高三高考平面向量题型总结-经典
平面向量常考方法总结
平面向量中的基本方法一、向量基本不等式向量基本不等式:b a b a ⋅≥+222,()42b a b a +≤⋅当且仅当b a =时取等【例1】已知平面向量a 、b 满足1422=+⋅+b b a a,则a +2的最大值是.【练习1】已知平面向量a 、b 满足12922=+⋅+b b a a,则a +3的最大值是.【例2】已知平面向量a 、b满足32≤a ,则b a ⋅的最小值是.【练习2】已知平面向量a 、b满足323≤-a ,则b a ⋅的最小值是.向量三角不等式:+≤±≤-,当向量a 、b 共线时,取等推论:y x y x y x +≤±≤-,Ry x ∈,{}y x y x y x -+=+,max ,{}y x y x y x -+=-,min【例3】已知平面向量a 、b 是非零向量,且12=-a ,2=-,则-的最大值是.【练习3】已知平面向量a 、b 是非零向量,且22=+a ,310=-,则的最大值是.【例4】已知平面向量a 、b 1=2=,若对任意单位向量e ,6≤+,ba ⋅的取值范围是.【练习4】已知平面向量a 、b 1=21=,若对任意单位向量e 26≤+,b a ⋅的取值范围是.向量回路恒等式:CBAD CD AB +=+【例5】在平面凸四边形ABCD 中,已知2=AB ,N M ,分别是边BC AD ,的中点,且23=MN .若()1=-⋅BC AD MN ,则=⋅CD AB .【练习5】在平面四边形ABCD 中,设3=AC ,2=BD ,则()()=++AD BC CD AB .四、向量对角线定理向量对角线定理:记D C B A 、、、是空间中的任意四点,则有⎪⎭⎫--+=⋅21BD AC 【例6】在四边形ABCD 中,已知F E ,分别是边BC AD ,的中点,且m BC AD =⋅,n BD AC =⋅,2=AB ,1=EF ,3=CD ,则=-n m .五、互换系数恒等式若向量a ,b =,则有a a μλ+=+【例7】已知a ,b ,c 是平面内的三个单位向量,且b a ⊥,b a +++23的最小值为.【练习7】已知a ,b ,c o60=,的最小值为.六、极化恒等式极化恒等式的代数形式:()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++=⋅2241b a b a b a 极化恒等式的对偶形式:()()22222b a b a b a -++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+【例8】已知a ,b 是满足31≤≤,31≤≤,31≤≤,的取值范围是.【练习8】已知a ,b 是满足31≤≤,31≤≤3≤+,的取值范围是.【例9】已知a ,b 是满足31≤≤,31≤≤,31≤≤,则b a ⋅的取值范围是.【例10】在四边形ABCD 中,已知O 分别是边BD 的中点,且7-=⋅AD AB ,3=OA ,5=OC ,则=⋅DC BC .【练习9】在ABC ∆中,已知D 分别是边BC 的中点,F E ,分别是边AD 的两个三等份点,且4=⋅CA BA ,1-=⋅CF BF ,则=⋅CE BE .【练习10】如图,在同一平面内,点A 位于两直线n m ,同侧,且A 到于两直线n m ,的距离分别为3,1点C B ,分别在n m ,5=+,则AC AB ⋅最大值为.【例11】在ABC ∆中,F E ,分别是边AC AB ,的中点,P 在EF 的上,若ABC ∆的面积为2,则2BC PC PB +⋅最小值为.【练习11】已知AB 中为圆O 的直径,M 为弦CD 的一点,8=AB ,6=CD ,则MB MA ⋅的取值范围是.七、矩形大法点O 矩形ABCD 所在平面内任意一点,则有:2222OD OB OC OA +=+【例12】在直角ABC ∆中,D 为斜边AB 的中点,P 为CD=.【练习12】在平面内,若21AB AB ⊥1==,21AB AB AP +=21<的取值范围是.。
高三数学向量专题复习(高考题型汇总及讲解)(1)
向量专题复习向量是高考的一个亮点,因为向量知识,向量观点在数学、物理等学科的很多分支有着广泛的应用,而它具有代数形式和几何形式的“双重身份”能融数形于一体,能与中学数学教学内容的许多主干知识综合,形成知识交汇点,所以高考中应引起足够的重视。
一、平面向量加、减、实数与向量积 (一)基本知识点提示1、重点要理解向量、零向量、向量的模、单位向量、平行向量、反向量、相等向量、两向量的夹角等概念。
2、了解平面向量基本定理和空间向量基本定理。
3、向量的加法的平行四边形法则(共起点)和三角形法则(首尾相接)。
4、向量形式的三角形不等式:||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |(试问:取等号的条件是什么?);向量形式的平行四边形定理:2(|a |2+|b |2)=|a -b |2+|a +b |25、实数与向量的乘法(即数乘的意义)实数λ与向量的积是一个向量,记λ,它的长度与方向规定如下:(1)|λa |=|λ|²|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;当λ=0时,λ=,方向是任意的.6、共线向量定理的应用:若≠,则∥⇔存在唯一实数对λ使得=λ⇔x 1y 2-x 2y 1=0(其中=(x 1,y 1),=(x 2,y 2)) (二)典型例题例1、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).,0[||||+∞∈++=λλAC AB 则P 的轨迹一定通过△ABC 的( )A .外心B .内心C .重心D .垂心+是在∠BAC 的平分线上,∴选B例2、对于任意非零向量与,求证:|||-|||≤|±|≤||+||证明:(1)两个非零向量与不共线时,+的方向与,的方向都不同,并且||-||<|±|<||+||(3)两个非零向量a 与b 共线时,①a 与b 同向,则a +b 的方向与a 、b 相同且|a +b |=|a |+|b |.②a 与b 异向时,则a +b 的方向与模较大的向量方向相同,设|a |>||,则|+|=||-||.同理可证另一种情况也成立。
第13讲 平面向量十大题型总结(解析版)-2024高考数学常考题型
第13讲平面向量十大题型总结【题型目录】题型一:平面向量线性运算题型二:平面向量共线问题题型三:平面向量垂直问题题型四:平面向量的夹角问题题型五:平面向量数量积的计算题型六:平面向量的模问题题型七:平面向量的投影问题题型八:万能建系法解决向量问题题型九:平面向量中的最值范围问题题型十:平面向量中多选题【典型例题】题型一:平面向量线性运算【例1】在ABC △中,D 是AB 边上的中点,则CB =()A .2CD CA+ B .2CD CA- C .2CD CA- D .2CD CA+ 【答案】C【解析】:CA CD AC CD CD AC CD AD CD DB CD CB -=+=++=+=+=22【例2】在△ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,则EB =A .3144AB AC-B .1344AB AC-C .3144+AB AC D .1344+AB AC 【答案】A【解析】根据向量的运算法则,可得()111111222424BE BA BD BA BC BA BA AC=+=+=++ 1113124444BA BA AC BA AC=++=+,所以3144EB AB AC =-,故选A.【例3】在ABC 中,点P 为AC 中点,点D 在BC 上,且3BD DC = ,则DP =()A .1144AB AC+B .1144AB AC--C .1144AB AC-D .1144AB AC-+【答案】B【解析】∵点P 为AC 中点,∴12AP AC = ,∵3BD DC =,()3AD AB AC AD ∴-=- ,∴1344AD AB AC =+ ,∴113244DP AP AD AC AB AC =-=-- =1144AB AC --,故选:B.【例4】在ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,且EB AB AC λμ=+,则λ=________,μ=_________.【答案】3414-【解析】如下图所示:D Q 为BC 的中点,则()()111222AD AB BD AB BC AB AC AB AB AC =+=+=+-=+,E 为AD 的中点,所以,()1124AE AD AB AC ==+,因此,()131444EB AB AE AB AB AC AB AC =-=-+=- ,即34λ=,14μ=-.故答案为:34;14-.【例5】如图,等腰梯形ABCD 中,3AB BC CD AD ===,点E 为线段CD 中点,点F 为线段BC 的中点,则FE =()A .2136AB AC+B .2136AB AC-+C .1263AB AC+D .1263AB AC-+点F 为线段BC 的中点,13BD BA AD BA BC BA =+=+=+ 又2BD FE = ,2136FE AB AC ∴=-+.【题型专练】1.设,,D E F 分别为ABC 的三边BC,CA,AB 的中点,则EB FC +=()A .ADB .12ADC .12BCD .BC【答案】A【解析】111()()()222EB FC BA BC CA CB AB AC AD +=-+-+=+=,故选:A2.设D为△ABC所在平面内的一点,若3,AD BD CD CA CBλμ==+,则μλ=_____.【答案】3-【解析】如图所示:3CD CA AD CA BD=+=+,CA=+3(CD CB-),即有CD=﹣1322CA CB+,因为CD CA CBλμ=+,所以λ=﹣12,μ=32,则μλ=﹣3,故答案为:﹣3.3.在ABC中,4AC AD=,P为BD上一点,若13AP AB ACλ=+,则实数λ的值()A.18B.316C.16D.38【答案】C【解析】4AC AD=,14AD AC∴=,则14BD AD AB AC AB=-=-,1233BP AP AB AB AC AB AC ABλλ⎛⎫=-=+-=-⎪⎝⎭,由于P为BD上一点,则//BP BD,设BP k BD=,则21344kAC AB k AC AB AC k ABλ⎛⎫-=-=-⎪⎝⎭,所以423kkλ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,解得16λ=.4.在ABC 中,2AB =,4BC =,60ABC ∠=︒,AD 为BC 边上的高,O 为AD 的中点,若AO AB BC λμ=+,则λμ+=()A .13B .23C .38D .58【答案】D【解析】AD 是BC 边上的高,∴90ADB ∠=︒,在ADB △中,1cos 22BD BD ABD AB ∠===,解得1BD =, 4BC =,∴14BD BC =,∴14AD AB BD AB BC =+=+, O 为AD 中点,∴1111122428AO AD AB BC AB BC ⎛⎫==+=+ ⎪⎝⎭ , AO AB BC λμ=+ ,∴1128AB BC AB BC λμ+=+ ,∴12λ=,18μ=,∴115288λμ+=+=.5.已知O 是ABC 所在平面内一点,D 为BC 边中点,且20OA OB OC ++=,那么()A .AO OD =B .2AO OD=C .3AO OD=D .4AO OD =【答案】A【解析】D 为BC 边中点,∴2OB OC OD +=,∵20OA OB OC ++=,∴0OA OD =+,即AO OD =.6.设D 为ABC 所在平面内一点,且满足3CD BD =,则()A .3122AD AB AC =-B .3122=+AD AB ACC .4133AD AB AC =-D .4133AD AB AC=+ ∴2CB BD =,即12BD CB = .()12123122AD AB BD ABCBAB AB ACAB AC ∴=+=+=+-=- 故选:A.题型二:平面向量共线问题【例1】已知向量()1,2a =- ,()sin ,cos b αα= ,若//a b,则tan α=()A .12-B .2-C .12D .2【例2】与模长为13的向量()12,5d =平行的单位向量为()A .1251313⎛⎫ ⎪⎝⎭,B .1251313⎛⎫-- ⎪⎝⎭,C .1251313⎛⎫ ⎪,或1251313⎛⎫-- ⎪,D .1251313⎛⎫- ⎪,或1251313⎛⎫- ⎪,【例3】已知向量()1,2AB =,(),7BC m =,()3,1CD =-,若A ,B ,D 三点共线,则m =________.【例4】设向量,a b 不平行,向量λ+a b 与2+a b 平行,则实数λ=___.【答案】21【解析】因向量λ+a b 与2+a b 平行,所以()b a b a ba μμμλ22+=+=+,所以⎩⎨⎧==μμλ21,解得⎪⎩⎪⎨⎧==2121μλ【例5】在ABC ∆中,点P 满足3BP PC = ,过点P 的直线与AB 、AC 所在的直线分别交于点M 、N ,若AM AB λ= ,()0,0AN AC μλμ=>>,则λμ+的最小值为()A .212+B .12+C .32D .52【答案】B【解析】如下图所示:3BP PC = ,即()3AP AB AC AP -=- ,1344AP AB AC∴=+ ,AM AB λ= ,()0,0AN AC μλμ=>> ,1AB AM λ∴=,1AC ANμ= ,1344AP AM ANλμ∴=+ ,M 、P 、N 三点共线,则13144λμ+=.()133********λμλμλμλμμλ⎛⎫∴+=++=++≥=+ ⎪⎝⎭,当且仅当μ=时,等号成立,因此,λμ+的最小值为312+,故选:B.【题型专练】1.已知非零向量a ,b ,c ,若(1)a x = ,,(41)b =- ,,且//a c ,//b c则x =()A .4B .4-C .14D .14-【答案】D【解析】:因非零向量c b a ,,,且//a c ,//b c ,所以a 与b 共线,所以()x 411=-⨯,所以41-=x 2.已知向量的(7,6)AB =,(3,)BC m =- ,(1,2)AD m =- ,若A ,C ,D 三点共线,则m =______.3.已知向量a ,b 是两个不共线的向量,且35OA a b =+,47OB a b =+,OC a mb =+,若A ,B ,C 三点共线,则m =()A .1B .1-C .2D .2-【答案】A【解析】法一:b a b a b a OB AO AB 27453+=++--=+=,()b m a b m a b a OC BO BC 7374-+-=++--=+=,因A ,B ,C 三点共线,所以AB 与BC 共线,所以()[]()b m a b m a b a 73732-+-=-+-=+λλλ,所以()⎩⎨⎧-=-=7231m λλ,解得⎪⎩⎪⎨⎧=-=131m λ法二:由,,A B C 三点共线,得(1)(4)(72)OC xOA x OB x a x b =+-=-+-,故41,72,x x m -=⎧⎨-=⎩解得1m =.4.设12e e,是两个不共线的向量,若向量12m e ke =-+(k ∈R )与向量212n e e =-共线,则A .0k =B .1k =C .2k =D .12k =【答案】D【解析】因为向量12=-+ m e ke (k ∈R )与向量212=-n e e 共线,所以存在实数λ,使得λ=m n ,所以有2211(2)λ-+=- e ke e e ,因此12k λλ=⎧⎨-=-⎩,解得12k =.5.如图,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 +=()A .1B .32C .2D .3【答案】C【解析】连接AO ,由O 为BC 中点可得,1()222m n AO AB AC AM AN =+=+,M 、O 、N 三点共线,122m n∴+=,2m n ∴+=.故选:C.6.已知M 为ABC 的边AB 的中点,N 为ABC 内一点,且13AN AM BC =+ ,则AMNBCNS S =△△()A .16B .13C .12D .23【答案】B【解析】因为13AN AM BC =+,所以13MN BC = ,所以MN ∥BC ,又因为M 为边AB 的中点,所以点A 到MN 的距离等于点N 到BC 的距离,所以13AMNBCNMN S S BC== △△,题型三:平面向量垂直问题【例1】已知向量(1)(32)m =-,,=,a b ,且()+⊥a b b ,则m =()A .8-B .6-C .6D .8【答案】D【解析】:()()()2,42,3,1-=-+=+m m b a ,因()b b a ⊥+,所以()0=⋅+b b a ,即()()()022122,32,4=--=--m m ,所以8=m 【例2】已知单位向量a ,b 的夹角为45°,ka –b 与a 垂直,则k =__________.【答案】22【解析】由题意可得:11cos 452a b →→⋅=⨯⨯=,由向量垂直的充分必要条件可得:0k a b a →→→⎛⎫-⋅= ⎪⎝⎭,即:202k a a b k →→→⨯-⋅=-=,解得:22k =.【例3】已知单位向量,a b 的夹角为60°,则在下列向量中,与b 垂直的是()A .b a 2+B .ba +2C .ba 2-D .ba -2【答案】D【思路导引】根据平面向量数量积的定义、运算性质,结合两平面向量垂直数量积为零这一性质逐一判断即可.【解析】由已知可得:11cos 601122⋅=︒=⨯⨯=a b a b .A :∵215(2)221022+⋅=⋅+=+⨯=≠a b b a b b ,∴本选项不符合题意;B :∵21(2)221202+⋅=⋅+=⨯+=≠a b b a b b ,∴本选项不符合题意;C :∵213(2)221022-⋅=⋅-=-⨯=-≠a b b a b b ,∴本选项不符合题意;D :∵21(2)22102-⋅=⋅-=⨯-=b b b a b b ,∴本选项符合题意.故选D .【例4】已知向量(2,1),(3,)a b m →→=-=,且()a b a →→→+⊥,则实数m =___________.【答案】1【分析】先求出+=(1,1)a b m →→+,再解方程1(2)1(1)0m ⨯-+⨯+=即得解.【详解】解:由题得+=(1,1)a b m →→+,因为()a b a →→→+⊥,所以()=0a b a →→→+g ,所以1(2)1(1)0,1m m ⨯-+⨯+=∴=.故答案为:1【例5】已知非零向量m,n 满足4|3|=m |n |,1cos ,3<>=m n .若()t ⊥+n m n ,则实数t 的值为()A .4B .–4C .94D .–94【答案】B 【解析】由()t ⊥+n m n 可得()0t ⋅+=n m n ,即20t ⋅+=m n n ,所以2221|cos |3||t |||<,>|||=-=-=-⋅⋅⨯⨯n n n m n m n m n m n ||4334||3=-=-⨯=-n m .故选B .【例6】已知向量AB 与AC 的夹角120,且|AB |=3,|AC |=2,若AP AB AC λ=+ ,且AP BC ⊥ ,则实数λ的值为_____.【答案】712【解析】向量与的夹角为,且所以.由得,,即,所以,即,解得.【题型专练】1.ΑΒC ∆是边长为2的等边三角形,已知向量a ,b 满足2ΑΒ= a ,2ΑC =+a b ,则下列结论正确的是()A .1=b B .⊥a bC .1⋅=a b D .()4ΒC-⊥a b 【答案】D【解析】如图由题意,(2)2BC AC AB a b a b =-=+-= ,故||2b = ,故A 错误;|2|2||2a a ==,所以||1a = ,又22(2)4||222cos 602AB AC a a b a ab ⋅=⋅+=+=⨯=,所以1a b ⋅=- ,故,B C 错误;设,B C 中点为D ,则2AB AC AD += ,且AD BC ⊥ ,所以()4C a b +⊥B ,故选D .2.已知1e ,2e 12-e 与12λ+e e 的夹角为60 ,则实数λ的值是.【答案】33【解析】解法一:因1e ,2e 11==,021=⋅e e所以221212112122)()λλλ-⋅+=+⋅-⋅-=-e e e e e e e e ,12|2-=e ,12||λ+===e e ,2cos60λ==,解得:33λ=.解法二:建立坐标系,设()()1,0,0,121==e e ()()λλ,1,1,3212=+-=-e e e ,所以()()2221213λ+=+=-+=)()λλ-=+-3212e e e所以由数量积的定义得︒⨯+⨯=-60cos 1232λλ,解得:33λ=.3.已知向量()(),2,1,1a m b ==,若()a b b +⊥ ,则m =__________.【答案】4-【分析】根据向量的坐标运算即可求解.【详解】由题意可得()1,3a b m +=+,则130m ++=,解得4m =-.故答案为:4-4.已知向量(,2),(2,4)m a a n a =+=- ,且()n m n ⊥-,则实数=a _____________.【答案】2【分析】根据向量坐标运算及向量垂直的坐标表示即得.【详解】因为(,2)(2,4)(2,2)m n a a a a -=+--=-,又()n m n ⊥- ,所以2(2)(2)40a a ⨯-+-⨯=,解得2a =.故答案为:2.5.在ABC 中,()1,2,3A k -,()2,1,0B -,()2,3,1C -,若ABC 为直角三角形,则k 的值为()A .23B .83C .-1D .325-题型四:平面向量的夹角问题【例1】已知平面向量a ,b满足||4,||1== a b ,()a b b -⊥ ,则cos ,a b 〈〉= ()A .14B .4C.4D .4【例2】已知(2,0)a = ,1,22b ⎛= ⎝⎭r ,则a b - 与12a b + 的夹角等于()A .150°B .90°C .60°D .30°【例3】已知向量a=(2,1),()3,1b =- ,则()A.若c =-⎝⎭ ,则a c ⊥B .