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1、課時素養(yǎng)評價 五
向量的數(shù)量積
(25分鐘·50分)
一、選擇題(每小題4分,共16分,多項選擇題全選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)
1.(多選題)以下命題不正確的是 ( )
A.若a≠0,則對任一非零向量b都有a·b≠0
B.若a·b=0,則a與b中至少有一個為0
C.a與b是兩個單位向量,則a2=b2
D.若△ABC是等邊三角形,則,的夾角為60°
【解析】選A,B,D.上述命題中只有C正確,
因為|a|=|b|=1,
所以a2=|a|2=1,b2=|b|2=1,故a2=b2.
當非零向量a,b垂直時,有a·b=0,顯然A,B錯誤.
2、根據(jù)兩個向量夾角的概念,,的夾角應為120°.
2.(2019·邯鄲高一檢測)在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,則·=
( )
A.-16 B.-8 C.8 D.16
【解析】選D.設∠CAB=θ,所以AB=,·=||||cos θ=×
4cos θ=16.
【加練·固】
在△ABC中,M是BC的中點,AM=1,點P在AM上且滿足=2,則·(+)等于 ( )
A.- B.- C. D.
【解析】選A.由題意,結合圖形有·(+)=·2=·=-
=-=-.
3.(2019·宣城高一檢測)已知向量a,b滿足|a|=2,|b|=1
3、,a·b=1,則向量a與a-b的夾角為 ( )
A. B. C. D.
【解析】選A.|a-b|=
設向量a與a-b的夾角為θ,
則cos θ=
又因為θ∈[0,π],
所以θ=.
4.已知|a|=|b|=1,a與b的夾角是90°,c=2a+3b,d=ka-4b,c與d垂直,則k的值為 ( )
A.-6 B.6 C.3 D.-3
【解析】選B.因為c·d=0,
所以(2a+3b)·(ka-4b)=0,
所以2ka2-8a·b+3ka·b-12b2=0,
所以2k=12,所以k=6.
二、填空題(每小題4分,共8分)
5.(201
4、9·全國卷Ⅲ)已知a,b為單位向量,且a·b=0,若c=2a-b,則cosa,c=________.?
【解析】因為c2=(2a-b)2
=4a2+5b2-4a·b=9,
所以|c|=3,
因為a·c=a·(2a-b)=2a2-a·b=2,
所以cosa,c===.
答案:
6.已知|a|=2,|b|=1,且a與b的夾角為,則向量m=a-4b的模為________.?
【解析】|m|2=|a-4b|2=a2-8a·b+16b2=4-8×2×1×+16=12,所以|m|=2.
答案:2
三、解答題
5、(共26分)
7.(12分)已知非零向量a,b,滿足|a|=1,(a-b)·(a+b)=,且a·b=.
(1)求向量a,b的夾角.
(2)求|a-b|.
【解析】(1)設a與b的夾角為θ,
因為(a-b)·(a+b)=,
所以a2-b2=,
即|a|2-|b|2=.
又|a|=1,所以|b|=.
因為a·b=,所以|a|·|b|cos θ=,
所以cos θ=,所以向量a,b的夾角為45°.
(2)因為|a-b|2=(a-b)2=|a|2-2|a||b|cos θ+|b|2=,
所以|a-b|=.
8.(14分)已知|a|=2|b|=2,且向量a在向量b方向上的投影為
6、-1.
(1)求a與b的夾角θ.
(2)求(a-2b)·b.
(3)當λ為何值時向量λa+b與向量a-3b互相垂直?
【解析】(1)因為|a|=2|b|=2,
所以|a|=2,|b|=1.
又因為a在b方向上的投影為|a|cos θ=-1,
所以a·b=|a||b|cos θ=-1.
所以cos θ=-,所以θ=.
(2)(a-2b)·b=a·b-2b2=-1-2=-3.
(3)因為λa+b與a-3b互相垂直,
所以(λa+b)·(a-3b)=λa2-3λa·b+b·a-3b2
=4λ+3λ-1-3=7λ-4=0,
所以λ=.
(15分鐘·30分)
7、1.(4分)點O是△ABC所在平面上的一點,且滿足·=·=·,則點O是△ABC的 ( )
A.重心 B.垂心 C.內心 D.外心
【解析】選B.因為·=·,
所以·(-)=0,
即·=0,所以⊥,
同理⊥,⊥,
所以O是△ABC的垂心.
2.(4分)在△ABC中,∠C=90°,|AB|=6,點P滿足|CP|=2,則·的最大值為 ( )
A.9 B.16 C.18 D.25
【解析】選B.取AB的中點D,連接CD.
設與的夾角為α,則:
·=(+)·(+)=+·(+)+·=+·(+
)=22+·2=4+2·=4+2||·||cos α=4+2×2
8、×3cos α=4+
12cos α,
所以當α=0°時,·的最大值為16.
3.(4分)已知向量a,b的夾角為45°,且|a|=4,·(2a-3b)=12,則|b|=________;b在a方向上的投影等于________. ?
【解析】·(2a-3b)=a2+a·b-3b2=12,即3|b|2-|b|-4=0,解得|b|=(舍負值),b在a方向上的投影是|b|cos 45°=×=1.
答案: 1
4.(4分)已知圓O是△ABC的外接圓,M是BC的中點,AB=4,AC=2,則·=_______. ?
【解析】因為M是BC的中點,所以=(+),又因為O是△ABC的外接圓圓心,
9、所以·=||||cos∠BAO
=||2=8,
同理得·=||2=2,
所以·=(+)·
=·+·=4+1=5.
答案:5
5.(14分)設兩個向量e1,e2滿足|e1|=2,|e2|=1,e1,e2的夾角為60°,若向量2te1+7e2與e1+te2的夾角為鈍角,求實數(shù)t的取值范圍.
【解析】當夾角為π時,也有(2te1+7e2)·(e1+te2)<0,但此時夾角不是鈍角.設2te1+7e2=λ(e1+te2),λ<0,
則所以
由向量2te1+7e2與e1+te2的夾角θ為鈍角,
得cosθ=<0,
所以(2te1+7e2)·(e1+te2)<0,
化簡得2t2+
10、15t+7<0.解得-70,
又|a|2=4,|b|2=9,a·b=3,
所以3λ2+13λ+3>0,
解得λ>或λ<.
但是當λ=1時,向量a+λb與λa+b共線,
11、 其夾角不是銳角,故λ的取值范圍是
∪∪(1,+∞).
1.在△ABC中,AB=,BC=2AC=2,滿足|-t|≤||的實數(shù)t的取值范圍是_______. ?
【解析】設與的夾角為θ,則θ=30°.
在△ABC中,AB=,BC=2AC=2,即AC=1.
因為AB2+AC2=BC2,所以△ABC為直角三角形,∠A=90°,∠B=30°.
所以由|-t|≤||得-2t·cos θ+t2≤3,
所以3-2t·2·+4t2≤3,
整理,得2t2-3t≤0,解得0≤t≤.
所以實數(shù)t的取值范圍是.
答案:
2.如圖,在直角△ABC中,已知BC=a,若長為2a的線段PQ以點A為中點,問:與的夾角取何值時,·最大?并求出這個最大值.
【解析】設與的夾角為θ,
則·=(-)·(-)
=·-·-·+·
=-a2-·+·
=-a2-·(-)
=-a2+·=-a2+a2cosθ.
故當cos θ=1,即θ=0°(與方向相同)時,·最大,其最大值為0.
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