(完整版)平面向量的综合应用
专题5.4 平面向量的综合应用(重难点突破)(解析版)
专题5.4 平面向量的综合应用一、考情分析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及其他一些实际问题.二、经验分享考点一 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。
考点二 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。
考点三 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。
三、题型分析重难点题型突破1 平行与垂直例1、.已知单位向量a →,b →的夹角为45°,k a b →→-与a →垂直,则k =__________. 【答案】22【解析】由题意可得:211cos 452a b →→⋅=⨯⨯=, 由向量垂直的充分必要条件可得:0k a b a →→→⎛⎫-⋅= ⎪⎝⎭,即:2202k a a b k →→→⨯-⋅=-=,解得:22k =. 故答案为:22. 【变式训练1-1】、(山东省德州一中2018-2019学年期中)若,且,则实数的值是( )A .-1B .0C .1D .-2【答案】D 【解析】由得,,∴,故.【变式训练1-2】、(河北省示范性高中2019届联考)已知向量a ,b 满足2(1,2)a b m +=,(1,)b m =,且a 在b 25,则实数m =( ) A 5B .5±C .2 D .2±【答案】D【解析】向量a ,b 满足()21,2a b m +=,()1,b m =,所以0,2m a ⎛⎫= ⎪⎝⎭,22m a b ⋅=,()2225cos 152m b a m θ=+=,所以42516160m m --=,即()()225440m m +-=, 解得2m =±.重难点题型突破2 平面向量与三角形例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( )A .内心B .外心C .重心D .垂心【答案】C【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 ―→=2AD ―→(D 为BC 的中点),所以点P 的轨迹必过△ABC 的重心.故选C.【变式训练2-1】、在△ABC 中,(BC →+BA →)·AC →=|AC →|2,则△ABC 的形状一定是________三角形.( ) A . 等边 B . 等腰 C . 直角 D . 等腰直角 【答案】C .【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. 【变式训练2-2】、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( )A . 内心B . 外心C . 重心D . 垂心 【答案】C .【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,∴点P 的轨迹必过△ABC 的重心.【变式训练2-3】、如图,在ABC △中,D 是BC 的中点,E 在边AB 上,BE =2EA ,AD 与CE 交于点O . 若6AB AC AO EC ⋅=⋅,则ABAC的值是___________.【答案】3.【解析】如图,过点D 作DF //CE ,交AB 于点F ,由BE =2EA ,D 为BC 的中点,知BF =FE =EA ,AO =OD .()()()3632AO EC AD AC AE AB AC AC AE =-=+-,()223131123233AB AC AC AB AB AC AB AC AB AC ⎛⎫⎛⎫=+-=-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭22223211323322AB AC AB AC AB AC AB AC AB AC ⎛⎫=-+=-+= ⎪⎝⎭, 得2213,22AB AC =即3,AB AC =故3ABAC= 重难点题型突破3 平面向量与三角函数结合例3.(河北省保定市2018-2019学年期末调研)过ABC ∆内一点M 任作一条直线,再分别过顶点,,A B C 作l 的垂线,垂足分别为,,D E F ,若0AD BE CF ++=恒成立,则点M 是ABC ∆的( )A .垂心B .重心C .外心D .内心【答案】B【解析】因为过ABC ∆内一点M 任作一条直线,可将此直线特殊为过点A ,则0AD =,有0BE CF +=. 如图:则有直线AM 经过BC 的中点,同理可得直线BM 经过AC 的中点,直线CM 经过AB 的中点, 所以点M 是ABC ∆的重心,故选B 。
高考数学备考攻略平面向量与三角函数的综合应用
高考数学备考攻略平面向量与三角函数的综合应用高考数学备考攻略:平面向量与三角函数的综合应用在高考数学中,平面向量与三角函数是两个重要的概念和工具。
它们在各种数学问题中都有广泛的应用,特别是在几何和三角函数的综合题目中。
本文将介绍一些关于平面向量与三角函数的综合应用。
希望通过这些攻略,能够帮助大家在高考中更好地理解和应用这些知识点。
一、平面向量的几何应用平面向量的几何应用主要体现在它们的加法、减法、数量积、向量积等运算上。
下面将介绍其中的一些典型应用。
1. 平面向量的加法平面向量的加法可以用来解决平面上的位移问题。
例如,在平面直角坐标系中,有一个点A(2,3),以向量a(1,2)为位移,求终点B的坐标。
我们可以通过向量加法得到:B = A + a = (2,3) + (1,2) = (3,5)通过这个简单的例子,我们可以看到,平面向量的加法可以用来求解平面上的位移问题,这在几何中有着重要的应用。
2. 平面向量的数量积平面向量的数量积可以用来解决两个向量之间的夹角问题。
例如,已知两个向量a(3,4)和b(5,12),求它们的夹角θ。
我们可以通过向量的数量积求解:a·b = |a||b|cosθ其中,“·”表示向量的数量积,|a|和|b|分别表示向量的模,θ表示夹角。
根据给定的向量值代入公式计算,可以得到θ≈0.68弧度。
3. 平面向量的向量积平面向量的向量积可以用来解决平行四边形的面积、三角形的有向面积问题。
例如,在平面直角坐标系中,已知两个向量a(2,3)和b(4,1),求平行四边形的面积。
我们可以通过向量的向量积求解:S = |a×b|其中,“×”表示向量的向量积,|a×b|为向量的模。
根据给定的向量值代入公式计算,可以得到平行四边形的面积为2。
二、三角函数的综合应用三角函数是数学中的一个重要分支,在高考数学中占有很大的比重。
下面将介绍一些关于三角函数综合应用的例子。
(完整版)高中数学平面向量知识点总结及常见题型
平面向量一.向量的基本概念与基本运算1①向量:既有大小又有方向的量向量一般用c b a,,……来表示,或用有向线段的起点与终点的大写字母表示,如:AB u u u r 几何表示法 AB u u u r ,a ;坐标表示法,(y x yj xi a向量的大小即向量的模(长度),记作|AB u u u r |即向量的大小,记作|a|向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小.②零向量:长度为0的向量,记为0 ,其方向是任意的,0 与任意向量平行零向量a =0|a|=0 由于0r 的方向是任意的,且规定0r 平行于任何向量,故在有关向量平行(共线)的问题中务必看清楚是否有“非零向量”这个条件.(注意与0的区别) ③单位向量:模为1个单位长度的向量向量0a 为单位向量 |0a|=1④平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量任意一组平行向量都可以移到同一直线上方向相同或相反的向量,称为平行向量记作a ∥b由于向量可以进行任意的平移(即自由向量),平行向量总可以平移到同一直线上,故平行向量也称为共线向量⑤相等向量:长度相等且方向相同的向量相等向量经过平移后总可以重合,记为b a大小相等,方向相同),(),(2211y x y x2121y y x x2求两个向量和的运算叫做向量的加法设,AB a BC b u u u r u u u r r r ,则a +b r =AB BC u u ur u u u r =AC uuu r(1)a a a 00;(2)向量加法满足交换律与结合律;向量加法有“三角形法则”与“平行四边形法则”:(1)用平行四边形法则时,两个已知向量是要共始点的,和向量是始点与已知向量的始点重合的那条对角线,而差向量是另一条对角线,方向是从减向量指向被减向量 (2) 三角形法则的特点是“首尾相接”,由第一个向量的起点指向最后一个向量的终点的有向线段就表示这些向量的和;差向量是从减向量的终点指向被减向量的终点当两个向量的起点公共时,用平行四边形法则;当两向量是首尾连接时,用三角形法则.向量加法的三角形法则可推广至多个向量相加:AB BC CD PQ QR AR u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u rL ,但这时必须“首尾相连”.3① 相反向量:与a 长度相等、方向相反的向量,叫做a的相反向量记作a,零向量的相反向量仍是零向量关于相反向量有: (i ))(a =a; (ii) a +(a )=(a )+a =0 ; (iii)若a 、b是互为相反向量,则a =b ,b =a ,a +b =0 ②向量减法:向量a 加上b 的相反向量叫做a 与b的差,记作:(b a b a求两个向量差的运算,叫做向量的减法③作图法:b a 可以表示为从b 的终点指向a 的终点的向量(a 、b有共同起点)4①实数λ与向量a 的积是一个向量,记作λa,它的长度与方向规定如下:(Ⅰ)a a;(Ⅱ)当0 时,λa 的方向与a 的方向相同;当0 时,λa 的方向与a的方向相反;当0 时,0a ,方向是任意的②数乘向量满足交换律、结合律与分配律5向量b 与非零向量a共线 有且只有一个实数 ,使得b =a6如果21,e e 是一个平面内的两个不共线向量,那么对这一平面内的任一向量a,有且只有一对实数21, 使:2211e e a ,其中不共线的向量21,e e叫做表示这一平面内所有向量的一组基底7特别注意:(1)向量的加法与减法是互逆运算(2)相等向量与平行向量有区别,向量平行是向量相等的必要条件 (3)向量平行与直线平行有区别,直线平行不包括共线(即重合),而向量平行则包括共线(重合)的情况(4)向量的坐标与表示该向量的有向线条的始点、终点的具体位置无关,只与其相对位置有关二.平面向量的坐标表示 1在直角坐标系中,分别取与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量,i j r r作为基底量的基本定理知,该平面内的任一向量a r 可表示成a xi yj r r r,由于a r 与数对(x,y)是一一对应的,因此把(x,y)叫做向量a r 的坐标,记作a r =(x,y),其中x 叫作a r在x 轴上的坐标,y叫做在y 轴上的坐标(1)相等的向量坐标相同,坐标相同的向量是相等的向量(2)向量的坐标与表示该向量的有向线段的始点、终点的具体位置无关,只与其相对位置有关2(1) 若 1122,,,a x y b x y r r ,则 1212,a b x x y y rr (2) 若 2211,,,y x B y x A ,则 2121,AB x x y y u u u r(3) 若a r =(x,y),则 a r=( x, y)(4) 若 1122,,,a x y b x y r r ,则1221//0a b x y x y rr (5) 若 1122,,,a x y b x y r r,则1212a b x x y y r r若a b rr ,则02121 y y x x3及其各运算的坐标表示和性质三.