第4节平面向量的综合应用

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§5.4 平面向量的综合应用

§5.4 平面向量的综合应用考情考向分析主要考查平面向量与函数、三角函数、不等式、数列、解析几何等综合性问题，求参数范围、最值等问题是考查的热点，一般以填空题的形式出现，偶尔会出现在解答题中，属于中档题.1.向量在平面几何中的应用(1)用向量解决常见平面几何问题的技巧：(2)用向量方法解决平面几何问题的步骤：平面几何问题――→设向量向量问题――→运算解决向量问题――→还原解决几何问题. 2.向量在解析几何中的应用向量在解析几何中的应用，是以解析几何中的坐标为背景的一种向量描述.它主要强调向量的坐标问题，进而利用直线和圆锥曲线的位置关系的相关知识来解答，坐标的运算是考查的主体.3.向量与相关知识的交汇平面向量作为一种工具，常与函数(三角函数)、解析几何结合，常通过向量的线性运算与数量积，向量的共线与垂直求解相关问题.知识拓展1.若G 是△ABC 的重心，则GA →＋GB →＋GC →＝0.2.若直线l 的方程为Ax ＋By ＋C ＝0，则向量(A ，B )与直线l 垂直，向量(－B ，A )与直线l 平行.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)若AB →∥AC →，则A ，B ，C 三点共线.( √ )(2)在△ABC 中，若AB →·BC →<0，则△ABC 为钝角三角形.( × )(3)若平面四边形ABCD 满足AB →＋CD →＝0，(AB →－AD →)·AC →＝0，则该四边形一定是菱形.( √ ) (4)设定点A (1,2)与动点P (x ，y )满足OP →·OA →＝4，则点P 的轨迹方程是x ＋2y －4＝0.( √ ) (5)已知平面直角坐标系内有三个定点A (－2，－1)，B (0，10)，C (8,0)，若动点P 满足：OP →＝OA →＋t (AB →＋AC →)，t ∈R ，则点P 的轨迹方程是x －y ＋1＝0.( √ ) 题组二教材改编2.[P89习题T10]已知△ABC 的三个顶点的坐标分别为A (3,4)，B (5,2)，C (－1，－4)，则该三角形为________三角形. 答案直角解析 AB →＝(2，－2)，AC →＝(－4，－8)，BC →＝(－6，－6)， ∴|AB →|＝22＋(－2)2＝22，|AC →|＝16＋64＝45， |BC →|＝36＋36＝62， ∴|AB →|2＋|BC →|2＝|AC →|2， ∴△ABC 为直角三角形.3.[P93习题T7]若O 为△ABC 所在平面内一点，且满足(OB →－OC →)·(OB →＋OC →－2OA →)＝0，则△ABC 为________三角形.答案等腰解析 ∵OB →－OC →＝CB →＝AB →－AC →，OB →＋OC →－2OA →＝(OB →－OA →)＋(OC →－OA →)＝AB →＋AC →，由已知(OB →－OC →)·(OB →＋OC →－2OA →)＝0，得(AB →－AC →)·(AB →＋AC →)＝0，即(AB →－AC →)⊥(AB →＋AC →). ∴△ABC 为等腰三角形. 题组三易错自纠4.在△ABC 中，已知AB →＝(2,3)，AC →＝(1，k )，且△ABC 的一个内角为直角，则实数k 的值为________________. 答案－23或113或3±132解析 ①若A ＝90°，则有AB →·AC →＝0，即2＋3k ＝0，解得k ＝－23；②若B ＝90°，则有AB →·BC →＝0，因为BC →＝AC →－AB →＝(－1，k －3)，所以－2＋3(k －3)＝0，解得k ＝113；③若C ＝90°，则有AC →·BC →＝0，即－1＋k (k －3)＝0，解得k ＝3±132.综上所述，k ＝－23或113或3±132.5.在四边形ABCD 中，AC →＝(1,2)，BD →＝(－4,2)，则该四边形的面积为________. 答案 5解析依题意得AC →·BD →＝1×(－4)＋2×2＝0，所以AC →⊥BD →，所以四边形ABCD 的面积为 12|AC →|·|BD →|＝12×5×20＝5. 6.(2017·江苏南通中学月考)已知向量a ，b 满足|a |＝1，|b |＝2，且(a ＋b )⊥a ，则a 与b 的夹角为________. 答案 120°解析设a 与b 的夹角为θ，则0°≤θ≤180°，由题意，得(a ＋b )·a ＝0，∴a 2＋a ·b ＝1＋1×2cos θ＝0，∴cos θ＝－12，∴θ＝120°.题型一向量在平面几何中的应用典例 (1)在平行四边形ABCD 中，AD ＝1，∠BAD ＝60°，E 为CD 的中点.若AC →·BE →＝1，则AB ＝________. 答案 12解析在平行四边形ABCD 中，取AB 的中点F ，则BE →＝FD →，∴BE →＝FD →＝AD →－12AB →，又∵AC →＝AD →＋AB →，∴AC →·BE →＝(AD →＋AB →)·⎝ ⎛⎭⎪⎫AD →－12AB →＝AD →2－12AD →·AB →＋AD →·AB →－12AB →2＝|AD →|2＋12|AD →||AB →|cos 60°－12|AB →|2＝1＋12×12|AB →|－12|AB →|2＝1.∴⎝ ⎛⎭⎪⎫12－|AB →||AB →|＝0，又|AB →|≠0，∴|AB →|＝12.(2)已知O 是平面上的一定点，A ，B ，C 是平面上不共线的三个动点，若动点P 满足OP →＝OA →＋λ(AB →＋AC →)，λ∈(0，＋∞)，则点P 的轨迹一定通过△ABC 的________.答案重心解析由原等式，得OP →－OA →＝λ(AB →＋AC →)，即AP →＝λ(AB →＋AC →)，根据平行四边形法则，知AB →＋AC →是△ABC 的中线AD (D 为BC 的中点)所对应向量AD →的2倍，所以点P 的轨迹必过△ABC 的重心. 引申探究本例(2)中，若动点P 满足OP →＝OA →＋λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AB →|AB →|＋AC →|AC →|，λ∈(0，＋∞)，则点P 的轨迹一定通过△ABC 的________. 答案内心解析由条件，得OP →－OA →＝λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AB →|AB →|＋AC →|AC →|，即AP →＝λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AB →|AB →|＋AC →|AC →|，而AB →|AB →|和AC →|AC →|分别表示平行于AB →，AC →的单位向量，故AB →|AB →|＋AC →|AC →|平分∠BAC ，即AP →平分∠BAC ，所以点P 的轨迹必过△ABC 的内心.思维升华向量与平面几何综合问题的解法 (1)坐标法把几何图形放在适当的坐标系中，则有关点与向量就可以用坐标表示，这样就能进行相应的代数运算和向量运算，从而使问题得到解决. (2)基向量法适当选取一组基底，沟通向量之间的联系，利用向量间的关系构造关于未知量的方程进行求解.跟踪训练 (1)在△ABC 中，已知向量AB →与AC →满足⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AB →|AB →|＋AC →|AC →|·BC →＝0，且AB →|AB →|·AC →|AC →|＝12，则△ABC 为________三角形. 答案等边解析 AB→|AB →|，AC→|AC →|分别为平行于AB →，AC →的单位向量，由平行四边形法则可知AB →|AB →|＋AC →|AC →|为∠BAC 的平分线.因为⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AB →|AB →|＋AC →|AC →|·BC →＝0，所以∠BAC 的平分线垂直于BC ，所以AB ＝AC .又AB→|AB →|·AC→|AC →|＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪AB →|AB →|⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪AC →|AC →|·cos∠BAC ＝12，所以cos ∠BAC ＝12，又0<∠BAC <π，故∠BAC ＝π3，所以△ABC 为等边三角形. (2)如图，在平行四边形ABCD 中，AB ＝1，AD ＝2，点E ，F ，G ，H 分别是AB ，BC ，CD ，AD 边上的中点，则EF →·FG →＋GH →·HE →＝________.答案 32解析取HF 中点O ，则EF →·FG →＝EF →·EH →＝EO →2－OH →2＝1－⎝ ⎛⎭⎪⎫122＝34，GH →·HE →＝GH →·GF →＝GO →2－OH →2＝1－⎝ ⎛⎭⎪⎫122＝34，因此EF →·FG →＋GH →·HE →＝32.题型二向量在解析几何中的应用典例 (1)已知向量OA →＝(k,12)，OB →＝(4,5)，OC →＝(10，k )，且A ，B ，C 三点共线，当k <0时，若k 为直线的斜率，则过点(2，－1)的直线方程为________________. 答案 2x ＋y －3＝0解析 ∵AB →＝OB →－OA →＝(4－k ，－7)， BC →＝OC →－OB →＝(6，k －5)，且AB →∥BC →， ∴(4－k )(k －5)＋6×7＝0，解得k ＝－2或k ＝11.由k <0可知k ＝－2，则过点(2，－1)且斜率为－2的直线方程为y ＋1＝－2(x －2)，即2x ＋y －3＝0.(2)若点O 和点F 分别为椭圆x 24＋y 23＝1的中心和左焦点，点P 为椭圆上的任意一点，则OP →·FP→的最大值为________. 答案 6解析由题意，得F (－1,0)，设P (x 0，y 0)，则有x 204＋y 203＝1，解得y 2＝3⎝ ⎛⎭⎪⎫1－x 204，因为FP →＝(x 0＋1，y 0)，OP →＝(x 0，y 0)，所以OP →·FP →＝x 0(x 0＋1)＋y 20＝x 20＋x 0＋3⎝ ⎛⎭⎪⎫1－x 204＝x 204＋x 0＋3，对应的抛物线的对称轴方程为x 0＝－2，因为－2≤x 0≤2，故当x 0＝2时，OP →·FP →取得最大值224＋2＋3＝6.思维升华向量在解析几何中的“两个”作用(1)载体作用：向量在解析几何问题中出现，多用于“包装”，解决此类问题的关键是利用向量的意义、运算脱去“向量外衣”，导出曲线上点的坐标之间的关系，从而解决有关距离、斜率、夹角、轨迹、最值等问题.(2)工具作用：利用a ⊥b ⇔a ·b ＝0(a ，b 为非零向量)，a ∥b ⇔a ＝λb (b ≠0)，可解决垂直、平行问题，特别地，向量垂直、平行的坐标表示对于解决解析几何中的垂直、平行问题是一种比较简捷的方法.跟踪训练 (1)在平面直角坐标系中，O 为坐标原点，直线l ：x －ky ＋1＝0与圆C ：x 2＋y 2＝4相交于A ，B 两点，OM →＝OA →＋OB →，若点M 在圆C 上，则实数k ＝________. 答案 0解析设AB 的中点为D ，则有OM →＝OA →＋OB →＝2OD →， ∴|OM →|＝2|OD →|＝R ＝2(R 为圆C 的半径)， ∴|OD →|＝1.由点到直线的距离公式，得1＝|0－0＋1|k 2＋1，解得k ＝0.(2)(2017·江苏灌云中学质检)设F 1，F 2为椭圆x 24＋y 2＝1的左、右焦点，过椭圆中心任作一直线与椭圆交于P ，Q 两点，当四边形PF 1QF 2面积最大时，PF 1→·PF 2→的值为________. 答案－2解析由题意得c ＝a 2－b 2＝3，又12PF QF S 四边形＝122SPF F ＝2×12×F 1F 2·h (h 为P 点纵坐标的绝对值)，所以当h ＝b ＝1时，12PF QF S 四形边取得最大值，此时|PF 1→|＝|PF 2→|＝2，且∠F 1PF 2＝120°. 所以PF 1→·PF 2→＝|PF 1→||PF 2→|·cos 120°＝2×2×⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＝－2.题型三向量的其他应用命题点1 向量在不等式中的应用典例已知在Rt △ABC 中，∠C ＝90°，AB →·AC →＝9，S △ABC ＝6，P 为线段AB 上的点，且CP →＝x ·CA →|CA →|＋y ·CB→|CB →|，则xy 的最大值为________. 答案 3解析在Rt △ABC 中，由AB →·AC →＝9，得AB ·AC ·cos A ＝9，由面积为6，得AB ·AC ·sin A ＝12，由以上两式解得tan A ＝43，所以sin A ＝45，cos A ＝35，所以AB ·AC ＝15，所以AB ＝5，AC ＝3，BC ＝4. 又P 为线段AB 上的点，且CP →＝x 3·CA →＋y 4·CB →，故x 3＋y 4＝1≥2x 3·y4，即xy ≤3，当且仅当x 3＝y 4＝12，即x ＝32，y ＝2时取等号.命题点2 向量在解三角形中的应用典例在△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别是a ，b ，c ，若20aBC →＋15bCA →＋12cAB →＝0，则△ABC 最小角的正弦值等于________. 