新人教高考数学总复习专题训练向量检测卷
高中数学向量专项训练7套试题分步训练含答案
向量第一套:向量的概念、表示和线性运算第二套:向量的加法与减法第三套:向量的坐标表示、数量积和应用第四套:平面向量的坐标表示经典例题第五套:实数和向量的积经典例题第六套:向量综合练习题专题三《向量的概念、表示和线性运算》综合检测一、选择题,本大题共10小题,每小题4分,满分40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. 下列命题正确的是( )A. 单位向量都相等B. 长度相等且方向相反的两个向量不一定是共线向量C. 若a ,b 满足|a |>|b |且a 与b 同向,则a >bD. 对于任意向量a 、b , 必有|a +b |≤|a |+|b |2. 当|a |=|b |≠0且a 、b 不共线时,a +b 与a -b 的关系是( )A. 平行B. 垂直C. 相交但不垂直D. 相等3.下列命题中正确的是( )A .若两个向量相等,则它们的起点和终点分别重合B .模相等的两个平行向量是相等向量C .若a 和b 都是单位向量,则a =bD .两个相等向量的模相等4.已知A 、B 、C 三点不共线,O 是△ABC 内的一点,若++=0,则O 是△ABC 的( ) A. 重心B. 垂心C. 内心D. 外心5. 若|AB |=8,||=5,则||的取值范围是( )A.[3,8]B.(3,8)C.[3,13]D.(3,13)6. 已知AM 是△ABC 的BC 边上的中线,若AB =a ,AC = b ,则AM 等于( )A.21(a - b ) B. 21(b - a ) C. 21( a + b ) D. 12(a + b )7. 已知=a ,=b, =c ,=d , 且四边形ABCD 为平行四边形,则( )A. a +b +c +d =0B. a -b +c -d =0C. a+b-c-d=0D. a-b-c+d=08.已知O是平行四边形ABCD对角线的交点,则下面结论中不正确的是()A.AB CB AC+= B. AB AD AC+=C. AD CD BD+= D.AO CO OB OD+++≠09.下列各式结果是AB的是()A.AM MN MB-+ B.AC BF CF-+C.AB DC CB-+ D.AB FC BC-+10.在四边形ABCD中,若12AB CD=-,则此四边形是()A.平行四边形B.菱形C.梯形D.矩形二、填空题, 本大题共4小题,每小题3分,满分12分,把正确的答案写在题中横线上. 11.化简:(1)(-)-(-)= .(2)()()PQ MO QO QM-+-=.12.已知:D为△ABC的边BC上的中点,E是AD上的一点,且AE=3ED,若AD=a,则++=_____________.(用a表示)13.若a、b是不共线向量,p=2a-3b,q=-a+5b,x,y∈R,x p+y q=2a-b,则x=.14.如图,设点P、Q是线段AB的三等分点,若OA=a,OB=b,则OP=,OQ=(用a、b表示)三、解答题, 本大题共4小题,每小题12分,共48分,解答应写出必要的文字说明、证明过程和演算步骤. 15. (本题满分12分)已知在矩形ABCD 中,宽为2,长为AB =a , BC =b , AC =c , 试作出向量a+b+c , 并求出其模的大小.16.(本题满分12分)已知任意四边形ABCD 的边AD 和BC 的中点分别为E 、F , 求证:2AB DC EF +=.17.(本题满分14分)向量a =-e 1+3 e 2+2 e 3,b =4 e 1-6 e 2+2 e 3,c =-3 e 1+12 e 2+11 e 3,问a 能否表 示a =1λb +2λc 的形式?若能,写出表达式;若不能,说明理由.18.(本题满分14分)设两个非零向量e 1和e 2不共线,如果=2 e 1+3 e 2,BC =6 e 1+23 e 2, CD =4 e 1-8 e 2, 求证:A 、B 、D 三点共线.专题三《向量的概念、表示和线性运算》综合检测参考答案一、选择题二、填空题11. (1)0 (2)PQ 12. 14-a 13. 9714. 2133+a b , 1233+a b三、解答题15. 8 16. 略 17. 1211,105λλ=-= 18. 略向量的加法与减法综合训练卷(120分钟,满分150分) 一、选择题(每题5分,共60分) 1.下列命题中,正确的是( ) A . B . C .D .若且,则2.化简以下各式:(1);(2);(3);(4)。
(名师导学)高考数学总复习 同步测试卷(八)平面向量、复数的概念及运算 理(含解析)新人教A版-新人
同步测试卷理科数学(八) 【p 299】 (平面向量、复数的概念及运算) 时间:60分钟 总分:100分一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分.每小题所给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1.复数1+51-2i(i 是虚数单位)的模等于( )A .4B .5C .22D .2【解析】1+51-2i =1+5(1+2i )(1-2i )(1+2i )=1+1+2i =2+2i ,则它的模等于22+22=2 2. 【答案】C2.已知向量a =()1,m ,b =()m ,1,则“m =1”是“a∥b ”成立的( ) 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【解析】当m =1时,a =b 可以推出a∥b ;当a∥b 时,1m =m1m 2=1,m =±1,不能推出m =1.所以,“m =1”是“a∥b ”成立的充分不必要条件.【答案】A3.在复平面上,复数z 1,z 2对应的点关于直线y =x 对称,且z 1z 2=4i ,则复数z 1的模长为( )A .2 B. 3 C. 2 D .1【解析】设z 1=a +b i ,则z 2=b +a i ,由z 1z 2=4i ,可知a 2+b 2=4,所以||z 1=a 2+b2=2.【答案】A4.如图,已知AB →=a, AC →=b, DC →=3BD →,AE →=2EC →,则DE →=( )A.34b -13aB.512a -34bC.34a -13bD.512b -34a 【解析】由平面向量的三角形法则可知:DE →=DC →+CE →=34BC →+⎝ ⎛⎭⎪⎫-13AC →=34(AC →-AB →)-13AC →=-34AB →+512AC →=-34a +512b . 【答案】D5.已知不共线向量a ,b ,|a |=|b |=|a -b |,则a +b 与a 的夹角是( ) A.π12 B.π6 C.π4 D.π3【解析】法一:根据|a |=|b |,有|a |2=|b |2,又由|b |=|a -b |,得|b |2=|a |2-2a ·b +|b |2,∴a ·b =12|a |2.而|a +b |2=|a |2+2a ·b +|b |2=3|a |2,∴|a +b |=3|a |.设a 与a +b 的夹角为θ,则cos θ=a ·(a +b )|a ||a +b |=|a |2+12|a |2|a |·3|a |=32,∴θ=π6.法二:根据向量加法的几何意义,在平面内任取一点O ,作OA →=a ,OB →=b ,以OA 、OB 为邻边作平行四边形OACB .∵|a |=|b |,即|OA →|=|OB →|,∴OACB 为菱形,OC 平分∠AOB ,这时OC →=a +b ,BA →=a -b .而|a |=|b |=|a -b |,即|OA →|=|OB →|=|BA →|.∴△AOB 为正三角形,则∠AOB =60°,于是∠AOC =30°,即a 与a +b 的夹角为π6.【答案】B6.△ABC 是底边边长为22的等腰直角三角形,P 是以直角顶点C 为圆心,半径为1的圆上任意一点,若m ≤AP →·BP →≤n ,则n -m 的最小值为( )A .42B .2 2C .2D .4【解析】如图所示,建立直角坐标系,则:A (-2,0),B (2,0),P (cos θ,2+sin θ),由平面向量的性质可得:AP →=(cos θ+2,sin θ+2),BP →=(cos θ-2,sin θ+2),由平面向量的数量积:AP →·BP →=cos 2θ-2+sin 2θ+22sin θ+2=1+22sin θ,据此有:m max =1-22,n min =1+22,(n -m )min =4 2.【答案】A二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,将各小题的结果填在题中横线上.) 7.已知复数z 满足()2-i z =-3+4i ,则z 的共轭复数是________.【解析】因为z =-3+4i 2-i =()-3+4i ()2+i 5=-10+5i5=-2+i ,所以z 的共轭复数是-2-i .【答案】-2-i8.设x ,y ∈R ,向量a =(x ,2),b =(1,y ),c =(2,-6),且a ⊥c ,b ∥c ,则||a +b =__________.【解析】a ⊥c 2x -12=0x =6a =(6,2),b ∥c-6-2y =0y =-3b =(1,-3)||a +b 2=a 2+2a ·b +b 2=40+10=50||a +b =52.【答案】5 29.若向量OA →=(1,-3),|OA →|=|OB →|,OA → ·OB →=0,则 |AB →|=________. 【解析】法一:设OB →=(x ,y ),由|OA →|=|OB →|知,x 2+y 2=10,又OA → ·OB →=x -3y =0,所以x =3,y =1或x =-3,y =-1.当x =3,y =1时,|AB →|=25;当x =-3,y =-1时,|AB →|=2 5.则|AB →|=2 5.法二:由几何意义知,|AB →|就是以OA →,OB →为邻边的正方形的对角线长,所以|AB →|=2 5. 【答案】2 510.已知△ABC ,其中顶点坐标分别为A ()-1,1,B ()1,2,C ()-2,-1,点D 为边BC 的中点,则向量AD →在向量AB →方向上的投影为__________.【解析】因为AB →=()2,1,AC →=(-1,-2),AD →=12()AB →+AC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-12,故AB→·AD →=2×12-12=12,由于||AB →=5,所以向量AD →在向量AB →方向上的投影为AB →·AD →||AB→=12×15=510. 【答案】510三、解答题(本大题共3小题,共50分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) 11.(16分)已知平面上三点A ,B ,C ,BC →=(2-k ,3),AC →=(2,4). (1)若三点A ,B ,C 不能构成三角形,某某数k 应满足的条件;(2)若△ABC 中角A 为直角,求k 的值.【解析】(1)由三点A ,B ,C 不能构成三角形,得A ,B ,C 在同一直线上,即向量BC →与AC →平行,∴4(2-k)-2×3=0,解得k =12.(2)∵BC →=(2-k ,3),∴CB →=(k -2,-3), ∴AB →=AC →+CB →=(k ,1).当A 是直角时,AB →⊥AC →,即AB →·AC →=0, ∴2k +4=0,解得k =-2.12.(16分)在△ABC 中,AM →=34AB →+14AC →.(1)求△ABM 与△ABC 的面积之比;(2)若N 为AB 中点,AM →与→交于点P ,且AP →=xAB →+yAC →(x ,y ∈R ),求x +y 的值. 【解析】(1)在△ABC 中,AM →=34AB →+14AC →,可得3BM →=MC →,即点M 在线段BC 靠近B 点的四等分点.故△ABM 与△ABC 的面积之比为14.(2)因为AM →=34AB →+14AC →,AM →∥AP →,AP →=xAB →+yAC →(x ,y ∈R ),所以x =3y, 因为N 为AB 中点,所以NP →=AP →-AN →=xAB →+yAC →-12AB →=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12AB →+yAC →,CP →=AP →-AC →=xAB →+yAC →-AC →=xAB →+(y -1)AC →,因为NP →∥CP →,所以⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12(y -1)=xy ,即2x +y =1,又x =3y ,所以x =37,y =17,所以x +y =47.13.(18分)向量a =(2,2),向量b 与向量a 的夹角为3π4,且a·b =-2.(1)求向量b ;(2)若t =(1,0),且b⊥t ,c =⎝⎛⎭⎪⎫cos A ,2cos 2C 2,其中A ,B ,C 是△ABC 的内角,若A 、B 、C 依次成等差数列,试求|b +c |的取值X 围.【解析】(1)设b =(x ,y ),则a·b =2x +2y =-2,且|b |=a·b|a |cos3π4=1=x 2+y 2,联立方程得⎩⎪⎨⎪⎧2x +2y =-2,x 2+y 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =0或⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =-1.∴b =(-1,0)或b =(0,-1). (2)∵A ,B ,C 依次成等差数列,∴B =π3.∴b +c =⎝ ⎛⎭⎪⎫cos A ,2cos 2C2-1=(cos A ,cos C ),∴|b +c|2=cos 2A +cos 2C =1+12()cos 2A +cos 2C=1+12⎣⎢⎡⎦⎥⎤cos 2A +cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫4π3-2A =1+12⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 2A -12cos 2A -32sin 2A=1+12cos ⎝⎛⎭⎪⎫2A +π3.∵A ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,2π3,∴2A +π3∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,5π3, ∴-1≤cos ⎝⎛⎭⎪⎫2A +π3<12,∴12≤|b+c|2<54,故22≤|b+c|<52.。
适用于新教材提优版2025届高考数学一轮复习必刷题专练第七章必刷大题14空间向量与立体几何新人教A版
必刷大题14 空间向量与立体几何1.(2024·新高考全国Ⅰ改编)如图,直三棱柱ABC-A1B1C1的体积为4,△A1BC的面积为2 2.(1)求A到平面A1BC的距离;(2)设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC⊥平面ABB1A1,求平面ABD与平面BCD夹角的正弦值.2. 如图,四棱锥P-ABCD的底面为正方形,PA⊥平面ABCD,M是PC的中点,PA=AB.(1)求证:AM⊥平面PBD;(2)设直线AM与平面PBD交于O,求证:AO=2OM.3. 如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AB∥CD,PA=AB=2CD=2,∠ADC=90°,E,F分别为PB,AB的中点.(1)求证:CE∥平面PAD;(2)求点B到平面PCF的距离.4. (2024·全国乙卷)如图,四面体ABCD中,AD⊥CD,AD=CD,∠ADB=∠BDC,E为AC的中点.(1)证明:平面BED⊥平面ACD;(2)设AB=BD=2,∠ACB=60°,点F在BD上,当△AFC的面积最小时,求CF与平面ABD 所成的角的正弦值.5.(2024·青岛模拟)如图①,在梯形ABCD中,AB∥DC,AD=BC=CD=2,AB=4,E为AB的中点,以DE为折痕把△ADE折起,连接AB,AC,得到如图②的几何体,在图②的几何体中解答下列问题.(1)证明:AC⊥DE;(2)请从以下两个条件中选择一个作为已知条件,求平面DAE与平面AEC夹角的余弦值.①四棱锥A-BCDE的体积为2;②直线AC与EB所成角的余弦值为64.6. (2024·连云港模拟)如图,在三棱锥A-BCD中,△ABC是正三角形,平面ABC⊥平面BCD,BD⊥CD,点E,F分别是BC,DC的中点.(1)证明:平面ACD⊥平面AEF;(2)若∠BCD=60°,点G是线段BD上的动点,问:点G运动到何处时,平面AEG与平面ACD 的夹角最小.。
2024届新高考数学复习:专项(空间向量及其运算)历年好题练习(附答案)
→
又AB =(6,-2,-3),AC =(x-4,3,-6)
6(x-4)-6+18=0,
得 x=2.
∴
2
(x-4) =4,
1
12.2 (b+c-a)
→
→
→
答案解析:MN =ON -OM
1 →
1 →
→
=2 (OB +OC )-2 OA
1
=2 (b+c-a)
13.D
1
1 →
→
→
14.B ∵OE =2 C ⃗=2 (AB +AD +A ⃗),
∴〈a,c〉=60°,同理可得 C、D 不正确.
8.C a+b=(-2,y-1,5),∵a⊥(a+b),
∴-2×2-(y-1)+3×5=0,得 y=12.