平面向量的数量积 1已知两个非零向量a r 与b r ,它们的夹角为 ,则a r ·b r =︱a r ︱·︱b r ︱cos 叫做a r 与b r的数量积(或内积) 规定0a r r2︱b r ︱cos =||a ba r r r ∈R ,称为向量b r 在a r 方向上的投影为射影3a r ·b r 等于a r的长度与b r 在a r 方向上的投影的乘积42||a a a a r r r r52222a b a b a b a b r r r r r r r r ;2222a b a a b br r r r r r 222a a b b r r r r6①交换律成立:a b b a r r r r②对实数的结合律成立:a b a b a b R r r r r r r③分配律成立: a b c a c b c r r r r r r r c a b rr r特别注意:(1)结合律不成立: a b c a b c r r r r r r;(2)消去律不成立a b a cr r r r 不能得到b c r r(3)a b r r =0不能得到a r =0r 或b r =r7已知两个向量1122(,),(,)a x y b x y r r,则a r ·b r =121x x y y 已知两个非零向量a r与b r ,作OA u u u r =a r , OB uuu r =b r ,则∠AOB=(01800 )叫做向量a r 与b r的夹角cos =cos ,a ba b a b • •r r r r r r =222221212121y x y x y y x x当且仅当两个非零向量a r 与b r 同方向时,θ=00,当且仅当a r 与b r 反方向时θ=1800,同时0r 与其它任何非零向量之间不谈夹角这一问题9:如果a r 与b r 的夹角为900则称a r 与b r 垂直,记作a r ⊥b r10两个非零向量垂直的充要条件:a ⊥b a ·b=O 2121 y y x x 平面向量数量积的性质题型1.基本概念判断正误:(1)共线向量就是在同一条直线上的向量.(2)若两个向量不相等,则它们的终点不可能是同一点. (3)与已知向量共线的单位向量是唯一的.(4)四边形ABCD 是平行四边形的条件是AB CD u u u r u u u r. (5)若AB CD u u u r u u u r,则A 、B 、C 、D 四点构成平行四边形.(6)因为向量就是有向线段,所以数轴是向量.(7)若a r 与b r 共线, b r 与c r 共线,则a r 与c r共线. (8)若ma mb r r ,则a b r r.(9)若ma na r r,则m n .(10)若a r 与b r 不共线,则a r 与b r都不是零向量. (11)若||||a b a b r r r r,则//a b r r . (12)若||||a b a b r r r r,则a b r r .题型2.向量的加减运算1.设a r 表示“向东走8km ”, b r 表示“向北走6km ”,则||a b r r.2.化简()()AB MB BO BC OM u u u r u u u r u u u r u u u r u u u u r.3.已知||5OA u u u r ,||3OB u u u r ,则||AB uuu r的最大值和最小值分别为 、 .4.已知AC AB AD u u u r u u u r u u u r 为与的和向量,且,AC a BD b u u u r r u u u r r ,则AB u u u r ,AD u u u r.5.已知点C 在线段AB 上,且35AC AB u u u r u u u r ,则AC u u u r BC uuu r ,AB u u u rBC uuu r .题型3.向量的数乘运算1.计算:(1)3()2()a b a b r r r r (2)2(253)3(232)a b c a b c r r r r r r2.已知(1,4),(3,8)a b r r ,则132a b rr .题型4.作图法球向量的和已知向量,a b r r ,如下图,请做出向量132a b r r和322a b r r .a rb r题型5.根据图形由已知向量求未知向量1.已知在ABC 中,D 是BC 的中点,请用向量AB AC u u u r u u u r ,表示AD u u u r. 2.在平行四边形ABCD 中,已知,AC a BD b u u u r u u u r rr ,求AB AD u u u r u u u r 和.题型6.向量的坐标运算1.已知(4,5)AB u u u r,(2,3)A ,则点B 的坐标是 .2.已知(3,5)PQ u u u r,(3,7)P ,则点Q 的坐标是 .3.若物体受三个力1(1,2)F r ,2(2,3)F r ,3(1,4)F r,则合力的坐标为 .4.已知(3,4)a r,(5,2)b r ,求a b r r ,a b r r ,32a b r r .5.已知(1,2),(3,2)A B ,向量(2,32)a x x y r与AB u u u r 相等,求,x y 的值. 6.已知(2,3)AB u u u r ,(,)BC m n u u u r ,(1,4)CD u u u r ,则DA u u u r.7.已知O 是坐标原点,(2,1),(4,8)A B ,且30AB BC u u u r u u u r r ,求OC uuu r的坐标.题型7.判断两个向量能否作为一组基底1.已知12,e e u r u u r是平面内的一组基底,判断下列每组向量是否能构成一组基底: A.1212e e e e u r u u r u r u u r 和 B.1221326e e e e u r u u r u u r u r 和4 C.122133e e e e u r u u r u u r u r 和 D.221e e e u u r u u r u r 和2.已知(3,4)a r ,能与a r构成基底的是( ) A.34(,)55 B.43(,)55 C.34(,)55 D.4(1,)3题型8.结合三角函数求向量坐标1.已知O 是坐标原点,点A 在第二象限,||2OA u u u r ,150xOA o,求OA u u u r 的坐标.2.已知O 是原点,点A 在第一象限,||OA u u u r ,60xOA o,求OA u u u r 的坐标.题型9.求数量积1.已知||3,||4a b r r ,且a r 与b r 的夹角为60o,求(1)a b r r ,(2)()a a b r r r , (3)1()2a b b r r r ,(4)(2)(3)a b a b r r r r .2.已知(2,6),(8,10)a b r r ,求(1)||,||a b r r ,(2)a b r r ,(3)(2)a a b rr r ,(4)(2)(3)a b a b r r r r.题型10.求向量的夹角1.已知||8,||3a b r r,12a b r r ,求a r 与b r 的夹角.2.已知(2)a b r r,求a r 与b r 的夹角.3.已知(1,0)A ,(0,1)B ,(2,5)C ,求cos BAC . 题型11.求向量的模1.已知||3,||4a b r r ,且a r 与b r 的夹角为60o,求(1)||a b r r ,(2)|23|a b r r .2.已知(2,6),(8,10)a b r r ,求(1)||,||a b r r ,(5)||a b r r ,(6)1||2a b rr .3.已知||1||2a b r r ,,|32|3a b r r ,求|3|a b r r .题型12.求单位向量 【与a r 平行的单位向量:||ae a rr r 】1.与(12,5)a r平行的单位向量是 . 2.与1(1,)2m r平行的单位向量是 . 题型13.向量的平行与垂直1.已知(6,2)a r,(3,)b m r ,当m 为何值时,(1)//a b r r ?(2)a b r r ?2.已知(1,2)a r,(3,2)b r ,(1)k 为何值时,向量ka b r r 与3a b r r 垂直? (2)k 为何值时,向量ka b r r 与3a b r r平行?3.已知a r 是非零向量,a b a c r r r r ,且b c r r ,求证:()a b c r rr .题型14.三点共线问题1.已知(0,2)A ,(2,2)B ,(3,4)C ,求证:,,A B C 三点共线.2.设5),28,3()2AB a b BC a b CD a bu u u r rr u u u r r r u u u r r r ,求证:A B D 、、三点共线.3.已知2,56,72AB a b BC a b CD a b u u u r r r u u u r r r u u u r r r,则一定共线的三点是 .4.已知(1,3)A ,(8,1)B ,若点(21,2)C a a 在直线AB 上,求a 的值.5.已知四个点的坐标(0,0)O ,(3,4)A ,(1,2)B ,(1,1)C ,是否存在常数t ,使OA tOB OC u u u r u u u r u u u r成立?题型15.判断多边形的形状1.若3AB e u u u r r ,5CD e u u u r r ,且||||AD BC u u u r u u u r,则四边形的形状是 .2.已知(1,0)A ,(4,3)B ,(2,4)C ,(0,2)D ,证明四边形ABCD 是梯形.3.已知(2,1)A ,(6,3)B ,(0,5)C ,求证:ABC 是直角三角形.4.在平面直角坐标系内,(1,8),(4,1),(1,3)OA OB OC u u u r u u u r u u u r,求证:ABC 是等腰直角三角形.题型16.平面向量的综合应用1.已知(1,0)a r,(2,1)b r ,当k 为何值时,向量ka b r r 与3a b r r 平行?2.已知a r,且a b r r ,||2b r ,求b r 的坐标. 3.已知a b r r 与同向,(1,2)b r,则10a b r r ,求a r 的坐标.3.已知(1,2)a r ,(3,1)b r ,(5,4)c r,则c r a r b r .4.已知(5,10)a r ,(3,4)b r ,(5,0)c r,请将用向量,a b r r 表示向量c r .5.已知(,3)a m r,(2,1)b r ,(1)若a r 与b r 的夹角为钝角,求m 的范围;(2)若a r 与b r的夹角为锐角,求m 的范围.6.已知(6,2)a r,(3,)b m r ,当m 为何值时,(1)a r 与b r 的夹角为钝角?(2)a r 与br 的夹角为锐角?7.已知梯形ABCD 的顶点坐标分别为(1,2)A ,(3,4)B ,(2,1)D ,且//AB DC ,2AB CD ,求点C 的坐标.8.已知平行四边形ABCD 的三个顶点的坐标分别为(2,1)A ,(1,3)B ,(3,4)C ,求第四个顶点D 的坐标.9.一航船以5km/h 的速度向垂直于对岸方向行驶,航船实际航行方向与水流方向成30o 角,求水流速度与船的实际速度.10.已知ABC 三个顶点的坐标分别为(3,4)A ,(0,0)B ,(,0)C c ,(1)若0AB AC u u u r u u u r,求c 的值;(2)若5c ,求sin A 的值.【备用】1.已知||3,||4,||5a b a b r r r r ,求||a b r r 和向量,a b r r的夹角.2.已知x a b r r r ,2y a b u r r r ,且||||1a b r r ,a b r r ,求,x y r u r的夹角的余弦.1.已知(1,3),(2,1)a b r r ,则(32)(25)a b a b r r r r.4.已知两向量(3,4),(2,1)a b r r,求当a xb a b r r r r 与垂直时的x 的值. 5.已知两向量(1,3),(2,)a b r r,a b r r 与的夹角 为锐角,求 的范围.11 变式:若(,2),(3,5)a b r r ,a b r r 与的夹角 为钝角,求 的取值范围.选择、填空题的特殊方法:1.代入验证法例:已知向量(1,1),(1,1),(1,2)a b c r r r ,则c r ( ) A.1322a b r r B.1322a b r r C.3122a b r r D.3122a b r r 2.排除法例:已知M 是ABC 的重心,则下列向量与AB u u u r 共线的是( )A.AM MB BC u u u u r u u u r u u u rB.3AM AC u u u u r u u u rC.AB BC AC u u u r u u u r u u u rD.AM BM CM u u u u r u u u u r u u u u r。
