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1、1第 4 练平面向量 明晰考情 1.命题角度:向量常与三角函数、不等式、解析几何等知识交汇命题,综合考查向量的有关知识,一般以选择、填空题的形式考查.2.题目难度:中低档难度考点一平面向量的线性运算要点重组(1)平面向量的线性运算:加法、减法、数乘(2)共线向量定理(3)平面向量基本定理方法技巧(1)向量加法的平行四边形法则:共起点;三角形法则:首尾相连;向量减法的三角形法则:共起点连终点,指向被减(2)已知O为平面上任意一点,则A,B,C三点共线的充要条件是存在s,t,使得OCsOAtOB,且st1,s,tR.(3)证明三点共线问题,可转化为向量共线解决1(2018全国)在ABC中,AD为B
2、C边上的中线,E为AD的中点,则EB等于()A.34AB14ACB.14AB34ACC.34AB14ACD.14AB34AC答案A 解析作出示意图如图所示EBEDDB12AD12CB1212(ABAC)12(ABAC)34AB14AC.2故选 A.2.如图,在ABC中,N是AC边上一点,且AN12NC,P是BN上的一点,若APmAB29AC,则实数m的值为()A.19B.13C1 D3 答案B 解析AN12NC,AN13AC,APmAB29ACmAB23AN.又B,N,P三点共线,m13.3.如图,在正方形ABCD中,M,N分别是BC,CD的中点,若AC AMBN,则 等于()A2B.83C.
3、65D.85答案D 解析方法一如图以AB,AD为坐标轴建立平面直角坐标系,设正方形边长为1,AM 1,12,BN 12,1,AC(1,1)ACAMBN 1,12 12,1 2,2,321,2 1,解得65,25,故 85.方法二以AB,AD作为基底,M,N分别为BC,CD的中点,AMABBMAB12AD,BNBCCNAD12AB,ACAMBN 2AB2AD,又ACABAD,因此21,2 1,解得65,25.所以 85.4已知AB,DC为梯形ABCD的两腰,若AD(1,3),BC(1 x,2x),则x_.答案3 解析由梯形的性质知,ADBC,且同向,则12x3(1 x)0,解得x 3.5在ABC
4、中,点M是线段BC延长线上一点,且满足BM3CM,若AMxAByAC,则xy_.答案 2 解析因为AMACCMAC12BC,BCACAB,所以AMAC12(ACAB)32AC12AB,所以x12,y32,则xy 2.考点二平面向量的数量积要点重组(1)ab|a|b|cos.4(2)|a|2aa;cosab|a|b|.方法技巧(1)向量数量积的求法:定义法,几何法(利用数量积的几何意义),坐标法(2)向量运算的两种基本方法:基向量法,坐标法6 已知向量a(1,2),b(1,0),c(3,4),若 为实数,(ba)c,则 的值为()A311B113C.12D.35答案A 解析ba(1,0)(1,2
5、)(1 ,2),又c(3,4),且(ba)c,所以(ba)c0,即 3(1)243380,解得 311.7已知ABC是边长为2 的等边三角形,P为平面ABC内一点,则PA(PBPC)的最小值是()A 2 B32C43D 1 答案B 解析方法一(解析法)建立坐标系如图所示,则A,B,C三点的坐标分别为A(0,3),B(1,0),C(1,0)设P点的坐标为(x,y),图则PA(x,3y),PB(1x,y),PC(1x,y),PA(PBPC)(x,3y)(2x,2y)2(x2y23y)2x2y322342 3432.当且仅当x 0,y32时,PA(PBPC)取得最小值,最小值为32.5故选 B.方法