答案 35解析 ∵20aBC →＋15bCA →＋12cAB →＝0， ∴20a (AC →－AB →)＋15bCA →＋12cAB →＝0， ∴(20a －15b )AC →＋(12c －20a )AB →＝0， ∵AC →与AB →不共线，∴⎩⎪⎨⎪⎧20a －15b ＝0，12c －20a ＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧b ＝43a ，c ＝53a ，∴△ABC 最小角为角A ，∴cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc ＝169a 2＋259a 2－a22×43a ×53a ＝45，∴sin A ＝35.跟踪训练 (1)函数y ＝sin(ωx ＋φ)在一个周期内的图象如图所示，M ，N 分别是最高点、最低点，O 为坐标原点，且OM →·ON →＝0，则函数f (x )的最小正周期是______.答案 3解析由图象可知，M ⎝ ⎛⎭⎪⎫12，1，N ()x N ，－1，所以OM →·ON →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12，1·(x N ，－1)＝12x N －1＝0，解得x N ＝2，所以函数f (x )的最小正周期是2×⎝ ⎛⎭⎪⎫2－12＝3. (2)如图，在矩形ABCD 中，AB ＝2，AD ＝1，点E ，F 分别为DC ，BC 边上的动点，且满足EF ＝1，则AE →·AF →的最大值为________.答案 4解析取EF 的中点M ，则M 点的轨迹是以C 点为圆心，12为半径的圆的四分之一(在矩形内的四分之一)，而AE →·AF →＝(AE →＋AF →)2－(AE →－AF →)24＝4AM →2－FE →24＝AM →2－14≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤22＋⎝ ⎛⎭⎪⎫122－14＝4，当且仅当M 是BC 的中点时，(AE →·AF →)max ＝4.1.在△ABC 中，(BC →＋BA →)·AC →＝|AC →|2，则△ABC 的形状一定是________三角形. 答案直角解析由(BC →＋BA →)·AC →＝|AC →|2，得AC →·(BC →＋BA →－AC →)＝0，即AC →·(BC →＋BA →＋CA →)＝0,2AC →·BA →＝0，∴AC →⊥BA →，∴A ＝90°.又根据已知条件不能得到|AB →|＝|AC →|，故△ABC 一定是直角三角形.2.已知向量m ＝(1，cos θ)，n ＝(sin θ，－2)，且m ⊥n ，则sin 2θ＋6cos 2θ的值为________. 答案 2解析由题意可得m ·n ＝sin θ－2cos θ＝0，则tan θ＝2，所以sin 2θ＋6cos 2θ＝2sin θcos θ＋6cos 2θsin 2θ＋cos 2θ＝2tan θ＋6tan 2θ＋1＝2. 3.在△ABC 中，D 为△ABC 所在平面内一点，且AD →＝13AB →＋12AC →，则S △BCD S △ABD＝________.答案 13解析如图，由已知得点D 在△ABC 中与AB 平行的中位线上，且在靠近BC 边的三等分点处，从而有S △ABD ＝12S △ABC ，S △ACD ＝13S △ABC ，S △BCD ＝⎝⎛⎭⎪⎫1－12－13S △ABC ＝16S △ABC ，所以S △BCD S △ABD ＝13. 4.(2017·江苏如皋中学月考)在平面直角坐标系xOy 中，已知OA →＝(3，－1)，OB →＝(0,2)，若OC →⊥AB →，AC →＝λOB →，则实数λ的值为________. 答案 2解析 ∵在平面直角坐标系xOy 中，OA →＝(3，－1)， OB →＝(0,2)，∴AB →＝(－3,3)，设C (x ，y )，则AC →＝(x －3，y ＋1)， ∵OC →⊥AB →，AC →＝λOB →，∴－3x ＋3y ＝0，(x －3，y ＋1)＝(0,2λ)，∴⎩⎪⎨⎪⎧ x －3＝0，y ＋1＝2λ，x ＝y ，解得x ＝y ＝3，λ＝2.5.已知F 1，F 2分别为椭圆C ：x 29＋y 28＝1的左、右焦点，点E 是椭圆C 上的动点，则EF 1→·EF 2→的最大值、最小值分别为________.答案 8,7解析由题意可知椭圆的左、右焦点坐标分别为F 1(－1,0)，F 2(1,0)，设E (x ，y )(－3≤x ≤3)，则EF 1→＝(－1－x ，－y )，EF 2→＝(1－x ，－y )，所以EF 1→·EF 2→＝x 2－1＋y 2＝x 2－1＋8－89x 2＝x 29＋7，所以当x ＝0时，EF 1→·EF 2→有最小值7，当x ＝±3时，EF 1→·EF 2→有最大值8.6.若直线ax －y ＝0(a ≠0)与函数f (x )＝2cos 2x ＋1ln 2＋x 2－x的图象交于不同的两点A ，B ，且点C (6,0)，若点D (m ，n )满足DA →＋DB →＝CD →，则m ＋n ＝________.答案 2解析因为f (－x )＝2cos 2(－x )＋1ln 2－x 2＋x ＝2cos 2x ＋1－ln 2＋x 2－x＝－f (x )，且直线ax －y ＝0过坐标原点，所以直线与函数f (x )＝2cos 2x ＋1ln 2＋x 2－x 的图象的两个交点A ，B 关于原点对称，即x A ＋x B ＝0，y A ＋y B ＝0，又DA →＝(x A －m ，y A －n )，DB →＝(x B －m ，y B －n )，CD →＝(m －6，n )，由DA →＋DB →＝CD →，得x A －m ＋x B －m ＝m －6，y A －n ＋y B －n ＝n ，解得m ＝2，n ＝0，所以m ＋n ＝2.7.在菱形ABCD 中，若AC ＝4，则CA →·AB →＝________.答案－8解析设∠CAB ＝θ，AB ＝BC ＝a ，由余弦定理得a 2＝16＋a 2－8a cos θ，∴a cos θ＝2，∴CA →·AB →＝4×a ×cos(π－θ)＝－4a cos θ＝－8.8.已知|a |＝2|b |，|b |≠0，且关于x 的方程x 2＋|a |x －a ·b ＝0有两个相等的实根，则向量a 与b 的夹角是________.答案 2π3解析由已知可得Δ＝|a |2＋4a ·b ＝0，即4|b |2＋4×2|b |2cos θ＝0，∴cos θ＝－12. 又∵θ∈[0，π]，∴θ＝2π3. 9.已知O 为△ABC 内一点，且OA →＋OC →＋2OB →＝0，则△AOC 与△ABC 的面积之比是________.答案 1∶2解析如图所示，取AC 的中点D ，∴OA →＋OC →＝2OD →，∴OD →＝BO →，∴O 为BD 的中点，∴面积比为高之比.即S △AOC S △ABC ＝DO BD ＝12. 10.如图所示，半圆的直径AB ＝6，O 为圆心，C 为半圆上不同于A ，B 的任意一点，若P 为半径OC 上的动点，则(PA →＋PB →)·PC →的最小值为________.答案－92解析 ∵圆心O 是直径AB 的中点，∴PA →＋PB →＝2PO →，∴(PA →＋PB →)·PC →＝2PO →·PC →.∵|PO →|＋|PC →|＝3≥2|PO →|·|PC →|，∴|PO →|·|PC →|≤94，即(PA →＋PB →)·PC →＝2PO →·PC →＝－2|PO →|·|PC →|≥－92，当且仅当|PO →|＝|PC →|＝32时，等号成立.故最小值为－92. 11.已知点P (0，－3)，点A 在x 轴上，点Q 在y 轴的正半轴上，点M 满足PA →·AM →＝0，AM →＝－32MQ →，当点A 在x 轴上移动时，求动点M 的轨迹方程. 解设M (x ，y )为所求轨迹上任一点，设A (a,0)，Q (0，b )(b ＞0)，则PA →＝(a,3)，AM →＝(x －a ，y )，MQ →＝(－x ，b －y )，由PA →·AM →＝0，得a (x －a )＋3y ＝0.①由AM →＝－32MQ →，得 (x －a ，y )＝－32(－x ，b －y )＝⎝ ⎛⎭⎪⎫32x ，32(y －b )， ∴⎩⎪⎨⎪⎧ x －a ＝32x ，y ＝32y －32b ，∴⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝－x 2，b ＝y 3.∵b ＞0，∴y ＞0，把a ＝－x 2代入到①中，得－x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋x 2＋3y ＝0，整理得y ＝14x 2(x ≠0). ∴动点M 的轨迹方程为y ＝14x 2(x ≠0). 12.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＋32.13.已知O 是平面上的一定点，A ，B ，C 是平面上不共线的三个动点，若动点P 满足OP →＝OA →＋λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AB →|AB →|cos B ＋AC →|AC →|cos C ， λ∈(0，＋∞)，则________.(填序号) ①动点P 的轨迹一定通过△ABC 的重心；②动点P 的轨迹一定通过△ABC 的内心；③动点P 的轨迹一定通过△ABC 的外心；④动点P 的轨迹一定通过△ABC 的垂心.答案 ④解析由条件，得AP →＝λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AB →|AB →|cos B ＋AC →|AC →|cos C ，从而AP →·BC →＝λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AB →·BC →|AB →|cos B ＋AC →·BC →|AC →|cos C ＝λ·|AB →||BC →|cos(180°－B )|AB →|cos B ＋λ·|AC →||BC →|cos C |AC →|cos C＝0，所以AP →⊥BC →，则动点P 的轨迹一定通过△ABC 的垂心.14.已知O 为△ABC 的外心，且BO →＝λBA →＋μBC →.(1)若∠C ＝90°，则λ＋μ＝________；(2)若∠ABC ＝60°，则λ＋μ的最大值为________.答案 (1)12 (2)23解析 (1)若∠C ＝90°，则O 为AB 边的中点，BO →＝12BA →，即λ＝12，μ＝0，故λ＋μ＝12.(2)设△ABC 的三边长分别为a ，b ，c ，因为O 为△ABC 的外心，且BO →＝λBA →＋μBC →，所以⎩⎪⎨⎪⎧ BO →·BA →＝λBA →2＋μBA →·BC →，BO →·BC →＝λBA →·BC →＋μBC →2，即⎩⎪⎨⎪⎧ 12c 2＝λc 2＋12μac ，12a 2＝12λac ＋μa 2，化简得⎩⎪⎨⎪⎧ λc ＋12μa ＝12c ，12λc ＋μa ＝12a ，解得⎩⎪⎨⎪⎧ λ＝23－a 3c ，μ＝23－c 3a ，则λ＋μ＝43－⎝ ⎛⎭⎪⎫a 3c ＋c 3a ≤43－23＝23.15.(2017·江苏南京一中质检)在平行四边形ABCD 中，AD ＝1，∠BAD ＝60°，E 为CD 的中点.若AC →·BE →＝1，则AB 的长为________.答案 12解析在平行四边形ABCD 中，取AB 的中点F ，则BE →＝FD →，∴BE →＝FD →＝AD →－12AB →，又∵AC →＝AD →＋AB →，∴AC →·BE →＝(AD →＋AB →)·⎝⎛⎭⎪⎫AD →－12AB → ＝AD →2－12AD →·AB →＋AD →·AB →－12AB →2 ＝|AD →|2＋12|AD →||AB →|cos 60°－12|AB →|2 ＝1＋12×12|AB →|－12|AB →|2＝1. ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫12－|AB →||AB →|＝0，又|AB →|≠0，∴|AB →|＝12. 16.已知在△ABC 中，AB <AC ，∠BAC ＝90°，边AB ，AC 的长分别为方程x 2－2(1＋3)x ＋43＝0的两个实数根，若斜边BC 上有异于端点的E ，F 两点，且EF ＝1，∠EAF ＝θ，则tan θ的取值范围为________.答案 ⎝ ⎛⎦⎥⎤39，4311 解析由题可知AB ＝2，AC ＝23，BC ＝AB 2＋AC2＝4.建立如图所示的坐标系，则A (0,0)，B (2,0)，C (0,23).设BF →＝λBC →⎝ ⎛⎭⎪⎫λ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，34， BE →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫λ＋14BC →，则F (2－2λ，23λ)，E ⎝ ⎛⎭⎪⎫32－2λ，23λ＋32. 所以AE →·AF →＝(2－2λ，23λ)·⎝ ⎛⎭⎪⎫32－2λ，23λ＋32 ＝3－4λ－3λ＋4λ2＋12λ2＋3λ＝16λ2－4λ＋3＝16⎝ ⎛⎭⎪⎫λ－182＋114∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫114，9. 因为点A 到BC 边的距离d ＝AB ·AC BC＝3，所以△AEF 的面积S △AEF ＝12EF ·3＝32为定值. 所以S △AEF AE →·AF →＝12|AE →||AF →|sin θ|AE →||AF →|cos θ＝12tan θ，故tan θ＝2S △AEF AE →·AF →＝3AE →·AF →∈⎝ ⎛⎦⎥⎤39，4311.。