(完整版)平面向量全部讲义
第一节平面向量的概念及其线性运算1.向量的有关概念(1)向量:既有大小,又有方向的量叫向量;向量的大小叫做向量的模.(2)零向量:长度为0的向量,其方向是任意的.(3)单位向量:长度等于1个单位的向量.(4)平行向量:方向相同或相反的非零向量,又叫共线向量,规定:0与任一向量共线.(5)相等向量:长度相等且方向相同的向量.(6)相反向量:长度相等且方向相反的向量.例1.若向量a与b不相等,则a与b一定()A.有不相等的模B.不共线C.不可能都是零向量D.不可能都是单位向量例2..给出下列命题:①若|a|=|b|,则a=b;②若A,B,C,D是不共线的四点,则AB=DC等价于四边形ABCD为平行四边形;③若a=b,b=c,则a=c;④a=b等价于|a|=|b|且a∥b;⑤若a∥b,b∥c,则a∥c.其中正确命题的序号是()A.②③B.①②C.③④D.④⑤CA2.向量的线性运算向量运算定义法则(或几何意义)运算律加法求两个向量和的运算三角形法则平行四边形法则(1)交换律:a+b=b+a;(2)结合律:(a+b)+c=a+(b+c)减法求a与b的相反向量-b的和的运算叫做a与b的差三角形法则a-b=a+(-b)数乘求实数λ与向量a的积的运算(1)|λa|=|λ||a|;(2)当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;当λ<0时,λa的方向与a的方向相反;λ(μa)=(λμ)a;(λ+μ)a=λa+μa;λ(a+b)=λa+λb例3:化简AC→-BD→+CD→-AB→得() A.AB→B.DA→C.BC→D.0例4:(1)如图,在正六边形ABCDEF中,BA+CD+EF=()A.0B.BE C.AD D.CF(2)设D,E分别是△ABC的边AB,BC上的点,AD=12AB,BE=23BC.若DE=λ1AB+λ2AC(λ1,λ2为实数),则λ1+λ2的值为________.巩固练习:1.将4(3a+2b)-2(b-2a)化简成最简式为______________.2.若|OA→+OB→|=|OA→-OB→|,则非零向量OA→,OB→的关系是() A.平行B.重合C.垂直D.不确定3.若菱形ABCD的边长为2,则|AB-CB+CD|=________4.D是△ABC的边AB上的中点,则向量CD等于()A.-BC+12BA B.-BC-12BA C.BC-12BA D.BC+12BA5.若A,B,C,D是平面内任意四点,给出下列式子:①AB+CD=BC+DA;②AC+BD=BC+AD;③AC-BD=DC+AB.其中正确的有()A.0个B.1个C.2个D.3个6.如图,在△ABC中,D,E为边AB的两个三等分点,CA→=3a,CB→=2b,求CD→,CE→.DD12巩固练习1。
(完整版)向量与三角,不等式等知识综合应用
第19讲 向量与三角、不等式等知识综合应用常熟市中学 蔡祖才一、高考要求平面向量与三角函数、不等式等知识的综合应用是高考的主要考查内容之一.掌握向量的几何表示、向量的加法与减法和实数与向量的积,掌握平面向量的坐标运算、平面向量的数量积极其几何意义,掌握向量垂直的条件,并且能熟练运用,掌握平移公式.注重等价转化、分类讨论等数学思想的渗透. 二、考点解读考查平面向量数量积的计算方法、三角公式、三角函数的性质及图像的基本知识,考查推理和运算能力.考查平面向量的概念和计算,三角函数的恒等变换及其图象变换的基本技能,着重考查数学运算能力.平面向量与三角函数结合是高考命题的一个新的亮点之一. 三、课前训练1.把曲线y cos x +2y -1=0先沿x 轴向右平移2π个单位,再沿y 轴向下平移1个单位,得到的曲线方程是 ( )(A)(1-y )sin x +2y -3=0 (B)(y -1)sin x +2y -3=0 (C)(y +1)sin x +2y +1=0 (D) -(y +1)sin x +2y +1=02.函数y =sin x 的图象按向量a =(32π-,2)平移后与函数g (x )的图象重合,则g (x )的函数表达式是 ( ) (A )cos x -2 (B )-cos x -2 (C )cos x +2 (D )-cos x +23.已知向量a = (1,sin θ),b = (1,cos θ),则 | a - b | 的最大值为.4.如图,函数y =2sin(πx+φ),x ∈R,(其中0≤φ≤2π)的图象与y 轴交于点(0,1). 设P 是图象上的最高点,M 、N 是图象与x 轴的交点,则PM PN u u u u r u u u r与的夹角余弦值为 .四、典型例题例1 已知a =(3sin ωx ,cos ωx ),b =(cos ωx ,cos ωx )(ω>0),记函数f (x )= a · b ,且f (x )的最小正周期是π,则ω= ( )(A) ω=1 (B) ω=2 (C) 21=ω ( D) 32=ω 例2 在△OAB 中,O 为坐标原点,]2,0(),1,(sin ),cos ,1(πθθθ∈B A ,则△OAB 的面积达到最大值时,=θ ( )(A)6π (B) 4π (C) 3π (D) 2π例3 设向量a r =(sin x ,cos x ),b r =(cos x ,cos x ),x ∈R ,函数f(x)=a r ·(a r +b r).使不等式f (x )≥23成立的x 的取值集合为 .例4 在△ABC 中,O 为中线AM 上的一个动点,若AM =2,则()OA OB OC ⋅u u u r u u u r u u u r+的最小值是 .例5 已知函数f (x )=a +b sin2x +c cos2x 的图象经过点A (0,1),B (4π,1),且当x ∈[0, 4π]时,f (x )取得最大值22-1.(Ⅰ)求f (x )的解析式;(Ⅱ)是否存在向量m ,使得将f (x )的图象按向量m 平移后可以得到一个奇函数的图象?若存在,求出满足条件的一个m ;若不存在,说明理由.例6 已知向量m =(cos ,sin )θθ和n =sin ,cos ),(,2)θθθππ∈,且| m + n |=,5求cos()28θπ+的值.第19讲 向量与三角、不等式等知识综合应用 过关练习1.已知i r ,j r 为互相垂直的单位向量,2a i j =-r r r ,b i j λ=+r r r ,且||||a b r r与的夹角为锐角,则实数λ的取值范围是( )(A )),21(+∞ (B ))21,2()2,(-⋃--∞ (C )),32()32,2(+∞⋃- (D ))21,(-∞2.在直角坐标系中,O 是原点,OQ =(-2+cos θ,-2+sin θ) (θ∈R),动点P 在直线x =3上运动,若从动点P 向Q 点的轨迹引切线,则所引切线长的最小值为 ( )(A ) 4 (B ) 5 (C ) 26 (D )263.已知||2||0a b =≠r r ,且关于x 的方程2||0x a x a b ++⋅=r r r 有实根,则a r 与b r 的夹角的取值范围是 ( )(A )[0,6π] (B )[,]3ππ (C )2[,]33ππ (D )[,]6ππ 4.设(0,0)O ,(1,0)A ,(0,1)B ,点P 是线段AB 上的一个动点,AP AB λ=u u u r u u u r,若OP AB PA PB ⋅≥⋅u u u r u u u r u u u r u u u r,则实数λ的取值范围是 ( )(A )112λ≤≤ (B )11λ-≤≤(C )1122λ≤≤+ (D )1122λ-≤≤+ 5. 已知向量a r =(cos α,sin α),b r =(cos β,sin β),且a b ≠±r r ,那么a b +r r 与a b-r r的夹角的大小是 .6. 已知向量].2,0[),2sin ,2(cos ),23sin,23(cos π∈-==x x x x x 且若||2)(x f +-⋅=λ的最小值为32-,则λ的值为 .7.已知A 、B 、C 是ABC ∆三内角,向量(m =-u r(cos ,sin ),n A A =r 且 1.m n ⋅=u r r(Ⅰ)求角A ; (Ⅱ)若221sin 23cos sin BB B+=--,求tanC . 8.设函数f (x )=a b ⋅r r ,其中向量a r =(2cos x ,1),b r=(cos x ,3sin2x ),x ∈R .(Ⅰ)若f(x)=1-3且x ∈[-3π,3π],求x ; (Ⅱ)若函数y =2sin2x 的图象按向量c r =(m ,n )(|m |<2π)平移后得到函数y =f (x )的图象,求实数m 、n 的值.第19讲 向量与三角、不等式等知识综合应用 参考答案课前训练部分1.C2.D3.4.1517典型例题部分例1 A例2 1111sin cos (1cos )(1sin )222ABC S θθθθ∆=----- 当2θπ=即2πθ=时,面积最大.例3 3,88x k x k k Z ππππ⎧⎫-≤≤+∈⎨⎬⎩⎭例4 如图,OM OA OC OB OA -≥-=⋅⋅=+⋅2)(=.222-=⋅- 即)(+⋅的最小值为:-2.例5 (Ⅰ)由题意知⎩⎨⎧=+=+,1,1b a c a ∴b =c =1-a , ∴f (x )=a +2(1-a )sin(2x +4π).∵x∈[0,4π], ∴2x +4π∈[4π,4π3].当1-a >0时,由a +2(1-a )=22-1, 解得a =-1; 当1-a <0时, a +2(1-a )·22=22-1,无解; 当1-a =0时,a =22-1,相矛盾. 综上可知a =-1. ∴f (x )=-1+22sin(2x +4π). (Ⅱ)∵g (x )=22sin2x 是奇函数,将g (x )的图象向左平移8π个单位,再向下平移一个单位就可以得到f (x )的图象. 因此,将f (x )的图象向右平移8π个单位,再向上平移一个单位就可以得到奇函数g(x )=22sin2x 的图象.故m u r =(8π,1)是满足条件的一个向量.例6 (cos sin sin )m n θθθθ+=-++u r rm n +=u r r由已知m n +=u r r ,得7cos()425πθ+=又2cos()2cos ()1428πθπθ+=+- 过关练习部分1.B2.C3.B4.B 5、2π6. 217(Ⅰ)∵1m n ⋅=u r r∴(()cos ,sin 1A A -⋅= cos 1A A -=12sin cos 12A A ⎛⎫⋅= ⎪ ⎪⎝⎭, 1sin 62A π⎛⎫-= ⎪⎝⎭ ∵50,666A A ππππ<<-<-<∴66A ππ-= ∴3A π= (Ⅱ)由题知2212sin cos 3cos sin B B B B+=--,整理得22sin sin cos 2cos 0B B B B --= ∴cos 0B ≠ ∴2tan tan 20B B --= ∴tan 2B =或tan 1B =-而tan 1B =-使22cos sin 0B B -=,舍去 ∴tan 2B =8.(Ⅰ)依题设可知,函数的解析式为f (x )=a b ⋅r r =2cos 2x +3sin2x =1+2sin(2x +6π).由1+2sin(2x +6π)=1-3,可得三角方程sin(2 x +6π)=-23.∵-3π≤x ≤3π,∴-2π≤2x +6π≤65π,∴2x +6π=-3π,即x =-4π. (Ⅱ)函数y =2sin2x 的图象按向量c r=(m ,n )平移后得到函数y =2sin2(x -m )+n 的图象,即函数y =f(x)的图象.由(1)得 f(x)=2sin2(x +12π)+1. ∵|m |<2π,∴12m π=-, 1.n =。
平面向量的综合应用
