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1、1 高中数学平面向量组卷一选择题(共18 小题)1已知向量与的夹角为 ,定义 为与的“ 向量积 ” ,且 是一个向量,它的长度| |=| | |sin ,若=(2,0) ,=( 1,) ,则 | (+)|=()A4BC6D22已知,为单位向量,其夹角为60 ,则( 2 )?=()A 1 B0C1D23已知向量=(1,) ,=(3,m) ,若向量,的夹角为,则实数m=()A2BC0D4向量,且,则=()ABCD5如图,在 ABC 中, BD=2DC 若,则=()ABCD6若向量=(2cos , 1) ,=(,tan ) ,且,则 sin =()ABCD7已知点A(3,0) ,B(0,3) ,C(
2、cos ,sin ) ,O(0,0) ,若,则的夹角为()ABCD8设向量=,=不共线,且 |+|=1,| |=3,则 OAB 的形状是()A等边三角形B直角三角形C锐角三角形D钝角三角形9已知点G 是ABC 的重心,若A=,?=3,则 |的最小值为()ABCD2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 19 页 - - - - - - - - - 2 10如图,各棱长都为2 的四面体 ABCD 中,=,=2,则向量?=()ABCD11已知函数f(x)=sin(2
3、x+ )的部分图象如图所示,点B,C 是该图象与x 轴的交点,过点C 的直线与该图象交于 D,E 两点,则()?的值为()ABC1D212已知 P 为三角形ABC 内部任一点(不包括边界),且满足 ()?(+2)=0,则ABC 的形状一定为()A等边三角形B直角三角形C钝三角形D等腰三角形13如图所示,设P 为ABC 所在平面内的一点,并且=+,则ABP 与ABC 的面积之比等于()ABCD14在 ABC 中, |AB|=3,|AC|=2 ,=,则直线 AD 通过 ABC 的()A垂心B外心C重心D内心15在 ABC 中, BAC=60 ,AB=2 ,AC=1 ,E,F 为边 BC 的三等分点
4、,则=()ABCD名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 19 页 - - - - - - - - - 3 16已知空间向量满足,且的夹角为,O 为空间直角坐标系的原点,点A、B 满足,则OAB 的面积为()ABCD17已知点 P 为ABC 内一点,且+3=,则 APB, APC,BPC 的面积之比等于()A9:4:1 B1:4:9 C3:2:1 D1:2:3 18在直角三角形ABC 中,点 D 是斜边 AB 的中点,点P 为线段 CD 的中点,则=()A2B4C
5、5D10 二解答题(共6 小题)19如图示,在 ABC 中,若 A,B 两点坐标分别为(2,0) , ( 3,4)点 C 在 AB 上,且 OC 平分 BOA (1)求 AOB 的余弦值;(2)求点 C 的坐标20已知向量=(cos ,sin )和(1)若,求角 的集合;(2)若,且 | |=,求的值名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 19 页 - - - - - - - - - 4 21如图所示,若D 是ABC 内的一点,且AB2AC2=DB2DC2求证:
6、AD BC22已知向量,其中 A、B 是ABC的内角,(1)求 tanA?tanB 的值;(2)若 a、b、c 分别是角A、B、C 的对边,当C 最大时,求的值23已知向量且,函数 f(x)=2(I)求函数f(x)的最小正周期及单调递增区间;(II)若,分别求 tanx 及的值24已知,函数 f(x)=(1)求函数f( x)的最小正周期;(2)求函数f( x)的单调减区间;(3)当时,求函数f(x)的值域名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 19 页 - - -
7、 - - - - - - 5 高中数学平面向量组卷(2014 年 09 月 24 日)参考答案与试题解析一选择题(共18 小题)1已知向量与的夹角为 ,定义 为与的“ 向量积 ” ,且 是一个向量,它的长度| |=| | |sin ,若=(2,0) ,=( 1,) ,则 | (+)|=()A4BC6D2考点:平面向量数量积的运算专题:平面向量及应用分析:利用数量积运算和向量的夹角公式可得=再利用平方关系可得,利用新定义即可得出解答:解:由题意,则,=6,=2,=2=即,得,由定义知,故选: D点评:本题考查了数量积运算、向量的夹角公式、三角函数的平方关系、新定义,考查了计算能力,属于基础题2已
