《2016届走向高考》高三数学一轮(人教A版)阶段性测试题5(平面向量)

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阶段性测试题五(平 面 向 量)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分150分。

考试时间120分钟。

第Ⅰ卷(选择题 共60分)
一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.(2015·皖南八校联考)已知点A (2,-12),B (12,32),则与向量AB →
方向相同的单位向量是
( )
A .(35,-4
5)
B .(45,-3
5)
C .(-35,45)
D .(-45,35
)
[答案] C
[解析] AB →=(-32,2),|AB →
|=
(-32)2+22=52
, ∴AB →|AB →
|
=(-35,45).
2.(2014·韶关市曲江一中月考)设向量a =(1,0),b =(12,1
2),则下列结论中正确的是( )
A .|a |=|b |
B .a ·b =2
2
C .a -b 与b 垂直
D .a ∥b
[答案] C
[解析] ∵|a |=1,|b |=
22,a ·b =12,∴A 、B 错;∵1×12-0×12
≠0,∴a ∥b 不成立;∵(a -b )·b =(12,-12)·(12,12)=14-14
=0,选C .
3.(2014·湖南省五市十校联考)已知△ABC 的三个内角A 、B 、C 所对边长分别为a 、b 、c ,向量m =(a +c ,a -b ),n =(b ,a -c ),若m ∥n ,则∠C =( )
A .π6
B .π
3
C .π2
D .2π3
[答案] B
[解析] ∵m ∥n ,∴(a +c )(a -c )-b (a -b )=0,∴a 2+b 2-c 2=ab ,∴cos C =a 2+b 2-c 22ab =1
2

∴C =π3
.
4.(2015·沈阳市一模)若向量a 、b 满足a +b =(2,-1),a =(1,2),则向量a 与b 的夹角等于( )
A .45°
B .60°
C .120°
D .135°
[答案] D
[解析] 由a +b =(2,-1),a =(1,2),得
b =(1,-3),从而cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b |=-55×10=-22.
∵〈a ,b 〉∈[0°,180°],∴〈a ,b 〉=135°.
5.(文)(2014·安徽程集中学期中)已知向量a 、b 满足|a |=1,|a +b |=7,〈a ,b 〉=π
3,则
|b |等于( )
A .2
B .3
C .3
D .4 [答案] A
[解析] 设|b |=m ,则a ·b =m cos π3=m
2,|a +b |2=|a |2+|b |2+2a ·b =1+m 2+m =7,∴m 2+m
-6=0,
∵m >0,∴m =2.
(理)(2014·哈六中期中)已知向量a 、b 满足,|a |=2,a ⊥(a -2b ),2|a
2-b |=3|b |,则|b |的
值为( )
A .1
B .2
C .3
D .2 3 [答案] B
[解析] 设|b |=m ,∵a ⊥(a -2b ),∴a ·(a -2b )=|a |2-2a ·b =4-2a ·b =0,∴a ·b =2,将2|a
2-
b |=3|b |两边平方得,4(|a |2
4
+|b |2-a ·b )=3|b |2,
即4(1+m 2-2)=3m 2,∴m 2=4,∴m =2.
6.(2014·北京朝阳区期中)已知平面向量a =(1,-2),b =(2,1),c =(-4,-2),则下列结论中错误..
的是( )
A .向量c 与向量b 共线
B .若c =λ1a +λ2b (λ1、λ2∈R ),则λ1=0,λ2=-2
C .对同一平面内任意向量d ,都存在实数k 1、k 2,使得d =k 1b +k 2c
D .向量a 在向量b 方向上的投影为0 [答案] C
[解析] ∵c =-2b ,∴向量c 与向量b 共线,∴选项A 正确;由c =λ1a +λ2b 可知,
⎩⎪⎨⎪⎧ -4=λ1+2λ2-2=-2λ1+λ2,解得⎩⎪⎨⎪⎧
λ1=0,λ2=-2,
∴选项B 正确;向量c 与向量b 共线,所以由平面向量的基本定理可知,它们的线性组合不能表示出同一平面内的任意向量,∴选项C 错误;a ·b =0,所以a ⊥b ,夹角是90°,向量a 在向量b 方向上的投影为|a |cos90°=0,∴D 正确.
7.(2015·湖南师大附中月考)若等边△ABC 边长为23,平面内一点M 满足CM →=12CB →+
2
3OA →,则MA →·MB →
=( )
A .-1
B . 2
C .-2
D .2 3
[答案] C
[解析] 建立如图所示的直角坐标系,根据题设条件可知:A (0,3),B (-3,0),C (3,0),
设M (a ,b ),CM →=12CB →+23OA →=1
2(-23,0)+23(0,2)=(-3,2),
又CM →=OM →-OC →
=(a ,b )-(3,0)=(a -3,b ),
∴⎩⎪⎨⎪⎧
a -3=-3,
b =2,
∴a =0,b =2, ∴M (0,2),所以MA →=(0,1),MB →
=(-3,-2), 因此MA →·MB →=-2.故选C .
8.(2015·石光中学阶段测试)已知m >0,n >0,向量a =(m,1),b =(1-n,1),且a ∥b ,则
1
m +2
n
的最小值是( ) A .2 B .2+1 C .22-1 D .3+2 2
[答案] D
[解析] ∵a ∥b ,∴m -(1-n )=0,∴m +n =1,
∵m >0,n >0,∴1m +2n =(1m +2n )·(m +n )=3+n m +2m
n ≥3+2 2.
等号成立时,⎩⎪⎨⎪⎧
n m =2m n ,m +n =1,
即⎩⎪⎨⎪⎧
m =2-1,
n =2- 2.
9.(文)(2014·河南淇县一中模拟)已知双曲线x 2
-y 2
3
=1的左顶点为A 1,右焦点为F 2,P
为双曲线右支上一点,则P A 1→·PF 2→
的最小值为( )
A .-2
B .-8116
C .1
D .0
[答案] A
[解析] 由条件知,A 1(-1,0),F 2(2,0),∵P 在双曲线右支上,∴P 在上半支与下半支上结论相同,
设P (x 0,
3x 20-3),x 0≥1,
∴P A 1→·PF 2→=(-1-x 0,-3x 20-3)·
(2-x 0,-3x 20-3)=(-1-x 0)(2-x 0)+(3x 20-3)=4x 2
0-
x 0-5=4(x 0-18)2-8116