平面向量的综合应用作者:***来源:《中学教学参考·理科版》2020年第08期[摘要]平面向量是历年高考的必考内容,也是数学高考交汇性命题的载体.研究平面向量的应用,应该把眼光投向整个高中数学的各个核心知识点上,只有这样才能从整体上把握住平面向量的高考方向.[关键词]平面向量;综合应用;高中数学[中图分类号]G633.6[文献标识码] A[文章编号] 1674-6058( 2020)23-0029-02平面向量是历年高考数学的必考内容,但考查重点放在平面向量的综合应用上,体现出平面向量的“工具性”与其他数学知识的“交汇性”,因此,从某个角度看,研究平面向量的命题规律,其实质是研究平面向量的综合应用,那么,平面向量的综合应用一般会出现哪些问题呢?一、平面向量与平面几何的综合无论是平面向量的概念还是平面向量的运算都具有几何特征,因此,平面向量与平面几何的综合最为常见,也最为自然,这类问题不仅可考查对向量的几何意义理解,还可以考查学生对平面向量作为解题工具的应用,总之,这类问题既考查知识又考查能力,点评:本题(1)给出向量等式,主要考查平面向量的加法、减法法则和模的几何意义,命题重点落在向量及其运算上.而本题(2)考查向量的应用意识以及向量数积在平面几何图形中的运用,考查坐标化思想方法的运用,命题重点放在平面向量的灵活应用上.二、平面向量与三角函数的综合平面向量与三角函数内容同时出现在教材必修4中,两角和的余弦公式就是利用平面向量知识加以推导的,这足以看出平面向量与三角函数有着不寻常的关系,体现在高考命题中,往往以解答题的形式出现,同时考查平面向量的运算、三角函数的性质、三角恒等变换和解三角形,综合性极强,点评:本题以平面向量的数量积运算为背景,考查三角形中的综合问题,考查向量垂直的条件、正弦定理、三角恒等变换、三角函数的性质等,三角函数、平面向量、解三角形的知识联系紧密,这类问题的平面向量只是一种“包装”,归根到底考查的是三角问题,三、平面向量与解析几何的综合因为平面向量具有坐标形式的特征,与解析几何“一拍即合”,解析几何问题中的有些条件,往往用向量语言来描述,利用向量的坐标运算可转化为解析几何问题,与此同时,解析几何中的某些问题也可转化为向量问题来解决,点评:本题题干中虽然没有出现任何向量的标记,但解题过程却用到了向量夹角的计算公式,简捷有效,体现了向量法在解析几何运算中独特的魅力,从本例可以看出,向量法可以起到减少解析几何运算量的作用,因此,对于解析几何问题,向量的应用意识不容忽视,四、平面向量与其他知识的综合平面向量可谓数学命题的“万能胶”,它几乎可以与任何数学知识交汇,如函数、数列、概率等,这类试题往往出現在选择题或填空题中,背景新颖、综合性强,成为数学命题的一道亮丽风景,点评:本题综合考查了由向量求夹角、数列的求和、不等式等知识,解答关键是求出tanθn的表达式,并熟练应用数列求和的技巧,本题是一类综合性极强的综合题,是一道能综合考查考生综合素养的好题,由此可见,平面向量是数学高考交汇性命题的载体,我们研究平面向量的应用,应该把眼光投向整个高中数学的各个核心知识点上,这样才能从整体上把握住平面向量的高考方向.[参考文献][1]张永成.2019年高考“平面向量”专题命题分析[Jl.中国数学教育,2019(24):53-57.[2]雷蕾.平面向量[J].中学数学教学参考,2019 (Z1):98-101.[3]张玉虎.平面向量几何运算的转化策略[J].高中数学教与学,2018( 13):35-37.[4]杜海洋.解答平面向量问题的三条途径[Jl.中学数学教学参考,2016( 16):59-60.(责任编辑黄桂坚)。
(word完整版)平面向量题型及方法
平面向量方法、题型、及应试技巧总结一.向量有关概念:1.向量的概念:既有大小又有方向的量,注意向量和数量的区别。
向量常用有向线段来表示,注意不能说向量就是有向线段,为什么?(向量可以平移)。
如:已知A (1,2),B (4,2),则把向量AB 按向量a =(-1,3)平移后得到的向量是_____(答:(3,0))2.零向量:长度为0的向量叫零向量,记作:0,注意零向量的方向是任意的;3.单位向量:长度为一个单位长度的向量叫做单位向量(与AB 共线的单位向量是||AB AB ±); 4.相等向量:长度相等且方向相同的两个向量叫相等向量,相等向量有传递性;5.平行向量(也叫共线向量):方向相同或相反的非零向量a 、b 叫做平行向量,记作:a ∥b ,规定零向量和任何向量平行. 提醒:①相等向量一定是共线向量,但共线向量不一定相等;②两个向量平行与与两条直线平行是不同的两个概念:两个向量平行包含两个向量共线, 但两条直线平行不包含两条直线重合;③平行向量无传递性!(因为有0); ④三点A B C 、、共线⇔ AB AC 、共线;6.相反向量:长度相等方向相反的向量叫做相反向量。
a 的相反向量是-a 。
如下列命题:(1)若a b =,则a b =.(2)两个向量相等的充要条件是它们的起点相同,终点相同。
(3)若AB DC =,则ABCD 是平行四边形。
(4)若ABCD 是平行四边形,则AB DC =。
(5)若,a b b c ==,则a c =。
(6)若//,//a b b c ,则//a c 。
其中正确的是_______(答:(4)(5))二.向量的表示方法:1.几何表示法:用带箭头的有向线段表示,如AB ,注意起点在前,终点在后; 2.符号表示法:用一个小写的英文字母来表示,如a ,b ,c 等;3.坐标表示法:在平面内建立直角坐标系,以与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量i ,j 为基底,则平面内的任一向量a 可表示为(),a xi y j x y =+=,称(),x y 为向量a 的坐标,a =(),x y 叫做向量a 的坐标表示。
全国通用2023高中数学必修二第六章平面向量及其应用知识点总结归纳完整版
全国通用2023高中数学必修二第六章平面向量及其应用知识点总结归纳完整版单选题1、在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且(a +b )2−c 2=4,C =120°,则△ABC 的面积为( ) A .√33B .2√33C .√3D .2√3答案:C解析:利用余弦定理可求ab 的值,从而可求三角形的面积. 因为C =120°,故c 2=a 2+b 2−2abcos120°=a 2+b 2+ab , 而(a +b )2−c 2=4,故c 2=a 2+b 2+2ab −4=a 2+b 2+ab , 故ab =4,故三角形的面积为12×ab ×sin120°=√34×4=√3,故选:C.2、△ABC 内角A,B,C 的对边分别为a,b,c ,已知b 2+c 2−a 2=bc ,则A =( ) A .π6B .5π6C .π3D .2π3 答案:C分析:利用余弦定理求出cosA ,再求出A 即可. ∵b 2+c 2−a 2=bc ,∴cosA =b 2+c 2−a 22bc=bc 2bc =12,∵0<A <π,∴A =π3.故选:C3、已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若A =60°,a =√3,则b+csinB+sinC等于( )A .12B .√3C .√32D .2 答案:D解析:由已知结合正弦定理即可直接求解.A =60°,a =√3,由正弦定理可得,bsinB =csinC =asinA =√3√32=2,∴b =2sin B ,c =2sin C ,则b+csinB+sinC =2. 故选:D .小提示:本题主要考查了正弦定理的应用,属于基础试题. 4、若A(−2,3),B(3,2),C (12,m)三点共线,则实数m 的值为A .2B .−2C .52D .−12答案:C分析:由三点共线可得出向量共线,再根据向量共线的知识即可解题. 因为A(−2,3),B(3,2),C (12,m)三点共线,所以方向向量AB⃑⃑⃑⃑⃑ =(5,−1)与AC ⃑⃑⃑⃑⃑ =(52,m −3)共线, 所以5(m −3)−(−1)×52=0,解得m =52. 故选:C小提示:本题主要考查点共线和向量共线问题,属于常规题型.5、已知直角三角形ABC 中,∠A =90°,AB =2,AC =4,点P 在以A 为圆心且与边BC 相切的圆上,则PB ⃑⃑⃑⃑⃑ ⋅PC ⃑⃑⃑⃑⃑ 的最大值为( )A .16+16√55B .16+8√55C .165D .565答案:D分析:建立如图所示的坐标系,根据PB ⃑⃑⃑⃑⃑ ·PC ⃑⃑⃑⃑⃑ =|PD ⃑⃑⃑⃑⃑ |2−5可求其最大值. 以A 为原点建系,B (0,2),C (4,0),BC:x4+y2=1,即x +2y −4=0,故圆的半径为r =√5,∴圆A:x 2+y 2=165,设BC 中点为D (2,1),PB ⃑⃑⃑⃑⃑ ·PC⃑⃑⃑⃑⃑ =PD ⃑⃑⃑⃑⃑ 2−14BC ⃑⃑⃑⃑⃑ 2=|PD ⃑⃑⃑⃑⃑ |2−14×20=|PD ⃑⃑⃑⃑⃑ |2−5, |PD |max =|AD |+r =√5√5=√5,∴(PB ⃑⃑⃑⃑⃑ ·PC ⃑⃑⃑⃑⃑ )max =815−5=565, 故选:D.6、已知向量|a |=2,|b ⃑ |=4,且a ,b ⃑ 不是方向相反的向量,则|a −b ⃑ |的取值范围是( ) A .(2,6)B .[2,6) C .(2,6]D .[2,6] 答案:B分析:直接由||a |−|b ⃑ ||≤|a −b ⃑ |<|a |+|b⃑ |求解即可. 由已知必有||a |−|b ⃑ ||≤|a −b ⃑ |<|a |+|b ⃑ |,则所求的取值范围是[2,6). 故选:B.7、P 是△ABC 所在平面内一点,满足|CB⃑⃑⃑⃑⃑ |−|PB ⃑⃑⃑⃑⃑ +PC ⃑⃑⃑⃑⃑ −2PA ⃑⃑⃑⃑⃑ |=0,则△ABC 的形状是( ) A .等腰直角三角形B .直角三角形C .等腰三角形D .等边三角形 答案:B分析:根据平面向量的线性运算与模长公式,可以得出AB⃑⃑⃑⃑⃑ ⋅AC ⃑⃑⃑⃑⃑ =0,由此可判断出△ABC 的形状. 由|CB ⃑⃑⃑⃑⃑ |=|PB ⃑⃑⃑⃑⃑ +PC⃑⃑⃑⃑⃑ −2PA ⃑⃑⃑⃑⃑ |,可得|CB ⃑⃑⃑⃑⃑ |=|AB ⃑⃑⃑⃑⃑ +AC ⃑⃑⃑⃑⃑ |,即|AB ⃑⃑⃑⃑⃑ −AC ⃑⃑⃑⃑⃑ |=|AC ⃑⃑⃑⃑⃑ +AB ⃑⃑⃑⃑⃑ |,等式|AB ⃑⃑⃑⃑⃑ −AC ⃑⃑⃑⃑⃑ |=|AC ⃑⃑⃑⃑⃑ +AB ⃑⃑⃑⃑⃑ |两边平方,化简得AB ⃑⃑⃑⃑⃑ ⋅AC ⃑⃑⃑⃑⃑ =0,∴AB ⃑⃑⃑⃑⃑ ⊥AC ⃑⃑⃑⃑⃑ , 因此,△ABC 是直角三角形. 故选:B.小提示:本题考查了平面向量的线性运算与数量积运算,也考查了模长公式应用,是中等题. 8、已知向量a =(2,3),b ⃑ =(3,2),则|a –b ⃑ |= A .√2B .2 C .5√2D .50 答案:A分析:本题先计算a −b ⃑ ,再根据模的概念求出|a −b ⃑ |. 由已知,a −b ⃑ =(2,3)−(3,2)=(−1,1), 所以|a −b ⃑ |=√(−1)2+12=√2, 故选A小提示:本题主要考查平面向量模长的计算,容易题,注重了基础知识、基本计算能力的考查.由于对平面向量的坐标运算存在理解错误,从而导致计算有误;也有可能在计算模的过程中出错.9、设在△ABC 中,角A ,B,C 所对的边分别为a ,b,c , 若 bcosC +ccosB =asinA , 则△ABC 的形状为( ) A .直角三角形B .等边三角形 C .等腰三角形D .钝角三角形 答案:A分析:根据两角和的正弦公式和正弦定理求得sinA =sin 2A ,得到sinA =1,求得A =π2,即可求解.因为bcosC +ccosB =asinA ,由正弦定理可得sinBcosC +sinCcosB =sin 2A , 即sin (B +C )=sin 2A ,即sinA =sin 2A ,所以sinA =1, 又因为A ∈(0,π),所以A =π2,所以是直角三角形. 故选:A.10、已知向量a ,b ⃑ 满足|a |=2,|b ⃑ |=3,|a −2b ⃑ |=2√13则a 与b⃑ 的夹角为( )A .π6B .π3C .2π3D .5π6答案:C分析:先对|a −2b ⃑ |=2√13平方,代入已知条件整理得a ⋅b ⃑ =−3,再利用数量积公式可求得. ∵|a −2b ⃑ |=2√13,∴|a −2b ⃑ |2=a 2−4a ⋅b ⃑ +4b ⃑ 2=52, 又|a |=2,|b ⃑ |=3,∴a ⋅b ⃑ =−3, 设a 与b ⃑ 的夹角为θ, ∴cosθ=a⃑ ⋅b ⃑ |a ⃑ ||b ⃑ |=−12,从而θ=2π3,所以a 与b ⃑ 的夹角θ=2π3. 