高考数学平面向量与解析几何
新高考高中数学知识点全总结
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新高考高中数学知识点全总结一、集合与简易逻辑1. 集合定义:集合是由确定的对象所组成,这些对象称为集合的元素。
表示方法:列举法、描述法。
集合之间的关系:子集、真子集、相等。
集合的运算:并集、交集、补集。
2. 简易逻辑充分条件与必要条件。
四种命题及其关系:原命题、逆命题、否命题、逆否命题。
逻辑联结词:且、或、非。
二、函数1. 函数的概念定义:设A、B是两个非空数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称f:A→B为从集合A到集合B的一个函数。
记作y=f(x),x∈A。
其中,x称为自变量,x的取值范围A称为函数的定义域;与x的值对应的y值称为因变量,因变量的取值范围称为函数的值域。
2. 函数的性质单调性:函数在某一区间内,函数值随自变量增大而增大(或减少)的性质。
奇偶性:若对于定义域内的任意x,都有f(-x)=-f(x),则称f(x)为奇函数;若f(-x)=f(x),则称f(x)为偶函数。
3. 常见函数一次函数:f(x)=kx+b (k≠0)。
二次函数:f(x)=ax²+bx+c (a≠0)。
指数函数:f(x)=a^x (a>0, a≠1)。
对数函数:f(x)=logₐx (a>0, a≠1)。
幂函数:f(x)=x^α (α为实数)。
三、数列1. 数列的概念定义:按一定顺序排列的一列数称为数列。
通项公式:表示数列中每一项与项数之间关系的公式。
2. 等差数列定义:从第二项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数的一种数列。
通项公式:aₙ=a₁+(n-1)d。
前n项和公式:Sₙ=n/2[2a₁+(n-1)d]。
3. 等比数列定义:从第二项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数的一种数列。
通项公式:aₙ=a₁q^(n-1)。
前n项和公式:Sₙ=a₁(1-q^n)/(1-q)(q≠1)。
四、三角函数1. 角度与弧度角度制:用度(°)、分(')、秒('')来表示角的大小的制度。
高中数学解题中平面向量方法的应用分析
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高中数学解题中平面向量方法的应用分析
高中数学解题中,平面向量方法是一种常用的解题方法。
它主要应用于平面几何、线
性代数和解析几何等领域。
下面将从几个方面分析平面向量方法在高中数学解题中的应
用。
在平面几何中,平面向量方法可以用于解决平面上的点、线、面的位置关系问题。
通
过引入向量的概念和运算法则,可以用向量的加减、数量积等操作来表示和计算线段、向
量的长度、夹角、平行关系等几何性质。
可以用向量来证明平行线之间的距离相等、求解
点在直线上的投影等问题。
在线性代数中,平面向量方法可以用于求解线性方程组。
通过将线性方程组写成矩阵
乘法的形式,并用向量表示未知数,可以将求解线性方程组的问题转化为求解向量的线性
组合的问题。
利用向量的性质和运算法则,可以通过增广矩阵的行变换来求解未知数的值。
可以用向量法解决线性方程组的解的存在唯一性以及解的求法等问题。
平面向量方法还可以用于解决高等数学中的微分和积分问题。
通过将函数表示为向量
函数,可以简化微分和积分的运算过程。
可以用向量函数求导来计算曲线的切线和法线,
用向量函数积分来计算曲线的弧长和面积等问题。
高考数学知识点占比分析
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高考数学知识点占比分析高考作为我国学生升学选拔的最重要考试之一,对学生的数学知识的掌握有着较高的要求。
在备考过程中,了解各个知识点的占比情况能够帮助考生合理分配学习时间和精力,有针对性地进行复习。
一、函数与导数(20%)函数与导数是高考数学中的重要知识点,占据了整个数学部分的20%。
这部分内容涵盖了函数的基本概念、常见函数的性质和图像以及导数的定义和基本公式等。
在考试中,通常会涉及到函数的极值、最值问题以及函数图像的变化等题型。
因此,考生在备考过程中需要重点掌握函数与导数的相关知识,并能够熟练运用。
二、平面向量和立体几何(15%)平面向量和立体几何是高考数学中的另一个重要板块,占据了15%的比重。
平面向量主要包括向量的定义、加法、数量积和向量的共线与垂直问题等。
立体几何则涉及到空间中的点、直线、面的位置关系,常见的题型有平面与直线的位置关系、平面与平面的位置关系等。
考生在备考过程中需要熟练掌握平面向量和立体几何的相关知识,并能够理解和应用。
三、数列与数学归纳法(10%)数列与数学归纳法是高考数学中比重较大的一个知识点,占据了10%的比重。
数列是数学中的一个重要概念,指的是按照一定规律排列的一组数。
数学归纳法是一种证明方法,能够用来证明关于正整数的命题。
在考试中,常见的数列题型有递推关系、通项公式和数列的性质等。
考生在备考过程中需要掌握不同类型数列的求和公式和性质,并能够应用数学归纳法进行证明。
四、三角函数(10%)三角函数是高考数学中不可忽视的知识点之一,占据了10%的比重。
三角函数的相关知识包括常见角的定义、三角函数的性质和基本公式等。
在考试中,考生经常会遇到三角函数的求值、方程和不等式等题型。
因此,考生在备考过程中需要熟练掌握三角函数的相关知识,并能够运用到解题中。
五、概率与统计(10%)概率与统计是高考数学中比重较大的一个知识点,占据了10%的比重。
概率与统计主要涉及到事件的概率计算、统计指标的计算以及统计图表的分析等。
平面向量与解析几何综合应用问题汇总
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平面向量与解析几何综合应用问题汇总由于向量既能体现“形”的直观位置特征,又具有“数”的良好运算性质,是数形结合与转换的桥梁和纽带。
而解析几何也具有数形结合与转换的特征,所以在向量与解析几何知识的交汇处设计试题,已逐渐成为高考命题的一个新的亮点。
近几年全国各地的高考试题中,向量与解析结合的综合问题时有出现。
但从最近教学情况来看,学生对这一类问题的掌握不到位,在试卷上经常出现进退两难的境地,因此,就这一问题做一归纳总结和反思。
平面向量与解析几何的结合通常涉及到夹角、平行、垂直、共线、轨迹等问题的处理,解决此类问题基本思路是将几何问题坐标化、符号化、数量化,从而将推理转化为运算;或者考虑向量运算的几何意义,利用其几何意义解决有关问题。
主要包括以下三种题型:1、运用向量共线的充要条件处理解几中有关平行、共线等问题运用向量共线的充要条件来处理解几中有关平行、共线等问题思路清晰,易于操作,比用斜率或定比分点公式研究这类问题要简捷的多。
例1. (全国卷Ⅰ))已知椭圆的中心为坐标原点O ,焦点在x 轴上,斜率为1且过椭圆右焦点F 的直线交椭圆于A 、B 两点,OA OB +与(3,1)a =-共线。
(Ⅰ)求椭圆的离心率;(Ⅱ)设M 为椭圆上任意一点,且 (,)OM OA OB R λμλμ=+∈,证明22μλ+为定值。
解:设椭圆方程为)0,(),0(12222c F b a by a x >>=+ 则直线AB 的方程为c x y -=,代入12222=+by a x ,化简得 02)(22222222=-+-+b a c a cx a x b a .令A (11,y x ),B 22,(y x ),则22222121222222,.a c a c a b x x x x a b a b -+==++ 由1212(,),(3,1),OA OB x x y y a OA OB +=++=-+与a 共线,得,0)()(32121=+++x x y y 又c x y c x y -=-=2211,,.23,0)()2(3212121c x x x x c x x =+∴=++-+∴ 即232222c ba c a =+,所以36.32222ab ac b a =-=∴=, 故离心率.36==a c e (II )证明:(1)知223b a =,所以椭圆12222=+by a x 可化为.33222b y x =+ 设(,)OM x y =,由已知得),,(),(),(2211y x y x y x μλ+=⎩⎨⎧+=+=∴.,2121x x y x x x μλμλ ),(y x M 在椭圆上,.3)(3)(2221221b y y x x =+++∴μλμλ 即.3)3(2)3()3(221212222221212b y y x x y x y x =+++++λμμλ①由(1)知.21,23,23222221c b c a c x x ===+ .0329233)(34))((33832222212121212121222222221=+-=++-=--+=+=+-=c c c c c x x x x c x c x x x y y x x c ba b a c a x x又222222212133,33b y x b y x =+=+,代入①得.122=+μλ故22μλ+为定值,定值为1. 例2(天津卷)椭圆的中心是原点O ,它的短轴长为22,相应于焦点F (c, 0)(c >0)的准线l 与x 轴相交于点A,.2FA OF = 过点A 的直线与椭圆相交于P 、Q 两点。
新高考高中数学顺序 -回复
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新高考高中数学顺序 -回复
新高考高中数学的学习顺序可以按照以下顺序进行:
1. 函数与方程:包括函数的基本概念、初等函数、反函数、方程的解法等内容;
2. 三角函数与解三角形:包括三角函数的概念、性质、图像与解析式、解三角形等内容;
3. 平面向量与解析几何:包括平面向量的定义、运算、数量积、向量的共线与垂直、解析几何中直线、圆等内容;
4. 数列与数列极限:包括数列的定义、等差数列、等比数列、递推数列、数列极限等内容;
5. 导数与微分:包括导数的定义、基本导数、高次导数、导数的应用、微分的定义与性质等内容;
6. 不定积分与定积分:包括不定积分的概念、基本积分、换元积分法、分部积分法、定积分的概念、定积分的计算等内容;
7. 几何证明与解析几何证明:包括几何证明的基本方法、几何图形的性质证明、平面解析几何证明等内容;
8. 概率与统计:包括随机事件、概率的计算、排列与组合、统计的概念、数据分析等内容;
9. 三角函数与数列的扩展:包括三角函数的进一步扩展、数列的进一步深入等内容;
10. 空间几何与立体几何:包括空间几何中的点、直线、平面
的位置关系、立体几何中的球、锥、柱等内容。
以上是一种参考顺序,根据学校和教材的不同,顺序可能会有所调整。
建议根据自己的实际情况,灵活应用,并根据教材进行学习。
高考数学平面向量及其综合运用 人教版
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高考数学平面向量及其综合运用 人教版复习要点:Ⅰ、平面向量知识结构表Ⅱ、内容概述1、向量的概念向量有三种表示法:①有向线段,②a 或AB ,③坐标a =(x , y )。