高考数学一轮复习平面向量应用举例公开课一等奖课件省赛课获奖课件

【例2】(1)已知向量 a (cos 3x , sin 3x ),b (cos x ,sin x ), x ［0, ］,
2
2
22
2
则函数 gx | a b | 的值域为_______.
(2)在△ABC中，角A、B、C所对的边分别为a、b、c，向量
p=(1-sinA, 12 ), q=(cos2A,2sinA),且p∥q.
【反思·感悟】平面几何问题的向量解法 (1)坐标法把几何图形放在适宜的坐标系中，就赋予了有关点与向量具体的坐标，这样就能进行对应的代数运算和向量运算，从而使问题得到解决. (2)基向量法适宜选用一组基底，沟通向量之间的联系，运用向量共线构造有关设定未知量的方程来进行求解.
向量在三角函数中的应用【办法点睛】平面对量与三角函数的综合问题的命题形式与解题思路 (1)题目条件给出向量的坐标中含有三角函数的形式，运用向量共线或垂直或等式成立等，得到三角函数的关系式，然后求解. (2)给出用三角函数表达的向量坐标，规定的是向量的模或者其它向量的体现形式，解题思路是通过向量的运算，运用三角函数在定义域内的有界性，求得值域等.
1 ( 1) 1 . 32 6
∵0≤x≤
,∴3
≤co1sθ≤1,∴0≤θ≤
2
.
3
∴θ的最大值为 ,此时x=0,
3
∴点P的坐标为(0,± )3.
【反思·感悟】1.向量法解决平面解析几何问题的核心是把点的坐标转换成向量的坐标，然后进行向量的运算. 2.相等向量、共线向量、垂直向量的坐标形式经惯用到，必须纯熟掌握.
【易错误区】无视对直角位置的讨论致误【典例】(2012·烟台模拟)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，求实数k应满足的条件； (2)若△ABC为直角三角形，求k的值.

