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1、2022年高三數(shù)學(xué) 專(zhuān)題7 平面向量練習(xí)
一、前測(cè)訓(xùn)練
1. (1)已知向量a=(0,2),|b|=2,則|a-b|的取值范圍是 .
(2)若a是平面內(nèi)的單位向量,若向量b滿足b·(a-b)=0,則b的取值范圍是 .
答案:(1)[0,4].(2)[-1,1].
A
B
C
D
E
2.(1)在△ABC中,∠BAC=120°,AB=2,AC=1,點(diǎn)D是邊BC上一點(diǎn),DC=2BD,E為BC邊上的點(diǎn),且·=0.則·= ;·= .
(2)如圖,在邊長(zhǎng)為2的菱形ABCD中,DBAD=60°,E為CD中點(diǎn),
則×
2、= .
(3)已知OA=OB=2,·=0,點(diǎn)C在線段AB上,且∠AOC=60°,則·=________________.
答案:(1)-,.(2)1.(3)8-4.
二、方法聯(lián)想
1.向量的運(yùn)算
方法1 用向量的代數(shù)運(yùn)算.
方法2 結(jié)合向量表示的幾何圖形.
2.向量的應(yīng)用
方法1 基底法,即合理選擇一組基底(一般選取模和夾角均已知的兩個(gè)不共線向量),將所求向量均用這組基底表示,從而轉(zhuǎn)化為這兩個(gè)基向量的運(yùn)算.
方法2 坐標(biāo)法,即合理建立坐標(biāo)系,求出向量所涉及點(diǎn)的坐標(biāo),利用向量的坐標(biāo)運(yùn)算解決
三、例題分析
[第一層次]
例1 (1)若向量a=(2,
3、3),b=(x,-6),且a∥b,則實(shí)數(shù)x= .
(2)已知a,b都是單位向量,a·b=-,則|a-b|= .
(3)已知向量a=(-3,2),b=(-1,0),且向量λa+b與a-2b垂直,則實(shí)數(shù)λ的值是 .
(4)若平面向量a,b滿足|a+b|=1,a+b平行于y軸,a=(2,-1),則b=
答案:(1)-4;(2);(3)-;(4)(-2,2)或(-2,0).
〖教學(xué)建議〗
一、主要問(wèn)題歸類(lèi)與方法:
1.兩個(gè)非零向量共線的充要條件(坐標(biāo)形式和非坐標(biāo)形式).
2.單位向量與數(shù)量積的概念,求模長(zhǎng)的基本方法.
3.向量垂直的充要條件
4、(坐標(biāo)形式和非坐標(biāo)形式).
4.坐標(biāo)形式下向量模長(zhǎng)的計(jì)算公式.
二、方法選擇與優(yōu)化建議:
1.第(2)小題,方法1:將所求模長(zhǎng)平方,轉(zhuǎn)化為向量的數(shù)量積;方法2可以畫(huà)圖,通過(guò)解三角形求解;本題給出了兩個(gè)向量的模長(zhǎng)及數(shù)量積,因此方法1求解較為簡(jiǎn)單.
2.第(4)小題,常規(guī)方法是設(shè)出向量b的坐標(biāo),通過(guò)解方程組求解.本題可以抓住向量a+b的兩要素,先求出向量a+b的坐標(biāo),再求向量b的坐標(biāo),這個(gè)解法來(lái)得方便,突出了向量的本質(zhì).
例2 (1)在正三角形ABC中,D是BC上的點(diǎn),AB=3,BD=1,則?= .
(2)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知=(3,-1),=(0,2).若
5、·=0,=λ,則實(shí)數(shù)λ的值為 .
(3)已知A(-3,0),B(0,),O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)C在第二象限,且∠AOC=60°,=λ+,則實(shí)數(shù)λ的值是 .
(4)在△ABC中,已知BC=2,·=1,則△ABC面積的最大值是 .
答案:(1);(2)2;(3);(4).
〖教學(xué)建議〗
一、主要問(wèn)題歸類(lèi)與方法:
1.解(1)小題可以是基底法(以和為基底),也可以建立直角坐標(biāo)系用坐標(biāo)法.