9.C 依题意,
1 → →
1 →
→ 1 →
→ →
点 E,F 为 BC,AD 的中点,如图所示,AE ꞏAF =2 (AB +AC )ꞏ2 AD =4 (AB ꞏAD
→
→
=2 (-PB +BD )
1
→
→
→
→
→
=2 (-PB +PA -PB +PC -PB )
1 →
1 →
3 →
=-2 PB +2 PA +2 PC
3
1
1
=2 a-2 b+2 c
7.B ∵|a|= 12+02+(-1)2 = 2 ,设 b=(-1,1,0),|b|= 2 ,aꞏb=-1<0,
aꞏc
1
故 A 不正确;对于 B,设 c=(1,-1,0),aꞏc=1,|c|= 2 .∴cos 〈a,c〉=|a||c| =2 ,
D. 4 a2
A.a2
【新人教】高考数学总复习专题训练向量检测卷
数学高考总复习 向量检测卷一.选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分.1.设,a b R ∈,集合{1,,}{0,,}ba b a b a+=,则b a -=( ) A .1 B .1- C .2 D .2-2.函数()sin ([,0])f x x x x π=∈-的单调递增区间是A .5[,]6ππ--B .5[,]66ππ--C .[,0]3π-D .[,0]6π- 3.若函数()y f x =的图象按向量a 平移后,得到函数(1)2y f x =+-的图象,则向量a = A .(12)--, B .(12)-, C .(12)-, D .(12),4.设()f x ,()g x 是定义在R 上的函数,()()()h x f x g x =+,则“()f x ,()g x 均为偶函数”是“()h x 为偶函数”的A .充要条件B .充分而不必要的条件C .必要而不充分的条件D .既不充分也不必要的条件5.已知数列{n a }的前n 项和29nS n n =-,第k 项满足58k a <<,则k =A .9B .8 C. 7 D .66.半径为1的球面上的四点D C B A ,,,是正四面体的顶点,则A 与B 两点间的球面距离为A .)33arccos(-B .)36arccos(-C .)31arccos(-D .)41arccos(- 7.由直线1y x =+上的一点向圆22(3)1x y -+=引切线,则切线长的最小值为 A .1 B. CD .38.从5张100元,3张200元,2张300元的奥运预赛门票中任取3张,则所取3张中至少有2张价格相同的概率为 A .41 B .12079 C .43D .2423 9.定义在R 上的函数)(x f 既是奇函数,又是周期函数,T 是它的一个正周期.若将方程0)(=x f 在闭区间][T T ,-上的根的个数记为n ,则n 可能为A.0B.1C.3D.5 10.用数字0,1,2,3,4,5可以组成没有重复数字,并且比20000大的五位偶数共有二.填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.11. 若621x ax ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的二项展开式中3x 的系数为52, 则a = (用数字作答).12. (2007湖北)设变量x y ,满足约束条件30023x y x y x -+⎧⎪+⎨⎪-⎩≥,≥,≤≤,则目标函数2x y +的最小值为13.在ABC △中,若1tan 3A =,150C =,1BC =,则AB =14.若函数()1222-=--aax x x f 的定义域为R ,则实数a 的取值范 围15.设椭圆2212516x y +=上一点P 到左准线的距离为10,F 是该椭圆的左焦点,若点M 满足1()2OM OP OF =+ ,则||OM= .三.解答题:本大题共6小题,共75分. 16.(本小题满分12分) 已知ABC △的面积为3,且满足06AB AC ≤≤,设AB 和AC的夹角为θ.(I )求θ的取值范围;(II )求函数2()2sin 4f θθθ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭π的最大值与最小值.17.(本小题满分12分)某地区为下岗人员免费提供财会和计算机培训,以提高下岗人员的再就业能力,每名下岗人员可以选择参加一项培训、参加两项培训或不参加培训,已知参加过财会培训的有60%,参加过计算机培训的有75%,假设每个人对培训项目的选择是相互独立的,且各人的选择相互之间没有影响.(I )任选1名下岗人员,求该人参加过培训的概率;(II )任选3名下岗人员,记ξ为3人中参加过培训的人数,求ξ的分布列和期望.18. (本小题满分12分)四棱锥S -ABCD 中,底面ABCD 为平行四边形,侧面SBC ⊥底面ABCD 。
【新课标】备战高考数学专题复习测试题——向量(文科)
高考第一轮复习专题素质测试题向 量(文科)班别______学号______姓名_______评价______ (考试时间120分钟,满分150分,试题设计:隆光诚)一、选择题(每小题5分,共60分. 以下给出的四个备选答案中,只有一个正确)1.(07全国Ⅰ)已知向量)5,6(),6,5(=-=b a ,则a 与b( )A.垂直B.不垂直也不平行 C.平行且同向D.平行且反向2.(10湖南)若非零向量、满足||||=,0)2(=⋅+,则与的夹角为( ) A.30° B.60° C.120° D.150°3. (09湖北) 若向量)2,4(),1,1(),1,1(=-==b a,则=( )A. b a +3B. b a -3C. b a 3+-D. b a 3+4.(05北京)若||1,||2,a b c a b ===+,且c a ⊥ ,则向量a 与b 的夹角为( )A.30°B.60°C.120°D.150°5.(06湖南)已知向量),2,1(),,2(==b t a 若1t t =时,a ∥b ;2t t =时,b a ⊥,则( )A .1,421-=-=t t B. 1,421=-=t t C. 1,421-==t t D. 1,421==t t 6.(06广东)如图所示,D 是ABC ∆的边AB 上的中点,则向量CD =( )A.12BC BA -+B. 12BC BA --C. 12BC BA -D. 12BC BA +7.(08重庆)若点P 分有向线段AB 所成的比为31-,则点B 分有向线段PA 所成的比是( )A .23-B .21-C.12D. 38.(08辽宁)将函数21xy =+的图象按向量平移得到函数12x y +=的图象,则( ) A .)1,1(--=B .)1,1(-=C .)1,1(=D .)1,1(-=9.(09全国Ⅱ) 已知向量25||,10),1,2(=+=⋅=b a,则=||( )ACBC.5D.2510.(07福建)对于向量..a b c和实数λ,下列命题中真命题是( )A .若0a b ⋅= ,则0a = 或0b =B .若0a λ= ,则0λ=或0a =C .若22a b = ,则a b = 或a b =- D .若a b a c ⋅=⋅ ,则b c =11.(10全国Ⅱ)△ABC 中,点D 在边AB 上,CD 平分∠ACB ,若=====CD 则,2||,1||,,( )A.3231+ B. 3132+ C. 5453+ D. b a 5354+ 12.(08山东)已知a ,b ,c 为△ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边,向量)sin ,(cos ),1,3(A A n m =-=→→若→→⊥n m ,且a cos B + b cos A = c sin C ,则角A ,B 的大小分别为( ) A .,63ππB.2,36ππC.,36ππD.,33ππ二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在答题卡中对应题号后的横线上)13.(05福建)在△ABC 中,∠A=90°,k k 则),3,2(),1,(==的值是 .14.(06天津)设向量a 与b 的夹角为θ,(33)a = ,,2(11)b a -=-,,则c o s θ= .15.(08全国Ⅱ)设向量)3,2(),2,1(==→→b a ,若向量→→+b a λ与向量)7,4(--=→c 共线,则=λ .16.(10江西)已知向量a ,b 满足||2b =,a 与b 的夹角为60︒,则b 在a 上的投影是 .三、解答题(本大题共6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,08福建17)已知向量(sin ,cos ),(1,2),m A A n ==- 且0m n ⋅= .(1)求tan A 的值; (2)求函数()cos 2tan sin ()f x x A x x R =+∈的值域.18.(本题满分12分,09湖南16) 已知向量)2,1(),sin 2cos ,(sin =-=→→b a θθθ. (Ⅰ)若→a //→b ,求tan θ的值; (Ⅱ)若||||→→=b a ,0<θ<π,求θ的值.19.(本题满分12分,06湖北16)设向量)cos ,(cos ),cos ,(sin x x b x x a ==→→,x ∈R ,函数)()(→→→+⋅=b a a x f .(Ⅰ)求函数)(x f 的最大值与最小正周期;(Ⅱ)求使不等式)(x f ≥23成立的x 的取值集合.20.(本题满分12分,07山东17)在ABC △中,角A B C ,,的对边分别为tan a b c C =,,,.(Ⅰ)求cos C ; (Ⅱ)若52CB CA = ,且9a b +=,求c .21.(本题满分12分,10安徽16)△ABC 的面积是30,内角A 、B 、C 所对边长分别为a 、b 、c ,cosA=1213. (Ⅰ)求AB AC ⋅; (Ⅱ)若1=-b c ,求a 的值.22.(本题满分12分,05湖北17)已知向量ba x f t xb x x a ⋅=-=+=)(),,1(),1,(2若函数在区间(-1,1)上是增函数,求t 的取值范围.参考答案:一、选择题答题卡:题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 A CBCCAAACBBC二、填空题 13.23-. 14.10103. 15. 2 . 16. 1 .三、解答题17.解:(Ⅰ)由题意得sin 2cos 0m n A A ⋅=-=,因为0cos ≠A ,所以2tan =A . (Ⅱ)由(Ⅰ)知2tan =A 得.23)21(sin 2sin 2sin 21sin 22cos )(22+--=+-=+=x x x x x x f,sin [1,1]x R x ∈∴∈- .当1sin 2x =,()f x 有最大值32;当sin 1x =-,()f x 有最小值3-. 所以所求函数()f x 的值域为3[3,]2-.18. 解:(Ⅰ) 因为→a //→b ,所以2sin 2cos 1sin θθθ-=,即2sin cos 2sin θθθ=-, 于是 θθcos sin 4=,故tan θ=14.(Ⅱ)由 ||||→→=b a 知,2sin θ+(cos θ-2sin θ2)=5,所以1-2sin2θ + 42sin θ=5.从而522cos 142sin 21=-⨯+-θθ,即12c o s 2si n -=+θθ,于是22)42sin(-=+πθ. 又由0<θ<π知,4π< 2θ+4π<94π,所以2θ+4π=54π,或2θ+4π=74π. 因此θ=2π,或θ=34π..23)42sin(2223)2cos 222sin 22(2222cos 12sin 211cos cos sin cos sin )()(1.192222++=++=+++=+++=⋅+=+⋅=→→→→→→πx x x xx x x x x x b a a b a a x f )解:(因为x ∈R ,所以函数)(x f 的最大值为232+,最小正周期为πωπ==2T . (Ⅱ)0)42sin(2323)42sin(22)(≥+≥++=ππx x x f 得由, .,2422Z k k x k ∈+≤+≤ππππ所以 解得.,838Z k k x k ∈+≤≤+-ππππ因此使不等式)(x f ≥23成立的x 的取值集合为⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈+≤≤+-Z k k x k x ,838ππππ. 20.解:(Ⅰ)73tan =C >0,C ∴是锐角..81tan 11cos 2=+=∴C C(Ⅱ)25=⋅ , 5cos 2ab C ∴=.从而.20=ab由余弦定理得,3649)(41cos 2222222=-+=-+=-+=ab b a ab b a B ab b a c6c ∴=.21.解:(Ⅰ)由1312cos =A ,得135cos 1sin 2=-=A A . 又.156,3013521sin 21=∴=⋅==∆bc bc A bc S所以.1441312156cos =⨯==⋅∴A bc(Ⅱ)由余弦定理知:.251312156215621cos 22)(cos 22222=⨯⨯-⨯+=-+-=-+=A bc bc b c A bc c b a .5=∴a22.解法1:依定义)1()1()(232t tx x x x t x x x f +++-=++-=.23)(2t x x x f ++-='则.0)()1,1(,)1,1()(≥'--x f x f 上可设则在上是增函数在若3=x )x,23)(,)1,1(,230)(22x x x g x x t x f -=--≥⇔≥'∴考虑函数上恒成立在区间,31)(=x x g 的图象是对称轴为由于开口向上的抛物线,故要使x x t 232-≥在区间)1,1(-上恒成立⇔.5),1()(m ax ≥-=≥t g x g t 即.)1,1()(,0)()1,1()(,5上是增函数在即上满足在时而当->'-'≥x f x f x f t5≥t t 的取值范围是故.解法2:依定义,)1()1()(232t tx x x x t x x x f +++-=++-=.0)()1,1(,)1,1()(.23)(2≥'--++-='x f x f t x x x f 上可设则在上是增函数在若)(x f ' 的图象是开口向下的抛物线,时且当且仅当05)1(,01)1(≥-=-'≥-='∴t f t f.5.)1,1()(,0)()1,1()(≥->'-'t t x f x f x f 的取值范围是故上是增函数在即上满足在3=x )('x。
2023年人教版数学向量几何练习题及答案
2023年人教版数学向量几何练习题及答案在数学学科中,向量几何是一门重要的分支,它研究了向量的性质、运算以及在几何图形中的应用。
为了帮助学生更好地掌握向量几何的知识,人教版在2023年出版了一套全新的向量几何教材。
本文将为大家介绍2023年人教版数学向量几何的练习题及答案,帮助学生进行复习和巩固。
练习题一:已知向量a = (3, -2, 4)和向量b = (1, 5, -2),求向量a与向量b的数量积。
解答:向量a与向量b的数量积可以表示为a·b,其中a·b = a₁b₁ + a₂b₂+ a₃b₃。
根据已知数据,我们可以计算数量积如下:a·b = 3 * 1 + (-2) * 5 + 4 * (-2) = 3 - 10 - 8 = -15。
练习题二:设向量c = (5, -1, 3),计算向量c的模长。
解答:向量c的模长可以表示为∥c∥,其中∥c∥ = √(c₁² + c₂² + c₃²)。
根据已知数据,我们可以计算模长如下:∥c∥ = √(5² + (-1)² + 3²) = √(25 + 1 + 9) = √35。
练习题三:已知向量d = (2, -3, 1)和向量e = (4, 2, -1),求向量d与向量e的向量积。
解答:向量d与向量e的向量积可以表示为d×e,其中d×e = (d₂e₃ -d₃e₂, d₃e₁ - d₁e₃, d₁e₂ - d₂e₁)。
根据已知数据,我们可以计算向量积如下:d×e = (2 * (-1) - 1 * 2, 1 * 4 - 2 * (-1), 2 * 2 - (-3) * 4) = (-4, 6, 14)。
练习题四:已知向量f = (1, -2, 3)和向量g = (2, 1, -2),求向量f与向量g的夹角。
解答:向量f与向量g的夹角可以表示为θ,其中cosθ = (f·g) / (∥f∥ *∥g∥)。
人教版高中数学向量练习题
一、选择题;1、若a r ,b r ,c r是空间任意三个向量, R λ∈,下列关系式中,不成立的是( )A 、a b b a +=+r r r rB 、()a b a b λλλ+=+r r r rC 、()()a b c a b c ++=++r r r r r rD 、b a λ=r r2、已知向量a r =(1,1,0),则与a r共线的单位向量( )A 、(1,1,0)B 、(0,1,0)C 、(22,22,0) D 、(1,1,1) 3、若,,a b c 为任意向量,∈R m ,下列等式不一定成立的是( ) A.()()a b c a b c ++=++ B.()a b c a c b c +=+··· C.()a b a b +=+m m m D.()()a b c a b c =···· 4、设(43)(32)a b ==,,,,,x z ,且∥a b ,则xz 等于( ) A.4-B.9C.9-D.6495、若向量(12)λ=,,a 与(212)=-,,b 的夹角的余弦值为89,则λ=( ) A.2B.2-C.2-或255D.2或255-6、已知ABCD 为平行四边形,且(413)(251)(375)A B C --,,,,,,,,,则D 的坐标为( ) A.7412⎛⎫- ⎪⎝⎭,, B.(241),, C.(2141)-,, D.(5133)-,,7、在正方体1111ABCD A B C D -中,O 为AC BD ,的交点,则1C O 与1A D 所成角的( )A.60°B.90°C. D. 8、正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1,E 是11A B 的中点,则E 到平面11ABC D 的距离是( )C.129、ABCD 为正方形,P 为平面ABCD 外一点,2PD AD PD AD ⊥==,,二面角P AD C --为60°,则P 到AB 的距离为( )A. C.210、如图,在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =BC =2,AA 1=1,则BC 1与平面BB 1D 1D 所成角的正弦值为( )。
人教版高三数学第二学期平面向量多选题单元 期末复习专项训练学能测试试题