∴当x 0=1时,(P A 1→·PF 2→
)min =-2,故选A .
(理)(2015·成都市树德中学期中)已知a =(x 5,y 26),b =(x 5,-y 26),曲线a ·b =1上一点M
到F (7,0)的距离为11,N 是MF 的中点,O 为坐标原点,则|ON |=( )
A .11
2
B .212
C .12
D .212或12
[答案] B
[解析] 由a ·b =1得,x 225-y 2
24=1,易知F (7,0)为其焦点,设另一焦点为F 1,由双曲线的
定义,||MF 1|-|MF ||=10,∴|MF 1|=1或21,显然|MF 1|=1不合题意,
∴|MF 1|=21,ON 为△MF 1F 2的中位线,∴|ON |=
212
. 10.(2014·开滦二中期中)已知△ABC 中,AB =AC =4,BC =43,点P 为BC 边所在直线上的一个动点,则AP →·(AB →+AC →)满足( )
A .最大值为16
B .最小值为4
C .为定值8
D .与P 的位置有关
[答案] C
[解析] 设BC 边中点为D ,〈AP →,AD →〉=α,则|AD →|=|AP →
|·cos α,
∵AB =AC =4,BC =43,∴∠BAC =120°,∴0°≤α≤60°, ∴AP →·(AB →+AC →)=AP →·2AD →=2|AP →|·|AD →|·cos α =2|AD →
|2=8.
11.(2014·哈六中期中)已知四边形ABCD 中,AD ∥BC ,∠BAC =45°,AD =2,AB =2,BC =1,P 是边AB 所在直线上的动点,则|PC →+2PD →
|的最小值为( )
A .2
B .4
C .522
D .25
2
[答案] C
[解析] ∵AB =2,BC =1,∠BAC =45°, ∴AB ·sin ∠BAC =BC ,∴AC ⊥BC ,
以C 为原点直线BC 与AC 分别为x 轴、y 轴建立直角坐标系如图,则C (0,0),B (-1,0),A (0,1),D (2,1),
∵P 在直线AB :y -x =1上,
∴设P (x 0,1+x 0),则PC →+2PD →
=(-x 0,-1-x 0)+2(2-x 0,-x 0)=(4-3x 0,-1-3x 0), ∴|PC →+2PD →
|2=(4-3x 0)2+(-1-3x 0)2=18x 20-18x 0+17=18(x 0
-12)2+252, ∴当x 0=12时,|PC →+2PD →
|min =522
,故选C .
12.(文)(2015·遵义航天中学二模)在△ABC 中,已知D 是AB 边上一点,若AD →=2DB →,CD →
=13
CA →+λCB →
,则λ的值为( ) A .23
B .13
C .-13
D .-23
[答案] A
[解析] 在△ABC 中,已知D 是AB 边上一点∵AD →=2DB →,CD →=13CA →+λCB →,∴CD →=CA →+AD