注意:共线向量与相等向量的联系与区别。
2、向量的运算加法、减法、数乘向量和向量的数量积。
如:11221212(,)(,)a b x y x y x x y y =⋅=+注意:几何运算与坐标运算 3、平面向量的定理及相关性质(1)两个非零向量平行的充要条件: a ∥b ⇔ a =λb (λ∈R)设a =(x1,y1),b = (x2,y2) 则a ∥b ⇔ x1y2-x2y1=0(2)两个非零向量垂直的充要条件: a ⊥b ⇔ a·b =0 设a =(x1,y1),b =(x2,y2)则a ⊥b ⇔ x1·x2+y1·y2=0(3)平面向量基本定理:如果有e1,e2是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量a ,有且只有一对实数λ1,λ2使 a =λ1e1+λ2e2.(4)三点共线定理:平面上三点A 、B 、C 共线的充要条件是:存在实数α、β,使OC OB OA βα+=,其中α+β=1,O 为平面内的任一点。
4、 常用公式及结论a 、向量模的公式:设a =(x,y ),则︱a ︱=22y x +b 、两点间的距离公式:21P P =212212)()(y y x x -+- [P1(x1,y1),P2(x2,y2)]c 、线段的定比分点坐标公式:向量向量的概念向量的运算向量的运用向量的加、减法实数与向量的积 向量的数量积 两个向量平行的充要条件两个向量垂直的充要条件定比分点公式平移公式 在物理学中的应用 在几何中的应用d 、中点坐标公式: 或)(21OB OA OM +=其中M (x0 ,y0)是线段AB 中点。
e 、两向量的夹角公式:cos θ=222221212121y x y x y y x x ba ba +⋅++=⋅⋅其中0°≤θ≤180°,a=(x1,y1),b =(x2,y2)f 、图形平移公式:若点P(x,y)按向量a =(h,k)平移至P '(x ',y '), 则g 、有关向量模的常用结论: ① aa a ⋅=2② 22222bb a a )b a (b a +⋅±=±=± ③ba b a ≤⋅,a b a b a b-≤±≤+④222||||2||2||a b a b a b ++-=+ 范例及其点评(一)平面向量学科内综合运用深刻理解平面向量的相关概念与性质,熟练掌握向量的各种运算,熟悉常用公式及结论,理解并掌握两向量共线、垂直的充要条件。
平面向量与解析几何
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平面向量与解析几何平面向量是解析几何中的重要概念,它们在研究平面几何问题时具有广泛而深入的应用。
本文将介绍平面向量的定义、运算规则以及与解析几何的关系。
一、平面向量的定义平面向量是具有大小和方向的有向线段,用符号表示。
设向量A的起点为点P,终点为点Q,记作A=→PQ。
平面向量还可以用坐标表示。
设A的坐标为(x1, y1),起点在原点O,则A=→OP=(x1, y1)。
二、平面向量的运算1. 向量的加法向量的加法满足平行四边形法则。
设有向量A=→PQ,向量B=→RS,则A+B=→QS。
2. 向量的数乘向量的数乘是指将向量的长度放大或缩小。
设有向量A=→PQ,k为实数,则kA=→P'Q',其中P'为向量A的起点,Q'为向量A的终点,且P'Q'的长度为k倍于PQ的长度。
3. 内积运算内积也称点积,表示两个向量的数量积。
设向量A=→PQ,向量B=→RS,A的坐标为(x1, y1),B的坐标为(x2, y2),则A·B=x1x2+y1y2。
4. 外积运算外积也称叉积,表示两个向量的向量积。
设向量A=→PQ,向量B=→RS,A的坐标为(x1, y1),B的坐标为(x2, y2),则A×B=(0,0, x1y2-x2y1)。
三、平面向量与解析几何的关系通过平面向量的运算,我们可以研究解析几何中的一些常见问题。
1. 直线的方程设有点A(x1, y1)和点B(x2, y2),则点A和点B构成的直线的方程可以表示为:(y-y1)/(x-x1)=(y2-y1)/(x2-x1)。
2. 两条直线的关系设直线L1的方程为(a1x+b1y+c1=0),直线L2的方程为(a2x+b2y+c2=0),则L1与L2平行的条件是a1/a2=b1/b2,L1与L2垂直的条件是a1a2+b1b2=0。
3. 两个向量的夹角设有向量A=→PQ,向量B=→RS,夹角θ的余弦可以由它们的内积表示为:cosθ=(A·B)/(|A||B|)。
高考数学(理)之平面向量 专题04 平面向量在平面几何、三角函数、解析几何中的应用(解析版)

平面向量04 平面向量在平面几何、三角函数、解析几何中的应用一、具本目标: 一)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. 二)考点解读与备考:1.近几年常以考查向量的共线、数量积、夹角、模为主,基本稳定为选择题或填空题,难度较低;2.常与平面几何、三角函数、解析几何等相结合,以工具的形式进行考查,常用向量的知识入手.力学方面应用的考查较少.3.备考重点:(1) 理解有关概念是基础,掌握线性运算、坐标运算的方法是关键;(2)解答与平面几何、三角函数、解析几何等交汇问题时,应注意运用数形结合的数学思想,将共线、垂直等问题,通过建立平面直角坐标系,利用坐标运算解题.4.难点:向量与函数、三角函数、解析几何的综合问题.以向量形式为条件,综合考查了函数、三角、数列、曲线等问题.要充分应用向量的公式及相关性质,会用向量的几何意义解决问题,有时运用向量的坐标运算更能方便运算. 二、知识概述:常见的向量法解决简单的平面几何问题: 1.垂直问题:(1)对非零向量a r 与b r ,a b ⊥⇔r r.(2)若非零向量1122(,),(,),a x y b x y a b ==⊥⇔r r r r.2.平行问题:(1)向量a r 与非零向量b r共线,当且仅当存在唯一一个实数λ,使得 .(2)设1122(,),(,)a x y b x y ==r r是平面向量,则向量a r 与非零向量b r 共线⇔ .【考点讲解】3.求角问题:(1)设,a b r r是两个非零向量,夹角记为α,则cos α= .(2)若1122(,),(,)a x y b x y ==r r是平面向量,则cos α= .4.距离(长度)问题:(1)设(,)a x y =r,则22a a ==r r ,即a =r .(2)若1122(,),(,)A x y B x y ,且a AB =r u u u r ,则AB AB ==u u u r.【答案】1.1212(1)0,(2)0.a b x x y y ⋅=+=r r2.(1)a b λ=r r,(2)12210x y x y -=3.(1)a b a b ⋅⋅r r r r.4.(1)22x y +【优秀题型展示】 1. 在平面几何中的应用:已知ABC D 中,(2,1),(3,2),(3,1)A B C ---,BC 边上的高为AD ,求点D 和向量AD u u u r的坐标.【解析】设点D 坐标(x ,y ),由AD 是BC 边上的高可得⊥,且B 、D 、C 共线,∴⎪⎩⎪⎨⎧=⋅//0∴⎩⎨⎧=+---+=--⋅+-0)1)(3()2)(3(0)3,6()1,2(y x y x y x ∴⎩⎨⎧=+---+=+---0)1)(3()2)(3(0)1(3)2(6y x y x y x ∴⎩⎨⎧=+-=-+012032y x y x解得⎩⎨⎧==11y x ∴点D 坐标为(1,1),AD =(-1,2). 【答案】AD =(-1,2)【变式】已知四边形ABCD 的三个顶点(02)A ,,(12)B --,,(31)C ,,且2BC AD =u u u r u u u r,则顶点D 的坐标为 ( ) A .722⎛⎫ ⎪⎝⎭,B .122⎛⎫- ⎪⎝⎭,C .(32),D .(13),【解析】设22(,),(3,1)(1,2)(4,3),(,2),,37222x x D x y BC AD x y y y 祆==镲镲镲=---==-\\眄镲-==镲镲铑u u u r u u u rQ , 【答案】A【变式】已知正方形OABC 的边长为1,点D E 、分别为AB BC 、的中点,求cos DOE ∠的值.【解析】以OA OC 、为坐标轴建立直角坐标系,如图所示.由已知条件,可得114.225⋅==∴∠=⋅u u u r u u u ru u u r u u u r u u u r u u u r (1,),(,1),cos =OD OE OD OE DOE OD OE2.在三角函数中的应用:已知向量3(sin ,)4a x =r ,(cos ,1)b x =-r .设函数()2()f x a b b =+⋅r r r ,已知在ABC ∆中,内角A B C 、、的对边分别为a bc 、、,若a =2b =,sin B =()4cos(2)6f x A π++([0,]3x π∈)的取值范围.【解析】 由正弦定理得或 . 因为,所以4A π=.因为+.所以, ,, 所以. 【答案】()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--∈⎪⎭⎫ ⎝⎛++212,12362cos 4πA x f sin ,sin sin 24a b A A A B π===可得所以43π=A a b >()2())4f x a b b x π=+⋅=+r r r 32()⎪⎭⎫⎝⎛++62cos 4πA x f =)4x π+12-0,3x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦Q 112,4412x πππ⎡⎤∴+∈⎢⎥⎣⎦()21262cos 4123-≤⎪⎭⎫ ⎝⎛++≤-πA x f3.在解析几何中的应用:(1)已知直线x +y =a 与圆x 2+y 2=4交于A 、B 两点,且|OA →+OB →|=|OA →-OB →|,其中O 为坐标原点,则实数a 的值为________.【解析】如图所示,以OA 、OB 为边作平行四边形OACB , 则由|OA →+OB →|=|OA →-OB →|得, 平行四边形OACB 是矩形,OA →⊥OB →.由图象得,直线y =-x +a 在y 轴上的截距为±2.【答案】±2(2)椭圆的焦点为F F ,点P 为其上的动点,当∠F P F 为钝角时,点P 横坐标的取值范围是 .【解析】法一:F 1(-,0)F 2(,0),设P (3cos ,2sin ).为钝角,.∴=9cos 2-5+4sin 2=5 cos 2-1<0.解得: ∴点P 横坐标的取值范围是(). 14922=+y x ,121255θθ21PF F ∠Θ123cos ,2sin )3cos ,2sin )PF PF θθθθ⋅=-⋅-u u u r u u u u r(θθθ55cos 55<<-θ553,553-ODC BA【答案】() 法二:F 1(-,0)F 2(,0),设P (x,y ).为钝角,∴ ()()125,5,PF PF x y x y •=--⋅-u u u r u u u u r225x y =+-=25109x -<. 