平面向量的综合应用

平面向量的综合应用考点一平面向量与平面几何[典例] (优质试题·石家庄模拟)在平行四边形ABCD 中，|AB ―→|＝12，|AD ―→|＝8.若点M ，N 满足BM ―→＝3MC ―→，DN ―→＝2NC ―→，则AM ―→·NM ―→＝( )A ．20B ．15C ．36D ．6[解析] 法一：由BM ―→＝3MC ―→，DN ―→＝2NC ―→知，点M 是BC 的一个四等分点，且BM ＝34BC ，点N 是DC 的一个三等分点，且DN ＝23DC ，所以AM ―→＝AB ―→＋BM ―→＝AB ―→＋34AD ―→，AN ―→＝AD ―→＋DN ―→＝AD ―→＋23AB ―→，所以NM ―→＝AM ―→－AN ―→＝AB ―→＋34AD ―→－⎝ ⎛⎭⎪⎫AD ―→＋23AB ―→＝13AB ―→－ 14AD ―→，所以AM ―→·NM ―→＝⎝ ⎛⎭⎪⎫AB ―→＋34AD ―→·⎝ ⎛⎭⎪⎫13AB ―→－14AD ―→＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫AB ―→＋34AD ―→·⎝ ⎛⎭⎪⎫AB ―→－34AD ―→＝ 13⎝ ⎛⎭⎪⎫AB ―→2－916AD ―→2＝13⎝ ⎛⎭⎪⎫144－916×64＝36，故选C.法二：不妨设∠DAB 为直角，以AB 所在直线为x 轴，AD 所在直线为y 轴建立如图所示的平面直角坐标系．则M (12,6)，N (8,8)，所以AM ―→＝(12,6)，NM ―→＝(4，－2)，所以AM ―→·NM ―→＝12×4＋6×(－2)＝36，故选C.[答案] C[专题训练]1．若O 为△ABC 所在平面内任一点，且满足(OB ―→－OC ―→)·(OB ―→＋OC ―→－2OA ―→)＝0，则△ABC 的形状为( )A ．等腰三角形B ．直角三角形C ．正三角形D ．等腰直角三角形解析：选A 由(OB ―→－OC ―→)·(OB ―→＋OC ―→－2OA ―→)＝0，得CB ―→·(AB ―→＋AC ―→)＝0，∵AB ―→－AC ―→＝CB ―→，∴(AB ―→－AC ―→)·(AB ―→＋AC ―→)＝0，即|AB ―→|＝|AC ―→|，∴△ABC 是等腰三角形．2．(优质试题·西安质检)已知P 为△ABC 所在平面内一点，AB ―→＋PB ―→＋PC―→＝0，|AB ―→|＝|PB ―→|＝|PC ―→|＝2，则△ABC 的面积等于( ) A. 3B ．2 3C ．3 3D ．4 3解析：选B 由|PB ―→|＝|PC ―→|得，△PBC 是等腰三角形，取BC 的中点D ，连接PD (图略)，则PD ⊥BC ，又AB ―→＋PB ―→＋PC ―→＝0，所以AB ―→＝－(PB ―→＋PC ―→)＝－2PD ―→，所以PD ＝12AB ＝1，且PD ∥AB ，故AB ⊥BC ，即△ABC 是直角三角形，由|PB ―→|＝2，|PD ―→|＝1可得|BD ―→|＝3，则|BC ―→|＝23，所以△ABC 的面积为12×2×23＝2 3.3.如图，在扇形OAB 中，OA ＝2，∠AOB ＝90°，M 是OA 的中点，点P 在弧AB 上，则PM ―→·PB ―→的最小值为________．解析：如图，以O 为坐标原点，OA ―→为x 轴的正半轴，OB ―→为y 轴的正半轴建立平面直角坐标系，则M (1,0)，B (0,2)，设P (2cos θ，2sin θ)，θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π2，所以PM ―→·PB ―→＝(1－2cos θ，－2sin θ)·(－2cos θ，2－2sin θ)＝4－2cos θ－ 4sin θ＝4－2(cos θ＋2sin θ)＝4－25sin(θ＋φ)⎝⎛⎭⎪⎫其中sin φ＝55，c os φ＝255，所以PM ―→·PB ―→的最小值为4－2 5. 答案：4－2 5考点二平面向量与解析几何[典例] (优质试题·江苏高考)已知向量a ＝(cos x ，sin x )，b ＝(3，－3)，x ∈[0，π]．(1)若a ∥b ，求x 的值；(2)记f (x )＝a ·b ，求f (x )的最大值和最小值以及对应的x 的值．[解] (1)因为a ＝(cos x ，sin x )，b ＝(3，－3)，a ∥b ，所以－3cos x ＝3sin x ．则t a n x ＝－33.又x ∈[0，π]，所以x ＝5π6.(2)f (x )＝a ·b ＝(cos x ，sin x )·(3，－3)＝3cos x －3sin x ＝23cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋π6.因为x ∈[0，π]，所以x ＋π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6，7π6，从而－1≤cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋π6≤32. 于是，当x ＋π6＝π6，即x ＝0时，f (x )取到最大值3；当x ＋π6＝π，即x ＝5π6时，f (x )取到最小值－2 3.[专题训练]1．已知向量OA ―→＝(k,12)，OB ―→＝(4,5)，OC ―→＝(10，k )，且A ，B ，C 三点共线，当k <0时，若k 为直线的斜率，则过点(2，－1)的直线方程为________．解析：∵AB ―→＝OB ―→－OA ―→＝(4－k ，－7)，BC ―→＝OC ―→－OB ―→＝(6，k －5)，且AB ―→∥BC ―→，∴(4－k )(k －5)＋6×7＝0，解得k ＝－2或k ＝11.由k <0，可知k ＝－2，则过点(2，－1)且斜率为－2的直线方程为y ＋1＝－2(x －2)，即2x ＋y －3＝0.答案：2x ＋y －3＝02．若点O 和点F 分别为椭圆x 24＋y 23＝1的中心和左焦点，点P 为椭圆上的任意一点，则OP ―→·FP ―→的最大值为________．解析：由题意，得F (－1,0)，设P (x 0，y 0)，则有x 204＋y 203＝1，解得y 20＝3⎝ ⎛⎭⎪⎫1－x 204，因为FP ―→＝(x 0＋1，y 0)，OP ―→＝(x 0，y 0)，所以OP ―→·FP ―→＝x 0(x 0＋1)＋y 20＝x 20＋x 0＋3⎝ ⎛⎭⎪⎫1－x 204＝x 204＋x 0＋3，对应的抛物线的对称轴方程为x 0＝－2，因为－2≤x 0≤2，故当x 0＝2时，OP ―→·FP ―→取得最大值224＋2＋3＝6.答案：6考点三平面向量与三角函数[典例] 已知点A ，B ，C 在圆x 2＋y 2＝1上运动，且AB ⊥BC .若点P 的坐标为(2,0)，则|P A ―→＋PB ―→＋PC ―→|的最大值为( )A ．6B ．7C ．8D ．9[解析] 由A ，B ，C 在圆x 2＋y 2＝1上，且AB ⊥BC ，知线段AC 为圆的直径，设圆心为O ，故P A ―→＋PC ―→＝2PO ―→＝(－4,0)，设B (a ，b )，则a 2＋b 2＝1且a ∈[－1,1]，PB ―→＝(a －2，b )，所以P A ―→＋PB ―→＋PC ―→＝(a －6，b )．故|P A ―→＋PB ―→＋PC ―→|＝－12a ＋37，所以当a ＝－1时，|P A ―→＋PB ―→＋PC ―→|取得最大值49＝7.[答案] B[解题技法]平面向量与三角函数的综合问题的解题思路(1)若给出的向量坐标中含有三角函数，求角的大小，解题思路是运用向量共线或垂直的坐标表示，或等式成立的条件等，得到三角函数的关系式，然后求解．(2)若给出的向量坐标中含有三角函数，求向量的模或者向量的其他表达形式，解题思路是利用向量的运算，结合三角函数在定义域内的有界性或基本不等式进行求解．[专题训练]1．(优质试题·南昌模拟)已知a＝(cos α，sin α)，b＝(cos(－α)，sin(－α))，那么a·b＝0是α＝kπ＋π4(k∈Z)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：选B∵a·b＝cos α·cos(－α)＋sin α·sin(－α)＝cos2α－sin2α＝cos 2α，若a·b＝0，则cos 2α＝0，∴2α＝2kπ±π2(k∈Z)，解得α＝kπ±π4(k∈Z)．∴a·b＝0是α＝kπ＋π4(k∈Z)的必要不充分条件．故选B.2．已知a，b，c为△ABC的三个内角A，B，C的对边，向量m＝(3，－1)，n＝(cos A，sin A)．若m⊥n，且a cos B＋b cos A＝c sin C，则角A，B的大小分别为()A.π6，π3 B.2π3，π6C.π3，π6 D.π3，π3解析：选C 由m ⊥n ，得m ·n ＝0，即3cos A －sin A ＝0，由题意得cos A ≠0，∴t a n A ＝3，又A ∈(0，π)，∴A ＝π3.又a cos B ＋b cos A ＝2R sin A cos B ＋2R sin B cosA ＝2R sin(A ＋B )＝2R sinC ＝c (R 为△ABC 外接圆半径)，且a cos B ＋b cos A ＝c sin C ，所以c ＝c sin C ，所以sin C ＝1，又C ∈(0，π)，所以C ＝π2，所以B ＝π－π3－π2＝π6.[课时跟踪检测]A 级1．已知向量a ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫c os π6，sin π6，b ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫c os 5π6，sin 5π6，则|a －b |＝( ) A ．1B.62C. 3D.102解析：选C 因为a －b ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫c os π6－c os 5π6，sin π6－sin 5π6＝(3，0)，所以|a －b |＝3，故选C.2．若向量OF 1―→＝(1,1)，OF 2―→＝(－3，－2)分别表示两个力F 1，F 2，则|F 1＋F 2|为( )A.10B ．2 5 C. 5 D.15解析：选C 由于F 1＋F 2＝(1,1)＋(－3，－2)＝(－2，－1)，所以|F 1＋F 2|＝(－2)2＋(－1)2＝ 5.3．(优质试题·牡丹江第一高级中学月考)已知圆O 是△ABC 的外接圆，其半径为1，且AB ―→＋AC ―→＝2AO ―→，AB ＝1，则CA ―→·CB ―→＝( ) A.32B ．3 C. 3 D ．23解析：选B 因为AB ―→＋AC ―→＝2AO ―→，所以点O 是BC 的中点，即BC 是圆O 的直径，又AB ＝1，圆的半径为1，所以∠ACB ＝30°，且AC ＝3，则CA ―→·CB―→＝|CA ―→|·|CB ―→|cos ∠ACB ＝3.4．已知向量m ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫sin A ，12与向量n ＝(3，sin A ＋3cos A )共线，其中A 是△ABC 的内角，则角A 的大小为( )A.