=CA →+23AB →=CA →+23(CB →-CA →)=13CA →+23CB →
,∴λ=23
,故选A .
(理)(2014·海南省文昌市检测)如图,四边形OABC 是边长为1的正方形,OD =3,点P 为△BCD 内(含边界)的动点,设OP →=αOC →+βOD →
(α,β∈R ),则α+β的最大值等于( )
A .14
B .43
C .13
D .1
[答案] B
[解析] 以O 为原点,OA 、OC 分别为x 轴、y 轴建立平面直角坐标系,则由条件知,C (0,1),A (1,0),B (1,1),D (3,0),OP →=αOC →+βOD →
=(3β,α),
设P (x ,y ),则⎩
⎪⎨⎪⎧
x =3β,
y =α,
∵P 在△BCD 内,∴⎩⎨⎧
x +3y -3≥0,
x +2y -3≤0,
y ≤1.
∴⎩⎨⎧
β+α-1≥0,3β+2α-3≤0,α≤1.
作出可行域如图,
作直线l 0:α+β=0,平移l 0可知当移到经过点A (1,13)时,α+β取最大值4
3,故选B .
第Ⅱ卷(非选择题 共90分)
二、填空题(本大题共4个小题,每小题4分,共16分,把正确答案填在题中横线上.) 13.(文)(2015·鹰潭一中、宜春中学、新余四中联考)向量a ,b ,c 在单位正方形网格中的位置如图所示,则a ·(b +c )=
________.
[答案] 3
[解析] 如图建立平面直角坐标系,
则a =(1,3),b =(3,-1)-(1,1)=(2,-2),c =(3,2)-(5,-1)=(-2,3),∴b +c =(0,1), ∴a ·(b +c )=(1,3)·(0,1)=3.
(理)(2015·山西忻州四校联考)已知m ,n 是夹角为120°的单位向量,向量a =t m +(1-t )n ,
若n ⊥a ,则实数t =________.
[答案] 2
3
[解析] ∵m ,n 是夹角为120°的单位向量,向量a =t m +(1-t )n ,n ⊥a ,∴n ·a =n ·[t m +(1-t )n ]=t m ·n +(1-t )n 2=t cos120°+1-t =1-32t =0,∴t =23
.
14.(2014·三亚市一中月考)已知向量a 与向量b 的夹角为120°,若向量c =a +b ,且a ⊥c ,则|a |
|b |
的值为________.
[答案] 1
2
[解析] ∵〈a ,b 〉=120°,a ⊥c ,c =a +b ,∴a ·c =a ·(a +b )=|a |2+a ·b =|a |2-1
2|a |·|b |=0,
∴|a ||b |=12
. 15.(文)(2015·湖北教学合作十月联考)已知向量a 与向量b 的夹角为120°,若(a +b )⊥(a -2b )且|a |=2,则b 在a 上的投影为________.
[答案] -
33+1
8
[解析] a ·b =|a |·|b |cos120°=-|b |, ∵(a +b )⊥(a -2b ),∴(a +b )·(a -2b )=0, ∴2|b |2
-|b |-4=0,∴|b |=33+14

所以b 在a 上的投影为a ·b |a |=-|b |
|a |=-33+18
.
(理)(2015·合肥市两校联考)若α,β是一组基底,向量γ=x ·α+y ·β(x ,y ∈R ),则称(x ,y )为向量γ在基底α,β下的坐标,现已知向量a 在基底p =(1,-1),q =(2,1)下的坐标为(-2,2),则a 在另一组基底m =(-1,1),n =(1,2)下的坐标为________.
[答案] (0,2)
[解析] a =-2p +2q =-2(1,-1)+2(2,1)=(2,4), 设a =x m +y n =(y -x ,x +2y ),则
⎩⎪⎨⎪⎧ y -x =2,x +2y =4,∴⎩⎪⎨⎪⎧
x =0,
y =2.
16.(文)(2015·开封市二十二校大联考)已知向量OA →=(3,-1),OB →=(0,2),若OC →·AB →=0,
AC →=λOB →
,则实数λ的值为________.
[答案] 2
[解析] 设OC →=(x ,y ),∵OA →=(3,-1),OB →
=(0,2), ∴AB →
=(-3,3).
由向量的运算可知OC →·AB →
=-3x +3y =0,∴x =y , AC →=(x -3,y +1)=λOB →
=(0,2λ),
∴⎩⎪⎨⎪⎧
x -3=0,y +1=2λ,
∴λ=2. (理)(2015·娄底市名校联考)如图,Ox 、Oy 是平面内相交成120°的两条数轴,e 1,e 2分别是与x 轴、y 轴正方向同向的单位向量,若向量OP →
=x e 1+y e 2,则将有序实数对(x ,y )叫做向量OP →在坐标系xOy 中的坐标.若OP →=(3,2),则|OP →
|=________.
[答案]
7
[解析] 由题意可得e 1·e 2=cos120°=-1
2.
|OP →|=(3e 1+2e 2)2=
9|e 1|2+4|e 2|2+12e 1·e 2