2.解(2)小題可以設(shè)未知數(shù)解方程,也可以畫(huà)出圖形,利用直線方程求解.理解向量共線的意義.
3.平面向量基本定理,利用圖形進(jìn)行分解,通過(guò)解三角形求解.
4.平面向
6、量數(shù)量積的概念,建立目標(biāo)函數(shù)利用基本不等式求最值.
5.解(4)小題還可以用坐標(biāo)法,得出點(diǎn)A的軌跡方程,利用圖形的直觀性求解.
二、方法選擇與優(yōu)化建議:
1.解(1)小題顯然是基底法簡(jiǎn)單,因?yàn)閮蓚€(gè)基底向量的模長(zhǎng)和夾角都已知.
2.解(4)小題由于建立目標(biāo)函數(shù)有些難度,所以用坐標(biāo)法求解來(lái)得簡(jiǎn)單易懂.
例3 (1) 向量a,b,c在正方形網(wǎng)格中的位置如圖所示.若c=λa+μb(λ,μ∈R),則= .
?
A
B
C
D
E
F
P
(2)如圖,正六邊形ABCDEF中,P是△CDE內(nèi)(包括邊界)的動(dòng)點(diǎn).設(shè)=α+β(
7、α、β∈R),則α+β的取值范圍是 .
答案:(1)4;(2)[3,4].
〖教學(xué)建議〗
一、主要問(wèn)題歸類(lèi)與方法:
1.問(wèn)題的本質(zhì)都是用兩個(gè)不共線的向量來(lái)表示第三個(gè)向量.平面向量基本定理,利用圖形進(jìn)行分解,通過(guò)解三角形求解.
2.解決這一類(lèi)問(wèn)題的基本方法為:(1)基底法;(2)坐標(biāo)法.
二、方法選擇與優(yōu)化建議:
1.解決這兩題用坐標(biāo)法優(yōu)于基底法.
2.選用哪一種方法,關(guān)鍵是看其中一個(gè)向量用基底來(lái)表示是否容易.
[第二層次]
例1 (1)已知向量a=(1,2),b=(2,-3).若向量c滿足(c+a)∥b,c⊥(a+b),則c= .
8、(2)已知向量a=(2,1),a·b=10,︱a+b︱=5,則︱b︱= .
變式:平面向量a與b的夾角為60°,a=(2,0),|b|=1,則|a+2b|= .
(3)若平面向量a,b滿足|a+b|=1,a+b平行于y軸,a=(2,-1),則b= .
(4)在菱形ABCD中,若AC=4,則?= .
答案:(1)(- ,- );(2)5;變式:2.(3)(-2,2)或(-2,0);(4)-8.
〖教學(xué)建議〗
一、主要問(wèn)題歸類(lèi)與方法:
1.坐標(biāo)形式下,向量共線、向量垂直的充要條件.
2.向量已知了坐標(biāo)求模長(zhǎng),解決模長(zhǎng)問(wèn)題的
9、基本方法將模長(zhǎng)平方轉(zhuǎn)化為數(shù)量積.
3.第(4)小題的求解,可以是基底法還可以坐標(biāo)法,基底法的難點(diǎn)選擇基底;坐標(biāo)法的難點(diǎn)是建立合適的直角坐標(biāo)系.
二、方法選擇與優(yōu)化建議:
1.第(2)小題,方法1:設(shè)向量b的坐標(biāo),通過(guò)解方程組求解;方法2:直接對(duì)向量(a+b)的模長(zhǎng)平方求出答案.相對(duì)而言,方法2比較簡(jiǎn)單.
2.第(3)小題,常規(guī)方法是設(shè)出向量b的坐標(biāo),通過(guò)解方程組求解.本題可以抓住向量a+b的兩要素,先求出向量a+b的坐標(biāo),再求向量b的坐標(biāo),這個(gè)解法來(lái)得方便,突出了向量的本質(zhì).
3.第(4)小題解法1:基底法,選擇和與垂直的為基底;解法2:以AC、BD為;兩坐標(biāo)軸建立直角坐標(biāo)系.