向量a 在向量b 上的投影向量为12b-C .a 与a b -D .()//a b a+【例4】若向量a ,b 满足||a = ,(2,1)b =-,5a b ⋅=- ,则a 与b 的夹角为_________.【例5】已知向量a b ,满足566a b a b ==⋅=-,,,则cos ,a a b +=()A .3135-B .1935-C .1735D .1935【例6】若非零向量,a b 满足32a b a b ==+,则a 与b 夹角的余弦值为________.【例7】设向量(68)=-,a ,(34)=,b ,t =+c a b,t ∈R ,若c 平分a与b 的夹角,则t 的值为.【答案】2【解析】解法一:()t t b t a c 48,36++-=+=,所以()()t t t c a 14100488366+=+++--=⋅;()()1425484363+=+++-=⋅t t t c b 510==因c 平分a 与b 的夹角,所以=c b c a ==,所以()1425214100+=+t t ,解得2=t解法二:因c 平分a 与b的夹角,所以()()⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎫⎛=58,054,3108,6λλλb a c ,又因()t t b t a c 48,36++-=+=,所以()()t t 3658480+-=+⨯,解得2=t 【例8】已知A B C △的三个顶点分别为(3(60)(5A B C ,,,,,求ACB ∠的大小.【答案】C【解析】()()3,1,0,2=-=CB CA()()()2312022222=+==+-=所以21223012cos -=⨯⨯+⨯-==∠CB CA ACB ,所以︒=∠120ACB 【题型专练】1.设非零向量、ab满足||2||,||||a b a b b =+= ,则向量a 与b的夹角为()A .30°B .60︒C .120︒D .150︒2.已知(2,1)a =-,||b =,且()10a b a +⋅= ,则,a b 〈〉= ___________.3.已知向量,a b 满足||1a =,||a b =+1)b =- ,则,a b 的夹角等于___________.4.若两个非零向量a 、b 满足2a b a b a +=-=,则a b - 与b 的夹角___________.5.已知单位向量a ,b 满足0a b ⋅=,若向量c =+,则sin ,a c =()A B C D6.已知向量,a b 满足()()3,4,·28a b a b a b ==+-=,则向量a 与b 所成的夹角为()A .π6B .π3C .π2D .2π37.已知向量a ,b 满足||2||2b a == ,|2|2a b -= ,则向量a ,b 的夹角为()A .30°B .45︒C .60︒D .90︒8.已知向量()PA =,(1,PB =,则APB ∠=A .30︒B .60︒C .120︒D .150︒【答案】D【解析】根据题意,可以求得2,2PA PB ===,所以333cos 222PA PB APB PA PB⋅∠===-⋅,结合向量所成角的范围,可以求得150APB ∠=︒,故选D .9.非零向量a ,b 满足:-=a b a ,()0⋅-=a a b ,则-a b 与b 夹角的大小为A .135︒B .120︒C .60︒D .45︒【答案】A【解析】 非零向量a ,b 满足()0⋅-=a a b ,∴2=⋅a a b,由-=a b a 可得2222-⋅+=a a b b a,解得=b ,()22cos 2θ-⋅⋅-∴===--a b ba b b a b ba b,θ为-a b 与b 的夹角,135θ∴= ,故选A .10.已知a ,b 为单位向量,且a ·b =0,若2=c a ,则cos,=a c ___________.【答案】23【解析】因为2=c a,0⋅=a b ,所以22⋅=⋅a c a b 2=,222||4||5||9=-⋅+=c a b b ,所以||3=c ,所以cos ,=a c 22133⋅==⨯⋅a c a c .11.已知向量(4,3),(1,2)a b =-=-,,a b的夹角为θ,则sin θ=__________.【答案】55【解析】依题意[]0,πθ∈,所以255cos ,sin 55||||a b a b θθ⋅===-== .故答案为.12.已知向量,a b 满足5,6,6==⋅=-a b a b ,则cos ,+=a a b ()A .3531-B .3519-C .3517D .3519【答案】D【思路导引】计算出()a ab ⋅+ 、a b + 的值,利用平面向量数量积可计算出cos ,a a b <+>的值.【解析】5a = ,6b = ,6a b ⋅=- ,()225619a a b a a b ∴⋅+=+⋅=-= .7a b +== ,因此()1919cos ,5735a ab a a b a a b ⋅+<+>===⨯⋅+ .故选D .题型五:平面向量数量积的计算【例1】(2021新高考2卷)已知向量0,||1,||||2,a b c a b c a b b c c a ++====⋅+⋅+⋅=_______.【答案】29-【解析】方法一:因为0=++c b a ,所以()02=++cb a ,即0222222=+++++c b c a b a c b a所以0222441=+++++c b c a b a ,所以9222-=++c b c a b a ,所以29-=++c b c a b a 方法二:因为0=++c b a ,所以c b a -=+,所以()()22c b a -=+,即2222cb a b a=++所以4241=++b a ,所以21-=b a ,同理b c a -=+,所以()()22b ca -=+,即2222b c a c a =++,所以4241=++c a ,所以21-=c a ,同理a c b -=+,所以()()22a c b -=+,即2222a c b c b =++,所以1244=++c b ,所以27-=⋅c b ,所以29-=++c b c a b a 【例2】在△ABC 中,6,AB O =为△ABC 的外心,则AO AB ⋅等于A B .6C .12D .18【答案】D【解析】试题分析:如图,过点O 作OD AB ⊥于D ,则()36018AO AB AD DO AB AD AB DO AB ⋅=+⋅=⋅+⋅=⨯+=,应选D.【例3】已知边长为3的正2ABC BD DC = ,,则AB AD ⋅=()A .3B .9C .152D .6【例4】已知ABC 为等边三角形,AB =2,设点P ,Q 满足AP AB λ=,(1)AQ AC λ=-,R λ∈,若2BQ CP ⋅=-,则λ=()A .12B .12C .12±D故选:A.【例5】在ABC 中,6A π=,||AB =||4AC =,3BD BC =,则AB AD ⋅=______.【答案】24-【分析】利用基底,AB AC 3AD AB BD AB BC =+=+ ,BC AC = 23AD AB AC ∴=-+ ,∴()232AB A AB AD AB AB C =⋅-+=-⋅ 【题型专练】1.如图,在△ABC 中,AD ⊥AB ,BC =,1AD = ,则AC AD ⋅=()A .B CD .3-2.在ABC 中,3AB AC ==,DC BD 2=﹒若4AD BC ⋅=,则AB AC ⋅=______.3.ABC 中,90C ∠=︒,2AC =,P 为线段BC 上任一点,则AP AC ⋅=()A .8B .4C .2D .64.已知ABC 为等边三角形,D 为BC 的中点,3AB AD ⋅=,则BC =()A BC .2D .45.如图,在ABC 中,3BAC ∠=,2AD DB =,P 为CD 上一点,且满足2AP mAC AB =+,若||3AC =,||4AB =,则AP CD ⋅的值为()A .-3B .1312-C .1312D .1126.在平行四边形ABCD 中,AC =6,AB AD ⋅=5,则BD =____________.【详解】AC AB BC AB AD =+=+ ,则2AC AB = 236226AD AB AD +=-⋅=,AD AB - ,则222BD AD AB AD =-⋅+ 7.已知在ABC 中,90C ∠=︒,4CA =,3CB =,D 为BC 的中点,2AE EB =,CE 交AD 于F ,则CE AD ⋅=_______【答案】73-##123-题型六:平面向量的模问题【例1】已知(1)t =,a ,(6)t =-,b ,则|2|+a b 的最小值为________.【答案】52【解析】:()()()40205362444462262,2222222+-=+-+++=-++=-+=+t t t t t t t t t t a对称轴2=t ,所以当2=t 时,524040202=+-=a 【例2】(2021新高考1卷)已知O 为坐标原点,点1(cos ,sin )P αα,2(cos ,sin )P ββ-,3(cos(),sin())P αβαβ++,(1,0)A ,则:A .12||||OP OP = B .12||||AP AP =C .312OA OP OP OP ⋅=⋅D .123OA OP OP OP ⋅=⋅ 【答案】AC 【解析】【详解】A :1(cos ,sin )OP αα=,2(cos ,sin )OP ββ=- ,所以1||1OP == ,2||1OP == ,故12||||OP OP = ,正确;B :1(cos 1,sin )AP αα=- ,2(cos 1,sin )AP ββ=-- ,所以1||2|sin |2AP α===== ,同理2||2|sin |2AP β== ,故12||,||AP AP 不一定相等,错误;C :由题意得:31cos()0sin()cos()OA OP αβαβαβ⋅=⨯++⨯+=+,12cos cos sin (sin )cos()OP OP αβαβαβ⋅=⋅+⋅-=+ ,正确;D :由题意得:11cos 0sin cos OA OP ααα⋅=⨯+⨯= ,23cos cos()(sin )sin()OP OP βαββαβ⋅=⨯++-⨯+()()()cos βαβcos α2β=++=+,故一般来说123OA OP OP OP ⋅≠⋅故错误;故选:AC【例3】已知向量a ,b 的夹角为60°,||2=a ,||1=b ,则|2|+a b =.【答案】324211244+⨯⨯⨯+====+3212==【例4】已知a 与b 均为单位向量,其中夹角为θ,有下列四个命题1p :||1+>a b ⇔θ∈[0,23π)2p :||1+>a b ⇔θ∈(23π,π]3p :||1->a b ⇔θ∈[0,3π)4p :||1->a b ⇔θ∈(3π,π]其中真命题是(A )1p ,4p (B)1p ,3p (C)2p ,3p (D)3p ,4p 【答案】A【解析】由||1+>a b 得,221∙>a +2a b +b ,即∙a b >12-,即cos θ=||||∙a b a b >12-,∵θ∈[0,π],∴θ∈[0,23π),由||1->a b 得,22-1∙>a 2a b +b ,即∙a b <12,即cos θ=||||∙a b a b <12,∵θ∈[0,π],∴θ∈(3π,π],故选A .【例5】设a ,b 是两个非零向量A .若||||||+=-a b a b ,则⊥a bB .若⊥a b ,则||||||+=-a b a b C .若||||||+=-a b a b ,则存在实数λ,使得λ=b a D .若存在实数λ,使得λ=b a ,则||||||+=-a b a b 【答案】C【解析】对于A b b a a2222-=⇒+-=+⋅+⇒=θ,所以1cos -=θ,所以︒=180θ,所以A 错,B 错;C 对,D 有可能为︒0【题型专练】1.设向量(10),a =,22()22=-b ,若t =+c a b (t ∈R),则||c 的最小值为A B .1C .2D .12【答案】C【解析】()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=+=t t t b t a c 22,22122,220,12222221⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=t t 222122122121212222≥+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=++=+++=t t t t t t 2.已知向量(1,2)a =- ,(21,1)b m =- ,且a b ⊥,则|2|a b -= ()A .5B .4C .3D .23.已知向量a ,b满足1a =,2b =,a b -=,则2a b +=()A .B .C D4.已知[02π)αβ∈、,,(cos ,sin )a αα=r,(cos(),sin())b αβαβ=++,且23a b -=,则β可能为()A .π3B .2π3C .πD .4π3【答案】BD【分析】根据向量模的运算列方程,化简求得cos β的值,进而求得正确答案.5.平面向量a 与b 的夹角为60︒,(3,4),||1==a b ,则|2|a b += _____________.6.已知向量,a b 满足||2,(2,2)a b == ,且|2|6a b += ,则||a b += __________.7.设,a b 为单位向量,且||1+=a b ,则||a b -=______________.【解析】因为,a b为单位向量,所以1a b ==r r所以1a b +==,解得:21a b ⋅=-所以a b -==8.设a ,b 均为单位向量,则“33-=+a b a b ”是“a ⊥b ”的A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件【答案】C【解析】∵33-=+a b a b ,∴22(3)(3)-=+a b a b ,∴2269-⋅+=a ab b 2296+⋅+a a b b ,又||||1==a b ,∴0⋅=a b ,∴⊥a b ;反之也成立,故选C .9.已知向量a ,b 夹角为045,且|a |=1,|2-a b |b |=.【答案】.【解析】∵|2-a b |=平方得224410-= a a b +b ,即260--=|b |b |,解得|b |=(舍)题型七:平面向量的投影问题【例1】已知向量(2,1),(1,1)a b =-= ,则a 在b上的投影向量的模为()A B .12C .2D .1【例2】已知6a =,3b =,向量a 在b 方向上投影向量是4e ,则a b ⋅ 为()A .12B .8C .-8D .2【例3】已知平面向量a ,b ,满足2a =,1b =,a 与b 的夹角为23π,2b 在a 方向上的投影向量为()A .1-B .12aC .12a - D .1【例4】已知平面向量a ,b 满足2=a ,()1,1b =,a b +=r r a 在b 上的投影向量的坐标为()A .22⎛ ⎝⎭B .()1,1C .()1,1--D .⎛ ⎝⎭【例5】已知O 为正三角形ABC 的中心,则向量OA 在向量AB 上的投影向量为()A .ABB C .12AB-D .12AB故选:C【例6】设向量a 在向量b 上的投影向量为m ,则下列等式一定成立的是()A .||a b m bb ⋅=⋅ B .2||a b m bb ⋅=⋅ C .m b a b⋅=⋅ D .ma b a⋅=⋅【题型专练】1.已知()1,2a = ,()1,2b =- ,则a 在b上的投影向量为()A .36,55⎛⎫- ⎪B .36,55⎛⎫- ⎪C .36,55⎛⎫-- ⎪D .36,55⎛⎫ ⎪2.如图,在平面四边形ABCD 中,120ABC BCD ∠=∠= ,AB CD =,则向量CD 在向量AB 上的投影向量为()A .2AB -B .12AB -C .12AB D .2AB 【答案】B【分析】根据图形求出向量AB 与CD的夹角,再根据投影向量的公式进行求解即可.【详解】延长AB ,DC 交于点E ,如图所示,3.已知向量()1,3a =,()2,4b =-,则下列结论正确的是()A .()a b a+⊥r r r B .2a b +=C .向量a 与向量b 的夹角为34πD .b 在a的投影向量是()1,34.已知()3,1a =-,()1,2b =,下列结论正确的是()A .与b同向共线的单位向量是⎝⎭B .a 与bC .向量a在向量b 上的投影向量为12,55⎛⎫ ⎪⎝⎭D .15a b b⎛⎫-⊥ ⎪ 5.关于平面向量,有下列四个命题,其中说法正确的是()A .若1,,120a b a b ===︒,则()2a b a+⊥r r r B .点()()1,1,3,2M N --,与向量MN同方向的单位向量为43,55⎛⎫- ⎪⎝⎭C .若20a b a b a +=-=≠ ,则+r r a b 与a b - 的夹角为60°D .若向量()()2,1,6,2a b =-= ,则向量b 在向量a 上的投影向量为2a-同方向的单位向量为6.己知空间向量||3,||2a b ==,且2a b ⋅=,则b 在a 上的投影向量为________.【答案】29a ##29a7.已知1a =,2b =,且()a ab ⊥+,则a 在b 上的投影向量为()A .b -B .bC .14b- D .14b【答案】C 【详解】因为()a a b ⊥+ ,所以()0a a b ⋅+= ,即220,0a a b a a b +⋅=+⋅= ,又因为1a = ,设,a b 的夹角为θ,所以1a b ⋅=-,a 在b 上的投影为:cos b a b a θ⋅=⋅ ,所以a 在b 上的投影向量为214cos b a b b b ba b θ⋅⋅=⋅=⋅- .故选:C8.已知点(1,1)A -、(1,2)B 、(2,1)C --、(3,4)D ,则向量AB 在CD 方向上的投影为ABC.D.【答案】A【解析】AB =(2,1),CD =(5,5),则向量AB 在向量CD方向上的射影为22325515255)5,5()1,2(cos 22=⨯+⨯=+⋅==CD AB AB θ9.若向量,a b满足22a a b =+= ,则a 在b 方向上投影的最大值是AB.CD.【答案】B【详解】由题意2,22a a b =+= ,所以2||4164b a b +⋅+=,设,a b 的夹角为θ,则2||8cos 120b b θ++= ,所以212cos 8b bθ+=- ,所以a 在b 方向上投影为2123cos 2()(48b b a bb θ+=⨯-=-+,因为3b b +≥cos a θ≤ ,故选B.题型八:万能建系法解决向量问题边长为a 的等边三角形已知夹角的任意三角形正方形矩形平行四边形直角梯形等腰梯形圆建系必备(1)三角函数知识cos ,sin x r y r q q ==;(2)向量三点共线知识(1)OC OB OAl l =+-(对面女孩看过来).【例1】如图,在等腰梯形ABCD 中,2,3,4AB BC CD BC BE ==== ,则CA DE ⋅=()A .43B .154-C .558-D .6516-3315,0,,0,1,D C A ⎛⎛⎫⎛⎫【例2】如图,正八边形ABCDEFGH 中,若AE AC AF λμ=+()R λμ∈,,则λμ+的值为________.正八边形的中心【详解】、HD BF 所在的直线分别为x y 、轴建立平面直角坐标系,正八边形的中心M 点,3608⎛∠=∠=∠=∠= ⎝AOB COB AOH EOD 18045135-= ,所以22.5∠= BAC ,13522.5112.5∠-∠=-= HAB CAB ,所以∠HAC y 轴,、AOM MOC 为等腰直角三角形,2,则2=====OD OF OE OA OC ,()0,2F ,2===OM MC ,所以()2,2--A ,(2,-C【点睛】本题主要考查了平面向量坐标法解决几何问题,建立坐标系是解题的关键,还考查了向量的加法运算,考查方程思想及转化思想,属于中档题.【题型专练】1.如图,在梯形ABCD 中,//AB DC ,10AB =,7BC =,2CD =,5AD =,则AC BD ⋅=___________.则5,02A ⎛⎫- ⎪⎝⎭,532,2C ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,15,02B ⎛⎫ ⎪⎝⎭,530,2D ⎛ ⎝953,22AC ⎛⎫∴= ⎪ ⎪⎝⎭ ,1553,22BD ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭,AC BD ∴⋅ 故答案为:15-.2.已知正方形ABCD 的边长为2,点P 满足1()2AP AB AC =+ ,则||PD = _________;PB PD ⋅=_________.【答案】(1).(2).1-【解析】以点A 为坐标原点,AB 、AD 所在直线分别为x 、y 轴建立如下图所示的平面直角坐标系,则点()0,0A 、()2,0B 、()2,2C 、()0,2D ,()()()()1112,02,22,1222AP AB AC =+=+= ,则点()2,1P ,()2,1PD ∴=-,()0,1PB =- ,因此,PD == ()021(1)1PB PD ⋅=⨯-+⨯-=-.题型九:平面向量中的最值范围问题【例1】如下图,在平面四边形ABCD 中,AB BC ⊥,AD CD ⊥,3BCD π∠=,CB CD ==M 为边BC 上的动点,则AM DM ⋅的最小值为()A .83B .214C .114-D .133-【例2】ABC 是边长为4的等边三角形,点D 、E 分别在边AC 、BC 上,且DE BC ⊥,则DA DE ⋅的最小值为()AB .C .3D .-3则(0,0),(2,23),(4,0)C A B【例3】四边形ABCD 中,4AB =,60A B ∠=∠=︒,150D ∠=︒,则DA DC ⋅的最小值为()AB .C .3D .-3∴90,60DCB E ∠=︒∠= ,设CE x =,则3,DC x DA =∴()423cos150DA DC x x ⋅=-⋅⋅ 所以当1x =时,DA DC ⋅的最小值为【例4】如图,在梯形ABCD 中,//AD BC ,2AD =,9BC =,5AB =,cos 5B =,若M ,N 是线段BC上的动点,且1MN = ,则DM DN ⋅的最小值为()A .134B .132C .634D .352//AD BC ,32AD =,9BC =,5AB =(9,0)C ∴,∴3cos 5A xB AB ==,3,4A A x y ==9(3,4),(,4)2A D ∴,【例5】已知边长为2的菱形ABCD 中,点F 为BD 上一动点,点E 满足2BE EC =,3AE BD ⋅=-,则AF BE⋅的最小值为()A .0B .23C .43D .2【例6】已知向量a,b,c共面,且均为单位向量,0a b⋅=,则ab c++的最大值是()A B C1D1【例7】骑自行车是一种能有效改善心肺功能的耐力性有氧运动,深受大众喜爱,如图是某一自行车的平面结构示意图,已知图中的圆A (前轮),圆DABE △,BEC △,ECD 均是边长为4的等边三角形.设点P 为后轮上的一点,则在骑动该自行车的过程中,AC BP ⋅的最小值为()A .12B .24C .36D .18故选:A【例8】已知AB AC ⊥ ,1AB t = ,AC t = ,若点P 是ABC ∆所在平面内一点,且4AB AC AP AB AC=+ ,则PB PC ⋅的最大值等于()A .13B .15C .19D .21【答案】A【解析】以题意,以点A 为坐标原点,以AB 所在的直线为x 轴,AC 所在的直线为y 轴建立如图所示的平面直角坐标系,所以点(1,4)P ,1(,0)B t,(0,)C t ,所以11(1,4)(1,4)(1)(1)4(4)PB PC t t t t ⋅=----=-⨯--⨯- =1174t t --17-≤=13(当且仅当14t t =,即12t =时取等号),所以PB PC ⋅ 的最大值为13.故选A .【题型专练】1.已知梯形ABCD 中,3B π∠=,2AB =,4BC =,1AD =,点P ,Q 在线段BC 上移动,且1PQ =,则DP DQ ⋅的最小值为()A .1B .112C .132D .1142.在ABC 中,902A AB AC ∠=== ,,点M 为边AB 的中点,点P 在边BC 上运动,则AP MP ⋅的最小值为___________.【答案】78【分析】建立平面直角坐标系,利用数量积的坐标运算求出3.ABC 为等边三角形,且边长为2,则AB 与BC 的夹角大小为120,若1BD =,CE EA =,则AD BE ⋅的。
