跳过内容
观看人数: 316
用基底表示向量
1.在△ABC中,点D,E分别在边BC,AC上,且BD=2DC,CE=3EA,若AB=a, AC=b,用a,b表示DE.
答案
答案:−31a−125b;提示:DE=31BC+43CA =31(AC−AB)−43AC=−31a−125b.
2.在矩形ABCD中,E为AB边的中点,线段AC和DE交于点F,则BF=(). A.−31AB+32ADB.31AB−32ADC.32AB−31ADD.−32AB+31AD
答案
答案:D;提示:△AEF∼△CDF⇒∣AF∣:∣CF∣=1:2, BF=AF−AB=31AC−AB=−32AB+31AD.
3.如图,等腰梯形ABCD中,AB=BC=CD=3AD,点E为线段CD上靠近C的三等 分点,点F为线段BC的中点,则FE=(). A.−1811AB+185ACB.−1811AB+911ACC.−1811AB+94ACD.−21AB+65AC
答案
答案:A;提示:FE=FC+CE=21BC+31CD= 21(AC−AB)+31(AD−AC)=−1811AB+185AC.
4.在平行四边形ABCD中,AC与BD交于点O,F是线段DC上的点.若DC=3DF, 设AC=a,BD=b,则AF=() A.41a+21bB.22a+31bC.21a+41bD.31a+32b
答案
答案:B;提示:先用a,b表示AB=21(a−b), AD=21(a+b),AF=22a+31b.
5.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等于() A.51B.52C.53D.54
答案
答案:D;提示:用AB,AD表示向量AM,AN,再解方程组 得到AB.先求AN,AN= AB+21BC=AB+21(−AB+AD+DC)= 21AD+43AB,⇒⎩⎨⎧AM=AD+41ABAN=21AD+43AB,解方程组得: AB=58AN−54AM.
向量共线定理
1.已知A(x1,y1),B(x2,y2)是平面中的两个不同点,AC=λCB,求点C的坐标.
答案
答案:(1+λx1+λx2,1+λy1+λy2);提示:C点坐标等于 OC的坐标,即OC=OA+AC=OA+1+λλAB= (1+λx1+λx2,1+λy1+λy2).
2.(1)设a与b是两个不共线向量,且向量a+λb与−(b−2a)共线,求λ. (2)设e1与e2是两个不共线向量,AB=3e1+2e2,CB=ke1+e2,CD=3e1−2ke2, 若A,B,D三点共线,求k的值.
答案
答案:(1)−21;提示:设a+λb=k(2a−b),得k=21,λ=−21. (2)−49;提示:由题意,A,B,D三点共线,故必存在一个实数λ,使得AB=λBD. 所以3e1+2e2=λ(3−k)e1−λ(2k+1)e2,所以{3=λ(3−k),2=−λ(2k+1),解得k=−49.
3.如图所示,在△ABC中,点O是BC的中点,过点O的直线分别交AB,AC所在直线于不同的两点M,N,若AB=mAM,AC=nAN,求m+n的值.
答案
答案:2;提示:连接AO,则AO=21(AB+AC)= 2mAM+2nAN,因为M,O,N点共线,所以2m+2n=1, 所以m+n=2.
4.已知点M为△ABC中BC边上的中点,点N满足AN=51AM,过点N的直线与AB, AC分别交于P,Q两点,且设AP=xAB,AQ=yAC,求x1+y1的值.
答案
答案:10;解析:AN=51AM=101(AB+AC)= 101(x1AP+y1AQ),∵P,N,Q三点共线, ∴10x1+10y1=1,即x1+y1=10.
5.如图,△ABC中,点M是BC的中点,点N满足AN=32AB,AM与CN交于点D,AD=λAM,则λ等于() A.32B.43C.54D.65
答案
答案:C;提示:AD=λAM=2λAB+2λAC= 43λAN+2λAC,因为点C,D,N共线,则有43λ+2λ=1, 解得λ=54.
6.在△ABC中,点P是AB上一点,且CP=32CA+31CB,Q是BC的中点,AQ与CP的 交点为M,又CM=tCP,求t的值.
答案
答案:43;提示:A,M,Q三点共线,⇒CM=tCP= t(32CA+31CB)=32tCA+32tCQ,得t=43.
平面向量数量积的应用
1.已知向量a,b满足∣a∣=1,∣b∣=2,a−b=(3,2),则∣2a−b∣等于() A.22B.17C.15D.25
答案
答案:A;提示:a⋅b=0,(2a−b)2=8.
2.已知非零向量a,b满足∣a∣=2∣b∣,且(a−b)⊥b,则a与b的夹角为() A.6πB.3πC.32πD.65π
答案
答案:B;提示:(a−b)⋅b=0,∴a⋅b=b2.∵∣a∣=2∣b∣,∴cos⟨a,b⟩=∣a∣⋅∣b∣a⋅b= 2b2b2=21∵0⩽⟨a,b⟩⩽π,∴a与b的夹角为3π.