10、
例2 (1)已知正△ABC的邊長(zhǎng)為1,=7+3,則·= .
(2)設(shè)D,E分別是△ABC的邊AB,BC上的點(diǎn),AD=AB,BE=BC,若=λ1+λ2(λ1,λ2∈R),則λ1+λ2的值為_(kāi)_________。
(3)如圖,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=6,D在斜邊BC上,且CD=2DB,則·的值為 .
A
B
D
C
(4)已知a,b是單位向量,a·b=0.若向量c滿足|c-a-b|=1,則|c|的取值范圍是 .
答案:(1)-2;(2);(3)24;(4)[-1,+1].
〖教學(xué)建議〗
一、主要問(wèn)題
11、歸類(lèi)與方法:
1.三角形中研究邊所在向量的數(shù)量積時(shí),關(guān)注向量夾角的定義.
2.將所要表示的向量放置在三角形中,利用向量加、減法的三角形法則,突出平面向量基本定理.
3.可以關(guān)注一下向量數(shù)量積的幾何意義(投影).
4.(4)求解的方法是畫(huà)圖或者建立直角坐標(biāo)系用坐標(biāo)法.
二、方法選擇與優(yōu)化建議:
1.第(3)小題的求解,坐標(biāo)法優(yōu)于基底法.從圖形的結(jié)構(gòu)上發(fā)現(xiàn)便于建系.
2.由于向量a,b是兩個(gè)相互垂直的單位向量,用坐標(biāo)法解題通俗易懂.
例3 (1) 向量a,b,c在正方形網(wǎng)格中的位置如圖所示.若c=λa+μb(λ,μ∈R),則= .
12、
E
B
A
C
D
(2)如圖,在△ABC中,AB=AC,BC=2,=,=.若·=-,
則·= .
答案:(1)4;(2)-.
〖教學(xué)建議〗
一、主要問(wèn)題歸類(lèi)與方法:
1.一個(gè)向量用兩個(gè)基底向量來(lái)表示,平面向量基本定理.
2.解決這一類(lèi)問(wèn)題的基本方法為:(1)基底法;(2)坐標(biāo)法.
二、方法選擇與優(yōu)化建議:
1.第(1)小題由于不容易用基底來(lái)表示,所以用坐標(biāo)法優(yōu)于基底法.
2.第(2)小題不容易選擇基底,而且運(yùn)算過(guò)程復(fù)雜,建系則比較單一,所以用坐標(biāo)法優(yōu)于基底法.
[第三層次]
例1 (1)設(shè)a、b、c是單位向量,且a
13、+b=c,則a·c的值為 .
(2)若向量a,b滿足|a|=3,|b|=1,|a-2b|=,則向量a,b的夾角是 .
x
y
A
B
O
1
(3)函數(shù)y=tan(x-)的部分圖象如圖所示,點(diǎn)A為函數(shù)圖象與x軸的交點(diǎn),點(diǎn)B在函數(shù)圖象上,且縱坐標(biāo)為1.則(+)?= .
(4)如圖,兩塊斜邊長(zhǎng)相等的直角三角板拼在一起,若=x+y,則x= ,y= .
答案:(1);(2);(3)6;(4)1+和
〖教學(xué)建議〗
一、主要問(wèn)題歸類(lèi)與方法:
1.單位向量的概念以及數(shù)量積的定義.可以畫(huà)圖結(jié)合圖形
14、研究,也可以通過(guò)計(jì)算,將條件變?yōu)閎=c-a,兩邊平方即得答案.
2.向量的夾角公式.設(shè)法求出向量a,b的數(shù)量積.
3.坐標(biāo)形式下向量數(shù)量積的運(yùn)算.求出點(diǎn)A、B的坐標(biāo).
4.平面向量基本定理,向量分解,解三角形求解.
例2 (1)如圖,在△ABC中,∠BAC=120°,AB=2,AC=1,D是邊BC上一點(diǎn),=2,則?= .
(2)如圖,平面內(nèi)有三個(gè)向量、、,其中與的夾角為120°,與的夾角為30°,
且||=||=1,||=2,若=λ+μ(λ,μ∈R),
則λ+μ的值為 .