平面向量知识点总结、经典例题及解析、高考题50道及答案
)))))))第五章 平面向量【考纲说明】1、理解平面向量的概念和几何表示,理解两个向量相等及共线的含义,掌握向量的加、减、数乘运算及其几何意义,会用坐标表示。
2、了解平面向量的基本定理,掌握平面向量的坐标运算。
3、掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算,会用向量方法解决简单的平面几何问题、力学问题与其他一些实际问题。
【知识梳理】一、 向量的基本概念与线性运算 1 向量的概念:(1)向量:既有大小又有方向的量,记作AB ;向量的大小即向量的模(长度),记作|AB | 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(3)单位向量:模为1个单位长度的向量常用e 表示.(4)平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量,记作a ∥b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 x =⎩⎨⎧==⇔2121y y x x(6)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若a 、b是互为相反向量,则a =b -,b =a -,a +b =2 向量的线性运算:(1)向量的加法:求两个向量和的运算叫做向量的加法 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” .(2)向量的减法 :求向量a 加上b 的相反向量的运算叫做a 与b的差.向量的减法有三角形法则,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)(3)向量的数乘运算:求实数λ与向量a 的积的运算,记作λa.①a a⋅=λλ;②当0>λ时,λa 的方向与a 的方向相同;当0<λ时,λa 的方向与a的方向相反; 当0=λ时,0 =a λ,方向是任意的③数乘向量满足交换律、结合律与分配律3. 两个向量共线定理:向量b 与非零向量a共线⇔有且只有一个实数λ,使得b =λ向量b 与非零向量a共线⇔有两个均不是零的实数λ、μ,使得0a b λμ+=.二、平面向量的基本定理与坐标表示 1 平面向量的基本定理: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,λλ使:2211e e a λλ+=,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2. 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 作为基底 由平面向量的基本定理知,该平面内的任一向量a 可表示成a xi yj =+,由于a 与数对(x,y)是一一对应的,因此把(x,y)叫做向量a 的坐标,记作a =(x,y),其中x 叫作a 在x 轴上的坐标,y 叫做在y 轴上的坐标显然0=(0,0),(1,0)i =,(0,1)j =. (2)设OA xi y j =+.则向量OA 的坐标(x,y)就是终点A 的坐标,即若OA =(x,y),则A 点的坐标为(x,y),反之亦成立(O 是坐标原点). 3 平面向量的坐标运算:(1)若()()1122,,,a x y b x y ==,则()1212,a b x x y y ±=±±. (2)若()()2211,,,y x B y x A ,则()2121,AB x x y y =--,1(AB x =(3)若a =(x,y),则λa =(λx,λy).(4)若()()1122,,,a x y b x y ==,则1221//0a b x y x y ⇔-=. (5)若()()1122,,,a x y b x y ==,则1212a b x x y y ⋅=⋅+⋅. 三、平面向量的数量积 1 两个向量的数量积:已知两个非零向量a 与b ,它们的夹角为θ,a ·b 等于a 的长度与b 在a 方向上的投影的乘积叫做a 与b 的数量积(或内积),即a ·b =︱a ︱·︱b ︱cos θ,规定00a ⋅=2 向量的投影:︱b ︱cos θ=||a ba ⋅∈R ,称为向量b 在a 方向上的投影 投影的绝对值称为射影 3 向量的模与平方的关系:22||a a a a ⋅==4 乘法公式成立:()()2222a b a b a b a b +⋅-=-=-; ()2222a b a a b b±=±⋅+222a a b b =±⋅+.5 平面向量数量积的运算律:①交换律成立:a b b a ⋅=⋅.②对实数的结合律成立:()()()()a b a b a b R λλλλ⋅=⋅=⋅∈.③分配律成立:()a b c a c b c ±⋅=⋅±⋅()c a b =⋅±; 特别注意:①结合律不成立:()()a b c a b c ⋅⋅≠⋅⋅.②消去律不成立a b a c⋅=⋅不能得到b c =.③a b ⋅=0不能得到a =0或b =06 两个向量的数量积的坐标运算:已知两个向量1122(,),(,)a x y b x y ==,则a ·b =1212x x y y + 7 向量的夹角:已知两个非零向量a 与b ,作OA =a , OB =b ,则∠AOB=θ (001800≤≤θ)叫做向量a 与b 的夹角cos θ=cos ,a b a b a b⋅<>=⋅=当且仅当两个非零向量a 与b 同方向时,θ=00,当且仅当a 与b 反方向时θ=1800,同时0与其它任何非零向量之间不谈夹角这一问题8 垂直:如果a 与b 的夹角为900则称a 与b 垂直,记作a ⊥ba ⊥b ⇔a ·b=O ⇔2121=+y y x x【经典例题】【例1】(2010全国Ⅱ,8)△ABC 中,点D 在边AB 上,CD 平分∠ACB ,若CB a =,ECBA CA b =,1,2a b ==,则CD = ( )(A )1233a b + (B )2133a b + (C )3455a b + (D )4355a b + 【答案】B .【解析】由角平分线的性质得2AD DB =,即有22()()33AD CB CA a b =-=-.从而221()333CD CA AD b a b a b =+=+-=+.故选B .【例2】(2009北京,2)已知向量a 、b 不共线,c k =a +b (k ∈R ),d =a -b ,如果c //d , 那么 ( ) A .1k =且c 与d 同向 B .1k =且c 与d 反向 C .1k =-且c 与d 同向 D .1k =-且c 与d 反向 【答案】D .【解析】取a ()1,0=,b ()0,1=,若1k =,则c =a +b ()1,1=,d =a -b ()1,1=-, 显然,a 与b 不平行,排除A 、B .若1k =-,则c =-a +b ()1,1=-,d =-a +b ()1,1=--, 即c //d 且c 与d 反向,排除C ,故选D .【例3】(2009湖南卷文)如图,D ,E ,F 分别是∆ABC 的边AB ,BC ,CA 的中点,则( ) A .0AD BE CF ++= B .0BD CF DF -+=C .0AD CE CF +-= D .0BD BE FC --= 【答案】A . 【解析】,,AD DB AD BE DB BE DE FC =∴+=+==得0AD BE CF ++=.或0AD BE CF AD DF CF AF CF ++=++=+=.【例4】(2009宁夏海南卷文)已知()()3,2,1,0a b =-=-,向量a b λ+与2a b -垂直,则实数λ的值为( )A.17-B.17C.16-D.16【答案】A .【解析】向量a b λ+=(-3λ-1,2λ),2a b -=(-1,2),因为两个向量垂直,故有(-3λ-1,2λ)×(-1,2)=0,即3λ+1+4λ=0,解得:λ=17-,故选A . 【例5】(2009全国卷Ⅰ文)设非零向量a 、b 、c 满足c b a c b a =+==|,|||||,则>=<b a , ( )A .150° B.120° C.60° D.30° 【答案】B .【解析】由向量加法的平行四边形法则,知a 、b 可构成菱形的两条相邻边,且a 、b 为起点处的对角线长等于菱形的边长,故选择B .【例6】(2009安徽卷文)在平行四边形ABCD 中,E 和F 分别是边CD 和BC 的中点,或=+,其中,R ,则+= _________.【答案】43. 【解析】设BC b =、BA a =则12AF b a =- ,12AE b a =- ,AC b a =- 代入条件得2433u u λλ==∴+=. 【例7】(2009辽宁卷文)在平面直角坐标系xoy 中,四边形ABCD 的边AB ∥DC,AD ∥BC,已知点A(-2,0),B (6,8),C(8,6),则D 点的坐标为___________. 【答案】(0,-2).【解析】平行四边形ABCD 中,OB OD OA OC +=+ ∴OD OA OC OB =+-=(-2,0)+(8,6)-(6,8)=(0,-2) 即D 点坐标为(0,-2).【例8】(2012江苏)如图,在矩形ABCD 中,22AB BC ==,,点E 为 BC 的中点,点F 在边CD 上,若2AB AF =,则AE BF 的值是___.【答案】2.【解析】由2AB AF =,得cos 2ABAF FAB ∠=,由矩形的性质,得cos =AF FAB DF ∠.∵2AB =,∴22DF ⋅=,∴1DF =∴21CF =-.记AE BF 和之间的夹角为,AEB FBC θαβ∠=∠=,,则θαβ=+. 又∵2BC =,点E 为BC 的中点,∴1BE =. ∴()()=cos =cos =cos cos sin sin AE BF AEBF AEBF AE BF θαβαβαβ+-()=cos cos sin sin =122212AE BF AE BF BE BC AB CF αβαβ--=⨯--=.本题也可建立以, AB AD 为坐标轴的直角坐标系,求出各点坐标后求解.【例9】(2009湖南卷理)在ABC ∆,已知2233AB AC AB AC BC ⋅=⋅=,求角A ,B ,C 的大小. 【答案】2,,663A B C πππ===. 【解析】解:设,,BC a AC b AB c ===由23AB AC AB AC ⋅=⋅得2cos 3bc A bc =,所以3cos 2A = 又(0,),A π∈因此6A π=由233AB AC BC ⋅=得23bc a =,于是23sin sin 3sin 4C B A ⋅=-所以53sin sin()64C C π⋅-=,133sin (cos sin )224C C C ⋅+=,因此 22sin cos 23sin 3,sin 23cos 20C C C C C ⋅+=-=,既sin(2)03C π-=由A=6π知506C π<<,所以3π-,4233C ππ-<,从而20,3C π-=或2,3C ππ-=,既,6C π=或2,3C π=故2,,,636A B C πππ===或2,,663A B C πππ===. 【课堂练习】一、选择题1.(2012辽宁理)已知两个非零向量a ,b 满足|a +b |=|a -b |,则下面结论正确的是( )A .a ∥bB .a ⊥bC .{0,1,3}D .a +b =a -b2. (2009年广东卷文)已知平面向量a =,1x (),b =2,x x (-),则向量+a b ( )A. 平行于x 轴B. 平行于第一、三象限的角平分线C. 平行于y 轴D. 平行于第二、四象限的角平分线3.(2012天津文)在ABC ∆中,90A ∠=︒,1AB =,AC=2,设点,P Q 满足,(1),AP AB AQ AC R λλλ==-∈.若2BQ CP ⋅=-,则λ=( )( )A .13 B .23C .43D .2 4.(2009浙江卷理)设向量a ,b 满足:||3=a ,||4=b ,0⋅=a b .以a ,b ,-a b 的模为边长构成三角形,则它的边与半径为1的圆的公共点个数最多为 ( )A .3 B.4 C .5D .65.(2012重庆理)设,x y ∈R,向量()()()4,2,,1,1,-===c y b x a ,且c b c a //,⊥,则a b += ()A B C .D .106. (2009浙江卷文)已知向量(1,2)=a ,(2,3)=-b .若向量c 满足()//+c a b ,()⊥+c a b ,则c =( )A .77(,)93B .77(,)39--C .77(,)39D .77(,)93--7.(2012浙江理)设a ,b 是两个非零向量.( )A .若|a +b |=|a |-|b |,则a ⊥bB .若a ⊥b ,则|a +b |=|a |-|b |C .若|a +b |=|a |-|b |,则存在实数λ,使得a =λbD .若存在实数λ,使得a =λb ,则|a +b |=|a |-|b |8.(2009全国卷Ⅰ理)设a 、b 、c 是单位向量,且a ·b =0,则()()a c b c -•-的最 小值为( )A.2- 2C.1-D.19.(2012天津理)已知△ABC 为等边三角形,=2AB ,设点P,Q 满足=AP AB λ,=(1)AQ AC λ-,R λ∈,若3=2BQ CP ⋅-,则=λ ( )A .12 B .12± C .12± D .32-±10.(2009全国卷Ⅱ理)已知向量()2,1,10,||a a b a b =⋅=+=||b =( )A.B. C. 5 D. 2511.(2012大纲理)ABC ∆中,AB 边上的高为CD ,若,,0,||1,||2CB a CA b a b a b ==⋅===,则AD =( )A .1133a b -B .2233a b - C .3355a b - D .4455a b - 12.(2008湖南)设D 、E 、F 分别是△ABC 的三边BC 、CA 、AB 上的点,且2,DC BD =2,CE EA =2,AF FB =则AD BE CF ++与BC( )A. 反向平行B. 同向平行C. 互相垂直D. 既不平行也不垂直13.(2008广东)在平行四边形ABCD 中,AC 与BD 交于点O E ,是线段OD 的中点,AE 的延长线与CD 交于点F .若AC =a ,BD =b ,则AF =( )A .1142+a b B .2133+a b C .1124+a bD .1233+a b 14.(2007湖北)设(43)=,a ,a 在b 上的投影为522,b 在x 轴上的投影为2,且||14≤b ,则b 为( )A .(214),B .227⎛⎫- ⎪⎝⎭,C .227⎛⎫- ⎪⎝⎭,D .(28),15.(2012安徽理)在平面直角坐标系中,(0,0),(6,8)O P ,将向量OP 按逆时针旋转34π后,得向量OQ 则点Q 的坐标是 ( ) A .(72,2)-- B .(72,2)- C .(46,2)-- D .(46,2)-二、填空题16.(2012浙江文)在△ABC 中,M 是BC 的中点,AM=3,BC=10,则AB AC ⋅=________.17.(2009安徽卷理)给定两个长度为1的平面向量OA 和OB ,它们的夹角为120o.如图所示,点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上变动. 若,OC xOA yOB =+其中,x y R ∈,则x y + 的最大值是________.18.(2012上海文)在知形ABCD 中,边AB 、AD 的长分别为2、1. 若M 、N 分别是边BC 、CD 上的点,且满足||||||||CD CN BC BM =,则AN AM ⋅的取值范围是_________ .19.(2012课标文)已知向量a ,b 夹角为045,且|a |=1,|2-a b |=10,则|b |=_______. 20.(2012湖南文)如图4,在平行四边形ABCD 中 ,AP ⊥BD,垂足为P,3AP =且APAC = _____.A DBCP21.(2012湖北文)已知向量(1,0),(1,1)a b ==,则(Ⅰ)与2a b +同向的单位向量的坐标表示为____________; (Ⅱ)向量3b a -与向量a 夹角的余弦值为____________.22.(2012北京文)已知正方形ABCD 的边长为1,点E 是AB 边上的动点,则DE CB ⋅的值为________. 23.(2012安徽文)设向量(1,2),(1,1),(2,)a m b m c m ==+=,若()a c +⊥b ,则a =_____.24.(2012江苏)如图,在矩形ABCD 中,22AB BC ==,,点E 为BC 的中点,点F 在边CD上,若2AB AF =,则AE BF 的值是___.25.(2012安徽理)若平面向量,a b 满足:23a b -≤;则a b 的最小值是_____三、解答题26. (2009年广东卷文)(已知向量)2,(sin -=θa 与)cos ,1(θ=b 互相垂直,其中)2,0(πθ∈(1)求θsin 和θcos 的值(2)若ϕϕθcos 53)cos(5=-,<<ϕ02π,求ϕcos 的值 27.(2009上海卷文)已知ΔABC 的角A 、B 、C 所对的边分别是a 、b 、c ,设向量(,)m a b =, (sin ,sin )n B A =,(2,2)p b a =-- .(1) 若m //n ,求证:ΔABC 为等腰三角形; (2) 若m ⊥p ,边长c = 2,角C =3π,求ΔABC 的面积 . 28. 已知A 、B 、C 分别为ABC △的三边a 、b 、c 所对的角,向量)sin ,(sin B A m =,)cos ,(cos A B n =,且C n m 2sin =⋅.(Ⅰ)求角C 的大小;(Ⅱ)若A sin ,C sin ,B sin 成等差数列,且18)(=-⋅AC AB CA ,求边c 的长.【课后作业】一、选择题1.(2009辽宁卷理)平面向量a 与b 的夹角为060,(2,0)a =,1b = 则2a b +=( )A.B. C. 4 D. 22.(2009宁夏海南卷理)已知O ,N ,P 在ABC ∆所在平面内,且,0OA OB OC NA NB NC ==++=,且PA PB PB PC PC PA •=•=•,则点O ,N ,P 依次是ABC ∆的( )A. 重心 外心 垂心B. 重心 外心 内心C. 外心 重心 垂心D. 外心 重心 内心3.(2008安徽)在平行四边形ABCD 中,AC 为一条对角线,若(2,4)AB =,(1,3)AC =,则BD =( )A . (-2,-4)B .(-3,-5)C .(3,5)D .(2,4)4.(2008浙江)已知a ,b 是平面内两个互相垂直的单位向量,若向量c 满足0)()(=-⋅-c b c a ,则c 的最大值是( )A. 1B. 2C.2 D.225.(2007海南、宁夏)已知平面向量(11)(11)==-,,,a b ,则向量1322-=a b( ) A .(21)--, B .(21)-,C .(10)-,D .(12),6.(2007湖南)设,a b 是非零向量,若函数()()()f x x x =+-a b a b 的图象是一条直线,则必有( )A .⊥a bB .∥a bC .||||=a bD .||||≠a b7. (2007天津)设两个向量22(2cos )λλα=+-,a 和sin 2m m α⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,b ,其中mλα,,为实数.若2=a b ,则mλ的取值范围是 ( ) A .[-6,1]B .[48],C .(-6,1]D .[-1,6]8. 在ABC BC AB ABC ∆︒︒=︒︒=∆则已知向量中),27cos 2,63cos 2(),72cos ,18(cos ,的面积等于( ) A .22 B .42 C .23 D .29. 已知平面向量(3,1),(,3),//,a b x a b x ==-则等于 ( )A .9B .1C .-1D .-910. 已知a 、b 是不共线的AB a b λ=+AC a b μ=+(,)R λμ∈,则A 、B 、C 三点共线的充要条件是:( )A .1λμ+=B .1λμ-=C .1λμ=-D .1λμ=二、填空题11. 设向量2,3,19,AB AC AB AC CAB ==+=∠=则_________.12. 若向量,2,2,()a b a b a b a ==-⊥ 满足,则向量b a 与的夹角等于 .13. 已知平面上的向量PA 、PB 满足224PA PB +=,2AB =,设向量2PC PA PB =+,则PC 的最小值是 .14.(2008江苏)a ,b 的夹角为120︒,1a =,3b = 则5a b -= . 15. (2007安徽)在四面体O ABC -中,OA OB OC D ===,,,a b c 为BC 的中点,E 为AD 的中点,则OE = (用,,a b c 表示).16.(2007北京)已知向量2411()(),,,a =b =.若向量()λ⊥b a +b ,则实数λ的值是 .17. 已知向量(cos15,sin15)a =,(sin15,cos15)b =--,则a b |+|的值为 .18.(2007广东)若向量a 、b 满足b a b a 与,1==的夹角为120°,则b a b a ··+= .三、解答题19.(2009湖南卷文)已知向量(sin ,cos 2sin ),(1,2).a b θθθ=-=(1)若//a b ,求tan θ的值;(2)若||||,0,a b θπ=<<求θ的值。