6、二(几何法)如图所示,PBPC 2PD(D为BC的中点),则PA(PBPC)2PAPD.图要使PAPD最小,则PA与PD方向相反,即点P在线段AD上,则(2PAPD)min 2|PA|PD|,问题转化为求|PA|PD|的最大值又当点P在线段AD上时,|PA|PD|AD|2323,|PA|PD|PA|PD|2232234,PA(PBPC)min(2PAPD)min23432.故选 B.8已知向量BA12,32,BC32,12,则ABC等于()A30B45C60D120答案A 解析|BA|1,|BC|1,cosABCBABC|BA|BC|32.又0ABC180,ABC30.9(2016浙江)已知向
7、量a,b,|a|1,|b|2.若对任意单位向量e,均有|ae|be|6,则ab的最大值是 _答案12解析由已知可得6|ae|be|aebe|(ab)e|,由于上式对任意单位向量e都成立6|ab|成立6(ab)2a2b22ab12222ab.6即 65 2ab,ab12.10在平面内,ABACBABCCACB6,动点P,M满足|AP|2,PMMC,则|BM|2的最大值是 _答案16 解析由已知易得ABC是等边三角形且边长为23.设O是ABC的中心,则|OA|OB|OC|2.以O为原点,直线OA为x轴建立平面直角坐标系,如图所示,则A(2,0),B(1,3),C(1,3)设P(x,y),由已知|A
8、P|2,得(x2)2y24.PMMC,Mx12,y32,BMx12,y332,|BM|2x12y 3324,它表示圆(x2)2y2 4 上的点P(x,y)与点D(1,33)的距离的平方的14,|PD|max212 332292728,|BM|2max82416.考点三平面向量的综合应用方法技巧(1)以向量为载体的综合问题,要准确使用平面向量知识进行转化,最后归结为不含向量的问题(2)平面向量常与三角函数、平面几何、解析几何等相结合,利用向量共线或数量积的知识解题11(2018温州模拟)如图已知ABC的边BC的垂直平分线交BC于Q,交AC于P,若|AB|1,|AC|2,则APBC的值为()7A3
9、B.32C.3D.32答案B 解析因为BC的垂直平分线交AC于Q,所以QPBC0,APBC()AQQPBCAQBCQPBC12()ACAB()ACAB12()AC2AB232,故选 B.12如图,半径为1 的扇形AOB中,AOB120,P是弧AB上的一点,且满足OPOB,M,N分别是线段OA,OB上的动点,则PMPN的最大值为()A.22B.32C1 D.2 答案C 解析PMPN()POOM()POONPO2OMPOOMON1|OM|cos150|OM|ON|cos120 10320 121,当且仅当M点与O点重合时取等号,故选C.13如图,在ABC中,点D,E是线段BC上两个动点,且ADAE
10、xAByAC,则1x4y的最小值为()A.32B2 C.52D.92答案D 8解析由题图可知x,y均为正,设ADmABnAC,AEAB AC,B,D,E,C共线,mn 1,1,ADAExAByAC(m)AB(n)AC,则xymn 2,1x4y121x4y()xy125yx4xy125 2yx4xy92,当且仅当x23,y43时,等号成立则1x4y的最小值为92,故选 D.14(2018浙江省名校协作体联考)设数列 xn 的各项都为正数且x11.ABC内的点Pn(nN*)均满足PnAB与PnAC的面积比为21,若PnA12xn1PnB(2xn1)PnC0,则x4的值为()A15 B17 C29
11、D31 答案A 解析由PnA12xn1PnB()2xn1PnC0 得PnA(2xn1)PnC12xn1PnB,设PnD(2xn1)PnC,以线段PnA,PnD作出平行四边形AEDPn,如图,则PnAPnDPnE12xn1PnB,|PnE|PnB|xn12,nnP AEP ABSSxn12,|PnC|PnD|PnC|AE12xn1,nnP ACP ADSSnnP ACP AESS112xn,9则nnP ACP ABSSxn12 12xn12,即xn12xn1,xn112(xn1),则xn1 构成以 2 为首项,以2 为公比的等比数列,所以x4 122316,所以x415.故选 A.15在ABC中
