高考数学第五章平面向量专题19平面向量的数量积及其应用考场高招大全
高考数学(文)《平面向量》专题复习
第1节 平面向量的概念及线性运算、 平面向量基本定理
600分基础 考点&考法
❖考点29 平面向量的基本概念及线性运算 ❖考点30 平面向量的坐标运算
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考点29 平面向量的基本概念及线性运算
❖考法1 平面向量的有关概念 ❖考法2 平面向量的线性运算
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考点29 平面向量的基本概念及线性运算
【注意】①向量数乘的特殊情况:当λ=0时,λa=0;当a=0时,λa=0.②实数和向量可 以求积,但不能求和、求差.③正确区分向量数量积与向量数乘的运算律.
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考法2 平面向量的线性运算
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考点30 平面向量的坐标运算
❖考法3 平面向量基本定理的应用 ❖考法4 平面向量的共线问题 ❖考法5 平面向量的坐标表示与运算
1.向量的有关概念
2.向量的线性运算
考法1 平面向量的有关概念
解决平面向量的有关概念的问题时,应注意以下两点: 1.应正确理解向量的概念 ①向量既有大小,又有方向,任意两个向量不能比较大小,只可以 判断它们是否相等,但它们的模可以比较大小;②大小与方向是向 量的两个要素,分别是向量的代数特征与几何特征;③向量可以自 由平移,任一组平行向量都可以移到同一直线上. 2.正确理解共线向量与平行向量 共线向量就是平行向量,其要求是几个非零向量的方向相同或相反, 当然向量所在直线可以平行,也可以重合,其中“共线”的含义不 同于平面几何中“共线”的含义.
(2)b在a方向上的投影是 一个数量,当0°≤θ< 90°时为正;当90°<θ ≤180°时为负;当θ= 90°时为0.
考点31 平面向量的数量积
【注意】x1y2-x2y1=0与x1x2+y1y2=0不同,前者是两向量a=(x1,y1), b=(x2,y2)共线的充要条件,后者是它们垂直的充要条件.
(北京专用)2019版高考数学一轮复习 第五章 平面向量 第三节 平面向量的数量积与平面向量应用举例
5.(2016北京,9,5分)已知向量a=(1, 3 ),b=( 3 ,1),则a与b夹角的大小为
6
.
答案
6
解析 ∵cos<a,b>= a b = 1 3 3 1= 3 ,
|a||b|
22
2
∴a与b夹角的大小为 .
6
考点突破
考点一 平面向量数量积的运算
典例1 (1)(2017北京朝阳期中)已知三角形ABC外接圆的半径为1(O为 圆心),且 OB+ O=C0,| |O=A2| |,则AB · C等A 于BC ( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
答案 C 设a与b的夹角为θ, ∵(2a+b)·b=0,∴2a·b+b2=0, ∴2|a|·|b|cos θ+b2=0, 又∵|a|=|b|,
∴2|a|2cos θ+|a|2=0,∴cos θ=- 1 ,
2
又∵0°≤θ≤180°,∴θ=120°.故选C.
2.(2017北京西城二模)设向量a=(2,1),b=(0,-2),则与a+2b垂直的向量可以
是 ( A )
A.(3,2) B.(3,-2) C.(4,6) D.(4,-6)
答案 A 由题意,可知a+2b=(2,-3).利用两非零向量数量积为0可推出 两向量垂直,检验四个选项,只有A符合题意.
3.若非零向量a,b满足|a|=|b|,(2a+b)·b=0,则a与b的夹角为 ( C )
A.4 B.3 C.2 D.1
解析
A
易知 OA=(1,3), A=B(-3,k-3),∵ ⊥OA ,
AB
∴ OA· A=B0,即1×(-3)+3(k-3)=0,解得k=4.故选A.
2019高考数学复习:平面向量的数量积及其应用
第3节 平面向量的数量积及其应用最新考纲 1.理解平面向量数量积的含义及其物理意义;2.了解平面向量的数量积与向量投影的关系;3.掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算;4.能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量的垂直关系;5.会用向量的方法解决某些简单的平面几何问题;6.会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题.知 识 梳 理1.平面向量数量积的有关概念(1)向量的夹角:已知两个非零向量a 和b ,记OA →=a ,OB →=b ,则∠AOB =θ(0°≤θ≤180°)叫做向量a 与b 的夹角.(2)数量积的定义:已知两个非零向量a 与b ,它们的夹角为θ,则a 与b 的数量积(或内积)a ·b =|a ||b |cos_θ.规定:零向量与任一向量的数量积为0,即0·a =0. (3)数量积的几何意义:数量积a ·b 等于a 的长度|a |与b 在a 的方向上的投影|b |cos_θ的乘积.2.平面向量数量积的性质及其坐标表示设向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),θ为向量a ,b 的夹角. (1)数量积:a ·b =|a ||b |cos θ=x 1x 2+y 1y 2.(2)模:|a |=a ·a =x 21+y 21.(3)夹角:cos θ=a ·b |a ||b |=x 1x 2+y 1y 2x 21+y 21·x 22+y 22. (4)两非零向量a ⊥b 的充要条件:a ·b =0⇔x 1x 2+y 1y 2=0. (5)|a ·b |≤|a ||b |(当且仅当a ∥b 时等号成立)⇔|x 1x 2+y 1y 2|≤ x 21+y 21·x 22+y 22.3.平面向量数量积的运算律 (1)a ·b =b ·a (交换律).(2)λa ·b =λ(a ·b )=a ·(λb )(结合律).(3)(a +b )·c =a ·c +b ·c (分配律). [常用结论与微点提醒]1.两个向量a ,b 的夹角为锐角⇔a ·b >0且a ,b 不共线;两个向量a ,b 的夹角为钝角⇔a ·b <0且a ,b 不共线.2.平面向量数量积运算的常用公式 (1)(a +b )·(a -b )=a 2-b 2. (2)(a +b )2=a 2+2a ·b +b 2. (3)(a -b )2=a 2-2a ·b +b 2.3.数量积运算律要准确理解、应用,例如,a ·b =a ·c (a ≠0)不能得出b =c ,两边不能约去同一个向量.诊 断 自 测1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”) (1)两个向量的夹角的范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2.( )(2)向量在另一个向量方向上的投影为数量,而不是向量.( )(3)两个向量的数量积是一个实数,向量的加、减、数乘运算的运算结果是向量.( )(4)若a ·b =a ·c (a ≠0),则b =c .( ) 解析 (1)两个向量夹角的范围是[0,π].(4)由a ·b =a ·c (a ≠0)得|a ||b |·cos 〈a ,b 〉=|a ||c |·cos 〈a ,c 〉,所以向量b 和c 不一定相等.答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)×2.(2018·云南11校跨区调研)平面向量a 与b 的夹角为45°,a =(1,1),|b |=2,则|3a +b |等于( ) A.13+6 2 B.2 5 C.30D.34解析 依题意得a 2=2,a ·b =2×2×cos 45°=2,|3a +b |=(3a +b )2=9a 2+6a ·b +b 2=18+12+4=34,选D. 答案 D3.(2017·全国Ⅰ卷)已知向量a =(-1,2),b =(m ,1).若向量a +b 与a 垂直,则m =________.解析 由题意得a +b =(m -1,3),因为a +b 与a 垂直,所以(a +b )·a =0,所以-(m -1)+2×3=0,解得m =7. 