人教版高三数学第二学期平面向量多选题单元 期末复习专项训练学能测试试题一、平面向量多选题1.在OAB 中,4O OC A =,2O OD B =,AD 、BC 的交点为M ,过M 作动直线l分别交线段AC 、BD 于E 、F 两点,若OE OA λ=,(),0OB OF μλμ=>,则λμ+的不可能取到的值为( )A .27+ B .37+ C .37+ D .47+ 【答案】ABC 【分析】先证明结论:当O 为直线EF 外一点时,E 、F 、M 三点共线(),OM xOE yOF x y R ⇔=+∈,1x y +=.计算出1377OM OA OB =+,设OM xOE yOF =+,结合OE OA λ=,(),0OB OF μλμ=>可得出13177x y λμ+=+=,然后将λμ+与1377λμ+相乘,展开后利用基本不等式求出λμ+的最小值,即可得出结论. 【详解】先证明结论:当O 为直线EF 外一点时,E 、F 、M 三点共线(),OM xOE yOF x y R ⇔=+∈,1x y +=.充分性:若E 、F 、M 三点共线,则存在k ∈R ,使得=EM k EF ,即()OM OE k OF OE -=-,所以,()1OM k OE kOF =-+,因为(),OM xOE yOF x y R =+∈,则()11x y k k +=-+=,充分性成立; 必要性:因为(),OM xOE yOF x y R =+∈且1x y +=,所以,()1OM xOE x OF =+-,即()OM OF x OE OF -=-,所以,FM xFE =, 所以,E 、F 、M 三点共线.本题中,取OC 的中点N ,连接DN ,如下图所示:D 、N 分别为OB 、OC 的中点,则DN //BC 且12DN BC =, 14OC OA =,67AC AN ∴=,即67AC AN =,//BC DN ,即//CM DN ,67AM AC AD AN ∴==,67AM AD ∴=, 12AD OD OA OB OA =-=-,6611377277OM OA AM OA AD OA OB OA OA OB ⎛⎫=+=+=+-=+ ⎪⎝⎭, E 、F 、M 三点共线,O 为直线EF 外一点,则(),OM xOE yOF x y R =+∈且1x y +=.OE OA λ=,(),0OB OF μλμ=>,则OM xOE yOF xOA yOB λμ=+=+,所以,1737x y λμ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,可得1737x y λμ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,由1x y +=可得13177λμ+=, 由基本不等式可得()1313134247777μλμλλμλμλμλμλμ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=++=++≥⋅ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭437+=. 当且仅当3μλ=时,等号成立.所以,λμ+423+ABC 选项均不满足423λμ++≥. 故选:ABC. 【点睛】关键点点睛:解本题的关键在于以下两点:(1)利用三点共线的结论:当O 为直线EF 外一点时,E 、F 、M 三点共线(),OM xOE yOF x y R ⇔=+∈,1x y +=.利用该结论推出13177λμ+=;(2)利用基本不等式求出λμ+的最小值.2.在三棱锥M ABC -中,下列命题正确的是( )A .若1233AD AB AC =+,则3BC BD = B .若G 为ABC 的重心,则111333MG MA MB MC =++C .若0MA BC ⋅=,0MC AB ⋅=,则0MB AC ⋅=D .若三棱锥M ABC -的棱长都为2,P ,Q 分别为MA ,BC 中点,则2PQ = 【答案】BC 【分析】作出三棱锥M ABC -直观图,在每个三角形中利用向量的线性运算可得. 【详解】对于A ,由已知12322233AD AB AC AD AC AB AD AC AB AD =+⇒=+⇒-=-,即2CD DB =,则32BD BD DC BC =+=,故A 错误; 对于B ,由G 为ABC 的重心,得0GA GB GC ++=,又MG MA AG =+,MG MB BG =+,MG MC CG =+,3MA MB MC MG ∴++=,即111333MG MA MB MC =++,故B 正确;对于C ,若0MA BC ⋅=,0MC AB ⋅=,则0MC MA BC AB ⋅+⋅=,即()00MA BC AC CB MA BC AC C MC C M B M C ⋅++=⇒⋅++⋅⋅=⋅()00MA BC A MC MC MC MC C BC MA BC AC ⋅⋅⋅⇒⋅+-=⇒-+=⋅()000MC M CA BC AC AC CB AC CB AC C MC ⇒+=⇒+=⇒+=⋅⋅⋅⋅⋅,即0MB AC ⋅=,故C 正确;对于D ,111()()222PQ MQ MP MB MC MA MB MC MA ∴=-=+-=+- ()21122PQ MB MC MA MB MC MA ∴=+-=+-,又()2222222MB MC MA MB MC MA MB MC MB MA MC MA+-=+++⋅-⋅-⋅2221112222222222228222=+++⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=,1PQ ∴==,故D 错误. 故选:BC 【点睛】关键点睛:本题考查向量的运算,用已知向量表示某一向量的三个关键点: (1)用已知向量来表示某一向量,一定要结合图形,以图形为指导是解题的关键.(2)要正确理解向量加法、减法与数乘运算的几何意义,如首尾相接的若干向量之和,等于由起始向量的始点指向末尾向量的终点的向量. (3)在立体几何中三角形法则、平行四边形法则仍然成立.3.在ABC 中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,已知()()(::5:)4:6b c c a a b +++=,下列结论正确的是( )A .::7:5:3sinA sinB sinC = B .0AB AC ⋅>C .若6c =,则ABC 的面积是D .若8+=b c ,则ABC 【答案】ACD 【分析】先利用已知条件设4,5,6b c k c a k a b k +=+=+=,进而得到3.5, 2.5, 1.5a k b c k ===,利用正弦定理可判定选项A ;利用向量的数量积公式可判断选项B ;利用余弦定理和三角形的面积公式可判定选项C ;利用余弦定理和正弦定理可判断选项D. 【详解】依题意,设4,5,6b c k c a k a b k +=+=+=, 所以 3.5, 2.5, 1.5a k b c k ===,由正弦定理得:::::7:5:3sinA sinB sinC a b c ==, 故选项A 正确;222222cos 22b c a b c a AB AC bc A bc bc +-+-⋅==⨯=222222.5 1.5 3.515028k k +-==-<,故选项B 不正确;若6c =,则4k =, 所以14,10a b ==,所以222106141cos 21062A +-==-⨯⨯,所以sin 2A =,故ABC 的面积是:11sin 610222bc A =⨯⨯⨯= 故选项C 正确;若8+=b c ,则2k =, 所以7,5,3a b c ===,所以2225371cos 2532A +-==-⨯⨯,所以sin 2A =, 则利用正弦定理得:ABC 的外接圆半径是:12sin 3a A ⨯=, 故选项D 正确; 故选:ACD. 【点睛】关键点睛:本题主要考查正余弦定理以及三角形面积公式. 利用已知条件设4,5,6b c k c a k a b k +=+=+=,再利用正余弦定理以及三角形面积公式求解是解决本题的关键.4.下列条件中,使点P 与A ,B ,C 三点一定共面的是( ) A .1233PC PA PB =+ B .111333OP OA OB OC =++ C .QP QA QB OC =++ D .0OP OA OB OC +++=【答案】AB 【分析】根据四点共面的充要条件,若A ,B ,C ,P 四点共面(1)PC xPA yPB x y ⇔=++=()1OP xOA yOB zOC x y z ⇔=++++=,对选项逐一分析,即可得到答案.【详解】 对于A ,由1233PC PA PB =+,12133+=,所以点P 与A ,B ,C 三点共面.对于B ,由111333OP OA OB OC =++,1111333++=,所以点P 与A ,B ,C 三点共面.对于C ,由OP OA OB OC =++,11131++=≠,所以点P 与A ,B ,C 三点不共面. 对于D ,由0OP OA OB OC +++=,得OP OA OB OC =---,而11131---=-≠,所以点P 与A ,B ,C 三点不共面. 故选:AB 【点睛】关键点睛:本题主要考查四点共面的条件,解题的关键是熟悉四点A ,B ,C ,P 共面的充要条件(1)PC xPA yPB x y ⇔=++=()1OP xOA yOB zOC x y z ⇔=++++=,考查学生的推理能力与转化思想,属于基础题.5.在平行四边形ABCD 中,2AB =,1AD =,2DE EC =,AE 交BD 于F 且2AE BD ⋅=-,则下列说法正确的有( )A .1233AE AC AD =+B .25DF DB =C .,3AB AD π=D .2725FB FC ⋅=【答案】BCD 【分析】根据向量的线性运算,以及向量的夹角公式,逐一判断四个选项的正误即可得正确选项. 【详解】对于选项A :()22233133AE AD DE AD DC AD AD D C A A A C =+=+=+-=+,故选项A 不正确; 对于选项B :易证DEF BFA ,所以23DF DE BF AB ==,所以2235DF FB DB ==,故选项B 正确;对于选项C :2AE BD ⋅=-,即()223AD A B D AB A ⎛⎫+-=- ⎪⎝⎭,所以2221233AD AD AB AB -⋅-=-,所以1142332AD AB -⋅-⨯=-,解得:1AB AD ⋅=,11cos ,212AB AD AB AD AB AD⋅===⨯⨯,因为[],0,AB AD π∈,所以,3AB AD π=,故选项C 正确; 对于选项D :()()332555AB FB FC DB FD DC AD BD AB ⎛⎫⋅=⋅+=-⋅+ ⎪⎝⎭()()()3233255555AD AD AB AB AD A AB AB B AD ⎡⎤⎛⎫=-⋅-+=-⋅+ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭22969362734252525252525AB AB AD AD =⨯-⋅-⨯=⨯--=,故选项D 正确. 故选:BCD 【点睛】关键点点睛:选项B 的关键点是能得出DEF BFA ,即可得23DF DE BF AB ==,选项D 的关键点是由于AB 和AD 的模长和夹角已知,故将FB 和FC 用AB 和AD 表示,即可求出数量积.6.如图,BC ,DE 是半径为1的圆O 的两条不同的直径,2BF FO =,则( )A .13BF FC = B .89FD FE ⋅=-C .41cos ,5FD FE -<<->≤ D .满足FC FD FE λμ=+的实数λ与μ的和为定值4 【答案】BCD 【分析】A. 根据2BF FO=易得12BF FC=判断;B. 由()()FD FE OD OF OE OF⋅=-⋅-运算求解判断;,C.建立平面直角坐标系:设,0,2DOFπαα⎡⎤∠=∈⎢⎥⎣⎦,则()()1cos,sin,cos,sin,,03D E Fαααα⎛⎫---⎪⎝⎭,得到11cos,sin,cos,sin33FD FEαααα⎛⎫⎛⎫=-=+-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由cos,FD FEFD FEFD FE⋅<>=⋅利用三角恒等变换和三角函数的性质判断;D. 将FC FD FEλμ=+,利用线性运算变形为()()4OF OD OFλμλμ-=--+判断;【详解】A. 因为2BF FO=,所以12BF FC=,故错误;B. ()()2FD FE OD OF OE OF OD OE OD OF OF OE OF⋅=-⋅-=⋅-⋅-⋅+,()22181099OE OF OD OE OF=-+++=-++=-,故正确;C.建立如图所示平面直角坐标系:设,(0,]2DOFπαα∠=∈,则()()1cos,sin,cos,sin,,03D E Fαααα⎛⎫---⎪⎝⎭,所以11cos,sin,cos,sin33FD FEαααα⎛⎫⎛⎫=-=+-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以222289cos,11cos sin cos sin33FD FEFD FEFD FEαααα-⋅<>==⋅⎛⎫⎛⎫-+⋅++⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,84(1,]5---,故正确;D. 由FC FD FE λμ=+,得()()()()4OF OD OF OE OF OD OF λμλμλμ-=-+-=--+,所以4λμ+=,故正确; 故选:BCD 【点睛】本题主要考查平面向量的线性运算和数量积运算,还考查了运算求解的能力,属于中档题.7.设O ,A ,B 是平面内不共线的三点,若()1,2,3n OC OA nOB n =+=,则下列选项正确的是( )A .点1C ,2C ,3C 在同一直线上B .123OC OC OC ==C .123OC OB OC OB OC OB ⋅<⋅<⋅D .123OC OA OC OA OC OA ⋅<⋅<⋅【答案】AC 【分析】利用共线向量定理和向量的数量积运算,即可得答案; 【详解】()12212()C C OC OC OA OB OA OB OB =-=+-+=,()()233232C C OC OC OA OB OA OB OB =-=+-+=,所以1223C CC C =,A 正确.由向量加法的平行四边形法则可知B 不正确.21OC OA OC OA OA OB ⋅-⋅=⋅,无法判断与0的大小关系,而()21OC OB OA OB OB OA OB OB ⋅=+⋅=⋅+,()2222OC OB OA OB OB OA OB OB⋅=+⋅=⋅+,同理233OC OB OA OB OB ⋅=⋅+,所以C 正确,D 不正确. 故选:AC . 【点睛】本题考查向量共线定理和向量的数量积,考查逻辑推理能力、运算求解能力.8.八卦是中国文化的基本哲学概念,如图1是八卦模型图,其平面图形记为图2中的正八边形ABCDEFGH ,其中1OA =,则下列结论正确的有( )A .22OA OD ⋅=-B .2OB OH OE +=-C .AH HO BC BO ⋅=⋅D .AH 在AB 向量上的投影为22- 【答案】AB 【分析】直接利用向量的数量积的应用,向量的夹角的应用求出结果. 【详解】图2中的正八边形ABCDEFGH ,其中||1OA =, 对于32:11cos4A OA OD π=⨯⨯=;故正确. 对于:22B OB OH OA OE +==-,故正确.对于:||||C AH BC =,||||HO BO =,但对应向量的夹角不相等,所以不成立.故错误. 对于:D AH 在AB 向量上的投影32||cos ||4AH AH π=-,||1AH ≠,故错误. 故选:AB . 【点睛】本题考查的知识要点:向量的数量积的应用,向量的夹角的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于中档题.9.若平面向量,,a b c 两两夹角相等,,a b 为单位向量,2c =,则a b c ++=( ) A .1 B .2C .3D .4【答案】AD 【分析】由平面向量,,a b c 两两夹角相等可知,夹角为0︒或120︒.分两种情况对三个向量的和的模长进行讨论,算出结果. 【详解】平面向量,,a b c 两两夹角相等,∴两两向量所成的角是0︒或120︒.当夹角为0︒时,,,a b c 同向共线, 则4a b c ++=;当夹角为120︒时,,a b 为单位向量,1a b ∴+= ,且a b +与c 反向共线, 又2c =,1a b c ∴++=.故选:AD. 【点睛】 本题考查了平面向量共线的性质,平面向量的模的求法,考查了分类讨论的思想,属于中档题.10.设a 、b 是两个非零向量,则下列描述正确的有( )A .若a b a b +=-,则存在实数λ使得λab B .若a b ⊥,则a b a b +=-C .若a b a b +=+,则a 在b 方向上的投影向量为aD .若存在实数λ使得λab ,则a b a b +=- 【答案】AB【分析】 根据向量模的三角不等式找出a b a b +=-和a b a b +=+的等价条件,可判断A 、C 、D 选项的正误,利用平面向量加法的平行四边形法则可判断B 选项的正误.综合可得出结论. 【详解】 当a b a b +=-时,则a 、b 方向相反且a b ≥,则存在负实数λ,使得λa b ,A 选项正确,D 选项错误; 若a b a b +=+,则a 、b 方向相同,a 在b 方向上的投影向量为a ,C 选项错误;若a b ⊥,则以a 、b 为邻边的平行四边形为矩形,且a b +和a b -是这个矩形的两条对角线长,则a b a b +=-,B 选项正确.故选:AB.【点睛】本题考查平面向量线性运算相关的命题的判断,涉及平面向量模的三角不等式的应用,考查推理能力,属于中等题.。
人教版高三数学下学期平面向量多选题单元 期末复习专项训练学能测试试卷
