《(名師導(dǎo)學(xué))2020版高考數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí) 第四章 三角函數(shù)、平面向量與復(fù)數(shù) 第29講 平面向量的數(shù)量積練習(xí) 文(含解析)新人教A版》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(名師導(dǎo)學(xué))2020版高考數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí) 第四章 三角函數(shù)、平面向量與復(fù)數(shù) 第29講 平面向量的數(shù)量積練習(xí) 文(含解析)新人教A版(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第29講 平面向量的數(shù)量積
夯實(shí)基礎(chǔ) 【p67】
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.理解平面向量數(shù)量積的含義及其物理意義.
2.了解平面向量的數(shù)量積與向量投影的關(guān)系.
3.掌握數(shù)量積的坐標(biāo)表達(dá)式,會(huì)進(jìn)行平面向量數(shù)量積的運(yùn)算.
4.能運(yùn)用數(shù)量積表示兩個(gè)向量的夾角及判斷兩個(gè)平面向量的垂直關(guān)系.
5.會(huì)用向量方法解決一些簡(jiǎn)單的平面幾何問(wèn)題.
【基礎(chǔ)檢測(cè)】
1.在四邊形ABCD中,·=0,且=,則四邊形ABCD是( )
A.平行四邊形 B.菱形
C.矩形 D.正方形
【解析】在四邊形ABCD中,
∵·=0,∴AB⊥BC,
∵=,∴AB綊DC,
∴四邊形ABCD是矩形.
故選C.
2、
【答案】C
2.已知向量a=(1,),b=(t,2),若向量b在a方向上的投影為,則實(shí)數(shù)t=( )
A.-1 B.1 C.3 D.5
【解析】根據(jù)一個(gè)向量在另一個(gè)向量方向上的投影的定義,
可得==,解得t=-1,故選A.
【答案】A
3.已知a,b,c都是單位向量,且a+b=c,則a·c的值為______.
【解析】由a+b=c得a-c=-b,
兩邊平方得a2-2a·c+c2=(-b)2,
又a,b,c都是單位向量,所以有1-2a·c+1=1,
所以a·c=.
【答案】
4.已知向量a,b滿足|a|=|b|=2且(a+2b)·(a-b)=-2,則向量a與b的夾
3、角為________.
【解析】設(shè)a與b的夾角為θ.
依題意得a2-2b2+a·b=-2,
4-8+4cos θ=-2,cos θ=.
又θ∈[0,π],因此θ=,即向量a與b的夾角為.
【答案】
【知識(shí)要點(diǎn)】
1.兩向量的夾角
已知非零向量a,b,作=a,=b,則∠AOB叫作a與b的夾角.
a與b的夾角的取值范圍是__[0,π]__.
當(dāng)a與b同向時(shí),它們的夾角為__0__;當(dāng)a與b反向時(shí),它們的夾角為__π__;當(dāng)夾角為90°時(shí),我們說(shuō)a與b垂直,記作a⊥b.
2.向量數(shù)量積的定義
已知兩個(gè)非零向量a與b,我們把__|a||b|cos__θ__叫作a與b的數(shù)量積(或
4、內(nèi)積),記作a·b,即a·b=|a||b|cos θ.
規(guī)定:零向量與任何向量的數(shù)量積為0,即0·a=0.
3.向量數(shù)量積的幾何意義
向量的投影:|a|cos θ叫作向量a在b方向上的投影,當(dāng)θ為銳角時(shí),它是正值;當(dāng)θ為鈍角時(shí),__它是負(fù)值__;當(dāng)θ為直角時(shí),它是零.
a·b的幾何意義:數(shù)量積a·b等于__a的長(zhǎng)度|a|__與b在a方向上的投影|b|cos θ的乘積.
4.平面向量數(shù)量積的性質(zhì)及其坐標(biāo)表示
已知非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ為向量a,b的夾角.
結(jié)論
幾何表示
坐標(biāo)表示
模
|a|=
|a|=____
數(shù)量積
a·b=|a|·|b
5、|cos θ
a·b=x1x2+y1y2
夾角
cos θ=
cos θ=
a⊥b的
充要條件
a·b=0
x1x2+y1y2=0
|a·b|與
|a||b|的
關(guān)系
|a·b|≤|a|·|b|(當(dāng)且僅當(dāng)a∥b時(shí)等號(hào)成立)
|x1x2+y1y2|≤
·
5.平面向量數(shù)量積的運(yùn)算律
(1)a·b=b·a.
(2)(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb)(λ∈R).
(3)(a+b)·c=a·c+b·c.
典 例 剖 析 【p68】
考點(diǎn)1 數(shù)量積的運(yùn)算
(1)已知向量a=(3,-1),b=(1,m),a·(a-2b)=0,則m=( )
A.-2 B
6、.-1
C.1 D.2
【解析】根據(jù)向量的坐標(biāo)運(yùn)算,代入坐標(biāo)得
(3,-1)·[(3,-1)-2(1,m)]=0,
3+1+2m=0,
解得m=-2,
所以選A.
【答案】A
(2)已知四邊形ABCD為平行四邊形,||=6,||=4,若點(diǎn)M,N滿足=3,=2,則·等于( )
A.20 B.15 C.9 D.6
【解析】=+,=-=-+,∴·=(4+3)·(4-3)=(162-92)=(16×62-9×42)=9,故選C.
【答案】C
(3)已知正方形ABCD的邊長(zhǎng)為1,點(diǎn)E是AB邊上的動(dòng)點(diǎn),則·的值為________;·的最大值為________.