12、,ACB为钝角,ACBC1,COxCAyCB且xy1,函数f(m)|CAmCB|的最小值为32,则|CO|的最小值为 _答案12解析在ABC中,ACB为钝角,ACBC1,函数f(m)的最小值为32.函数f(m)|CAmCB|CA2m2CB22mCACB1m22mcosACB32,化为 4m28mcosACB10 恒成立当且仅当m8cosACB8cosACB时等号成立,代入得到cosACB12(舍去正值),ACB23.CO2x2CA2y2CB22xyCACBx2y22xycos23x2(1 x)2x(1x)3x12214,当且仅当x12y时,CO2取得最小值14,|CO的最小值为12.101对任
13、意向量a,b,下列关系式中不恒成立的是()A|ab|a|b|B|ab|a|b|C(ab)2|ab|2D(ab)(ab)a2b2答案B 解析选项 B中,当向量a,b反向及不共线时,有|ab|a|b|,故 B中关系式不恒成立2ABC的外接圆的圆心为O,半径为 1,若OAABOC0,且|OA|AB|,则CACB等于()A.32B.3C3D 23 答案C 解析OAABOC 0,OBOC,故点O是BC的中点,且ABC为直角三角形,又ABC的外接圆的半径为1,|OA|AB|,BC2,AB1,CA3,BCA30,CACB|CA|CB|cos3032323.3已知向量a(1,2),b(1,1),且a与ab的夹
14、角为锐角,则实数 的取值范围是_答案53,0()0,解析ab(1 ,2),由a(ab)0,可得 53.又a与ab不共线,0.故 53且 0.4 向量a,b满足|a|4,b(ab)0,若|ab|的最小值为2(R),则ab_.答案8 解析向量a,b满足|a|4,b(ab)0,即abb2.若|ab|2a22abb21622abab2(R),化为 1622abab40 对于 R恒成立,4(ab)264(ab4)0,11化为(ab8)20,ab 8.解题秘籍(1)熟练掌握向量数量积的概念,并且要从几何意义理解数量积的性质(2)注意向量夹角的定义和范围在ABC中,AB和BC的夹角为B;向量a,b的夹角为锐
15、角要和ab0 区别开来(不要忽视向量共线情况,两向量夹角为钝角类似处理)1(2018金华模拟)已知平面向量a,b,c,满足a|a|b|b|c|c|,且|a|b|c|4,则c(ab)的最大值为()A1B2C3D 4 答案B 解析由题意可得a|a|b|b|c|c|,可得a,c60,b,c60,故c(ab)|a|c|b|c|2,将|a|b|c|4 两边同时乘以|c|,可得|a|c|b|c|c|24|c|,故c(ab)|a|c|b|c|2|c|24|c|2|c|22 42,故c(ab)max422.2若|OA|1,|OB|4,OAOB2,OAOBOC,则ABC的面积是()A1B2C.3D23 答案C
16、解析因为OAOBOC,所以OAOCOBBC,OBOCOAAC,又|OA|1,|OB|4,所以|BC|1,|AC|4,OAOB2,即BCAC2.设BC与AC的夹角为,易知 与BCA互为对顶角,所以 BCA.12由BCAC|BC|AC|cos 14cos 2,得 cos12,BCA是三角形的内角,sin BCAsin 32,所以S ABC12|BC|AC|sin BCA3.3(2018诸暨月考)平行四边形ABCD中,AC,BD在AB上的投影分别为3,1,则BD在BC上的投影的取值范围是()A(1,)B(1,3)C(0,)D(0,3)答案A 解析以点A为坐标原点,AB所在直线为x轴,建立如图所示的平
17、面直角坐标系,设B(a,0),CBD,则C(3,b),D(a 1,b),则 3(a1)a,解得a2.所以D(1,b),C(3,b).BD在BC上的投影为|BD|cos 1b2cos.当b0时,cos 1,得BM 1.当b时,0,得BM.故选 A.4(2018浙江湖州、衢州、丽水三市联考)已知O是ABC的外心,C45,则OCmOAnOB(m,nR),则mn的取值范围是()A 2,2 B 2,1)C 2,1 D(1,2 答案B 解析由题意C45,所以AOB90,以OA,OB为x,y轴建立平面直角坐标系,如图,不妨设A(1,0),B(0,1),则C在圆O的优弧AB上,设C(cos,sin),则 2,