3.已知向量a,b满足∣a∣=5,∣b∣=6,a⋅b=−6,则cos⟨a,a+b⟩=() A.−3531B.−3519C.3517D.3519
答案
答案:D;提示:∣a+b∣2=(a+b)2=49,∴∣a+b∣=7,∴cos⟨a,a+b⟩=3519.
4.如图,在边长为2的等边△ABC中,点E为中线BD的三等分点(靠近点B),点F为BC 的中点,则FE⋅FC=() A.−43B.−21C.43D.21
答案
答案:B;提示:法一、以F为原点建立坐标系, FE=(21,63),FC=(−21,−23),∴FE⋅FC=−21.法二、转化为基底的运算,设BC=m,BA=n, FE⋅FC=21m⋅(61n−31m)=−21. ★★数量积的运算,通常转化为基底运算或坐标运算.
5.已知向量a,b,c满足∣a∣=∣b∣=1,∣c∣=2,且a+b+c=0,求cos⟨a−c,b−c⟩.
答案
答案:54;提示:−c=a+b,c2=a2+b2+2a⋅b,解得 a⋅b=0.建系如图,∴a−c=(2,1),b−c=(1,2),则 cos⟨a−c,b−c⟩=54.
6.在平面直角坐标系中,O为原点,A(−1,0),B(0,3),C(3,0),动点D满足∣CD∣=1,求 ∣OA+OB+OD∣的最大值是.
答案
答案:1+7;提示:设D(x,y),∣CD∣=1⇒(x−3)2+y2=1,则OA+OB+OD=(x−1,y+3),故∣OA+OB+OD∣= (x−1)2+(y+3)2,几何意义为点(1,−3)到圆 (x−3)2+y2=1的距离,最大值为∣EC∣+1=7+1.
7.已知a,b是单位向量,a⋅b=0.若向量c满足∣c−a−b∣=1,求∣c∣的最大值是.
答案
答案:2+1;提示:由a⋅b=0,得a⊥b,建立坐标系, 则OA=a=(1,0),OB=b=(0,1).设c=OC=(x,y), 由∣c−a−b∣=1,得(x−1)2+(y−1)2=1,所以点C在以 (1,1)为圆心,1为半径的圆上.所以∣c∣max =2+1.
8.如图,在△ABC中,cos∠BAC=41,点,D在线段BC上,且BD=3DC,AD=215, 求△ABC的面积的最大值.
答案
答案:15提示:AD=41AB+43AC,⇒ AD=(41AB+43AC)2⇒415=161c2+169b2+323bc⩾3215bc,当且仅当c=3b时,等号成立。所以bc⩽8,又 sin∠BAC=415,所以S△ABC=21bcsin∠BAC⩽15.
9.在△ABC中,AC=9,∠A=60∘,D点满足CD=2DB,AD=37,则BC的长为()A.37B.36C.33D.6
答案
答案:A;提示:AD=AB+31BC=AB+31(AC−AB)= 32AB+31AC,设AB=x,则AD2=(32AB+31AC)2, 即2x2+9x−126=0,x=6,即AB=6,所以∣BC∣==37.
10.已知点A,B,C均在半径为2的圆上,若∣AB∣=2,求AC⋅BC的取值范围.
答案
答案:[−1,3];提示:A(2,0),B(0,2),设C(cosθ,sinθ), AC⋅BC=(cosθ−2,sinθ)(cosθ,sinθ−2)= 1−2sin(θ+4π)∈[−1,3].
11.在△ABC中,AC=3,BC=4,∠C=90∘,P为△ABC所在平面内的动点,且PC=1,求PA⋅PB的取值范围.
答案
答案:[−4,6];提示:设A(0,3),B(4,0),P(cosθ,sinθ), PA⋅PB=(−cosθ,3−sinθ)(4−cosθ,−sinθ)= 1−5sin(θ+φ)∈[−4,6].
12.在△ABC中,BC=23,A=60∘,则BA⋅BC的最大值为() A.6B.3+23C.12D.6+43
参考图象
答案
答案:D;提示:法一、先求BA在BC上的投影,最大值为BD+r=3+2, ∴BA⋅BC最大值为(3+2)⋅23=6+43. 法二、BA⋅BC=∣BA∣∣BC∣cosB=23∣BA∣cosB, 由正弦定理得:sinABC=sinCBA,∴∣BA∣=4sinC, ∴BA⋅BC=83sinC⋅cosB=83sin(32π−B)⋅cosB=43sin(2B+3π)+6 ⩽6+43.