(3)在△ABC中,M是BC的中點(diǎn),AM=1,點(diǎn)P在
15、AM上且滿足=2,則·(+)等于 .變式:在△ABC中,M是BC的中點(diǎn),AM=1,點(diǎn)P是AM上一動(dòng)點(diǎn),則·(+)的最小值等于 .
D
C
A
B
如圖
(4)如圖,在四邊形ABCD中,||+||+||=4,||×||+||×||=4,
?=?=0,則(+)?的值為 .
答案:(1)-;(2)6;(3);變式-:(4)4.
〖教學(xué)建議〗
一、主要問(wèn)題歸類(lèi)與方法:
1.基底法求解.很顯然是以、為基底.
2.平面向量基本定理,把、看作一組基底,將非正交分解.通過(guò)解三角形求出答案.
3.平面幾何性質(zhì);向量加法的平行四邊形法則;建立目標(biāo)函數(shù)
16、求最值.
4.結(jié)合平面幾何性質(zhì),突出向量數(shù)量積的定義.
5.突出了“數(shù)形結(jié)合”和“整體代換”等數(shù)學(xué)思想.
二、方法選擇與優(yōu)化建議:
1.解決這類(lèi)問(wèn)題的基本方法是:(1)基底法;(2)坐標(biāo)法。不容易找到基底或者表示起來(lái)較為復(fù)雜,計(jì)算量大,往往就用坐標(biāo)法,建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系是難點(diǎn).
A
B
C
E
F
M
N
圖1
例3 圖1,等腰△ABC中,AB=AC=1,A=120°,E、F分別是邊AB、AC上的點(diǎn),且=m,=n,其中m、n∈(0,1),且m+4n=1.若EF、BC的中點(diǎn)分別為M、N,則||的最小值為 .
17、
答案:.
〖教學(xué)建議〗
一、主要問(wèn)題歸類(lèi)與方法:
1.基底法求解.很顯然是以、為基底.通過(guò)構(gòu)造△AMN,利用向量的加減法法則設(shè)法把向量用、表示出來(lái),將平方之后建立目標(biāo)函數(shù),通過(guò)消元研究關(guān)于m或n的二次函數(shù)的最小值.
2.坐標(biāo)法求解.以BC邊所在直線為x軸,BC邊的高所在直線為y軸,建立直角坐標(biāo)系.設(shè)法將M、N兩點(diǎn)的坐標(biāo)表示出來(lái),利用向量坐標(biāo)形式下模長(zhǎng)公式建立起目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解.
3.基底法的難點(diǎn)是:要學(xué)會(huì)通過(guò)構(gòu)造△AMN,利用向量的加減法法則設(shè)法把向量用、表示出來(lái).
4.坐標(biāo)法的難點(diǎn)是:首先要利用條件將E、F兩點(diǎn)的坐標(biāo)表示出來(lái).
5.關(guān)注對(duì)目標(biāo)函數(shù)消元變形的理性思維,達(dá)到簡(jiǎn)化運(yùn)算的目的.
二、方法選擇與優(yōu)化建議:
1.解決這類(lèi)問(wèn)題的基本方法是:(1)基底法;(2)坐標(biāo)法.本題的兩種解法總體難度相當(dāng),坐標(biāo)法相對(duì)比較好想一點(diǎn).
2.基底法難點(diǎn)是用基底、來(lái)表示,構(gòu)造三角形△AMN,將向量放在△AMN中研究,這種方法最為簡(jiǎn)潔,這種做法是基于M、N分別為EF、BC的中點(diǎn),有一個(gè)向量公式,很容易將和用基底向量來(lái)表示.=(+)=( m+n),=(+).在接下來(lái)對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行消元變形的過(guò)程中,關(guān)注計(jì)算的理性化.
3.坐標(biāo)法的難點(diǎn)是如何利用條件將E、F兩點(diǎn)的坐標(biāo)表示出來(lái).需要結(jié)合平面幾何中平行線分線段成比例的等一些基本性質(zhì).
四、反饋練習(xí)