解得:353555x -<<.∴点P 横坐标的取值范围是(). 【答案】() 2. 在物理学中的应用:如图所示,用两条成120º的等长的绳子悬挂一个灯具,已知灯具的重量为10N ,则每根绳子的拉力是 .]【解析】 ∵绳子的拉力是一样的(对称) ,∴OA =OB ,∴四边形OADB 为菱形 .∵∠AOB =120º ,∴∠AOD =60º .又OA =OB =AD , ∴三角形OAD 为等边三角形 ,∴OD =OA . 又根据力的平衡得OD =OC =10 , ∴OA =10 ,∴OA =OB =10 . ∴每根绳子的拉力大小是10N. 【答案】10N553,553-5521PF F ∠Θ553,553-553,553-【真题分析】1.【2017年高考全国II 卷理数】已知ABC △是边长为2的等边三角形,P 为平面ABC 内一点,则()PA PB PC ⋅+u u u r u u u r u u u r的最小值是( )A .2-B .32-C .43- D .1-【解析】如图,以BC 为x 轴,BC 的垂直平分线DA 为y 轴,D 为坐标原点建立平面直角坐标系,则A ,(1,0)B -,(1,0)C ,设(,)P x y ,所以()PA x y =-u u u r ,(1,)PB x y =---u u u r,(1,)PC x y =--u u u r ,所以(2,2)PB PC x y +=--u u u r u u u r ,22()22)22(PA PB PC x y y x y ⋅+=-=+-u u u r u u u r u u u r233)222-≥-,当(0,2P 时,所求的最小值为32-,故选B . 【答案】B2.【2018年高考上海卷】在平面直角坐标系中,已知点()10A -,、()20B ,,E 、F 是y 轴上的两个动点,且||2EF =u u u r ,则AE BF ⋅u u u r u u u r的最小值为___________.【解析】根据题意,设E (0,a ),F (0,b );∴2EF a b =-=u u u r;∴a =b +2,或b =a +2;且()()1,2,AE a BF b ==-u u u r u u u r ,;∴2AE BF ab ⋅=-+u u u r u u u r; 当a =b +2时,()22222AE BF b b b b ⋅=-++⋅=+-u u u r u u u r;∵b 2+2b ﹣2的最小值为8434--=-; ∴AE BF ⋅u u u r u u u r 的最小值为﹣3,同理求出b =a +2时,AE BF ⋅u u u r u u u r的最小值为﹣3.故答案为:﹣3.【答案】-33.【2018年高考江苏卷】在平面直角坐标系xOy 中,A 为直线:2l y x =上在第一象限内的点,()5,0B ,以AB 为直径的圆C 与直线l 交于另一点D .若0AB CD ⋅=u u u r u u u r,则点A 的横坐标为___________.【解析】设(),2(0)A a a a >,则由圆心C 为AB 中点得5,,2a C a +⎛⎫⎪⎝⎭易得()()():520C x x a y y a --+-=e ,与2y x =联立解得点D 的横坐标1,D x =所以()1,2D .所以()55,2,1,22a AB a a CD a +⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭u u u r u u u r ,由0AB CD ⋅=u u u r u u u r 得()()()2551220,230,32a a a a a a a +⎛⎫--+--=--== ⎪⎝⎭或1a =-,因为0a >,所以 3.a = 【答案】34.【2017年高考全国I 卷理数】已知向量a ,b 的夹角为60°,|a |=2,|b |=1,则| a +2b |=___________. 【解析】方法一:222|2|||44||4421cos60412+=+⋅+=+⨯⨯⨯+=oa b a a b b ,所以|2|+==a b .方法二:利用如下图形,可以判断出2+a b 的模长是以2为边长,一夹角为60°的菱形的对角线的长度,则为【答案】5.【2017年高考江苏卷】如图,在同一个平面内,向量OA u u u r ,OB uuu r ,OC uuu r 的模分别为1,1,2,OA u u u r 与OCuuu r的夹角为α,且tan α=7,OB uuu r 与OC uuu r 的夹角为45°.若OC mOA nOB =+u u u r u u u r u u u r(,)m n ∈R ,则m n +=___________.【解析】由tan 7α=可得sin 10α=,cos 10α=,根据向量的分解,易得cos 45cos sin 45sin 0n m n m αα⎧︒+=⎪⎨︒-=⎪⎩0210n m +=-=⎩,即510570n m n m +=⎧⎨-=⎩,即得57,44m n ==,所以3m n +=. 【答案】36.【2017年高考浙江卷】已知向量a ,b 满足1,2,==a b 则++-a b a b 的最小值是________,最大值是___________.【解析】设向量,a b 的夹角为θ,则-==a b+==a b ++-=a b a b令y =[]21016,20y =+,据此可得:()()maxmin 4++-==++-==a b a ba b a b ,即++-a b a b 的最小值是4,最大值是【答案】4,7. 【2016·江苏卷】如图,在△ABC 中,D 是BC 的中点,E ,F 是AD 上的两个三等分点,BA →·CA →=4, BF →·CF →=-1,则BE →·CE →的值是________.【解析】 设AB →=a ,AC →=b ,则BA →·CA →=(-a )·(-b )=a ·b =4.又∵D 为BC 中点,E ,F 为AD 的两个三等分点,则AD →=12(AB →+AC →)=12a +12b ,AF →=23AD →=13a +13b ,AE →=13AD →=16a +16b ,BF →=BA →+AF →=-a +13a +13b =-23a +13b ,CF →=CA →+AF →=-b +13a +13b =13a -23b ,则BF →·CF →=⎝⎛⎭⎫-23a +13b ·⎝⎛⎭⎫13a -23b =-29a 2-29b 2+59a ·b =-29(a 2+b 2)+59×4=-1. 可得a 2+b 2=292.又BE →=BA →+AE →=-a +16a +16b =-56a +16b ,CE →=CA →+AE →=-b +16a +16b =16a -56b ,则BE →·CE →=⎝⎛⎭⎫-56a +16b ·⎝⎛⎭⎫16a -56b =-536(a 2+b 2)+2636a ·b =-536×292+2636×4=78.【答案】 788.【2017年高考江苏卷】已知向量(cos ,sin ),(3,[0,π].x x x ==∈a b (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.【解析】(1)因为co ()s ,sin x x =a,(3,=b ,a ∥b,所以3sin x x =. 若cos 0x =,则sin 0x =,与22sin cos 1x x +=矛盾,故cos 0x ≠.于是tan 3x =-.又[]0πx ∈,,所以5π6x =.(2)π(cos ,sin )(3,3cos ())6f x x x x x x =⋅=⋅=-=+a b . 因为[]0πx ∈,,所以ππ7π[,]666x +∈,从而π1cos()62x -≤+≤. 于是,当ππ66x +=,即0x =时,()f x 取到最大值3; 当π6x +=π,即5π6x =时,()f x取到最小值-【答案】(1)5π6x =;(2)0x =时,()f x 取到最大值3;5π6x =时,()f x取到最小值-.1.已知数列{}n a 为等差数列,且满足32015BA a OB a OC =+u u u r u u u r u u u r ,若()AB AC R λλ=∈u u u r u u u r,点O 为直线BC 外一点,则12017a a +=( )A. 0B. 1C. 2D. 4【解析】∵32015BA a OB a OC =+u u u r u u u r u u u r , ∴32015OA OB a OB a OC -=+u u u r u u u r u u u r u u u r, 即()320151OA a OB a OC =++u u u r u u u r u u u r , 又∵()AB AC R λλ=∈u u u r u u u r,∴3201511a a ++=, ∴12017320150a a a a +=+=. 【答案】A2.直角ABC V 中, AD 为斜边BC 边的高,若1AC =u u u r , 3AB =u u u r,则CD AB ⋅=u u u r u u u r ( )【模拟考场】A .910 B . 310 C . 310- D . 910-【解析】依题意BC =22,AC AC CD CB CD CB =⋅==103cos ==BC AB B,所以有9cos 310CD AB CD AB B ⋅=⋅⋅==u u u r u u u r u u u r u u u r . 【答案】A3.已知正三角形ABC 的边长为,平面ABC 内的动点P ,M 满足1AP =uu u r ,PM MC =uuu r uuu r ,则2BMuuu r 的最大值是( ) A.B. C. D.【解析】本题考点是向量与平面图形的综合应用.由题意可设D 为三角形的内心,以D 为原点,直线DA 为x 轴建立平面直角坐标系,由已知易得1220,DA ADC ADB D D BDC B C ∠=∠====∠=︒u u u r u u u r u u u r. 则()((2,0,1,,1,.A B C --设(),,P x y 由已知1AP =u u u r ,得()2221x y -+=,又11,,,,,22x x PM MC M BM ⎛⎛-+=∴∴= ⎝⎭⎝⎭u u u u r u u u u r u u u u r()(22214x y BM -++∴=u u u u r ,它表示圆()2221x y -+=上点().x y 与点(1,--距离平方的14,()22max149144BM⎫∴==⎪⎭u u u u r ,故选B.【答案】B4.已知曲线C :x =直线l :x=6.若对于点A (m ,0),存在C 上的点P 和l 上的点Q 使得0AP AQ +=u u u r u u u r r,则m 的取值范围为 .【解析】本题考点是向量线性运算与解析几何中点与直线的位置关系的应用.由0AP AQ +=u u u r u u u r r知A 是PQ的中点,设(,)P x y ,则(2,)Q m x y --,由题意20x -≤≤,26m x -=,解得23m ≤≤.3244344943637+433237+【答案】[2,3]5.