人教版高三数学下学期平面向量多选题单元 期末复习专项训练学能测试试卷一、平面向量多选题1.下列命题中真命题的是( )A .向量a 与向量b 共线,则存在实数λ使a =λb (λ∈R )B .a ,b 为单位向量,其夹角为θ,若|a b -|>1,则3π<θ≤πC .A 、B 、C 、D 是空间不共面的四点,若AB •AC =0,AC •AD =0,AB •AD =0则△BCD 一定是锐角三角形D .向量AB ,AC ,BC 满足AB AC BC =+,则AC 与BC 同向 【答案】BC 【分析】对于A :利用共线定理判断 对于B :利用平面向量的数量积判断 对于C :利用数量积的应用判断 对于D :利用向量的四则运算进行判断 【详解】对于A :由向量共线定理可知,当0b =时,不成立.所以A 错误. 对于B :若|a b -|>1,则平方得2221a a b b -⋅+>,即12a b ⋅<,又1||2a b a b cos cos θθ⋅=⋅=<,所以3π<θ≤π,即B 正确.对于C :()()220BC BD AC AB AD AB AC AD AC AB AB AD AB AB ⋅=-⋅-=⋅-⋅-⋅+=>,0||BC BD cosB BC BD ⋅=⋅>,即B 为锐角,同理A ,C 也为锐角,故△BCD 是锐角三角形,所以C 正确.对于D :若AB AC BC =+,则AB AC BC CB -==,所以0CB =,所以则AC 与BC 共线,但不一定方向相同,所以D 错误. 故选:BC. 【点睛】(1)多项选择题是2020年高考新题型,需要要对选项一一验证;(2)要判断一个命题错误,只需举一个反例就可以;要证明一个命题正确,需要进行证明.2.如图,BC ,DE 是半径为1的圆O 的两条不同的直径,2BF FO =,则( )A .13BF FC = B .89FD FE ⋅=-C .41cos ,5FD FE -<<->≤ D .满足FC FD FE λμ=+的实数λ与μ的和为定值4 【答案】BCD 【分析】A. 根据2BF FO =易得12BF FC =判断;B. 由()()FD FE OD OF OE OF ⋅=-⋅-运算求解判断;,C.建立平面直角坐标系:设,0,2DOF παα⎡⎤∠=∈⎢⎥⎣⎦,则()()1cos ,sin ,cos ,sin ,,03D E F αααα⎛⎫--- ⎪⎝⎭,得到11cos ,sin ,cos ,sin 33FD FE αααα⎛⎫⎛⎫=-=+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由cos ,FD FE FD FE FD FE ⋅<>=⋅利用三角恒等变换和三角函数的性质判断;D. 将FC FD FE λμ=+,利用线性运算变形为()()4OF OD OF λμλμ-=--+判断;【详解】A. 因为2BF FO =,所以12BF FC =,故错误;B. ()()2FD FE OD OF OE OF OD OE OD OF OF OE OF ⋅=-⋅-=⋅-⋅-⋅+,()22181099OE OF OD OE OF =-+++=-++=-,故正确; C.建立如图所示平面直角坐标系:设,(0,]2DOF παα∠=∈,则()()1cos ,sin ,cos ,sin ,,03D E F αααα⎛⎫--- ⎪⎝⎭, 所以11cos ,sin ,cos ,sin 33FD FE αααα⎛⎫⎛⎫=-=+-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 所以222289cos ,11cos sin cos sin 33FD FE FD FE FD FEαααα-⋅<>==⋅⎛⎫⎛⎫-+⋅++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,849(1,]5822cos2819α----⋅,故正确;D. 由FC FD FE λμ=+,得()()()()4OF OD OF OE OF OD OF λμλμλμ-=-+-=--+,所以4λμ+=,故正确; 故选:BCD 【点睛】本题主要考查平面向量的线性运算和数量积运算,还考查了运算求解的能力,属于中档题.3.给出下列结论,其中真命题为( ) A .若0a ≠,0a b ⋅=,则0b =B .向量a 、b 为不共线的非零向量,则22()a b a b ⋅=⋅ C .若非零向量a 、b 满足222a ba b +=+,则a 与b 垂直D .若向量a 、b 是两个互相垂直的单位向量,则向量a b +与a b -的夹角是2π 【答案】CD对于A 由条件推出0b =或a b ⊥,判断该命题是假命题;对于B 由条件推出()()()222a ba b ⋅≠⋅,判断该命题是假命题;对于C 由条件判断a 与b 垂直,判断该命题是真命题;对于D 由条件推出向量a b +与a b -的夹角是2π,所以该命题是真命题. 【详解】对于A ,若0a ≠,0a b ⋅=,则0b =或a b ⊥,所以该命题是假命题; 对于B ,()()22222cos cos a ba b a b αα⋅==,而()()2222a ba b ⋅=,由于a 、b 为不共线的非零向量,所以2cos 1α≠,所以()()()222a b a b ⋅≠⋅,所以该命题是假命题;对于C ,若非零向量a 、b 满足222a ba b +=+,22222a b a b a b ++⋅=+,所以0a b ⋅=,则a 与b 垂直,所以该命题是真命题;对于D ,以a 与b 为邻边作平行四边形是正方形,则a b +和a b -所在的对角线互相垂直,所以向量a b +与a b -的夹角是2π,所以该命题是真命题. 故选:CD. 【点睛】本题考查平面向量的线性运算与数量积运算、向量垂直的判断,是基础题.4.设a ,b ,c 是任意的非零向量,且它们相互不共线,给出下列选项,其中正确的有( )A .()a cbc a b c ⋅-⋅=-⋅ B .()()b c a c a b ⋅⋅-⋅⋅与c 不垂直 C .a b a b -<-D .()()22323294a b a b a b +⋅-=- 【答案】ACD 【分析】A ,由平面向量数量积的运算律可判断;B ,由平面向量垂直的条件、数量积的运算律可判断;C ,由a 与b 不共线,可分两类考虑:①若a b ≤,则a b a b -<-显然成立;②若a b >,由a 、b 、a b -构成三角形的三边可进行判断;D ,由平面向量的混合运算将式子进行展开即可得解.选项A ,由平面向量数量积的运算律,可知A 正确; 选项B ,()()()()()()()()0b c a c a b c b c a c c a b c b c a c b c c a ⎡⎤⋅⋅-⋅⋅⋅=⋅⋅⋅-⋅⋅⋅=⋅⋅⋅-⋅⋅⋅=⎣⎦, ∴()()b c a c a b ⋅⋅-⋅⋅与c 垂直,即B 错误;选项C ,∵a 与b 不共线,∴若a b ≤,则a b a b -<-显然成立;若a b >,由平面向量的减法法则可作出如下图形:由三角形两边之差小于第三边,可得a b a b -<-.故C 正确;选项D ,()()22223232966494a b a b a a b a b b a b +⋅-=-⋅+⋅-=-,即D 正确. 故选:ACD 【点睛】本小题主要考查向量运算,属于中档题.5.设O ,A ,B 是平面内不共线的三点,若()1,2,3n OC OA nOB n =+=,则下列选项正确的是( )A .点1C ,2C ,3C 在同一直线上B .123OC OC OC ==C .123OC OB OC OB OC OB ⋅<⋅<⋅D .123OC OA OC OA OC OA ⋅<⋅<⋅【答案】AC 【分析】利用共线向量定理和向量的数量积运算,即可得答案; 【详解】()12212()C C OC OC OA OB OA OB OB =-=+-+=,()()233232C C OC OC OA OB OA OB OB =-=+-+=,所以1223C CC C =,A 正确.由向量加法的平行四边形法则可知B 不正确.21OC OA OC OA OA OB ⋅-⋅=⋅,无法判断与0的大小关系,而()21OC OB OA OB OB OA OB OB ⋅=+⋅=⋅+,()2222OC OB OA OB OB OA OB OB⋅=+⋅=⋅+,同理233OC OB OA OB OB ⋅=⋅+,所以C 正确,D 不正确. 故选:AC . 【点睛】本题考查向量共线定理和向量的数量积,考查逻辑推理能力、运算求解能力.6.ABC 是边长为2的等边三角形,已知向量a 、b 满足AB a =、AC a b =+,则下列结论正确的是( ) A .2b = B .a b ⊥C .2a b ⋅=D .(2)a b BC +⊥【答案】AD 【分析】本题首先可以根据向量的减法得出BC b =,然后根据ABC 是边长为2的等边三角形得出A 正确以及B 错误,再然后根据向量a 、b 之间的夹角为120计算出2a b ⋅=-,C 错误,最后通过计算得出(2)0a b BC +⋅=,D 正确. 【详解】因为AB a =,AC a b =+,所以BC AC AB a b a b =-=+-=, 因为ABC 是边长为2的等边三角形,所以2b BC ==,A 正确, 因为AB a =,BC b =,所以向量a 、b 之间的夹角为120,B 错误, 所以1cos1202222a b a b ⎛⎫⋅=⋅⋅=⨯⨯-=- ⎪⎝⎭,C 错误, 因为()22(2)(2)22220a b BC a b b a b b +⋅=+⋅=⋅+=⨯-+=, 所以(2)a b BC +⊥,D 正确, 故选:AD. 【点睛】本题考查向量的减法运算以及向量的数量积,若向量a 、b 之间的夹角为θ,则cos a b a b θ⋅=⋅⋅,若0a b ⋅=,则a b ⊥,考查推理能力与计算能力,是中档题.7.已知正三角形ABC 的边长为2,设2AB a =,BC b =,则下列结论正确的是( )A .1a b +=B .a b ⊥C .()4a b b +⊥D .1a b ⋅=-【答案】CD 【分析】分析知1a =,2=b ,a 与b 的夹角是120︒,进而对四个选项逐个分析,可选出答案. 【详解】分析知1a =,2=b ,a 与b 的夹角是120︒. 由12cos12010a b ︒⋅=⨯⨯=-≠,故B 错误,D 正确;由()22221243a ba ab b +=+⋅+=-+=,所以3a b +=,故A 错误; 由()()2144440a b b a b b +⋅=⋅+=⨯-+=,所以()4a b b +⊥,故C 正确.故选:CD 【点睛】本题考查正三角形的性质,考查平面向量的数量积公式的应用,考查学生的计算求解能力,属于中档题.8.对于菱形ABCD ,给出下列各式,其中结论正确的为( ) A .AB BC =B .AB BC =C .AB CD AD BC -=+ D .AD CD CD CB +=-【答案】BCD 【分析】由向量的加法减法法则及菱形的几何性质即可求解. 【详解】菱形中向量AB 与BC 的方向是不同的,但它们的模是相等的, 所以B 结论正确,A 结论错误;因为2AB CD AB DC AB -=+=,2AD BC BC +=,且AB BC =, 所以AB CD AD BC -=+,即C 结论正确; 因为AD CD BC CD BD +=+=,||||CD CB CD BC BD -=+=,所以D 结论正确.故选:BCD 【点睛】本题主要考查了向量加法、减法的运算,菱形的性质,属于中档题.9.如图,46⨯的方格纸(小正方形的边长为1)中有一个向量OA (以图中的格点O 为起点,格点A 为终点),则( )A .分别以图中的格点为起点和终点的向量中,与OA 是相反向量的共有11个B .满足10OA OB -=的格点B 共有3个C .存在格点B ,C ,使得OA OB OC =+D .满足1OA OB ⋅=的格点B 共有4个 【答案】BCD 【分析】根据向量的定义及运算逐个分析选项,确定结果. 【详解】解:分别以图中的格点为起点和终点的向量中,与OA 是相反向量的共有 18个,故A 错, 以O 为原点建立平面直角坐标系,()1,2A , 设(,)B m n ,若10OA OB -=,所以22(1)(2)10m n -+-=,(33m -,22n -,且m Z ∈,)n Z ∈, 得(0,1)B -,(2,1)-,(2,1)-共三个,故B 正确. 当(1,0)B ,(0,2)C 时,使得OA OB OC =+,故C 正确.若1OA OB ⋅=,则21m n +=,(33m -,22n -,且m Z ∈,)n Z ∈, 得(1,0)B ,(3,1)-,(1,1)-,(3,2)-共4个,故D 正确. 故选:BCD .【点睛】本题考查向量的定义,坐标运算,属于中档题.10.如图,已知点O 为正六边形ABCDEF 中心,下列结论中正确的是( )A .0OA OC OB ++=B .()()0OA AF EF DC -⋅-= C .()()OA AF BC OA AF BC ⋅=⋅D .OF OD FA OD CB +=+-【答案】BC【分析】利用向量的加法法则、减法法则的几何意义,对选项进行一一验证,即可得答案. 【详解】对A ,2OA OC OB OB ++=,故A 错误;对B ,∵OA AF OA OE EA -=-=,EF DC EF EO OF -=-=,由正六边形的性质知OF AE ⊥,∴()()0OA AF EF DC -⋅-=,故B 正确; 对C ,设正六边形的边长为1,则111cos1202OA AF ⋅=⋅⋅=-,111cos602AF BC ⋅=⋅⋅=, ∴()()OA AF BC OA AF BC ⋅=⋅1122BC OA ⇔-=,式子显然成立,故C 正确; 对D ,设正六边形的边长为1,||||1OF OD OE +==,||||||||3FA OD CB OD DC CB OC OA AC +-=+-=-==,故D 错误;故选:BC. 【点睛】本题考查向量的加法法则、减法法则的几何意义,考查数形结合思想,考查逻辑推理能力和运算求解能力,求解时注意向量的起点和终点.。
人教版高三数学第二学期平面向量多选题单元 期末复习测试基础卷
人教版高三数学第二学期平面向量多选题单元 期末复习测试基础卷一、平面向量多选题1.在三棱锥M ABC -中,下列命题正确的是( )A .若1233AD AB AC =+,则3BC BD = B .若G 为ABC 的重心,则111333MG MA MB MC =++C .若0MA BC ⋅=,0MC AB ⋅=,则0MB AC ⋅=D .若三棱锥M ABC -的棱长都为2,P ,Q 分别为MA ,BC 中点,则2PQ = 【答案】BC 【分析】作出三棱锥M ABC -直观图,在每个三角形中利用向量的线性运算可得. 【详解】对于A ,由已知12322233AD AB AC AD AC AB AD AC AB AD =+⇒=+⇒-=-,即2CD DB =,则32BD BD DC BC =+=,故A 错误; 对于B ,由G 为ABC 的重心,得0GA GB GC ++=,又MG MA AG =+,MG MB BG =+,MG MC CG =+,3MA MB MC MG ∴++=,即111333MG MA MB MC =++,故B 正确;对于C ,若0MA BC ⋅=,0MC AB ⋅=,则0MC MA BC AB ⋅+⋅=,即()00MA BC AC CB MA BC AC C MC C M B M C ⋅++=⇒⋅++⋅⋅=⋅()00MA BC A MC MC MC MC C BC MA BC AC ⋅⋅⋅⇒⋅+-=⇒-+=⋅()000MC M CA BC AC AC CB AC CB AC C MC ⇒+=⇒+=⇒+=⋅⋅⋅⋅⋅,即0MB AC ⋅=,故C 正确;对于D ,111()()222PQ MQ MP MB MC MA MB MC MA ∴=-=+-=+- ()21122PQ MB MC MA MB MC MA ∴=+-=+-,又()2222222MB MC MA MB MC MA MB MC MB MA MC MA+-=+++⋅-⋅-⋅2221112222222222228222=+++⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=,1822PQ ∴==,故D 错误. 故选:BC 【点睛】关键点睛:本题考查向量的运算,用已知向量表示某一向量的三个关键点: (1)用已知向量来表示某一向量,一定要结合图形,以图形为指导是解题的关键.(2)要正确理解向量加法、减法与数乘运算的几何意义,如首尾相接的若干向量之和,等于由起始向量的始点指向末尾向量的终点的向量. (3)在立体几何中三角形法则、平行四边形法则仍然成立.2.如图,A 、B 分别是射线OM 、ON 上的点,下列以O 为起点的向量中,终点落在阴影区域内的向量是( )A .2OA OB + B .1123OA OB +C .3143OA OB + D .3145OA OB + 【答案】AC 【分析】利用向量共线的条件可得:当点P 在直线AB 上时,等价于存在唯一的一对有序实数u ,v ,使得OP uOA vOB =+成立,且u +v =1.可以证明点P 位于阴影区域内等价于:OP uOA vOB =+,且u >0,v >0,u +v >1.据此即可判断出答案. 【详解】由向量共线的条件可得:当点P 在直线AB 上时,存在唯一的一对有序实数u ,v ,使得OP uOA vOB =+成立,且u +v =1.可以证明点P 位于阴影区域内等价于: OP uOA vOB =+,且u >0,v >0,u +v >1.证明如下:如图所示,点P 是阴影区域内的任意一点,过点P 作PE //ON ,PF //OM ,分别交OM ,ON 于点E ,F ;PE 交AB 于点P ′,过点P ′作P ′F ′//OM 交ON 于点F ′,则存在唯一一对实数(x ,y ),(u ′,v ′),使得OP xOE yOF u OA v OB ''''=+=+,且u ′+v ′=1,u ′,v ′唯一;同理存在唯一一对实数x ′,y ′使得OP x OE y OF uOA vOB =+=+'', 而x ′=x ,y ′>y ,∴u =u ′,v >v ′,∴u +v >u ′+v ′=1,对于A ,∵1+2>1,根据以上结论,∴点P 位于阴影区域内,故A 正确; 对于B ,因为11123+<,所以点P 不位于阴影区域内,故B 不正确; 对于C ,因为311314312+=>,所以点P 位于阴影区域内,故C 正确; 对于D ,因为311914520+=<,所以点P 不位于阴影区域内,故D 不正确; 故选:AC. 【点睛】关键点点睛:利用结论:①点P 在直线AB 上等价于存在唯一的一对有序实数u ,v ,使得OP uOA vOB =+成立,且u +v =1;②点P 位于阴影区域内等价于OP uOA vOB =+,且u >0,v >0,u +v >1求解是解题的关键.3.已知直线1:310l mx y m --+=与直线2:310l x my m +--=相交于点P ,线段AB 是圆()()22:114C x y +++=的一条动弦,G 为弦AB 的中点,23AB =( )A .弦AB 的中点轨迹是圆B .直线12,l l 的交点P 在定圆()()22222x y -+-=上 C .线段PG 长的最大值为421 D .PA PB ⋅的最小值642+ 【答案】ABC 【分析】对于选项A :设()00,G x y ,利用已知条件先求出圆心到弦AB 的距离CG ,利用两点之间的距离公式即可得到结论;对于选项B :联立直线的方程组求解点P 的坐标,代入选项验证即可判断;对于选项C :利用选项A B 结论,得到圆心坐标和半径,利用1112max PG PG r r =++求解即可;对于选项D :利用平面向量的加法法则以及数量积运算得到23PA PB PG ⋅==-,进而把问题转化为求1112min PG PG r r =--问题,即可判断.【详解】对于选项A :设()00,G xy ,2AB =G 为弦AB 的中点, GB ∴=,而()()22:114C xy +++=, 半径为2,则圆心到弦AB 的距离为1CG ==,又圆心()1,1C --,()()2200111x y ∴+++=,即弦AB 的中点轨迹是圆. 故选项A 正确; 对于选项B : 由310310mx y m x my m --+=⎧⎨+--=⎩,得222232113211m m x m m m y m ⎧++=⎪⎪+⎨-+⎪=⎪+⎩, 代入()()2222x y -+-整理得2, 故选项B 正确;对于选项C :由选项A 知:点G 的轨迹方程为:()()22111x y +++=,由选项B 知:点P 的轨迹方程为:()()22222x y -+-=,()()11121,1,1,2,2,G r P r ∴--=所以线段1112max 11PG PG r r =++=+=,故选项C 正确;对于选项D :()()PA PB PG GA PG GB ⋅=+⋅+ ()2PG PG GA GB GA GB =+⋅++⋅ 22203PG PG GB PG =+⋅-=-,故()()2minmin3PA PBPG ⋅=-,由选项C 知:()()221112min 121212221PG PG r r =--=--+----=-,所以()()2min2213642PA PB⋅=--=-,故选项D 错误; 故选:A B C. 【点睛】关键点睛:本题考查了求圆的轨迹问题以及两个圆上的点的距离问题.把两个圆上的点的距离问题转化为两个圆的圆心与半径之间的关系是解决本题的关键.4.