答案 74.(必修4P104例1改编)已知|a |=5,|b |=4,a 与b 的夹角θ=120°,则向量b 在向量a 方向上的投影为________.解析 由数量积的定义知,b 在a 方向上的投影为 |b |cos θ=4×cos 120°=-2. 答案 -25.(2017·山东卷)已知e 1,e 2是互相垂直的单位向量,若3e 1-e 2与e 1+λe 2的夹角为60°,则实数λ的值是________. 解析 cos 60°=(3e 1-e 2)·(e 1+λe 2)|3e 1-e 2||e 1+λe 2|=3-λ3+11+λ2 =12,解之得λ=33.答案 33考点一 平面向量的数量积及在平面几何中的应用【例1】 (1)(2018·河南天一联考测试)如图,在△ABC 中,AB =3,AC =5,∠BAC =60°,D ,E 分别是AB ,AC 的中点,连接CD ,BE 交于点F ,连接AF ,取CF 的中点G ,连接BG ,则AF →·BG →=________.(2)(2018·莆田三月检测)在直角梯形ABCD 中,∠A =90°,AD ∥BC ,BC =2AD ,△ABD 的面积为1,若DE →=12EC →,BE ⊥CD ,则DA →·DC →=________. 解析 (1)依题意,F 是△ABC 的重心, AF →=23×12(AB →+AC →)=13(AB →+AC →), BG →=12(BF →+BC →)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫13BA →+43BC →=12⎝ ⎛⎭⎪⎫43AC →-53AB →=23AC →-56AB →, 故AF →·BG →=13(AB →+AC →)·⎝ ⎛⎭⎪⎫23AC →-56AB →=9536.(2)如图,以B 为坐标原点,BC ,BA 所在直线为x 轴、y 轴建立平面直角坐标系,设|AD |=a (a >0),则|BC |=2a ,又S △ABD =1, ∴|AB |=2a ,∴A ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,2a ,B (0,0),C (2a ,0),D ⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,2a .设E (x ,y ),则DE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -a ,y -2a ,EC →=(2a -x ,-y ),∵DE →=12EC →,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫x -a ,y -2a =12(2a -x ,-y )=⎝ ⎛⎭⎪⎫a -x 2,-y 2,则⎩⎪⎨⎪⎧x -a =a -x 2,y -2a =-y 2,即⎩⎪⎨⎪⎧x =43a ,y =43a ,∴E ⎝ ⎛⎭⎪⎫43a ,43a ,∴BE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫43a ,43a ,CD →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-a ,2a ,∵BE ⊥CD ,∴BE →·CD →=0,∴43a ·(-a )+43a ·2a=0,解得a 2=2,∴DA →·DC →=(-a ,0)·⎝ ⎛⎭⎪⎫a ,-2a =-a 2=- 2. 答案 (1)9536 (2)- 2规律方法 1.求两个向量的数量积有三种方法:利用定义;利用向量的坐标运算;利用数量积的几何意义.2.解决涉及几何图形的向量数量积运算问题时,可先利用向量的加减运算或数量积的运算律化简再运算.但一定要注意向量的夹角与已知平面角的关系是相等还是互补.【训练1】 (1)(2018·武汉三调)在平行四边形ABCD 中,点M ,N 分别在边BC ,CD 上,且满足BC =3MC ,DC =4NC ,若AB =4,AD =3,则AN →·MN →=( ) A.-7B.0C.7D.7(2)(2017·天津卷)在△ABC 中,∠A =60°,AB =3,AC =2,若BD →=2DC →,AE →=λAC →-AB →(λ∈R ),且AD →·AE →=-4,则λ的值为________.解析 (1)以AB →,AD →为基底,AN →=AD →+34AB →,MN →=CN →-CM →=14CD →-13CB →=-14AB→+13AD →,AN →·MN →=⎝ ⎛⎭⎪⎫AD →+34AB →·⎝ ⎛⎭⎪⎫-14AB →+13AD →=13⎝ ⎛⎭⎪⎫AD →2-916AB →2=13(9-9)=0. (2)AB →·AC →=3×2×cos 60°=3,AD →=13AB →+23AC →,则AD →·AE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫13AB →+23AC →·(λAC →-AB →)=λ3×3+2λ3×4-13×9-23×3=-4⇒λ=311.答案 (1)B (2)311考点二 平面向量的夹角与垂直【例2】 (1)(2017·全国Ⅲ卷)已知向量a =(-2,3),b =(3,m ),且a ⊥b ,则m =________.(2)(2018·洛阳一模)已知平面向量a ,b 满足|a |=2,|b |=1,a 与b 的夹角为2π3,且(a +λb )⊥(2a -b ),则实数λ的值为( ) A.-7B.-3C.2D.3(3)若向量a =(k ,3),b =(1,4),c =(2,1),已知2a -3b 与c 的夹角为钝角,则k 的取值范围是________.解析 (1)由题意,得-2×3+3m =0,∴m =2.(2)依题意得a ·b =2×1×cos 2π3=-1,(a +λb )·(2a -b )=0,即2a 2-λb 2+(2λ-1)a ·b =0,则-3λ+9=0,λ=3.(3)∵2a -3b 与c 的夹角为钝角,∴(2a -3b )·c <0, 即(2k -3,-6)·(2,1)<0,解得k <3.又若(2a -3b )∥c ,则2k -3=-12,即k =-92. 当k =-92时,2a -3b =(-12,-6)=-6c , 即2a -3b 与c 反向.综上,k 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-92∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-92,3.答案 (1)2 (2)D (3)⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-92∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-92,3规律方法 1.根据平面向量数量积的性质:若a ,b 为非零向量,cos θ=a ·b|a ||b |(夹角公式),a ⊥b ⇔a ·b =0等,可知平面向量的数量积可以用来解决有关角度、垂直问题.2.数量积大于0说明不共线的两向量的夹角为锐角,数量积等于0说明不共线的两向量的夹角为直角,数量积小于0且两向量不共线时两向量的夹角为钝角. 【训练2】 (1)(2018·广东省际名校联考)已知向量a ,b 满足|a |=2|b |=2,且(a +3b )⊥(a -b ),则a ,b 夹角的余弦值为________.(2)(2016·全国Ⅰ卷)设向量a =(m ,1),b =(1,2),且|a +b |2=|a |2+|b |2,则m =________.解析 (1)∵|a |=2|b |=2,且(a +3b )⊥(a -b ), ∴(a +3b )·(a -b )=0,即a 2+2a ·b -3b 2=0, 故有a ·b =-12,则cos 〈a ,b 〉=-14.(2)由|a +b |2=|a |2+|b |2,得a ⊥b ,所以m ×1+1×2=0,得m =-2. 答案 (1)-14 (2)-2考点三 平面向量的模及其应用【例3】 (1)(2017·全国Ⅰ卷)已知向量a ,b 的夹角为60°,|a |=2,|b |=1,则|a +2b |=________.