π6B.π4C.π3D.π2解析：选C 因为m ∥n ，所以sin A (sin A ＋3cos A )－32＝0，所以2sin 2A ＋23sin A cos A ＝3.可化为1－cos 2A ＋3sin 2A ＝3，所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A －π6＝1，因为A ∈(0，π)，所以2A －π6∈⎝⎛⎭⎪⎫－π6，11π6. 因此2A －π6＝π2，解得A ＝π3.5．(优质试题·全国卷Ⅱ)已知△ABC 是边长为2的等边三角形，P 为平面ABC内一点，则P A ―→·(PB ―→＋PC ―→)的最小值是( )A ．－2B ．－32C ．－43D ．－1解析：选B 如图，以等边三角形ABC 的底边BC 所在直线为x 轴，以BC 的垂直平分线为y 轴建立平面直角坐标系，则A (0，3)，B (－1,0)，C (1,0)，设P (x ，y )，则P A ―→＝(－x, 3－y )，PB ―→＝(－1－x ，－y )，PC ―→＝(1－x ，－y )，所以P A ―→·(PB ―→＋PC ―→)＝(－x ，3－y )·(－2x ，－2y )＝2x 2＋2⎝ ⎛⎭⎪⎫y －322－32，当x ＝0，y ＝32时，P A ―→·(PB ―→＋PC ―→)取得最小值，为－32.6．已知向量a ＝(4,0)，b ＝(2,23)，非零向量c 满足(a －c )·(b －c )＝0，|c |的最大值与最小值分别为m ，n ，则m －n 的值为( )A ．1B ．3C ．2D ．4解析：选D 设c ＝(x ，y )，因为(a －c )·(b －c )＝0，所以(4－x ，－y )·(2－x,23－y )＝x 2＋y 2－6x －23y ＋8＝0，所以(x －3)2＋(y －3)2＝4，所以满足条件的向量c 的终点落在以(3，3)为圆心，2为半径的圆上，所以|c |的最大值与最小值分别为m ＝2＋23，n ＝23－2，所以m －n ＝4.7．已知△ABC 中，D 为边BC 上的点，且BD ＝2DC ，AD ―→＝x AB ―→＋y AC ―→，则x －y ＝________.解析：由向量的加法法则知AD ―→＝AB ―→＋BD ―→＝AB ―→＋23BC ―→＝AB ―→＋23(AC ―→－AB ―→)＝ 13AB ―→＋23AC ―→，所以x ＝13，y ＝23，所以x －y ＝－13.答案：－138．设e 1，e 2，e 3为单位向量，且e 3＝12e 1＋k e 2(k >0)，若以向量e 1，e 2为邻边的三角形的面积为12，则k ＝________.解析：设e 1，e 2的夹角为θ，则由以向量e 1，e 2为邻边的三角形的面积为12，得12×1×1× sin θ＝12，得sin θ＝1，所以θ＝90°，所以e 1·e 2＝0，从而对e 3＝12e 1＋ke 2两边同时平方得 1＝14＋k 2，解得k ＝32或－32(舍去)，所以k ＝32. 答案：329.如图，在△ABC 中，O 为BC 的中点，若AB ＝1，AC ＝3，AB ―→与AC ―→的夹角为60°，则|OA ―→|＝________.解析：AB ―→·AC ―→＝|AB ―→|·|AC ―→|cos 60°＝1×3×12＝32，又AO ―→＝12(AB ―→＋AC ―→)，所以AO ―→2＝14(AB ―→＋AC ―→)2＝14(AB ―→2＋2AB ―→·AC ―→＋AC ―→2)，即AO ―→2＝14(1＋3＋9)＝134，所以|OA ―→|＝132.答案：13210．在平面直角坐标系中，A (－2,0)，B (1,3)，O 为坐标原点，且OM ―→＝αOA―→＋βOB ―→ (α＋β＝1)，N (1,0)，则|MN ―→|的最小值为________．解析：∵OM ―→＝αOA ―→＋βOB ―→ (α＋β＝1)，∴A ，B ，M 三点共线，∵A (－2,0)，B (1,3)，∴直线AB 的方程为x －y ＋2＝0，∵N (1,0)，设点N 到直线AB 的距离为d ，∴d ＝|1－0＋2|2＝322，∴|MN ―→|的最小值为N 到直线AB 的距离322. 答案：32211．在平面直角坐标系xOy 中，已知向量m ＝⎝⎛⎭⎪⎫22，－22，n ＝(sin x ，cos x )，x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π2.(1)若m ⊥n ，求t a n x 的值；(2)若m 与n 的夹角为π3，求x 的值．解：(1)∵m ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫22，－22，n ＝(sin x ，cos x )，m ⊥n ， ∴m ·n ＝22sin x －22cos x ＝0，即sin x ＝cos x ，∴t a n x ＝sin x cos x ＝1.(2)由题意知，|m |＝⎝ ⎛⎭⎪⎫222＋⎝ ⎛⎭⎪⎫－222＝1， |n |＝sin 2x ＋c os 2x ＝1，m ·n ＝22sin x －22cos x ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x －π4.而m ·n ＝|m |·|n |·cos 〈m ，n 〉＝cos π3＝12，∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x －π4＝12.又∵x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0，π2，x －π4∈⎝⎛⎭⎪⎫－π4，π4， ∴x －π4＝π6，∴x ＝5π12. 12．(优质试题·河南中原名校质检)在△ABC 中，AB ―→⊥AC ―→，M 是BC 的中点．(1)若|AB ―→|＝|AC ―→|，求向量AB ―→＋2AC ―→与向量2AB ―→＋AC ―→的夹角的余弦值；(2)若O 是线段AM 上任意一点，且|AB ―→|＝|AC ―→|＝2，求OA ―→·OB ―→＋OC ―→·OA―→的最小值．解：(1)设向量AB ―→＋2AC ―→与向量2AB ―→＋AC ―→的夹角为θ，则cos θ＝(AB ―→＋2AC ―→)·(2AB ―→＋AC ―→)|AB ―→＋2AC ―→|·|2AB ―→＋AC ―→|，令|AB ―→|＝|AC ―→|＝a ，则cos θ＝2a 2＋2a 25a ·5a ＝45. (2)∵|AB ―→|＝|AC ―→|＝2，∴|AM ―→|＝1，设|OA ―→|＝x (0≤x ≤1)，则|OM ―→|＝1－x .而OB ―→＋OC ―→＝2OM ―→，∴OA ―→·OB ―→＋OC ―→·OA ―→＝OA ―→·(OB ―→＋OC ―→)＝2OA ―→·OM ―→＝2|OA ―→|·|OM ―→|c os π＝2x 2－2x ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫x －122－12.∴当x ＝12时，OA ―→·OB ―→＋OC ―→·OA ―→取得最小值，最小值是－12.B1．(优质试题·武汉调研)设A ，B ，C 是半径为1的圆O 上的三点，且OA ―→⊥OB ―→，则(OC ―→－OA ―→)·(OC ―→－OB ―→)的最大值是( )A ．1＋2B ．1－ 2 C.2－1 D ．1解析：选A 如图，作出OD ―→，使得OA ―→＋OB ―→＝OD ―→，则(OC―→－OA ―→)·(OC ―→－OB ―→)＝OC ―→2－OA ―→·OC ―→－OB ―→·OC ―→＋OA ―→·OB ―→＝1－(OA ―→＋OB ―→)·OC ―→＝1－OD ―→·OC ―→，由图可知，当点C 在OD 的反向延长线与圆O 的交点处时，OD ―→·OC ―→取得最小值，最小值为－2，此时(OC ―→－OA ―→)·(OC ―→－OB ―→)取得最大值，最大值为1＋2，故选A.2．在△ABC 中，BC ＝5，G ，O 分别为△ABC 的重心和外心，且OG ―→·BC ―→＝5，则△ABC 的形状是( )A ．锐角三角形B ．钝角三角形C ．直角三角形D ．上述三种情况都有可能解析：选B 如图，在△ABC 中，G ，O 分别为△ABC 的重心和外心，取BC 的中点D ，连接AD ，OD ，OG ，则OD ⊥BC ，GD ＝13AD ，结合OG ―→＝OD ―→＋DG ―→，AD ―→＝12(AB ―→＋AC ―→)，OG ―→·BC ―→＝5，得(OD ―→＋DG ―→)·BC ―→＝DG ―→·BC ―→＝－16(AB ―→＋AC ―→)·BC ―→＝5，即－16(AB ―→＋AC ―→)·(AC ―→－AB ―→)＝5，∴AC ―→2－AB ―→2＝－30.又BC ＝5，则|AB ―→|2＝|AC ―→|2＋65|BC ―→|2>|AC ―→|2＋|BC ―→|2，结合余弦定理有cos C <0，∴π2<C <π，△ABC 是钝角三角形．故选B.3．已知向量a ＝(cos x ，－1)，b ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3sin x ，－12，函数f (x )＝(a ＋b )·a －2.(1)求函数f (x )的最小正周期及单调递增区间；(2)在△ABC 中，内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，已知函数f (x )的图象经过点⎝ ⎛⎭⎪⎫A ，12，b ，a ，c 成等差数列，且AB ―→·AC ―→＝9，求a 的值．解：(1)∵f (x )＝(a ＋b )·a －2＝|a |2＋a ·b －2＝cos 2x ＋1＋3sin x cos x ＋12－2＝12(cos 2x ＋1)＋1＋32sin 2x －32＝12cos 2x ＋32sin 2x ＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x ＋π6，∴f (x )的最小正周期T ＝2π2＝π. 由2k π－π2≤2x ＋π6≤2k π＋π2(k ∈Z)，得k π－π3≤x ≤k π＋π6(k ∈Z)，∴f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π－π3，k π＋π6(k ∈Z)． (2)由f (A )＝sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A ＋π6＝12，得2A ＋π6＝π6＋2k π或2A ＋π6＝5π6＋2k π(k ∈Z)，又0<A <π，∴A ＝π3.∵b ，a ，c 成等差数列，∴2a ＝b ＋c .∵AB ―→·AC ―→＝bc cos A ＝12bc ＝9，∴bc ＝18.由余弦定理，得cos A ＝(b ＋c )2－a 22bc －1＝4a 2－a 236－1＝a 212－1＝12，∴a ＝32(负值舍去)．。

