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1、(全國通用版)2022年高考數(shù)學一輪復習 高考達標檢測(二十一)平面向量的基本運算 文
一、選擇題
1.(2018·長春模擬)如圖所示,下列結論正確的是( )
①=a+b;
②=a-b;
③=a-b;
④=a+b.
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
解析:選C?、俑鶕?jù)向量的加法法則,得=a+b,故①正確;
②根據(jù)向量的減法法則,得=a-b,故②錯誤;
③=+=a+b-2b=a-b,故③正確;
④=+=a+b-b=a+b,故④錯誤,故選C.
2.(2018·長沙一模)已知向量=(k,12),=(4,5),=(-k,10),且A,B,C三點共線,
2、則k的值是( )
A.- B.
C. D.
解析:選A =-=(4-k,-7),
=-=(-2k,-2).
∵A,B,C三點共線,
∴,共線,
∴-2×(4-k)=-7×(-2k),
解得k=-.
3.(2018·嘉興調研)已知點O為△ABC外接圓的圓心,且++=0,則△ABC的內角A等于( )
A.30° B.45°
C.60° D.90°
解析:選A 由++=0得,+=,
由O為△ABC外接圓的圓心,結合向量加法的幾何意義知,四邊形OACB為菱形,且∠CAO=60°,故A=30°.
4.若=a,=b,a與b不共線,則∠AOB平分線上的向量
3、為( )
A.+ B.
C. D.λ,λ由確定
解析:選D 以OM為對角線,以,方向為鄰邊作平行四邊形OCMD,
∵OM平分∠AOB,
∴平行四邊形OCMD是菱形.
設OC=OD=λ,
則=λ,=λ,
∴=+=λ,且λ由確定.
5.設D,E,F(xiàn)分別是△ABC的三邊BC,CA,AB上的點,且=2,=2,=2,則++與 ( )
A.反向平行 B.同向平行
C.互相垂直 D.既不平行也不垂直
解析:選A 由題意得=+=+,
=+=+,
=+=
4、+,
因此++=+(+-)
=+=-,
故++與反向平行.
6.如圖所示,已知點G是△ABC的重心,過點G作直線與AB,AC兩邊分別交于M,N兩點,且=x,=y(tǒng),則的值為( )
A.3 B.
C.2 D.
解析:選B 利用三角形的性質,過重心作平行于底邊BC的直線,
易得x=y(tǒng)=,則=.
7.(2018·蘭州模擬)已知向量a=(1-sin θ,1),b=,若a∥b,則銳角θ=( )
A. B.
C. D.
解析:選B 因為a∥b,所以(1-sin θ)×(1+sin θ)-1×=0,
得sin2θ=,所以sin θ=±,故銳角θ=.
8.已知△ABC是邊
5、長為4的正三角形,D,P是△ABC內的兩點,且滿足= (+),=+,則△APD的面積為( )
A. B.
C. D.2
解析:選A 法一:取BC的中點E,連接AE,由于△ABC是邊長為4的正三角形,則AE⊥BC,=(+),又=(+),所以點D是AE的中點,AD=.?。?,以AD,AF為鄰邊作平行四邊形,可知=+=+.而△APD是直角三角形,AF=,所以△APD的面積為××=.
法二:以A為原點,以BC的垂直平分線為y軸,建立如圖所示的平面直角坐標系.
∵等邊三角形ABC的邊長為4,
∴B(-2,-2),C(2,-2),
由題知=(+)=[(-2,-2)+(2,-2)]
6、=(0,-),
=+=(0,-)+(4,0)=,
∴△ADP的面積為S=||·| |=××=.
二、填空題
9.在矩形ABCD中,O是對角線的交點,若=5e1,=3e2,則=________.(用e1,e2表示)
解析:在矩形ABCD中,因為O是對角線的交點,
所以==(+)=(+)=(5e1+3e2)=e1+e2.
答案:e1+e2
10.已知S是△ABC所在平面外一點,D是SC的中點,若=x+y+z,則x+y+z=________.
解析:依題意得=-=(+)-=-++,
因此x+y+z=-1++=0.
答案:0
11.(2018·貴陽模擬)已知平面向量a,b滿足|
7、a|=1,b=(1,1),且a∥b,則向量a的坐標是________.
解析:設a=(x,y),
∵平面向量a,b滿足|a|=1,b=(1,1),且a∥b,
∴=1,且x-y=0,解得x=y(tǒng)=±.
∴a=或.
答案:或
12.在直角梯形ABCD中,AB⊥AD,DC∥AB,AD=DC=1,AB=2,E,F(xiàn)分別為AB,BC的中點,點P在以A為圓心,AD為半徑的圓弧DE上變動(如圖所示),若=λ+μ,其中λ,μ∈R,則2λ-μ的取值范圍是________.