(2)(2016·四川卷改编)已知正△ABC 的边长为23,平面ABC 内的动点P ,M 满足|AP →|=1,PM →=MC →,则|BM →|2的最大值是________.解析 (1)|a +2b |2=(a +2b )2=|a |2+2|a |·|2b |·cos 60°+(2|b |)2=22+2×2×2×12+22=4+4+4=12,∴|a +2b |=12=2 3. (2)建立平面直角坐标系如图所示,则B (-3,0),C (3,0),A (0,3),则点P 的轨迹方程为x 2+(y -3)2=1.设P (x ,y ),M (x 0,y 0),则x =2x 0-3,y =2y 0,代入圆的方程得⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0-322+⎝ ⎛⎭⎪⎫y 0-322=14,所以点M 的轨迹方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -322+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -322=14,它表示以⎝ ⎛⎭⎪⎫32,32为圆心,以12为半径的圆,所以|BM →|max =⎝ ⎛⎭⎪⎫32+32+⎝⎛⎭⎪⎫32-02+12=72,所以|BM →|2max =494. 答案 (1)23 (2)494规律方法 1.求向量的模的方法:(1)公式法,利用|a |=a ·a 及(a ±b )2=|a |2±2a ·b +|b |2,把向量的模的运算转化为数量积运算;(2)几何法,利用向量的几何意义,即利用向量加减法的平行四边形法则或三角形法则作出向量,再利用余弦定理等方法求解.2.求向量模的最值(范围)的方法:(1)代数法,把所求的模表示成某个变量的函数,再用求最值的方法求解;(2)几何法(数形结合法),弄清所求的模表示的几何意义,结合动点表示的图形求解.【训练3】 (1)(2018·湖北七市联合调考)平面向量a ,b ,c 不共线,且两两所成的角相等,若|a |=|b |=2,|c |=1,则|a +b +c |=________.(2)已知直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,∠ADC =90°,AD =2,BC =1,P 是腰DC 上的动点,则|PA →+3PB →|的最小值为________.解析 (1)由|a +b +c |2=a 2+b 2+c 2+2a ·b +2a ·c +2b ·c =9+2×2×2cos 120°+2×2×1×cos 120°+2×2×1×cos 120°=9-4-2-2=1,则|a +b +c |=1. (2)以D 为原点,分别以DA ,DC 所在直线为x 轴,y 轴建立如图所示的平面直角坐标系,设DC =a ,DP =x (0≤x ≤a ),∴D (0,0),A (2,0),C (0,a ),B (1,a ),P (0,x ).PA →=(2,-x ),PB →=(1,a -x ),∴PA →+3PB →=(5,3a -4x ),|PA →+3PB →|2=25+(3a -4x )2≥25,当x =3a 4时取等号.∴|PA →+3PB →|的最小值为5. 答案 (1)1 (2)5基础巩固题组 (建议用时:40分钟)一、选择题1.(2017·全国Ⅱ卷)设非零向量a ,b 满足|a +b |=|a -b |,则( )A.a ⊥bB.|a |=|b |C.a ∥bD.|a |>|b |解析 由|a +b |=|a -b |平方得a 2+2a·b +b 2=a 2-2a·b +b 2,即a·b =0,则a ⊥b . 答案 A2.(2018·合肥质检)设向量a ,b 满足|a +b |=4,a ·b =1,则|a -b |=( ) A.2B.2 3C.3D.2 5解析 由|a +b |=4,a ·b =1可得,a 2+b 2=16-2=14,∴|a -b |2=a 2-2a ·b +b 2=14-2×1=12,∴|a -b |=2 3. 答案 B3.(2018·华中师大高考联盟质检)已知向量a =(2,1),b =(1,m ),c =(2,4),且(2a -5b )⊥c ,则实数m =( ) A.-310B.-110C.110D.310解析 因为2a -5b =2(2,1)-5(1,m )=(-1,2-5m ),又(2a -5b )⊥c ,所以(2a -5b )·c =0,则(-1,2-5m )·(2,4)=-2+4(2-5m )=0,解得m =310. 答案 D4.(2018·西安八校联考)已知点A (-1,1),B (1,2),C (-2,-1),D (3,4),则向量CD →在AB →方向上的投影是( ) A.322B.-322C.3 5D.-3 5解析 依题意得,AB →=(2,1),CD →=(5,5),AB →·CD →=(2,1)·(5,5)=15,|AB →|=5,因此向量CD →在AB →方向上的投影是AB →·CD →|AB →|=155=3 5.答案 C5.(2018·大连测试)若向量a ,b 的夹角为π3,且|a |=2,|b |=1,则a 与a +2b 的夹角为( ) A.π6B.π3C.2π3D.5π6解析 ∵向量a ,b 的夹角为π3,且|a |=2,|b |=1,∴a ·b =2×1×cos π3=1,|a +2b |=|a |2+4a ·b +4|b |2 =22+4×1+4×12=23,∴cos 〈a ,a +2b 〉=a ·(a +2b )|a ||a +2b |=a 2+2a ·b |a ||a +2b |=22+2×12×23=32,∵〈a ,a +2b 〉∈[0,π],∴〈a ,a +2b 〉=π6. 答案 A 二、填空题6.(2018·河南百校联盟联考)已知向量a =(2,1),b =(3,-1),则|a +b |(2a +b )·(a -b )=________.解析 ∵a =(2,1),b =(3,-1),∴a +b =(5,0),2a +b =(7,1),a -b =(-1,2),∴|a +b |=5,(2a +b )·(a -b )=-5,∴|a +b |(2a +b )·(a -b )=-1.答案 -17.已知向量OA →=(3,-4),OB →=(6,-3),OC →=(5-m ,-3-m ),若∠ABC 为锐角,则实数m 的取值范围是________. 解析 由已知得AB →=OB →-OA →=(3,1), AC →=OC →-OA →=(2-m ,1-m ).若AB →∥AC →,则有3(1-m )=2-m ,解得m =12. 由题设知,BA →=(-3,-1),BC →=(-1-m ,-m ). ∵∠ABC 为锐角,∴BA →·BC →=3+3m +m >0,可得m >-34.由题意知,当m =12时,AB →∥AC →,且AB →与AC →同向. 故当∠ABC 为锐角时,实数m 的取值范围是 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-34,12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-34,12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞8.(2017·北京卷)已知点P 在圆x 2+y 2=1上,点A 的坐标为(-2,0),O 为原点,则AO →·AP →的最大值为________.解析 设P (cos α,sin α),∴AP →=(cos α+2,sin α),∴AO →·AP →=(2,0)·(cos α+2,sin α)=2cos α+4≤6,当且仅当cos α=1时取等号. 答案 6 三、解答题9.(2017·德州一模)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,向量m =(cos(A -B ),sin(A -B )),n =(cos B ,-sin B ),且m ·n =-35. (1)求sin A 的值;(2)若a =42,b =5,求角B 的大小及向量BA →在BC →方向上的投影. 解 (1)由m ·n =-35,得cos(A -B )cos B -sin(A -B )sin B =-35,所以cos A =-35.