8、知,为单位向量,其夹角为60 ,则( 2 )?=()A 1 B0C1D2考点:平面向量数量积的运算专题:平面向量及应用分析:由条件利用两个向量的数量积的定义,求得、的值,可得( 2)? 的值解答:解:由题意可得,=1 1 cos60 =,=1,( 2 )?=2=0,故选: B点评:本题主要考查两个向量的数量积的定义,属于基础题名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 19 页 - - - - - - - - - 6 3已知向量=(1,) ,=(3,m) ,若向量,的
9、夹角为,则实数m=()A2BC0D考点:数量积表示两个向量的夹角专题:平面向量及应用分析:由条件利用两个向量的夹角公式、两个向量的数量积公式,求得m 的值解答:解:由题意可得cos=,解得m=,故选: B点评:本题主要考查两个向量的夹角公式、两个向量的数量积公式的应用,属于基础题4向量,且,则=()ABCD考点:平行向量与共线向量;同角三角函数间的基本关系;诱导公式的作用专题:计算题;三角函数的求值分析:根据向量平行的条件建立关于的等式,利用同角三角函数的基本关系与诱导公式,化简即可得到的值解答:解:,且,即,得 sin =,由此可得=sin =故选: B 点评:本题给出向量含有三角函数的坐标
10、式,在向量互相平行的情况下求的值 着重考查了同角三角函数的基本关系、诱导公式和向量平行的条件等知识,属于基础题5如图,在 ABC 中, BD=2DC 若,则=()ABCD名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 19 页 - - - - - - - - - 7 考点:向量的加法及其几何意义专题:平面向量及应用分析:由题意可得=,而,代入化简可得答案解答:解:由题意可得=故选 C 点评:本题考查平面向量的加法及其几何意义,涉及向量的数乘,属基础题6若向量=(2cos
11、, 1) ,=(,tan ) ,且,则 sin =()ABCD考点:平面向量共线(平行)的坐标表示专题:平面向量及应用分析:直接由向量共线的坐标表示列式计算解答:解:向量=(2cos ,1) ,=(,tan ) ,且,则 2cos? tan ( 1)=0,即 2sin =故选: B点评:共线问题是一个重要的知识点,在高考题中常常出现,常与向量的模、向量的坐标表示等联系在一起,要特别注意垂直与平行的区别若=(a1,a2) ,=(b1,b2) ,则? a1a2+b1b2=0,? a1b2a2b1=0是基础题7已知点A(3,0) ,B(0,3) ,C(cos ,sin ) ,O(0,0) ,若,则的
12、夹角为()ABCD考点:平面向量数量积的坐标表示、模、夹角专题:计算题分析:根据题意求出的坐标, 再由它的模求出角 ,进而求出点C 的坐标, 利用数量积的坐标表示求出和夹角的余弦值,再求出夹角的度数解答:解: A(3, 0) ,C(cos ,sin ) ,O(0,0) ,=(3+cos ,sin ) ,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 19 页 - - - - - - - - - 8 ,( 3+cos )2+sin2 =13,解得, cos =,则 =,即
13、C(,) ,和夹角的余弦值是=,和的夹角是故选: D点评:本题考查向量线性运算的坐标运算,以及数量积坐标表示的应用,利用向量坐标形式进行运算求出对应向量的模,以及它们的夹角的余弦值,进而结合夹角的范围求出夹角的大小8设向量=,=不共线,且 |+|=1,| |=3,则 OAB 的形状是()A等边三角形B直角三角形C锐角三角形D钝角三角形考点:平面向量数量积的运算专题:计算题;平面向量及应用分析:对 | +|=1,| |=3 分别平方并作差可得,由其符号可判断AOB 为钝角,得到答案解答:解:由 | +|=1,得=1,即 ,由 | |=3,得,即 , 得, 4=8,解得0, AOB 为钝角, OA
14、B 为钝角三角形,故选:D点评:本题考查平面向量数量积运算,属基础题9已知点G 是ABC 的重心,若A=,?=3,则 |的最小值为()ABCD2考点:平面向量数量积的运算专题:不等式的解法及应用;平面向量及应用分析:由 A=,?=3,可求得=6,由点 G 是ABC 的重心,得=,利用不等式则 |2=(+6),代入数值可得解答:解: A=,?=3,=3,即=6,点 G 是ABC 的重心,=, |2=(+6)=2, |,当且仅当=时取等号, |的最小值为,故选 B点评:本题考查平面向量数量积的运算、不等式求最值,注意不等式求最值时适用的条件10如图,各棱长都为2 的四面体 ABCD 中,=,=2,