向量题型归纳(全)精选全文
精选全文完整版(可编辑修改)向量题型归纳(全)平面向量部分常见的题型类型(一):向量共线问题1.设向量a=(2,1),b=(2,3),若向量λa+b与向量c=(-4,-7)共线,则λ=?2.已知A(1,3),B(-2,-3),C(x,7),设AB=a,BC=b且a∥b,则x=?3.已知a=(1,2),c=25,且a∥c,求c的坐标。
4.n为何值时,向量a=(n,1)与向量b=(4,n)共线且方向相同?5.已知a,b不共线,c=ka+b,d=a-b,如果c∥d,那么k=?c与d的方向关系是?类型(二):向量的垂直问题1.已知向量a=(1,n),b=(-1,n),若2a-b与b垂直,则a=?2.已知a=2,b=4,且a与b的夹角为π/3,若ka+2b与ka-2b垂直,求k的值。
3.已知单位向量m和n的夹角为π/3,求证:(2n-m)⊥m。
4.已知a=(4,2),求与a垂直的单位向量的坐标。
5.已知a∥b,c⊥(a+b),则c=?类型(三):向量的夹角问题1.平面向量a,b,满足a=1,b=4且满足a·b=2,则a与b的夹角为?2.已知非零向量a,b满足a=b,(a-b)·(2a+b)=-4且a=2,b=4,则a与b的夹角为?3.已知平面向量a,b满足|a|=|b|,a+b=c,则⟨a,b⟩=?4.设非零向量a、b、c满足|a|=|b|=|c|,a+b=c,则⟨a,b⟩=?5.已知a=2,b=3,a+b=7,求a与b的夹角。
6.若非零向量a,b满足a=b,(2a+b)·b=0,则a与b的夹角为?类型(四):求向量的模的问题1.已知零向量a=(2,1),a·b=10,a+b=5,求b=?2.已知向量a=1,b=2,a-b=2,则a+b=?3.已知向量a=(1,3),b=(-2,x),则a+b=?4.已知向量a=(1,sinθ),b=(1,cosθ),则a-b的最大值为?5.设点M是线段BC的中点,点A在直线BC外,BC=16,AB+AC=AB-AC,则AM=?平面向量部分常见的题型类型(一):向量共线问题1.已知向量a=(2,1),b=(2,3),若向量λa+b与向量c=(-4,-7)共线,则λ=?2.已知A(1,3),B(-2,-3),C(x,7),设AB=a,BC=b且a∥b,则x=?3.已知a=(1,2),c=25,且a∥c,求c的坐标。
高中平面向量知识点详细归纳总结(附带练习)
向量的概念一、高考要求:理解有向线段及向量的有关概念,掌握求向量和与差的三角形法则和平行四边形法则,掌握向量加法的交换律和结合律.二、知识要点:1. 有向线段:具有方向的线段叫做有向线段,在有向线段的终点处画上箭头表示它的方向.以A 为始点,B 为终点的有向线段记作AB ,注意:始点一定要写在前面,已知AB ,线段AB 的长度叫做有向线段AB 的长(或模),AB 的长度记作AB ||.有向线段包含三个要素:始点、方向和长度.2. 向量:具有大小和方向的量叫做向量,只有大小和方向的向量叫做自由向量.在本章中说到向量,如不特别说明,指的都是自由向量.一个向量可用有向线段来表示,有向线段的长度表示向量的大小,有向线段的方向表示向量的方向.用有向线段AB 表示向量时,我们就说向量AB .另外,在印刷时常用黑体小写字母a 、b 、c 、…等表示向量;手写时可写作带箭头的小写字母a 、b 、c 、…等.与向量有关的概念有:(1) 相等向量:同向且等长的有向线段表示同一向量或相等的向量.向量a 和b 同向且等长,即a 和b 相等,记作a =b .(2) 零向量:长度等于零的向量叫做零向量,记作0.零向量的方向不确定.(3) 位置向量:任给一定点O 和向量a ,过点O 作有向线段OA a =,则点A 相对于点O 的位置被向量a 所唯一确定,这时向量a 又常叫做点A 相对于点O 的位置向量.(4) 相反向量:与向量a 等长且方向相反的向量叫做向量a 的相反向量,记作a -.显然,()0a a +-=.(5) 单位向量:长度等于1的向量,叫做单位向量,记作e .与向量a 同方向的单位向量通常记作0a ,容易看出:0a a a =│ │. (6) 共线向量(平行向量):如果表示一些向量的有向线段所在的直线互相平行或重合,即这些向量的方向相同或相反,则称这些向量为共线向量(或平行向量).向量a 平行于向量b ,记作a ∥b .零向量与任一个向量共线(平行).三、典型例题:例:在四边形ABCD 中,如果AB DC =且AB BC =│ │ │ │ ,那么四边形ABCD 是哪种四边形? 四、归纳小结:1. 用位置向量可确定一点相对于另一点的位置,这是用向量研究几何的依据.2. 共线向量(平行向量)可能有下列情况: (1)有一个为零向量;(2)两个都为零向量;(3)方向相同,模相等(即相等向量);(4)方向相同,模不等;(5)方向相反,模相等;(6)方向相反,模不等.五、基础知识训练:(一)选择题:1. 下列命题中: (1)向量只含有大小和方向两个要素. (2)只有大小和方向而无特定的位置的向量叫自由向量. (3)同向且等长的有向线段表示同一向量或相等的向量. (4)点A 相对于点B 的位置向量是BA . 正确的个数是( )A.1个B.2个C.3个D.4个2. 设O 是正△ABC 的中心,则向量,,AO OB OC 是( )A.有相同起点的向量B.平行向量C.模相等的向量D.相等向量3. a b =的充要条件是( )A.a b =│ │ │ │ B.a b =│ │ │ │ 且a b ∥ []l C.a b ∥ D.a b =│ │ │ │ 且a 与b 同向 4. AA BB ''=是四边形ABB A ''是平行四边形的( )A.充分条件B.必要条件C.充要条件D.既非充分又非必要条件5. 依据下列条件,能判断四边形ABCD 是菱形的是( )A.AD BC =B.AD BC ∥且AB CD ∥C.AB DC =且AB AD =│ │ │ │ D.AB DC =且AD BC = 6. 下列关于零向量的说法中,错误的是( )A.零向量没有方向B.零向量的长度为0C.零向量与任一向量平行D.零向量的方向任意7. 设与已知向量a 等长且方向相反的向量为b ,则它们的和向量a b +等于( )A.0B.0C.2aD.2b(二)填空题:8. 下列说法中: (1)AB 与BA 的长度相等 (2)长度不等且方向相反的两个向量不一定共线 (3)两个有共同起点且相等的向量,终点必相同(4)长度相等的两个向量必共线。
(完整版)平面向量题型归纳总结
平面向量题型归纳一.向量有关概念:【任何时候写向量时都要带箭头】1.向量的概念:既有大小又有方向的量,记作:AB 或a 。
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)。
例: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 2.向量的模:向量的大小(或长度),记作:||AB 或||a 。
3.零向量: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; 4.单位向量:单位向量:长度为1的向量。
若e 是单位向量,则||1e =。
(与AB 共线的单位向量是||AB AB ±);5.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; 6.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; 如图,在平行四边形ABCD 中,下列结论中正确的是 ( )A.AB CD =B.AB AD BD -=C.AD AB AC +=D.AD BC +=07.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 、AB BA =-。
例:下列命题:(1)若a b =,则a b =。
(2)若,a b b c ==,则a c =。
(6)若//,//a b b c ,则//a c 。
(3)若AB DC =,则ABCD 是平行四边形。
(4)若ABCD 是平行四边形,则AB DC =。
其中正确的是_______题型1、基本概念 1:给出下列命题:①若|a |=|b |,则a =b ;②向量可以比较大小;③方向不相同的两个向量一定不平行; ④若a =b ,b =c ,则a =c ;⑤若a //b ,b //c ,则a //c ;⑥00a ⋅=;⑦00a ⋅=; 其中正确的序号是 。
高考专题:平面向量中的三角形“四心”问题题型总结
专题:平面对量中三角形“四心”问题题型总结在三角形中,“四心”是一组特别的点,它们的向量表达形式具有很多重要的性质,在近年高考试题中,总会出现一些新奇新颖的问题,不仅考查了向量等学问点,而且培育了考生分析问题、解决问题的实力.现就“四心”作如下介绍:1.“四心”的概念与性质(1)重心:三角形三条中线的交点叫重心.它到三角形顶点距离与该点到对边中点距离之比为2∶1.在向量表达形式中,设点G 是△ABC 所在平面内的一点,则当点G 是△ABC 的重心时,有GA+GB +GC =0或PG =13(PA +PB +PC )(其中P 为平面内随意一点).反之,若GA +GB +GC =0,则点G 是△ABC 的重心.在向量的坐标表示中,若G ,A ,B ,C 分别是三角形的重心和三个顶点,且分别为G (x ,y ),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3),则有x =x 1+x 2+x 33,y =y 1+y 2+y 33.(2)垂心:三角形三条高线的交点叫垂心.它与顶点的连线垂直于对边.在向量表达形式中,若H 是△ABC 的垂心,则HA ·HB =HB ·HC =HC ·HA 或HA 2+BC 2=HB 2+CA 2=HC 2+AB 2.反之,若HA ·HB =HB ·HC =HC ·HA ,则H 是△ABC 的垂心. (3)内心:三角形三条内角平分线的交点叫内心.内心就是三角形内切圆的圆心,它到三角形三边的距离相等.在向量表达形式中,若点I 是△ABC 的内心,则有|BC |·IA +|CA |·IB +|AB |·IC =0.反之,若|BC |·IA +|CA |·IB +|AB |·IC =0,则点I 是△ABC 的内心.(4)外心:三角形三条边的中垂线的交点叫外心.外心就是三角形外接圆的圆心,它到三角形的三个顶点的距离相等.在向量表达形式中,若点O 是△ABC 的外心,则(OA +OB )·BA =(OB +OC )·CB =(OC +OA )·AC =0或|OA |=|OB |=|OC |.反之,若|OA |=|OB |=|OC |,则点O 是△ABC 的外心.2.关于“四心”的典型例题[例1] 已知O 是平面上的肯定点,A ,B ,C 是平面上不共线的三个动点,若动点P 满意OP =OA +λ(AB +AC ),λ∈(0,+∞),则点P 的轨迹肯定通过△ABC 的________心.[解析] 由原等式,得OP -OA =λ(AB +AC ),即AP =λ(AB +AC ),依据平行四边形法则,知AB +AC 是△ABC 的中线所对应向量的2倍,所以点P 的轨迹必过△ABC 的重心.[答案] 重[点评] 探求动点轨迹经过某点,只要确定其轨迹与三角形中的哪些特别线段所在直线重合,这可从已知等式动身,利用向量的线性运算法则进行运算得之.[例2] 已知△ABC 内一点O 满意关系OA +2OB +3OC =0,试求S △BOC ∶S △COA ∶S △AOB 之值.[解] 延长OB 至B 1,使BB 1=OB ,延长OC 至C 1,使CC 1=2OC ,连接AB 1,AC 1,B 1C 1,如图所示,则1OB =2OB ,1OC =3OC ,由条件,得OA +1OB +1OC =0,所以点O 是△AB 1C 1的重心.从而S △B 1OC 1=S △C 1OA =S △AOB 1=13S ,其中S 表示△AB 1C 1的面积, 所以S △COA =19S ,S △AOB =16S ,S △BOC =12S △B 1OC =12×13S △B 1OC 1=118S . 于是S △BOC ∶S △COA ∶S △AOB =118∶19∶16=1∶2∶3. [点评] 本题条件OA +2OB +3OC =0与三角形的重心性质GA +GB +GC =0非常类似,因此我们通过添加协助线,构造一个三角形,使点O 成为协助三角形的重心,而三角形的重心与顶点的连线将三角形的面积三等分,从而可求三部分的面积比.[引申推广] 已知△ABC 内一点O 满意关系λ1OA +λ2OB +λ3OC =0,则S △BOC ∶S △COA ∶S △AOB =λ1∶λ2∶λ3.[例3] 求证:△ABC 的垂心H 、重心G 、外心O 三点共线,且|HG |=2|GO |.[证明] 对于△ABC 的重心G ,易知OG =OA +OB +OC 2,对于△ABC 的垂心H ,设OH =m (OA +OB +OC ),则 AH =AO +m (OA +OB +OC )=(m -1) OA +m OB +m OC .由AH ·BC =0,得[(m -1) OA +m OB +m OC ](OC -OB )=0,(m -1) OA ·(OC -OB )+m (OC 2-OB 2)=0, 因为|OC |=|OB |,所以(m -1) OA ·(OC -OB )=0.但OA 与BC 不肯定垂直,所以只有当m =1时,上式恒成立.所以OH =OA +OB +OC ,从而OG =13OH ,得垂心H 、重心G 、外心O 三点共线,且|HG |=2|GO |.[引申推广]重心G 与垂心H 的关系:HG =13(HA +HB +HC ). [点评] 这是闻名的欧拉线,提示了三角形的“四心”之间的关系.我们选择恰当的基底向量来表示它们,当然最佳的向量是含顶点A 、B 、C 的向量.[例4] 设A 1,A 2,A 3,A 4,A 5 是平面内给定的5个不同点,则使1MA +2MA +3MA +4MA +5MA =0成立的点M 的个数为( )A .0B .1C .5D .10[解析] 依据三角形中的“四心”学问,可知在△ABC 中满意MA +MB +MC =0的点只有重心一点,利用类比的数学思想,可知满意本题条件的点也只有1个.[答案] B[点评] 本题以向量为载体,考查了类比与化归,归纳与猜想等数学思想.本题的具体解答过程如下:对于空间两点A,B来说,满意MA+MB=0的点M是线段AB的中点;对于空间三点A,B,C来说,满意MA+MB+MC=0,可认为是先取AB的中点G,再连接CG,在CG上取点M,使MC=2MG,则M满意条件,且唯一;对于空间四点A,B,C,D来说,满意MA+MB+MC +MD=0,可先取△ABC的重心G,再连接GD,在GD上取点M,使DM=3MG,则M满意条件,且唯一,不妨也称为重心G;与此类似,对于空间五点A,B,C,D,E来说,满意MA+MB+MC +MD+ME=0,可先取空间四边形ABCD的重心G,再连接GE,在GE上取点M,使EM=4MG,则M满意条件,且唯一.。
最全归纳平面向量中的范围与最值问题 (十大题型)(学生版)
最全归纳平面向量中的范围与最值问题目录题型一:三角不等式题型二:定义法题型三:基底法题型四:几何意义法题型五:坐标法题型六:极化恒等式题型七:矩形大法题型八:等和线题型九:平行四边形大法题型十:向量对角线定理方法技巧总结技巧一.平面向量范围与最值问题常用方法:(1)定义法第一步:利用向量的概念及其基本运算将所求问题转化为相应的等式关系第二步:运用基木不等式求其最值问题第三步:得出结论(2)坐标法第一步:根据题意建立适当的直角坐标系并写出相应点的坐标第二步:将平面向量的运算坐标化第三步:运用适当的数学方法如二次函数的思想、基本不等式的思想、三角函数思想等求解(3)基底法第一步:利用其底转化向量第二步:根据向量运算律化简目标第三步:运用适当的数学方法如二次函数的思想、基本不等式的思想、三角函数思想等得出结论(4)几何意义法第一步:先确定向量所表达的点的轨迹第二步:根据直线与曲线位置关系列式第三步:解得结果技巧二.极化恒等式(1)平行四边形平行四边形对角线的平方和等于四边的平方和:|a +b |2+|a -b |2=2(|a|2+|b |2)证明:不妨设AB =a ,AD =b ,则AC =a +b ,DB =a -bAC 2=AC 2=a +b 2=a 2+2a ⋅b +b 2①DB 2=DB 2=a -b 2=a 2-2a ⋅b +b 2②①②两式相加得:AC 2+DB 2=2a 2+b 2=2AB 2+AD 2 (2)极化恒等式:上面两式相减,得:14a +b 2-a -b 2----极化恒等式①平行四边形模式:a ⋅b =14AC 2-DB 2几何意义:向量的数量积可以表示为以这组向量为邻边的平行四边形的“和对角线”与“差对角线”平方差的14.②三角形模式:a ⋅b =AM 2-14DB 2(M 为BD 的中点)技巧三.矩形大法矩形所在平面内任一点到其对角线端点距离的平方和相等已知点O 是矩形ABCD 与所在平面内任一点,证明:OA 2+OC 2=OB 2+OD 2.【证明】(坐标法)设AB =a ,AD =b ,以AB 所在直线为轴建立平面直角坐标系xoy ,则B (a ,0),D (0,b ),C (a ,b ),设O (x ,y ),则OA 2+OC 2=(x 2+y 2)+[(x -a )2+(y -b )2]OB 2+OD 2=[(x -a )2+y 2]+[x 2+(y -b )2]∴OA 2+OC 2=OB 2+OD 2技巧四.等和线(1)平面向量共线定理已知OA =λOB +μOC ,若λ+μ=1,则A ,B ,C 三点共线;反之亦然.(2)等和线平面内一组基底OA ,OB 及任一向量OP ,OP =λOA +μOB(λ,μ∈R ),若点P 在直线AB 上或者在平行于AB 的直线上,则λ+μ=k (定值),反之也成立,我们把直线AB 以及与直线AB 平行的直线称为等和线.①当等和线恰为直线AB 时,k =1;②当等和线在O 点和直线AB 之间时,k ∈(0,1);③当直线AB 在点O 和等和线之间时,k ∈(1,+∞);④当等和线过O 点时,k =0;⑤若两等和线关于O 点对称,则定值k 互为相反数;技巧五.平行四边形大法1.中线长定理2AO 2=AB 2+AD 2-12DB 22.P 为空间中任意一点,由中线长定理得:2PO 2=PA 2+PC 2-12AC 22PO 2=PD 2+PB 2-12DB 2两式相减:PA 2+PC 2-PD 2+PB 2=AC2-BD 22=2AB ⋅AD技巧六.向量对角线定理AC ⋅BD =(AD 2+BC 2)-(AB 2+CD2)2必考题型归纳题型一:三角不等式1(2023·全国·高三专题练习)已知向量a ,b ,c 满足|a |=2,|b |=1,|c -a -b |=1,若对任意c ,(c -a )2+(c-b )2≤11恒成立,则a ⋅b 的取值范围是.2(2023·全国·高三专题练习)已知平面向量a ,b ,c 满足:|a|=1,b ⋅a =-1,若对满足条件的任意向量b ,|c -b |≥|c -a |恒成立,则cos c +a ,a 的最小值是.3已知向量a ,b ,c 满足a =b =c =2,a ⋅b =0,若关于t 的方程ta +b2-c=12有解,记向量a ,c 的夹角为θ,则sin θ的取值范围是.1.已知e 1 ,e 2 ,e 3 是平面向量,且e 1 ,e 2 是互相垂直的单位向量,若对任意λ∈R 均有e 3 +λe 1的最小值为e 3 -e 2 ,则e 1 +3e 2 -e 3 +e 3-e 2 的最小值为.2.已知平面向量e 1 ,e 2 满足2e 2 -e 1 =2,设a =e 1 +4e 2 ,b =e 1 +e 2 ,若1≤a ⋅b ≤2,则|a|的取值范围为.3.(2023·浙江金华·统考一模)已知平面向量a ,b ,c 满足a ⋅b =74,|a -b|=3,(a -c )(b -c )=-2,则c的取值范围是.1已知向量a ,b 的夹角为π3,且a ⋅b =3,向量c 满足c =λa +1-λ b 0<λ<1 ,且a ⋅c =b ⋅c ,记x =c ⋅aa ,y =c ⋅b b,则x 2+y 2-xy 的最大值为.2(2023·四川成都·高二校联考期中)已知向量a ,b ,c 满足a =1,b=2,a ⋅b=-1,向量c -a 与向量c -b 的夹角为π4,则c 的最大值为.3(2023·浙江绍兴·高二校考学业考试)已知向量a ,b 满足a =1,b=3,且a ⊥b ,若向量c 满足c -a -b =2a -b ,则c的最大值是.1.