在平面直角坐标系中,O 为原点,()),0,3(),3,0(,0,1C B A -动点D 满足CD u u u r=1,则OA OB OD ++u u u r u u u r u u u r 的最大值是_________.【解析】本题的考点是参数方程中的坐标表示, 圆的定义与 三角函数的值域.由题意可知C 坐标为()3,0且1CD =,所以动点D 的轨迹为以C 为圆心的单位圆,则D 满足参数方程3cos sin D D x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数且[)0,2θπ∈),所以设D 的坐标为()[)()3cos ,sin 0,2θθθπ+∈, 则OA OB OD ++=u u u r u u u r u uu r=因为2cos θθ+=所以OA OB OD ++的最大值为1==+故填1【答案】1+6.在△ABC 中,∠ABC =120°,BA =2,BC =3,D ,E 是线段AC 的三等分点,则BD →·BE →的值为________. 【解析】 由题意得BD →·BE →=(BA →+AD →)·(BC →+CE →)=⎝⎛⎭⎫BA →+13AC →·⎝⎛⎭⎫BC →+13CA → =⎣⎡⎦⎤BA →+13(BC →-BA →)·⎣⎡⎦⎤BC →+13(BA →-BC →)=⎝⎛⎭⎫13BC →+23BA →·⎝⎛⎭⎫23BC →+13BA → =29BC →2+59BC →·BA →+29BA →2=29×9+59×2×3×cos 120°+29×4=119. 【答案】1197.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AE →·AF →=1,则λ的值为________. 【解析】法一、 如图,AE →=AB →+BE →=AB →+13BC →,AF →=AD →+DF →=AD →+1λDC →=BC →+1λAB →,所以AE →·AF →=⎝⎛⎭⎫AB →+13BC →·⎝⎛⎭⎫BC →+1λAB →=⎝⎛⎭⎫1+13λAB →·BC →+1λAB →2+13BC →2=⎝⎛⎭⎫1+13λ×2×2×cos 120°+4λ+43=1,解得λ=2.法二、 建立如图所示平面直角坐标系.由题意知:A (0,1),C (0,-1),B (-3,0),D (3,0).由BC =3BE ,DC =λDF .可求点E ,F 的坐标分别为E ⎝⎛⎭⎫-233,-13,F ⎝⎛⎭⎫3⎝⎛⎭⎫1-1λ,-1λ, ∴AE →·AF →=⎝⎛⎭⎫-233,-43·⎝⎛⎭⎫3⎝⎛⎭⎫1-1λ,-1λ-1=-2⎝⎛⎭⎫1-1λ+43⎝⎛⎭⎫1+1λ=1,解得λ=2. 【答案】28.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】AB →·AC →=3×2×cos 60°=3,AD →=13AB →+23AC →,则AD →·AE →=⎝⎛⎭⎫13AB →+23AC →·(λAC →-AB →)=λ-23AB →·AC →-13AB →2+2λ3AC →2=λ-23×3-13×32+2λ3×22=113λ-5=-4,解得λ=311.【答案】3119.在△ABC 中,点M ,N 满足AM →=2MC →,BN →=NC →.若MN →=xAB →+yAC →,则x =__________;y =__________.【解析】MN →=MC →+CN →=13AC →+12CB →=13AC →+12(AB →-AC →)=12AB →-16AC →,∴x =12,y =-16.【答案】 12 -1610.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BE →=λBC →,DF →=19λDC →,则AE →·AF →的最小值为________.【解析】法一 在梯形ABCD 中,AB =2,BC =1,∠ABC =60°,可得DC =1,AE →=AB →+λBC →,AF →=AD →+19λDC →,∴AE →·AF →=(AB →+λBC →)·(AD →+19λDC →)=AB →·AD →+AB →·19λDC →+λBC →·AD →+λBC →·19λDC →=2×1×cos 60°+2×19λ+λ×1×cos 60°+λ·19λ×cos 120°=29λ+λ2+1718≥229λ·λ2+1718=2918,当且仅当29λ=λ2,即λ=23时,取得最小值为2918.法二 以点A 为坐标原点,AB 所在的直线为x 轴建立平面直角坐标系,则B (2,0),C ⎝⎛⎭⎫32,32,D ⎝⎛⎭⎫12,32.又BE →=λBC →,DF →=19λDC →,则E ⎝⎛⎭⎫2-12λ,32λ,F ⎝⎛⎭⎫12+19λ,32,λ>0,所以AE →·AF →=⎝⎛⎭⎫2-12λ⎝⎛⎭⎫12+19λ+34λ=1718+29λ+12λ≥1718+229λ·12λ=2918,λ>0, 当且仅当29λ=12λ,即λ=23时取等号,故AE →·AF →的最小值为2918.【答案】291811.已知矩形ABCD 的边AB =2,AD =1.点P ,Q 分别在边BC ,CD 上,且∠P AQ =π4,则AP →·AQ →的最小值为________.【解析】法一(坐标法) 以A 为坐标原点,AB 所在直线为x 轴,AD 所在直线为y 轴建立平面直角坐标系,则A (0,0),B (2,0),D (0,1).设∠P AB =θ,则AP →=(2,2tan θ),AQ →=⎝⎛⎭⎫tan ⎝⎛⎭⎫π4-θ,1,0≤tan θ≤12. 因为AP →·AQ →=(2,2tan θ)·⎝⎛⎭⎫tan ⎝⎛⎭⎫π4-θ,1=2tan ⎝⎛⎭⎫π4-θ+2tan θ=2(1-tan θ)1+tan θ+2tan θ=41+tan θ+2tan θ-2=41+tan θ+2(tan θ+1)-4≥42-4,当且仅当tan θ=2-1时,“=”成立,所以AP →·AQ →的最小值为42-4.法二(基底法) 设BP =x ,DQ =y ,由已知得,tan ∠P AB =x2,tan ∠QAD =y ,由已知得∠P AB +∠QAD =π4,所以tan ∠P AB +tan ∠QAD 1-tan ∠P AB tan ∠QAD =1,所以x +2y 2=1-xy2,x +2y =2-xy ≥2x ·2y ,解得0<xy ≤6-42,当且仅当x =2y 时,“=”成立.AP →·AQ →=22·(4+x 2)(1+y 2)=22·(xy )2+(x +2y )2-4xy +4=22·(xy )2+(2-xy )2-4xy +4=(xy )2-4xy +4=2-xy ≥42-4. 【答案】 42-412.设O 为坐标原点,C 为圆(x -2)2+y 2=3的圆心,且圆上有一点M (x ,y )满足OM →·CM →=0,则y x =________.【解析】 ∵OM →·CM →=0,∴OM ⊥CM ,∴OM 是圆的切线,设OM 的方程为y =kx , 由|2k |1+k 2=3,得k =±3,即yx =± 3.【答案】 ±313.在△ABC 中,已知AB =1,AC =2,∠A =60°,若点P 满足AP →=AB →+λAC →,且BP →·CP →=1,则实数λ的值为________.【解析】 由AB =1,AC =2,∠A =60°,得BC 2=AB 2+AC 2-2AB ·AC ·cos A =3,即BC = 3.又AC 2=AB 2+BC 2,所以∠B =90°.以点A 为坐标原点,AB →,BC →的方向分别为x 轴,y 轴的正方向建立平面直角坐标系,则B (1,0),C (1,3).由AP →=AB →+λAC →,得P (1+λ,3λ),则BP →·CP →=(λ,3λ)·(λ,3λ-3)=λ2+3λ(λ-1)=1,即4λ2-3λ-1=0,解得λ=-14或λ=1.【答案】 -14或114.证明:同一平面内,互成120°的三个大小相等的共点力的合力为零.【证明】如图,用r a ,r b ,r c 表示这3个共点力,且r a ,r b ,rc 互成120°,模相等,按照向量的加法运算法则,有:r a +r b +r c = r a +(r b +r c )=r a +u u u rOD .又由三角形的知识知:三角形OBD 为等边三角形, 故r a 与u u u r OD 共线且模相等,所以:u u u r OD = -r a ,即有:r a +r b +r c =0r .15.在直角坐标系xOy 中,已知点(1,1),(2,3),(3,2)A B C ,点(,)P x y 在ABC ∆三边围成的区域(含边界)上,且(,)OP mAB nAC m n R =+∈u u u r u u u r u u u r.(1)若23m n ==,求||OP u u u r ;(2)用,x y 表示m n -,并求m n -的最大值.【解析】(1)(1,1),(2,3),(3,2)A B C Q (1,2)AB ∴=u u u r ,(2,1)AC =u u u r.Q OP mAB nAC =+u u u r u u u r u u u r ,又23m n ==.22(2,2)33OP AB AC ∴=+=u u u r u u u r u u u r,|OP ∴u u u r(2)OP mAB nAC =+u u u r u u u r u u u rQ (,)(2,2)x y m n m n ∴=++即22x m ny m n=+⎧⎨=+⎩,两式相减得:m n y x -=-.令y x t -=,由图可知,当直线y x t =+过点(2,3)B 时,t 取得最大值1,故m n -的最大值为1.【答案】(1)(2)m n y x -=-,1.16.如图,在直角梯形ABCD 中,AB ∥CD ,∠DAB =90°,AD =AB =4,CD =1,动点P 在边BC 上,且满足AP →=mAB →+nAD →(m ,n 均为正实数),求1m +1n的最小值.【解析】 如图,建立平面直角坐标系,得A (0,0),B (4,0),D (0,4),C (1,4),则AB →=(4,0),AD →=(0,4).设AP →=(x ,y ),则BC 所在直线为4x +3y =16. 由AP →=mAB →+nAD →,即(x ,y )=m (4,0)+n (0,4),得x =4m ,y =4n (m ,n >0), 所以16m +12n =16,即m +34n =1,那么1m +1n =⎝⎛⎭⎫1m +1n ⎝⎛⎭⎫m +34n =74+3n 4m +m n ≥74+23n 4m ·m n =74+3=7+434(当且仅当3n 2=4m 2时取等号). 17.已知向量m =(cos α,-1),n =(2,sin α),其中α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,且m ⊥n . (1)求cos 2α的值; (2)若sin(α-β)=1010,且β∈⎝⎛⎭⎫0,π2,求角β的值. 【解析】 (1)由m ⊥n ,得2cos α-sin α=0,sin α=2cos α,代入cos 2α+sin 2α=1,得5cos 2α=1, 又α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,则cos α=55,cos 2α=2cos 2α-1=-35. (2)由α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,β∈⎝⎛⎭⎫0,π2,得α-β∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2.因为sin(α-β)=1010,所以cos(α-β)=31010,而sin α=1-cos 2α=255, 则sin β=sin[α-(α-β)]=sin αcos(α-β)-cos αsin(α-β)=255×31010-55×1010=22.因为β∈⎝⎛⎭⎫0,π2,所以β=π4.。