18、2,显然OC cosOAsin OB,13即mcos,nsin,mncossin 2sin4,由于 2,2,所以 434,94,sin4 1,22,所以mn 2,1),故选 B.5(2018浙江省金华十校模拟)已知平面内任意不共线的三点A,B,C,则ABBCBCCACAAB的值为()A正数B负数C0 D以上说法都有可能答案B 解析ABBCBCCACAAB122(ABBCBCCACAAB)12(ABBCBCCA)(ABBCCAAB)(BCCACAAB)12BC(ABCA)AB(BCCA)CA(BCAB)12(BCCBABBACAAC)12(BC2AB2AC2)0,20,由|AM|AN|,得|1A
19、B|2AC|,即 1c2b,亦14即12bc,故选 A.7(2018浙江省新昌中学、台州中学等联考)如图,点C在以AB为直径的圆上,其中AB2,过A向点C处的切线作垂线,垂足为P,则ACPB的最大值是()A2B1C0D 1 答案B 解析连接BC,则ACB90,APPC,ACPBAC()PCCBACPC()APPCPCPC2,依题意可证RtAPCRtACB,则|PC|CB|AC|AB|,即|PC|AC|CB|2.|AC|2|CB|2|AB|2,|AC|2|CB|242|AC|CB|,即|AC|CB|2,当且仅当|AC|CB|2时取等号,|PC|1,ACPBPC21,ACPB的最大值为1,故选 B
20、.8(2018浙江省嘉兴一中、杭州高级中学等联考)设a1,a2,a3,a4R,且a1a4a2a31,记f(a1,a2,a3,a4)a21a22a23a24a1a3a2a4,则f(a1,a2,a3,a4)的最小值为()A1B.3C2D 23 答案B 解析设m(a1,a2),n()a3,a4,因为a1a4a2a30,所以m,n不共线,则f(a1,a2,a3,a4)|m|2|n|2mn,记 cosmn|m|n|,(0,),则S12|m|n|sin 12|m|n|1 cos21512|a1a4a2a3|12?|m|n|1sin?f(a1,a2,a3,a4)2|m|n|mn2sin cossin 3(利
21、用三角函数的有界性)9(2018浙江省嘉兴市第一中学模拟)设e1,e2为单位向量,其中a 2e1e2,be2,且a在b上的投影为2,则ab_,e1与e2的夹角为 _答案2 3解析因为ab|b|2,所以ab2.设e1与e2的夹角为,则ab|b|2e1e2e2|e2|2e1e2e2212|e1|e2|cos 12,解得 cos12,又因为0,所以 3.10在ABC中,AB 3,AC2,A60,AGmABAC,则|AG的最小值为 _,又若AGBC,则m_.答案3 16解析因为ABAC|AB|AC|cosA3,所以AG2()mABAC2m2AB22mABACAC29m26m4(3m1)23,所以当 3
22、m10 时,|AG取最小值3;因为AGBC,所以AGBC()mABAC()ACAB(m1)ABACmAB2AC23(m1)9m40,解得m16.11(2018浙江省杭州市第二中学月考)已知点M为单位圆x2y21 上的动点,点O为坐标原点,点A在直线x2 上,则AMAO的最小值为 _答案2 16解析设A(2,t),M(cos,sin)0,2 ,则AM(cos 2,sin t),AO(2,t),所以AMAO4t22costsin.又(2cos tsin)max4t2,故AMAO4t24t2.令s4t2,则s2,又 4t24t2s2s2,当s2 即t0 时等号成立,故()AMAOmin2.12若向量a,b满足a212abb21,则|ab的最大值为 _答案2105解析因为|ab2|ab22a22b2,|ab2|ab24ab,所以|ab2|ab22|ab2|ab281,即5|ab283|ab281,即|ab2853|ab2585,故|ab2105.