泉質(zhì)檢)在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,且滿足(a-c)=c. (1)求角B的大?。? (2)若|-|=,求△ABC面積的最大值. 解: (1)由題意得(a-c)cos B=bcos C. 根據(jù)正弦定理得 (sin A-sin C)cos B=sin Bcos C, 所以sin Acos B=sin(C+B), 即sin Acos B=sin A, 因?yàn)锳∈(0,π),所以sin A>0. 所以cos B=,又B∈(0,π),所以B=. (2)因?yàn)閨-|=,所以||=. 即b=,根據(jù)余弦定理及基本不等式,得 6=a2+c2-ac≥2ac-ac=(2-)ac(當(dāng)且僅當(dāng)a=c時(shí)取等號),即ac≤3(2+), 故△ABC的面積S=acsin B≤, 即△ABC的面積的最大值為. 專心---專注---專業(yè)
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