平面向量的综合应用PPT教学课件

2
∴ a b a 2a b b 2 a a 3 a
∴ ab 3 a
∴ cos a (a b)
2
a ab
a21 2
2
a
3
a ab a 3 a a 3 a 2
例2.已知 a =（1，2），b =（-3，2），
k为何值时:
(1) k a b 与 a 3b 垂直？
解（：1）k a b=k(1,2)+(-3,2=) (K-
胚胎干细胞应用（1）治疗人类顽症：
如帕金森综合症、少年糖尿病等。
（2）培育人造组织器官：解决供体器官不足、免疫排斥等。
（3）研究体外细胞分化。
MⅡ
精细胞
变形
精子
精细胞变形总结：
1.细胞核
精子的头部
2.高尔基体
精子头部的顶体
3.中心体
精子的尾部
4.线粒体
线粒体鞘
5.细胞内其他物质原生质滴
(球状,最后脱落)
胎
卵原细胞
儿
有丝分裂
卵
时
多个卵原细胞
子发生过
初情期
期完成
染色体复制
初级卵母细胞
MⅠ
程至
次级卵母细胞第一极体
生
MⅡ
殖
衰卵子第二极体
f (ma nb) (mx1 nx2, 2my1 2ny2 mx1 nx2) mf (a) (mx1, 2my1 mx1) nf (b) (nx2, 2ny2 nx2 )
f (ma nb) mf (a) nf (b)
例4 已知 a ( 3, 1),b (1 , 3 ),且存在实数k和t,
桑椹胚：由具有全能性细胞构成，细胞数在32个左右，

平面向量基本定理及其坐标表示教案

平面向量基本定理及其坐标表示教案一、教学目标1. 让学生理解平面向量的基本定理，掌握平面向量的坐标表示方法。

2. 培养学生运用向量知识解决实际问题的能力。

3. 提高学生的逻辑思维能力和团队协作能力。

二、教学内容1. 平面向量的基本定理（1）定理：设有两个向量a 和b，如果存在实数x 和y，使得a = xb + yb，则称向量a 可以由向量b 和向量b 的线性组合表示。

（2）推论：设有两个向量a 和b，如果向量a 可以由向量b 和向量b 的线性组合表示，存在唯一实数对(x, y)，使得a = xb + yb。

2. 平面向量的坐标表示（1）定义：在二维空间中，以原点O(0,0) 为起点，设向量a 的终点为点A(x, y)，则向量a 的坐标表示为(x, y)。

（2）性质：设向量a 的坐标表示为(x, y)，向量b 的坐标表示为(m, n)，则向量a + b 的坐标表示为(x+m, y+n)，向量a b 的坐标表示为(x-m, y-n)。

（3）运算规律：设向量a 和向量b 的坐标表示分别为(x1, y1) 和(x2, y2)，则向量a + b 的坐标表示为(x1+x2, y1+y2)，向量a b 的坐标表示为(x1-x2, y1-y2)。

三、教学方法1. 讲授法：讲解平面向量的基本定理及其坐标表示的定义、性质和运算规律。

2. 案例分析法：分析实际问题，引导学生运用向量知识解决问题。

3. 小组讨论法：分组讨论，培养学生的团队协作能力和逻辑思维能力。

四、教学步骤1. 导入新课：回顾平面向量的概念，引导学生思考如何表示平面向量。

2. 讲解基本定理：阐述平面向量的基本定理，并通过图形示例帮助学生理解。

3. 讲解坐标表示：介绍平面向量的坐标表示方法，讲解坐标表示的定义、性质和运算规律。

4. 案例分析：选取实际问题，引导学生运用向量知识解决问题。

5. 小组讨论：分组讨论，让学生运用所学知识分析问题，培养团队协作能力和逻辑思维能力。

第七章向量代数与空间解析几何第4节平面与直线

类似地可讨论 B = 0 , C = 0 情形. 情形.
( 3) A = B = 0 , 平面平行于 xoy 坐标面；坐标面；
类似地可讨论 A = C = 0 , B = C = 0 情形 .
例3 设平面过原点及点 (6 , − 3 , 2) , 且与平面
4 x − y + 2z = 8
求此平面方程. 垂直 , 求此平面方程. 解设平面为 Ax + By + Cz + D = 0 , 由平面过原点知
两平面平行但不重合 .
2 −1 −1 , 两平面平行 = = ( 3) Q 2 −4 2 Q M (1 , 1 , 0) ∈ Π 1 , M (1 , 1 , 0) ∈ Π 2
两平面重合. ∴ 两平面重合.
例7 设 P0 ( x0 , y0 , z 0 ) 是平面 Ax + By + Cz + D = 0 外一点，到平面的距离. 外一点，求 P0 到平面的距离. 解 ∀ P1 ( x1 , y1 , z1 ) ∈ Π
已知平面上的一个点为 M 0 ( x0 , y0 , z0 ) , 设平面上的任一点为 M ( x , y , z ) , r r 必有 M 0 M ⊥ n ⇒ M 0 M ⋅ n = 0 .
Q M 0 M = { x − x 0 , y − y0 , z − z 0 }
∴ A( x − x0 ) + B( y − y0 ) + C(z − z0 ) = 0
c
y
o
b
x
a
⇒
D D D A=− , B=− , C =− . a b c
D D D 将 A = − , B = − , C = − , 代入所设方程得 a b c

平面向量的综合运用人教课标版精品公开PPT课件

即
r2 ka
(t3
r2 3t)b
(t
kt 2
r 3k)a
r b
0
，
∴ k
r a
2
(t3
3t)
r b
2
0，
将
r a
2,
r b
1 代入上式，得 4k
t3
3t
0 ，∴k
1 (t3
3t)
，
4
∴ k t2 1 (t2 4t 3) 1 (t 2)2 7 ，
t4
4
4
故k
t t22 t
时1 (，t2 4
变式：试用向量 b ， c 表示 a .
解：⑵∵ a mb nc ，m, n R ，
∴ (3,2) m(1,2) n(4,1)
(m 4n,2m n)
∴
m 4n 2m n
2
3
，
，
解之得
m
5 9
n
8 9
.
一、平面向量的基本运用
例 2 平面内给定三个向量： a (3,2) ， b (1,2) ， c (4,1) .⑶若 (a kc) ∥ (2b a) ，求实数 k；
2
解：⑴∵ f (x) a (a b) a a a b
sin2 x cos2 x sin xcosx cos2 x
1 1 sin 2x 1 (cos2x 1) 3 2 sin(2x ) ，
2
2
22
4
∴ f (x) 的最大值为 3 2 ，最小正周期是 2 ；
22
的转化，从而将问题转化为三角问题，再利用三角函数的知识来解决的.
巩固练习
设向量 a (sin x,cos x) ， b (cos x,cos x) ， x R ，函

第4节平面向量的综合应用

第4节平面向量的综合应用课标要求L会用向疑的方法解决某些简单的平而几何问题；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.【知识衍化体验】知识梳理1.向量与平面图形（1）用向量解决的常见平而图形问题：_______ 、________ 、 ______ 、________ 、________ 等问题（2）用向量解决常见平而图形问题的步骤：_______ 问题T _______ 问题T ________ T解决_________ 问题T解决_________ 问题2.向量与解析几何向量在解析几何中的应用是以解析几何中的坐标为背景的一种向量描述，主要强调向量的坐标问题，用__________________ 来处理解析几何中的 ________________ ，结合直线和圆锥曲线的位置关系的相关知识来解答.3.向量与物理学科物理学中的_______ 、________ 、______ 等可以抽象成数学中的向疑，借助向量的运算可以解决物理中力的平衡、功的问题.【微点提醒】1.平而上三点有2, B, C三点共线O AB = AAC（A e R）:平而上不共线四点A,B,C,D,有AB 〃CQO丽=ACD（A e R）.角的余弦值为oA oR\O A\\OB\2.平而上四点A, BCD, /IB丄CD<^AB CD = O；平而上三点O, A, B ,向^OA, Op夹3.两点A，B的距离AB =1 AB I.4.三个力F，E，E，同时作用于某物体上一点，物体保持平衡0耳+可+瓦=6：物体从点A移动到点3的位移s = AB;一个物体在力戸的作用下产生位移7,那么力F所做的功为\V = F s.基础自测疑误辨析1.判断下列说法是否正确（请在括号中打“0或（1）若AB= A BC,则儿B, C三点共线. （）A. 人/5 =— 1 一 4 — -AB+-A C 3 3 B ・ AD = -AB^-AC 3 3 D. AD = -AB--AC 3 3A. -2C. D ・-1 （2）若 AB = ACD ，则 AB//CD. （）（3）在AA3C 中，AB BC>0,则AA3C 为锐角三角形. （）（4）在AABC 中，则AABC 为钝角三角形.（）（5）点0是平而上一泄点，/, B, C 是平而上不共线的三个点，动点P 满足（ " ■ ・ • 、OP = OA + A 丄岁一+— ae[O,+x ）,则动点P 的轨迹一定过ZU5C J ABlsinB I ACIsinC 丿的重心.（）教材衍化 2. 已知0是坐标原点，点C 满足说=a 刃+ 0面，英中a, 0wR.若点C 在直线.拐上，则a + 0的值为 ______________ .（必修4第77页第11题改编）3. 在AABC 中，设丽= （2,3）,荒=（1,幻,且AA3C 是直角三角形，则R ______________（必修4第81页第例4改编）考题体验4. （2015新课标）设£）为AABC 所在平而内一点，BC = 3CD,则（）5. （2017新课标二）已知AABC 是边长为2的等边三角形，P 为平而A8C 内一点，则PA （PB + PC ）的最小值是（）6. （2014天津）已知菱形ABCD 的边长为2, Z34D = 120。

平面向量的综合应用(四)

平面向量的综合应用（四）平面向量是解决几何问题的重要工具之一，在各个学科领域都有广泛应用。

本文将介绍平面向量的综合应用，并通过具体例子来展示其实际运用。

一、位移与力的合成平面向量可以用来描述物体的位移和力的合成。

假设有一个人朝东走了10米，然后再向北走了6米。

我们可以用向东的单位向量a和向北的单位向量b来表示这个过程。

位移向量d可以表示为d=10a+6b。

利用平面向量的加法规则，可以得到d的大小和方向。

二、速度与加速度平面向量也可以用来描述物体的速度和加速度。

假设一个小车在一段时间内分别以2m/s和3m/s²的加速度朝东行驶。

可以用向东的单位向量a来表示速度向量v和加速度向量a，即v=2a和a=3a。

根据平面向量的运算规则，可以计算出小车的速度和加速度。

三、静力平衡在物理学中，平面向量可以用来描述物体的静力平衡。

假设一个物体受到三个力F1、F2和F3的作用，且它们的合力为零。

可以用向上的单位向量u和向右的单位向量v来表示这三个力，即F1 = 3u - 2v，F2 = 4u + v，F3 = -u + 3v。

通过将这三个向量相加，可以得到它们的合力，即F = F1 + F2 + F3 = 6u + 2v。

如果F的大小为零，则物体处于静力平衡状态。

四、推箱子问题平面向量也可以应用于推箱子等问题。

假设有一个箱子需要从A点推到B点，且只能沿着水平方向和垂直方向推动。

可以用向右的单位向量i和向上的单位向量j来表示箱子的位移向量d，即d = xi + yj。

根据题目给出的条件，可以建立一个方程组，解方程组可以求出箱子的位移向量。

五、平面图形的运动在几何学中，平面向量还可用于描述平面图形的运动。

例如，假设有一个三角形ABC，若向量AB的终点从点A平滑地移动到点D，向量BC的终点从点B平滑地移动到点E，向量CA的终点从点C平滑地移动到点F。

根据平面向量的几何特性，可以求得三角形ABC移动后的新位置。

总结平面向量的综合应用涵盖了位移与力的合成、速度与加速度、静力平衡、推箱子问题和平面图形的运动等多个方面。

人教版高中数学必修26.4平面向量的应用教案

6.4平面向量的应用教学设计证明：如图，因为平面几何问题转化为向问题中的几何元素，将几何与向量的联系，用解：第一步，建立平面D(1,1),P(x,1-x),E(0,1-x),F(x,0)(1,),(,DP x x EF x x ∴=--=DP EF DP EF∴⊥∴⊥(1)(1)DP EF x x x x =---小结：①建立坐标系；②写出用到的点的坐标及向量坐标；③进行坐标运算；④还原为几何问题。