15、则向量?=()名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 19 页 - - - - - - - - - 9 ABCD考点:平面向量数量积的运算专题:平面向量及应用分析:由向量的运算可得=() ,=,由数量积的定义可得解答:解:=,=2,=() ,=,=,?=()?()=故选: B 点评:本题考查向量数量积的运算,用已知向量表示未知向量是解决问题的关键,属中档题11已知函数f(x)=sin(2 x+ )的部分图象如图所示,点B,C 是该图象与x 轴的交点,过点C 的直线
16、与该图象交于 D,E 两点,则()?的值为()ABC1D2考点:平面向量数量积的运算;正弦函数的图象;正弦函数的定义域和值域专题:平面向量及应用分析:根据三角函数的图象和性质,求出函数的周期,利用向量的基本运算和向量的数量积定义即可得到结论解答:解:函数f(x)=sin(2 x+ )的周期T=,则 BC=,则 C 点是一个对称中心,则根据向量的平行四边形法则可知:=2?()?=2=点评:本题主要考查向量的数量积运算,利用三角函数的图象和性质是解决本题的关键12已知 P 为三角形ABC 内部任一点(不包括边界),且满足 ()?(+2)=0,则ABC 的形状一定为()名师资料总结 - - -精品资
17、料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 19 页 - - - - - - - - - 10 A等边三角形B直角三角形C钝三角形D等腰三角形考点:平面向量数量积的运算专题:平面向量及应用分析:利用向量的三角形法则和平行四边形法则、向量垂直于数量积的关系即可得出解答:解:,=, () ?(+2)=0,=0而一定经过边AB 的中点,垂直平分边AB,即 ABC 的形状一定为等腰三角形点评:本题考查了向量的三角形法则和平行四边形法则、向量垂直于数量积的关系、等腰三角形的定义,考查了推理能力,属于难题13
18、如图所示,设P 为ABC 所在平面内的一点,并且=+,则ABP 与ABC 的面积之比等于()ABCD考点:向量在几何中的应用专题:计算题;压轴题分析:本题考查的知识点是向量在几何中的应用,及三角形面积的性质, 由ABP 与ABC 为同底不等高的三角形,故高之比即为两个三角面积之间,连接CP 并延长后,我们易得到CP 与 CD 长度的关系,进行得到ABP的面积与 ABC 面积之比解答:解:连接CP 并延长交 AB 于 D, P、C、D 三点共线,=+,且 + =1 设=k,结合=+,得=+由平面向量基本定理解之,得 =,k=3 且 =,=+,可得=, ABP 的面积与 ABC 有相同的底边AB
19、高的比等于 |与|之比 ABP 的面积与 ABC 面积之比为,故选: C 点评:三角形面积性质:同(等) 底同(等)高的三角形面积相等;同(等) 底三角形面积这比等于高之比;同(等)高三角形面积之比等于底之比14在 ABC 中, |AB|=3,|AC|=2 ,=,则直线 AD 通过 ABC 的()A垂心B外心C重心D内心名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 19 页 - - - - - - - - - 11 考点:向量在几何中的应用专题:综合题;平面向量及应用
20、分析:首先根据已知条件可知|=|=,又因为=,设=,=,由向量加法的平行四边形法则可知四边形AEDF 为菱形,从而可确定直线AD 通过 ABC 的内心解答:解: |AB|=3,|AC|=2 |=|=设=,=, 则|=|,=+由向量加法的平行四边形法则可知,四边形AEDF 为菱形 AD 为菱形的对角线, AD 平分 EAF直线AD 通过 ABC 的内心故选:D点评:本题考查向量加法的平行四边形法则及其几何意义,属于中档题15在 ABC 中, BAC=60 ,AB=2 ,AC=1 ,E,F 为边 BC 的三等分点,则=()ABCD考点:向量在几何中的应用;平面向量数量积的运算专题:计算题分析:先判
21、定三角形形状,然后建立直角坐标系,分别求出,向量的坐标,代入向量数量积的运算公式,即可求出答案解答:解:在 ABC 中, BAC=60 ,AB=2 ,AC=1 ,根据余弦定理可知BC=由 AB=2 ,AC=1 ,BC=满足勾股定理可知BCA=90 以 C 为坐标原点,CA、CB 方向为 x,y 轴正方向建立坐标系 AC=1 ,BC=,则 C(0,0) ,A(1,0) ,B(0,)又 E, F 分别是 RtABC 中 BC 上的两个三等分点,则E(0,) ,F(0,)则=( 1,) ,=( 1,)=1+=故选 A点评:本题考查的知识点是平面向量数量积的运算,其中建立坐标系,将向量数量积的运算坐标
22、化可以简化本题的解答过程16已知空间向量满足,且的夹角为,O 为空间直角坐标系的原点,点A、B 满足,则OAB 的面积为()ABCD名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 19 页 - - - - - - - - - 12 考点:平面向量数量积的运算;三角形的面积公式专题:平面向量及应用分析:由向量的运算可得,以及,代入夹角公式可得cosBOA ,由平方关系可得sinBOA ,代入三角形的面积公式S=,计算可得解答:解:由题意可得=,同理可得=,而=() ?()