浙江高考数学知识点全归纳
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浙江高考数学知识点全归纳浙江高考数学考试是高中生们备战高考的必经之路。
数学作为高考科目之一,占据了相当重要的位置。
对于广大学生来说,掌握并理解浙江高考数学知识点是十分关键的。
下面将对浙江高考数学知识点进行全面归纳。
一、函数与方程函数在数学中起着重要的作用。
浙江高考数学试卷中涉及到的函数与方程知识点主要包括函数的定义、常用函数的性质、函数的图像与性质、函数的解析表达式、方程的基本性质等。
在考试中,学生需熟练运用函数和方程的知识来解决各类数学问题。
二、数列与数列的和数列是高中数学中的一个重要概念。
浙江高考数学试题中经常涉及到数列与数列的和的计算。
常见的数列有等差数列、等比数列和斐波那契数列等。
在解决相关问题的过程中,学生需要灵活运用数列的性质,如通项公式、求和公式等。
三、几何与向量在浙江高考数学试卷中,几何与向量是一个重要的知识点。
几何主要包括平面几何和立体几何两部分。
平面几何涉及到平面图形的性质、面积与体积的计算等;立体几何则涉及到空间图形的性质、体积与表面积的计算等。
向量则是几何中的另一个重要内容,它是用来描述力的大小和方向的。
学生需要掌握几何的基本理论和方法,并能够应用到解决实际问题中。
四、概率与统计概率与统计作为数学中的重要分支,在浙江高考数学试卷中也占有一席之地。
概率主要涉及到随机试验、事件与概率、条件概率等内容;统计则涉及到参数估计、假设检验等内容。
学生需要掌握概率与统计的基本概念和计算方法,并能够应用到实际问题中进行分析和判断。
五、解析几何与平面向量解析几何与平面向量是浙江高考数学试卷中的难点,也是高考成绩的重要指标之一。
学生需要掌握平面直角坐标系和向量的基本性质,运用向量的知识解决平面几何问题。
此外,还要掌握直线和圆的解析表达式、方向余弦与方向向量等内容。
总结起来,浙江高考数学知识点的归纳非常广泛,涵盖了函数与方程、数列与数列的和、几何与向量、概率与统计、解析几何与平面向量等多个方面。
北京高考数学各部分难度及分值
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北京高考数学各部分难度及分值北京高考数学考试分为两部分,即必修部分和选修部分。
必修部分的考试内容包括“函数和导数”、“平面向量”、“解析几何”、“三角函数”、“立体几何”、“统计与概率”六个章节,而选修部分的考试内容包括“数列与数学归纳法”、“极限与连续”、“导数应用和微分方程”三个章节。
必修部分的难度及分值如下所示:1.函数和导数(60分):这是数学考试的开篇,主要涵盖函数的基本性质和图像、导数的概念及其应用。
难度适中,占总分的10%。
2.平面向量(60分):包括向量的基本运算、共线与垂直、平面向量的坐标表示及其运算、向量的线性运算等内容。
此部分相对来说难度较大,占总分的10%。
3.解析几何(90分):涉及平面直角坐标、直线的方程与性质、圆的方程与性质、两点间距离、面积等内容。
考查内容多样,其中一些概念较为抽象,学生应掌握才能较好完成题目。
占总分的15%。
4.三角函数(45分):主要包括三角函数的基本性质、单调性、最值、递推公式等,难度适中,占总分的7.5%。
5.立体几何(45分):包括空间几何体的直线和平面、空间中的平行关系、体积、表面积等内容。
难度一般,占总分的7.5%。
6.统计与概率(60分):主要包括基本统计指标、频率统计、概率等内容。
难度适中,占总分的10%。
选修部分的难度及分值如下所示:1.数列与数学归纳法(30分):包括数列的定义及通项公式、数列的运算、数学归纳法等内容。
难度相对较小,占总分的5%。
2.极限与连续(30分):主要包括函数极限的定义与性质、无穷小与无穷大、函数连续性等内容。
难度一般,占总分的5%。
3.导数应用和微分方程(30分):考察导数在实际问题中的应用、微分方程的解法等内容。
难度适中,占总分的5%。
总体来说,北京高考数学考试的必修部分难度适中,选修部分难度相对较小,且各部分的分值分配合理。
学生在备考过程中应注重对基础知识的掌握和题型的熟悉,扎实提升解题能力,以便在考试中取得好成绩。
高考复习资料:平面向量与解析几何
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第18讲 平面向量与解析几何在高中数学新课程教材中,学生学习平面向量在前,学习解析几何在后,而且教材中二者知识整合的不多,很多学生在学习中就“平面向量”解平面向量题,不会应用平面向量去解决解析几何问题。
用向量法解决解析几何问题思路清晰,过程简洁,有意想不到的神奇效果。
著名教育家布鲁纳说过:学习的最好刺激是对所学材料的兴趣,简单的重复将会引起学生大脑疲劳,学习兴趣衰退。
这充分揭示方法求变的重要性,如果我们能重视向量的教学,必然能引导学生拓展思路,减轻负担。
一、知识整合平面向量是高中数学的新增内容,也是新高考的一个亮点。
向量知识、向量观点在数学、物理等学科的很多分支有着广泛的应用,它具有代数形式和几何形式的“双重身份”,能融数形与一体,能与中学数学教学内容的的许多主干知识综合,形成知识交汇点。
而在高中数学体系中,解析几何占有着很重要的地位,有些问题用常规方法去解决往往运算比较繁杂,不妨运用向量作形与数的转化,则会大大简化过程。
二、例题解析例1、(2000年全国高考题)椭圆14922=+y x 的焦点为F ,1F 2,点P 为其上的动点,当∠F 1PF 2为钝角时,点P 横坐标的取值范围是___。
解:F 1(-5,0)F 2(5,0),设P (3cos θ,2sin θ)21PF F ∠ 为钝角∴ 123cos ,2sin )3cos ,2sin )PF PF θθθθ⋅=-⋅-( =9cos 2θ-5+4sin 2θ=5 cos 2θ-1<0解得:55cos 55<<-θ ∴点P 横坐标的取值范围是(553,553-) 点评:解决与角有关的一类问题,总可以从数量积入手。
本题中把条件中的角为钝角转化为向量的数量积为负值,通过坐标运算列出不等式,简洁明了。
例2、已知定点A(-1,0)和B(1,0),P 是圆(x-3)2+(y-4)2=4上的一动点,求22PA PB +的最大值和最小值。
【高考复习】高考数学核心考点中的六大模块
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【高考复习】高考数学核心考点中的六大模块盘点近年高考数学核心考点中的六大模块:第一:三角部分,包括三角函数,解三角形,平面向量,以这三个为主,并进行一些综合。
第二:概率统计数据。
文科就是概率和统计数据,理科就是概率统计数据与随机变量,它在里面重新加入了报读当中的随机变量的内容。
随机变量的内容就是理科特别必须回去实地考察的。
第三:立体几何。
文科是立体几何,理科则要求立体几何以及空间向量,也就是说理科生需要定量地去分析这个立体几何的问题,而不单单是了解立体几何的一些空间关系。
第四:数列部分。
数列部分文理建议就是差不多的。
按照往年来看,数列在理科里面小题考核通常就是以数列入背景的压轴题。
第五:解析几何。
解析几何部分是很多同学的坎,这块坎主要在三个方面,1、对于题面不熟悉,不能很好地翻译成代数语言。
2,翻译成代数语言之后,化解水平不到位。
3,解析几何里面有很多的细节容易丢失。
第六:函数和导数。
这个模块就是这几年命题变化比较显著的一个地方。
以往的函数、导数的一个问题,就更加女性主义于是常规地分类探讨这样一些基本的考核方法,但是现在的命题特点已经变化了,使学生利用导数这样一个工具回去研究函数,也就说道导数就像是一把尺子一样,像是一个裁缝,我量你这个函数短什么样子,从而对你展开一系列的分析。
但是很多时候我们只注重了怎么用尺子,却没注重至这个尺子用完了之后这个结果彰显出来什么特征。
与此同时这一块的文字描述也就是很多学生难犯下的问题,经常可以用一些很高端的语言,但是就是不给分数的,我们必须回去说道得很精确。
平面向量与解析几何练习题计算平面向量与解决相关几何问题
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平面向量与解析几何练习题计算平面向量与解决相关几何问题在解析几何中,平面向量是一种重要的数学工具,被广泛应用于平面几何中的计算和问题解决。
平面向量具有大小和方向,可以进行向量的加法、减法、数量乘法等运算,同时还可以通过平面向量来解决一些相关的几何问题。
本文将通过一些练习题的计算和解决过程,来展示平面向量在解析几何中的应用。
题目一:已知向量A(2, -1)和向量B(3, 4),求向量A与向量B的和。
解析:向量的加法是平面向量运算中最基本也是最常见的一种运算。
两个向量的和就是将两个向量的对应分量相加得到的新向量。
解答:向量A与向量B的和是(2+3, -1+4),即向量A与向量B的和为(5, 3)。
题目二:已知向量C(1, 2)和向量D(-3, 5),求向量C减去向量D的结果。
解析:向量的减法是指将减数向量的相反向量加到被减数向量上,即相当于进行向量的加法运算。
解答:向量C减去向量D的结果是(1-(-3), 2-5),即向量C减去向量D的结果为(4, -3)。
题目三:已知向量E(3, -2)和数k=4,求数量乘法kE的结果。
解析:数量乘法是指将数与向量的每个分量分别相乘得到的新向量。
解答:数量乘法kE的结果是(4×3, 4×(-2)),即数量乘法kE的结果为(12, -8)。
题目四:已知直线L过点P(2, 3)和点Q(5, -1),求直线L的方向向量。
解析:直线的方向向量可以通过两点确定。
将两点的坐标视为向量,直线的方向向量就是由这两个点的向量相减得到的。
解答:直线L的方向向量为(5-2, -1-3),即直线L的方向向量为(3, -4)。
题目五:已知直线L的法线向量为(2, 3),且过直线L上一点A(1, -1),求直线L的方程。
解析:直线的方程可以通过直线上一点和直线的法线向量求得。
直线的方程一般形式为Ax + By + C = 0,其中A、B、C分别为方程的系数。
解答:由题意可知,直线L的法线向量为(2, 3),过直线L上一点A(1, -1)。
平面向量与平面解析几何的联系知识点总结
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平面向量与平面解析几何的联系知识点总结平面向量和平面解析几何是高中数学中重要的概念和工具。