9+4-6=7.
三、解答题(本大题共6个小题,共74分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.) 17.(本小题满分12分)(2015·皖南八校联考)如图,∠AOB =π
3,动点A 1,A 2与B 1,B 2分
别在射线OA ,OB 上,且线段A 1A 2的长为1,线段B 1B 2的长为2,点M ,N 分别是线段A 1B 1,A 2B 2的中点.
(1)用向量A 1A 2→与B 1B 2→表示向量MN →
; (2)求向量MN →
的模.
[解析] (1)MN →=MA 1→+A 1A 2→+A 2N →,MN →=MB 1→+B 1B 2→+B 2N →
,两式相加,并注意到点M 、N 分别是线段A 1B 1、A 2B 2的中点,得MN →=12
(A 1A 2→+B 1B 2→
).
(2)由已知可得向量A 1A 2→与B 1B 2→
的模分别为1与2,夹角为π3,
所以A 1A 2→·B 1B 2→=1,由MN →=12(A 1A 2→+B 1B 2→)得,
|MN →|=14
(A 1A 2→+B 1B 2→)2 =12
A 1A 2→2+
B 1B 2→2+2A 1A 2→·B 1B 2→
=72
.
18.(本小题满分12分)(文)(2014·宝鸡市质检)在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,q =(2a,1),p =(2b -c ,cos C )且q ∥p .
(1)求sin A 的值;
(2)求三角函数式-2cos2C 1+tan C
+1的取值范围.
[解析] (1)∵q =(2a,1),p =(2b -c ,cos C )且q ∥p ,∴2b -c =2a cos C 由正弦定理得2sin A cos C =2sin B -sin C , 又sin B =sin(A +C )=sin A cos C +cos A sin C , ∴1
2
sin C =cos A sin C , ∵sin C ≠0,∴cos A =1
2,
又∵0<A <π,∴A =π3,∴sin A =3
2
.
(2)原式=-2cos2C
1+tan C +1=1-2(cos 2C -sin 2C )1+sin C cos C =1-2cos 2C +2sin C cos C =sin2C -cos2C =2sin(2C -π4
). ∵0<C <2π3,∴-π4<2C -π4<13π12
, ∴-22<sin(2C -π4
)≤1, ∴-1<2sin(2C -π4)≤2, 即三角函数式-2cos2C 1+tan C
+1的取值范围为(-1,2]. (理)(2014·山东省德州市期中)在平面直角坐标系xOy 中,已知四边形OABC 是等腰梯形,
A (6,0),C (1,3),点M 满足OM →=12
OA →,点P 在线段BC 上运动(包括端点),如图.
(1)求∠OCM 的余弦值;
(2)是否存在实数λ,使(OA →-λOP →)⊥CM →,若存在,求出满足条件的实数λ的取值范围,
若不存在,请说明理由.
[解析] (1)由题意可得OA →=(6,0),OC →=(1,3),OM →=12
OA →=(3,0),CM →=(2,-3),CO →=(-1,-3),
∴cos ∠OCM =cos 〈CO →,CM →〉=CO →·CM →|CO →||CM →|=714. (2)设P (t ,3),其中1≤t ≤5,λOP →=(λt ,3λ),
OA →-λOP →=(6-λt ,-3λ),CM →=(2,-3),
若(OA →-λOP →)⊥CM →,则(OA →-λOP →)·CM →=0,
即12-2λt +3λ=0⇒(2t -3)λ=12,若t =32
,则λ不存在,
若t ≠32,则λ=122t -3
, ∵t ∈[1,32)∪(32,5],故λ∈(-∞,-12]∪[127
,+∞). 19.(本小题满分12分)(2014·河北冀州中学期中)在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别
为a 、b 、c ,已知m =(cos 3A 2,sin 3A 2),n =(cos A 2,sin A 2
),且满足|m +n |= 3. (1)求角A 的大小;
(2)若|AC →|+|AB →|=3|BC →|,试判断△ABC 的形状.
[解析] (1)由|m +n |=3,得m 2+n 2+2m ·n =3,
即1+1+2(cos 3A 2cos A 2+sin 3A 2sin A 2
)=3, ∴cos A =12.∵0<A <π,∴A =π3
. (2)∵|AC →|+|AB →|=3|BC →|,∴sin B +sin C =3sin A ,
∴sin B +sin(2π3-B )=3×32
, 即32sin B +12cos B =32