23、=6 1212=,故 cos BOA=,可得 sinBOA=,所以 OAB 的面积 S=故选 B 点评:本题考查平面向量的数量积和三角形面积的求解,熟练掌握公式是解决问题的关键,属中档题17已知点 P 为ABC 内一点,且+3=,则 APB, APC,BPC 的面积之比等于()A9:4:1 B1:4:9 C3:2:1 D1:2:3 考点:向量在几何中的应用专题:计算题;压轴题分析:先将已知向量式化为两个向量共线的形式,再利用平行四边形法则及向量数乘运算的几何意义,三角形面积公式确定面积之比解答:解:+3=,+=+) ,如图:, F、P、G 三点共线,且PF=2PG,GF 为三角形 ABC 的中
24、位线=2 而 SAPB=SABCAPB,APC,BPC 的面积之比等于3:2:1 故选C 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页,共 19 页 - - - - - - - - - 13 点评:本题考查了向量式的化简,向量加法的平行四边形法则,向量数乘运算的几何意义等向量知识,充分利用向量共线是解决本题的关键18在直角三角形ABC 中,点 D 是斜边 AB 的中点,点P 为线段 CD 的中点,则=()A2B4C5D10 考点:向量在几何中的应用专题:计算题;综合题分析
25、:以 D 为原点, AB 所在直线为x 轴,建立坐标系,由题意得以AB 为直径的圆必定经过C 点,因此设AB=2r , CDB= ,得到 A、B、C 和 P 各点的坐标,运用两点的距离公式求出|PA|2+|PB|2和|PC|2的值,即可求出的值解答:解:以 D 为原点, AB 所在直线为x 轴,建立如图坐标系, AB 是 RtABC 的斜边,以AB 为直径的圆必定经过C 点设 AB=2r , CDB= ,则 A( r,0) ,B(r,0) ,C(rcos ,rsin )点 P为线段 CD 的中点, P(rcos ,rsin ) |PA|2=+=+r2cos ,|PB|2=+=r2cos ,可得
26、 |PA|2+|PB|2=r2又点 P 为线段 CD 的中点, CD=r |PC|2=r2所以:=10 故选 D 点评:本题给出直角三角形ABC 斜边 AB 上中线 AD 的中点 P,求 P 到 A、B 距离的平方和与PC 平方的比值,着重考查了用解析法解决平面几何问题的知识点,属于中档题二解答题(共6 小题)19如图示,在 ABC 中,若 A,B 两点坐标分别为(2,0) , ( 3,4)点 C 在 AB 上,且 OC 平分 BOA 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第
27、13 页,共 19 页 - - - - - - - - - 14 (1)求 AOB 的余弦值;(2)求点 C 的坐标考点:向量在几何中的应用专题:综合题分析:( 1)由题意可得,把已知代入可求( 2)设点 C(x,y) ,由 OC 平分 BOA 可得 cosAOC=cos BOC 即=;再由点C 在 AB 即共线,建立关于x,y 的关系,可求解答:解: (1)由题意可得,=( 2)设点 C(x,y) ,由 OC 平分 BOA 可得 cosAOC=cosBOC ,=,y=2x又点 C 在 AB 即共线, 4x+5y8=0由解得,点 C 的坐标为点评:本题注意考查了向量的夹角公式的坐标表示的应用,
28、向量共线的坐标表示在三角形中的应用,解题的关键是借助于已知图象中的条件,灵活的应用向量的基本知识20已知向量=(cos ,sin )和(1)若,求角 的集合;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页,共 19 页 - - - - - - - - - 15 (2)若,且 | |=,求的值考点:平面向量的坐标运算专题:计算题分析:( 1)由题意和共线向量的等价条件,列出关于角的方程,求出的一个三角函数值,再根据三角函数求出角 的集合( 2)由题意先求出的坐标,根据此向量的
29、长度和向量长度的坐标表示,列出方程求出cos( ) ,由余弦的二倍角公式和的范围求出的值解答:解: (1)由题意知,则 coscos sin (sin ) =0,sin =1,sin =,角 的集合 = | =+2k或 =+2k ,k Z ;( 2)由题意得,=(cos +sin ,sin cos ) , | |=2=,即 cos( )=,由余弦的二倍角公式得,= ,即 cos() 0,由 得 cos() =点评:本题考查了共线向量的坐标表示和向量长度的坐标表示,利用两角正弦(余弦)和差公式和二倍角公式进行变形求解,注意由已知条件求出所求角的范围,来确定所求三角函数值的符号21如图所示,若D