如图,B 是AC 的中点,2BE OB =,P 是平行四边形BCDE 内(含边界)的一点,且(),OP xOA yOB x y R =+∈,则下列结论正确的为( )A .当0x =时,[]2,3y ∈B .当P 是线段CE 的中点时,12x =-,52y =C .若x y +为定值1,则在平面直角坐标系中,点P 的轨迹是一条线段D .x y -的最大值为1- 【答案】BCD 【分析】利用向量共线的充要条件判断出A 错,C 对;利用向量的运算法则求出OP ,求出x ,y 判断出B 对,过P 作//PM AO ,交OE 于M ,作//PN OE ,交AO 的延长线于N ,则OP ON OM =+,然后可判断出D 正确. 【详解】当0x =时,OP yOB =,则P 在线段BE 上,故13y ≤≤,故A 错 当P 是线段CE 的中点时,13()2OP OE EP OB EB BC =+=++ 1153(2)222OB OB AB OA OB =+-+=-+,故B 对x y +为定值1时,A ,B ,P 三点共线,又P 是平行四边形BCDE 内(含边界)的一点,故P 的轨迹是线段,故C 对如图,过P 作//PM AO ,交OE 于M ,作//PN OE ,交AO 的延长线于N ,则:OP ON OM =+;又OP xOA yOB =+;0x ∴,1y ;由图形看出,当P 与B 重合时:01OP OA OB =⋅+⋅;此时x 取最大值0,y 取最小值1;所以x y -取最大值1-,故D 正确 故选:BCD 【点睛】结论点睛:若OC xOA yOB =+,则,,A B C 三点共线1x y ⇔+=.5.已知ABC 是边长为2的等边三角形,D ,E 分别是,AC AB 上的点,且AE EB =,2AD DC =,BD 与CE 交于点O ,则( )A .0OC EO +=B .0AB CE ⋅=C .3OA OB OC OD +++=D .ED 在BC 方向上的投影为76【答案】BD 【分析】可证明EO CE =,结合平面向量线性运算法则可判断A ;由AB CE ⊥结合平面向量数量积的定义可判断B ;建立直角坐标系,由平面向量线性运算及模的坐标表示可判断C ;由投影的计算公式可判断D. 【详解】因为ABC 是边长为2的等边三角形,AE EB =,所以E 为AB 的中点,且CE AB ⊥,以E 为原点如图建立直角坐标系,则()0,0E ,()1,0A -,()10B ,,(3C , 由2AD DC =可得2223,333AD AC ⎛== ⎝⎭,则13,33D ⎛- ⎝⎭, 取BD 的中点G ,连接GE ,易得//GE AD 且12GE AD DC ==, 所以CDO ≌EGO △,EO CO =,则3O ⎛ ⎝⎭,对于A ,0OC EO EC +=≠,故A 错误; 对于B ,由AB CE ⊥可得0AB CE ⋅=,故B 正确;对于C ,31,OA ⎛=- ⎝⎭,31,OB ⎛= ⎝⎭,3OC ⎛= ⎝⎭,133OD ⎛=- ⎝⎭, 所以13,33OA OB OC OD ⎛+++=-- ⎝⎭,所以23OA OB OC OD +++=,故C 错误; 对于D ,(3BC =-,1233ED ⎛=- ⎝⎭, 所以ED 在BC 方向上的投影为127326BC ED BC+⋅==,故D 正确.故选:BD. 【点睛】关键点点睛:建立合理的平面直角坐标系是解题关键.6.已知向量(2,1)a =,(cos ,sin )(0)b θθθπ=,则下列命题正确的是( )A .若a b ⊥,则tan θ=B .若b 在a 上的投影为12-,则向量a 与b 的夹角为23πC .存在θ,使得||||||a b a b +=+D .a b 【答案】BCD 【分析】若a b ⊥,则tan θ=A 错误; 若b 在a 上的投影为12-,且||1b =,则2πcos ,3a b 〈〉=,故B 正确;若b 在a 上的投影为12-,且||1b =,故当a,b 0<>=,|||||a b a b =+|+,故C 正确;2cos sin a b θθ+==)θϕ+, a b D 正确.【详解】若a b ⊥,则2cos sin 0a b θθ+==,则tan θ=A 错误; 若b 在a 上的投影为12-,且||1b =,则1||cos 2b a b 〈〉=-,,2πcos ,3a b 〈〉=,故B 正确;若2()2a b a b a b =+22++,222(||||)||||2||||a b a b a b +=++,若|||||a b a b =+|+,则||||cos ||||a b a b a b a b 〈〉=,=,即cos ,1a b 〈〉=,故a,b 0<>=,|||||a b a b =+|+,故C正确;2cos sin a b θθ+==)θϕ+,因为0πθ≤≤,π02ϕ<<,则当π2θϕ+=时,a b ,故D 正确,故选:BCD . 【点睛】本题主要考查平面向量的数量积的计算和应用,考查数量积的运算律,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.7.下列说法中错误的为( )A .已知(1,2)a =,(1,1)b =,且a 与a b λ+的夹角为锐角,则实数λ的取值范围是5,3⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭B .向量1(2,3)e =-,213,24e ⎛⎫=-⎪⎝⎭不能作为平面内所有向量的一组基底 C .若//a b ,则a 在b 方向上的投影为||aD .非零向量a 和b 满足||||||a b a b ==-,则a 与a b +的夹角为60° 【答案】ACD 【分析】由向量的数量积、向量的投影、基本定理与向量的夹角等基本知识,逐个判断即可求解. 【详解】对于A ,∵(1,2)a =,(1,1)b =,a 与a b λ+的夹角为锐角, ∴()(1,2)(1,2)a a b λλλ⋅+=⋅++142350λλλ=+++=+>,且0λ≠(0λ=时a 与a b λ+的夹角为0), 所以53λ>-且0λ≠,故A 错误; 对于B ,向量12(2,3)4e e =-=,即共线,故不能作为平面内所有向量的一组基底,B 正确;对于C ,若//a b ,则a 在b 方向上的正射影的数量为||a ±,故C 错误; 对于D ,因为|||a a b =-∣,两边平方得||2b a b =⋅, 则223()||||2a ab a a b a ⋅+=+⋅=, 222||()||2||3||a b a b a a b b a +=+=+⋅+=,故23||()32cos ,||||3||a a a b a a b a a b a a ⋅+<+>===+⋅∣, 而向量的夹角范围为[]0,180︒︒, 得a 与a b λ+的夹角为30°,故D 项错误. 故错误的选项为ACD 故选:ACD 【点睛】本题考查平面向量基本定理及向量的数量积,向量的夹角等知识,对知识广度及准确度要求比较高,中档题.8.已知向量(4,3)a k =,(4,3)b k =,则( ) A .若a b ⊥,则0k = B .若//a b ,则1k =C .若a b >,则1k <D .若a b a b +=-,则a b ⊥【答案】AD 【分析】先根据a b ⊥建立方程44330k k ⨯+⨯=解得0k =,判断选项A 正确;再根据//a b ,建立方程(4,3)(4,3)k k λ=解得1k =±,判断选项B 错误;接着根据a b >建立不等式22224(3)(4)3k k +>+解得11k -<<,判断选项C 错误;最后根据a b a b +=-,化简整理得到a b ⊥,判断选项D 正确.【详解】解:因为(4,3)a k =,(4,3)b k =,a b ⊥,则44330k k ⨯+⨯=,解得0k =,故选项A 正确;因为(4,3)a k =,(4,3)b k =,//a b ,则λa b ,即(4,3)(4,3)k k λ=,解得1k =±,故选项B 错误;因为(4,3)a k =,(4,3)b k =,a b >,则22224(3)(4)3k k +>+,解得11k -<<,故选项C 错误;因为(4,3)a k =,(4,3)b k =,a b a b +=-,则0a b ⋅=,0a ≠,0b ≠,所以a b ⊥,故选项D 正确. 故答案为:AD. 【点睛】本题考查利用向量垂直求参数、利用向量共线求参数、根据向量的模的大小关系求参数的范围、利用向量的运算判断向量垂直,是中档题.9.如图,在平行四边形ABCD 中,,E F 分别为线段,AD CD 的中点,AF CE G =,则( )A .12AF AD AB =+ B .1()2EF AD AB =+ C .2133AG AD AB =- D .3BG GD =【答案】AB 【分析】由向量的线性运算,结合其几何应用求得12AF AD AB =+、1()2EF AD AB =+、2133AG AD AB =+、2BG GD =,即可判断选项的正误 【详解】1122AF AD DF AD DC AD AB =+=+=+,即A 正确 11()()22EF ED DF AD DC AD AB =+=+=+,即B 正确 连接AC ,知G 是△ADC 的中线交点, 如下图示由其性质有||||1||||2GF GE AG CG == ∴211121()333333AG AE AC AD AB BC AD AB =+=++=+,即C 错误 同理21212()()33333BG BF BA BC CF BA AD AB =+=++=- 211()333DG DF DA AB DA =+=+,即1()3GD AD AB =- ∴2BG GD =,即D 错误故选:AB【点睛】本题考查了向量线性运算及其几何应用,其中结合了中线的性质:三角形中线的交点分中线为1:2,以及利用三点共线时,线外一点与三点的连线所得向量的线性关系 10.下列说法中错误的为 ()A .已知()1,2a =,()1,1b =,且a 与a λb +的夹角为锐角,则实数λ的取值范围是5,3⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭B .向量()12,3e =-,213,24e ⎛⎫=- ⎪⎝⎭不能作为平面内所有向量的一组基底 C .若//a b ,则a 在b 方向上的正射影的数量为aD .三个不共线的向量OA ,OB ,OC ,满足AB CA BA CB OA OB AB CA BA CB ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⋅+=⋅+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭0CA BC OC CA BC ⎛⎫ ⎪=⋅+= ⎪⎝⎭,则O 是ABC 的内心【答案】AC【分析】对于A ,由向量的交角为锐角的等价条件为数量积大于0,且两向量不共线,计算即可; 对于B ,由124e e =,可知1e ,2e 不能作为平面内所有向量的一组基底;对于C ,利用向量投影的定义即可判断;对于D ,由0AB CA OA AB CA ⎛⎫ ⎪⋅+= ⎪⎝⎭,点O 在角A 的平分线上,同理,点O 在角B 的平分线上,点O 在角C 的平分线上,进而得出点O 是ABC 的内心. 【详解】对于A ,已知()1,2a =,()1,1b =,且a 与a λb +的夹角为锐角,可得()0a a b λ+>⋅,且a 与a λb +不共线,()1,2a λb λλ+=++,即有()1220λλ++⨯+>,且()212λλ⨯+≠+, 解得53λ>-且0λ≠,则实数λ的取值范围是53λ>-且0λ≠, 故A 不正确; 对于B,向量,,213,24e ⎛⎫=- ⎪⎝⎭, 124e e =, ∴向量1e ,2e 不能作为平面内所有向量的一组基底,故B 正确; 对于C ,若a b ,则a 在b 上的投影为a ±,故C 错误;对于D ,AB CAAB CA +表示与ABC 中角A 的外角平分线共线的向量, 由0AB CA OA AB CA ⎛⎫ ⎪⋅+= ⎪⎝⎭,可知OA 垂直于角A 的外角平分线, 所以,点O 在角A 的平分线上,同理,点O 在角B 的平分线上,点O 在角C 的平分线上,故点O 是ABC 的内心,D 正确.故选:AC.【点睛】本题考查了平面向量的运算和有关概念,具体包括向量数量积的夹角公式、向量共线的坐标表示和向量投影的定义等知识,属于中档题.。
人教版高三数学第二学期平面向量多选题单元 期末复习质量专项训练试卷
人教版高三数学第二学期平面向量多选题单元 期末复习质量专项训练试卷一、平面向量多选题1.已知a ,b 是平面上夹角为23π的两个单位向量,c 在该平面上,且()()·0a c b c --=,则下列结论中正确的有( )A .||1ab += B .||3a b -=C .||3<cD .a b +,c 的夹角是钝角【答案】ABC 【分析】在平面上作出OA a =,OB b =,1OA OB ==,23AOB π∠=,作OC c =,则可得出C 点在以AB 为直径的圆上,这样可判断选项C 、D . 由向量加法和减法法则判断选项A 、B . 【详解】 对于A :()2222+2||+cos13a b a ba b a b π+=+=⨯⨯=,故A 正确; 对于B :设OA a =,OB b =,1OA OB ==,23AOB π∠=,则2222+c 32os3AB O OA O A O B B π-⋅==,即3a b -=,故B 正确; OC c =,由(a ﹣c )·(b ﹣c )=0得BC AC ⊥,点C 在以AB 直径的圆上(可以与,A B 重合).设AB 中点是M ,c OC =的最大值为13+3222+A b B O MC a M +==+<,故C 正确; a b +与OM 同向,由图,OM 与c 的夹角不可能为钝角.故D 错误. 故选:ABC .【点睛】思路点睛:本题考查向量的线性运算,考查向量数量积.解题关键是作出图形,作出OA a =,OB b =,OC c =,确定C 点轨迹,然后由向量的概念判断.2.已知边长为4的正方形ABCD 的对角线的交点为O ,以O 为圆心,6为半径作圆;若点E 在圆O 上运动,则( )A .72EA EB EB EC EC ED ED EA ⋅+⋅+⋅+⋅= B .56EA EC EB ED ⋅+⋅= C .144EA EB EB EC EC ED ED EA ⋅+⋅+⋅+⋅= D .28EA EC EB ED ⋅+⋅=【答案】BC 【分析】以O 为坐标原点,线段BC ,AB 的垂直平分线分别为x 、y 轴建立平面直角坐标系xOy ,再利用向量坐标的线性运算以及向量数量积的坐标运算即可求解.【详解】作出图形如图所示,以O 为坐标原点,线段BC ,AB 的垂直平分线分别为x 、y 轴建立平面直角坐标系xOy ; 观察可知,()2,2A --,()2,2B -,()2,2C ,()2,2D -, 设(),E x y ,则2236x y +=,故()2,2EA x y =----,()2,2EB x y =---,()2,2EC x y =--, 故ED =()2,2x y ---,故EA EB EB EC EC ED ED EA ⋅+⋅+⋅+⋅()()24144EA EC EB ED EO =+⋅+==,56EA EC EB ED ⋅+⋅=.故选:BC3.如图,A 、B 分别是射线OM 、ON 上的点,下列以O 为起点的向量中,终点落在阴影区域内的向量是( )A .2OA OB + B .1123OA OB +C .3143OA OB + D .3145OA OB + 【答案】AC 【分析】利用向量共线的条件可得:当点P 在直线AB 上时,等价于存在唯一的一对有序实数u ,v ,使得OP uOA vOB =+成立,且u +v =1.可以证明点P 位于阴影区域内等价于:OP uOA vOB =+,且u >0,v >0,u +v >1.据此即可判断出答案. 【详解】由向量共线的条件可得:当点P 在直线AB 上时,存在唯一的一对有序实数u ,v ,使得OP uOA vOB =+成立,且u +v =1.可以证明点P 位于阴影区域内等价于: OP uOA vOB =+,且u >0,v >0,u +v >1. 证明如下:如图所示,点P 是阴影区域内的任意一点,过点P 作PE //ON ,PF //OM ,分别交OM ,ON 于点E ,F ;PE 交AB 于点P ′,过点P ′作P ′F ′//OM 交ON 于点F ′,则存在唯一一对实数(x ,y ),(u ′,v ′),使得OP xOE yOF u OA v OB ''''=+=+,且u ′+v ′=1,u ′,v ′唯一;同理存在唯一一对实数x ′,y ′使得OP x OE y OF uOA vOB =+=+'', 而x ′=x ,y ′>y ,∴u =u ′,v >v ′,∴u +v >u ′+v ′=1,对于A ,∵1+2>1,根据以上结论,∴点P 位于阴影区域内,故A 正确; 对于B ,因为11123+<,所以点P 不位于阴影区域内,故B 不正确;对于C ,因为311314312+=>,所以点P 位于阴影区域内,故C 正确; 对于D ,因为311914520+=<,所以点P 不位于阴影区域内,故D 不正确; 故选:AC. 【点睛】关键点点睛:利用结论:①点P 在直线AB 上等价于存在唯一的一对有序实数u ,v ,使得OP uOA vOB =+成立,且u +v =1;②点P 位于阴影区域内等价于OP uOA vOB =+,且u >0,v >0,u +v >1求解是解题的关键.4.正方形ABCD 的边长为1,记AB a =,BC b =,AC c =,则下列结论正确的是( )A .()0a b c -⋅= B .()0a b c a +-⋅= C .()0a c b a --⋅=D .2a b c ++=【答案】ABC 【分析】作出图形,利用平面向量加、减法法则与正方形的性质可判断A 、B 选项的正误;利用平面向量的减法法则与向量的数乘运算可判断C 选项的正误;利用平面向量的加法法则可判断D 选项的正误. 【详解】 如下图所示:对于A 选项,四边形ABCD 为正方形,则BD AC ⊥,a b AB BC AB AD DB -=-=-=,()0a b c DB AC ∴-⋅=⋅=,A 选项正确;对于B 选项,0a b c AB BC AC AC AC +-=+-=-=,则()00a b c a a +-⋅=⋅=,B 选项正确;对于C 选项,a c AB AC CB -=-=,则0a c b CB BC --=-=,则()0a c b a --⋅=,C 选项正确;对于D 选项,2a b c c ++=,222a b c c ∴++==,D 选项错误. 故选:ABC. 【点睛】本题考查平面向量相关命题正误的判断,同时也考查了平面向量加、减法法则以及平面向量数量积的应用,考查计算能力,属于中等题.5.给出下列结论,其中真命题为( ) A .若0a ≠,0a b ⋅=,则0b =B .向量a 、b 为不共线的非零向量,则22()a b a b ⋅=⋅ C .若非零向量a 、b 满足222a ba b +=+,则a 与b 垂直D .若向量a 、b 是两个互相垂直的单位向量,则向量a b +与a b -的夹角是2π 【答案】CD 【分析】对于A 由条件推出0b =或a b ⊥,判断该命题是假命题;对于B 由条件推出()()()222a b a b ⋅≠⋅,判断该命题是假命题;对于C 由条件判断a 与b 垂直,判断该命题是真命题;对于D 由条件推出向量a b +与a b -的夹角是2π,所以该命题是真命题. 