已知向量a ,b 满足a =1,b =3,且a ⋅b =-32,若向量a -c 与b -c 的夹角为30°,则|c |的最大值是. 2.已知向量a ,b ,满足a =2b =3c =6,若以向量a ,b 为基底,将向量c 表示成c =λa+μb (λ,μ为实数),都有λ+μ ≤1,则a ⋅b的最小值为 3.已知向量a 、b 满足:a -b=4,a =2b .设a -b 与a +b 的夹角为θ,则sin θ的最大值为.1.已知菱形ABCD 的边长为2,∠BAD =120°,点E ,F 分在边BC ,CD 上,BE =λBC ,DF=μDC .若λ+μ=23,则AE ⋅AF 的最小值为.2.(2023·天津·高三校联考阶段练习)已知菱形ABCD 的边长为2,∠BAD =120°,点E 、F 分别在边BC ,CD 上,BE =λBC ,DF =μDC ,若2λ+μ=52,则AE ⋅AF 的最小值.3.如图,菱形ABCD 的边长为4,∠BAD =30°,M 为DC 的中点,若N 为菱形内任意一点(含边界),则AM ⋅AN的最大值为.4.菱形ABCD 的边长为4,∠BAD =30°,若N 为菱形内任意一点(含边界),则AB ⋅AN的最大值为.5.如图,菱形ABCD 的边长为4,∠BAD =60°,M 为DC 的中点,若N 为菱形内任意一点(含边界),则AM ⋅AN的最大值为.6.平面四边形ABCD 是边长为2的菱形,且∠A =120°,点N 是DC 边上的点,且DN =3NC,点M 是四边形ABCD 内或边界上的一个动点,则AM ⋅AN的最大值为.7.(2023·全国·高三专题练习)已知向量a ,b 满足a +b =3,a ⋅b =0.若c =λa+1-λ b ,且c ⋅a =c ⋅b,则c 的最大值为.8.已知平面向量a ,b ,c 满足a =2,b =1,a ⋅b =-1,且a -c 与b -c 的夹角为π4,则c 的最大值为.9.已知平面向量a 、b 、c 满足a=4,b =3,c =2,b ⋅c =3,则a -b 2a -c 2-a -b⋅a -c 2最大值为.10.在△ABC 中,M 为边BC 上任意一点,N 为AM 的中点,且满足AN =λAB +μAC,则λ2+μ2的最小值为.题型四:几何意义法1(2023·全国·模拟预测)已知a ,b ,c 是平面向量,满足a -b =a +b ,a =2b =2,c +a -b=5,则向量c 在向量a上的投影的数量的最小值是.2(2023·上海浦东新·上海市建平中学校考三模)已知非零平面向量a ,b ,c 满足:a ,b 的夹角为π4,c -a与c -b 的夹角为3π4,a -b=2,c -b =1,则b ⋅c 的取值范围是.3(2023·全国·高三专题练习)已知平面向量a ,b 夹角为π3,且平面向量c 满足c -a =c -b =1,c -a ⋅c -b =-12,记m 为f t =ta +1-t b (t ∈R )的最小值,则m 的最大值是. 1.(2023·全国·高三专题练习)已知平面向量a ,b ,c 满足a ⋅b =-3,a -b=4,c -a 与c -b 的夹角为π3,则c -a -b 的最大值为. 2.(2023·四川内江·高二四川省内江市第六中学校考开学考试)已知非零平面向量a ,b ,c 满足:a ,b 的夹角为π3,c -a 与c -b的夹角为2π3,a -b =23,c -b =2,则b ⋅c 的取值范围是.3.已知非零平面向量a ,b ,c 满足a -b =2,且(c -a )⋅(c -b )=0,若a 与b 的夹角为θ,且θ∈π6,π3,则|c |的最大值是.4.(2023·全国·高三专题练习)平面向量a ,b ,c 满足:a ,b 的夹角为π3,|a -b|=|b -c |=|a -c |=23,则b ⋅c的最大值为. 5.(2023·广东阳江·高二统考期中)已知非零平面向量a ,b ,c 满足a -b =4,且a -c⋅b -c =-1,若a 与b 的夹角为θ,且θ∈π3,π2,则c 的模取值范围是. 6.(2023·浙江·高三专题练习)已知平面向量a ,b ,c ,若a =b =a -b =1,且2a -c+2b +c =23,则a -c的取值范围是.7.(2023·安徽阜阳·高三安徽省临泉第一中学校考期末)已知向量a ,b 满足a =b =1,且a ⋅b=0,若向量c 满足c +a +b=1,则c 的最大值为.8.(2023·浙江·模拟预测)已知向量a ,b ,c 满足a -b +c=2b =2,b -a 与a 的夹角为3π4,则c 的最大值为.9.(2023·全国·高三专题练习)已知平面向量a ,b ,c 满足:a -b =5,向量a与向量b 的夹角为π3,a -c=23,向量a -c 与向量b -c 的夹角为2π3,则a 2+c 2的最大值为.题型五:坐标法1(2023·全国·高三专题练习)已知向量a ,b 满足2a +b=3,b =1,则a +2a +b 的最大值为.2(2023·江苏常州·高三统考期中)已知平面向量a ,b ,c 满足|a |=2,|b |=4,a ,b 的夹角为π3,且(a -c )⋅(b -c )=2,则|c |的最大值是.3设平面向量a ,b ,c 满足a =b =2,a 与b 的夹角为2π3,a -c ⋅b -c =0则c 的最大值为.1.(2023·安徽滁州·校考三模)已知平面向量a ,b ,c 满足|a|=1,|b |=3,a ⋅b =0,c -a 与c -b 的夹角是π6,则c ⋅b -a 的最大值为.2.(2023·河北·统考模拟预测)如图,在边长为2的正方形ABCD 中.以C 为圆心,1为半径的圆分别交CD ,BC 于点E ,F .当点P 在劣弧EF 上运动时,BP ⋅DP的最小值为.3.(2023·山东·山东省实验中学校考一模)若平面向量a ,b ,c 满足a =1,b ⋅c =0,a ⋅b =1,a⋅c=-1,则b +c 的最小值为.4.(2023·四川眉山·仁寿一中校考一模)如图,在平面四边形ABCD 中,∠CDA =∠CBA =90°,∠BAD =120°,AB =AD =1,若点E 为CD 边上的动点,则AE ⋅BE的最小值为.5.(2023·安徽滁州·校考模拟预测)已知a=1,b +a +b -a =4,则b -14a 的最小值是.6.(2023·浙江·模拟预测)已知向量a ,b 满足a=3,且b -λa 的最小值为1(λ为实数),记a,b =α,a ,a -b=β,则b ⋅b -a cos α+β最大值为.7.在矩形ABCD 中,AB =4,AD =3,M ,N 分别是AB ,AD 上的动点,且满足2AM +AN =1,设AC =xAM +yAN ,则2x +3y 的最小值为()A.48B.49C.50D.51题型六:极化恒等式1(2023·山东师范大学附中模拟预测)边长为1的正方形内有一内切圆,MN 是内切圆的一条弦,点P 为正方形四条边上的动点,当弦MN 的长度最大时,PM ⋅PN的取值范围是.2(2023·湖北省仙桃中学模拟预测)如图直角梯形ABCD 中,EF 是CD 边上长为6的可移动的线段,AD =4,AB =83,BC =12,则BE ⋅BF的取值范围为. 3(2023·陕西榆林·三模)四边形ABCD 为菱形,∠BAC =30°,AB =6,P 是菱形ABCD 所在平面的任意一点,则PA ⋅PC的最小值为. 1.(2023·福建莆田·模拟预测)已知P 是边长为4的正三角形ABC 所在平面内一点,且AP=λAB +(2-2λ)AC (λ∈R ),则PA ⋅PC 的最小值为()A.16B.12C.5D.42.(2023·重庆八中模拟预测)△ABC 中,AB =3,BC =4,AC =5,PQ 为△ABC 内切圆的一条直径,M 为△ABC 边上的动点,则MP ⋅MQ的取值范围为()A.0,4B.1,4C.0,9D.1,9题型七:矩形大法1已知圆C 1:x 2+y 2=9与C 2:x 2+y 2=36,定点P (2,0),A 、B 分别在圆C 1和圆C 2上,满足PA ⊥PB ,则线段AB 的取值范围是.2在平面内,已知AB 1 ⊥AB 2 ,OB 1 =OB 2 =1,AP =AB 1 +AB 2 ,若|OP |<12,则|OA |的取值范围是()A.0,52B.52,72C.52,2D.72,23(2023·全国·高三专题练习)已知圆Q :x 2+y 2=16,点P 1,2 ,M 、N 为圆O 上两个不同的点,且PM⋅PN =0若PQ =PM +PN ,则PQ的最小值为.1.设向量a ,b ,c满足|a |=|b |=1,a ⋅b =12,(a -c )⋅(b -c )=0,则|c |的最小值是()A.3+12B.3-12C.3D.1题型八:等和线1如图,边长为2的等边三角形的外接圆为圆O ,P 为圆O 上任一点,若AP =xAB +yAC,则2x +2y 的最大值为()A.83B.2C.43D.12在△ABC 中,M 为BC 边上任意一点,N 为线段AM 上任意一点,若AN =λAB +μAC(λ,μ∈R ),则λ+μ的取值范围是()A.0,13B.13,12C.[0,1]D.[1,2]3(2023·全国·高三专题练习)如图,OM ∥AB ,点P 在由射线OM 、线段OB 及AB 的延长线围成的区域内(不含边界)运动,且OP =xOA +yOB .当x =-12时,y 的取值范围是()A.0,+∞ B.12,32C.12,+∞ D.-12,321.(2023·全国·高三专题练习)在扇形OAB 中,∠AOB =60°,C 为弧AB 上的一动点,若OC=xOA +yOB,则3x +y 的取值范围是.2.(2023·江西上饶·统考三模)在扇形OAB 中,∠AOB =60°,C 为弧AB 上的一个动点.若OC=xOA +yOB ,则2x +y 的取值范围是.3.(2023·全国·高三专题练习)在扇形OAB 中,OA =1,∠AOB =π3,C 为弧AB 上的一个动点,若OC =xOA +yOB ,则x +3y 的取值范围是.4.(2023·福建三明·高二三明一中校考开学考试)如图,在扇形OAB 中,∠AOB =π3,C 为弧AB 上的一个动点,若OC =xOA +yOB,则x +4y 的取值范围是.5.(2023·全国·高三专题练习)如图,OM ⎳AB ,点P 由射线OM 、线段OB 及AB 的延长线围成的阴影区域内(不含边界).且OP =xOA +yOB,则实数对x ,y 可以是()A.-14,34B.-15,75C.14,-12D.-23,236.如图,B 是AC 的中点,BE =2OB ,P 是平行四边形BCDE 内(含边界)的一点,且OP=xOA +yOBx ,y ∈R ,则下列结论正确的个数为()①当x =0时,y ∈2,3②当P 是线段CE 的中点时,x =-12,y =52③若x +y 为定值1,则在平面直角坐标系中,点P 的轨迹是一条线段④x -y 的最大值为-1A.1B.2C.3D.47.(2023·全国·高三专题练习)在△ABC 中,AB =AC=AB ⋅AC=2,点Q 在线段BC (含端点)上运动,点P 是以Q 为圆心,1为半径的圆及内部一动点,若AP =λAB +μAC,则λ+μ的最大值为()A.1B.33C.3+33D.328.在△ABC 中,AD 为BC 上的中线,G 为AD 的中点,M ,N 分别为线段AB ,AC 上的动点(不包括端点A ,B ,C ),且M ,N ,G 三点共线,若AM =λAB ,AN =μAC,则λ+4μ的最小值为()A.32 B.52C.2D.949.(2023·全国·高三专题练习)在ΔABC 中,AC =2,AB =2,∠BAC =120°,AE =λAB ,AF=μAC ,M 为线段EF 的中点,若AM=1,则λ+μ的最大值为()A.73B.273C.2D.21310.在扇形OAB 中,∠AOB =60o ,OA =1,C 为弧AB 上的一个动点,且OC =xOA +yOB.则x +4y 的取值范围为()A.[1,4)B.[1,4]C.[2,3)D.[2,3]11.(2023·全国·高三专题练习)如图,在扇形OAB 中,∠AOB =600,C 为弧AB 上且与A ,B 不重合的一个动点,且OC =xOA +yOB,若u =x +λy (λ>0)存在最大值,则λ的取值范围为()A.(1,3)B.13,3C.12,1D.12,2题型九:平行四边形大法1如图,圆O 是半径为1的圆,OA =12,设B ,C 为圆上的任意2个点,则AC ⋅BC 的取值范围是.2如图,C ,D 在半径为1的⊙O 上,线段AB 是⊙O 的直径,则AC ⋅BD的取值范围是.3(2023·浙江·模拟预测)已知e 为单位向量,平面向量a ,b 满足|a +e |=|b -e |=1,a ⋅b的取值范围是.1.(2023·江西宜春·校联考模拟预测)半径为1的两圆M 和圆O 外切于点P ,点C 是圆M 上一点,点B 是圆O 上一点,则PC ⋅PB的取值范围为.2.(2023·福建·高三福建师大附中校考阶段练习)设圆M ,圆N 的半径分别为1,2,且两圆外切于点P ,点A ,B 分别是圆M ,圆N 上的两动点,则PA ⋅PB的取值范围是()A.-8,12B.-16,34C.-8,1D.-16,1题型十:向量对角线定理1已知平行四边形ABCD ,AB ⊥BC ,AB =BC =AD =2,CD =3,AC 与BD 交于点O ,若记a =OA⋅OB ,b =OB ⋅OC ,c =OC ⋅OD ,则()A.a <b <cB .a <c <bC .c <a <bD .b <a <c2如图,在圆O 中,若弦AB =3,弦AC =5,则AO ⋅BC的值是()A.-8B .-1C .1D .83如图,在四边形ABCD 中,AB ⊥BC ,AD ⊥BC 若,AB =a ,AD =b ,则AC ⋅BD 等于()A.b 2-a 2B.a 2-b 2C.a 2+b 2D.a 2⋅b 2。
高考平面向量题型归纳总结
高考平面向量题型归纳总结在高考数学考试中,平面向量是一个常见的考点,也是学生普遍认为较为困难的部分之一。
平面向量题型包括向量的加减、数量积、向量方向等。
本文将对高考平面向量题型进行归纳总结,帮助学生更好地掌握此类题型。
一、向量的加减1. 向量的加法向量的加法满足交换律和结合律,即a + b = b + a,(a + b) + c = a + (b + c)。
在解题过程中,可以利用向量的平移性质,将向量平移至同一起点,再连接终点得到新的向量。
2. 向量的减法向量的减法可以转化为加法进行处理,即a - b = a + (-b)。
其中,-b表示b的反向量,即方向相反的向量,模长相等。
二、数量积数量积又称为内积或点积,记作a·b。
1. 定义对于两个向量a(x₁, y₁)和b(x₂, y₂),它们的数量积a·b = x₁x₂ +y₁y₂。
另外,数量积还可以表示为向量模长和夹角的乘积,即a·b =|a| · |b| · cosθ,其中θ为a与b的夹角。
2. 性质(1) 交换律:a·b = b·a(2) 分配律:a·(b + c) = a·b + a·c(3) 结合律:k(a·b) = (ka)·b = a·(kb),其中k为实数(4) 若a·b = 0,则a与b垂直或其中一个为零向量(5) 若a·b > 0,则夹角θ为锐角;若a·b < 0,则夹角θ为钝角。
三、向量方向向量的方向可以用两种方式来表示:1. 向量的方向角:向量a(x, y)的方向角为与x轴正方向之间的夹角α,其中-π < α ≤ π。
2. 方向余弦:向量a(x, y)的方向余弦为与x轴的夹角的余弦值cosα,与y轴的夹角的余弦值cosβ。
在解决平面向量题型时,可以利用这两种方式来确定向量的方向。
平面向量方法总结(带例题)【大全】
平面向量应试技巧总结一。
向量有关概念:1。
向量得概念:既有大小又有方向得量,注意向量与数量得区别。
向量常用有向线段来表示,注意不能说向量就就是有向线段,为什么?(向量可以平移)。
如:已知A(1,2),B(4,2),则把向量按向量=(-1,3)平移后得到得向量就是_____(答:(3,0))2.零向量:长度为0得向量叫零向量,记作:,注意零向量得方向就是任意得;3。
单位向量:长度为一个单位长度得向量叫做单位向量(与共线得单位向量就是);4.相等向量:长度相等且方向相同得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):方向相同或相反得非零向量、叫做平行向量,记作:∥,规定零向量与任何向量平行.提醒:①相等向量一定就是共线向量,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就是不同得两个概念: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);④三点共线共线;6。
相反向量:长度相等方向相反得向量叫做相反向量。
得相反向量就是-.如下列命题:(1)若,则.(2)两个向量相等得充要条件就是它们得起点相同,终点相同。
(3)若,则就是平行四边形。
(4)若就是平行四边形,则。
(5)若,则。
(6)若,则。
其中正确得就是_______(答:(4)(5)) 二。
向量得表示方法:1.几何表示法:用带箭头得有向线段表示,如,注意起点在前,终点在后;2。
符号表示法:用一个小写得英文字母来表示,如,,等;3。
坐标表示法:在平面内建立直角坐标系,以与轴、轴方向相同得两个单位向量,为基底,则平面内得任一向量可表示为,称为向量得坐标,=叫做向量得坐标表示.如果向量得起点在原点,那么向量得坐标与向量得终点坐标相同。
三.平面向量得基本定理:如果e1与e2就是同一平面内得两个不共线向量,那么对该平面内得任一向量a,有且只有一对实数、,使a=e1+e2。
如(1)若,则______(答:);(2)下列向量组中,能作为平面内所有向量基底得就是A、B、C、D、(答:B);(3)已知分别就是得边上得中线,且,则可用向量表示为_____(答:);(4)已知中,点在边上,且,,则得值就是___(答:0)四.实数与向量得积:实数与向量得积就是一个向量,记作,它得长度与方向规定如下:当〉0时,得方向与得方向相同,当<0时,得方向与得方向相反,当=0时,,注意:≠0。
历年高三数学高考考点之平面向量的线性问题必会题型及答案
历年高三数学高考考点之<平面向量的线性问题>必会题型及答案体验高考1.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 →答案 A解析 ∵BC →=3CD →,∴AC →-AB →=3(AD →-AC →), 即4AC →-AB →=3AD →,∴AD →=-13AB →+43AC →.2.已知向量a =(1,m ),b =(3,-2),且(a +b )⊥b ,则m 等于( ) A.-8 B.-6 C.6 D.8 答案 D解析 由题知a +b =(4,m -2),因为(a +b )⊥b ,所以(a +b )·b =0, 即4×3+(-2)×(m -2)=0,解之得m =8,故选D.3.已知非零向量m ,n 满足4|m |=3|n |,cos 〈m ,n 〉=13.若n ⊥(t m +n ),则实数t 的值为( )A.4B.-4C.94D.-94答案 B解析 ∵n ⊥(t m +n ),∴n ·(t m +n )=0,即t m ·n +|n |2=0, ∴t |m ||n |cos 〈m ,n 〉+|n |2=0, 又4|m |=3|n |,∴t ×34|n |2×13+|n |2=0,解得t =-4,故选B.4.在△ABC 中,点M ,N 满足AM →=2MC →,BN →=NC →.若MN →=xAB →+yAC →,则x =________;y =________. 答案 12 -16解析 MN →=MC →+CN →=13AC →+12CB →=13AC →+12(AB →-AC →)=12AB →-16AC →,∴x =12,y =-16.高考必会题型题型一 平面向量的线性运算及应用例1 (1)在△ABC 中,点D 在线段BC 的延长线上,且BC →=3CD →,点O 在线段CD 上(与点C ,D 不重合),若AO →=xAB →+(1-x )AC →,则x 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12B.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,13C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,0 (2)已知在△ABC 中,D 是AB 边上的一点,若AD →=2DB →, CD →=13CA →+λCB →,则λ=_____.答案 (1)D (2)23解析 (1)设CO →=yBC →,∵AO →=AC →+CO →=AC →+yBC →=AC →+y (AC →-AB →)=-yAB →+(1+y )AC →. ∵BC →=3CD →,点O 在线段CD 上(与点C ,D 不重合), ∴y ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,13,∵AO →=xAB →+(1-x )AC →,∴x =-y ,∴x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,0. (2)因为AD →=2DB →,CD →=13CA →+λCB →,所以CD →=CA →+AD →=CA →+23AB →=CA →+23(CB →-CA →)=13CA →+23CB →,所以λ=23.点评 平面向量的线性运算应注意三点 (1)三角形法则和平行四边形法则的运用条件.(2)证明三点共线问题,可用向量共线来解决,但应注意向量共线与三点共线的区别与联系,当两向量共线且有公共点时,才能得出三点共线.(3)OA →=λOB →+μOC →(λ,μ为实数),若A ,B ,C 三点共线,则λ+μ=1.变式训练1 (1)如图,两块全等的直角边长为1的等腰直角三角形拼在一起,若AD →=λAB →+kAC →,则λ+k 等于( )A.1+ 2B.2- 2C.2D.2+2(2)在△ABC 中,GA →+GB →+GC →=0,CA →=a ,CB →=b .若CP →=m a ,CQ →=n b ,CG ∩PQ =H ,CG →=2CH →,则1m +1n=________.