解析:以A為坐標原點,AB為x軸,AD為y軸,建立如圖所示的平面直角坐標系,則A(0,0),E(1,0),D(0,1),F(xiàn),
設
8、P(cos α,sin α)(0°≤α≤90°),
∵=λ+μ,
∴(cos α,sin α)=λ(-1,1)+μ
=,
∴cos α=-λ+μ,sin α=λ+,
∴λ=(3sin α-cos α),μ=(cos α+sin α),
∴2λ-μ=sin α-cos α=sin(α-45°),
∵0°≤α≤90°,
∴-45°≤α-45°≤45°,
∴-≤sin(α-45°)≤,
∴-1≤sin(α-45°)≤1,
∴2λ-μ的取值范圍是[-1,1].
答案:[-1,1]
三、解答題
13.如圖所示,在△ABC中,D,F(xiàn)分別是BC,AC的中點,=,=a,=b.
(
9、1)用a,b表示向量,,,,;
(2)求證:B,E,F(xiàn)三點共線.
解:(1)延長AD到G,使=,
連接BG,CG,得到平行四邊形ABGC,
所以=a+b,
==(a+b),
==(a+b),
==b,
=-=(a+b)-a=(b-2a),
=-=b-a=(b-2a).
(2)證明:由(1)可知=,
又因為,有公共點B,
所以B,E,F(xiàn)三點共線.
14.(2018·鄭州模擬)平面內給定三個向量a=(3,2),b=(-1,2),c=(4,1).
(1)若(a+kc)∥(2b-a),求實數(shù)k的值;
(2)若d滿足(d-c)∥(a+b),且|d-c|=,求d的坐標
10、.
解:(1)a+kc=(3+4k,2+k),2b-a=(-5,2),
由題意得2×(3+4k)-(-5)×(2+k)=0,
解得k=-.
(2)設d=(x,y),則d-c=(x-4,y-1),
又a+b=(2,4),|d-c|=,
∴解得或
∴d的坐標為(3,-1)或(5,3).
15.如圖,在△OAB中,=,=,AD與 BC交于點M,設=a,=b.
(1)用a,b表示;
(2)在線段AC上取一點E,在線段BD上取一點F,使EF過M點,設=p,=q,求證:+=1.
解:(1)設=xa+yb,
由=,得=4x+yb,
∵C,M,B三點共線,
∴4x
11、+y=1. ①
由=,得=xa+2y,
∵A,M,D三點共線,
∴x+2y=1, ②
聯(lián)立①②得,x=,y=.
∴=a+b.
(2)證明:∵=p,=q,
∴=,=,
∴=·+·.
∵E,M,F(xiàn)三點共線,
∴+=1.
1.已知點P是△ABC的中位線EF上任意一點,且EF∥BC,實數(shù)x,y滿足+x+y=0,設△ABC,△PBC,△PCA,△PAB的面積分別為S,S1,S2,S3,記=λ1,=λ2,=λ3,則λ2·λ3取最大值時,3x+y的值為( )
A. B.
C.1
12、D.2
解析:選D 由題意可知λ1+λ2+λ3=1.
∵P是△ABC的中位線EF上任意一點,且EF∥BC,
∴λ1=,∴λ2+λ3=,
∴λ2λ3≤2=,
當且僅當λ2=λ3=時取等號,
∴λ2·λ3取最大值時,P為EF的中點.
延長AP交BC于M,則M為BC的中點,
∴PA=PM,
∴=-=-(+),
又∵+x+y=0,
∴x=y(tǒng)=,
∴3x+y=2.
2.如圖,在Rt△ABC中,P是斜邊BC上一點,且滿足=,點M,N在過點P的直線上,若=λ,=μ(λ>0,μ>0),則λ+2μ的最小值為( )
A.2 B.
C.3 D.
解析:選B ∵=λ,=μ (λ>0,μ>0),
∴=+=(1-λ).
∵M,P,N三點共線,
∴存在實數(shù)k,使=k=k(-)=-kλ+kμ.
∵=,∴==-.
∴+=+=(1-λ),
∴
由②得,k=代入①得,-=1-λ,
∴μ=,∴λ+2μ=λ+.
設f(λ)=λ+,λ>0,
∴f′(λ)=,令f′(λ)=0,得λ=0或λ=.
當λ∈時,f′(λ)<0,當λ∈時,f′(λ)>0.
∴λ=時,f(λ)取極小值,也是最小值,
又f=,∴f(λ)的最小值為,
即λ+2μ的最小值為.