【详解】对于A ,若0a ≠,0a b ⋅=,则0b =或a b ⊥,所以该命题是假命题; 对于B ,()()22222cos cos a ba b a b αα⋅==,而()()2222a ba b ⋅=,由于a 、b 为不共线的非零向量,所以2cos 1α≠,所以()()()222a b a b ⋅≠⋅,所以该命题是假命题;对于C ,若非零向量a 、b 满足222a ba b +=+,22222a b a b a b ++⋅=+,所以0a b ⋅=,则a 与b 垂直,所以该命题是真命题;对于D ,以a 与b 为邻边作平行四边形是正方形,则a b +和a b -所在的对角线互相垂直,所以向量a b +与a b -的夹角是2π,所以该命题是真命题. 故选:CD. 【点睛】本题考查平面向量的线性运算与数量积运算、向量垂直的判断,是基础题.6.下列关于平面向量的说法中正确的是( )A .已知A 、B 、C 是平面中三点,若,AB AC 不能构成该平面的基底,则A 、B 、C 共线 B .若a b b c ⋅=⋅且0b ≠,则a c =C .若点G 为ΔABC 的重心,则0GA GB GC ++=D .已知()12a =-,,()2,b λ=,若a ,b 的夹角为锐角,则实数λ的取值范围为1λ< 【答案】AC 【分析】根据平面向量基本定理判断A ;由数量积的性质可判断B ;由向量的中点表示和三角形的重心性质可判断C ,由数量积及平面向量共线定理判断D . 【详解】解:因为,AB AC 不能构成该平面的基底,所以//AB AC ,又,AB AC 有公共点A ,所以A 、B 、C 共线,即A 正确;由平面向量的数量积可知,若a b b c =,则||||cos ,||||cos ,a b a b b c b c <>=<>,所以||cos ,||cos ,a a b c b c <>=<>,无法得到a c =,即B 不正确;设线段AB 的中点为M ,若点G 为ABC ∆的重心,则2GA GB GM +=,而2GC GM =-,所以0GA GB GC ++=,即C 正确;()12a =-,,()2,b λ=,若a ,b 的夹角为锐角,则220a b λ=⋅->解得1λ<,且a与b 不能共线,即4λ≠-,所以()(),44,1λ∈-∞--,故D 错误;故选:AC . 【点睛】本题考查向量共线定理和向量数量积的性质和向量的加减运算,属于中档题.7.ABC 是边长为2的等边三角形,已知向量a 、b 满足AB a =、AC a b =+,则下列结论正确的是( ) A .2b = B .a b ⊥C .2a b ⋅=D .(2)a b BC +⊥【答案】AD 【分析】本题首先可以根据向量的减法得出BC b =,然后根据ABC 是边长为2的等边三角形得出A 正确以及B 错误,再然后根据向量a 、b 之间的夹角为120计算出2a b ⋅=-,C 错误,最后通过计算得出(2)0a b BC +⋅=,D 正确. 【详解】因为AB a =,AC a b =+,所以BC AC AB a b a b =-=+-=, 因为ABC 是边长为2的等边三角形,所以2b BC ==,A 正确, 因为AB a =,BC b =,所以向量a 、b 之间的夹角为120,B 错误, 所以1cos1202222a b a b ⎛⎫⋅=⋅⋅=⨯⨯-=- ⎪⎝⎭,C 错误, 因为()22(2)(2)22220a b BC a b b a b b +⋅=+⋅=⋅+=⨯-+=, 所以(2)a b BC +⊥,D 正确, 故选:AD. 【点睛】本题考查向量的减法运算以及向量的数量积,若向量a 、b 之间的夹角为θ,则cos a b a b θ⋅=⋅⋅,若0a b ⋅=,则a b ⊥,考查推理能力与计算能力,是中档题.8.已知ABC 的面积为3,在ABC 所在的平面内有两点P ,Q ,满足20PA PC +=,2QA QB =,记APQ 的面积为S ,则下列说法正确的是( )A .//PB CQ B .1233BP BA BC =+ C .0PA PC ⋅> D .4S =【答案】BD 【分析】利用向量的共线定义可判断A ;利用向量加法的三角形法则以及向量减法的几何意义即可判断B ;利用向量数量积的定义可判断C ;利用三角形的面积公式即可判断D. 【详解】由20PA PC +=,2QA QB =,可知点P 为AC 的三等分点,点Q 为AB 延长线的点, 且B 为AQ 的中点,如图所示:对于A ,点P 为AC 的三等分点,点B 为AQ 的中点, 所以PB 与CQ 不平行,故A 错误; 对于B ,()22123333BP BA AP BA AC BA BC BA BA BC =+=+=+-=+, 故B 正确;对于C ,cos 0PA PC PA PC PA PC π⋅==-<,故C 错误;对于D ,设ABC 的高为h ,132ABCS AB h ==,即6AB h =, 则APQ 的面积1212226423233APQS AQ h AB h =⋅=⋅⋅=⨯=,故D 正确; 故选:BD 【点睛】本题考查了平面向量的共线定理、共线向量、向量的加法与减法、向量的数量积,属于基础题9.在ABC 中,D ,E ,F 分别是边BC ,AC ,AB 中点,下列说法正确的是( ) A .0AB AC AD +-= B .0DA EB FC ++= C .若3||||||AB AC ADAB AC AD +=,则BD 是BA 在BC 的投影向量 D .若点P 是线段AD 上的动点,且满足BP BA BC λμ=+,则λμ的最大值为18【答案】BCD 【分析】对选项A ,B ,利用平面向量的加减法即可判断A 错误,B 正确.对选项C ,首先根据已知得到AD 为BAC ∠的平分线,即AD BC ⊥,再利用平面向量的投影概念即可判断C 正确.对选项D ,首先根据,,A P D 三点共线,设(1)BPtBA t BD ,01t ≤≤,再根据已知得到12t t λμ=⎧⎪⎨-=⎪⎩,从而得到21111()()2228tyt t ,即可判断选项D 正确. 【详解】 如图所示:对选项A ,20AB AC AD AD AD AD +-=-=≠,故A 错误. 对选项B ,111()()()222DA EB FC AB AC BA BC CA CB ++=-+-+-+ 111111222222AB AC BA BC CA CB =------111111222222AB AC AB BC AC BC=--+-++=,故B正确.对选项C,||ABAB,||ACAC,||ADAD分别表示平行于AB,AC,AD的单位向量,由平面向量加法可知:||||AB ACAB AC+为BAC∠的平分线表示的向量.因为3||||||AB AC ADAB AC AD+=,所以AD为BAC∠的平分线,又因为AD 为BC的中线,所以AD BC⊥,如图所示:BA在BC的投影为cosBDBA B BA BDBA,所以BD是BA在BC的投影向量,故选项C正确.对选项D,如图所示:因为P在AD上,即,,A P D三点共线,设(1)BP tBA t BD,01t≤≤.又因为12BD BC=,所以(1)2tBP tBA BC.因为BP BA BCλμ=+,则12ttλμ=⎧⎪⎨-=⎪⎩,01t≤≤.令21111()2228ty t t,当12t =时,λμ取得最大值为18.故选项D 正确. 故选:BCD 【点睛】本题主要考查平面向量的加法,减法的几何意义,数形结合为解决本题的关键,属于中档题.10.关于平面向量有下列四个命题,其中正确的命题为( ) A .若a b a c ⋅=⋅,则b c =;B .已知(,3)a k =,(2,6)b =-,若//a b ,则1k =-;C .非零向量a 和b ,满足||||||a b a b ==-,则a 与a b +的夹角为30º;D .0||||||||a b a b a b a b ⎛⎫⎛⎫+⋅-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】BCD 【分析】通过举反例知A 不成立,由平行向量的坐标对应成比例知B 正确,由向量加减法的意义知,C 正确,通过化简计算得D 正确. 【详解】对A ,当0a = 时,可得到A 不成立; 对B ,//a b 时,有326k =-,1k ∴=-,故B 正确. 对C ,当||||||a b a b ==-时,a 、b 、a b -这三个向量平移后构成一个等边三角形,a b + 是这个等边三角形一条角平分线,故C 正确.对D ,22()()()()110||||||||||||a b a b a b a a a b b b +⋅-=-=-=,故D 正确. 故选:BCD . 【点睛】本题考查两个向量的数量积公式,两个向量加减法的几何意义,以及共线向量的坐标特点.属于基础题.。
人教版高三数学第二学期平面向量多选题单元测试综合卷检测试题
人教版高三数学第二学期平面向量多选题单元测试综合卷检测试题一、平面向量多选题1.对于给定的ABC ,其外心为O ,重心为G ,垂心为H ,则下列结论正确的是( ) A .212AO AB AB ⋅=B .OA OB OA OC OB OC ⋅=⋅=⋅C .过点G 的直线l 交AB AC 、于E F 、,若AE AB λ=,AF AC μ=,则113λμ+=D .AH 与cos cos AB AC AB BAC C+共线【答案】ACD 【分析】根据外心在AB 上的射影是AB 的中点,利用向量的数量积的定义可以证明A 正确;利用向量的数量积的运算法则可以OA OB OA OC =即OA BC ⊥,在一般三角形中易知这是不一定正确的,由此可判定B 错误;利用三角形中线的定义,线性运算和平面向量基本定理中的推论可以证明C 正确;利用向量的数量积运算和向量垂直的条件可以判定cos cos AB AC AB BAC C+与BC 垂直,从而说明D 正确.【详解】如图,设AB 中点为M,则OM AB ⊥,AO cos OAM AM ∴∠=()21·cos cos ?22ABAO AB AO AB OAB AB AO OAB AB AB ∴=∠=∠==,故A 正确;··OAOB OAOC =等价于()·0OA OB OC -=等价于·0OACB =,即OA BC ⊥,对于一般三角形而言,O 是外心,OA 不一定与BC 垂直,比如直角三角形ABC 中, 若B 为直角顶点,则O 为斜边AC 的中点,OA 与BC 不垂直.故B 错误;设BC 的中点为D ,则()211111133333AG AD AB AC AE AF AE AF λμλμ⎛⎫==+=+=+ ⎪⎝⎭, ∵E,F,G 三点共线,11133λμ∴+=,即113λμ+=,故C 正确; cos cos cos cos AB AC AB BC AC BC BC AB B AC C AB B AC C ⎛⎫⋅⋅ ⎪+⋅=+ ⎪⎝⎭()cos cos cos cos AB BC B AC BC C AB BAC Cπ⋅-⋅=+0BC BC =-+=,∴cos cos AB AC AB BAC C+与BC 垂直,又AH BC ⊥,∴cos cos AB AC AB BAC C+与AH共线,故D 正确. 故选:ACD. 【点睛】本题考查平面向量线性运算和数量及运算,向量垂直和共线的判定,平面向量分解的基本定理,属综合小题,难度较大,关键是熟练使用向量的线性运算和数量积运算,理解三点共线的充分必要条件,进而逐一作出判定.2.已知向量(22cos ,3m x =,()1, sin2n x =,设函数()f x m n =⋅,则下列关于函数()y f x =的性质的描述正确的是 ( )A .()f x 的最大值为3B .()f x 的周期为πC .()f x 的图象关于点5,012π⎛⎫⎪⎝⎭对称 D .()f x 在,03π⎛-⎫⎪⎝⎭上是增函数 【答案】ABD 【分析】运用数量积公式及三角恒等变换化简函数()f x ,根据性质判断. 【详解】解:()22cos 3sin 2cos23sin 21f x m n x x x x =⋅=+=++2sin 216x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭, 当6x k ππ=+,()k Z ∈时,()f x 的最大值为3,选项A 描述准确;()f x 的周期22T ππ==,选项B 描述准确; 当512x π=时,2sin 2116x π⎛⎫++= ⎪⎝⎭,所以()f x 的图象关于点5,112π⎛⎫⎪⎝⎭对称,选项C 描述不准确; 当,03x π⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,2,626x πππ⎛⎫+∈- ⎪⎝⎭,所以()f x 在,03π⎛-⎫⎪⎝⎭上是增函数,选项D 描述准确. 故选:ABD. 【点睛】本题考查三角恒等变换,正弦函数的图象与性质,属于中档题.3.如图,BC ,DE 是半径为1的圆O 的两条不同的直径,2BF FO =,则( )A .13BF FC = B .89FD FE ⋅=-C .41cos ,5FD FE -<<->≤ D .满足FC FD FE λμ=+的实数λ与μ的和为定值4 【答案】BCD 【分析】A. 根据2BF FO =易得12BF FC =判断;B. 由()()FD FE OD OF OE OF ⋅=-⋅-运算求解判断;,C.建立平面直角坐标系:设,0,2DOF παα⎡⎤∠=∈⎢⎥⎣⎦,则()()1cos ,sin ,cos ,sin ,,03D E F αααα⎛⎫--- ⎪⎝⎭,得到11cos ,sin ,cos ,sin 33FD FE αααα⎛⎫⎛⎫=-=+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由cos ,FD FE FD FE FD FE ⋅<>=⋅利用三角恒等变换和三角函数的性质判断;D. 将FC FD FE λμ=+,利用线性运算变形为()()4OF OD OF λμλμ-=--+判断;【详解】A. 因为2BF FO =,所以12BF FC =,故错误;B. ()()2FD FE OD OF OE OF OD OE OD OF OF OE OF ⋅=-⋅-=⋅-⋅-⋅+,()22181099OE OF OD OE OF =-+++=-++=-,故正确; C.建立如图所示平面直角坐标系:设,(0,]2DOF παα∠=∈,则()()1cos ,sin ,cos ,sin ,,03D E F αααα⎛⎫--- ⎪⎝⎭, 所以11cos ,sin ,cos ,sin 33FD FE αααα⎛⎫⎛⎫=-=+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以222289cos ,11cos sin cos sin 33FD FE FD FE FD FEαααα-⋅<>==⋅⎛⎫⎛⎫-+⋅++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,849(1,]5822cos2819α----⋅,故正确;D. 由FC FD FE λμ=+,得()()()()4OF OD OF OE OF OD OF λμλμλμ-=-+-=--+,所以4λμ+=,故正确; 故选:BCD 【点睛】本题主要考查平面向量的线性运算和数量积运算,还考查了运算求解的能力,属于中档题.4.在三棱锥P ABC -中,三条侧棱,,PA PB PC 两两垂直,且3PA PB PC ===,G 是PAB △的重心,E ,F 分别为,BC PB 上的点,且::1:2BE EC PF FB ==,则下列说法正确的是( ) A .EG PG ⊥ B .EG BC ⊥ C .//FG BC D .FG EF ⊥ 【答案】ABD 【分析】取,,PA a PB b PC c ===,以{},,a b c 为基底表示EG ,FG ,EF ,结合向量数量积运算性质、向量共线定理即可选出正确答案. 【详解】如图,设,,PA a PB b PC c ===,则{},,a b c 是空间的一个正交基底, 则0a b a c b c ⋅=⋅=⋅=,取AB 的中点H ,则22111()33233PG PH a b a b ==⨯+=+, 1121111,3333333EG PG PE a b b c a b c BC c b =-=+--=--=-,11113333FG PG PF a b b a =-=+-=,1121133333EF PF PE b c b c b ⎛⎫=-=-+=-- ⎪⎝⎭,∴0EG PG ⋅=,A 正确;0EG BC ⋅=,B 正确;()FG BC R λλ≠∈,C 不正确;0FG EF ⋅=,D 正确.故选:ABD.【点睛】本题考查了平面向量共线定理,考查了由数量积求两向量的位置关系,考查了平面向量基本定理的应用,属于中档题.5.八卦是中国文化的基本哲学概念,如图1是八卦模型图,其平面图形记为图2中的正八边形ABCDEFGH ,其中1OA =,则下列结论正确的有( )A .22OA OD ⋅=-B .2OB OH OE +=-C .AH HO BC BO ⋅=⋅D .AH 在AB 向量上的投影为2【答案】AB 【分析】直接利用向量的数量积的应用,向量的夹角的应用求出结果. 【详解】图2中的正八边形ABCDEFGH ,其中||1OA =, 对于32:11cos42A OA OD π=⨯⨯=;故正确. 对于:22B OB OH OA OE +==-,故正确.对于:||||C AH BC =,||||HO BO =,但对应向量的夹角不相等,所以不成立.故错误. 对于:D AH 在AB 向量上的投影32||cos ||4AH AH π=-,||1AH ≠,故错误. 故选:AB . 【点睛】本题考查的知识要点:向量的数量积的应用,向量的夹角的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于中档题.6.下列说法中错误的为 ()A .已知()1,2a =,()1,1b =,且a 与a λb +的夹角为锐角,则实数λ的取值范围是5,3⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭B .向量()12,3e =-,213,24e ⎛⎫=- ⎪⎝⎭不能作为平面内所有向量的一组基底C .若//a b ,则a 在b 方向上的正射影的数量为aD .三个不共线的向量OA ,OB ,OC ,满足AB CA BA CB OA OB AB CA BA CB ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⋅+=⋅+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭0CA BC OC CA BC ⎛⎫⎪=⋅+= ⎪⎝⎭,则O 是ABC 的内心 【答案】AC 【分析】对于A ,由向量的交角为锐角的等价条件为数量积大于0,且两向量不共线,计算即可; 对于B ,由124e e =,可知1e ,2e 不能作为平面内所有向量的一组基底; 对于C ,利用向量投影的定义即可判断;对于D ,由0AB CA OA AB CA ⎛⎫⎪⋅+= ⎪⎝⎭,点O 在角A 的平分线上,同理,点O 在角B 的平分线上,点O 在角C 的平分线上,进而得出点O 是ABC 的内心. 