2013年高考数学总复习 5-2 平面向量基本定理及向量的坐但因为测试 新人教B版
1.()(2011•合肥二模)设平面向量a=(3,5),b=(-2,1),则a-2b=( )
A.(7,3) B.(7,7)
C.(1 ,7) D.(1,3)
[答案] A
[解析] 依题意得a-2b=(3,5)-2(-2,1)=(7,3),选A.
(理)(2011•宁波十校联考)已知平面向量a=(1,2),b=(-2,),且a∥b,则2a+3b=( )
A.(-2,-4) B.(-3,-6)
C.(-4,-8) D.(-5,-10)
[答案] C
[解析] 由a=(1,2),b=(-2,),且a∥b,得1×=2×(-2)⇒=-4,从而b=(-2,-4),那么2a+3b=2×(1,2)+3×(-2,-4)=(-4,-8).
2.(2011•蚌埠二中质检)已知点A(-1,0),B(1,3),向量a=(2k-1,2),若AB→⊥a,则实数k的值为( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
[答案] B
[解析] AB→=(2,3), ∵AB→⊥a,
∴2(2k-1)+3×2=0,
∴k=-1,∴选B.
3.(2011•嘉兴模拟)已知a,b是不共线的向量,AB→=λa+b,AC→=a+μb,λ,μ∈R,那么A、B、C三点共线的充要条件为( )
A.λ+μ=2 B.λ-μ=1
C.λμ=-1 D.λμ=1
[答案] D
[解析] ∵AB→与AC→共线,a与b不共线,
∴λμ-1=0,故选D.
4.(2011•西安质检)已知向量a=(1,2),b=(2,-3).若向量c满足(c+a)∥b,c⊥(a+b),则c=( )
A.(79,73) B.(-73,-79)
C.(73,79) D.(-79,-73)
[答案] D
[解析] 不妨设c=(,n),则a+c=(1+,2+n),a+b=(3,-1),因为(c+a)∥b,则有-3×(1+)=2×(2+n).又c⊥(a+b),则有3-n=0,解得=-79,n=-73.
5.(2011•东高考调研)已知平行四边形ABCD,点P为四边形内部或者边界上任意一点,向量AP→=xAB→+yAD→,则“0≤x≤12,0≤y≤23”的概率是( )
A.13 B.23
C.14 D.12
[答案] A
[解析]
根据平面向量基本定理,点P只要在如图所示的区域AB1C1D1内即可,这个区域的面积是整个四边形面积的12×23=13,故所求的概率是13.
6.()(2010•合肥市质检)如图,△ABC中,AD=DB,AE=EC,CD与BE交于F,设AB→=a,AC→=b,AF→=xa+yb,则(x,y)为( )
A.12,12 B.23,23
C.13,13 D.23,12
[答案] C
[解析] 设CF→=λCD→,∵E、D分别为AC、AB的中点,
∴BE→=BA→+AE→=-a+12b,
BF→=BC→+CF→=(b-a)+λ(12a-b)
=12λ-1a+(1-λ)b,
∵BE→与BF→共线,∴12λ-1-1=1-λ12,∴λ=23,
∴AF→=AC→+CF→=b+23CD→=b+2312a-b
=13a+13b,故x=13,y=13.
(理)在平行四边形ABCD中,AE→=13AB→,AF→=14AD→,CE与BF相交于G点.若AB→=a,AD→=b,则AG→=( )
A.27a+17b B.27a+37b
C.37a+17b D.47a+27b
[答案] C
[解析] ∵B、G、F三点共线,
∴AG→=λAF→+(1-λ)AB→=14λb+(1-λ)a.
∵E、G、C三点共线,
∴AG→=μAE→+(1-μ)AC→=13μa+(1-μ)(a+b).
由平面向量基本定理得,λ4=1-μ1-λ=1-23μ,
∴λ=47μ=67,∴AG→=37a+17b.
7. ()(2011•杭州模拟)已知向量a=(sinx,1),b=(cosx,-3),且a∥b,则tanx=________.
[答案] -13
[解析] ∵a∥b,∴sinxcosx=1-3,
∴tanx=-13.
(理)已知a=(2,-3),b=(sinα,cos2α),α∈-π2,π2,若a∥b,则tanα=________.
[答案] -33
[解析] ∵a∥b,∴sinα2=cos2α-3,∴2cos2α=-3sinα,
∴2sin2α-3sinα-2=0,
∵sinα≤1,∴sinα=-12,
∵α∈-π2,π2,∴cosα=32,∴tanα=-33.
