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1、2022年高考數(shù)學(xué)精英備考專題講座 第二講三角函數(shù)與平面向量 第三節(jié)平面向量與代數(shù)的綜合應(yīng)用 文
平面向量與代數(shù)的綜合應(yīng)用為每年高考必考內(nèi)容,以選擇題(填空題)形式出現(xiàn),或作為題設(shè)條件與三角函數(shù)(解三角形)、數(shù)列、函數(shù)不等式形成綜合解答題的形式出現(xiàn),分值在4~12分左右;向量具有代數(shù)形式與幾何形式的“雙重身份”,這使它成為中學(xué)數(shù)學(xué)知識的一個交匯點,也成為多項內(nèi)容的媒介,在高考中主要考查有關(guān)的基礎(chǔ)知識,突出向量的工具作用,難度系數(shù)在0.4~0.8之間.
考試要求 ⑴理解平面向量的概念,理解兩個向量相等及向量共線的含義;⑵掌握向量的加法、減法及數(shù)乘運算;⑶了解平面向量基本定理及
2、其意義,掌握平面向量的正交分解及其坐標(biāo)表示,理解用坐標(biāo)表示向量的加法和減法運算及數(shù)乘運算,理解用坐標(biāo)表示的平面向量共線的條件;⑷理解平面向量的數(shù)量積的含義及其物理意義,掌握數(shù)量積的坐標(biāo)表達式并會進行數(shù)量積的運算,能用數(shù)量積表示兩向量的夾角,會用數(shù)量積判斷兩向量的垂直關(guān)系.
題型一 平面向量的有關(guān)概念及應(yīng)用
例1定義平面向量之間的一種運算“”如下,對任意的,,令,下面說法錯誤的是( )
(A)若與共線,則 (B)
(C)對任意的,有 (D)
點撥:仿照平面向量的線性運算規(guī)則及數(shù)量積的性質(zhì)進行“”運算.
解:若與共線,則有,
3、故A正確;因為,
而,所以有,故選項B錯誤,選B.
易錯點:把定義的運算“”混同與“”,認(rèn)同選項B正確.
變式與引申1:已知兩個非零向量,定義運算“#”:,其中為的夾角.有兩兩不共線的三個向量,下列結(jié)論:①若,則;②;③若;則;④;⑤.其中正確的個數(shù)有( )
A.1個 B.2個 C.3個 D.4個
題型二 平面向量與三角函數(shù)的綜合應(yīng)用
例2:已知向量,.
(1)當(dāng)時,求的值;(2)求的最小正周期和單調(diào)遞增區(qū)間.
點撥:(1)由向量平行列方程解出的值,所求式子轉(zhuǎn)化成正切單角名稱的三角代數(shù)式,代入可求解;(2)進行向量坐標(biāo)形式的數(shù)量積運算得到的解析式,轉(zhuǎn)化為函數(shù)結(jié)
4、構(gòu).
解:(1)由 得,即,
所以.
(2) 因為,;所以;
;所以最小正周期為;由
得,故單調(diào)遞增區(qū)間為
().
易錯點:計算的值出錯;轉(zhuǎn)化為形式出錯;下結(jié)論時遺漏.
變式與引申2:已知向量,,
(1)若,求. (2)求的最大值.
題型三 平面向量與數(shù)列的綜合應(yīng)用
解:(1)因為點都在斜率為6的同一條直線上,所以,即于是數(shù)列是等差數(shù)列,故;因為,;又因為共線,所以 即,當(dāng)n≥2時, ,當(dāng)n=1時,上式也成立, 所以. 高
(2), .
易錯點:錯誤理解點都在斜率為6的同一條直線上的含義,無法求得的通項公式;由與共線錯列方程得到結(jié)果.
變式與引申3:
5、數(shù)列中,,,數(shù)列中,,,在直角坐標(biāo)平面內(nèi),已知點列,則向量++…+的坐標(biāo)為( ).
A. B. C. D.
題型四 平面向量與函數(shù)的綜合應(yīng)用
解:(1)方法一:由題意知(,), ,又高故=×()+×()=0,整理得:,即 . 中學(xué)
方法二:因為(,-1),(, ),所以=2,=1且,又故=0.
即,化簡得, 所以.
(2) 由(1)知:,求導(dǎo),令<0得-1<<1;令>0得
<-1或>1. 故的單調(diào)遞減區(qū)間是(-1, 1 ),單調(diào)遞增區(qū)間是(-∞,-1)和(1,+∞).
易錯點:字母運算出錯不能正確得到的坐標(biāo)形式;沒能通過簡單的心算判斷出,使得的展開式中無
6、法消去含有的項.
變式與引申4:1.已知平面向量=(,-1),=(,),若存在不為零的實數(shù)k和角α,使向量=+(),=+,且⊥,試求實數(shù) 的取值范圍;
2.(xx山東德州模擬)已知兩個向量, .