【详解】对于A ,已知()1,2a =,()1,1b =,且a 与a λb +的夹角为锐角, 可得()0a a b λ+>⋅,且a 与a λb +不共线,()1,2a λb λλ+=++, 即有()1220λλ++⨯+>,且()212λλ⨯+≠+,解得53λ>-且0λ≠,则实数λ的取值范围是53λ>-且0λ≠, 故A 不正确;对于B ,向量,,213,24e ⎛⎫=-⎪⎝⎭, 124e e =,∴向量1e ,2e 不能作为平面内所有向量的一组基底,故B 正确;对于C ,若a b ,则a 在b 上的投影为a ±,故C 错误; 对于D ,AB CA ABCA+表示与ABC 中角A 的外角平分线共线的向量,由0AB CA OA AB CA ⎛⎫⎪⋅+= ⎪⎝⎭,可知OA 垂直于角A 的外角平分线,所以,点O 在角A 的平分线上,同理,点O 在角B 的平分线上,点O 在角C 的平分线上, 故点O 是ABC 的内心,D 正确. 故选:AC. 【点睛】本题考查了平面向量的运算和有关概念,具体包括向量数量积的夹角公式、向量共线的坐标表示和向量投影的定义等知识,属于中档题.7.若平面向量,,a b c 两两夹角相等,,a b 为单位向量,2c =,则a b c ++=( ) A .1 B .2C .3D .4【答案】AD 【分析】由平面向量,,a b c 两两夹角相等可知,夹角为0︒或120︒.分两种情况对三个向量的和的模长进行讨论,算出结果. 【详解】平面向量,,a b c 两两夹角相等,∴两两向量所成的角是0︒或120︒.当夹角为0︒时,,,a b c 同向共线,则4a b c ++=; 当夹角为120︒时,,a b 为单位向量,1a b ∴+= ,且a b +与c 反向共线,又2c =,1a b c ∴++=.故选:AD. 【点睛】本题考查了平面向量共线的性质,平面向量的模的求法,考查了分类讨论的思想,属于中档题.8.已知,a b 是单位向量,且(1,1)a b +=-,则( ) A .||2a b += B .a 与b 垂直C .a 与a b -的夹角为4π D .||1a b -=【答案】BC 【分析】(1,1)a b +=-两边平方求出||2a b +=;利用单位向量模长为1,求出0a b ⋅=;||a b -平方可求模长;用向量夹角的余弦值公式可求a 与a b -的夹角.【详解】由(1,1)a b +=-两边平方,得2222||21(12|)|a b a b ++⋅=+-=, 则||2a b +=,所以A 选项错误;因为,a b 是单位向量,所以1122a b ++⋅=,得0a b ⋅=,所以B 选项正确; 则222||22a b a b a b -=+-⋅=,所以||2a b -=,所以D 选项错误;2()cos ,2||||1a a b a a b a a b ⋅-〈-〉====-⨯, 所以,a 与a b -的夹角为4π.所以C 选项正确; 故选:BC. 【点睛】本题考查平面向量数量积的应用. 求向量模的常用方法:(1)若向量a 是以坐标形式出现的,求向量a 的模可直接利用公式2+a x y =(2)若向量a b , 是以非坐标形式出现的,求向量a 的模可应用公式22•a a a a ==或2222||)2?(a b a b aa b b ==+,先求向量模的平方,再通过向量数量积的运算求解.判断两向量垂直:根据数量积的坐标运算公式,计算出这两个向量的数量积为0即可. 解两个非零向量之间的夹角:根据公式•a bcos a b ==求解出这两个向量夹角的余弦值.9.关于平面向量有下列四个命题,其中正确的命题为( ) A .若a b a c ⋅=⋅,则b c =;B .已知(,3)a k =,(2,6)b =-,若//a b ,则1k =-;C .非零向量a 和b ,满足||||||a b a b ==-,则a 与a b +的夹角为30º;D .0||||||||a b a b a b a b ⎛⎫⎛⎫+⋅-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】BCD 【分析】通过举反例知A 不成立,由平行向量的坐标对应成比例知B 正确,由向量加减法的意义知,C 正确,通过化简计算得D 正确. 【详解】对A ,当0a = 时,可得到A 不成立; 对B ,//a b 时,有326k =-,1k ∴=-,故B 正确. 对C ,当||||||a b a b ==-时,a 、b 、a b -这三个向量平移后构成一个等边三角形,a b + 是这个等边三角形一条角平分线,故C 正确.对D ,22()()()()110||||||||||||a b a b a b a a a b b b +⋅-=-=-=,故D 正确. 故选:BCD . 【点睛】本题考查两个向量的数量积公式,两个向量加减法的几何意义,以及共线向量的坐标特点.属于基础题.10.对于菱形ABCD ,给出下列各式,其中结论正确的为( ) A .AB BC =B .AB BC =C .AB CD AD BC -=+ D .AD CD CD CB +=-【答案】BCD 【分析】由向量的加法减法法则及菱形的几何性质即可求解. 【详解】菱形中向量AB 与BC 的方向是不同的,但它们的模是相等的, 所以B 结论正确,A 结论错误;因为2AB CD AB DC AB -=+=,2AD BC BC +=,且AB BC =, 所以AB CD AD BC -=+,即C 结论正确; 因为AD CD BC CD BD +=+=,||||CD CB CD BC BD -=+=,所以D 结论正确.故选:BCD【点睛】本题主要考查了向量加法、减法的运算,菱形的性质,属于中档题.。
人教版高三数学下学期平面向量多选题单元测试综合卷检测试卷
人教版高三数学下学期平面向量多选题单元测试综合卷检测试卷一、平面向量多选题1.在OAB 中,4O OC A =,2O OD B =,AD 、BC 的交点为M ,过M 作动直线l分别交线段AC 、BD 于E 、F 两点,若OE OA λ=,(),0OB OF μλμ=>,则λμ+的不可能取到的值为( ) A .23+ B .33+ C .323+ D .423+ 【答案】ABC 【分析】先证明结论:当O 为直线EF 外一点时,E 、F 、M 三点共线(),OM xOE yOF x y R ⇔=+∈,1x y +=.计算出1377OM OA OB =+,设OM xOE yOF =+,结合OE OA λ=,(),0OB OF μλμ=>可得出13177x y λμ+=+=,然后将λμ+与1377λμ+相乘,展开后利用基本不等式求出λμ+的最小值,即可得出结论. 【详解】先证明结论:当O 为直线EF 外一点时,E 、F 、M 三点共线(),OM xOE yOF x y R ⇔=+∈,1x y +=.充分性:若E 、F 、M 三点共线,则存在k ∈R ,使得=EM k EF ,即()OM OE k OF OE -=-,所以,()1OM k OE kOF =-+,因为(),OM xOE yOF x y R =+∈,则()11x y k k +=-+=,充分性成立; 必要性:因为(),OM xOE yOF x y R =+∈且1x y +=,所以,()1OM xOE x OF =+-,即()OM OF x OE OF -=-,所以,FM xFE =, 所以,E 、F 、M 三点共线.本题中,取OC 的中点N ,连接DN ,如下图所示:D 、N 分别为OB 、OC 的中点,则DN //BC 且12DN BC =, 14OC OA =,67AC AN ∴=,即67AC AN =,//BC DN ,即//CM DN ,67AM AC AD AN ∴==,67AM AD ∴=, 12AD OD OA OB OA =-=-,6611377277OM OA AM OA AD OA OB OA OA OB ⎛⎫=+=+=+-=+ ⎪⎝⎭, E 、F 、M 三点共线,O 为直线EF 外一点,则(),OM xOE yOF x y R =+∈且1x y +=.OE OA λ=,(),0OB OF μλμ=>,则OM xOE yOF xOA yOB λμ=+=+,所以,1737x y λμ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,可得1737x y λμ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,由1x y +=可得13177λμ+=, 由基本不等式可得()131********μλλμλμλμλμ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=++=++≥ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭=当且仅当μ=时,等号成立.所以,λμ+ABC 选项均不满足47λμ++≥. 故选:ABC. 【点睛】关键点点睛:解本题的关键在于以下两点:(1)利用三点共线的结论:当O 为直线EF 外一点时,E 、F 、M 三点共线(),OM xOE yOF x y R ⇔=+∈,1x y +=.利用该结论推出13177λμ+=; (2)利用基本不等式求出λμ+的最小值.2.已知集合()(){}=,M x y y f x =,若对于()11,x y M ∀∈,()22,x y M ∃∈,使得12120x x y y +=成立,则称集合M 是“互垂点集”.给出下列四个集合:(){}21,1M x y y x ==+;(){2,M x y y ==;(){}3,xM x y y e ==;(){}4,sin 1M x y y x ==+.其中是“互垂点集”集合的为( )A .1MB .2MC .3MD .4M【答案】BD 【分析】根据题意知,对于集合M 表示的函数图象上的任意点()11,P x y ,在图象上存在另一个点P ',使得OP OP '⊥,结合函数图象即可判断.【详解】由题意知,对于集合M 表示的函数图象上的任意点()11,P x y ,在图象上存在另一个点P ',使得OP OP '⊥.在21y x =+的图象上,当P 点坐标为(0,1)时,不存在对应的点P ', 所以1M 不是“互垂点集”集合;对y =所以在2M 中的任意点()11,P x y ,在2M 中存在另一个P ',使得OP OP '⊥, 所以2M 是“互垂点集”集合;在xy e =的图象上,当P 点坐标为(0,1)时,不存在对应的点P ', 所以3M 不是“互垂点集”集合;对sin 1y x =+的图象,将两坐标轴绕原点进行任意旋转,均与函数图象有交点, 所以所以4M 是“互垂点集”集合, 故选:BD . 【点睛】本题主要考查命题的真假的判断,以及对新定义的理解与应用,意在考查学生的数学建模能力和数学抽象能力,属于较难题.3.已知直线1:310l mx y m --+=与直线2:310l x my m +--=相交于点P ,线段AB是圆()()22:114C x y +++=的一条动弦,G 为弦AB 的中点,AB =( )A .弦AB 的中点轨迹是圆B .直线12,l l 的交点P 在定圆()()22222x y -+-=上C .线段PG 长的最大值为1D .PA PB ⋅的最小值6+ 【答案】ABC 【分析】对于选项A :设()00,G x y ,利用已知条件先求出圆心到弦AB 的距离CG ,利用两点之间的距离公式即可得到结论;对于选项B :联立直线的方程组求解点P 的坐标,代入选项验证即可判断;对于选项C :利用选项A B 结论,得到圆心坐标和半径,利用1112max PG PG r r =++求解即可;对于选项D :利用平面向量的加法法则以及数量积运算得到23PA PB PG ⋅==-,进而把问题转化为求1112min PG PG r r =--问题,即可判断.【详解】对于选项A :设()00,G xy ,2AB =G 为弦AB 的中点, GB ∴=,而()()22:114C xy +++=, 半径为2,则圆心到弦AB 的距离为1CG ==,又圆心()1,1C --,()()2200111x y ∴+++=,即弦AB 的中点轨迹是圆. 故选项A 正确; 对于选项B :由310310mx y m x my m --+=⎧⎨+--=⎩,得222232113211m m x m m m y m ⎧++=⎪⎪+⎨-+⎪=⎪+⎩, 代入()()2222x y -+-整理得2, 故选项B 正确;对于选项C :由选项A 知:点G 的轨迹方程为:()()22111x y +++=,由选项B 知:点P 的轨迹方程为:()()22222x y -+-=,()()11121,1,1,2,2,G r P r ∴--=所以线段1112max 11PG PG r r =++=+=,故选项C 正确; 对于选项D :()()PA PB PG GA PG GB ⋅=+⋅+()2PG PG GA GB GA GB =+⋅++⋅ 22203PG PG GB PG =+⋅-=-,故()()2minmin3PA PBPG ⋅=-,由选项C 知:1112min 11PG PG r r =--=-=,所以()()2min136PA PB⋅=-=-,故选项D 错误; 故选:A B C. 【点睛】关键点睛:本题考查了求圆的轨迹问题以及两个圆上的点的距离问题.把两个圆上的点的距离问题转化为两个圆的圆心与半径之间的关系是解决本题的关键.4.已知ABC 是边长为2的等边三角形,D ,E 分别是,AC AB 上的点,且AE EB =,2AD DC =,BD 与CE 交于点O ,则( )A .0OC EO +=B .0AB CE ⋅=C .3OA OB OC OD +++=D .ED 在BC 方向上的投影为76【答案】BD 【分析】可证明EO CE =,结合平面向量线性运算法则可判断A ;由AB CE ⊥结合平面向量数量积的定义可判断B ;建立直角坐标系,由平面向量线性运算及模的坐标表示可判断C ;由投影的计算公式可判断D. 【详解】因为ABC 是边长为2的等边三角形,AE EB =,所以E 为AB 的中点,且CE AB ⊥,以E 为原点如图建立直角坐标系,则()0,0E ,()1,0A -,()10B ,,(3C , 由2AD DC =可得222333AD AC ⎛== ⎝⎭,则1233D ⎛- ⎝⎭, 取BD 的中点G ,连接GE ,易得//GE AD 且12GE AD DC ==, 所以CDO ≌EGO △,EO CO =,则30,2O ⎛ ⎝⎭, 对于A ,0OC EO EC +=≠,故A 错误; 对于B ,由AB CE ⊥可得0AB CE ⋅=,故B 正确;对于C ,31,2OA ⎛=-- ⎝⎭,31,2OB ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭,30,2OC ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭,13,36OD ⎛=- ⎝⎭,所以13,3OA OB OC OD ⎛+++=- ⎝⎭,所以23OA OB OC OD +++=,故C 错误; 对于D ,(3BC =-,123,33ED ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭,所以ED 在BC 方向上的投影为127326BC ED BC+⋅==,故D 正确.故选:BD. 【点睛】关键点点睛:建立合理的平面直角坐标系是解题关键.5.如图,BC ,DE 是半径为1的圆O 的两条不同的直径,2BF FO =,则( )A .13BF FC = B .89FD FE ⋅=-C .41cos ,5FD FE -<<->≤ D .满足FC FD FE λμ=+的实数λ与μ的和为定值4 【答案】BCD 【分析】A. 根据2BF FO =易得12BF FC =判断;B. 由()()FD FE OD OF OE OF ⋅=-⋅-运算求解判断;,C.建立平面直角坐标系:设,0,2DOF παα⎡⎤∠=∈⎢⎥⎣⎦,则()()1cos ,sin ,cos ,sin ,,03D E F αααα⎛⎫--- ⎪⎝⎭,得到11cos ,sin ,cos ,sin 33FD FE αααα⎛⎫⎛⎫=-=+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由cos ,FD FE FD FE FD FE ⋅<>=⋅利用三角恒等变换和三角函数的性质判断;D. 将FC FD FE λμ=+,利用线性运算变形为()()4OF OD OF λμλμ-=--+判断;【详解】A. 因为2BF FO =,所以12BF FC =,故错误;B. ()()2FD FE OD OF OE OF OD OE OD OF OF OE OF ⋅=-⋅-=⋅-⋅-⋅+,()22181099OE OF OD OE OF =-+++=-++=-,故正确; C.建立如图所示平面直角坐标系:设,(0,]2DOF παα∠=∈,则()()1cos ,sin ,cos ,sin ,,03D E F αααα⎛⎫--- ⎪⎝⎭, 所以11cos ,sin ,cos ,sin 33FD FE αααα⎛⎫⎛⎫=-=+-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 所以222289cos ,11cos sin cos sin 33FD FE FD FE FD FEαααα-⋅<>==⋅⎛⎫⎛⎫-+⋅++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,849(1,]5822cos2819α----⋅,故正确;D. 由FC FD FE λμ=+,得()()()()4OF OD OF OE OF OD OF λμλμλμ-=-+-=--+,所以4λμ+=,故正确; 故选:BCD 【点睛】本题主要考查平面向量的线性运算和数量积运算,还考查了运算求解的能力,属于中档题.6.下列说法中错误的为( )A .已知(1,2)a =,(1,1)b =,且a 与a b λ+的夹角为锐角,则实数λ的取值范围是5,3⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭B .向量1(2,3)e =-,213,24e ⎛⎫=-⎪⎝⎭不能作为平面内所有向量的一组基底 C .若//a b ,则a 在b 方向上的投影为||aD .非零向量a 和b 满足||||||a b a b ==-,则a 与a b +的夹角为60° 【答案】ACD 【分析】由向量的数量积、向量的投影、基本定理与向量的夹角等基本知识,逐个判断即可求解. 【详解】对于A ,∵(1,2)a =,(1,1)b =,a 与a b λ+的夹角为锐角, ∴()(1,2)(1,2)a a b λλλ⋅+=⋅++142350λλλ=+++=+>,且0λ≠(0λ=时a 与a b λ+的夹角为0), 所以53λ>-且0λ≠,故A 错误; 对于B ,向量12(2,3)4e e =-=,即共线,故不能作为平面内所有向量的一组基底,B 正确;对于C ,若//a b ,则a 在b 方向上的正射影的数量为||a ±,故C 错误; 对于D ,因为|||a a b =-∣,两边平方得||2b a b =⋅, 则223()||||2a ab a a b a ⋅+=+⋅=, 222||()||2||3||a b a b a a b b a +=+=+⋅+=,故23||()32cos ,||||3||a a a b a a b a a b a a ⋅+<+>===+⋅∣, 而向量的夹角范围为[]0,180︒︒, 得a 与a b λ+的夹角为30°,故D 项错误. 故错误的选项为ACD 故选:ACD 【点睛】本题考查平面向量基本定理及向量的数量积,向量的夹角等知识,对知识广度及准确度要求比较高,中档题.7.