几何问题代数化数形结合思想2、如图，平行四边形ABCD 中，已知AD ＝1，AB ＝2，对角线BD ＝2，求对角线AC 的长．解设AD →＝a ，AB →＝b ，则BD →＝a －b ，AC →＝a ＋b ，而|BD →|＝|a －b |＝a 2－2a ·b ＋b 2＝1＋4－2a ·b ＝5－2a ·b ＝2， ∴5－2a ·b ＝4，∴a ·b ＝12.又|AC →|2＝|a ＋b |2＝a 2＋2a ·b ＋b 2＝1＋4＋2a ·b ＝6，∴|AC →|＝6，即AC ＝ 6.方法总结：向量在平面几何中常见的应用 (1)证明线段平行或点共线问题，以及相似问题，常用平行向量基本定理a ∥b ⇔a ＝λb (λ∈R ，b ≠0)⇔x 1y 2－x 2y 1＝0(a ＝(x 1，y 1)，b ＝(x 2，y 2))(2)证明线段垂直问题，如证明四边形是矩形、正方形，判断两直线(或线段)是否垂直等，常用向量垂直的条件：a ⊥b ⇔a ·b ＝0⇔x 1x 2＋y 1y 2＝0(a ＝(x 1，y 1)，b ＝(x 2，y 2))(3)求线段的长度或说明线段相等，常用公式：|a |=a 2＝x 2＋y 2(a ＝(x ，y ))或AB ＝|AB →|＝x 1－x 22＋y 1－y 22(A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)) 知识探究（二）：向量在物理中的应用举例下面，我们再来感受下向量在物理中的应用。

人教版高中数学高一A版必修4 第二章第四节平面向量的数量积(第三课时)

第二章第四节平面向量的数量积第三课时整体设计教学分析平面向量的数量积，教材将其分为两部分．在第一部分向量的数量积中，首先研究平面向量所成的角，其次，介绍了向量数量积的定义，最后研究了向量数量积的基本运算法则和基本结论；在第二部分平面向量数量积的坐标表示中，在平面向量数量积的坐标表示的基础上，利用数量积的坐标表示研讨了平面向量所成角的计算方式，得到了两向量垂直的判定方法，本节是平面向量数量积的第二部分．前面我们学习了平面向量的数量积，以及平面向量的坐标表示．那么在有了平面向量的坐标表示以及坐标运算的经验和引进平面向量的数量积后，就顺其自然地要考虑到平面向量的数量积是否也能用坐标表示的问题．另一方面，由于平面向量数量积涉及了向量的模、夹角，因此在实现向量数量积的坐标表示后，向量的模、夹角也都可以与向量的坐标联系起来．利用平面向量的坐标表示和坐标运算，结合平面向量与平面向量数量积的关系来推导出平面向量数量积以及向量的模、夹角的坐标表示．教师应在坐标基底向量的数量积的基础上，推导向量数量积的坐标表示．通过例题分析、课堂训练，让学生总结归纳出对于向量的坐标、数量积、向量所成角及模等几个因素，知道其中一些因素，求出其他因素基本题型的求解方法．平面向量数量积的坐标表示是在学生学习了平面向量的坐标表示和平面向量数量积的基础上进一步学习的，这都为数量积的坐标表示奠定了知识和方法基础．三维目标1．通过探究平面向量的数量积的坐标运算，掌握两个向量数量积的坐标表示方法．2．掌握两个向量垂直的坐标条件以及能运用两个向量的数量积的坐标表示解决有关长度、角度、垂直等几何问题．3．通过平面向量数量积的坐标表示，进一步加深学生对平面向量数量积的认识，提高学生的运算速度，培养学生的运算能力和创新能力，提高学生的数学素质．重点难点教学重点：平面向量数量积的坐标表示．教学难点：向量数量积的坐标表示的应用．课时安排1课时教学过程导入新课思路1.平面向量的表示方法有几何法和坐标法，向量的表示形式不同，对其运算的表示方式也会改变．向量的坐标表示为我们解决有关向量的加、减、数乘运算带来了极大的方便．上一节，我们学习了平面向量的数量积，那么向量的坐标表示，对平面向量的数量积的表示方式又会带来哪些变化呢？由此直接进入主题．思路2.在平面直角坐标系中，平面向量可以用有序实数对来表示，两个平面向量共线的条件也可以用坐标运算的形式刻画出来，那么学习了平面向量的数量积之后，它能否用坐标来表示？若能，如何通过坐标来实现呢？平面向量的数量积还会是一个有序实数对吗？同时，平面向量的模、夹角又该如何用坐标来表示呢？通过回顾两个向量的数量积的定义和向量的坐标表示，在此基础上引导学生推导、探索平面向量数量积的坐标表示．推进新课新知探究提出问题①平面向量的数量积能否用坐标表示？②已知两个非零向量a ＝(x 1，y 1)，b ＝(x 2，y 2)，怎样用a 与b 的坐标表示a·b 呢？③怎样用向量的坐标表示两个平面向量垂直的条件？④你能否根据所学知识推导出向量的长度、距离和夹角公式？活动：教师引导学生利用前面所学知识对问题进行推导和探究．前面学习了向量的坐标可以用平面直角坐标系中的有序实数对来表示，而且我们也知道了向量的加、减以及实数与向量积的线性运算都可以用坐标来表示．两个向量共线时它们对应的坐标也具备某种关系，那么我们就自然而然地想到既然向量具有数量积的运算关系，这种运算关系能否用向量的坐标来表示呢？教师提示学生在向量坐标表示的基础上结合向量的坐标运算进行推导数量积的坐标表示．教师可以组织学生到黑板上板书推导过程，教师给予必要的提示和补充．推导过程如下：∵a ＝x 1i ＋y 1j ，b ＝x 2i ＋y 2j ，∴a·b ＝(x 1i ＋y 1j )·(x 2i ＋y 2j )＝x 1x 2i 2＋x 1y 2i·j ＋x 2y 1i·j ＋y 1y 2j 2.又∵i·i ＝1，j·j ＝1，i·j ＝j·i ＝0，∴a·b ＝x 1x 2＋y 1y 2.教师给出结论性的总结，由此可归纳如下：1°平面向量数量积的坐标表示两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和，即a ＝(x 1，y 1)，b ＝(x 2，y 2)，则a·b ＝x 1x 2＋y 1y 2.2°向量模的坐标表示若a ＝(x ，y )，则|a |2＝x 2＋y 2，或|a |＝x 2＋y 2. 如果表示向量a 的有向线段的起点和终点的坐标分别为(x 1，y 1)、(x 2，y 2)，那么 a ＝(x 2－x 1，y 2－y 1)，|a |＝(x 2－x 1)2＋(y 2－y 1)2. 3°两向量垂直的坐标表示设a ＝(x 1，y 1)，b ＝(x 2，y 2)，则a ⊥b ⇔x 1x 2＋y 1y 2＝0.4°两向量夹角的坐标表示设a 、b 都是非零向量，a ＝(x 1，y 1)，b ＝(x 2，y 2)，θ是a 与b 的夹角，根据向量数量积的定义及坐标表示，可得cos θ＝a·b |a||b|＝x 1x 2＋y 1y 2x 21＋y 21·x 22＋y 22.讨论结果：略．应用示例例1已知A (1,2)，B (2,3)，C (－2,5)，试判断△ABC 的形状，并给出证明．活动：教师引导学生利用向量数量积的坐标运算来解决平面图形的形状问题．判断平面图形的形状，特别是三角形的形状时主要看边长是否相等，角是否为直角．可先作出草图，进行直观判定，再去证明．在证明中若平面图形中有两个边所在的向量共线或者模相等，则此平面图形与平行四边形有关；若三角形的两条边所在的向量模相等或者由两边所在向量的数量积为零，则此三角形为等腰三角形或者为直角三角形．教师可以让学生多总结几种判断平面图形形状的方法．解：在平面直角坐标系中标出A (1,2)，B (2,3)，C (－2,5)三点，我们发现△ABC 是直角三角形．下面给出证明．∵AB →＝(2－1,3－2)＝(1,1)，AC →＝(－2－1,5－2)＝(－3,3)，∴AB →·AC →＝1×(－3)＋1×3＝0.∴AB →⊥AC →.∴△ABC 是直角三角形．点评：本题考查的是向量数量积的应用，利用向量垂直的条件和模长公式来判断三角形的形状．当给出要判定的三角形的顶点坐标时，首先要作出草图，得到直观判定，然后对你例2(1)已知三点A (2，－2)，B (5,1)，C (1,4)，求∠BAC 的余弦值；(2)a ＝(3,0)，b ＝(－5,5)，求a 与b 的夹角．活动：教师让学生利用向量的坐标运算求出两向量a ＝(x 1，y 1)与b ＝(x 2，y 2)的数量积a·b ＝x 1x 2＋y 1y 2和模|a |＝x 21＋y 21，|b |＝x 22＋y 22的积，其比值就是这两个向量夹角的余弦值，即cos θ＝a·b |a||b|＝x 1x 2＋y 1y 2x 21＋y 21·x 22＋y 22.当求出两向量夹角的余弦值后再求两向量的夹角大小时，需注意两向量夹角的范围是0≤θ≤π.学生在解这方面的题目时需要把向量的坐标表示清楚，以免出现不必要的错误．解：(1)AB →＝(5,1)－(2，－2)＝(3,3)，AC →＝(1,4)－(2，－2)＝(－1,6)，∴AB →·AC →＝3×(－1)＋3×6＝15.又∵|AB →|＝32＋32＝32，|AC →|＝(－1)2＋62＝37，∴cos ∠BAC ＝AB →·AC →|AB →||AC →|＝1532·37＝57474. (2)a·b ＝3×(－5)＋0×5＝－15，|a|＝3，|b |＝5 2.设a 与b 的夹角为θ，则cos θ＝a·b |a||b |＝－153×52＝－22. 又∵0≤θ≤π，∴θ＝3π4. 点评：本题考查的是利用向量的坐标表示来求两向量的夹角．利用基本公式进行运算与例3已知|a |＝3，b ＝(2,3)，试分别解答下面两个问题：(1)若a ⊥b ，求a ；(2)若a ∥b ，求a .活动：对平面中的两向量a ＝(x 1，y 1)与b ＝(x 2，y 2)，要让学生在应用中深刻领悟其本质属性，向量垂直的坐标表示x 1x 2＋y 1y 2＝0与向量共线的坐标表示x 1y 2－x 2y 1＝0很容易混淆，应仔细比较并熟记，当难以区分时，要从意义上鉴别，两向量垂直是a·b ＝0，而共线是方向相同或相反．教师可多加强反例练习，多给出这两种类型的变形训练．解：(1)设a ＝(x ，y )，由|a |＝3且a ⊥b ，得⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋y 2＝|a |2＝9，2x ＋3y ＝0，解得⎩⎨⎧ x ＝－91313，y ＝61313或⎩⎨⎧ x ＝91313，y ＝－61313. ∴a ＝(－91313，61313)或a ＝(91313，－61313)． (2)设a ＝(x ，y )，由|a |＝3且a ∥b ，得⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋y 2＝|a |2＝9，3x －2y ＝0，解得⎩⎨⎧ x ＝61313，y ＝91313或⎩⎨⎧ x ＝－61313，y ＝－91313.∴a ＝(61313，91313)或a ＝(－61313，－91313)．点评：本题主要考查学生对公式的掌握情况，学生能熟练运用两向量的坐标运算来判断知能训练课本本节练习．解答：1．|a|＝5，|b|＝29，a·b ＝－7.2．a·b ＝8，(a ＋b )·(a －b )＝－7，a·(a ＋b )＝0，(a ＋b )2＝49.3．a·b ＝1，|a|＝13，|b|＝74，θ≈88°.课堂小结1．在知识层面上，先引导学生归纳平面向量数量积的坐标表示，向量的模，两向量的夹角，向量垂直的条件．其次引导学生总结数量积的坐标运算规律，夹角和距离公式、两向量垂直的坐标表示．2．在思想方法上，教师与学生一起回顾探索过程中用到的思维方法和数学思想方法，定义法，待定系数法等．作业课本习题2.4 A组8、9、10.设计感想由于本节课是对平面向量的进一步探究与应用，是对平面向量几何意义的综合研究提高，因此教案设计流程是探究、发现、应用、提高，这符合新课程理念，符合新课标要求．我们知道平面向量的数量积是本章最重要的内容，也是高考中的重点，既有选择题、填空题，也有解答题(大多同立体几何、解析几何综合考查)，故学习时要熟练掌握基本概念和性质及其综合运用．而且数量积的坐标表示又是向量运算的一个重要内容，用坐标表示直角坐标平面内点的位置，是解析几何的一个基本特征，从而以坐标为桥梁可以建立向量与解析几何的内在联系．以三角函数表示点的坐标，又可以沟通向量与三角函数的相互关系，由此就产生出一类向量与解析几何及三角函数交汇的综合性问题．平面向量数量积的坐标表示使得向量数量积的应用更为方便，也拓宽了向量应用的途径．通过学习本节的内容，要更加加深对向量数量积概念的理解，同时善于运用坐标形式运算解决数量问题，尤其是有关向量的夹角、长度、垂直等，往往可以使问题简单化．灵活使用坐标形式，综合处理向量的线性运算、数量积、平行等，综合地解决向量综合题，体现数形结合的思想．在本节的学习中可以通过对实际问题的抽象来培养学生分析问题、解决问题和应用知识解决问题的意识与能力．备课资料一、|a·b|≤|a||b|的应用若a＝(x1，y1)，b＝(x2，y2)，则平面向量的数量积的性质|a·b|≤|a||b|的坐标表示为x1x2＋y1y2≤x21＋y21x22＋y22⇔(x1x2＋y1y2)2≤(x21＋y21)(x22＋y22)．不等式(x1x2＋y1y2)2≤(x21＋y21)(x22＋y22)有着非常广泛的应用，由此还可以推广到一般(柯西不等式)：(a1b1＋a2b2＋…＋a n b n)2≤(a21＋a22＋…＋a2n)(b21＋b22＋…＋b2n)．例1(1)已知实数x，y满足x＋y－4＝0，则x2＋y2的最小值是________；(2)已知实数x，y满足(x＋2)2＋y2＝1，则2x－y的最大值是________．解析：(1)令m＝(x，y)，n＝(1,1)．∵|m·n|≤|m||n|，∴|x＋y|≤x2＋y2·2，即2(x2＋y2)≥(x＋y)2＝16.∴x2＋y2≥8，故x2＋y2的最小值是8.(2)令m＝(x＋2，y)，n＝(2，－1)，2x－y＝t.由|m·n|≤|m||n|，得|2(x＋2)－y|≤(x＋2)2＋y2·5＝5，即|t＋4|≤ 5.解得－4－5≤t≤5－4.故所求的最大值是5－4.答案：(1)8 (2)5－4例2已知a，b∈R，θ∈(0，π2)，试比较a2cos2θ＋b2sin2θ与(a＋b)2的大小．解：构造向量m＝(acosθ，bsinθ)，n＝(cosθ，sinθ)，由|m·n|≤|m||n|得(a cos θcos θ＋b sin θsin θ)2≤(a 2cos 2θ＋b 2sin 2θ)(cos 2θ＋sin 2θ)， ∴(a ＋b )2≤a 2cos 2θ＋b 2sin 2θ. 同类变式：已知a ，b ∈R ，m ，n ∈R ，且mn ≠0，m 2n 2>a 2m 2＋b 2n 2，令M ＝m 2＋n 2，N ＝a ＋b ，比较M 、N 的大小．解：构造向量p ＝(a n ，b m)，q ＝(n ，m )，由|p ·q |≤|p ||q |得 (a n ×n ＋b m ×m )2≤(a 2n 2＋b 2m 2)(m 2＋n 2)＝a 2m 2＋b 2n 2n 2m 2(m 2＋n 2)<m 2＋n 2， ∴M >N .例3设a ，b ∈R ，A ＝{(x ，y )|x ＝n ，y ＝na ＋b ，n ∈Z }，B ＝{(x ，y )|x ＝m ，y ＝3m 2＋15，m ∈Z }，C ＝{(x ，y )|x 2＋y 2≤144}是直角坐标平面xOy 内的点集，讨论是否存在a 和b ，使得A ∩B ≠∅与(a ，b )∈C 能同时成立．解：此问题等价于探求a 、b 是否存在的问题，它满足⎩⎪⎨⎪⎧na ＋b ＝3n 2＋15，①a 2＋b 2≤144. ② 设存在a 和b 满足①②两式，构造向量m ＝(a ，b )，n ＝(n,1)．由|m ·n |2≤|m |2|n |2得(na ＋b )2≤(n 2＋1)(a 2＋b 2)，∴(3n 2＋15)2≤144(n 2＋1)⇒n 4－6n 2＋9≤0.解得n ＝±3，这与n ∈Z 矛盾，故不存在a 和b 满足条件．二、备用习题1．若a ＝(2，－3)，b ＝(x,2x )，且a ·b ＝43，则x 等于( ) A ．3 B.13C ．－13D ．－3 答案：C2．设a ＝(1,2)，b ＝(1，m )，若a 与b 的夹角为钝角，则m 的取值范围是( )A ．m >12B ．m <12C ．m >－12D ．m <－12答案：D3．若a ＝(cos α，sin α)，b ＝(cos β，sin β)，则( )A ．a ⊥bB ．a ∥bC ．(a ＋b )⊥(a －b )D ．(a ＋b )∥(a －b )答案：C4．与a ＝(u ，v )垂直的单位向量是( )A ．(－v u 2＋v 2，u u 2＋v2) B ．(v u 2＋v 2，－u u 2＋v2) C ．(v u 2＋v 2，u u 2＋v 2) D ．(－v u 2＋v 2，u u 2＋v 2)或(v u 2＋v 2，－u u 2＋v2) 答案：D5．已知向量a ＝(cos23°，cos67°)，b ＝(cos68°，cos22°)，u ＝a ＋t b (t ∈R )，求u 的模的最小值．答案：解：|a |＝cos 223°＋cos 267°＝cos 223°＋sin 223°＝1，同理有|b |＝1.又a ·b ＝cos23°cos68°＋cos67°cos22°＝cos23°cos68°＋sin23°sin68°＝cos45°＝22， ∴|u |2＝(a ＋t b )2＝a 2＋2t a·b ＋t 2b 2＝t 2＋2t ＋1＝(t ＋22)2＋12≥12. 当t ＝－22时，|u |min ＝22. 6．已知△ABC 的三个顶点为A (1,1)，B (3,1)，C (4,5)，求△ABC 的面积．答案：分析：S △ABC ＝12|AB →||AC →|sin ∠BAC ，而|AB →|，|AC →|易求，要求sin ∠BAC 可先求出cos ∠BAC .解：∵AB →＝(2,0)，AC →＝(3,4)，|AB →|＝2，|AC →|＝5，∴cos ∠BAC ＝AB →·AC →|AB →||AC →|＝2×3＋0×42×5＝35. ∴sin ∠BAC ＝45. ∴S △ABC ＝12|AB →||AC →|sin ∠BAC ＝12×2×5×45＝4. 三、新教材新教法的二十四个“化”字诀新课导入新颖化，揭示概念美丽化；纵横相联过程化，探索讨论热烈化；探究例题多变化，引导思路发散化；学生活动主体化，一石激浪点拨化；大胆猜想多样化，论证应用规律化；变式训练探究化，课堂教学艺术化；学法指导个性化，对待学生情感化；作业抛砖引玉化，选题质量层次化；学生学习研究化，知识方法思想化；抓住闪光激励化，教学相长平等化；教学意识超前化，与时俱进媒体化；灵活创新智慧化，学生素质国际化．。