7、【解析】以射線AB,AD為x軸,y軸的正方向建立平面直角坐標(biāo)系,
則A(0,0),B(1,0),C(1,1),D(0,1),
設(shè)E(t,0),t∈[0,1],
則=(t,-1),=(0,-1),
所以·=(t,-1)·(0,-1)=1.
因?yàn)椋?1,0),
所以·=(t,-1)·(1,0)=t≤1,
故·的最大值為1.
【答案】1 1
【小結(jié)】(1)求兩個(gè)向量的數(shù)量積有三種方法:利用定義;利用向量的坐標(biāo)運(yùn)算;利用數(shù)量積的幾何意義.
(2)解決涉及幾何圖形的向量數(shù)量積運(yùn)算問(wèn)題時(shí),可先利用向量的加、減運(yùn)算或數(shù)量積的運(yùn)算律化簡(jiǎn)再運(yùn)算,但一定要注意向量的夾角與已知平面角的關(guān)系是相等
8、還是互補(bǔ).
考點(diǎn)2 向量的模與夾角
(1)已知向量m與n滿足|m|=1,|n|=2,且m⊥(m+n),則向量m與n的夾角為________.
【解析】設(shè)m,n的夾角為θ,因?yàn)閙⊥(m+n),所以m·(m+n)=m2+m·n=1+1×2cos θ=0,所以cos θ=-,又0≤θ≤π,所以θ=120°.
【答案】120°
(2)已知向量a,b都是單位向量,且a·b=,則|2a-b|的值為________.
【解析】|2a-b|====.
【答案】
(3)在平面直角坐標(biāo)系中,O為原點(diǎn),A(-1,0),B(0,),C(3,0),動(dòng)點(diǎn)D滿足||=1,則|++|的最大值是________
9、.
【解析】設(shè)D(x,y),由=(x-3,y)及||=1知(x-3)2+y2=1,即動(dòng)點(diǎn)D的軌跡是以點(diǎn)C為圓心的單位圓.
又++=(-1,0)+(0,)+(x,y)=(x-1,y+),
∴|++|=.
問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圓(x-3)2+y2=1上的點(diǎn)與點(diǎn)P(1,-)之間距離的最大值.
∵圓心C(3,0)與點(diǎn)P(1,-)之間的距離為=,
故的最大值為+1.
【答案】+1
【小結(jié)】(1)根據(jù)平面向量數(shù)量積的定義,可以求向量的模、夾角.
(2)求向量模的最值(范圍)的方法:①代數(shù)法,把所求的模表示成某個(gè)變量的函數(shù),再用求最值的方法求解;②幾何法(數(shù)形結(jié)合法),弄清所求的模表示的幾何意義,結(jié)
10、合動(dòng)點(diǎn)表示的圖形求解.
考點(diǎn)3 平面向量的垂直
(1)已知e1與e2為兩個(gè)夾角為的單位向量, a=e1-2e2, b=ke1+e2.若a·b=0,則實(shí)數(shù)k的值為__________.
【解析】因?yàn)閑1與e2為兩個(gè)夾角為的單位向量, a=e1-2e2, b=ke1+e2,a·b=0,
所以(e1-2e2)·(ke1+e2)=ke-2e+e1·e2=2k-=0,
所以k=.
【答案】
(2)已知向量,的夾角為120°,||=5,||=2,=+λ.若⊥,則λ=________.
【解析】向量⊥,則·=0,
即(+λ)·(-)=0,
整理可得-2+(1-λ)·+λ2=0,
其中2
11、=25,·=5×2×cos 120°=-5,2=4,
據(jù)此有:-25+(1-λ)×(-5)+λ×4=0,解得λ=.
【答案】
【小結(jié)】平面向量的垂直關(guān)系利用向量數(shù)量積等于零,但要靈活選擇數(shù)量積的形式.
【能力提升】
在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知向量m=,n=(sin x,cos x),x∈.
(1)若m⊥n,求tan x的值;
(2)若m與n的夾角為,求x的值.
【解析】(1)因?yàn)閙=,n=(sin x,cos x),m⊥n.
所以m·n=0,即sin x-cos x=0,
所以sin x=cos x,所以tan x=1.
(2)因?yàn)閨m|=|n|=1,所以m·n=co
12、s =,
即sin x-cos x=,
所以sin=,
因?yàn)?
13、向量的長(zhǎng)度,平面內(nèi)兩點(diǎn)間的距離,兩個(gè)向量的夾角,判斷相應(yīng)的兩直線是否垂直.
4.a(chǎn)∥b?x1y2-x2y1=0與a⊥b?x1x2+y1y2=0要區(qū)分清楚.
走 進(jìn) 高 考 【p69】
1.(2018·北京)設(shè)向量a=(1,0),b=(-1,m),若a⊥(ma-b),則m=________.
【解析】由題意得,ma-b=(m+1,-m),根據(jù)向量垂直的充要條件可得1×(m+1)+0×(-m)=0,所以m=-1.
【答案】-1
2.(2018·天津)在如圖的平面圖形中,已知OM=1,ON=2,∠MON=120°,=2,=2,則·的值為( )
A.-15 B.-9
C.-6 D.0
【解析】由=2,可知=2,∴=3.
由=2,可知=2,∴=3,
故==3,連接MN,
則BC∥MN且||=3||.∴=3=3(-),∴·=3(-)·=3(·-2)=3(||·||cos 120°-||2)=-6.故選C.
【答案】C
- 6 -