因为0<A <π, 所以sin A =1-cos 2A =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-352=45. (2)由正弦定理,得a sin A =bsin B , 则sin B =b sin A a =5×4542=22,因为a >b ,所以A >B ,且B 是△ABC 一内角,则B =π4. 由余弦定理得(42)2=52+c 2-2×5c ×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35, 解得c =1,c =-7舍去,故向量BA →在BC →方向上的投影为|BA →|cos B =c cos B =1×22=22.10.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且满足(2a -c )BA →·BC →=cCB →·CA →.(1)求角B 的大小;(2)若|BA →-BC →|=6,求△ABC 面积的最大值.解 (1)由题意得(2a -c )cos B =b cos C .根据正弦定理得(2sin A -sin C )cos B =sin B cos C , 所以2sin A cos B =sin(C +B ), 即2sin A cos B =sin A ,因为A ∈(0,π),所以sin A >0,所以cos B =22,又B ∈(0,π),所以B =π4.(2)因为|BA →-BC →|=6,所以|CA →|=6,即b =6,根据余弦定理及基本不等式得6=a 2+c 2-2ac ≥2ac -2ac =(2-2)ac (当且仅当a =c 时取等号),即ac ≤3(2+2),故△ABC 的面积S =12ac sin B ≤3(2+1)2, 即△ABC 的面积的最大值为32+32.能力提升题组(建议用时:20分钟)11.(2018·江西新高考联盟质检)在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,向量m =⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,c 2,n =(cos C ,cos A ),且m ·n =b cos B ,则B 的值是( ) A.π6 B.π3 C.π2 D.2π3解析 ∵m ·n =a 2cos C +c 2cos A ,且m ·n =b cos B . ∴a 2cos C +c 2cos A =b cos B ,即a cos C +c cos A =2b cos B .由正弦定理,得sin A cos C +sin C cos A =2sin B cos B ,则sin(A +C )=2sin B cos B ,即sin B =2sin B cos B .∵0<B <π,sin B ≠0,∴cos B =12,∴B =π3.答案 B12.(2017·浙江卷)已知向量a ,b 满足|a |=1,|b |=2,则|a +b |+|a -b |的最小值是________,最大值是________.解析 由题意,不妨设b =(2,0),a =(cos θ,sin θ),则a +b =(2+cos θ,sin θ),a -b =(cos θ-2,sin θ).令y =|a +b |+|a -b | =(2+cos θ)2+sin 2θ+(cos θ-2)2+sin 2θ =5+4cos θ+5-4cos θ,则y 2=10+225-16cos 2θ∈[16,20].由此可得(|a +b |+|a -b |)max =20=25,(|a +b |+|a -b |)min =16=4,即|a +b |+|a -b |的最小值是4,最大值是2 5.答案 4 2 513.在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,已知向量a =(-1,2),又点A (8,0),B (n ,t ),C (k sin θ,t )(0≤θ≤π2).(1)若AB →⊥a ,且|AB →|=5|OA →|,求向量OB →;(2)若向量AC →与向量a 共线,当k >4,且t sin θ取最大值4时,求OA →·OC →.解 (1)由题设知AB →=(n -8,t ),∵AB →⊥a ,∴8-n +2t =0. 又∵5|OA →|=|AB →|,∴5×64=(n -8)2+t 2=5t 2,得t =±8.当t =8时,n =24;当t =-8时,n =-8,∴OB →=(24,8)或OB →=(-8,-8).(2)由题设知AC →=(k sin θ-8,t ),∵AC →与a 共线,∴t =-2k sin θ+16, t sin θ=(-2k sin θ+16)sin θ=-2k (sin θ-4k )2+32k .∵k >4,∴0<4k <1,∴当sin θ=4k 时,t sin θ取得最大值32k .由32k =4,得k =8,此时θ=π6,OC →=(4,8),∴OA →·OC →=(8,0)·(4,8)=32.。
高考文科数学平面向量数量积及向量应用空间直角坐标系考点讲解
高考复习讲义
平面向量的数量积与向量的应用、空间直角坐标系
考点全通关 13
考点四 平面向量应用举例
1.向量在平面几何中的应用
基于向量的线性运算和数量积运算具有鲜明的几何背景,平面几何图形的许多性质,如全 等、相似、平行、垂直等都可以由向量的线性运算与数量积表示出来.
高考文科数学平面向量数量积及向量应 间直角坐标系考点讲解
高考复习讲义 考情精解读 1
考纲解读
命题规律
命题趋势
平面向量的数量积与向量的应用、空间直角坐标系
1.理解平面向量数量积的含义与其物理意义. 2.了解平面向量的数量积与向量投影的关系. 3.掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算. 4.能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量 的垂直关系. 5.会用向量方法解决某些简单的平面几何问题. 6.会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题. 7.了解空间直角坐标系,会用空间直角坐标表示点的位置. 8.会推导空间两点间的距离公式.
1.预计高考对本讲内容的考查以向量的长度、角度与数 量积为主. 2.以向量数量积的运算为载体,综合考查三角函数、解 析几何等知识是一种新的趋势,复习时应予以关注.
高考复习讲义 考点全通关 1 1.向量的夹角
平面向量的数量积与向量的应用、空间直角坐标系 考点一 平面向量的数量积
图5-3-1
所有理想化模型均忽略对所研究问 题无影响的因素,是研究问题的一种 理想方法.在高中学习的理想模型还 有:点电荷、理想气体、弹簧振子、 点光源等.
高考数学专题二 微专题19 平面向量的数量积及最值与范围问题
微专题19
平面向量的数量积 及最值与范围问题
考情分析
平面向量的数量积有关的最值和范围问题是高考的热点之一, 其基本题型是根据已知条件求某个变量的范围、最值,比如向 量的模、数量积、夹角、系数的范围等.解决思路是建立目标 函数的解析式,转化为求函数(二次函数、三角函数)等的最值 或应用基本不等式.同时向量兼顾“数”与“形”的双重身份, 所以还有一种思路是数形结合,应用图形的几何性质.一般难 度较大.
=x-322+(y-2)2-245.
又x-322+(y-2)2 表示圆 x2+y2=1 上一点到点32,2距离的平方,圆 心(0,0)到点32,2的距离为52, 所以P→A·P→B∈52-12-245,52+12-245, 即P→A·P→B∈[-4,6].
跟踪训练2 (1)如图,已知 AOB 是半径为 4,圆心角为π2的扇形,点 E,
(2)已知向量 a,b 满足a-b=3,a=2b,设 a-b 与 a+b 的夹角为 θ, 则 cos θ 的最小值为
A.45
√B.35
C.13
D.25
令b2=t,则a2=4b2=4t, 则a-b2=(a-b)2=a2-2a·b+b2=9,2a·b=5t-9, 由 5t-9=2a·b≤2ab=4t 得 t≤9, 由 5t-9=2a·b≥-2ab=-4t 得 t≥1, 所以 1≤t≤9,a+b= a+b2= a2+2a·b+b2= 10t-9, 所以 cos θ=aa++bb·aa--bb= 1a02t--b92×3= 10tt-9= 10tt-2 9, 令 y=10tt-2 9,显然 y>0,t2-10yt+9y=0,
解得1≤z≤3,所以z的最大值是3,即λ+μ的最大值是3.