第33课--平面向量的综合应用

第33课平面向量的综合应用基础知识：1.向量与平面几何(1)坐标法把几何图形放在适当的坐标系中，就赋予了有关点与向量具体的坐标，这样就能进行相应的代数运算和向量运算，从而使问题得到解决.(2)适当选取一组基底，沟通向量之间的联系，利用向量共线构造关于设定未知量的方程来进行求解.2.平面向量与三角函数解决平面向量与三角函数的交汇问题关键是准确利用向量的坐标运算化简已知条件，将其转化为三角函数的问题解决.3.向量与不等式利用向量的载体作用，可以将向量与线性规划、不等式结合起来，解题时通过定义或坐标运算进行转化，使问题的条件结论明朗化.一、典型例题1.在ABC ∆中，O 为中线AM 上一个动点，若2AM =，则()OA OB OC ⋅+的最小值是（）.A.52-B.2-C.32-D.1-答案：B解析：设OA x = ，则2OM x =- ，于是()=22(2)cos π2(2)OA OB OC OA OM x x x x ⋅+⋅=-=--≥ 2[(2)]224x x +--⨯=-，当且仅当2x x =-即1x =时等号成立，所以最小值为2-，故选B.2.设O 在ABC ∆的内部且满足23OA OB OC ++=0，则ABC ∆的面积与AOC ∆的面积之比为（）.A.1B.2C.3D.32答案：C解析：如图，建立平面直角坐标系，设(0,0),(,),(,0),(,)A B a b C c O x y ，则(,)OA x y =-- ，(,)OB a x b y =-- ，(,)OC c x y =--；因为23OA OB OC ++=0，所以2360260a c x b y +-=⎧⎨-=⎩，解得3b y =，从而3ABC AOC S b S y ∆∆==，故选C.3．已知AB 是圆22:(1)1C x y -+=的直径，点P 为直线10x y -+=上任意一点，则PA PB ⋅的最小值是（）.A.21- B.2C.0D.1答案：D解析：由题可知，圆心()1,0C ，设()1cos ,sin A θθ+，因为AB 为直径，所以()1cos ,sin B θθ--，设(),P x y ，则()()1cos ,sin ,1cos ,sin PA x y PB x y θθθθ=+--=----，所以()22221cos sin PA PB x y θθ⋅=--+-= ()()()222221111121x y x x x -+-=-++-=+，故PA PB ⋅ 的最小值为1，选D.二、课堂练习1.如图，在等腰直角三角形ABC 中，1AC BC ==，点,M N 分别是,AB BC 的中点，点P 是ABC ∆（包括边界）内任一点，则AN MP ⋅的取值范围为（）.A.[1,1]-B.33,44⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ C.11,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦D.[1,1]-答案：B解析：以M 为坐标原点，,MB MC 分别为,x y 轴建立平面直角坐标系，则222(,),,244P x y A N ⎛⎫⎫- ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭，所以322(,),44MP x y AN ⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭ ，322AN MP ⋅=+ ；令322z =+，即322y x z =-+，目标函数在22,A B ⎛⎫⎫ ⎪⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭分别取得最小值和最大值，其值分别为33,44-，故选B.2．已知,,A B C 为圆O 上三点，CO 的延长线与线段AB 的延长线交于圆O 外D 点．若,OC mOA nOB =+则m n +在以下哪个范围内（）.A.(1,)-+∞B.(1,0)-C.(,1)-∞-D.(1,)+∞答案：B解析：由于,,A B D 三点共线，所以存在实数λ满足()1,OD OA OB λλ=+-又,1,OD tOC t =<- 所以()1,tOC OA OB λλ=+- 即1OC OA OB t t λλ-=+ ，对比OC mOA nOB =+ 可知：1,m n t t λλ-==，()11,0m n t+=∈-，所以m n +的取值范围是()1,0-．3．已知,,a b e 是平面向量，e 是单位向量.若非零向量a 与e 的夹角为π3，向量b 满足2430-×+=b e b ，则||-a b 的最小值是（）.A.1B.1C.2D.2答案：A解析：设()()(),,1,0,,x y m n a e b ===，则由π,3a e =得πcos 3a e a e ⋅=⋅，即x =，整理得y ∴=；由2430-×+=b e b 得22430m n m +-+=，整理得()2221m n -+=，因此||-a b 的最小值为圆心()2,0到直线y =减去半径1，为，故选A.三、课后作业1.已知P 是边长为2的正ABC ∆的边BC 上的动点，则()AP AB AC ⋅+（）.A.最大值为8B.是定值6C.最小值为6D.是定值3答案：B解析：取BC 中点D ，建立如图所示的平面直角坐标系，易知3),(1,0),(1,0),(,0)A B C P m -，其中11m -≤≤；则(,3)AP m = ，(1,3),(1,3)AB AC =--=，(0,23)AB AC +=- ，所以()6AP AB AC ⋅+=，故选B.2.已知腰长为2的等腰直角ABC ∆中，M 为斜边AB 的中点，点P 为该平面内一动点，若2PC =，则()()4PA PB PC PM ⋅+⋅的最小值为__________．答案：48322-解析：如图建立平面直角坐标系，则((22,2,2A B--，,(0,2M -由P 为该平面内一动点，且||2PC =，所以P 的轨迹是以C 为圆心，2为半径的圆，所以()2cos 2sin ,P θθ，∴()()(42cos 22sin 222cos 2sin 24PA PB PC PM θθθθ⎡⎤⋅+⋅=---⋅-+⨯⎣⎦，-，-()(22cos 2sin 2cos 2sin 216sin 2sin 32θθθθθθ⎡⎤-⋅--=++⎣⎦，-，-，当sin 1θ=-时，得到最小值为48322-，故答案为482-.3．在ABC ∆中，BC 边上的中线AD 的长为2，点P 是ABC ∆所在平面上的任意一点，则PA PB PA PC +⋅⋅ 的最小值为（）.A.1 B.2C.2- D.1-答案：C解析：建立如图所示的平面直角坐标系，使得点D 在原点处，点A 在y 轴上，则()0,2A ．设点P 的坐标为(),x y ，则()(),2,,PA x y PO x y =--=--，故()()22222PA PB PA PC PA PB PC PA PO x y y ⋅+⋅=⋅+=⋅=+- ()222122x y ⎡⎤=+--≥-⎣⎦，当且仅当0,1x y ==时等号成立．所以PA PB PA PC ⋅+⋅的最小值为2-．选C ．4.在ABC中,角A 是,B C 的等差中项,BAC ∠的平分线交BC 于点D ,若4AB =,且1λ4AD AC AB =+()λ∈R 则AD 的长为_______答案：33解析：因为角A 是,B C 的等差中项,π,3A ∴=又因,,B D C 三点共线，所以有131,,44λλ+=∴=如图所示，过点D 分别作,AC AB 的平行线交,AB AC 于点,,M N则13,,44AN AC AM AB == ABC 中，π,3A A ∠=∠的平分线交BC 于D ，∴四边形AMDN 是菱形，4,3,33.AB AN AM AD =∴==∴= 故答案为35.如图，在平面斜坐标系xOy 中，135xOy ∠=，斜坐标定义：如果12OP x y =+e e （其中1e ，2e分别是x 轴，y 轴的单位向量），则(),x y 叫做P 的斜坐标.（1）已知P 得斜坐标为(2，则OP =__________．（2）在此坐标系内，已知()()0,2,2,0A B ，动点P 满足AP BP =，则P 的轨迹方程是__________．答案：（1）1（2）y x=解析：（1）∵121OP =+=e ，∴1OP =．（2）设(),P x y ，由AP BP = 得()(),22,x y x y -=-，整理得y x =．6.已知在直角梯形ABCD 中，22AB AD CD ===，90ADC ∠=︒，若点M 在线段AC 上，则MB MD +的取值范围为__________．答案：⎣解析：建立如图所示的平面直角坐标系，则()()()()002,01,20,2A B C D ，，，，，,设()01AM AC λλ=≤≤ ，则()2M λλ，，故()λ22λMD =--，，()2λ2λMB =-- ，，则()22λ24λMB MD +=-- ，，MB MD +=，当λ0=时，MB MD+ 取得最大值为3λ5=时，MB MD +取得最小值为5，∴5MB MD ⎡+∈⎢⎣故答案为5⎡⎢⎣.。

平面向量》单元教学设计

平面向量》单元教学设计向量是数学中重要且基本的概念之一，具有深刻的几何背景，是解决几何问题的有力工具。

引入向量概念后，全等和平行（平移）、相似、垂直、勾股定理可以转化为向量的加（减）法、数乘向量、数量积运算，从而将图形的基本性质转化为向量的运算体系。

在本章中，学生将了解向量丰富的实际背景，理解平面向量及其运算的意义，能够使用向量语言和方法表述和解决数学和物理中的一些问题，发展运算水平和解决实际问题的水平。

一、单元教学目标本章主要包括平面向量的实际背景及基本概念、平面向量的线性运算、平面向量的基本定理及坐标表示、平面向量的数量积、平面向量应用五部分内容。

通过本章研究，应引导学生：1.了解向量的实际背景，能够使用平面向量和向量相等的含义，能够理解向量的几何表示。

2.熟练掌握向量加减法的运算，并能够求出其几何意义。

3.熟练掌握向量数乘的运算，并能够解释其几何意义和两个向量共线的含义。

4.能够说出向量的线性运算性质及其几何意义。

5.理解平面向量的基本定理及其意义。

6.掌握平面向量的正交分解及其坐标表示。

7.熟练使用坐标表示平面向量的加、减和数乘运算。

8.能够解释用坐标表示的平面向量共线的条件。

9.了解平面向量数量积的含义及其物理意义，通过物理中“功”等实例进行说明。

10.体会平面向量的数量积与向量投影的关系。

11.熟记数量积的坐标表达式，并能够实行平面向量数量积的运算。

12.能够使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。

13.通过向量方法解决某些简单的平面几何问题、力学问题与其他一些实际问题的过程，体会向量是一种处理几何问题、物理问题等的工具，发展运算水平和解决实际问题的水平。

二、研究者特征分析向量是近代数学中重要的和基本的概念之一，它是沟通代数、几何与三角的一种工具。

对于学生来说，向量是比较新的内容，但他们对此充满了探求的欲望，理应能够在研究中体会到成功的乐趣。

在研究本单元内容之前，学生已经熟知了实数的运算体系，并具备了物理知识，这为研究向量准备好了各方面条件。

高三高考数学复习课件5-4平面向量的综合应用

【解析】 (1)|AA→→BB|，|AA→→CC|分别为平行于A→B，A→C的单位向量，由
平
行
四
边
形
法
则
可
知
A→B |A→B|
＋
A→C |A→C|
为
∠BAC
的平分线．因为
|AA→ →BB|＋|AA→ →CC|·B→C＝0，所以∠BAC 的平分线垂直于 BC，所以 AB
＝AC.
又|AA→→BB|·|AA→→CC|＝|AA→→BB|·|AA→→CC|·cos∠BAC＝21，所以 cos∠BAC
观察图象可知，当目标函数 z＝2x＋y 过点 C(1，1)时，zmax ＝2×1＋1＝3，目标函数 z＝2x＋y 过点 F(a，a)时，zmin＝2a＋a
＝3a，所以 3＝8×3a，解得 a＝81.
【答案】
1 8
角度二向量在解三角形中的应用
【例 4】 (2018·石家庄模拟)在△ABC 中，角 A，B，C 的对
4．(2018·银川模拟)已知向量 a＝(cos θ，sin θ)，b＝( 3，
－1)，则|2a－b|的最大值为________．
【解析】设a与b夹角为α， ∵|2a－b|2＝4a2－4a·b＋b2 ＝8－4|a||b|cos α＝8－8cos α， ∵α∈[0，π]，∴cos α∈[－1，1]， ∴8－8cos α∈[0，16]，即|2a－b|2∈[0，16]， ∴|2a－b|∈[0，4]． ∴|2a－b|的最大值为4. 【答案】 4
(5)已知平面直角坐标系内有三个定点 A(－2，－1)，B(0，10)， C(8，0)，若动点 P 满足：O→P＝O→A＋t(A→B＋A→C)，t∈R，则点 P 的轨迹方程是 x－y＋1＝0. ( )

《平面向量》说课稿9篇平面向量的说课

《平面向量》说课稿9篇平面向量的说课下面是我收集的《平面向量》说课稿9篇平面向量的说课，供大家参阅。

《平面向量》说课稿1说课内容：普通高中课程标准实验教科书(人教A版)《数学必修4》第二章第四节“平面向量的数量积”的第一课时---平面向量数量积的物理背景及其含义。

下面，我从背景分析、教学目标设计、课堂结构设计、教学过程设计、教学媒体设计及教学评价设计六个方面对本节课的思考进行说明。

一、背景分析1、学习任务分析平面向量的数量积是继向量的线性运算之后的又一重要运算，也是高中数学的一个重要概念，在数学、物理等学科中应用十分广泛。

本节内容教材共安排两课时，其中第一课时主要研究数量积的概念，第二课时主要研究数量积的坐标运算，本节课是第一课时。

本节课的主要学习任务是通过物理中“功”的事例抽象出平面向量数量积的概念，在此基础上探究数量积的性质与运算律，使学生体会类比的思想方法，进一步培养学生的抽象概括和推理论证的能力。

其中数量积的概念既是对物理背景的抽象，又是研究性质和运算律的基础。

同时也因为在这个概念中，既有长度又有角度，既有形又有数，是代数、几何与三角的最佳结合点，不仅应用广泛，而且很好的体现了数形结合的数学思想，使得数量积的概念成为本节课的核心概念，自然也是本节课教学的重点。

2、学生情况分析学生在学习本节内容之前，已熟知了实数的运算体系，掌握了向量的概念及其线性运算，具备了功等物理知识，并且初步体会了研究向量运算的一般方法：即先由特殊模型(主要是物理模型)抽象出概念，然后再从概念出发，在与实数运算类比的基础上研究性质和运算律。

这为学生学习数量积做了很好的铺垫，使学生倍感亲切。

但也正是这些干扰了学生对数量积概念的理解，一方面，相对于线性运算而言，数量积的结果发生了本质的变化，两个有形有数的向量经过数量积运算后，形却消失了，学生对这一点是很难接受的;另一方面，由于受实数乘法运算的影响，也会造成学生对数量积理解上的偏差，特别是对性质和运算律的理解。

第4节 平面向量的综合应用

§5.4 平面向量的综合应用

高考数学一轮复习平面向量应用举例公开课一等奖课件省赛课获奖课件

平面向量的综合应用

平面向量的综合应用PPT教学课件

平面向量基本定理及其坐标表示教案

第七章 向量代数与空间解析几何 第4节 平面与直线

平面向量的综合运用 人教课标版精品公开PPT课件

第4节平面向量的综合应用

平面向量的综合应用(四)

人教版高中数学必修26.4平面向量的应用 教案

人教版高中数学高一A版必修4 第二章第四节平面向量的数量积(第三课时)

第33课--平面向量的综合应用

平面向量》单元教学设计

高三高考数学复习课件5-4平面向量的综合应用

《平面向量》说课稿9篇平面向量的说课

第4节平面向量的综合应用

第七章向量代数与空间解析几何第4节平面与直线

平面向量的综合运用人教课标版精品公开PPT课件

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