, ∴sin(B +π6)=32
. ∵0<B <2π3,∴π6<B +π6<5π6
, ∴B +π6=π3或2π3,故B =π6或π2
. 当B =π6时,C =π2;当B =π2时,C =π6
. 故△ABC 是直角三角形.
20.(本小题满分12分)(2014·西工大附中四模)已知向量a =(cos x ,cos x ),b =(sin x ,-cos x ),设函数f (x )=2a ·b +1.
(1)求函数f (x )的最小正周期;
(2)求函数f (x )在区间[π8,3π4
]上的最小值和最大值. [解析] (1)f (x )=2(cos x sin x -cos 2x )+1=sin2x -cos2x =2sin(2x -π4
). 因此,函数f (x )的最小正周期为π.
(2)因为f (x )=2sin(2x -π4)在区间[π8,3π8]上为增函数,在区间[3π8,3π4]上为减函数,又f (π8
)=0,f (3π8)=2,f (3π4)=2sin(3π2-π4)=-2cos π4
=-1, 故函数f (x )在区间[π8,3π4
]上的最大值为2,最小值为-1. 21.(本小题满分12分)(2015·东北育才学校一模)已知向量a =(cos x ,-12
),b =(3sin x ,cos2x ),设函数f (x )=a ·b .
(1)求f (x )的单调递增区间;
(2)求f (x )在[0,π2
]上的最大值和最小值. [解析] (1)f (x )=a ·b =cos x ·3sin x -12cos2x =32sin2x -12cos2x =sin(2x -π6
). 当2k π-π2≤2x -π6≤2k π+π2时,解得k π-π6≤x ≤k π+π3
, ∴f (x )=sin(2x -π6)的单调递增区间为[k π-π6,k π+π3
](k ∈Z ). (2)当x ∈[0,π2]时,(2x -π6)∈[-π6,5π6
], ∴sin(2x -π6)∈[-12
,1], 所以,f (x )在[0,π2]上的最大值和最小值分别为1,-12
. 22.(本小题满分14分)(文)(2014·成都七中模拟)已知O 为坐标原点,OA →=(2sin 2x,1),OB
→=(1,-23sin x cos x +1),f (x )=OA →·OB →+m .
(1)若f (x )的定义域为[-π2
,π],求y =f (x )的单调递增区间; (2)若f (x )的定义域为[π2
,π],值域为[2,5],求m 的值. [解析] (1)f (x )=2sin 2x -23sin x cos x +1+m
=1-cos2x -3sin2x +1+m =-2sin(2x +π6
)+2+m , 由π2+2k π≤2x +π6≤3π2
+2k π(k ∈Z )得, k π+π6≤x ≤k π+2π3
, ∴y =f (x )在R 上的单调递增区间为[k π+π6,k π+2π3
](k ∈Z ),
又f (x )的定义域为[-π2
,π], ∴y =f (x )的增区间为[-π2,-π3],[π6,2π3
]. (2)当π2≤x ≤π时,7π6≤2x +π6≤13π6
, ∴-1≤sin(2x +π6)≤12
, ∴1+m ≤f (x )≤4+m ,∴⎩⎪⎨⎪⎧
1+m =2,
4+m =5,
∴m =1. (理)(2014·浙江省五校联考)已知函数f (x )=(3sin ωx +cos ωx )cos ωx -12
,其中ω>0,f (x )的最小正周期为4π.
(1)求函数f (x )的单调递增区间;
(2)在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别是a 、b 、c ,且满足(2a -c )cos B =b cos C ,求函数f (A )的取值范围.
[解析] f (x )=3sin ωx ·cos ωx +cos 2ωx -12
=32sin2ωx +12cos2ωx =sin(2ωx +π6). ∵2π2ω=4π,∴ω=14,f (x )=sin(x 2+π6
). (1)由2k π-π2≤x 2+π6≤2k π+π2
(k ∈Z )得: 4k π-4π3≤x ≤4k π+2π3
(k ∈Z ). ∴f (x )的单调递增区间是[4k π-4π3,4k π+2π3
](k ∈Z ). (2)由正弦定理得,(2sin A -sin C )cos B =sin B ·cos C ,
∴2sin A cos B =sin(B +C ),
∵sin(B +C )=sin(π-A )=sin A >0,
∴cos B =12,∵0<B <π,∴B =π3
, ∴0<A <2π3,π6<A 2+π6<π2,∴f (A )∈(12
,1).。

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