它们在几何图形的描述、方程的求解和数学推理中有着广泛的应用。
本文将总结平面向量与平面解析几何的联系知识点,并探讨它们之间的重要关系。
一、平面向量的基本概念和表示方法平面向量是空间中的有向线段,具有大小和方向。
它可以用一个具有大小和方向的箭头表示。
常用的表示方法有坐标表示和分量表示。
1. 坐标表示:假设平面上有两个点A(x1, y1)和B(x2, y2),则以A 为起点,B为终点的向量AB可以用坐标表示为向量(a, b),其中a = x2 - x1, b = y2 - y1。
其中,x1、y1为向量的起点坐标,x2、y2为向量的终点坐标。
2. 分量表示:向量AB的分量表示为(ABx, ABy),其中ABx为向量AB在x轴上的投影,ABy为向量AB在y轴上的投影。
分量表示形式方便进行向量的运算和推导。
二、平面解析几何的基本概念和表示方法平面解析几何是用代数方法研究平面上的几何问题。
它通过线性方程和坐标表示来研究几何图形的性质和关系。
1. 直线的解析方程:设直线L的解析方程为Ax + By + C = 0,其中A、B、C为常数,x、y为变量。
通过解析方程可以确定直线L在平面上的位置和方向。
2. 圆的解析方程:设圆C的解析方程为(x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2,其中(a, b)为圆心的坐标,r为半径长度。
解析方程确定了圆C在平面上的位置和半径。
三、平面向量与平面解析几何的关系平面向量和平面解析几何有着密切的联系,它们可以相互转化、相互补充,共同应用于几何问题的研究。
1. 平移变换:平移变换是平面向量的一种基本运算,也是几何图形的一种基本变换。
平移变换可以通过平面向量的加法来表示。
设向量u 表示平移的位移,则点P(x, y)经过平移变换得到的新点P'(x', y')的坐标可以表示为(x', y') = (x, y) + u。
平面向量与解析几何的关系
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平面向量与解析几何的关系从数学的角度来看,平面向量是向量代数和解析几何两个分支中的重要概念。
平面向量不仅可以用于解释运动、力和速度等物理现象,还可以应用于解析几何中的线性方程组、平面的交点和几何形状的变换等问题。
本文将探讨平面向量与解析几何之间的密切关系。
一、平面向量的定义与性质在解析几何中,平面向量常常表示为带有箭头的有向线段,通常用一个字母加上箭头来表示,如向量a。
平面向量具有长度(模)和方向两个属性,可以通过两点之间的坐标差来表示。
设A(x1, y1)和B(x2,y2)是平面上的两点,则向量AB可以表示为向量a = (x2 - x1, y2 - y1)。
平面向量有很多重要的性质。
例如,向量的模可以通过勾股定理得到,即|AB| = √((x2 - x1)^2 + (y2 - y1)^2)。
此外,向量还满足位移定律、加法和数乘等运算规律,这些性质为后续的解析几何问题奠定了基础。
二、平面向量在解析几何中的应用1. 向量的加法和减法平面向量的加法和减法是解析几何中常见的运算。
对于向量a =(x1, y1)和向量b = (x2, y2),它们的加法可以表示为a + b = (x1 + x2, y1+ y2),减法可以表示为a - b = (x1 - x2, y1 - y2)。
这些运算可以简化解析几何中线段的延长、平行线的判定以及图形的相似性等问题的计算过程。
2. 向量积在解析几何中,平面向量的向量积常常被用来判断两个向量之间的关系和求解相关的几何问题。
向量积的结果是一个新的向量,其方向垂直于已知向量所在的平面。
设向量a = (x1, y1)和向量b = (x2, y2),它们的向量积的计算公式为a × b = x1y2 - x2y1。
通过向量积,我们可以判断两个向量是否共线、垂直,进而应用于解析几何中直线的平行和垂直关系的判定、求解交点等问题。
3. 向量的数量积数量积是平面向量中另一个重要的运算。
高中数学知识点总结之平面向量与空间解析几何(经典必看)
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56. 你对向量的有关概念清楚吗?(1)向量——既有大小又有方向的量。
()向量的模——有向线段的长度,2||a →()单位向量,3100||||a a aa →→→→==()零向量,4000→→=||()相等的向量长度相等方向相同5⇔⎧⎨⎩=→→a b在此规定下向量可以在平面(或空间)平行移动而不改变。
(6)并线向量(平行向量)——方向相同或相反的向量。
规定零向量与任意向量平行。
b a b b a →→→→→→≠⇔=∥存在唯一实数,使()0λλ (7)向量的加、减法如图:OA OB OC →+→=→OA OB BA →-→=→(8)平面向量基本定理(向量的分解定理)e e a →→→12,是平面内的两个不共线向量,为该平面任一向量,则存在唯一实数对、,使得,、叫做表示这一平面内所有向量λλλλ12112212a e e e e →→→→→=+的一组基底。
(9)向量的坐标表示i j x y →→,是一对互相垂直的单位向量,则有且只有一对实数,,使得()a x i y j x y a a x y →→→→→=+=,称,为向量的坐标,记作:,,即为向量的坐标()表示。
()()设,,,a x y b x y →→==1122()()()则,,,a b x y y y x y x y →→±=±=±±11121122 ()()λλλλa x y x y →==1111,, ()()若,,,A x y B x y 1122()则,AB x x y y →=--2121 ()()||AB x x y y A B →=-+-212212,、两点间距离公式57. 平面向量的数量积()··叫做向量与的数量积(或内积)。
1a b a b a b →→→→→→=||||cos θ []θθπ为向量与的夹角,,a b →→∈0Bb O θa数量积的几何意义:a b a b a b →→→→→·等于与在的方向上的射影的乘积。
新高考数学试卷考点分布

新高考改革以来,我国高考数学试卷的考点分布发生了很大的变化。
本文将针对新高考数学试卷的考点分布进行详细分析,以帮助考生更好地备考。
一、基础考点1. 集合与常用逻辑用语:这一部分主要考查集合的概念、运算、关系,以及逻辑用语的基本用法。
在历年高考中,这一部分的考题占比约为25%。
2. 函数:函数是高考数学的核心考点,包括函数的概念、性质、图像、运算等。
在历年高考中,这一部分的考题占比约为35%。
3. 三角函数与解三角形:这一部分主要考查三角函数的概念、性质、图像、运算,以及解三角形的相关知识。
在历年高考中,这一部分的考题占比约为20%。
4. 导数及其应用:这一部分主要考查导数的概念、性质、运算,以及导数在解决实际问题中的应用。
在历年高考中,这一部分的考题占比约为20%。
5. 不等式:这一部分主要考查不等式的概念、性质、解法,以及不等式在实际问题中的应用。
在历年高考中,这一部分的考题占比约为10%。
二、提高考点1. 平面向量:这一部分主要考查向量的概念、运算、性质,以及向量在解决实际问题中的应用。
在历年高考中,这一部分的考题占比约为10%。
2. 平面解析几何:这一部分主要考查直线、圆、圆锥曲线等图形的性质、方程、运算,以及解析几何在实际问题中的应用。
在历年高考中,这一部分的考题占比约为15%。
3. 立体几何:这一部分主要考查空间几何体的性质、方程、运算,以及立体几何在实际问题中的应用。
在历年高考中,这一部分的考题占比约为10%。
4. 数列:这一部分主要考查数列的概念、性质、运算,以及数列在实际问题中的应用。
在历年高考中,这一部分的考题占比约为10%。
5. 统计与概率:这一部分主要考查统计的基本概念、方法,以及概率的计算。
在历年高考中,这一部分的考题占比约为5%。
三、综合考点1. 实际应用问题:新高考数学试卷越来越注重考查考生解决实际问题的能力。
这类题目往往涉及多个知识点的综合运用,要求考生具备较强的逻辑思维能力和分析能力。
高中数学:平面向量的数量积在解析几何中的应用

高中数学:平面向量的数量积在解析几何中的应用在解析几何中涉及到长度、角度、垂直等的诸多问题中,如能适当地构造向量,利用向量的数量积的几何意义和运算法则,将其转化为向量的运算,往往使问题简捷获解。
一、与长度有关的问题通过向量的数量积可以计算向量的长度,这给解决线段长度问题拓宽了思路,提供了方便。
这里常用的公式有:;若,则;若,则A、B两点的距离公式为。
例1. 在△OFQ中,,=1,该三角形面积。
以O为中心,F为焦点的椭圆经过点Q,求:(I)用c表示;(II)的最小值及此时点Q 的坐标;(III)最小时的椭圆方程。
分析:本题重点是对(I)的求解。
取图1的坐标系后设,则可用表示。
如何消去,将其转化为,则是解题的关键。
根据面积条件易求;再由条件及可求得,从而可消去,得到的关于c的表达式。
解:(I)取坐标系如图1所示。
设Q(),又F,则图1,因为所以又,得,即所以,故知于是,得(II)由(I)知,当且仅当时,,此时点Q坐标为()(III)设椭圆方程为,由(II)知Q,又点Q在椭圆上,得所以所求椭圆方程为。
二、与角度有关的问题设向量都是非零向量,夹角为,则;若,则。
以上是解决有关夹角问题的重要公式,称为夹角公式。
利用上述公式,就能比较方便、容易地解决涉及角的诸多问题。
例2. 给定抛物线,F是C的焦点,过F的直线l与C相交于A、B两点,设l的斜充为1,求与夹角的大小。
分析:设出后,不难用韦达定理求出,于是容易求出及,再用夹角公式即可获解。
解:由焦点F(1,0),,则,代入,整理,得设、,则于是有=所以所以与夹角的大小为。
例3. 已知两点M(-1,0)、N(1,0),且点P使,成公差小于零的等差数列。
(I)点P的轨迹是什么曲线?(II)若点P的坐标为,记为与的夹角,求。
分析:(I)设P(x,y),求出各有关向量的坐标,利用数量积公式,将题设条件转化为即所求轨迹方程;(II)求夹角公式,结合(I)知=0,先求出,进而求出。
从高考试题看平面向量与解析几何的交汇