2024届新高考一轮复习北师大版 第5章 第3节 平面向量的数量积及平面向量应用举例 课件(64张)
B.-1
C.-6
D.-18
D
由题意知 cos
〈a,b〉=sin
17π 3
=sin
6π-π3
=-sin
π 3
=
-
3 2
,所以 a·b=|a||b|cos 〈a,b〉=1×2
3
×-
3
2
=-3,b·(2a-b)
=2a·b-b2=-18.故选 D.
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3.在 Rt△ABC 中,∠ABC=60°,∠BAC=90°,则向量B→A 在向量
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[常用结论] 1.平面向量数量积运算的常用公式 ①(a+b)·(a-b)=a2-b2;②(a±b)2=a2±2a·b+b2; ③a2+b2=0⇒a=b=0. 2.有关向量夹角的两个结论 ①两个向量 a 与 b 的夹角为锐角,则有 a·b>0,反之不成立(因为夹角 为 0 时不成立).
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规定 零向量与任一向量的数量积为 0
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(2)当 0°≤〈a,b〉<90°时,a·b>0;当〈a,b〉=90°时,a·b=0; 当 90°<〈a,b〉≤180°时,a·b<0;当〈a,b〉=0°时,a·b=|a||b|;当 〈a,b〉=180°时,a·b=-|a||b|.
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(3)投影向量
大一轮复习讲义 数学(BSD)
第五章 平面向量、复数 第三节 平面向量的数量积及平面向量应用举例
内 夯实·主干知识 容 探究·核心考点 索 引 课时精练
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【考试要求】 1.理解平面向量数量积的含义及其物理意义.2.了解平 面向量的数量积与向量投影的关系.3.掌握数量积的坐标表达式,会进行平 面向量数量积的运算.4.能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判 断两个平面向量的垂直关系.5.会用向量方法解决某其他一些实际问题.
2018年高考数学第五章平面向量专题19平面向量的数量积及其应用考场高招大全
专题十九平面向量的数量积及其应用考点42平面向量的数量积考场高招1 三大方法(定义法、坐标法、转化法)解决平面向量数量积问题1.解读高招2.典例指引1(1)(2017届山西临汾一中等五校三联)如图,在△ABC中,AD⊥AB,=3,||=1,则的值为()A.1B.2C.3D.4(2)在菱形ABCD中,对角线AC=4,E为CD的中点,则=()A.8B.10C.12D.14(3)如图,BC,DE是半径为1的圆O的两条直径,=2,则的值是()A.-B.-C.-D.-(2)(坐标法)特殊化处理,用正方形代替菱形,边长为2,以A为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,则A(0,0),C(2,2),E(,2).所以=(2,2),=(,2).所以=2+2³2=12.故选C.(3)(转化法)∵=2,r=1,∴||==()²()=²()+=+0-1=-,故选B.【答案】(1)C(2)C(3)B3.亲临考场1.(2014课标Ⅱ,理3)设向量a,b满足|a+b|=,|a-b|=,则a²b=()A.1B.2C.3D.5【答案】 A∵|a+b|=,∴(a+b)2=10,即a2+b2+2a²b=10.①∵|a-b|=,∴(a-b)2=6,即a2+b2-2a²b=6.②由①②可得a²b=1.故选A.2.(2013课标Ⅱ,理13)已知正方形ABCD的边长为2,E为CD的中点,则= .【答案】2高手解惑典题(2017四川资阳一诊)已知△ABC的外接圆半径为1,圆心为O,且满足+2+4=0,则= ()A.-B.-C.D.考生困惑:感觉所求的无法和已知条件联系到一起.如何将已知条件+2+4=0通过转化得到所求的,采用什么运算方式达到转化目的是困惑点.解惑绝招:第一步:明确转化法分析已知条件含有三个向量,观察所求,联系到,代入所求=()²,问题可以转化为求,这一步体现了利用“转化法”的指导作用.第二步:借助平方技巧如何将已知+2+4=0进行转化,达到消去的目的是解题的关键.将已知变形为2=-4,借助两边平方技巧,既能达到消去的目的,又能得到,胜利就在眼前!第三步:回扣条件顺利求解利用△ABC的外接圆半径为1,即||=||=||=1,化简第二步得到的等式,顺利求解.【解析】由+2+4=0,得2=-4,两边平方,得4+4=16.因为△ABC的外接圆半径为1,所以||=||=||=1.所以4+1+4=16.所以.所以=()²-1=.故选C.考场高招2 求向量a在向量b方向上的投影的方法1.解读高招方向上的投影为2.典例指引2(1)(2017辽宁葫芦岛第二次考试)已知向量a,b满足|a|=1,a⊥b,则向量a-2b在向量-a方向上的投影为()A.0B.1C.2D.-1(2)圆O为△ABC的外接圆,半径为2,若=2,且||=||,则向量在向量方向上的投影为【答案】 (1)D(2)33.亲临考场1.(2016陕西西安质检)已知向量a,b满足|a|=3,|b|=2,且a⊥(a+b),则b在a方向上的投影为()A.3B.-3C.-D.【答案】 B由a⊥(a+b)得a²(a+b)=0,即a2+a²b=0,于是a²b=-9,因此b在a方向上的投影为=-3.2.(2017江西抚州七校联考)在Rt△AOB中,=0,||=,||=2,AB边上的高线为OD,点E位于线段OD上,若,则向量在向量方向上的投影为()A. B.1 C.1或 D.【答案】 D因为•=0,所以OA⊥OB,|AB|=5,S△OAB=²AB²OD=²OA²OB.所以OD==2.因为=||²||²cos∠DEA=,所以||²||=.所以(2-||)²||=,即||=或||=.故选D.考点43 平面向量的长度与角度考场高招3 平面向量基本定理的应用方法1.解读高招>=2.典例指引3(1)(2017河北唐山期末)设向量a与b的夹角为θ,且a=(-2,1),a+2b=(2,3),则cos θ=()A.-B.C.D.-(2)若a,b均为非零向量,且(a-2b)⊥a,( b-2a)⊥b,则a,b的夹角为.【答案】 (1)A(2)3.亲临考场1.(2016课标Ⅲ,理3)已知向量,则∠ABC=()A.30°B.45°C.60°D.120°【答案】 A由题意得cos∠ABC==,所以∠ABC=30°,故选A.2.(2017湖南郴州二测)已知a,b均为单位向量,且(2a+b)²(a-2b)=-,则向量a,b的夹角为()A. B. C. D.【答案】 A设向量a,b的夹角为θ,因为|a|=|b|=1,所以(2a+b)²(a-2b)=-3a²b=-3cosθ=-,即cosθ=,θ=.故选A.3.(2017广东阶段测评)已知向量满足,||=2,||=1,E,F分别是线段BC,CD的中点,若=-,则向量的夹角为()A. B. C. D.