正方形ABCD 的边长为1,记AB a =,BC b =,AC c =,则下列结论正确的是( )A .()0a b c -⋅= B .()0a b c a +-⋅= C .()0a c b a --⋅=D .2a b c ++=【答案】ABC 【分析】作出图形,利用平面向量加、减法法则与正方形的性质可判断A 、B 选项的正误;利用平面向量的减法法则与向量的数乘运算可判断C 选项的正误;利用平面向量的加法法则可判断D 选项的正误. 【详解】 如下图所示:对于A 选项,四边形ABCD 为正方形,则BD AC ⊥,a b AB BC AB AD DB -=-=-=,()0a b c DB AC ∴-⋅=⋅=,A 选项正确;对于B 选项,0a b c AB BC AC AC AC +-=+-=-=,则()00a b c a a +-⋅=⋅=,B 选项正确;对于C 选项,a c AB AC CB -=-=,则0a c b CB BC --=-=,则()0a c b a --⋅=,C 选项正确;对于D 选项,2a b c c ++=,222a b c c ∴++==,D 选项错误. 故选:ABC. 【点睛】本题考查平面向量相关命题正误的判断,同时也考查了平面向量加、减法法则以及平面向量数量积的应用,考查计算能力,属于中等题.8.已知,,a b c 是同一平面内的三个向量,下列命题中正确的是( ) A .||||||a b a b ⋅≤B .若a b c b ⋅=⋅且0b ≠,则a c =C .两个非零向量a ,b ,若||||||a b a b -=+,则a 与b 共线且反向D .已知(1,2)a =,(1,1)b =,且a 与a b λ+的夹角为锐角,则实数λ的取值范围是5,3⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭【答案】AC 【分析】根据平面向量数量积定义可判断A ;由向量垂直时乘积为0,可判断B ;利用向量数量积的运算律,化简可判断C ;根据向量数量积的坐标关系,可判断D.【详解】对于A ,由平面向量数量积定义可知cos ,a b a b a b ⋅=,则||||||a b a b ⋅≤,所以A 正确,对于B ,当a 与c 都和b 垂直时,a 与c 的方向不一定相同,大小不一定相等,所以B 错误,对于C ,两个非零向量a ,b ,若||||||a b a b -=+,可得22()(||||)a b a b -=+,即22||||a b a b -⋅=,cos 1θ=-,则两个向量的夹角为π,则a 与b 共线且反向,故C 正确; 对于D ,已知(1,2)a =,(1,1)b =且a 与a b λ+的夹角为锐角,可得()0a a b λ⋅+>即2||0a a b λ+⋅>可得530λ+>,解得53λ>-, 当a 与a b λ+的夹角为0时,(1,2)a b λλλ+=++,所以2220λλλ+=+⇒= 所以a 与a b λ+的夹角为锐角时53λ>-且0λ≠,故D 错误; 故选:AC.【点睛】本题考查了平面向量数量积定义的应用,向量共线及向量数量积的坐标表示,属于中档题.9.已知向量()1,3OA =-,()2,1OB =-,()3,8OC t t =+-,若点A ,B ,C 能构成三角形,则实数t 可以为( )A .-2B .12C .1D .-1 【答案】ABD【分析】若点A ,B ,C 能构成三角形,故A ,B ,C 三点不共线,即向量,AB BC 不共线,计算两个向量的坐标,由向量共线的坐标表示,即得解【详解】若点A ,B ,C 能构成三角形,故A ,B ,C 三点不共线,则向量,AB BC 不共线, 由于向量()1,3OA =-,()2,1OB =-,()3,8OC t t =+-,故(3,4)AB OB OA =-=-,(5,9)BC OC OB t t =-=+-若A ,B ,C 三点不共线,则 3(9)4(5)01t t t ---+≠∴≠故选:ABD【点睛】本题考查了向量共线的坐标表示,考查了学生转化划归,概念理解,数学运算能力,属于中档题.10.对于菱形ABCD ,给出下列各式,其中结论正确的为( )A .AB BC =B .AB BC = C .AB CD AD BC -=+D .AD CD CD CB +=-【答案】BCD 【分析】 由向量的加法减法法则及菱形的几何性质即可求解. 【详解】 菱形中向量AB 与BC 的方向是不同的,但它们的模是相等的, 所以B 结论正确,A 结论错误; 因为2AB CD AB DC AB -=+=,2AD BC BC +=,且AB BC =, 所以AB CD AD BC -=+,即C 结论正确;因为AD CD BC CD BD +=+=, ||||CD CB CD BC BD -=+=,所以D 结论正确.故选:BCD【点睛】本题主要考查了向量加法、减法的运算,菱形的性质,属于中档题.。
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2012年数学高考总复习向量检测卷一.选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分.1.设,a b R ∈,集合{1,,}{0,,}ba b a b a+=,则b a -=( ) A .1 B .1- C .2 D .2-2.函数()sin ([,0])f x x x x π=-∈-的单调递增区间是A .5[,]6ππ--B .5[,]66ππ--C .[,0]3π-D .[,0]6π-3.若函数()y f x =的图象按向量a 平移后,得到函数(1)2y f x =+-的图象,则向量a = A .(12)--, B .(12)-, C .(12)-, D .(12),4.设()f x ,()g x 是定义在R 上的函数,()()()h x f x g x =+,则“()f x ,()g x 均为偶函数”是“()h x 为偶函数”的A .充要条件B .充分而不必要的条件C .必要而不充分的条件D .既不充分也不必要的条件5.已知数列{n a }的前n 项和29n S n n =-,第k 项满足58k a <<,则k =A .9B .8 C. 7 D .66.半径为1的球面上的四点D C B A ,,,是正四面体的顶点,则A 与B 两点间的球面距离为A .)33arccos(-B .)36arccos(-C .)31arccos(-D .)41arccos(-7.由直线1y x =+上的一点向圆22(3)1x y -+=引切线,则切线长的最小值为A .1 B. CD .38.从5张100元,3张200元,2张300元的奥运预赛门票中任取3张,则所取3张中至少有2张价格相同的概率为 A .41 B .12079 C .43 D .2423 9.定义在R 上的函数)(x f 既是奇函数,又是周期函数,T 是它的一个正周期.若将方程0)(=x f 在闭区间][T T ,-上的根的个数记为n ,则n 可能为.1 C10.用数字0,1,2,3,4,5可以组成没有重复数字,并且比20000大的五位偶数共有 (A )288个 (B )240个 (C )144个 (D )126个 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二.填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.11. 若621x ax ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的二项展开式中3x 的系数为52, 则a = (用数字作答).12. (2007湖北)设变量x y ,满足约束条件30023x y x y x -+⎧⎪+⎨⎪-⎩≥,≥,≤≤,则目标函数2x y +的最小值为13.在ABC △中,若1tan 3A =,150C =o,1BC =,则AB = 14.若函数()1222-=--aax xx f 的定义域为R ,则实数a 的取值范围15.设椭圆2212516x y +=上一点P 到左准线的距离为10,F 是该椭圆的左焦点,若点M 满足1()2OM OP OF =+u u u u r u u u r u u u r,则||OM u u u u r = .三.解答题:本大题共6小题,共75分. 16.(本小题满分12分) 已知ABC △的面积为3,且满足06AB AC u u u r u u u r g ≤≤,设AB u u u r 和AC u u ur 的夹角为θ.(I )求θ的取值范围;(II )求函数2()2sin 24f θθθ⎛⎫=+⎪⎝⎭π的最大值与最小值. 17.(本小题满分12分)某地区为下岗人员免费提供财会和计算机培训,以提高下岗人员的再就业能力,每名下岗人员可以选择参加一项培训、参加两项培训或不参加培训,已知参加过财会培训的有60%,参加过计算机培训的有75%,假设每个人对培训项目的选择是相互独立的,且各人的选择相互之间没有影响. (I )任选1名下岗人员,求该人参加过培训的概率;(II )任选3名下岗人员,记ξ为3人中参加过培训的人数,求ξ的分布列和期望. 18. (本小题满分12分)四棱锥S -ABCD 中,底面ABCD 为平行四边形,侧面SBC ⊥底面ABCD 。
已知∠ABC =45°,AB =2,BC=22,SA =SB =3。
(Ⅰ)证明:SA ⊥BC ;(Ⅱ)求直线SD 与平面SAB 所成角的大小;19.在数列{}n a 中,12a =,1431n n a a n +=-+,n ∈*N .(Ⅰ)证明数列{}n a n -是等比数列; (Ⅱ)求数列{}n a 的前n 项和n S ;(Ⅲ)证明不等式14n n S S +≤,对任意n ∈*N 皆成立.20.已知函数c bx x ax x f -+=44ln )((x>0)在x = 1处取得极值c --3,其中a,b,c 为常数。
(1)试确定a,b 的值;(2)讨论函数f(x)的单调区间;(3)若对任意x>0,不等式22)(c x f -≥恒成立,求c 的取值范围。
21.设动点P 到点(10)A -,和(10)B ,的距离分别为1d 和2d ,2APB θ∠=,且存在常数(01)λλ<<,使得212sin d d θλ=. (1)证明:动点P 的轨迹C 为双曲线,并求出C 的方程; (2)过点B 作直线双曲线C 的右支于M N ,两点,试确定λ的范围,使OM ON =0u u u u r u u u r g ,其中点O 为坐标原点.武汉四中2008届高三九月调考模拟测试数 学 试 卷 (参考答案)1-5:CDABB 6-10:CCCDB; 12 32-[]0,1- 16.本小题主要考查平面向量数量积的计算、解三角形、三角公式、三角函数的性质等基本知识,考查推理和运算能力.解:(Ⅰ)设ABC △中角A B C ,,的对边分别为a b c ,,, 则由1sin 32bc θ=,0cos 6bc θ≤≤,可得0cot 1θ≤≤,ππ42θ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,∴. (Ⅱ)(1sin 2)2θθ=+πsin 2212sin 213θθθ⎛⎫=-+=-+ ⎪⎝⎭.ππ42θ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,∵,ππ2π2363θ⎡⎤-∈⎢⎥⎣⎦,,π22sin 2133θ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭∴≤≤.即当5π12θ=时,max ()3f θ=;当π4θ=时,min ()2f θ=.17.解:任选1名下岗人员,记“该人参加过财会培训”为事件A ,“该人参加过计算机培训”为事件B ,由题设知,事件A 与B 相互独立,且()0.6P A =,()0.75P B =.(I )解法一:任选1名下岗人员,该人没有参加过培训的概率是 所以该人参加过培训的概率是21110.10.9P P =-=-=. 解法二:任选1名下岗人员,该人只参加过一项培训的概率是该人参加过两项培训的概率是4()0.60.750.45P P A B ==⨯=g . 所以该人参加过培训的概率是5340.450.450.9P P P =+=+=.(II )因为每个人的选择是相互独立的,所以3人中参加过培训的人数ξ服从二项分布(30.9)B ,,3()0.90.1k k k P k C ξ-==⨯⨯,0123k =,,,,即ξ的分布列是的期望是. (或ξ的期望是30.9 2.7E ξ=⨯=)18.解答:解法一:(Ⅰ)作SO BC ⊥,垂足为O ,连结AO ,由侧面SBC ⊥底面ABCD ,得SO ⊥底面ABCD . 因为SA SB =,所以AO BO =,又45ABC =o∠,故AOB △为等腰直角三角形,AO BO ⊥, 由三垂线定理,得SA BC ⊥.(Ⅱ)由(Ⅰ)知SA BC ⊥,依题设AD BC ∥, 故SA AD ⊥,由AD BC ==SA =AO =,得1SO =,SD =SAB △的面积112S AB =连结DB ,得DAB △设D 到平面SAB 的距离为h ,由于D SAB S ABD V V --=,得 121133h S SO S =g g , 解得h =设SD 与平面SAB 所成角为α,则sin 11h SD α===. 所以,直线SD 与平面SBC 所成的我为. 解法二:(Ⅰ)作SO BC ⊥,垂足为O ,连结AO ,由侧面SBC ⊥底面ABCD ,得SO ⊥平面ABCD . 因为SA SB =,所以AO BO =.又45ABC =o∠,AOB △为等腰直角三角形,AO OB ⊥.如图,以O 为坐标原点,OA 为x 轴正向,建立直角坐标系O xyz -,0)A ,,(0B ,(0C -,,(001)S ,,,1)SA =-u u r,, (0CB =u ,0SA CB =u u u r g,所以SA BC ⊥.(Ⅱ)取AB 中点E ,022E ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,, 连结SE ,取SE 中点G ,连结OG 1442G ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,,. 1442OG ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭,,,122SE ⎛⎫= ⎪⎪⎝⎭,,(AB =. 0SE OG =g ,0AB OG =g,OG 与平面SAB 内两条相交直线SE ,AB 垂直. 所以OG ⊥平面SAB ,OG 与DS 的夹角记为α,SD 与平面SAB 所成的角记为β,则α与β互余.D ,(DS =.cos 11OG DS OG DSα==g g ,sin 11β=,所以,直线SD 与平面SAB 所成的角为arcsin11. 19.本小题以数列的递推关系式为载体,主要考查等比数列的概念、等比数列的通项公式及前n 项和公式、不等式的证明等基础知识,考查运算能力和推理论证能力.满分12分. (Ⅰ)证明:由题设1431n n a a n +=-+,得1(1)4()n n a n a n +-+=-,n ∈*N .又111a -=,所以数列{}n a n -是首项为1,且公比为4的等比数列.(Ⅱ)解:由(Ⅰ)可知14n n a n --=,于是数列{}n a 的通项公式为14n n a n -=+.所以数列{}n a 的前n 项和41(1)32n n n n S -+=+. (Ⅲ)证明:对任意的n ∈*N ,21(34)02n n =-+-≤.所以不等式14n n S S +≤,对任意n ∈*N 皆成立.20.解:(I )由题意知(1)3f c =--,因此3b c c -=--,从而3b =-. 又对()f x 求导得()34341ln 4'bx xax x ax x f +⋅+=3(4ln 4)x a x a b =++.由题意(1)0f '=,因此40a b +=,解得12a =.(II )由(I )知3()48ln f x x x '=(0x >),令()0f x '=,解得1x =.当01x <<时,()0f x '<,此时()f x 为减函数;当1x >时,()0f x '>,此时()f x 为增函数. 因此()f x 的单调递减区间为(01),,而()f x 的单调递增区间为(1)+,∞. (III )由(II )知,()f x 在1x =处取得极小值(1)3f c =--,此极小值也是最小值,要使2()2f x c-≥(0x >)恒成立,只需232c c ---≥.即2230c c --≥,从而(23)(1)0c c -+≥,解得32c ≥或1c -≤.所以c 的取值范围为3(1]2⎡⎫-∞-+∞⎪⎢⎣⎭U ,,. 21.解法一:(1)在PAB △中,2AB =,即222121222cos 2d d d d θ=+-,2212124()4sin d d d d θ=-+,即122d d -==<(常数),点P 的轨迹C 是以A B ,为焦点,实轴长2a =方程为:2211x y λλ-=-. (2)设11()M x y ,,22()N x y ,①当MN 垂直于x 轴时,MN 的方程为1x =,(11)M ,,(11)N -,在双曲线上.即2111101λλλλλ-=⇒+-=⇒=-,因为01λ<<,所以λ=. ②当MN 不垂直于x 轴时,设MN 的方程为(1)y k x =-.由2211(1)x y y k x λλ⎧-=⎪-⎨⎪=-⎩得: 2222(1)2(1)(1)()0k x k x k λλλλλ⎡⎤--+---+=⎣⎦, 由题意知:2(1)0k λλ⎡⎤--≠⎣⎦,所以21222(1)(1)k x x k λλλ--+=--,2122(1)()(1)k x x kλλλλ--+=--. 于是:22212122(1)(1)(1)k y y k x x k λλλ=--=--.因为0OM ON =u u u u r u u u rg,且M N ,在双曲线右支上,所以2121222122212(1)0(1)121011231001x x y y k x x k x x λλλλλλλλλλλλλλλ-⎧+=⎧-⎧=⎪>⎪⎪⎪+-+>⇒⇒⇒<<+--⎨⎨⎨⎪⎪⎪>+->>⎩⎩⎪-⎩.由①②知,1223λ<≤. 解法二:(1)同解法一(2)设11()M x y ,,22()N x y ,,MN 的中点为00()E x y ,.①当121x x ==时,221101MB λλλλλ=-=⇒+-=-,因为01λ<<,所以λ=;②当12x x ≠时,22110222211111MN x y x k y x y λλλλλλ⎧-=⎪⎪-⇒=⎨-⎪-=⎪-⎩g . 又001MN BE y k k x ==-.所以22000(1)y x x λλλ-=-;由2MON π=∠得222002MN x y ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,由第二定义得2212()222MN e x x a ⎛⎫+-⎡⎤= ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭220001(1)21x x x λλ==+---. 所以222000(1)2(1)(1)y x x λλλλ-=--+-.于是由22000222000(1)(1)2(1)(1)y x x y x x λλλλλλλ⎧-=-⎪⎨-=--+-⎪⎩得20(1)23x λλ-=-因为01x >,所以2(1)123λλ->-,又01λ<<,23λ<<23λ<≤.。