答案 (1)A (2)6解析 (1)根据向量的基本定理可得, AD →=AC →+CD →=AC →+(ED →-EC →) =AC →+(2AC →-22BC →)=AC →+2AC →-22(AC →-AB →)=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+22·AC →+22AB →, 所以λ=22,k =1+22, 所以λ+k =1+ 2.故选A.(2)由GA →+GB →+GC →=0,知点G 为△ABC 的重心,取AB 的中点D (图略),则CH →=12CG →=13CD →=16(CA→+CB →)=16m CP →+16n CQ →,由P ,H ,Q 三点共线,得16m +16n =1,则1m +1n =6.题型二 平面向量的坐标运算例2 (1)已知点A (-3,0),B (0,3),点O 为坐标原点,点C 在第二象限,且∠AOC =30°,OC →=λOA →+OB →,则实数λ的值为________.答案 1解析 由题意知OA →=(-3,0),OB →=(0,3), 则OC →=(-3λ,3),由∠AOC =30°,知∠xOC =150°,∴tan 150°=3-3λ,即-33=-33λ,∴λ=1.(2)平面内给定三个向量a =(3,2),b =(-1,2),c =(4,1),请解答下列问题: ①求满足a =m b +n c 的实数m ,n ; ②若(a +k c )∥(2b -a ),求实数k ;③若d 满足(d -c )∥(a +b ),且|d -c |=5,求d . 解 ①由题意得(3,2)=m (-1,2)+n (4,1),∴⎩⎪⎨⎪⎧-m +4n =3,2m +n =2,得⎩⎪⎨⎪⎧m =59,n =89.②a +k c =(3+4k ,2+k ),2b -a =(-5,2), ∵(a +k c )∥(2b -a ),∴2×(3+4k )-(-5)(2+k )=0,∴k =-1613.③设d =(x ,y ),则d -c =(x -4,y -1),a +b =(2,4),由题意得⎩⎪⎨⎪⎧4x -4-2y -1=0,x -42+y -12=5,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =-1或⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =3.∴d =(3,-1)或d =(5,3).点评 (1)两平面向量共线的充要条件有两种形式:①若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件是x 1y 2-x 2y 1=0;②若a ∥b (a ≠0),则b =λa .(2)向量共线的坐标表示既可以判定两向量平行,也可以由平行求参数.当两向量的坐标均非零时,也可以利用坐标对应成比例来求解.(3)向量的坐标运算主要是利用加法、减法、数乘运算法则进行.若已知有向线段两端点的坐标,则应先求出向量的坐标,解题过程中要注意方程思想的运用及正确使用运算法则. 变式训练2 (1)如图所示,在△ABC 中,D 为AB 的中点,F 在线段CD 上,设AB →=a ,AC →=b ,AF →=x a +y b ,则1x +2y的最小值为( )A.8+2 2B.8C.6D.6+2 2(2)已知向量OA →=(3,-4),OB →=(6,-3),OC →=(5-m ,-3-m ),若点A 、B 、C 能构成三角形,则实数m 满足的条件是________. 答案 (1)B (2)m ≠12解析 (1)因为点D 为AB 的中点,所以AB →=2AD →,因为AF →=x a +y b ,所以AF →=2xAD →+yAC →.因为点F 在线段CD 上,所以2x +y =1,又x ,y >0,所以1x +2y=(2x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +2y =4+y x +4x y≥4+2y x ·4xy=8, 当且仅当y =2x =12时取等号,所以1x +2y的最小值为8.(2)因为OA →=(3,-4),OB →=(6,-3),OC →=(5-m ,-3-m ),所以AB →=(3,1),BC →=(-m -1,-m ).由于点A 、B 、C 能构成三角形,所以AB →与BC →不共线,而当AB →与BC →共线时,有3-m -1=1-m ,解得m =12,故当点A 、B 、C 能构成三角形时,实数m 满足的条件是m ≠12.高考题型精练1.设a 是非零向量,λ是非零实数,下列结论中正确的是( ) A.a 与λa 的方向相反 B.a 与λ2a 的方向相同 C.|-λa |≥|a | D.|-λa |≥|λ|a答案 B解析 对于A ,当λ>0时,a 与λa 的方向相同,当λ<0时,a 与λa 的方向相反,B 正确;对于C ,|-λa |=|-λ||a |,由于|-λ|的大小不确定,故|-λa |与|a |的大小关系不确定;对于D ,|λ|a 是向量,而|-λa |表示长度,两者不能比较大小.2.设点M 是△ABC 所在平面上的一点,且MB →+32MA →+32MC →=0,点D 是AC 的中点,则|MD →||BM →|的值为( )A.13B.12 C.1 D.2 答案 A解析 ∵D 是AC 的中点,延长MD 至E ,使得DE =MD , ∴四边形MAEC 为平行四边形,∴MD →=12ME →=12(MA →+MC →).∵MB →+32MA →+32MC →=0,∴MB →=-32(MA →+MC →)=-3MD →,∴|MD →||BM →|=|MD →||-3MD →|=13,故选A. 3.已知点A (-3,0),B (0,2),点O 为坐标原点,点C 在∠AOB 内,|OC |=22,且∠AOC =π4,设OC →= λOA →+OB →(λ∈R ),则λ的值为( ) A.1 B.13 C.12 D.23答案 D解析 过点C 作CE ⊥x 轴于点E (图略). 由∠AOC =π4,知|OE |=|CE |=2,所以OC →=OE →+OB →=λOA →+OB →, 即OE →=λOA →,所以(-2,0)=λ(-3,0),故λ=23.4.在四边形ABCD 中,AB →=a +2b ,BC →=-4a -b ,CD →=-5a -3b ,则四边形ABCD 的形状是( ) A.矩形 B.平行四边形 C.梯形 D.以上都不对 答案 C解析 由已知,得AD →=AB →+BC →+CD →=-8a -2b =2(-4a -b )=2BC →,故AD →∥BC →.又因为AB →与CD →不平行,所以四边形ABCD 是梯形.5.设向量a ,b 满足|a |=25,b =(2,1),则“a =(4,2)”是“a ∥b ”成立的( ) A.充要条件 B.必要不充分条件 C.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件 答案 C解析 若a =(4,2),则|a |=25,且a ∥b 都成立; ∵a ∥b ,设a =λb =(2λ,λ),由|a |=25,知4λ2+λ2=20,∴λ2=4,∴λ=±2, ∴a =(4,2)或a =(-4,-2).因此“a =(4,2)”是“a ∥b ”成立的充分不必要条件.6.在四边形ABCD 中,AB ∥CD ,AB =3DC ,点E 为BC 的中点,则AE →等于( )A.23AB →+12AD →B.12AB →+23AD →C.56AB →+13AD →D.13AB →+56AD → 答案 A解析 BC →=BA →+AD →+DC →=-23AB →+AD →,AE →=AB →+BE →=AB →+12BC →=AB →+12⎝ ⎛⎭⎪⎫AD →-23AB →=23AB →+12AD →.7.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 →是四边形ABCD 为平行四边形的充要条件; ③若a =b ,b =c ,则a =c ;④a =b 的充要条件是|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.②③ B.①② C.③④ D.④⑤ 答案 A解析 ①方向不一定相同;④方向可能相反;⑤若b =0,则不对.8.在矩形ABCD 中,O 是对角线的交点,若BC →=5e 1,DC →=3e 2,则OC →=________.(用e 1,e 2表示)答案 12(5e 1+3e 2)解析 在矩形ABCD 中,因为点O 是对角线的交点,所以OC →=12AC →=12(AB →+AD →)=12(DC →+BC →)=12(5e 1+3e 2).9.在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,AB =2CD ,M ,N 分别为CD ,BC 的中点,若AB →=λAM →+μAN →,则λ+μ=________.答案 45解析 依题意得,AM →=AB →+BC →+CM →=AB →+BC →-14AB →=34AB →+BC →,AN →=AB →+BN →=AB →+12BC →.又AB →=λAM →+μAN →,于是有AB →=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫34AB →+BC →+μ⎝⎛⎭⎪⎫AB →+12BC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫34λ+μAB →+⎝⎛⎭⎪⎫λ+μ2BC →.又AB →与BC →不共线,因此有⎩⎪⎨⎪⎧34λ+μ=1,λ+μ2=0,由此解得λ=-45,μ=-2λ,所以λ+μ=-λ=45.10.已知点G 是△ABC 的外心,GA →,GB →,GC →是三个单位向量,且2GA →+AB →+AC →=0,如图所示,△ABC 的顶点B ,C 分别在x 轴的非负半轴和y 轴的非负半轴上移动,点O 是坐标原点,则|OA →|的最大值为________.答案 2解析 因为点G 是△ABC 的外心,且2GA →+AB →+AC →=0,所以点G 是BC 的中点,△ABC 是直角三角形,且∠BAC 是直角.又GA →,GB →,GC →是三个单位向量,所以BC =2,又△ABC 的顶点B ,C 分别在x 轴的非负半轴和y 轴的非负半轴上移动,所以点G 的轨迹是以原点为圆心、1为半径的圆弧.又|GA →|=1,所以当OA 经过BC 的中点G 时,|OA →|取得最大值,且最大值为2|GA →|=2.11.设e 1,e 2是两个不共线的向量,已知AB →=2e 1-8e 2,CB →=e 1+3e 2,CD →=2e 1-e 2. (1)求证:A ,B ,D 三点共线;(2)若BF →=3e 1-k e 2,且B ,D ,F 三点共线,求k 的值.(1)证明 由已知得BD →=CD →-CB →=(2e 1-e 2)-(e 1+3e 2)=e 1-4e 2, ∵AB →=2e 1-8e 2,∴AB →=2BD →. 又∵AB →与BD →有公共点B , ∴A ,B ,D 三点共线.(2)解 由(1)可知BD →=e 1-4e 2, ∵BF →=3e 1-k e 2,且B ,D ,F 三点共线, ∴BF →=λBD →(λ∈R ), 即3e 1-k e 2=λe 1-4λe 2,得⎩⎪⎨⎪⎧λ=3,-k =-4λ.解得k =12.12.已知点O 为坐标原点,A (0,2),B (4,6),OM →=t 1OA →+t 2AB →. (1)求点M 在第二或第三象限的充要条件;(2)求证:当t 1=1时,不论t 2为何实数,A ,B ,M 三点都共线; (3)若t 1=a 2,求当OM →⊥AB →且△ABM 的面积为12时,a 的值. (1)解 OM →=t 1OA →+t 2AB →=t 1(0,2)+t 2(4,4)=(4t 2,2t 1+4t 2). 当点M 在第二或第三象限时,有⎩⎪⎨⎪⎧4t 2<0,2t 1+4t 2≠0,故所求的充要条件为t 2<0且t 1+2t 2≠0. (2)证明 当t 1=1时, 由(1)知OM →=(4t 2,4t 2+2). ∵AB →=OB →-OA →=(4,4),AM →=OM →-OA →=(4t 2,4t 2)=t 2(4,4)=t 2AB →, 又∵AM →与AB →有公共点A ,∴不论t 2为何实数,A ,B ,M 三点共线.(3)解 当t 1=a 2时, OM →=(4t 2,4t 2+2a 2).又AB →=(4,4),OM →⊥AB →, ∴4t 2×4+(4t 2+2a 2)×4=0, ∴t 2=-14a 2,故OM →=(-a 2,a 2). |AB →|=42,点M 到直线AB :x -y +2=0的距离d =|-a 2-a 2+2|2=2|a 2-1|.∵S △ABM =12,∴12|AB |·d =12×42×2|a 2-1|=12, 解得a =±2, 故所求a 的值为±2.。
高中数学平面向量知识点总结及常见题型
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1.向量的概念:向量是既有大小又有方向的量。
向量一般用a、b、c等字母来表示,或用有向线段的起点与终点的大写字母表示,如:AB(几何表示法)或a(坐标表示法)。
向量的大小即向量的模(长度),记作|AB|或|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,与任意向量平行。
③单位向量:模为1个单位长度的向量。
向量a为单位向量|a|=1.④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a b。
大小相等,方向相同(x1,y1)(x2,y2)x1x2,y1y2.2.向量加法求两个向量和的运算叫做向量的加法。
设AB a,BC b,则a+b=AB BC=AC。
1)0+a=a;(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,但这时必须“首尾相连”。
3.向量的减法①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) 若向量a、b互为相反向量,则a=-b,b=-a,a+b=0.向量减法:向量a加上b的相反向量叫做a与b的差,记作a-b=a+(-b),求两个向量差的运算,叫做向量的减法。
高中数学平面向量知识点与典型例题总结(师)
高中数学平面向量知识点与典型例题总结(师)《数学》必会基础题型——《平面向量》【基本概念与公式】【任何时候写向量时都要带箭头】1.向量:既有大小又有方向的量。
记作:AB 或a 。
2.向量的模:向量的大小(或长度),记作:||AB 或||a 。
3.单位向量:长度为1的向量。
若e 是单位向量,则||1e =。
4.零向量:长度为0的向量。
记作:0。
【0方向是任意的,且与任意向量平行】5.平行向量(共线向量):方向相同或相反的向量。
6.相等向量:长度和方向都相同的向量。
7.相反向量:长度相等,方向相反的向量。
AB BA =-。
8.三角形法则:AB BC AC +=;AB BC CD DE AE +++=;AB AC CB -=(指向被减数)9.平行四边形法则:以,a b 为临边的平行四边形的两条对角线分别为a b +,a b -。
10.共线定理://a b a b λ=?。
当0λ>时,a b 与同向;当0λ<时,a b 与反向。
11.基底:任意不共线的两个向量称为一组基底。
12.向量的模:若(,)a x y =,则2||a x y =+,22||a a =,2||()a ba b +=+13.数量积与夹角公式:||||cos a b a b θ?=?; cos ||||a b a b θ?=? 14.平行与垂直:1221//a b a b x y x y λ?=?=;121200a b a b x x y y ⊥??=?+=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 =。
(5)若AB CD =,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 与b 共线, b 与c 共线,则a 与c 共线。
含解析高中数学《平面向量》专题训练30题(精)
含解析高中数学《平面向量》专题训练30题(精)含解析高中数学《平面向量》专题训练30题(精)1.已知向量.(1)若,求x的值;(2)记,求函数y=f(x)的最大值和最小值及对应的x的值.【答案】(1)(2)时,取到最大值3;时,取到最小值.【解析】【分析】(1)根据,利用向量平行的充要条件建立等式,即可求x的值.(2)根据求解求函数y=f(x)解析式,化简,结合三角函数的性质即可求解最大值和最小值及对应的x的值.【详解】解:(1)∵向量.由,可得:,即,∵x∈[0,π]∴.(2)由∵x∈[0,π],∴∴当时,即x=0时f(x)max=3;当,即时.【点睛】本题主要考查向量的坐标运用以及三角函数的图象和性质,利用三角函数公式将函数进行化简是解决本题的关键.2.已知中,点在线段上,且,延长到,使.设.(1)用表示向量;(2)若向量与共线,求的值.【答案】(1),;(2)【解析】【分析】(1)由向量的线性运算,即可得出结果;(2)先由(1)得,再由与共线,设,列出方程组求解即可.【详解】解:(1)为BC的中点,,可得,而(2)由(1)得,与共线,设即,根据平面向量基本定理,得解之得,.【点睛】本题主要考查向量的线性运算,以及平面向量的基本定理,熟记定理即可,属于常考题型.3.(1)已知平面向量、,其中,若,且,求向量的坐标表示;(2)已知平面向量、满足,,与的夹角为,且(+)(),求的值.【答案】(1)或;(2)【解析】【分析】(1)设,根据题意可得出关于实数、的方程组,可求得这两个未知数的值,由此可得出平面向量的坐标;(2)利用向量数量积为零表示向量垂直,化简并代入求值,可解得的值.【详解】(1)设,由,可得,由题意可得,解得或.因此,或;(2),化简得,即,解得4.已知向量,向量.(1)求向量的坐标;(2)当为何值时,向量与向量共线.【答案】(1)(2)【解析】【详解】试题分析:(1)根据向量坐标运算公式计算;(2)求出的坐标,根据向量共线与坐标的关系列方程解出k;试题解析:(1)(2),∵与共线,∴∴5.已知向量与的夹角,且,.(1)求,;(2)求与的夹角的余弦值.【答案】(1),;(2).【解析】【分析】(1)利用平面向量数量积的定义可计算得出的值,利用平面向量数量积的运算性质计算得出的值;(2)计算出的值,利用平面向量夹角的余弦公式可求得与的夹角的余弦值.【详解】(1)由已知,得,;(2)设与的夹角为,则,因此,与的夹角的余弦值为.6.设向量,,记(1)求函数的单调递减区间;(2)求函数在上的值域.【答案】(1);(2).【解析】【详解】分析:(1)利用向量的数量积的坐标运算式,求得函数解析式,利用整体角的思维求得对应的函数的单调减区间;(2)结合题中所给的自变量的取值范围,求得整体角的取值范围,结合三角函数的性质求得结果.详解:(1)依题意,得.由,解得故函数的单调递减区间是.(2)由(1)知,当时,得,所以,所以,所以在上的值域为.点睛:该题考查的是有关向量的数量积的坐标运算式,三角函数的单调区间,三角函数在给定区间上的值域问题,在解题的过程中一是需要正确使用公式,二是用到整体角思维.7.在中,内角,,的对边分别是,,,已知,点是的中点.(Ⅰ)求的值;(Ⅱ)若,求中线的最大值.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】【分析】(1)由正弦定理,已知条件等式化边为角,结合两角和的正弦公式,可求解;(2)根据余弦定理求出边的不等量关系,再用余弦定理把用表示,即可求解;或用向量关系把用表示,转化为求的最值.【详解】(Ⅰ)由已知及正弦定理得.又,且,∴,即.(Ⅱ)方法一:在中,由余弦定理得,∵,当且仅当时取等号,∴.∵是边上的中线,∴在和中,由余弦定理得,,①.②由①②,得,当且仅当时,取最大值.方法二:在中,由余弦定理得,∵,当且仅当时取等号,∴.∵是边上的中线,∴,两边平方得,∴,当且仅当时,取最大值.【点睛】本题考查正弦定理、余弦定理在三角形中应用,考查基本不等式和向量的模长公式的灵活运用,是一道综合题.8.已知平面向量,.(1)若,求的值;(2)若,与共线,求实数m的值.【答案】(1);(2)4.【解析】(1)求出,即可由坐标计算出模;(2)求出,再由共线列出式子即可计算.【详解】(1),所以;(2),因为与共线,所以,解得m=4.9.已知向量.(Ⅰ)若,求的值;(Ⅱ)若,求向量与夹角的大小.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】【分析】(Ⅰ)首先求出的坐标,再根据,可得,即可求出,再根据向量模的坐标表示计算可得;(Ⅱ)首先求出的坐标,再根据计算可得;【详解】解:(Ⅰ)因为,所以,由,可得,即,解得,即,所以;(Ⅱ)依题意,可得,即,所以,因为,所以与的夹角大小是.10.如图,在中,,,,,.(1)求的长;(2)求的值.【答案】(1);(2).【解析】(1)将用和表示,利用平面向量数量积的运算律和定义计算出的值,即可得出的长;(2)将利用和表示,然后利用平面向量数量积的运算律和定义计算出的值.【详解】(1),,,,,,.;(2),,,.【点睛】本题考查平面向量模与数量积的计算,解题的关键就是选择合适的基底将题中所涉及的向量表示出来,考查计算能力,属于中等题.11.如图所示,在中,,,,分别为线段,上一点,且,,和相交于点.(1)用向量,表示;(2)假设,用向量,表示并求出的值.【答案】(1);(2),.【解析】【分析】(1)把放在中,利用向量加法的三角形法则即可;(2)把,作为基底,表示出,利用求出.【详解】解:由题意得,,所以,(1)因为,,所以.(2)由(1)知,而而因为与不共线,由平面向量基本定理得解得所以,即为所求.【点睛】在几何图形中进行向量运算:(1)构造向量加、减法的三角形法则和平行四边形法则;(2)树立“基底”意识,利用基向量进行线性运算.12.已知向量与的夹角为,且,.