故选:C 填空题11、已知非零向量a ,b ⃑ ,|a |=8, |b ⃑ |=5,则|a +b ⃑ |的最大值为______. 答案:13分析:根据向量数量积的运算性质,有|a +b ⃑ |2=|a |2+2a ⋅b ⃑ +|b ⃑ |2,即可求|a +b ⃑ |的最大值. ∵|a +b ⃑ |2=|a |2+2a ⋅b ⃑ +|b ⃑ |2=89+80⋅cos <a ,b ⃑ >, ∴当cos <a ,b ⃑ >=1时,|a +b ⃑ |2有最大值为169. ∴|a +b ⃑ |的最大值为13. 所以答案是:13.12、在菱形ABCD 中,AB =3,∠BAD =60°,CE ⃑⃑⃑⃑⃑ =2EB ⃑⃑⃑⃑⃑ ,则AE ⃑⃑⃑⃑⃑ ⋅BD ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ =___________. 答案:−3分析:利用向量加减法的几何意义可得AE ⃑⃑⃑⃑⃑ =AB ⃑⃑⃑⃑⃑ +13AD ⃑⃑⃑⃑⃑ 、BD ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ =AD ⃑⃑⃑⃑⃑ −AB ⃑⃑⃑⃑⃑ ,再应用向量数量积的运算律及已知条件求AE ⃑⃑⃑⃑⃑ ⋅BD⃑⃑⃑⃑⃑⃑ 即可. 由题意,AE ⃑⃑⃑⃑⃑ ⋅BD ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ =(AB ⃑⃑⃑⃑⃑ +13AD ⃑⃑⃑⃑⃑ )⋅(AD ⃑⃑⃑⃑⃑ −AB ⃑⃑⃑⃑⃑ )=−AB 2⃑⃑⃑⃑⃑⃑⃑⃑ +13AD 2⃑⃑⃑⃑⃑⃑⃑⃑ +23AB ⃑⃑⃑⃑⃑ ⋅AD ⃑⃑⃑⃑⃑ =−9+3+3=−3.所以答案是:−313、在平面四边形ABCD 中,AB ⊥AD ,∠ABC =60°,∠BCD =150°,AB⃑⃑⃑⃑⃑ =4EB ⃑⃑⃑⃑⃑ ,BC =4√33,AE =2√3,若点M 为边CD 上的动点,则AM ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ ⋅EM⃑⃑⃑⃑⃑⃑ 的最小值为________.答案:154分析:根据题目条件,建立适当的直角坐标系,并结合已知条件得到相关点的坐标,设出线段CD 上的动点的坐标,求得AM ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ ,EM ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ 的坐标关于t 的表达式,得到AM ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ ·EM ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ 关于t 的表达式,利用二次函数的性质求得最小值. 如图所示,建立直角坐标系.由AE =2√3得E(2√3,0),由AB ⃑⃑⃑⃑⃑ =4EB ⃑⃑⃑⃑⃑ 得EB = 2√33, 又∵BC =4√33,∠ABC =60°,∴∠BEC =90°,且EC =2,∠BCE =30°.∴C(2√3,2),作CF ⊥AD 于F ,∵∠BCD =150°,∴∠DCF =30°, 由FC =AE = 2√3,∴DF =2,∴D(0,4),∵M 在线段CD 上,故可设AM ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ =(1−t )AD ⃑⃑⃑⃑⃑ +tAC ⃑⃑⃑⃑⃑ =(2√3t,4−2t),(0<t <1) ∴EM ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ =AM ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ −AE⃑⃑⃑⃑⃑ =(2√3(t −1),4−2t), ∴AM⃑⃑⃑⃑⃑⃑ ·EM ⃑⃑⃑⃑⃑⃑ =12(t 2−t )+(4−2t )2=16t 2−28t +16, 当t =78时取得最小值4×16×16−2824×16=154,所以答案是:154.小提示:本题考查平面向量的数量及的最值问题,关键是建立坐标系,并利用已知条件得到相关点的坐标,要熟练掌握线段上的点的坐标的设法. 解答题14、 在△ABC 中,内角A ,B , C 所对的边分别为a,b,c .已知b +c =2a ,3csinB =4asinC .(Ⅰ)求cosB 的值; (Ⅱ)求sin (2B +π6)的值. 答案:(Ⅰ) −14;(Ⅱ) −3√5+716. 分析:(Ⅰ)由题意结合正弦定理得到a,b,c 的比例关系,然后利用余弦定理可得cosB 的值(Ⅱ)利用二倍角公式首先求得sin2B,cos2B 的值,然后利用两角和的正弦公式可得sin (2B +π6)的值. (Ⅰ)在△ABC 中,由正弦定理b sinB=c sinC得bsinC =csinB ,又由3csinB =4asinC ,得3bsinC =4asinC ,即3b =4a . 又因为b +c =2a ,得到b =43a ,c =23a .由余弦定理可得cosB =a 2+c 2−b 22ac=a 2+49a 2−169a 22⋅a⋅23a=−14.(Ⅱ)由(Ⅰ)可得sinB =√1−cos 2B =√154, 从而sin2B =2sinBcosB =−√158,cos2B =cos 2B −sin 2B =−78.故sin (2B +π6)=sin2Bcos π6+cos2Bsin π6=−√158×√32−78×12=−3√5+716. 小提示:本题主要考查同角三角函数的基本关系,两角和的正弦公式,二倍角的正弦与余弦公式,以及正弦定理、余弦定理等基础知识.考查计算求解能力.15、如图,在梯形ABCD 中,AB //CD ,AB =2,CD =5,∠ABC =2π3.(1)若AC =2√7,求梯形ABCD 的面积; (2)若AC ⊥BD ,求tan∠ABD . 答案:(1)7√3;(2)tan∠ABD =2√33. 分析:(1)△ABC 中,利用含∠ABC 的余弦定理表达式建立BC 的方程,求出BC 而得△ABC 面积,再利用面积关系求△ADC 的面积得解;(2)由题设中角的信息用∠ABD 表示出△ABC 与△BDC 中的相关角,再在这两个三角形中利用正弦定理建立两个方程,联立整理得tan∠ABD 的方程,解之即得.(1)设BC =x ,在△ABC 中,由余弦定理AC 2=AB 2+BC 2−2AB ⋅BCcos∠ABC 得: 28=22+x 2−2⋅2⋅x ⋅cos2π3,即x 2+2x −24=0,而x>0,解得x =4,所以BC =4,则△ABC 的面积S △ABC =12AB ⋅BC ⋅sin∠ABC =12⋅2⋅4⋅√32=2√3,梯形ABCD 中,AB //CD ,△ABC 与△ADC 等高,且CD =5AB 2,所以△ADC 的面积S △ADC =5S △ABC2=5√3,则梯形ABCD 的面积S =S △ABC +S △ADC =7√3; (2)在梯形ABCD 中,设∠ABD =α,而AC ⊥BD , 则∠BDC =α,∠BAC =π2−α,∠DBC =2π3−a ,∠BCA =α−π6,在△ABC 中,由正弦定理ABsin∠BCA =BCsin∠BAC 得:2sin(α−π6)=BCsin(π2−α),在△BDC 中,由正弦定理CDsin∠DBC=BC sin∠BDC得:5sin(2π3−α)=BC sinα,两式相除得:2sin(2π3−α)5sin(α−π6)=sinαsin(π2−α)⇒2⋅(√32cosα+12sinα)5⋅(√32sinα−12cosα)=sinαcosα,整理得5√3sin 2α−7sinαcosα−2√3cos 2α=0, 即5√3tan 2α−7tanα−2√3=0 解得tanα=2√33或tanα=−√35, 因为α∈(π6,π2),则tanα=2√33,即tan∠ABD =2√33. 小提示:(1)三角形中已知两边及一边对角求第三边,利用余弦定理建立关于第三边的一元二次方程求解; (2)涉及平面多边形问题,把图形拆分成若干个三角形,再在各个三角形内利用正弦、余弦定理求解.。
平面向量的综合应用
2021年新高考数学总复习第五章《平面向量与复数》平面向量的综合应用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:问题类型所用知识公式表示线平行、点共线等问题共线向量定理a∥b⇔a=λb⇔x1y2-x2y1=0,其中a=(x1,y1),b=(x2,y2),b≠0垂直问题数量积的运算性质a⊥b⇔a·b=0⇔x1x2+y1y2=0,其中a=(x1,y1),b=(x2,y2),且a,b为非零向量夹角问题数量积的定义cos θ=a·b|a||b|(θ为向量a,b的夹角),其中a,b为非零向量长度问题数量积的定义|a|=a2=x2+y2,其中a=(x,y),a为非零向量(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.平面向量在物理中的应用(1)由于物理学中的力、速度、位移都是矢量,它们的分解与合成与向量的加法和减法相似,可以用向量的知识来解决.(2)物理学中的功是一个标量,是力F与位移s的数量积,即W=F·s=|F||s|cos θ(θ为F与s 的夹角).4.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.概念方法微思考1.根据你对向量知识的理解,你认为可以利用向量方法解决哪些几何问题?提示 (1)线段的长度问题.(2)直线或线段平行问题.(3)直线或线段垂直问题.(4)角的问题等.2.如何用向量解决平面几何问题?提示 用向量表示问题中涉及的几何元素,将平面几何问题转化为向量问题然后通过向量运算,研究几何元素之间的关系,如距离、夹角等问题,最后把运算结果“翻译”成几何关系.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)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.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( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .等腰直角三角形 答案 B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.平面直角坐标系xOy 中,若定点A (1,2)与动点P (x ,y )满足OP →·OA →=4,则点P 的轨迹方程是____________.答案 x +2y -4=0解析 由OP →·OA →=4,得(x ,y )·(1,2)=4,即x +2y =4.题组三 易错自纠。
平面向量与函数综合应用
平面向量与函数综合应用平面向量与函数综合应用是数学中的一个重要概念。
它将平面向量和函数这两个数学工具结合起来,使得我们可以更加灵活地解决一些实际问题。
本文将介绍平面向量与函数综合应用的基本概念,以及一些相关的例子,帮助读者更好地理解和应用这一概念。
一、平面向量的基本概念在介绍平面向量与函数综合应用之前,我们先来回顾一下平面向量的基本概念。
平面向量是具有大小和方向的量,通常用有向线段来表示。
我们可以用一个有序的数对来表示平面向量,例如,对于平面上的一个点P,其坐标可以表示为P(x, y),那么从原点O到点P的有向线段可以表示为向量OP = (x, y)。
平面向量具有一些基本的运算法则,例如加法、减法和数量乘法。
两个平面向量的加法定义为将它们的对应分量相加,即(Ax, Ay) + (Bx, By) = (Ax + Bx, Ay + By);减法定义为将它们的对应分量相减,即(Ax, Ay) - (Bx, By) = (Ax - Bx, Ay - By);数量乘法定义为将向量的每个分量与一个标量相乘,即k(Ax, Ay) = (kAx, kAy)。
二、函数的基本概念函数是数学中的另一个基本工具,描述了两个变量之间的关系。
函数可以看作是一种映射关系,将自变量的值映射到因变量的值上。