考场高招4 巧用公式法、几何法求解向量的模1.解读高招2.典例指引4(1)已知平面向量a,b满足|a|=,|b|=2,a²b=-3,则|a+2b|= .(2)若向量=(1,-3), ||=||,=0,则||=3.亲临考场1.(2017课标Ⅰ,理13)已知向量a,b的夹角为60°,|a|=2,|b|=1,则|a+2b|= .【答案】 2【解析】因为|a+2b|2=(a+2b)2=|a|2+4²|a|²|b|²cos60°+4|b|2=22+4³2³1³+4³1=12,所以|a+2b |==2.2.(2017云南大理一测)已知向量a与b的夹角为30°,且|a |=,|b|=2,则|a-b|等于()A.1B.C.13D.【答案】 A因为a²b=|a|²|b|²cos<a,b>=3,所以|a-b |====1.故选A.考场高招5三法(代数法、几何法、不等式法)搞定向量模的最值1.解读高招2.典例指引5(1)已知点A,B,C在圆x2+y2=1上运动,且AB⊥BC,若点P的坐标为(2,0),则||的最大值为()A.6B.7C.8D.9(2)若平面向量a,b满足|2a-b|≤3,则a²b的最小值是.方法二:同方法一,得||=|2|.又,所以||=|2|=|-3|====7,当且仅当∠POB=180°时取等号,故||的最大值为7.方法三:同方法一,得||=|2|.设B(cosα,sinα),则|2|=|2(-2,0)+(cosα-2,sinα)|=|(-6+cosα,sinα)|==7,当cosα=-1,即B落在点(-1,0)处时取等号.故||的最大值为7.(2)由向量的数量积知,-|a||b|≤a²b≤|a||b|⇒|a||b|≥-a²b(当且仅当<a,b>=π时等号成立).由|2a-b|≤3⇒4|a|2-4a²b+|b|2≤9⇒9+4a²b≥4|a|2+|b|2≥4|a||b|≥-4a²b⇒a²b≥-(当且仅当2|a|=|b|,<a,b>=π时取等号),所以a²b的最小值为-.【答案】 (1)B(2)-3.亲临考场1.(2017课标Ⅱ,理12)已知△ABC是边长为2的等边三角形,P为平面ABC内一点,则²()的最小值是 ()A.-2B.-C.-D.-1所以²()=2x2-2y(-y)=2x2+2≥-.当点P的坐标为时,²()取得最小值为-,故选B.2.(2015天津,理14)在等腰梯形ABCD中,已知AB∥DC,AB=2,BC=1,∠ABC=60°.动点E和F分别在线段BC和DC上,且=λ,则的最小值为.【答案】=³1³1³cos120°-³1³2³cos180°-λ³1³1³cos120°+1³2³cos60°=-+1=+2,当且仅当λ=时等号成立.故应填.考点44 平面向量的综合应用考场高招6 用向量解决平面几何问题的“三部曲”1.解读高招2.典例指引6.(1)在平行四边形ABCD中,AD=1,∠BAD=60°,E为CD的中点.若=1,则AB的长为. (2)已知菱形ABCD的边长为2,∠BAD=120°,点E,F分别在边BC,DC上,BC=3BE,DC=λDF.若=1,则λ的值为.方法二:以A为原点,AB所在直线为x轴建立如图所示的平面直角坐标系,过点D作DM⊥AB于点M.由AD=1,∠BAD=60°,可知AM=,DM=.设|AB|=m(m>0),则B(m,0),C,D.因为E是CD的中点,所以E.所以.由=1可得=1,即2m2-m=0.所以m=0(舍去)或m=.故AB的长为.(2)如图,由题意可得=||²||cos120°=2³2³=-2.在菱形ABCD中,易知,所以=-2=1,解得λ=2.【答案】 (1)(2)23.亲临考场1.(2017课标Ⅲ,理12)在矩形ABCD中,AB=1,AD=2,动点P在以点C为圆心且与BD相切的圆上.若=λ+μ,则λ+μ的最大值为()A.3B.2C.D.2【答案】 A建立如图所示的平面直角坐标系,则A(0,1),B(0,0),D(2,1).设z=x-y+1,即x-y+1-z=0.因为点P(x,y)在圆(x-2)2+y2=上,所以圆心C到直线x-y+1-z=0的距离d≤r,即,解得1≤z≤3,所以z的最大值是3,即λ+μ的最大值是3,故选A.2.(2016湖北宜昌一模)已知△ABC的外接圆的圆心为O,半径为1,若3+4+5=0,则△AOC的面积为()A. B. C. D.3.(2016辽宁大连质检)设F1,F2为椭圆+y2=1的左、右焦点,过椭圆中心任作一条直线与椭圆交于P,Q两点,当四边形PF1QF2面积最大时,的值等于()A.0B.2C.4D.-2【答案】 D由题意得c==2=2³²|F1F2|²h(h为△PF1F2的边F1F2上的高),所以当h=b=1时,取最大值,此时∠F1PF2=120°,||=||=2.所以当四边形PF1QF2面积最大时,=||||cos120°=2³2³=-2.。
高考数学专题19平面向量的数量积及向量的应用(含解析)文(2021年整理)
考点19平面向量的数量积及向量的应用1.平面向量的数量积(1)理解平面向量数量积的含义及其物理意义. (2)了解平面向量的数量积与向量投影的关系.(3)掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算。
(4)能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量的垂直关系. 2.向量的应用(1)会用向量方法解决某些简单的平面几何问题。
(2)会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题。
一、平面向量的数量积 1.平面向量数量积的概念 (1)数量积的概念已知两个非零向量,我们把数量叫做向量与的数量积(或内积),记作,即,其中θ是与的夹角.【注】零向量与任一向量的数量积为0。
(2)投影的概念设非零向量与的夹角是θ,则()叫做向量在方向上(在方向上)的投影.如图(1)(2)(3)所示,分别是非零向量与的夹角为锐角、钝角、直角时向量在方向上的投影的情形,其中,它的意义是,向量在向量方向上的投影长是向量的长度.,a b||||c o s θab a b⋅a b ⋅=a b ||||c o s θa b aba b||co s θa ||c o s θb abbaa ba b1OB =||c o s θa ab1O B(3)数量积的几何意义由向量投影的定义,我们可以得到的几何意义:数量积等于的长度与在方向上的投影的乘积.2.平面向量数量积的运算律已知向量和实数,则①交换律:; ②数乘结合律:;③分配律:.二、平面向量数量积的坐标表示、模、夹角及性质设非零向量,是与的夹角.(1)数量积:。
(2)模:。
(3)夹角:。
(4)垂直与平行:;a ∥b ⇔a ·b =±|a ||b |。
【注】当与同向时,;当与反向时,.(5)性质:|a ·b |≤|a ||b |(当且仅当a ∥b 时等号成立)⇔. 三、平面向量的应用1.向量在平面几何中常见的应用已知。