(1)若与共线,求k;(2)求,;(3)求与的夹角的余弦值【答案】(1);(2),;(3).【解析】【分析】(1)利用向量共线定理即可求解.(2)利用向量数量积的定义:可得数量积,再将平方可求模.(3)利用向量数量积即可夹角余弦值.【详解】(1)若与共线,则存在,使得即,又因为向量与不共线,所以,解得,所以.(2),,(3).13.已知.(1)当为何值时,与共线(2)当为何值时,与垂直?(3)当为何值时,与的夹角为锐角?【答案】(1);(2);(3)且.【解析】【分析】(1)利用向量共线的坐标表示:即可求解.(2)利用向量垂直的坐标表示:即可求解.(3)利用向量数量积的坐标表示,只需且不共线即可求解.【详解】解:(1).与平行,,解得.(2)与垂直,,即,(3)由题意可得且不共线,解得且.14.如图,在菱形ABCD中,,.(1)若,求的值;(2)若,,求.(3)若菱形ABCD的边长为6,求的取值范围.【答案】(1);(2);(3).【解析】【分析】(1)由向量线性运算即可求得值;(2)先化,再结合(1)中关系即可求解;(3)由于,,即可得,根据余弦值范围即可求得结果.【详解】解:(1)因为,,所以,所以,,故.(2)∵,∴∵ABCD为菱形∴∴,即.(3)因为,所以∴的取值范围:.【点睛】(1)应用平面向量基本定理表示向量的实质是利用平行四边形法则或三角形法则进行向量的加、减或数乘运算;(2)用向量基本定理解决问题的一般思路是:先选择一组基底,并运用该基底将条件和结论表示成向量的形式,再通过向量的运算来解决.15.已知,,与夹角是.(1)求的值及的值;(2)当为何值时,?【答案】(1);(2)【解析】【分析】(1)利用数量积定义及其向量的运算性质,即可求解;(2)由于,可得,利用向量的数量积的运算公式,即可求解.【详解】(1)由向量的数量积的运算公式,可得,.(2)因为,所以,整理得,解得.即当值时,.【点睛】本题主要考查了数量积定义及其运算性质、向量垂直与数量积的关系,其中解答中熟记向量的数量积的运算公式,以及向量垂直的坐标运算是解答的关键,着重考查了推理能力与计算能力,属于中档题.16.设向量(I)若(II)设函数【答案】(I)(II)【解析】【详解】(1)由=(sinx)2+(sinx)2=4sin2x,=(cosx)2+(sinx)2=1,及,得4sin2x=1.又x∈,从而sinx=,所以x=.(2)sinx·cosx+sin2x=sin2x-cos2x+=sin+,当x∈时,-≤2x-≤π,∴当2x-=时,即x=时,sin取最大值 1.所以f(x)的最大值为.17.化简.(1).(2).【答案】(1);(2).【解析】(1)利用平面向量加法的三角形法则化简可得所求代数式的结果;(2)利用平面向量加法的三角形法则化简可得所求代数式的结果.【详解】(1);(2).18.已知点,,,是原点.(1)若点三点共线,求与满足的关系式;(2)若的面积等于3,且,求向量.【答案】(1)(2)或【解析】【分析】(1)由题意结合三点共线的充分必要条件确定m,n满足的关系式即可;(2)由题意首先求得n的值,然后求解m的值即可确定向量的坐标.【详解】(1),,由点A,B,C三点共线,知∥,所以,即;(2)由△AOC的面积是3,得,,由,得,所以,即,当时,,?解得或,当时,,方程没有实数根,所以或.【点睛】本题主要考查三点共线的充分必要条件,向量垂直的充分必要条件等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.19.如图,在直角梯形中,为上靠近B的三等分点,交于为线段上的一个动点.(1)用和表示;(2)求;(3)设,求的取值范围.【答案】(1);(2)3;(3).【解析】【分析】(1)根据给定条件及几何图形,利用平面向量的线性运算求解而得;(2)选定一组基向量,将由这一组基向量的唯一表示出而得解;(3)由动点P设出,结合平面向量基本定理,建立为x的函数求解.【详解】(1)依题意,,,;(2)因交于D,由(1)知,由共起点的三向量终点共线的充要条件知,,则,,;(3)由已知,因P是线段BC上动点,则令,,又不共线,则有,,在上递增,所以,故的取值范围是.【点睛】由不共线的两个向量为一组基底,用该基底把相关条件和结论表示成向量的形式,再通过向量的运算来解决.20.设向量满足,且.(1)求与的夹角;(2)求的大小.【答案】(1);(2)【解析】【分析】(1)由已知得,展开求得,结合夹角公式即可求解;(2)由化简即可求解.【详解】(1)设与的夹角为θ由已知得,即,因此,得,于是,故θ=,即与的夹角为;(2)由.21.已知,,(t∈R),O是坐标原点.(1)若点A,B,M三点共线,求t的值;(2)当t取何值时,取到最小值?并求出最小值.【答案】(1)t;(2)当t时,?的最小值为.【解析】【分析】(1)求出向量的坐标,由三点共线知与共线,即可求解t的值.(2)运用坐标求数量积,转化为函数求最值.【详解】(1),,∵A,B,M三点共线,∴与共线,即,∴,解得:t.(2),,,∴当t时,?取得最小值.【点睛】关键点点睛:(1)由三点共线,则由它们中任意两点构成的向量都共线,求参数值.(2)利用向量的数量积的坐标公式得到关于参数的函数,即可求最值及对应参数值.22.设向量,,.(1)求;(2)若,,求的值;(3)若,,,求证:A,,三点共线.【答案】(1) 1(2)2(3)证明见解析【解析】【分析】(1)先求,进而求;(2)列出方程组,求出,进而求出;(3)求出,从而得到,得到结果.(1),;(2),所以,解得:,所以;(3)因为,所以,所以A,,三点共线.23.在平面直角坐标系中,已知,.(Ⅰ)若,求实数的值;(Ⅱ)若,求实数的值.【答案】(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】(Ⅰ)求出向量和的坐标,然后利用共线向量的坐标表示得出关于的方程,解出即可;(Ⅱ)由得出,利用向量数量积的坐标运算可得出关于实数的方程,解出即可.【详解】(Ⅰ),,,,,,解得;(Ⅱ),,,解得.【点睛】本题考查平面向量的坐标运算,考查利用共线向量和向量垂直求参数,考查计算能力,属于基础题.24.在中,,,,点,在边上且,.(1)若,求的长;(2)若,求的值.【答案】(1);(2).【解析】【分析】(1)先设,,根据题意,求出,,再由向量模的计算公式,即可得出结果;(2)先由题意,得到,,再由向量数量积的运算法则,以及题中条件,得到,即可求出结果.【详解】(1)设,,则,,因此,所以,,(2)因为,所以,同理可得,,所以,∴,即,同除以可得,.【点睛】本题主要考查用向量的方法求线段长,考查由向量数量积求参数,熟记平面向量基本定理,以及向量数量积的运算法则即可,属于常考题型.25.已知向量,,,且.(1)求,;(2)求与的夹角及与的夹角.【答案】(1),;(2),.【解析】【分析】(1)由、,结合平面向量数量积的运算即可得解;(2)记与的夹角为,与的夹角为,由平面向量数量积的定义可得、,即可得解.【详解】(1)因为向量,,,且,所以,所以,又,所以;(2)记与的夹角为,与的夹角为,则,所以.,所以.【点睛】本题考查了平面向量数量积的运算与应用,考查了运算求解能力,属于基础题.26.平面内给定三个向量,,.(1)求满足的实数,;(2)若,求实数的值.【答案】(1),;(2).【解析】【分析】(1)依题意求出的坐标,再根据向量相等得到方程组,解得即可;(2)首先求出与的坐标,再根据向量共线的坐标表示计算可得;【详解】解:(1)因为,,,且,,,,.,解得,.(2),,,.,,,.,解得.27.如图,已知中,为的中点,,交于点,设,.(1)用分别表示向量,;(2)若,求实数t的值.【答案】(1),;(2).【解析】(1)根据向量线性运算,结合线段关系,即可用分别表示向量,;(2)用分别表示向量,,由平面向量共线基本定理,即可求得t的值.【详解】(1)由题意,为的中点,,可得,,.∵,∴,∴(2)∵,∴∵,,共线,由平面向量共线基本定理可知满足,解得.【点睛】本题考查了平面向量的线性运算,平面向量共线基本定理的应用,属于基础题.28.已知,向量,.(1)若向量与平行,求k的值;(2)若向量与的夹角为钝角,求k的取值范围【答案】(1)或;(2).【解析】(1)利用向量平行的坐标表示列式计算即得结果;(2)利用,且不共线,列式计算即得结果.【详解】解:(1)依题意,,,又,得,即解得或;(2)与的夹角为钝角,则,即,即,解得或.由(1)知,当时,与平行,舍去,所以.【点睛】思路点睛:两向量夹角为锐角(或钝角)的等价条件:(1)两向量夹角为锐角,等价于,且不共线;(2)两向量夹角为钝角,等价于,且不共线.29.已知.(1)若,求的值;(2)若,求向量在向量方向上的投影.【答案】(1)(2)【解析】【分析】(1)先得到,根据可得,即可求出m;(2)根据求出m=2,再根据求在向量方向上的投影.【详解】;;;;;;;在向量方向上的投影为.【点睛】本题主要考查了向量坐标的加法和数量积的运算,向量垂直的充要条件及向量投影的计算公式,属于中档题.30.平面内给定三个向量.(1)求;(2)求满足的实数m和n;(3)若,求实数k.【答案】(1)6;(2);(3).【解析】(1)利用向量加法的坐标运算得到,再求模长即可;(2)先写的坐标,再根据使对应横纵坐标相等列方程组,解方程组即得结果;(3)利用向量垂直则数量积为零,再利用数量积的坐标运算列关系求出参数即可.【详解】解:(1)由,得,;(2),,,,故,解得;(3),,,,,,即,解得.【点睛】结论点睛:若,则等价于;等价于.试卷第1页,共3页试卷第1页,共3页。
平面向量部分常见的考试题型总结
平面向量部分常见得题型练习类型(一):向量得夹角问题1、平面向量,满足且满足,则得夹角为2、已知非零向量满足,则得夹角为3、已知平面向量满足且,则得夹角为4、设非零向量、、满足,则5、已知6、若非零向量满足则得夹角为类型(二):向量共线问题1.已知平面向量,平面向量若∥,则实数2.设向量若向量与向量共线,则3、已知向量若平行,则实数得值就是( )A.-2B.0 C.1 D.2_____)10,(),54(),12,(.4=-===kCBAkOCOBkOA则三点共线,,,,且,已知向量5.已知,设,且∥,则x得值为()(A) 0 (B)3(C)15 (D) 186.已知=(1,2),=(-3,2)若k+2与2-4共线,求实数k得值;7.已知,就是同一平面内得两个向量,其中=(1,2)若,且∥,求得坐标8、n为何值时,向量与共线且方向相同?9、已知∥,求得坐标。
10、已知向量,若()∥,则m=11、已知不共线,,如果∥,那么k= ,与得方向关系就是12、已知向量∥,则类型(三): 向量得垂直问题1.已知向量,则实数得值为2.已知向量3.已知=(1,2),=(-3,2)若k+2与2-4垂直,求实数k得值4.已知,且得夹角为,若。
5、已知求当为何值时,垂直?6、已知单位向量7、已知求与垂直得单位向量得坐标。
8、 已知向量的值为垂直,则实数与且向量),(λλb a b a b a 2)0,1(,23-+-=-=9、10、 ∥,类型(四)投影问题1. 已知,得夹角,则向量在向量上得投影为2. 在△中,3.关于且,有下列几种说法:① ; ② ;③ ④在方向上得投影等于在方向上得投影 ;⑤;⑥其中正确得个数就是 ( )(A)4个 (B)3个 (C)2个 (D )1个类型(四)求向量得模得问题1. 已知零向量2. 已知向量满足3. 已知向量,4.已知向量得最大值为5、 设点M 就是线段BC 得中点,点A 在直线BC 外,(A) 8 (B) 4 (C) 2 (D) 16、 设向量,满足及,求得值7、 已知向量满足求8、 设向量,满足类型(五)平面向量基本定理得应用问题1.若=(1,1),=(1,-1),=(-1,-2),则等于 ( )(A) (B)(C ) (D )2、已知b a c c b a μλμλ+=-===的值,使和),求,(),,(),,(0111013、设就是平面向量得一组基底,则当时,4、下列各组向量中,可以作为基底得就是( )(A) (B)(C) (D )5、(A) (B) (C) (D)d c d c m R m b a m d b a c b a +⊥∈-=+===平行与若为何值时)当()(,,的夹角为与,)2?(,1623,23.6π类型(六)平面向量与三角函数结合题1、已知向量,,设函数⑴求函数得解析式(2)求得最小正周期;(3)若,求得最大值与最小值.2、 已知,A 、B 、C在同一个平面直角坐标系中得坐标分别为、、。
高三高考平面向量题型总结,经典
平面向量一、平面向量的基本概念:1.向量:既有大小又有方向的量叫做________.我们这里的向量是自由向量,即不改变大小和方向可以平行移动。
向量可以用_________来表示.向量的符号表示____________________. 2.向量的长度:向量的大小也是向量的长度(或_____),记作_________. 3.零向量:长度为0的向量叫做零向量,记作________. 4.单位向量:__________________________.5.平行向量和共线向量:如果向量的基线平行或重合,则向量平行或共线;两个非零向量方向相同或相反.记作________规定:___________________. 注意:理解好共线(平行)向量。
6.相等向量:_______________________. 例:下列说法正确的是_____①有向线段就是向量,向量就是有向线段;②,,c b b a == 则c a =;③,//,//c b b a c a //④若CD AB=,则A ,B ,C ,D 四点是平行四边形的四个顶点;⑤所有的单位向量都相等; 二、向量的线性运算: (一)向量的加法:1.向量的加法的运算法则:____________、_________和___________.(1)向量求和的三角形法则:适用于任何两个向量的加法,不共线向量或共线向量;模长之间的不等式关系_______________________;“首是首,尾是尾,首尾相连” 例1.已知AB=8,AC=5,则BC 的取值范围__________ 例2.化简下列向量(1)PM QP MN NQ +++ (2))()()(MB PM AB CQ BC BP +++++(2)平行四边形法则:适用不共线的两个向量,当两个向量是同一始点时,用平行四边形法则;b a + 是以a ,b为邻边的平行四边形的一条对角线,如图:例1.(09 山东)设P 是三角形ABC 所在平面内一点,BP BA BC 2=+,则 A.0=+PB PA B.0=+PC PA C.0=+PB PC D.0=++PC PB PA例2.(13四川)在平行四边形ABCD 中,对角线AC 与BD 交于点O ,AO AD AB λ=+ ,则.______=λ (3)多边形法则2.向量的加法运算律:交换律与结合律(二)向量的减法:减法是加法的逆运算,A.PB PA OB OA BA -=-= (终点向量减始点向量)在平行四边形中,已知以a 、b 为邻边的平行四边形中,b a b a -+, 分别为平行四边形的两条对角线,当ba b a -=+时,此时平行四边形是矩形。
高考数学平面向量多选题知识归纳总结附解析
高考数学平面向量多选题知识归纳总结附解析一、平面向量多选题1.已知向量(22cos m x =,()1, sin2n x =,设函数()f x m n =⋅,则下列关于函数()y f x =的性质的描述正确的是 ( )A .()f x 的最大值为3B .()f x 的周期为πC .()f x 的图象关于点5,012π⎛⎫⎪⎝⎭对称 D .()f x 在,03π⎛-⎫⎪⎝⎭上是增函数 【答案】ABD 【分析】运用数量积公式及三角恒等变换化简函数()f x ,根据性质判断. 【详解】解:()22cos 2cos221f x m n x x x x =⋅==+2sin 216x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭, 当6x k ππ=+,()k Z ∈时,()f x 的最大值为3,选项A 描述准确;()f x 的周期22T ππ==,选项B 描述准确; 当512x π=时,2sin 2116x π⎛⎫++= ⎪⎝⎭,所以()f x 的图象关于点5,112π⎛⎫⎪⎝⎭对称,选项C 描述不准确;当,03x π⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,2,626x πππ⎛⎫+∈- ⎪⎝⎭,所以()f x 在,03π⎛-⎫⎪⎝⎭上是增函数,选项D 描述准确. 故选:ABD. 【点睛】本题考查三角恒等变换,正弦函数的图象与性质,属于中档题.2.已知向量(2,1),(3,1)a b ==-,则( ) A .()a b a +⊥B .|2|5a b +=C .向量a 在向量bD .向量a 的单位向量是55⎛ ⎝⎭【答案】ABD 【分析】多项选择题需要要对选项一一验证: 对于A:利用向量垂直的条件判断;对于B:利用模的计算公式; 对于C:利用投影的计算公式; 对于D:直接求单位向量即可. 【详解】(2,1),(3,1)a b ==-对于A: (1,2),()(1)2210,a b a b a +=-+⋅=-⨯+⨯=∴()a b a +⊥,故A 正确;对于B:222(2,1)2(3,1)(4,3),|2|(4)35a b a b +=+-=-∴+=-+=,故B 正确;对于C: 向量a 在向量b 上的投影是2210||(3)1a b b ⋅==--+,故C 错误;对于D: 向量a 的单位向量是255,⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭,故D 正确.故选:ABD . 【点睛】多项选择题是2020年高考新题型,需要要对选项一一验证.3.数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一条直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,此直线被称为三角形的欧拉线,该定理则被称为欧拉线定理.设点O 、G 、H 分别是ABC 的外心、重心、垂心,且M 为BC 的中点,则( )A .0GA GB GC ++= B .24AB AC HM MO +=- C .3AH OM =D .OA OB OC ==【答案】ABD 【分析】向量的线性运算结果仍为向量可判断选项A ;由12GO HG =可得23HG HO =,利用向量的线性运算()266AB AC AM GM HM HG +===-,再结合HO HM MO =+集合判断选项B ;利用222AH AG HG GM GO OM =-=-=故选项C 不正确,利用外心的性质可判断选项D ,即可得正确选项. 【详解】因为G 是ABC 的重心,O 是ABC 的外心,H 是ABC 的垂心, 且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,所以12GO HG =, 对于选项A :因为G 是ABC 的重心,M 为BC 的中点,所以2AG GM =, 又因为2GB GC GM +=,所以GB GC AG +=,即0GA GB GC ++=,故选项A 正确;对于选项B :因为G 是ABC 的重心,M 为BC 的中点,所以2AG GM =,3AM GM =,因为12GO HG =,所以23HG HO =, ()226663AB AC AM GM HM HG HM HO ⎛⎫+===-=- ⎪⎝⎭()646424HM HO HM HM MO HM MO =-=-+=-,即24AB AC HM MO +=-,故选项B 正确;对于选项C :222AH AG HG GM GO OM =-=-=,故选项C 不正确; 对于选项D :设点O 是ABC 的外心,所以点O 到三个顶点距离相等,即OA OB OC ==,故选项D 正确;故选:ABD. 【点睛】关键点点睛:本题解题的关键是利用已知条件12GO HG =得23HG HO =,利用向量的线性运算结合2AG GM =可得出向量间的关系.4.已知ABC 是边长为2的等边三角形,D 是边AC 上的点,且2AD DC =,E 是AB 的中点,BD 与CE 交于点O ,那么( )A .0OE OC +=B .1AB CE ⋅=-C .3OA OB OC ++= D .132DE =【答案】AC 【分析】建立平面直角坐标系,结合线段位置关系以及坐标形式下模长的计算公式逐项分析. 【详解】建立平面直角坐标系如下图所示:取BD 中点M ,连接ME ,因为,M E 为,BD BA 中点,所以1//,2ME AD ME AD =,又因为12CD AD =, 所以//,ME CD ME CD =,所以易知EOM COD ≅,所以O 为CE 中点, A .因为O 为CE 中点,所以0OE OC +=成立,故正确; B .因为E 为AB 中点,所以ABCE ,所以0AB CE ⋅=,故错误;C .因为()()(30,,1,0,1,0,32O A B C ⎛- ⎝⎭,所以33331,1,0,OA OB OC ⎛⎛⎛⎛++=+-+= ⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以3OA OB OC ++=D .因为()123,0,03DE ⎛ ⎝⎭,所以123,3DE ⎛=- ⎝⎭,所以13DE =,故错误, 故选:AC. 【点睛】关键点点睛:对于规则的平面图形(如正三角形、矩形、菱形等)中的平面向量的数量积和模长问题,采用坐标法计算有时会更加方便.5.下列说法中错误的为 ()A .已知()1,2a =,()1,1b =,且a 与a λb +的夹角为锐角,则实数λ的取值范围是5,3⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭B .向量()12,3e =-,213,24e ⎛⎫=-⎪⎝⎭不能作为平面内所有向量的一组基底 C .若//a b ,则a 在b 方向上的正射影的数量为a D .