函数的一般形式可以表示为y = f(x),其中x为自变量,y为因变量,f代表函数关系。
函数可以用图表、方程或者文字来表示。
函数的应用非常广泛,可以用来描述各种各样的问题。
例如,我们可以用函数来描述一个物体的运动轨迹,或者用函数来表示一种经济模型。
函数的基本运算包括函数的加法、减法、乘法和除法,这些运算可以使我们更好地理解和利用函数。
三、平面向量与函数的综合应用平面向量与函数的综合应用主要包括两个方面:一是利用平面向量来描述函数的性质,二是利用函数来计算平面向量的相关量。
在利用平面向量来描述函数的性质方面,我们可以通过求函数的导数来描述其变化率。
常考问题平面向量的线性运算及综合应用
常考问题平面向量的线性运算及综合应用部门: xxx时间: xxx整理范文,仅供参考,可下载自行编辑常考问题8平面向量的线性运算及综合应用[真题感悟] 1.(2018·辽宁卷>已知点A(1,3>,B(4,-1>,则与向量A错误!同方向的单位向量为( >.b5E2RGbCAPA.错误!B.错误!p1EanqFDPwC.错误!D.错误!DXDiTa9E3d解读A错误!=(4,-1>-(1,3>=(3,-4>,∴与A错误!同方向的单位向量为错误!=错误!.RTCrpUDGiT答案A 2.(2018·福建卷>在四边形ABCD中,错误!=(1,2>,错误!=(-4,2>,则该四边形的面积为( >5PCzVD7HxAA.错误!B.2错误!C.5D.10解读因为错误!·错误!=0,所以错误!⊥错误!.jLBHrnAILg 故四边形ABCD的面积S=错误!|错误!||错误!|=错误!×错误!×2错误!=5.xHAQX74J0X答案C 3.(2018·湖北卷>已知点A(-1,1>,B(1,2>,C(-2,-1>,D(3,4>,则向量错误!在错误!方向上的投影为( >LDAYtRyKfEA.错误!B.错误!C. -错误!D.-错误!解读错误!=(2,1>,错误!=(5,5>,所以错误!在错误!方向上的投Zzz6ZB2Ltk影为错误!=错误!=错误!=错误!.dvzfvkwMI1答案A 4.(2018·新课标全国Ⅰ卷>已知两个单位向量a,b的夹角为60°,c=ta+(1-t>b.若b·c=0,则t=________.rqyn14ZNXI 解读因为向量a,b为单位向量,又向量a,b的夹角为60°,所以a·b=错误!,由b·c=0,得∴b·c=ta·b+(1-t>·b2=错误!t+(1-t>×12=错误!t+1-t=1-错误!t=0.∴t=2.EmxvxOtOco答案2 5.(2018·山东卷>已知向量错误!与错误!的夹角为120°,且|错误!|=3,|错误!|=2.若A错误!=λ错误!+错误!,且错误!⊥错误!,则实数λ的值为________.SixE2yXPq5解读由错误!⊥错误!知错误!·错误!=0,即错误!·错误!=(λ错误!+错误!>·(错误!-错误!>=(λ-1>错误!·错误!-λA 错误!2+错误!2=(λ-1>×3×2×错误!-λ×9+4=0,解得λ=错误!.6ewMyirQFL答案错误![考题分析]题型选择题、填空题难度低档考查平面向量的有关概念(如单位向量>、数量积的运算(求模与夹角等>.中档在平面几何中,求边长、夹角及数量积等.高档在平面几何中,利用数量积的计算求参数值等.1.向量的概念(1>零向量模的大小为0,方向是任意的,它与任意非零向量都共线,记为0.(2>长度等于1个单位长度的向量叫单位向量,a的单位向量为±错误!.(3>方向相同或相反的向量叫共线向量(平行向量>.(4>如果直线l的斜率为k,则a=(1,k>是直线l的一个方向向量.(5>|b|cos〈a,b〉叫做b在向量a方向上的投影.2.两非零向量平行、垂直的充要条件设a=(x1,y1>,b=(x2,y2>,(1>若a∥b⇔a=λb(λ≠0>;a∥b⇔x1y2-x2y1=0.(2>若a⊥b⇔a·b=0;a⊥b⇔x1x2+y1y2=0.3.平面向量的性质(1>若a=(x,y>,则|a|=错误!=错误!.(2>若A(x1,y1>,B(x2,y2>,则|A错误!|=错误!.kavU42VRUs (3>若a=(x1,y1>,b=(x2,y2>,θ为a与b的夹角,则cosθ=错误!=错误!.y6v3ALoS89 4.当向量以几何图形的形式出现时,要把这个几何图形中的一个向量用其余的向量线性表示,就要根据向量加减法的法则进行,特别是减法法则很容易使用错误,向量错误!=错误!-错误!(其中O为我们所需要的任何一个点>,这个法则就是终点向量减去起点向量.M2ub6vSTnP 5.根据平行四边形法则,对于非零向量a,b,当|a+b|=|a-b|时,平行四边形的两条对角线长度相等,此时平行四边形是矩形,条件|a+b|=|a-b|等价于向量a,b互相垂直,反之也成立.0YujCfmUCw 6.两个向量夹角的范围是[0,π],在使用平面向量解决问题时要特别注意两个向量夹角可能是0或π的情况,如已知两个向量的夹角为钝角时,不单纯就是其数量积小于零,还要求不能反向共线.eUts8ZQVRd热点一平面向量的线性运算【例1】(2018·江苏卷>设D,E分别是△ABC的边AB,BC上的点,AD=错误!AB,BE=错误!BC.若错误!=λ1错误!+λ2错误!(λ1,λ2为实数>,则λ1+λ2的值为________.sQsAEJkW5T解读如图,错误!=错误!+错误!=错误!错误!+错误!错误!=错误!错误!+错误!(错误!-错误!>=-错误!错误!+错误!错误!,则λ1=-错误!,λ2=错误!,λ1+λ2=错误!.GMsIasNXkA答案错误![规律方法]在一般向量的线性运算中,只要把其中的向量当作字母,其运算类似于代数中合并同类项的运算,在计算时可以进行类比.本例中的第(1>题就是把向量错误!用TIrRGchYzg 错误!,错误!表示出来,再与题中已知向量关系式进行对比,得出相等关系式,可求相应的系数.7EqZcWLZNX【训练1】(2018·天津卷>在平行四边形ABCD中,AD=1,∠BAD=60°,E为CD的中点.若错误!·错误!=1,则AB的长为________.lzq7IGf02E 解读在平行四边形ABCD中,取AB的中点F,则错误!=错误!,∴错误!=错误!=错误!-错误!错误!,又错误!=错误!+错误!,zvpgeqJ1hk ∴错误!·错误!=(错误!+错误!>·(错误!-错误!错误!>=错误!2-错误!错误!·错误!+错误!·错误!-错误!错误!2=|错误!|2+错误!|错误!||错误!|·cos60°-错误!|错误!|2=1+错误!×错误!|错误!|-错误!|错误!|2=1.NrpoJac3v1∴错误!|错误!|=0,又|错误!|≠0,∴|错误!|=错误!.1nowfTG4KI答案错误!热点二平面向量的数量积【例2】若两个非零向量a,b满足|a+b|=|a-b|=2|a|,则向量b与a+b的夹角为( >.A.错误!B.错误!C.错误!D.错误!fjnFLDa5Zo 解读法一由已知|a+b|=|a-b|,两边平方,整理可得a·b=0.①由已知|a+b|=2|a|,两边平方,整理可得a2+b2+2a·b=4a2.②把①代入②,得b2=3a2,即|b|=错误!|a|.③而b·(a+b>=b·a+b2=b2,故cos〈b,a+b〉=错误!=tfnNhnE6e5错误!=错误!=错误!.HbmVN777sL又〈b,a+b〉∈[0,π],所以〈b,a+b〉=错误!.法二如图,作O错误!=a,O错误!=b,以OA,OB为邻边作平行四边形OACB,则O错误!=a+b,B错误!=a-b.V7l4jRB8Hs 由|a+b|=|a-b|,可知|O错误!|=|B错误!|,所以平行四边形OACB是矩形.又|a+b|=|a-b|=2|a|,可得|O错误!|=|B错误!|=2|O错误!|,故在Rt△AOB中,|错误!|=错误!83lcPA59W9=错误!|O错误!|,故tan∠OBA=错误!=错误!,所以∠BOC=∠OBA=错误!.而〈b,a+b〉=∠BOC=错误!.mZkklkzaaP答案A [规律方法]求解向量的夹角,关键是正确求出两向量的数量积与模.本例中有两种解法,其一利用已知向量所满足的条件和向量的几何意义求解,其二构造三角形,将所求夹角转化为三角形的内角求解,更为直观形象.AVktR43bpw 【训练2】(2018·湖南卷>已知a,b是单位向量,a·b=0.若向量c满足|c-a-b|=1,则|c|的取值范围是( >.ORjBnOwcEd A.[错误!-1,错误!+1] B.[错误!-1,错误!+2]2MiJTy0dTTC.[1,错误!+1] D.[1,错误!+2]解读由a,b为单位向量且a·b=0,可设a=(1,0>,b=(0,1>,又设c=(x,y>,代入|c-a-b|=1得(x-1>2+(y-1>2=1,又|c|=错误!,故由几何性质得错误!-1≤|c|≤错误!+1,即错误!-1≤|c|≤错误!+1.答案A热点三平面向量与三角函数的综合【例3】已知向量m=(sinx,-1>,n=(cosx,3>.(1>当m∥n时,求错误!的值;(2>已知在锐角△ABC中,a,b,c分别为角A,B,C的对边,错误!c=2asin(A+B>,函数f(x>=(m+n>·m,求f错误!的取值范围.gIiSpiue7A解(1>由m∥n,可得3sinx=-cosx,于是tanx=-错误!,∴错误!=错误!=错误!=-错误!.uEh0U1Yfmh(2>在△ABC中A+B=π-C,于是sin(A+B>=sinC,由正弦定理,得错误!sinC=2sinAsinC,∵sinC≠0,∴sinA=错误!.又△ABC为锐角三角形,∴A=错误!,于是错误!<B<错误!.∵f(x>=(m+n>·m=(sinx+cosx,2>·(sinx,-1>=sin2x+sinxcosx-2=错误!+错误!sin2x-2=错误!sin错误!-错误!,IAg9qLsgBX ∴f错误!=错误!sin错误!-错误!=错误!sin2B-错误!.由错误!<B<错误!得错误!<2B<π,∴0<sin2B≤1,-错误!<错误!sin2B-错误!≤错误!-错误!,WwghWvVhPE即f(B+错误!>∈错误!.asfpsfpi4k [规律方法]在平面向量与三角函数的综合问题中,一方面用平面向量的语言表述三角函数中的问题,如利用向量平行、垂直的条件表述三角函数式之间的关系,利用向量模表述三角函数之间的关系等;另一方面可以利用三角函数的知识解决平面向量问题.在解决此类问题的过程中,只要根据题目的具体要求,在向量和三角函数之间建立起联系,就可以根据向量或者三角函数的知识解决问题.ooeyYZTjj1【训练3】(2018·江苏卷>已知向量a=(cosα,sinα>,b=(cosβ,sinβ>,0<β<α<π.BkeGuInkxI(1>若|a-b|=错误!,求证:a⊥b;(2>设c=(0,1>,若a+b=c,求α,β的值.(1>证明由|a-b|=错误!,即(cosα-cosβ>2+(sinα-sinβ>2=2,整理得cosαcosβ+sinαsinβ=0,即a·b=0,因此a⊥b.PgdO0sRlMo(2>解由已知条件得错误!3cdXwckm15 cosβ=-cosα=cos(π-α>,由0<α<π,得0<π-α<π,又0<β<π,故β=π-α.则sinα+sin (π-α>=1,即sinα=错误!,故α=错误!或α=错误!.当α=错误!时,β=错误!(舍去>h8c52WOngM 当α=错误!时,β=错误!.审题示例(四> 突破有关平面向量问题的思维障碍图1解读法一设直角三角形ABC的两腰长都为4,如图1所示,以C为原点,CA,CB所在的直线分别为x轴,y轴,建立平面直角坐标系,则A(4,0>,B(0,4>,因为D为AB的中点,所以D(2,2>.因为P为CD的中点,所以P(1,1>.故|PC|2=12+12=2,|PA|2=(4-1>2+(0-1>2=10,|PB|2=(0-1>2+(4-1>2=10,所以错误!=错误!=10.v4bdyGious图2法二如图2所示,以C为坐标原点,CA,CB所在的直线分别作为x轴,y轴建立平面直角坐标系.设|CA|=a,|CB|=b,则A(a,0>,B(0,b>,则D错误!,P错误!,J0bm4qMpJ9∴|PC|2=错误!2+错误!2=错误!+错误!,XVauA9grYP|PB|2=错误!2+错误!2=错误!+错误!,bR9C6TJscw|PA|2=错误!2+错误!2=错误!+错误!,pN9LBDdtrd 所以|PA|2+|PB|2=10错误!