(1)若且,求實數(shù)x的值; (2)對寫出函數(shù)具備的性質(zhì).
本節(jié)主要考查(1)知識點有平面向量的有關(guān)概念、加減法的幾何意義、向量共線定理、平面向量的基本定理、坐標(biāo)表示、垂直關(guān)系、向量的數(shù)量積;(2)演繹推理能力、運算能力、創(chuàng)新意識;(3)函數(shù)與方程的思想、數(shù)形結(jié)合思想和待定系數(shù)法.
點評(1)掌握平面向量的基礎(chǔ)知識,正確地進行向量的各種運算來處理向量與代數(shù)的綜合應(yīng)用問題(如例1),要善于利
7、用向量“數(shù)”與“形”兩方面的特征;(2)向量共線的充要條件中應(yīng)注意只有非零向量才能表示與之共線的其他向量,向量共線的坐標(biāo)表示不能與向量垂直的坐標(biāo)表示相混淆;(3)理解向量的數(shù)量積的定義、運算律、性質(zhì)并能靈活應(yīng)用,向量的數(shù)量積的結(jié)果是實數(shù)而不是向量,注意數(shù)量積與實數(shù)乘法運算律的差異;(4)向量的坐標(biāo)運算使得向量運算完全代數(shù)化,向量與函數(shù)、數(shù)列、解三角形、不等式等相結(jié)合形成了代數(shù)的綜合問題(如例2、例3、例4),在知識的交匯點處命題來考查了向量的工具性及學(xué)生分析問題、解決問題的能力.
習(xí)題2—3
1. (xx年湖南理數(shù))在邊長為1的正三角形中,設(shè),則.
2. 關(guān)于平面向量有下列四個命
8、題:①若,則; ②已知.若,則;③非零向量和,滿足,則與的夾角為;④.其中正確的命題為___________.(寫出所有正確命題的序號)
3.已知向量 (m是常數(shù)),
(1)若是奇函數(shù),求m的值; 中學(xué)
(2)若向量的夾角為中的值,求實數(shù)的取值范圍.
4.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點A(-1,-2)、B(2,3)、C(-2,-1)。
(1) 求以線段AB、AC為鄰邊的平行四邊形兩條對角線的長;
(2) 設(shè)實數(shù)t滿足()·=0,求t的值.
5.(xx鄭州四中模擬)已知點集,其中,點列在中,為與軸的公共點,等差數(shù)列的公差為1;
(1)求數(shù)列,的通項公式;(2)若,數(shù)列的前項和k
9、*s*5*u滿足對任意的都成立,試求的取值范圍.
【答案】
變式與引申1:解:② ;因為①時,所以不一定有,知①錯;②,,知,,,故②正確;③非零向量,滿足,則三向量、、構(gòu)成正三角形,由向量加法的平行四邊形法則知,平分,與的夾角為30°,③錯.
變式與引申2:解:(1)若,則,由此得,因為,所以=;(2)由,得;,當(dāng)=1時,取得最大值為+1,此時.
變式與引申3:解:選D. 依題意得成等差數(shù)列,由得;成等比數(shù)列,由;,,…,.因為,;故++…+=.
變式與引申4:⑴仿解法二知,而, 所以當(dāng)時,取最大值1;當(dāng)時,取最小值-.又≠0 故的取值范圍為 .將例題中的略加改動,舊題新掘,出
10、現(xiàn)了意想不到的效果,很好地考查了向量與三角函數(shù)綜合運用能力.
⑵解:①由已知得, 或解得,或
②具備的性質(zhì): (ⅰ)偶函數(shù);
(ⅱ)當(dāng)即時,取得最小值(寫出值域為也可);
(ⅲ)單調(diào)性:在上遞減,上遞增;由對稱性,在上遞增,在遞減 .
習(xí)題2—3
③中易知夾角,與的夾角為;
④中.
3.解: (1)由題知=,所以=,由題知對任意的不為零的實數(shù), 都有,即=恒成立,所以.
(2)由題知0,所以0,即,①當(dāng)時,;②當(dāng)時,;所以或;③當(dāng)時,,所以.
綜上, 當(dāng)時,實數(shù)的取值范圍是;當(dāng)時, 實數(shù)的取值范圍是或;當(dāng)時, 實數(shù)的取值范圍是.
4.
解:(1)方法一:由題設(shè)知,則
所以
故所求的兩條對角線的長分別為、。
方法二:設(shè)該平行四邊形的第四個頂點為D,兩條對角線的交點為E,則:
E為B、C的中點,E(0,1)
又E(0,1)為A、D的中點,所以D(1,4)
故所求的兩條對角線的長分別為BC=、AD=;
(2)由題設(shè)知:=(-2,-1),。
由()·=0,得:,從而所以.
或者: ,.
轉(zhuǎn)化為不等式
,欲使對任意的都成立,只須成立即可,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,所以取值范圍為.