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注2007年广东高考理科卷第7题也可采用类似的方法.以上解法采用了课本定义,其中A向B移交了x台则B向A移交了x台,而最后求“A向B 移交的设备总台数”为|x|.同时①式是由若干个含有绝对值符号组成的函数,求最小值类似于例题1中采用“零点分区”与“数形结合”法相结合的解法.通过思考绝对值|x|的定义与本题的情境进行对比,就会提高对其本质属性认识的深刻程度.这个过程是人对自已认知活动的自我意识和自我调节,其结果是既充实又优化了原有的认知结构.4元认知在解题结束后的监控对解题活动的结果进行反思:探讨解法,挖掘规律,引申结论.4.1解题反思能否一眼看穿原来的解法?利用不同的知识,通过不同途径求得问题的解?是否有更一般的方法?更特殊的方法?方法之间有什么联系?4.2规律挖掘能否导出一些有用的东西?偶然中是否隐含着某种必然?4.3结论引申能否将这个问题的结论变形、推广?能否改变一下条件?能否改变一下结论?例3解方程与方程组(1)解方程|23||1||32|x x x++=+.分析本题采用零点分区法就可获得圆满解决.零点分区法虽然是一般性解法(通法),但此解法没有发现题目的特殊性.我们对原有的认知活动进行反思,发现对题目的认识是不深入的,因为解题时把题中出现的式子(23),(1),(32)x x x++仅仅看成一般性的三个式子,没有注意它们之间的特殊关系.设23,1,32A xB xC x=+==+则“A B C+=”是一个十分鲜明而强烈的信号,直接使用绝对值的有关性质||||||A B A B+≥+当且仅当A B C×≥时取“=”,问题就得到解决.当我们对题目的本质结构认识深入的时候,解题思路就更宽广了.(2)方程组|2|2|1||2||1|y x xy x x=++=+(3)方程组|4||2|52|1||4|5x yx y++=++=分析方程组(2)中①②式都含“|2|x”项,可采用加减消元法处理.方程组(3)就没有这样的特征,只有采用通法即零点分区法(分为4,2y y≥<<4,y2≤三种情况处理;同理也可分1,4x x≥< 1,<x4≤三种情况处理).数学解题不仅仅是对题目材料的识别、理解和加工的认识过程,而且还是一个对该过程进行积极参与的监控、调节的再认识过程.我们坚信,在数学的内容与内容之间、内容与形式之间、形式与形式之间,存在着本质上的和谐与统一.在数学学习中,通过反思来沟通各知识点之间的联系,形成知识链,建立知识网络,是一个自觉开发元认知的过程,是一个积极优化认知结构的过程.参考文献[1]涂荣豹.数学教学认识论.南京:南京师范大学出版社,2004.从高考试题看平面向量与解析几何的交汇福建省福州第四中学杜谦(350002)解析几何运用代数的方法解决几何问题,具有数形结合与转换的特征.向量具有代数与几何的双重身份,既能体现“形”的直观位置特征,又具有“数”的良好运算性质,是数形结合与转换的桥梁.平面向量与解析几何的结合通常涉及到夹角,平行,垂直,共线,轨迹等问题的处理,解决此类问题的基本思路是将几何问题坐标化、符号化、数量化,从而将推理转化为运算;或者考虑向量运算的几何意义,利用几何意义解决有关问题.主要包括以下三类题型,本文通过各类典型例子的分析,①②①②寻找其求解规律,希望有助于了解高考题型变化和发展趋势.1运用向量共线充要条件处理解析几何中有关平行,共线问题若1122(,),(,)a x y b x y ==,则a 与b 共经121221120x x x y x y y y λλ===.运用以上向量共线的充要条件处理解析几何中有关平行,共线问题,可使解题思路清晰,易于操作,比用斜率或定比分点公式研究这类问题要简洁得多.例1(2006山东21)双曲线C 与椭圆22184x y +=有相同的焦点,直线3y x =为C 的一条渐近线.(1)求双曲线C 的方程;(2)过点P(0,4)的直线l ,交双曲线C 于A ,B 两点,交x 轴于Q 点(Q 点与C 的顶点不重合).当PQ =1QA λ2QB λ=,且128/3λλ+=时,求Q 点的坐标.(1)双曲线C 的方程为22/31x y =(过程略).(2)解法一由题意知直线l 的斜率k 存在且不等于零.设l 的方程:114,(,)y kx A x y =+,22(,)B x y 则(4/,0)Q k 1PQ QA λ=∵,111(4/,4)(4/,)k x k y λ∴=+,11111111444/()4/()4/4x k k x k k y y λλλλ==+∴==.①∵11)(,A x y 在双曲线C 上,∴2121116116()10k λλλ+=∴22221116321616/30.k k λλλ++=∴22211(16)321616/30.k k λλ++=同理有:22222(16)321616/30.k k λλ++=若2160,k =则直线l 过顶点,不合题意.2160,k ∴≠12,λλ∴是二次方程222(16)321616/30.k x x k ++=的两根.32863λλ∴+==,24k ∴=,此时0,2k >∴=±.∴所求Q 的坐标为(2,0)±.解法二1PQ QA λ=∵,Q ∴分PA 的比为1λ.由定比分点坐标公式得1111111111144(1)14401xx k k y y λλλλλλλ==+++==+.①以下同解法一说明解法一把向量共线的条件坐标化得到①比解法二用线段定比分点的方法得到①直接,快捷.解法三设l 的方程:11224,(,),(,)y kx A x y B x y =+,则(4/,0)Q k .12PQ QA QB λλ==∵,111222444(,4)(,)(,)x y x y k k kλλ∴=+=+.11224y y λλ∴==,114/y λ∴=,224/y λ=,又1283λλ+=,121123y y ∴+=,即12123()2y y y y +=.将4y kx =+代入2213y x =,得222(3)244830k y y k +=.230k ≠∵,否则l 与渐近线平行.212122224483,33k y y y y k k ∴+==.222244833233k k k ∴×=×2k ∴=±(2,0)Q ∴±解法四1PQ QA λ=∵,111(4/,4)(4/,)k x k y λ∴=+.∴1114/44/4k x k kx λ==++.同理:1244kx λ=+.1212448443kx kx λλ+==++.即2121225()80k x x k x x +++=.以下步骤类似解法三.评注上述四种解法的共同点都是把两个向量共线的条件坐标化类似试题还有2007年宁夏19题,2007年福建20等等.运用向量的数量积处理解析几何中有关长度,角xOP y A BQ1221k 2度,垂直等问题(1)若1122(,),(,)a x y b x y ==则1212ab x x y y =+(2)cos(,)ab a b a b =(3)000090A B <∠<cos 00A B OA OB ∠>>运用以上向量数量积公式处理解析几何中有关长度,角度,垂直等问题,可以把有关几何关系迅速转化为数量关系,从而计算出所要求的结果.例2(2006湖北20)设,A B 分别为椭圆2222x y a b +=1(,0)a b >的左、右顶点,椭圆长半轴的长等于焦距,且4x =为它的右准线.(I)求椭圆的方程;(II)设P 为右准线上不同于点(4,0)的任意一点,若直线,AP BP 分别与椭圆相交于异于,A B 的点M N 、,证明点B 在以MN 为直径的圆内.解(I)依题意得a =2c ,2a c=4,解得a =2,c =1,从而b =3故椭圆的方程为22143x y +=.(II)由(I)得A (-2,0),B(2,0).设00(,)M x y .∵M 点在椭圆上,∴y 0=34(4-x 02).①又点M 异于顶点A 、B ,∴-2<x 0<2,由P 、A 、M 三点共线可以得P(4,0062y x +).从而BM =(x 0-2,y 0),BP =(2,0062y x +).∴BM BP =2x 0-4+20062y x +=022x +(x 02-4+3y 02).②将①代入②,化简得BM BP =5(2-x 0)/2.∵2-x 0>0,∴BM BP >0,则∠MBP 为锐角,从而∠MBN 为钝角,故点B 在以MN 为直径的圆内.评注证明点在圆内除了运用解析几何的有关方法,也可借助向量的知识来处理,通过证明点对直径所张的角为钝角来解决问题,此法较简捷.类似试题还有2007全国(2)20,2007四川20,2007江西21等等.3运用平面向量的综合知识,探求动点的轨迹方程与探究曲线的性质解析几何中,探求动点的轨迹常用定义法、代入法、参数法等等.把探求轨迹的问题与向量联系起来,能使问题立意更新,情景更好,内容更丰富.且应用向量的数量积,和差的坐标形式等知识,进行适当的转化,能减少运算量,使问题解刃而解.例3(2002年全国新课程卷)平面直角坐标系中,O 为坐标原点,已知两点A(3,1),B(-1,3),若点C 满足OC a OA bOB =+,其中α,βR ∈且1αβ+=,则点C 的轨迹方程为().A .32110x y +=;B .(x -1)2+(y -2)2=5;C .2x -y=0;D .x +2y -5=0.解法一设(,)C x y ,则(,)(3,)(,3)(3,3),x y ααββαβαβ=+=+∴3,3.x y αβαβ==+又1αβ+=.∴41,2 3.x y αα==+消去参数α,得点C 的轨迹方程为250x y +=.解法二利用向量的几何运算,考虑定比分点公式的向量形式,结合条件知:A ,B ,C 三点共线,故点C 的轨迹方程即为直线A B 的方程250x y +=,故本题应选D .例4(2007湖南20)已知双曲线222x y =的左、右焦点分别为1F ,2F ,过点2F 的动直线与双曲线相交于A B ,两点.(I)若动点M 满足1111F M F A F B F O =++(其中O 为坐标原点),求点M 的轨迹方程;(II)在x 轴上是否存在定点C ,使CA C B 为常数?若存在,求出点C 的坐标;若不存在,请说明理由.解由条件知1(20)F ,,2(20)F ,,设11()A x y ,,22()B x y ,.(I)设()M x y ,,则1(2)F M x y =+,,111(2)F A x y =+,,1221(2)(20)F B x y F O =+=,,,,由F M F F B F O =++得xOPy ABMN1111A121226x x x y y y+=++=+,即12124x x x y y y +=+=,.于是A B 的中点坐标为4()22x y,.当A B 不与x 轴垂直时,1212/2(4)/228y y y y x x x x ==,即1212()8y y y x x x =.又因为A B ,两点在双曲线上,所以22112x y =,22222x y =,两式相减得12121212()()()()x x x x y y y y +=+,即1212()(4)()x x x y y y =.将1212()8y y y x x x =代入上式,化简得22(6)4x y =.当A B 与x 轴垂直时,122x x ==,求得(80)M ,,也满足上述方程.所以点M 的轨迹方程是22(6)4x y =.(II)假设在x 轴上存在定点(0)C m ,,使CA CB 为常数.当A B 不与x 轴垂直时,设直线A B 的方程是(2)(1)y k x k =≠±.代入222x y =有2222(1)4(42)0k x k xk ++=.则12x x ,是上述方程的两个实根,所以212241kx x k+=,2122421k x x k+=,于是CA CB 21212()()(2)(2)x m x m k x x =+22221212(1)(2)()4k x x k m x x k m =+++++22222222(1)(42)4(2)411k k k k m k m k k+++=++222222(12)2442(12)11m k m m m m kk+=+=++.因为CA CB 是与k 无关的常数,所以440m =,即1m =,此时CA CB =1.