=10|PC|2,DJ8T7nHuGT∴错误!=10.法三如图3所示,取相互垂直的两个向量C错误!=a,C错误!=b 作为平面向量的基向量,显然a·b=0.QF81D7bvUA图3则在△ABC中,B错误!=a-b,因为D为AB的中点,所以C错误!=错误!(a+b>.4B7a9QFw9h 因为P为CD的中点,所以P错误!=-错误!C错误!=-错误!×错误!(a+b>=-错误!(a+b>.在△CBP中,P错误!=P错误!+C 错误!=-错误!(a+b>+b=-错误!a+错误!b,在△CAP中,P 错误!=P错误!+C错误!=-错误!(a+b>+a=错误!a-错误!b.所以|P错误!|2=错误!2=错误!(a2+b2+2a·b>=错误!(|a|2+|b|2>,|P错误!|2=错误!2=错误!a2+错误!b2-错误!a·b=错误!|a|2+错误!|b|2,|P错误!|2=错误!2=错误!a2+错误!b2-错误!a·b=错误!|a|2+错误!|b|2.故错误!=错误!=10.ix6iFA8xoX答案D 方法点评以上根据向量数与形的基本特征,结合题目中的选项以及直角三角形的条件,从三个方面提出了不同的解法,涉及向量的基本运算、坐标运算等相关知识,在寻找解题思路时,应牢牢地把握向量的这两个基本特征.wt6qbkCyDE [针对训练]在△ABC中,已知BC=2,错误!·错误!=1,则△ABC的面积S△ABC最大值是________.Kp5zH46zRk解读以线段BC所在直线为x轴,线段BC的垂直平分线为y轴,建立平面直角坐标系,则B(-1,0>,C(1,0>.设A(x,y>,则错误!=(-1-x,-y>,错误!=(1-x,-y>,于是错误!·错误!=(-1-x>(1-x>+(-y>(-y>=x2-1+y2.Yl4HdOAA61由条件错误!·错误!=1知x2+y2=2,ch4PJx4BlI这表明点A在以原点为圆心,错误!为半径的圆上.当OA⊥BC时,△ABC面积最大,即S△ABC=错误!×2×错误!=错误!.(建议用时:60分钟>1.(2018·陕西卷>设a,b为向量,则“|a·b|=|a||b|”是“a∥b”的( >.A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件解读由|a||b||cos〈a,b〉|=|a||b|,则有cos〈a,b〉=±1.即〈a,b〉=0或π,所以a∥b.由a∥b,得向量a与b同向或反向,所以〈a,b〉=0或π,所以|a·b|=|a||b|.qd3YfhxCzo答案C 2.已知向量a与b的夹角为120°,|a|=3,|a+b|=错误!则|b|等于( >.E836L11DO5A.5B.4C.3D.1解读向量a与b的夹角为120°,|a|=3,|a+b|=错误!,则a·b=|a||b|·cos120°=-错误!|b|,|a+b|2=|a|2+2a·b+|b|2.所以13=9-3|b|+|b|2,则|b|=-1(舍去>或|b|=4.答案B 3.(2018·辽宁一模>△ABC中D为BC边的中点,已知A错误!=a,A错误!=b则在下列向量中与A错误!同向的向量是( >.S42ehLvE3MA.错误!+错误!B.错误!-错误!501nNvZFisC.错误!D.|b|a+|a|b解读∵A错误!=错误!(A错误!+A错误!>=错误!(a+b>,jW1viftGw9∴向量错误!与向量A错误!是同向向量.xS0DOYWHLP答案C 4.已知非零向量a,b,c满足a+b+c=0,向量a与b的夹角为60°,且|a|=|b|=1,则向量a与c的夹角为( >.LOZMkIqI0wA.30°B.60°C.120°D.150°解读因为a+b+c=0,所以c=-(a+b>.所以|c|2=(a+b>2=a2+b2+2a·b=2+2cos60°=3.所以|c|=错误!.ZKZUQsUJed 又c·a=-(a+b>·a=-a2-a·b=-1-cos60°=-错误!,设向量c与a的夹角为θ,则cosθ=错误!=错误!=-错误!.又0°≤θ≤180°,所以θ=150°.dGY2mcoKtT答案D5.(2018·安徽卷>在平面直角坐标系中,O是坐标原点,两定点A,B满足|错误!|=|错误!|=错误!·错误!=2,则点集{P|错误!=λ错误!+μ错误!,|λ|+|μ|≤1,λ,μ∈R}所表示的区域的面积是( >.rCYbSWRLIA A.2错误!B.2错误!C.4错误!D.4错误!FyXjoFlMWh 解读由|错误!|=|错误!|=错误!·错误!=2,知cos∠AOB=错误!,又0≤∠AOB≤π,则∠AOB=错误!,又A,B是两定点,可设A(错误!,1>,B(0,2>,P(x,y>,由错误!=λ错误!+μ错误!,可得错误!⇒错误!TuWrUpPObX 因为|λ|+|μ|≤1,所以错误!+错误!≤1,当错误!7qWAq9jPqE 由可行域可得S0=错误!×2×错误!=错误!,所以由对称性可知点P所表示的区域面积S=4S0=4错误!,故选D.llVIWTNQFk答案D 6.(2018·新课标全国Ⅱ卷>已知正方形ABCD的边长为2,E为CD的中点,则错误!·错误!=________.yhUQsDgRT1解读由题意知:错误!·错误!=(错误!+错误!>·(错误!-错误!>=(错误!+错误!错误!>·(错误!-错误!>=错误!2-错误!错误!·错误!-错误!错误!2=4-0-2=2.MdUZYnKS8I答案2 7.(2018·江西卷>设e1,e2为单位向量,且e1,e2的夹角为错误!,若a=e1+3e2,b=2e1,则向量a在b方向上的射影为________.09T7t6eTno 解读a在b方向上的射影为|a|cos〈a,b〉=错误!.∵a·b=(e1+3e2>·2e1=2e错误!+6e1·e2=5.|b|=|2e1|=2.∴错误!=错误!.答案错误! 8.在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ADC=90°,AD=2,BC=1,P 是腰DC上的动点,则|P错误!+3P错误!|的最小值为______.e5TfZQIUB5解读建立如图所示的直角坐标系,设DC=m,P(0,t>,t∈[0,m],由题意可知,A(2,0>,B(1,m>,P错误!=(2,-t>,P错误!=(1,m-t>,P错误!+3P错误!=(5,3m-4t>,|P错误!+3P 错误!|=错误!≥5,当且仅当t=错误!m时取等号,即|P错误!+3P错误!|的最小值是5.s1SovAcVQM答案59.如图,在平面直角坐标系xOy中,点A在x轴正半轴上,直线AB的倾斜角为错误!,|OB|=2,设∠AOB=θ,θ∈错误!.GXRw1kFW5s(1>用θ表示点B的坐标及|OA|;(2>若tanθ=-错误!,求O错误!·O错误!的值.UTREx49Xj9解(1>由题意,可得点B的坐标为(2cosθ,2sinθ>.在△ABO中,|OB|=2,∠BAO=错误!,∠B=π-错误!-θ=错误!-θ.由正弦定理,得错误!=错误!,8PQN3NDYyP即|OA|=2错误!sin错误!.mLPVzx7ZNw(2>由(1>,得O错误!·O错误!=|O错误!||O错误!|cosθAHP35hB02d=4错误!sin错误!cosθ.NDOcB141gT因为tanθ=-错误!,θ∈错误!,1zOk7Ly2vA所以sinθ=错误!,cosθ=-错误!.又sin错误!=sin错误!cosθ-cos错误!sinθ=错误!×错误!-错误!×错误!=错误!,fuNsDv23Kh 故O错误!·O错误!=4错误!×错误!×错误!=-错误!.tqMB9ew4YX 10.已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,设向量m =(a,b>,n=(sinB,sinA>,p=(b-2,a-2>.HmMJFY05dE(1>若m∥n,求证:△ABC为等腰三角形;(2>若m⊥p,边长c=2,C=错误!,求△ABC的面积.(1>证明因为m∥n,所以asinA=bsinB,即a·错误!=b·错误!(其中R是△ABC外接圆的半径>,所以a=b.所以△ABC为等腰三角形.ViLRaIt6sk(2>解由题意,可知m·p=0,即a(b-2>+b(a-2>=0,所以a+b =ab,由余弦定理,知4=c2=a2+b2-2abcos错误!=(a+b>2-3ab,即(ab>2-3ab-4=0,所以ab=4或ab=-1(舍去>.9eK0GsX7H1所以S△AB C=错误!absinC=错误!×4×sin错误!=错误!.naK8ccr8VI11.如图所示,A,B分别是单位圆与x轴、y轴正半轴的交点,点P在单位圆上,∠AOP=θ(0<θ<π>,C点坐标为(-2,0>,平行四边形OAQP的面积为S.B6JgIVV9ao(1>求O错误!·O错误!+S的最大值;P2IpeFpap5(2>若CB∥OP,求sin错误!的值.3YIxKpScDM解(1>由已知,得A(1,0>,B(0,1>,P(cos θ,sin θ>,因为四边形OAQP是平行四边形,所以O错误!=O错误!+O错误!=(1,0>+(cosθ,sinθ>gUHFg9mdSs=(1+cosθ,sinθ>.所以O错误!·O错误!=1+cos θ.uQHOMTQe79又平行四边形OAQP的面积为S=|O错误!|·|O错误!|sinθ=sinθ,IMGWiDkflP 所以O错误!·O错误!+S=1+cosθ+sinθ=错误!sin错误!+1.WHF4OmOgAw又0<θ<π,所以当θ=错误!时,O错误!·O错误!+S的最大值为错误!+1.aDFdk6hhPd(2>由题意,知C错误!=(2,1>,O错误!=(cosθ,sinθ>,ozElQQLi4T因为CB∥OP,所以cosθ=2sinθ.又0<θ<π,cos2θ+sin2θ=1,解得sinθ=错误!,cosθ=错误!,所以sin2θ=2sinθcosθ=错误!,cos2θ=cos2θ-sin2θ=错误!.CvDtmAfjiA 所以sin错误!=sin2θcos错误!-cos2θsin错误!=错误!×错误!-错误!×错误!=错误!.QrDCRkJkxh申明:所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途。
2024年高考数学一轮复习(新高考版)《平面向量的综合应用》课件ppt
C.-38
D.-14
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
建立如图所示的平面直角坐标系,设P(x,y), 则A(0,0),B(1,0),C(1,2), 所以P→B=(1-x,-y), P→A+P→C=(-x,-y)+(1-x,2-y)=(1-2x,2-2y), 故(P→A+P→C)·P→B=(1-2x)(1-x)+(2-2y)(-y)=2x-342+2y-122-58, 所以当 x=34,y=12时,平面向量与复数
§5.4 平面向量的综合 应用[培优课]
题型一 平面向量在几何中的应用
例 1 (1)如图,在△ABC 中,cos∠BAC=14,点 D 在线段 BC 上,且 BD =3DC,AD= 215,则△ABC 的面积的最大值为____1_5__.
设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c, 因为 BD=3DC,A→D=14A→B+34A→C, 又 AD= 215,cos∠BAC=14, 所以A→D2=14A→B+34A→C2=116c2+196b2+38bccos∠BAC =116c2+196b2+332bc,
试用
a,b
表示D→E为__32_b_-__12_a_,若A→B⊥D→E,则∠ACB
π 的最大值为___6___.
D→E=C→E-C→D=32b-12a, A→B=C→B-C→A=b-a, 由A→B⊥D→E得(3b-a)·(b-a)=0,
即3b2+a2=4a·b, 所以 cos∠ACB=|aa|·|bb|=34b|2a+||ba| 2≥24|3a||a|b|||b|= 23,
又145=116c2+196b2+332bc=41c2+43b2+332bc≥2×14c×43b+332bc=1352bc, 当且仅当c=3b时,等号成立. 所以 bc≤8,又 sin∠BAC= 415, 所以 S△ABC=12bcsin∠BAC≤12×8× 415= 15.