8.(2011•海南质检)在平面直角坐标系xOy中,四边形ABCD的边AB∥DC,AD∥BC.已知点A(-2,0),B(6,8),C(8,6),则D点的坐标为________.
[答案] (0,-2)
[解析] 由条件中的四边形ABCD的对边分别平行,可以判断该四边形ABCD是平行四边形.设D(x,y),则有AB→=DC→,即(6,8)-(-2,0)=(8,6)-(x,y),解得(x,y)=(0,-2).
9.()(2011•北京朝阳区模拟)如图,在△ABC中,D、E 分别是BC、AC的中点,F为AB上一点,且AB→=4AF→,若AD→=xAF→+yAE→,则x=________,y=________.
[答案] 2 1
[解析]
(如图)因为AD→=AE→+ED→
=AE→+12AB→=AE→+12×4AF→
=AE→+2AF→.
所以x=2 ,y=1.
(理)(2011•江苏徐州市质检)在△ABC中,过中线AD的中点E任作一条直线分别交AB,AC于,N两点,若A→=xAB→,AN→=yAC→,则4x+y的最小值为________.
[答案] 94
[解析]
如图所示,由题意知AD→=12(AB→+AC→),AE→=12AD→,
又,E,N三点共线,
所以AE→=λA→+(1-λ)AN→(其中0<λ<1),
又A→=xAB→,AN→=yAC→,
所以14(AB→+AC→)=λxAB→+(1-λ)yAC→,
因此有4λx=1,41-λy=1,解得x=14λ,y=141-λ,
令1λ=t,∴t>1,
则4x+y=1λ+141-λ=t+t4t-1
=(t-1)+14t-1+54≥94,
当且仅当t=32,即λ=23时取得等号.
10.()已知O(0,0)、A(2,-1)、B(1,3)、OP→=OA→+tOB→,求
(1)t为何值时,点P在x轴上?点P在y轴上?点P在第四象限?
(2)四点O、A、B、P能否成为平行四边形的四个顶点,说明你的理由.
[解析] (1)OP→=OA→+tOB→=(t+2,3t-1).
若点P在x轴上,则3t-1=0,∴t=13;
若点P在y轴上,则t+2=0,∴t=-2;
若点P在第四象限,则t+2>03t-1<0,∴-2<t<13.
(2)OA→ =(2,-1),PB→=(-t-1,-3t+4).
若四边形OABP为平行四边形,则OA→=PB→.
∴-t-1=2-3t+4=-1无解.
∴ 四边形OABP不可能为平行四边形.
同理可知,当t=1时,四边形OAPB为平行四边形,当t=-1时,四边形OPAB为平行四边形.
(理)(2011•杭州市质检)已知向量a=(1,2),b=(cosα,sinα),设=a+tb(t为实数).
(1)若α=π4,求当取最小值时实数t的值;
(2)若a⊥b,问:是否存在实数t,使得向量a-b和向量的夹角为π4,若存在,请求出t;若不存在,请说明理由.
[解析] (1)∵α=π4,∴b=(22,22),a•b=322,
∴=a+tb2=5+t2+2ta•b
=t2+32t+5=t+3222+12,
∴当t=-322时,取到最小值,最小值为22.
(2)由条件得cosπ4=a-b•a+tba-ba+tb,
∵a-b=a-b2=6,a+tb=a+tb2=5+t2,(a-b)•(a+tb)=5-t,
∴5-t65+t2=22,且t<5,
∴t2+5t-5=0,∴存在t=-5±352满足条件.
11.()(2011•辽宁,3)已知向量a= (2,1),b=(-1,k),a•(2a-b)=0,则k=( )
A.- 12 B.-6
C.6 D.12
[答案] D
[解析] ∵2a-b=(4,2)-(-1,k)=(5,2-k)
∴a•(2a-b)=(2,1)•(5,2-k)=10+2-k=0
∴k=12.
(理)(2011•湖南十二校第二次联考)平面上有四个互异的点A、B、C、D,满足(AB→-BC→)•(AD→-CD→)=0,则三角形ABC是( )
A.直角三角形 B.等腰三角形
C.等腰直角三角形 D.等边三角形
[答案] B
[解析] (AB→-BC→)•(AD→-CD→)
=(AB→-BC→)•(AD→+DC→)
=(AB→-BC→)•AC→=(AB→-BC→)•(AB→+BC→)
=AB→2-BC→2=0,
故AB→=BC→,即△ABC是等腰三角形.