30、是ABC 内的一点,且AB2AC2=DB2DC2求证: AD BC名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页,共 19 页 - - - - - - - - - 16 考点:向量在几何中的应用专题:计算题;证明题;平面向量及应用分析:设=,=,=,=,=,将=+、 =+代入22的式子, 化简整理22=2+2? 2 ? 2,结合题意22=22化简,可得? ()=0,再结合向量的加减法法则得到?=0,由此结合数量积的性质即可得到AD BC解答:解:设=,=,=,=,=,则=+
31、,=+22=(+)2(+)2=2+2? 2 ? 2由已知AB2 AC2=DB2DC2,得22=22,2+2? 2 ? 2=22,即?()=0=+=,?=?()=0,因此,可得,即 AD BC点评:本题给出三角形ABC 内满足平方关系的点D,求证 AD BC 着重考查了平面向量的加减法则、向量的数量积及其运算性质等知识,属于中档题22已知向量,其中 A、B 是ABC的内角,(1)求 tanA?tanB 的值;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页,共 19 页 - -
32、 - - - - - - - 17 (2)若 a、b、c 分别是角A、B、C 的对边,当C 最大时,求的值考点:平面向量的综合题专题:计算题分析:( 1)根据推断出=0,利用向量的数量积运算结合二倍角公式求得tanA?tanB;( 2)由于 tanA?tanB=0,利用基本不等式得出当且仅当时, c 取得最大值,再利用同角公式求出sinC, sinA,最后由正弦定理求的值解答:解: ()由题意得=0 即, 5cos(A+B )+4cos(AB)=0 cosAcosB=9sinAsinB tanA?tanB=( 2)由于 tanA?tanB=0,且 A、B 是ABC 的内角, tanA0,tan
33、B0 =当且仅当取等号 c 为最大边时,有,tanC=, sinC=,sinA=由正弦定理得:=点评:本题是中档题,考查三角函数的化简与求值,正弦定理的应用,基本不等式的知识,是一道综合题,考查学生分析问题解决问题的能力,公式的熟练程度决定学生的能力的高低23已知向量且,函数 f(x)=2(I)求函数f(x)的最小正周期及单调递增区间;(II)若,分别求 tanx 及的值名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页,共 19 页 - - - - - - - - - 18
34、考点:平面向量数量积的坐标表示、模、夹角;复合三角函数的单调性专题:平面向量及应用分析:( I)化简函数f(x)=2=2sin(2x+) ,可得函数的周期,令2k 2x+ 2k +,k z,求得 x 的范围,即可得到函数的单调递增区间( II)由,求得 tanx=,再由=,运算求得结果解答:( I)解:函数f(x)=2=2sinxcosx+2cos2x1=sin2x+cos2x=2sin (2x+) ,故函数的周期为= ,令2k 2x+ 2k +,k z,求得k x k +,故函数的单调递增区间为k ,k +,k z( II)解:若,则 sinx=cosx,即tanx=点评:本题主要考查两个向
35、量的数量积的定义,三角函数的恒等变换及化简求值,正弦函数的增区间,三角函数的周期性和求法,属于中档题24已知,函数 f(x)=(1)求函数f( x)的最小正周期;(2)求函数f( x)的单调减区间;(3)当时,求函数f(x)的值域考点:平面向量的综合题;三角函数中的恒等变换应用;三角函数的周期性及其求法;复合三角函数的单调性专题:综合题分析:( 1)根据向量的数量积公式,结合二倍角公式、辅助角公式化简函数,利用周期公式,可求函数f(x)的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第
36、 18 页,共 19 页 - - - - - - - - - 19 最小正周期;( 2)由 2k + 2x+ 2k +得 k + x k +,从而可得f(x)的单调减区间;( 3)由,可得,从而可求函数f(x)的值域解答:解: (1),函数 f(x)=5sinxcosx+sin2x+6cos2x=5sin(2x+)+f(x)的最小正周期;( 2)由 2k + 2x+ 2k +得 k + x k +, k Zf (x)的单调减区间为k +,k + (kZ)( 3)1 f(x)即 f(x)的值域为 1,点评:本题考查向量知识的运用,考查三角函数的化简,考查函数的单调性与值域,化简函数是关键名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页,共 19 页 - - - - - - - - -