⋅a b ⋅a b a||a ba||c o s θb ,,a b c λ⋅=⋅abba ()()λλ⋅=⋅a b a b =()λ⋅a b ()+⋅⋅+⋅a b c =a c b c 1122(,),(,)x y x y ==ab θab⋅=a b 1212||||c o s x xy y θ=+a b 2211||x y =⋅=+a a a c o s ||||θ⋅==a b a b 121212122222xx yy x y x y ++⋅+0⊥⇔⋅=⇔aba b 12120x x y y +=ab||||⋅=aba b ab ⋅=a b ||||-a b 121212222212|x xy xy x y +≤+⋅+1122(,),(,)x y x y ==ab(1)证明线段平行、点共线问题及相似问题,常用向量共线的条件:(2)证明线段垂直问题,如证明四边形是正方形、矩形,判断两直线(或线段)是否垂直等,常用向量垂直的条件:(其中为非零向量)(3)求夹角问题,若向量与的夹角为,利用夹角公式:(其中为非零向量)(4)求线段的长度或说明线段相等,可以用向量的模:,或(其中两点的坐标分别为)(5)对于有些平面几何问题,如载体是长方形、正方形、直角三角形等,常用向量的坐标法,建立平面直角坐标系,把向量用坐标表示出来,通过代数运算解决综合问题. 2.向量在物理中常见的应用(1)向量与力、速度、加速度及位移力、速度、加速度与位移的合成与分解,实质上就是向量的加减法运算。
2021年高考数学 考点汇总 考点19 平面向量的数量积、平面向量应用举例(含解析)
2021年高考数学 考点汇总 考点19 平面向量的数量积、平面向量应用举例(含解析) 一、选择题 1. (xx ·湖南高考文科·T10)与(xx ·湖南高考理科·T16)相同 在平面直角坐标系中,为原点,,,,动点满足,则的取值范围是( )A. B.C. D.【解题提示】把拆分为,再利用求解。
【解析】选D.()++=+++OA OB OD OA OB OC CD2. (xx ·上海高考文科·T17)(1,2,7)(1,2,7)i i i AB AP i ==如图,四个边长为1的小正方形排成一个大正方形,AB 是大正方形的一条边,P 是小正方形的其余顶点,则的不同值的个数为( )(A)7 (B)5 (C)3 (D)2 【解题提示】根据向量数量积的定义可得. 【解析】2511351470cos 2cos i i i i i i i i i i i i i iP P P AB AP AP P P P P AB AP AB AP BAP AB AP AB AP AP AB P P P AB AP AB AP BAP AB AP AP •=•=<>=••=•=•=<>=••当取,时,,当取,,时,当取,时,24.AB ==所以取值共有三个3. (xx ·浙江高考文科·T9)设为两个非零向量,的夹角,已知对任意实数,是最小值为1() A .若确定,则唯一确定 B .若确定,则唯一确定C.若确定,则唯一确定 D.若确定,则唯一确定【解题提示】由平面向量的数量积、模列出不等式,利用二次函数求最值.【解析】选B.依题意,对任意实数,恒成立,所以恒成立,若为定值,则当为定值时,二次函数才有定值.4. (xx·山东高考文科·T7)已知向量.若向量的夹角为,则实数=( )A、B、C、D、【解题指南】本题考查了平面向量的数量积的运算,利用数量积的坐标运算即可求得. 【解析】()33cos,2923a ba b a b a bm⋅=+⋅==+∴+==答案:B5.(xx·安徽高考文科·T10)10.设为非零向量,,两组向量和均由2个和2个排列而成,若所有可能取值中的最小值为,则与的夹角为()A. B. C. D.0【解题提示】对的可能结果进行讨论,根据各选项分别判断。
2019版高考数学(理科A版)一轮复习第五章 平面向量5.3 平面向量的数量积及其应用
= x2 4x 4 1 x2 + x2 4x 4 1 x2 = 5 4x + 5 4x
= ( 5 4x 5 4x )2 = 10 2 25 16x2 , ∵0≤x2≤1,故当x=0,即a⊥b时, |a+b|+|a-b|有最大值2 5 , 当x2=1,即a∥b时,|a+b|+|a-b|有最小值4. 答案 4;2 5
1
2
A·B
3
2 3
2
AC
2
AB
3
AC,
又
AB·
A=C3×2×cos
60°=3, =9,
AB=24,
2
AC
所以 AD· A=Eλ-3+
λ8-2= 11λ-5=-4,解得λ= 3.
33
11
答案 3
11
一题多解 以A为原点,AB所在直线为x轴建立平面直角坐标系,如图,因
为AB=3,AC=2,∠BAC=60°,所以B(3,0),C(1,
ab
(5)cos α=⑤ | a || b | (α是a与b的夹角).
3.向量数量积的运算律 (1)a·b=b·a(交换律). (2)(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb)(λ∈R)(数乘结合律). (3)(a+b)·c=a·c+b·c(分配律).
考点二 平面向量的长度问题
1.已知a=(x1,y1),b=(x2,y2).
x12.x1xy212
y1 y2 x22
y22
方法技巧
方法 1 求向量长度的方法
向量的长度即向量的模,通常有以下求解方法:
(1)|a|= a; a
(2)|a±b|= a;2 2a b b2 (3)若a=(x,y),则|a|= x;2 y2 (4)解向量所在三角形,转化为求三角形的边长;
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专题十九平面向量的数量积及其应用考点42平面向量的数量积考场高招1 三大方法(定义法、坐标法、转化法)解决平面向量数量积问题1.解读高招2.典例指引1(1)(2017届山西临汾一中等五校三联)如图,在△ABC中,AD⊥AB,=3,||=1,则的值为()A.1B.2C.3D.4(2)在菱形ABCD中,对角线AC=4,E为CD的中点,则=()A.8B.10C.12D.14(3)如图,BC,DE是半径为1的圆O的两条直径,=2,则的值是()A.-B.-C.-D.-(2)(坐标法)特殊化处理,用正方形代替菱形,边长为2,以A为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,则A(0,0),C(2,2),E(,2).所以=(2,2),=(,2).所以=2+2³2=12.故选C.(3)(转化法)∵=2,r=1,∴||==()²()=²()+=+0-1=-,故选B.【答案】(1)C(2)C(3)B3.亲临考场1.(2014课标Ⅱ,理3)设向量a,b满足|a+b|=,|a-b|=,则a²b=()A.1B.2C.3D.5【答案】 A∵|a+b|=,∴(a+b)2=10,即a2+b2+2a²b=10.①∵|a-b|=,∴(a-b)2=6,即a2+b2-2a²b=6.②由①②可得a²b=1.故选A.2.(2013课标Ⅱ,理13)已知正方形ABCD的边长为2,E为CD的中点,则= .【答案】2高手解惑典题(2017四川资阳一诊)已知△ABC的外接圆半径为1,圆心为O,且满足+2+4=0,则= ()A.-B.-C.D.考生困惑:感觉所求的无法和已知条件联系到一起.如何将已知条件+2+4=0通过转化得到所求的,采用什么运算方式达到转化目的是困惑点.解惑绝招:第一步:明确转化法分析已知条件含有三个向量,观察所求,联系到,代入所求=()²,问题可以转化为求,这一步体现了利用“转化法”的指导作用.第二步:借助平方技巧如何将已知+2+4=0进行转化,达到消去的目的是解题的关键.将已知变形为2=-4,借助两边平方技巧,既能达到消去的目的,又能得到,胜利就在眼前!