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1、【优化方案】2016高中数学 第二章 平面向量章末综合检测 新人教A版必修4(时间:100分钟,分数:120分)一、选择题(本大题共有10小题,每小题4分,共40分在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1下列说法正确的是()A共线向量的方向相同B零向量是0C长度相等的向量叫做相等向量D共线向量是在一条直线上的向量解析:选B.对A,共线向量的方向相同或相反,错误;对B,零向量是0,正确;对C,方向相同且长度相等的向量叫做相等向量,错误;对D,共线向量所在直线可能平行,也可能重合,错误故选B.2已知A、B、D三点共线,存在点C,满足,则()A. BC D解析:选C.因为A,B,D三
2、点共线,所以存在实数t,使t,则t(),即t()(1t)t,所以即.3已知向量a(1,2),b(1,0),c(3,4)若为实数,(ab)c,则()A. BC1 D2解析:选B.ab(1,2),由(ab)c得(1)4320,所以.4已知点O,N在ABC所在平面内,且|,0,则点O,N依次是ABC的()A重心,外心 B重心,内心C外心,重心 D外心,内心解析:选C.由|知,O为ABC的外心;由0,得,取BC边的中点D,则2,知A、N、D三点共线,且AN2ND,故点N是ABC的重心5已知向量a(cos ,sin ),其中,b(0,1),则a与b的夹角等于()A B C. D解析:选C.设a与b的夹角
3、为,abcos 0sin (1)sin ,|a|1,|b|1,所以cos sin cos(),因为,0,ycos x在0,上是递减的,所以,故选C.6已知等边三角形ABC的边长为1,a,b,c,则abbcca等于()A BC D解析:选D.由平面向量的数量积的定义知,abbcca|a|b|cos(C)|b|c|cos(A)|c|a|cos(B)cos(C)cos(A)cos(B)cos Ccos Acos Bcos 60.故选D.7已知平面向量a,b,|a|1,|b|,且|2ab|,则向量a与向量ab的夹角为()A. BC. D解析:选B.因为|2ab|24|a|24ab|b|27,|a|1,
4、|b|,所以44ab37,ab0,所以ab.如图所示,a与ab的夹角为COA,因为tanCOA,所以COA,即a与ab的夹角为.8在ABC中,BAC60,AB2,AC1,E,F为边BC的三等分点,则()A. BC. D解析:选A.依题意,不妨设,2,则有(),即;2(),即.所以()()(2)(2)(22225)(222212521cos 60),故选A.9已知非零向量a,b,c满足abc0,向量a,b的夹角为60,且|b|a|1,则向量a与c的夹角为()A60 B30C120 D150解析:选D.因为abc0,所以c(ab),所以|c|2(ab)2a2b22ab22cos 603,所以|c|
5、.又ca(ab)aa2ab1cos 60,设向量c与a的夹角为,则cos ,因为0180,所以150.10在ABC中,AC6,BC7,cos A,O是ABC的内心,若xy,其中0x1,0y1,则动点P的轨迹所覆盖的面积为()A. BC. D解析:选A.如图,因为xy,其中0x1,0y1,所以动点P的轨迹所覆盖的区域是以OA,OB为邻边的平行四边形OAMB,则动点P的轨迹所覆盖的面积SABr,r为ABC的内切圆的半径在ABC中,由向量的减法法则得,所以2()2,即|2|2|22|cos A,由已知得7262|212|,所以5|212|650,所以|5.所以SABC65sin A6,又O为ABC的
6、内心,故O到ABC各边的距离均为r,此时ABC的面积可以分割为三个小三角形的面积的和,所以SABC(657)r,即(657)r6,所以r,故所求的面积SABr5.二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分把答案填在题中横线上)11已知向量a(2,3),b(1,2),若ma4b与a2b共线,则m的值为_解析:ma4b(2m4,3m8),a2b(4,1),因为ma4b与a2b共线,所以1(2m4)4(3m8),解得m2.答案:212如图,在四边形ABCD中,AC和BD相交于点O,设a,b,若2,则_(用向量a和b表示)解析:因为()ab.因为1,解得.所以ab.答案:ab13已知两点A(1,
7、0),B(1,),O为坐标原点,点C在第一象限,且AOC120.设 3(R),则_解析:由题意,得3(1,0)(1,)(3,),因为AOC120,所以,即,解得.答案:14已知菱形ABCD的边长为2,BAD120,点E,F分别在边BC、DC上,BC3BE,DCDF.若1,则的值为_解析:因为,所以()()2222cos 1201.解得2.答案:215若将向量a(1,2)绕原点按逆时针方向旋转得到向量b,则b的坐标是_解析:如图,设b(x,y),则|b|a|,ab|a|b|cos,又x2y25,abx2y,得x2y,解得x,y(舍去x,y)故b.答案:三、解答题(本大题共5小题,共55分解答应写
8、出文字说明、证明过程或演算步骤)16(本小题满分10分)已知a,b,c是同一平面内的三个向量,其中a(1,2)(1)若|c|2,且ca,求c的坐标;(2)若|b|,且a2b与2ab垂直,求a与b的夹角.解:(1)由a(1,2),得|a|,又|c|2,所以|c|2|a|.又因为ca,所以c2a,所以c(2,4)或c(2,4)(2)因为a2b与2ab垂直,所以(a2b)(2ab)0,即2|a|23ab2|b|20,将|a|,|b|代入,得ab.所以cos 1,又由0,得,即a与b的夹角为.17(本小题满分10分)在平面直角坐标系xOy中,已知点A(1,4),B(2,3),C(2,1)(1)求,及|
9、;(2)设实数t满足(t),求t的值解: (1)因为A(1,4),B(2,3),C(2,1)所以(3,1),(1,5),(2,6),|2.(2)因为(t),所以(t)0,即t20,因为32(1)(1)5,222(1)25,所以55t0,所以t1.18(本小题满分10分)已知向量、满足条件0,|1.求证:P1P2P3是正三角形证明:因为0,所以,所以()2()2,所以|2|22|2,所以,又cosP1OP2,所以P1OP2120.所以|.同理可得|.故P1P2P3是等边三角形19(本小题满分12分)已知正方形ABCD,E、F分别是CD、AD的中点,BE、CF交于点P.求证:(1)BECF;(2)
10、APAB.证明:如图建立直角坐标系xOy,其中A为原点,不妨设AB2,则A(0,0),B(2,0),C(2,2),E(1,2),F(0,1)(1)(1,2)(2,0)(1,2),(0,1)(2,2)(2,1),因为1(2)2(1)0,所以,即BECF.(2)设P(x,y),则(x,y1),(2,1),因为,所以x2(y1),即x2y2.同理,由,得y2x4,代入x2y2.解得x,所以y,即P.所以242,所以|,即APAB.20(本小题满分13分)(1)如图,设点P,Q是线段AB的三等分点,若a,b,试用a,b表示,并判断与的关系(2)受(1)的启示,如果点A1,A2,A3,An1是AB的n(n3)等分点,你能得到什么结论?请证明你的结论解:(1)()ab.同理ab.ab.(2)结论:.证明如下:由(1)可推出() ,所以ab,同理ab,所以ab.又OA2ab,ab,所以ab,因此有.7