当AB 与x 轴垂直时,点A B ,的坐标可分别设为(22),,(22),,此时(12)(12)1CA CB ==,,.故在x 轴上存在定点(10)C ,,使CA CB 为常数.评注:类似试题还有2006全国卷20,2006陕西21等等.从上述几个例子可以看出:以解析几何知识为载体,以向量为工具,以考查轨迹方程曲线性质和向量有关公式及其应用为目标,是近年来高考在向量与解析几何交汇处设置试题的特点,对于解析几何中图形的重要位置关系(如平行、垂直、相交、三点共线等)和数量关系(如距离、角等),向量都能通过其坐标运算进行刻划.因此,在解析几何复习时应适时融合平面向量的基础,渗透平面向量的基本方法.求解解析几何试题时只要要认真分析图形位置关系和数量关系,充分挖掘试题的向量背景,就完全有可能获得一个简捷的解法.此外,作为高中课标课程新增内容之一的向量具有数形兼备的特点,是联系众多知识的桥梁.所以,向量与三角、解析几何、立体几何的交汇应该是当今高考命题的一种趋势,考查的力度会逐渐加大.因此,必须重视对这些知识的复习和演练,直至深刻理解、灵活运用.从一道国际数学奥赛试题的背景谈起福建师范大学数学与计算机科学学院04级魏清达(350108)第十一届国际数学奥林匹克竞赛试题:已知对于所有实数121212,,,,,x x y y z z ,其中1x >20,0x >,21110x y z >,22220x y z >,求证:811x y z x y z ≤+,并给出等号成立的充要条件.从已知条件和所要求证的结论看,似乎是在考查求证一个不等式的方法.但是,这个不等式是如何构造出来的呢?我们先来证明一个关于正定矩阵的命题并通过该命题认识这道赛题所涉及的背景知222121212111222。
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第18讲 平面向量与解析几何在高中数学新课程教材中,学生学习平面向量在前,学习解析几何在后,而且教材中二者知识整合的不多,很多学生在学习中就“平面向量”解平面向量题,不会应用平面向量去解决解析几何问题。
用向量法解决解析几何问题思路清晰,过程简洁,有意想不到的神奇效果。
著名教育家布鲁纳说过:学习的最好刺激是对所学材料的兴趣,简单的重复将会引起学生大脑疲劳,学习兴趣衰退。
这充分揭示方法求变的重要性,如果我们能重视向量的教学,必然能引导学生拓展思路,减轻负担。
一、知识整合平面向量是高中数学的新增内容,也是新高考的一个亮点。
向量知识、向量观点在数学、物理等学科的很多分支有着广泛的应用,它具有代数形式和几何形式的“双重身份”,能融数形与一体,能与中学数学教学内容的的许多主干知识综合,形成知识交汇点。
而在高中数学体系中,解析几何占有着很重要的地位,有些问题用常规方法去解决往往运算比较繁杂,不妨运用向量作形与数的转化,则会大大简化过程。
二、例题解析例1、(2000年全国高考题)椭圆14922=+y x 的焦点为F ,1F 2,点P 为其上的动点,当∠F 1P F 2为钝角时,点P 横坐标的取值范围是___。
解:F 1(-5,0)F 2(5,0),设P (3cos θ,2sin θ)21PF F ∠ 为钝角∴ 123cos ,2sin )3cos ,2sin )PF PF θθθθ⋅=-⋅- ( =9cos 2θ-5+4sin 2θ=5 cos 2θ-1<0解得:55cos 55<<-θ ∴点P 横坐标的取值范围是(553,553-) 点评:解决与角有关的一类问题,总可以从数量积入手。
本题中把条件中的角为钝角转化为向量的数量积为负值,通过坐标运算列出不等式,简洁明了。
例2、已知定点A(-1,0)和B(1,0),P 是圆(x-3)2+(y-4)2=4上的一动点,求22PA PB +的最大值和最小值。
分析:因为O 为AB 的中点,所以2,PA PB PO += 故可利用向量把问题转化为求向量OP 的最值。
解:设已知圆的圆心为C ,由已知可得:{1,0},{1,0}OA OB =-=0,1OA OB OA OB ∴+=⋅=- 又由中点公式得2PA PB PO += 所以222()2PA PB PA PB PA PB +=+-⋅=2(2)2()()PO OA OP OB OP --⋅- =224222(PO OA OB OP OP -⋅-+⋅ =222OP +又因为{3,4}OC = 点P 在圆(x-3)2+(y-4)2=4上所以5,2,OC CP == 且OP OC CP =+ 所以OC CP OP OC CP OC CP -≤=+≤+即37OP ≤≤ 故2222022100PA PB OP ≤+=+≤所以22PA PB +的最大值为100,最小值为20。
点评:有些解几问题虽然没有直接用向量作为已知条件出现,但如果运用向量知识来解决,也会显得自然、简便,而且易入手。
例3、(2003年天津高考题)O 是平面上一定点,A 、B 、C 是平面上不共线的三个点,动点P满足||||AC AB ++=λ,[)∞∈+,0λ,则P 的轨迹一定通过△ABC 的( )(A )外心 (B )内心 (C )重心 (D )垂心分析:因为||||AB AC AB AC AB AC 、分别是与、同向的单位向量,由向量加法的平行四边形则知||||AB AC AB AC + 是与∠ABC 的角平分线(射线)同向的一个向量,又()AB AC OP OA AP AB ACλ-==+ ,知P 点的轨迹是∠ABC 的角平分线,从而点P 的轨迹一定通过△ABC 的内心。
反思:根据本题的结论,我们不难得到求一个角的平分线所在的直线方程的步骤;(1) 由顶点坐标(含线段端点)或直线方程求得角两边的方向向量12v v 、;(2) 求出角平分线的方向向量1212v v v v v =+ (3) 由点斜式或点向式得出角平分线方程。
{直线的点向式方程:过P (00,x y ),其方向向量为(,)v a b ,其方程为00x x y y a b--=} 例4、(2003年天津)已知常数0>a ,向量(0,)(1,0)c a == ,i ,经过原点O 以c i λ+ 为方向向量的直线与经过定点),0(a A 以2i c λ- 为方向向量的直线相交于点P ,其中R ∈λ.试问:是否存在两个定点F E 、,使得PE PF + 为定值,若存在,求出F E 、的坐标;若不存在,说明理由.(本小题主要考查平面向量的概念和计算,求轨迹的方法,椭圆的方程和性质,利用方程判定曲线的性质,曲线与方程的关系等解析几何的基本思想和综合解题能力.)解:根据题设条件,首先求出点P 坐标满足的方程,据此再判断是否存在两定点,使得点P 到两定点距离的和为定值.∵(0,)(1,0)c a == ,i , ∴c i λ+ =(λ,a ),2i c λ- =(1,-2λa ). 因此,直线OP 和AP 的方程分别为 ax y =λ 和 ax a y λ2-=-.消去参数λ,得点),(y x P 的坐标满足方程222)(x a a y y -=-.整理得 .1)2()2(81222=-+a a y x ……① 因为,0>a 所以得:(i )当22=a 时,方程①是圆方程,故不存在合乎题意的定点E 和F ; (ii )当220<<a 时,方程①表示椭圆,焦点)2,2121(2a a E -和)2,2121(2a a F --为合乎题意的两个定点;(iii )当22>a 时,方程①也表示椭圆,焦点))21(21,0(2-+a a E 和))21(21,0(2--a a F 为合乎题意的两个定点.点评:本题以平面向量为载体,考查求轨迹的方法、利用方程判定曲线的性质、曲线与方程的关系等解析几何的基本思想和综合解题能力。
去掉平面向量的背景,我们不难看到,本题即为下题:在△OAP 中,O (0,0)、A (0,a )为两个定点,另两边OP 与AP 的斜率分别是(0),2aa λλλ≠-,求P 的轨迹。
而课本上有一道习题(数学第二册(上)第96页练习题4):三角形ABC 的两个顶点A 、B 的坐标分别是(-6,0)、(6,0),边AC 、BC 所在直线的斜率之积等于49-,求顶点C 的轨迹方程。
通过本例可见高考题目与课本的密切关系。
例5.(2004年天津卷理22)椭圆的中心是原点O ,它的短轴长为22,相应于焦点F (c ,0)(0>c )的准线l 与x 轴相交于点A ,|OF|=2|FA|,过点A 的直线与椭圆相交于P 、Q 两点.(1)求椭圆的方程及离心率;(2)若0=⋅,求直线PQ 的方程;(3)设λ=(1>λ),过点P 且平行于准线l 的直线与椭圆相交于另一点M ,证明λ-=.分析:本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质,直线方程,平面向量的计算,曲线和方程的关系等解析几何的基本思想方法和综合解题能力.(1)解:由题意,可设椭圆的方程为)2(12222>=+a y ax . 由已知得⎪⎩⎪⎨⎧-==-).(2,2222c c a c c a 解得2,6==c a 所以椭圆的方程为12622=+y x ,离心率36=e . (2)解:由(1)可得A (3,0).设直线PQ 的方程为)3(-=x k y .由方程组⎪⎩⎪⎨⎧-==+)3(,12622x k y y x 得062718)13(2222=-+-+k x k x k 依题意0)32(122>-=∆k ,得3636<<-k . 设),(),,(2211y x Q y x P ,则13182221+=+k k x x , ① 136272221+-=k k x x . ② 由直线PQ 的方程得)3(),3(2211-=-=x k y x k y .于是]9)(3[)3)(3(2121221221++-=--=x x x x k x x k y y . ③∵0=⋅,∴02121=+y y x x . ④由①②③④得152=k ,从而)36,36(55-∈±=k . 所以直线PQ 的方程为035=--y x 或035=-+y x(2)证明:),3(),,3(2211y x AQ y x AP -=-=.由已知得方程组⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+=+=-=-.126,126,),3(3222221212121y x y x y y x x λλ 注意1>λ,解得λλ2152-=x 因),(),0,2(11y x M F -,故),1)3((),2(1211y x y x -+-=--=λ),21(),21(21y y λλλλ--=--=. 而),21(),2(222y y x FQ λλ-=-=,所以FQ FM λ-=. 三、总结提炼由于向量具有几何形式和代数形式的“双重身份”,使向量与解析几何之间有着密切联系,而新课程高考则突出了对向量与解析几何结合考查,这就要求我们在平时的解析几何教学与复习中,应抓住时机,有效地渗透向量有关知识,树立应用向量的意识。
应充分挖掘课本素材,在教学中从推导有关公式、定理,例题讲解入手,让学生去品位、去领悟,在公式、定理的探索、形成中逐渐体会向量的工具性,逐渐形成应用向量的意识,在教学中还应注重引导学生善于运用一些问题的结论,加以引申,使之成为解题方法,体会向量解题的优越性,在教学中还应注重引导学生善于运用向量方法解题,逐步树立运用向量知识解题的意识。