第三步:回扣条件顺利求解利用△ABC的外接圆半径为1,即||=||=||=1,化简第二步得到的等式,顺利求解.【解析】由+2+4=0,得2=-4,两边平方,得4+4=16.因为△ABC的外接圆半径为1,所以||=||=||=1.所以4+1+4=16.所以.所以=()²-1=.故选C.考场高招2 求向量a在向量b方向上的投影的方法1.解读高招方向上的投影为2.典例指引2(1)(2017辽宁葫芦岛第二次考试)已知向量a,b满足|a|=1,a⊥b,则向量a-2b在向量-a方向上的投影为()A.0B.1C.2D.-1(2)圆O为△ABC的外接圆,半径为2,若=2,且||=||,则向量在向量方向上的投影为【答案】 (1)D(2)33.亲临考场1.(2016陕西西安质检)已知向量a,b满足|a|=3,|b|=2,且a⊥(a+b),则b在a方向上的投影为()A.3B.-3C.-D.【答案】 B由a⊥(a+b)得a²(a+b)=0,即a2+a²b=0,于是a²b=-9,因此b在a方向上的投影为=-3.2.(2017江西抚州七校联考)在Rt△AOB中,=0,||=,||=2,AB边上的高线为OD,点E位于线段OD上,若,则向量在向量方向上的投影为()A. B.1 C.1或 D.【答案】 D因为•=0,所以OA⊥OB,|AB|=5,S△OAB=²AB²OD=²OA²OB.所以OD==2.因为=||²||²cos∠DEA=,所以||²||=.所以(2-||)²||=,即||=或||=.故选D.考点43 平面向量的长度与角度考场高招3 平面向量基本定理的应用方法1.解读高招>=2.典例指引3(1)(2017河北唐山期末)设向量a与b的夹角为θ,且a=(-2,1),a+2b=(2,3),则cos θ=()A.-B.C.D.-(2)若a,b均为非零向量,且(a-2b)⊥a,( b-2a)⊥b,则a,b的夹角为.【答案】 (1)A(2)3.亲临考场1.(2016课标Ⅲ,理3)已知向量,则∠ABC=()A.30°B.45°C.60°D.120°【答案】 A由题意得cos∠ABC==,所以∠ABC=30°,故选A.2.(2017湖南郴州二测)已知a,b均为单位向量,且(2a+b)²(a-2b)=-,则向量a,b的夹角为()A. B. C. D.【答案】 A设向量a,b的夹角为θ,因为|a|=|b|=1,所以(2a+b)²(a-2b)=-3a²b=-3cosθ=-,即cosθ=,θ=.故选A.3.(2017广东阶段测评)已知向量满足,||=2,||=1,E,F分别是线段BC,CD的中点,若=-,则向量的夹角为()A. B. C. D.考场高招4 巧用公式法、几何法求解向量的模1.解读高招2.典例指引4(1)已知平面向量a,b满足|a|=,|b|=2,a²b=-3,则|a+2b|= .(2)若向量=(1,-3), ||=||,=0,则||=3.亲临考场1.(2017课标Ⅰ,理13)已知向量a,b的夹角为60°,|a|=2,|b|=1,则|a+2b|= .【答案】 2【解析】因为|a+2b|2=(a+2b)2=|a|2+4²|a|²|b|²cos60°+4|b|2=22+4³2³1³+4³1=12,所以|a+2b |==2.2.(2017云南大理一测)已知向量a与b的夹角为30°,且|a |=,|b|=2,则|a-b|等于()A.1B.C.13D.【答案】 A因为a²b=|a|²|b|²cos<a,b>=3,所以|a-b |====1.故选A.考场高招5三法(代数法、几何法、不等式法)搞定向量模的最值1.解读高招2.典例指引5(1)已知点A,B,C在圆x2+y2=1上运动,且AB⊥BC,若点P的坐标为(2,0),则||的最大值为()A.6B.7C.8D.9(2)若平面向量a,b满足|2a-b|≤3,则a²b的最小值是.方法二:同方法一,得||=|2|.又,所以||=|2|=|-3|====7,当且仅当∠POB=180°时取等号,故||的最大值为7.方法三:同方法一,得||=|2|.设B(cosα,sinα),则|2|=|2(-2,0)+(cosα-2,sinα)|=|(-6+cosα,sinα)|==7,当cosα=-1,即B落在点(-1,0)处时取等号.故||的最大值为7.(2)由向量的数量积知,-|a||b|≤a²b≤|a||b|⇒|a||b|≥-a²b(当且仅当<a,b>=π时等号成立).由|2a-b|≤3⇒4|a|2-4a²b+|b|2≤9⇒9+4a²b≥4|a|2+|b|2≥4|a||b|≥-4a²b⇒a²b≥-(当且仅当2|a|=|b|,<a,b>=π时取等号),所以a²b的最小值为-.【答案】 (1)B(2)-3.亲临考场1.(2017课标Ⅱ,理12)已知△ABC是边长为2的等边三角形,P为平面ABC内一点,则²()的最小值是 ()A.-2B.-C.-D.-1所以²()=2x2-2y(-y)=2x2+2≥-.当点P的坐标为时,²()取得最小值为-,故选B.2.(2015天津,理14)在等腰梯形ABCD中,已知AB∥DC,AB=2,BC=1,∠ABC=60°.动点E和F分别在线段BC和DC上,且=λ,则的最小值为.【答案】=³1³1³cos120°-³1³2³cos180°-λ³1³1³cos120°+1³2³cos60°=-+1=+2,当且仅当λ=时等号成立.故应填.考点44 平面向量的综合应用考场高招6 用向量解决平面几何问题的“三部曲”1.解读高招2.典例指引6.(1)在平行四边形ABCD中,AD=1,∠BAD=60°,E为CD的中点.若=1,则AB的长为. (2)已知菱形ABCD的边长为2,∠BAD=120°,点E,F分别在边BC,DC上,BC=3BE,DC=λDF.若=1,则λ的值为.方法二:以A为原点,AB所在直线为x轴建立如图所示的平面直角坐标系,过点D作DM⊥AB于点M.由AD=1,∠BAD=60°,可知AM=,DM=.设|AB|=m(m>0),则B(m,0),C,D.因为E是CD的中点,所以E.所以.由=1可得=1,即2m2-m=0.所以m=0(舍去)或m=.故AB的长为.(2)如图,由题意可得=||²||cos120°=2³2³=-2.在菱形ABCD中,易知,所以=-2=1,解得λ=2.【答案】 (1)(2)23.亲临考场1.(2017课标Ⅲ,理12)在矩形ABCD中,AB=1,AD=2,动点P在以点C为圆心且与BD相切的圆上.若=λ+μ,则λ+μ的最大值为()A.3B.2C.D.2【答案】 A建立如图所示的平面直角坐标系,则A(0,1),B(0,0),D(2,1).设z=x-y+1,即x-y+1-z=0.因为点P(x,y)在圆(x-2)2+y2=上,所以圆心C到直线x-y+1-z=0的距离d≤r,即,解得1≤z≤3,所以z的最大值是3,即λ+μ的最大值是3,故选A.2.(2016湖北宜昌一模)已知△ABC的外接圆的圆心为O,半径为1,若3+4+5=0,则△AOC的面积为()A. B. C. D.3.(2016辽宁大连质检)设F1,F2为椭圆+y2=1的左、右焦点,过椭圆中心任作一条直线与椭圆交于P,Q两点,当四边形PF1QF2面积最大时,的值等于()A.0B.2C.4D.-2【答案】 D由题意得c==2=2³²|F1F2|²h(h为△PF1F2的边F1F2上的高),所以当h=b=1时,取最大值,此时∠F1PF2=120°,||=||=2.所以当四边形PF1QF2面积最大时,=||||cos120°=2³2³=-2.。