12.(2011•青岛模拟)如图,在四边形ABCD中,AB=BC=CD=1,且∠B=90°,∠BCD=135°,记向量AB→=a,AC→=b,则AD→=( )
A.2a-(1+22)b
B.-2a+(1+22)b
C.-2a+(1-22)b
D.2a+(1-22)b
[答案 ] B
[解析]
根据题意可得△ABC为等腰直角三角形,由∠BCD=13 0°,得∠ACD=135°-45°=90°,以B为原点,AB所在直线为x轴,BC所在直线为y轴建立如图所示的直角坐标系,并作DE⊥y轴于点E,则△CDE也为等腰直角三角形,由CD=1,得CE=ED=22,则A(1,0),B(0,0),C(0,1),D(22,1+22),∴AB→=(-1,0),AC→=(-1,1),AD→=(22-1,1+22),令AD→=λAB→+μAC→,
则有-λ-μ=22-1μ=1+22,得λ=-2μ=1+22,
∴AD→=-2a+(1+22)b.
13.如图所示,设P、Q为△ABC内的两点,且AP→=25AB→+15AC→,AQ→=23AB→+14AC→,则△ABP的面积与△ABQ的面积之比为________.
[答案] 45
[分析] 因三角形的面积与底和高有关,所以可利用“同底三角形面积比等于高之比”的结论计算待求三角形的面积比.题设条件中用AB→和AC→给出了点P和点Q,故可利用AP→和AQ→构造平行四边形将面积比转化为向量长度的比解决.
[解析] 根据题意,设A→=25AB→,AN→=15AC→,则由平行四边形法则,得AP→=A→+AN→,且APN为平行四边形,于是NP∥AB,所以S△ABPS△ABC=AN→AC→=15,同理,可得S△ABQS△ABC=14.故S△ABPS△ABQ= 45.
14.设△ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,已知c=2b,向量=sinA,32,n=(1,sinA+3cosA),且与n共线.
(1)求角A的大小;
(2)求ac的值.
[解析] (1)∵∥n,∴sinA(sinA+3cosA)-32=0,即sin2A-π6=1.
∵A∈(0,π),∴2A-π6∈-π6,11π6.
∴2A-π6=π2.∴A=π3.
( 2)由余弦定理及c=2b、A=π3得,
a2=c22+c2-2•c2•ccosπ3,
a2=34c2,∴ac=32.
15.()已知圆C:(x-3)2+(y-3)2=4及定点A(1,1),为圆C上任意一点,点N在线段A上,且A→=2AN→,求动点N的轨迹方程.
[解析] 设N(x,y),(x0,y0),则由A→=2AN→得
(1-x0,1-y0)=2(x-1,y-1),
∴1-x0=2x-21-y0=2y-2,即x0=3-2xy0=3-2y,
代入(x-3)2+(y-3)2=4,得x2+y2=1.
(理)已知⊙C:(x+2)2+(y-1)2=9及定点A(-1,1),是⊙C上任意一点,点N在射线A上,且A=2N,动点N的轨迹为C,求曲线C的方程.
[解析] 设N(x,y),(x0,y0),∵N在射线A上,且A=2N,∴A→=2N→或A→=-2N→,
A→=(x0+1,y0-1),N→=(x-x0,y-y0),
∴x0+1=2x-x0y0-1=2y-y0或x0+1=-2x-x0y0-1=-2y-y0,
∴x0=132x-1y0=132y+1或x0=2x+1y0=2y-1,
代入圆方程中得(2x+5)2+(2y-2)2=81或
(2x+3)2+(2y-2)2=9.
16.设a、b是不共线的两个非零向量,
(1)若OA→=2 a-b,OB→=3a+b,OC→=a-3b,求证:A、B、C三点共线;
(2)若8a+kb与ka+2b共线,求实数k的值;
(3)设O→=a,ON→=nb,OP→=αa+βb,其中、n、α、β均为实数,≠0,n≠0,若、P、N三点共线,求证:α+βn=1.
[证明] (1)∵AB→=(3a+b)-(2a-b)=a+2b. 而BC→=(a-3b)-(3a+b)=-2a-4b=-2AB→,
∴AB→与BC→共线,且有公共端点B,∴A、B、C三点共线.