平面向量的综合应用
2、向量数量积: a b a b cos a, b 若a x1,y1 、 b x 2,y 2 则a b x1x 2 y1y 2 3、 a与b的夹角: cos a, b a b ab x1x 2 y1 y 2 x 21 y 21 x 2 2 y 2 2
2
2
2
C
3、已知向量OA 1, 2 , OB 2, m ,若OA OB,则向量OA与 AB
C
3 2 A、 B、 C、 D、 4 4 3 3 重 心。 4、已知在 ABC中, OA OB OB OC OC OA, 则O是 ABC的____
1
y
2
6、平移公式:
x xh
'
y yk
'
或
x x h
'
y y' k
基础检测
1、已知正方形ABCD的边长为1, AB a、 BC =b、 AC =c,则a b c 的模等于
C
2
A、 0 B、 3 C、 2 2 D、
2、设a、是两个非零向量,则 b a b a b 是a b的 A、充分不必要 C、充要条件 夹角为 B、必要不充分 D、既不充分也不必要条件
1、求函数的正周期. 2 、若x 0,2 ,当OP OQ
1时,求x的取值范围.
例2:已知向量a、 b、 c、,设实数 d x、y满足 a b 1, c a x 2 3 b d ya xb, 若a b、 c d,且 c 10
向量的综合应用(一)
娄底一中:刘瑞华
知识网络
概念
1 5730 p 2
高中数学A版必修第二册专题一平面向量的综合应用-课件
3
3
m, ∠AOB 内,且∠AOC=30°,所以设 C
3
m ,m>0,由O→C=xO→A+yO→B(x,y∈R),可得 m,
3
m =
m=x,
x=m,
x(1,0)+y(0,3).由向量的坐标运算可得
3m=3y,即 3
y=
93m,所以yx=
m 3 =3
m
9
3.故选 C.
专题1 平面向量的综合应用
刷难关
k-λ=0,
k=1, k=-1,
所以
解得
或
又因为λ>0,所以 k=1.
λk-1=0, λ=1, λ=-1,
专题1 平面向量的综合应用
刷难关
13 ,
16.已知向量 a=( 3,-1),b= 2 2 .
(1)求与 a 平行的单位向量 c; (2)设 x=a+(t2+3)b,y=-k·ta+b,若存在 t∈[0,2],使得 x⊥y 成立,求 k 的取值范围.
3
3
2
2
1 cos∠DAB=- ,所以∠DAB=120°.故选 C.
2
专题1 平面向量的综合应用
刷难关
8.在边长为 1 的正方形 ABCD 中,M 为边 BC 的中点,点 E 在线段 AB 上运动,则E→C·E→M的取值范围是
(C)
1 ,2
A. 2
3 0, B. 2
13 ,
C. 2 2
D.[0,1]
1 |C→D|的取值范围为__(_2_,__1__].
解析
如图.∵E 为 Rt△ABC 中斜边 AB 的中点,AB=2,∴CE=1.∵C→D·C→E=1,即|C→D|·|C→E|·cos∠ECD=1,
平面向量的应用的综合应用题
平面向量的应用的综合应用题在数学学科中,平面向量是一个重要的概念,具有广泛的应用。
本文将通过综合应用题来展示平面向量的应用,并解决与之相关的问题。
【引言】平面向量是以箭头表示的有向线段,由起点和终点确定。
在实际问题中,平面向量可以用来描述和解决各种几何和物理问题,包括位移、速度、力等。
下面将通过一些实际问题,展示平面向量的应用。
【问题一:帆船比赛】在一场帆船比赛中,有三艘帆船A、B、C,它们的起点均为O点,终点分别为A点、B点、C点。
帆船A向东航行30千米,帆船B向北航行40千米,帆船C向东北航行50千米。
设D点为A点与B点连线的中点,请问C点与D点的距离是多少?【解答】首先,我们可以通过平面向量的法则来解决这个问题。
设向东为x轴正方向,向北为y轴正方向。
将帆船A的位移表示为向量$\vec{A}$,帆船B的位移表示为向量$\vec{B}$,帆船C的位移表示为向量$\vec{C}$。
根据题意,$\vec{A}=30\vec{i}$,$\vec{B}=40\vec{j}$,$\vec{C}=50\left(\frac{1}{\sqrt{2}}\vec{i}+\frac{1}{\sqrt{2}}\vec{j}\right )$。
设向量$\vec{AD}$表示从A点到D点的位移,向量$\vec{BC}$表示从B点到C点的位移,向量$\vec{CD}$表示从C点到D点的位移。
由于D点是A点和B点连线的中点,所以向量$\vec{AD}=\frac{\vec{AB}}{2}$。
根据平面向量的加法性质,$\vec{AB}=\vec{B}-\vec{A}=40\vec{j}-30\vec{i}$。
将向量$\vec{AD}=\frac{\vec{AB}}{2}=20\vec{j}-15\vec{i}$。
向量$\vec{CD}=\vec{C}-\vec{D}=\vec{C}-\vec{A}+\vec{AD}=\vec{C}-\vec{A}+20\vec{j}-15\vec{i}$。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
平面向量
1.D 是△ABC 的边AB 上的中点,则向量CD →
等于( )
A .-BC →+12BA →
B .-B
C →-12BA → C.BC →-12BA → D.BC →+12BA →
2.在平行四边形ABCD 中,对角线AC 与BD 交于点O ,AB →+AD →=λAO →
,则λ=________.
3.(2015·全国卷Ⅰ)设D 为△ABC 所在平面内一点,BC →=3CD →
,则( )
A.AD →=-13AB →+43AC →
B.AD →=13AB →-43AC →
C.AD →=43AB →+13AC →
D.AD →=43AB →-13AC →
5.(2016·南京模拟)已知D 为三角形ABC 边BC 的中点,点P 满足P A →+BP →+CP →
=
0,AP →=λPD →
,则实数λ的值为________.
6.(2014·全国卷Ⅰ)设D ,E ,F 分别为△ABC 的三边BC ,CA ,AB 的中点,则EB →
+FC →
=( )
A.BC →
B.12AD →
C.AD →
D.12BC →
7.(2016·苏州模拟)设D 、E 分别是△ABC 的边AB 、BC 上的点,AD =1
2AB ,BE =2
3BC .若DE →=λ1AB →+λ2AC →(λ1、λ2为实数),则λ1+λ2的值为________. 8.设两个非零向量a 与b 不共线.
①若AB →=a +b ,BC →=2a +8b ,CD →
=3(a -b ),求证:A ,B ,D 三点共线; ②试确定实数k ,使k a +b 和a +k b 共线.
9.如图所示,在△ABC 中,点O 是BC 的中点,过点O 的直线分别交直线AB ,AC 于不同的两点M ,N ,若AB →=mAM →,AC →=nAN →
,则m +n 的值为( )
A .1
B .2
C .3
D .4
10.已知在△ABC 中,D 是AB 边上的一点,若AD →=2DB →,CD →=13CA →+λCB →
,则λ
=________.
11.设M 是△ABC 所在平面上一点,且MB →+32MA →+32MC →
=0,D 是AC 的中点,则|MD →||BM →|
的值为( ) A.13 B.12 C .1 D .2 12.O 是△ABC 所在平面内的一定点,动点P 满足
OA OP +=λ,
λ∈[0,+∞),则P 点的轨迹一定通过△ABC 的( )
A .外心
B .内心
C .重心
D .垂心
13.(2015·北京高考)在△ABC 中,点M ,N 满足AM →=2MC →,BN →=NC →.若MN →=xAB
→
+yAC →
,则x =________;y =________.
14.(2016·南京模拟)如图所示,在△ABC 中,H 为BC 上异于B ,C 的任一点,M
为AH 的中点,若AM →=λAB →+μAC →
,则λ+μ=________.
(14题图)
(16题图)
15.(2014·陕西高考)设0<θ<π
2
,向量a =(sin 2θ,cos θ),b =(cos θ,1),若a ∥b ,
则tan θ=________.
16.(2016·长春模拟)如图所示,在四边形ABCD 中,AC 和BD 相交于点O ,设AD
→
=a ,AB →=b ,若AB →=2DC →,则AO →
=________(用向量a 和b 表示).
17.直线y =1
2ax 与线段AB 交于C ,且AC →=2CB →,则实数a 等于________.
18.(2016·济南模拟)如图,两块斜边长相等的直角三角板拼在一起.若AD →=xAB →
+yAC →
,则x =________,y =________.
19.如图,G 是△OAB 的重心,P ,Q 分别是边OA 、OB 上的动点,且P ,G ,Q 三点共线.
(1)设PG →=λPQ →,将OG →用λ,OP →,OQ →
表示;
(2)设OP →=xOA →,OQ →=yOB →,证明:1x +1
y 是定值.
(18题图)
(19题图) 20.(2015·山东高考)已知菱形ABCD 的边长为a ,∠ABC =60°,则BD →·CD →
=( )
A .-32a 2
B .-34a 2 C.34a 2 D.32a 2
21.(2015·四川高考)设四边形ABCD 为平行四边形,|AB →|=6,|AD →
|=4.若点M ,N
满足BM →=3MC →,DN →=2NC →,则AM →·NM →
=( )
A .20
B .15
C .9
D .6 22.(2015·湖北高考)已知向量O A →⊥A B →,|O A →|=3,则O A →·O B →
=________. 23.已知|a |=4,|b |=3,(2a -3b )·(2a +b )=61.
(1)求a 与b 的夹角θ; (2)求|a +b |;
(3)若AB →=a ,BC →
=b ,求△ABC 的面积. 24.△ABC 外接圆的半径等于1,其圆心O 满足AO →=12(AB →+AC →),|AO →|=|AC →
|,则向量BA →在BC →
方向上的投影等于( )
A .-32 B.32 C.3
2 D .3
25.在矩形ABCD 中,AB =2,BC =22,点E 为BC 的中点,点F 在边CD 上,若AB →·AF →=2,则AE →·BF →
的值是________.
26.(2016·银川模拟)已知向量a =(cos θ,sin θ),b =(3,-1),则|2a -b |的最大值为________.
27.(2016·桂林模拟)如图,在等腰三角形ABC 中,底边BC =2,AD →=DC →,AE →
=
12EB →,若BD →·AC →=-1
2
,则CE →·AB →=( ) (27题图)
(29题图)
A .-43 B.43 C .-32 D.32
28.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________.
29.(2016·合肥模拟)如图,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(P A →+PB →)·PC →
的最小值为________. 30.在△ABC 中,(BC →+BA →)·AC →=|AC →|2
,则△ABC 的形状一定是( )
A .等边三角形
B .等腰三角形
C .直角三角形
D .等腰直角三角形 31.如图,圆O 的直径为2,A 为直径延长线上一点,OA =2,B 为圆上任一点,以AB 为一边作等边三角形ABC ,则OC →·AB →
的值为( )
(31题图)
(32题图)
A .-3
B .-32
C .3 D.3
2
32.如图,在△ABC 中,AD ⊥AB ,BC →=3BD →,|AD →|=1,则AC →·AD →
=( )
A .2 3 B.32 C.3
3 D.3
33.若等边△ABC 的边长为23,平面内一点M 满足CM →=16CB →+23CA →,则MA →·MB →
=________.
34.在△ABC 中,(BC →+BA →)·AC →=|AC →|2
,则△ABC 的形状一定是( )
A .等边三角形
B .等腰三角形
C .直角三角形
D .等腰直角三角形。