三个不共线的向量OA ,OB ,OC ,满足AB CA BA CB OA OB AB CA BA CB ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⋅+=⋅+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭0CA BC OC CA BC ⎛⎫⎪=⋅+= ⎪⎝⎭,则O 是ABC 的内心 【答案】AC 【分析】对于A ,由向量的交角为锐角的等价条件为数量积大于0,且两向量不共线,计算即可; 对于B ,由124e e =,可知1e ,2e 不能作为平面内所有向量的一组基底; 对于C ,利用向量投影的定义即可判断;对于D ,由0AB CA OA AB CA ⎛⎫⎪⋅+= ⎪⎝⎭,点O 在角A 的平分线上,同理,点O 在角B 的平分线上,点O 在角C 的平分线上,进而得出点O 是ABC 的内心. 【详解】对于A ,已知()1,2a =,()1,1b =,且a 与a λb +的夹角为锐角, 可得()0a a b λ+>⋅,且a 与a λb +不共线,()1,2a λb λλ+=++, 即有()1220λλ++⨯+>,且()212λλ⨯+≠+,解得53λ>-且0λ≠,则实数λ的取值范围是53λ>-且0λ≠, 故A 不正确;对于B ,向量,,213,24e ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,124e e =,∴向量1e ,2e 不能作为平面内所有向量的一组基底,故B 正确;对于C ,若a b ,则a 在b 上的投影为a ±,故C 错误; 对于D ,AB CA ABCA+表示与ABC 中角A 的外角平分线共线的向量,由0AB CA OA AB CA ⎛⎫⎪⋅+= ⎪⎝⎭,可知OA 垂直于角A 的外角平分线, 所以,点O 在角A 的平分线上,同理,点O 在角B 的平分线上,点O 在角C 的平分线上, 故点O 是ABC 的内心,D 正确. 故选:AC. 【点睛】本题考查了平面向量的运算和有关概念,具体包括向量数量积的夹角公式、向量共线的坐标表示和向量投影的定义等知识,属于中档题.6.设a 、b 是两个非零向量,则下列描述正确的有( ) A .若a b a b +=-,则存在实数λ使得λa bB .若a b ⊥,则a b a b +=-C .若a b a b +=+,则a 在b 方向上的投影向量为aD .若存在实数λ使得λa b ,则a b a b +=-【答案】AB 【分析】根据向量模的三角不等式找出a b a b +=-和a b a b +=+的等价条件,可判断A 、C 、D 选项的正误,利用平面向量加法的平行四边形法则可判断B 选项的正误.综合可得出结论. 【详解】当a b a b +=-时,则a 、b 方向相反且a b ≥,则存在负实数λ,使得λa b ,A选项正确,D 选项错误;若a b a b +=+,则a 、b 方向相同,a 在b 方向上的投影向量为a ,C 选项错误; 若a b ⊥,则以a 、b 为邻边的平行四边形为矩形,且a b +和a b -是这个矩形的两条对角线长,则a b a b +=-,B 选项正确. 故选:AB. 【点睛】本题考查平面向量线性运算相关的命题的判断,涉及平面向量模的三角不等式的应用,考查推理能力,属于中等题.7.已知ABC ∆是边长为()20a a >的等边三角形,P 为ABC ∆所在平面内一点,则()PA PB PC ⋅+的值可能是( )A .22a -B .232a -C .243a -D .2a -【答案】BCD 【分析】通过建系,用坐标来表示向量,根据向量的乘法运算法则以及不等式,可得结果. 【详解】建立如图所示的平面直角坐标系.设(),P x y ,又()3A a ,(),0B a -,(),0C a ,则()3PA x a y =--,(),PB a x y =---,(),PC a x y =--.则()(),,a x y a P PC x y B -+--+-=- 即()2,2PB x y PC --+= 所以()()()32,2x a PA PB P y x y C =--⋅--⋅+则()PA PB PC ⋅+22223xy ay =+-即()PA PB PC ⋅+222332222x y a a ⎛⎫=+-- ⎪ ⎪⎝⎭. 所以()PA PB PC ⋅+232a ≥- 故选:BCD. 【点睛】本题主要通过建系的方法求解几何中向量的问题,属中档题.8.ABC ∆是边长为3的等边三角形,已知向量a 、b 满足3AB a =,3AC a b =+,则下列结论中正确的有( ) A .a 为单位向量 B .//b BCC .a b ⊥D .()6a b BC +⊥【答案】ABD 【分析】求出a 可判断A 选项的正误;利用向量的减法法则求出b ,利用共线向量的基本定理可判断B 选项的正误;计算出a b ⋅,可判断C 选项的正误;计算出()6a b BC +⋅,可判断D 选项的正误.综合可得出结论. 【详解】 对于A 选项,3AB a =,13a AB ∴=,则113a AB ==,A 选项正确;对于B 选项,3AC a b AB b =+=+,b AC AB BC ∴=-=,//b BC ∴,B 选项正确;对于C 选项,21123cos 0333a b AB BC π⋅=⋅=⨯⨯≠,所以a 与b 不垂直,C 选项错误; 对于D 选项,()()()2260a b BC AB AC AC AB AC AB +⋅=+⋅-=-=,所以,()6a b BC +⊥,D 选项正确.故选:ABD. 【点睛】本题考查向量有关命题真假的判断,涉及单位向量、共线向量的概念的理解以及垂直向量的判断,考查推理能力,属于中等题.二、立体几何多选题9.在长方体1111ABCD A B C D -中,4AB BC ==,18AA =,点P 在线段11A C 上,M 为AB 的中点,则( ) A .BD ⊥平面PACB .当P 为11AC 的中点时,四棱锥P ABCD -外接球半径为72C .三棱锥A PCD -体积为定值D .过点M 作长方体1111ABCD A B C D -的外接球截面,所得截面圆的面积的最小值为4π 【答案】ACD 【分析】利用线面垂直的判定定理可判断A 选项的正误;判断出四棱锥P ABCD -为正四棱锥,求出该四棱锥的外接球半径,可判断B 选项的正误;利用等体积法可判断C 选项的正误;计算出截面圆半径的最小值,求出截面圆面积的最小值,可判断D 选项的正误. 【详解】对于A 选项,因为AB BC =,所以,矩形ABCD 为正方形,所以,BD AC ⊥, 在长方体1111ABCD A B C D -中,1AA ⊥底面ABCD ,BD ⊂平面ABCD ,1BD AA ∴⊥,1AC AA A ⋂=,AC 、1AA ⊂平面PAC ,所以,BD ⊥平面PAC ,A 选项正确;对于B 选项,当点P 为11A C 的中点时,PA ===同理可得PB PC PD ===因为四边形ABCD 为正方形,所以,四棱锥P ABCD -为正四棱锥, 取AC 的中点N ,则PN 平面ABCD ,且四棱锥P ABCD -的外接球球心在直线PN上,设该四棱锥的外接球半径为R ,由几何关系可得222PN R AN R -+=,即2288R R -+=,解得92R =,B 选项错误; 对于C 选项,2114822ACDSAD CD =⋅=⨯=, 三棱锥P ACD -的高为18AA =,因此,116433A PCD P ACD ACD V V S AA --==⋅=△,C 选项正确;对于D 选项,设长方体1111ABCD A B C D -的外接球球心为E ,则E 为1BD 的中点, 连接EN 、MN ,则1142EN DD ==,122MN AD ==, E 、N 分别为1BD 、BD 的中点,则1//EN DD , 1DD ⊥平面ABCD ,EN ∴⊥平面ABCD ,MN ⊂平面ABCD ,EN MN ∴⊥,2225EM EN MN ∴=+=.过点M 作长方体1111ABCD A B C D -的外接球截面为平面α,点E 到平面α的距离为d ,直线EM 与平面α所成的角为θ,则sin 25sin 25d EM θθ==≤, 当且仅当2πθ=时,等号成立,长方体1111ABCD A B C D -的外接球半径为222126AB AD AA R ++'==,所以,截面圆的半径()()222226252r R d '=-≥-=,因此,截面圆面积的最小值为4π,D 选项正确.故选:ACD.【点睛】方法点睛:求空间多面体的外接球半径的常用方法:①补形法:侧面为直角三角形,或正四面体,或对棱二面角均相等的模型,可以还原到正方体或长方体中去求解;②利用球的性质:几何体中在不同面均对直角的棱必然是球大圆直径,也即球的直径; ③定义法:到各个顶点距离均相等的点为外接球的球心,借助有特殊性底面的外接圆圆心,找其垂线,则球心一定在垂线上,再根据带其他顶点距离也是半径,列关系求解即可.10.如图,线段AB 为圆O 的直径,点E ,F 在圆O 上,//EF AB ,矩形ABCD 所在平面和圆O 所在平面垂直,且2AB =,1EF AD ==,则下述正确的是( )A .//OF 平面BCEB .BF ⊥平面ADFC .点A 到平面CDFE 的距离为217D .三棱锥C BEF -5π 【答案】ABC 【分析】由1EF OB ==,//EF OB ,易证//OF 平面BCE ,A 正确;B , 由所矩形ABCD 所在平面和圆O 所在平面垂直, 易证AD ⊥平面ABEF ,所以AD BF ⊥,由线段AB 为圆O 的直径,所以BF FA ⊥,易证故B 正确.C ,由C DAF A CDF V V --=可求点A 到平面CDFE 21,C 正确. D ,确定线段DB 的中点M 是三棱锥C BEF -外接球心,进一步可求其体积,可判断D 错误. 【详解】解:1EF OB ==,//EF OB ,四边形OFEB 为平行四边形,所以//OF BE ,OF ⊄平面BCE ,BE ⊂平面BCE ,所以//OF 平面BCE ,故A 正确.线段AB 为圆O 的直径,所以BF FA ⊥,矩形ABCD 所在平面和圆O 所在平面垂直,平面ABCD 平面ABEF AB =,AD ⊂平面ABCD ,所以AD ⊥平面ABEF ,BF ⊂平面ABEF ,所以AD BF ⊥AD ⊂平面ADF ,AF ⊂平面ADF ,AD AF A =,所以BF ⊥平面ADF ,故B 正确.1OF OE EF ===,OFE △是正三角形,所以1EF BE AF ===, //DA BC ,所以BC ⊥平面ABEF ,BC BF ⊥, 3BF =,22312CF CB BF =+=+=,22112DF DA AF =+=+=,2AB CD ==,CDF 是等腰三角形,CDF 的边DF 上的高22222142222DF CF ⎛⎫⎛⎫-=-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 11472222CDF S =⨯⨯=△, //DA BC ,AD ⊂平面ADF ,BC ⊄平面ADF ,//BC 平面ADF ,点C 到平面ADF 的距离为3BF =,111122DAF S =⨯⨯=△,C DAF A CDF V V --=, 设点A 到平面CDFE 的距离为h ,1133ADF CFD S FB S h ⨯⨯=⨯⨯△△,111733232h ⨯⨯=⨯⨯, 所以21h =,故C 正确. 取DB 的中点M ,则//MO AD ,12MO =,所以MO ⊥平面CDFE ,所以215122ME MF MB MC ⎛⎫====+= ⎪⎝⎭所以M 是三棱锥C BEF -5,三棱锥C BEF -外接球的体积为334433V r ππ==⨯=⎝⎭,故D 错误, 故选:ABC.【点睛】综合考查线面平行与垂直的判断,求点面距离以及三棱锥的外接球的体积求法,难题.。
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平面向量一、平面向量的基本概念:1.向量:既有大小又有方向的量叫做________.我们这里的向量是自由向量,即不改变大小和方向可以平行移动。
向量可以用_________来表示.向量的符号表示____________________. 2.向量的长度:向量的大小也是向量的长度(或_____),记作_________. 3.零向量:长度为0的向量叫做零向量,记作________. 4.单位向量:__________________________.5.平行向量和共线向量:如果向量的基线平行或重合,则向量平行或共线;两个非零向量方向相同或相反.记作________规定:___________________. 注意:理解好共线(平行)向量。
6.相等向量:_______________________. 例:下列说法正确的是_____①有向线段就是向量,向量就是有向线段;②,,c b b a == 则c a =;③,//,//c b b a c a //④若CD AB=,则A ,B ,C ,D 四点是平行四边形的四个顶点;⑤所有的单位向量都相等; 二、向量的线性运算: (一)向量的加法:1.向量的加法的运算法则:____________、_________和___________.(1)向量求和的三角形法则:适用于任何两个向量的加法,不共线向量或共线向量;模长之间的不等式关系_______________________;“首是首,尾是尾,首尾相连” 例1.已知AB=8,AC=5,则BC 的取值范围__________ 例2.化简下列向量(1)PM QP MN NQ +++ (2))()()(MB PM AB CQ BC BP +++++(2)平行四边形法则:适用不共线的两个向量,当两个向量是同一始点时,用平行四边形法则;b a + 是以a ,b为邻边的平行四边形的一条对角线,如图:例1.(09 山东)设P 是三角形ABC 所在平面内一点,BP BA BC 2=+,则 A.0=+PB PA B.0=+PC PA C.0=+PB PC D.0=++PC PB PA例2.(13四川)在平行四边形ABCD 中,对角线AC 与BD 交于点O ,AO AD AB λ=+ ,则.______=λ (3)多边形法则2.向量的加法运算律:交换律与结合律(二)向量的减法:减法是加法的逆运算,A.PB PA OB OA BA -=-= (终点向量减始点向量)在平行四边形中,已知以a 、b 为邻边的平行四边形中,b a b a -+, 分别为平行四边形的两条对角线,当ba b a -=+时,此时平行四边形是矩形。
例1.已知8,6==b a,且ba b a -=+ ,则ba b a -=+ =______例2.设点M 是BC 的中点,点A 在线段BC 外,BC=16,AC AB AC AB -=+,则____=AM向量的加减运算:例1.(08辽宁)已知、O A 、B 是平面内的三个点,直线AB 上有一点C ,满足CB →+2AC →=0,则OC →=______ A.2OA →-OB →B.—OA →+2OB →C.32OA →—31OB → D. —31OA →+32OB →例2.(15课标全国I )设D 是三角形ABC 所在平面内一点,CD BC 3=,则______A.AC AB AD 3431+-=B.AC AB AD 3431-= C.AC AB AD 3134+= D.AC AB AD 3134-= 例3.(12全国)在ABC ∆中,AB 边上的高为CD ,CB →=a, CA →=b,a ∙b=0, 2,1==b a ,则AD →=______ 例4.(10全国)在ABC ∆中,点D 在边AB 上,CD 平分ACB ∠,若CB →=a, CA →=b,2,1==b a ,则CD →=________ 例5.在ABC ∆中,设D 为边BC 的中点, E 为边AD 的中点,若BE →=m AB →+n AC →,则m +n =___例 6.(15北京理)在ABC ∆中,点N M ,满足NC BN MC AM ==,2,若AC y AB x MN +=,则_________==y x例7.(13江苏)设D 、E 分别是ABC ∆的边AB 、BC 上的点,若BC BE AB AD 32,21==,若DE →=1λAB →+2λAC →(1λ,2λ为实数),则1λ+2λ=_________例8.(12东北四市一摸)在ABC ∆中,设P 为边BC 的中点,内角C B A ,,的对边c b a ,,,若c AC →+a PA →+b PB →=0,则ABC ∆的形状为________(三)实数与向量的积:1.定义:实数λ与非零向量a 的乘积aλ是一个向量,它的长度是__________.它的方向是_________________________________________________________.当0=λ时,_______ 2.数乘向量的几何意义是把向量同方向或反方向扩大或缩小。
3.运算律:设a 、b是任意向量,μλ,是实数,则实数与向量的积适合以下运算:4.向量共线的判断:(平行向量的基本定理)①如果b a λ= ,则b a // ;若b a // ,0≠b ,则存在唯一的实数λ,使得b a λ=.②若a 、b是两个不共线的非零向量,则它们共线的充要条件是存在两个均不是零的实数μλ,,使________.③若22122111,e e b e e a μλμλ+=+= ,21,e e 不共线,b a // ,则在有意义的前提下,2121μμλλ= 例1.(15课标全国II )设向量若a 、b是两个不平行的向量,向量b a + λ与b a 2+ 平行,则____=λ例2.(09湖南)对于非零向量,,a b “0a 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 例3.(12四川)设a ,b 都是非零向量,下列四个条件中,使||||=a b a b 成立的充分条件是 A .a =-b B .a ∥b C .a =2b D .a ∥b 且|a |=|b |5.单位向量给定一个向量a ,与a 同方向且长度为1的向量叫做a的单位向量,即_______________ 重要结论:已知ABC ∆,O 为定点,P 为平面内任意一点.①PA →+PB →+PC →=0⇔________________________⇔_______________________. ②若OP →=31OA →+OB →+OC →,则P 为ABC ∆__________________________ ③若OP →=OA →+λ(AB →+AC →),),0(+∞∈λ,则P 点的轨迹__________________. ④若OP →=OA →+λ_________,),0(+∞∈λ,则P 点的轨迹通过ABC ∆的内心 ⑤若__________________________,则P 点的轨迹是ABC ∆的外心 ⑥若__________________________,则P 点的轨迹是ABC ∆的垂心例1.(10湖北)在ABC ∆中,点M 满足MA →+MB →+MC →=0,若存在实数m ,使得AB →+AC →=m AM →,则m =________. 例2.在ABC ∆中,重心为G ,若0sin 3sin 3sin2=++GC C GB B GA A ,则_____cos =B例3.在ABC ∆中,重心为G ,若033=++GC GB b GA a ,则_____=A 三、平面向量的基本定理(一)平面向量基本定理内容:如果1e 、2e是同一平面内的两个不共线的向量,那么对这一平面内的任一向量a,有且只有一对实数21,λλ,使__________________,其中1e 、2e 是一组基底,记作_______._____________叫做向量a关于基底的分解式。
平面向量基本定理是向量正交分解的依据,是向量坐标运算的基础。
注意:只要是不共线的两个向量都可以作为基底,因为零向量与任一向量都平行,所以零向量一定不能作为基底;基底不唯一;任一向量可以由一组基底来表示,但表示方法是唯一的。
例1.(14福建)在下列向量组中,可以把向量)2,3(=a表示出来的是______ A.)2,1(),0,0(21==e e B.)2,5(),2,1(21-=-=e e C.)10,6(),5,3(21==e e D.)3,2(),3,2(21-=-=e e例2.(09安徽)在平行四边形ABCD 中,E ,F 分别是CD ,BC 的中点,若 AF AE AC μλ+=,则___=+μλ(二)平面向量基本定理与向量共线条件的综合应用设B A ,是直线l 上两点,O 是直线外一点,对于直线上任意一点P ,存在R t ∈,使___________________________成立.反之,满足上式的点P 在直线l 上. 特别地,当P 为B A ,的中点时,则_________________________.例1.已知、O A 、B 是平面内的三个点,线段BA 的延长线上有一点C ,满足3AC →+CB →=0 则OC →=____A.3OA →-2OB →B.—2OA →+3OB →C.23OA →—21OB → D. —21OA →+23OB →例2.数列{}n a 是等差数列,其前n 项和为n S ,若平面上的三个不共线的向量OA →、OB →、OC →满足OB →=1a OA →+2006a OC →,且C B A ,,三点共线,则_____2006=S例 3.已知向量j i ,不共线,且AB →=j m i+,AD →j i n +=,若D B A ,,三点共线,则实数n m ,应满足的条件_____A. 1=+n mB. 1-=+n mC. 1=mnD. 1-=mn例4.(07江西)如图,在ABC ∆中,设O 为边BC 的中点,过点O 的直线交直线AB 、AC 于不同两点N M ,.若AB →=m AM →,AC →=n AN →,则m +n =___mn 的最大值为_______例5.在ABC ∆中,设M 为边BC 的任意点,N 为AM 中点,AN →=λAB →+μAC →,则λ+μ=_____. 例6.在ABC ∆中,设M 为边BC 的中点,N 为AM 中点,AN →=λAB →+μAC →,则λ+μ=_____.例7.如图,在ABC ∆中,设D 为边BC 的中点,G 为AD 中点,过G 任作一条直线MN 分别交AB 、AC 于N M ,两点,若AM →=x AB →,AN →=y AC →,试问yx 11+是否为定值?四、平面向量的正交分解与向量的直角坐标运算: (一)向量的正交分解与向量的直角坐标1.向量的垂直:如果两个向量的基线互相垂直,那么这两个向量互相垂直;2.向量的正交分解:如果基底的两个基向量互相垂直,则称这个基底为正交基底,在正交基底下分解向量,叫做正交分解。