(2)∵8a+kb与ka+2b共线,∴存在实数λ使得
(8a+kb)=λ(ka+2b)⇒(8-λk)a+(k-2λ)b=0,
∵a与b不共线,∴8-λk=0,k-2λ=0⇒8=2λ2⇒λ=±2,
∴k=2λ=±4.
(3)解法1:∵、P、N三点共线,∴存在实数λ,使得P→=λPN→,∴OP→=O→+λON→1+λ=1+λa+λn1+λb
∵a、b不共线,
∴α=1+λ,β=λn1+λ∴α+βn=11+λ+λ1+λ=1.
解法2:∵、P、N三点共线,∴OP→=xO→+yON→且x+y=1,
由已知可得:xa+ynb=αa+βb,
∴x=α,y=βn,∴α+βn=1.
1.(2011•长沙二检)若向量a=(1,1),b=(-1,1),c=(4,2),则c=( )
A.3a+b B.3a-b
C.-a+3b D.a+3b
[答案] B
[解析] 由已知可设c=xa+yb⇒4=x-y2=x+y⇒x=3y=-1,故选B.
2.(2010•河南许昌调研,2011•深圳模拟)在平面直角坐标系中,O为原点,设向量OA→=a,OB→=b,其中a=(3,1),b=(1,3).若OC→=λa+μb,且0≤λ≤μ≤1,C点的所有可能位置区域用阴影表示正确的是( )
[答案] A
[解析] OC→=λa+μb=(3λ+μ,λ+3μ),
令OC→=(x,y),则x-y=(3λ+μ)-(λ+3μ)
=2(λ-μ)≤0,
∴点C对应区域在直线y=x的上方,故选A.
3.已知G是△ABC的重心,直线EF过点G且与边AB、AC分别交于点E、F,AE→=αAB→,AF→=βAC→,则1α+1β=________.
[答案] 3
[解析] 连结AG并延长交BC于D,∵G是△ABC的重心,∴AG→=23AD→=13(AB→+AC→),设EG→=λGF→,
∴AG→-AE→=λ(AF→-AG→),∴AG→=11+λAE→+λ1+λAF→,
∴13AB→+13AC→=α1+λAB→+λβ1+λAC→,
∴α1+λ=13λβ1+λ=13,∴1α=31+λ1β=3λ1+λ,∴1α+1β=3.
4.已知△ABC中,A(7,8),B(3,5),C(4,3),、N是AB、AC的中点,D是BC的中点,N与AD交于点F,求DF→.
[解析] 因为A(7,8),B(3,5),C(4,3)
所以AB→=(-4,-3),AC=(-3,-5).
又因为D是BC的中点,有AD→=12(AB→+AC→)=(-3.5,-4),而、N分别为AB、AC的中点,所以F为AD的中点,故有DF→=12DA→=-12AD→=(1.75,2).
[点评] 注意向量表示的中点公式,是A、B的中点,O是任一点,则O→=12(OA→+OB→).
5.如图所示,△ABC中,点是BC的中点,点N在边AC上,且AN=2NC,A与BN相交于点P,求AP?P的值.
[解析] 设B→=e1,CN→=e2,则A→=AC→+C→=-3e2-e1,BN→=2e1+e2,∵A、P、和B、P、N分别共线,
∴存在λ、μ∈R,使AP→=λA→=-λe1-3λe2,
BP→=μBN→=2μe1+μe2.
故BA→=BP→-AP→=(λ+2μ)e1+(3λ+μ)e2,
而BA→=BC→+CA→=2e1+3e2,
∴由平面向量基本定理得λ+2μ=23λ+μ=3,∴λ=45μ=35,
∴AP→=45A→,即AP?P=4?1.
6.(2011•衡阳期末)平面内给定三个向量a=(3,2),b=(-1,2),c=(4,1),请解答下列问题:
(1)求满足a=b+nc的实数,n;
(2)若(a+kc)∥(2b-a),求实数k;
(3)若d满足(d-c)∥(a+b),且d-c=5,求d.
[解析] (1)由题意得(3,2)=(-1,2)+n(4,1),
所以-+4n=32+n=2,得=59n=89.
(2)a+kc=(3+4k,2+k),2b-a=(-5,2),
∵(a+kc)∥(2b-a),
∴2×(3+4k)-(-5)×(2+k)=0,
∴k=-1613.
(3)设d=(x,y) ,则d-c=(x-4,y-1),a+b=(2,4),
由题意得4x-4-2y-1=0x-42+y-12=5,
解得x=3y=-1或x=5y=3,∴d=(3,-1)或d=(5,3).
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