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第3節(jié) 平面向量的數(shù)量積及平面向量的應(yīng)用
課時(shí)訓(xùn)練 練題感 提知能
【選題明細(xì)表】
知識(shí)點(diǎn)、方法
題號(hào)
向量的數(shù)量積
2、4、10
長(zhǎng)度及夾角、垂直問(wèn)題
1、3、7、9、12、15
平面向量的應(yīng)用
5、6、8、13、16
與向量有關(guān)的新情境問(wèn)題
11、14
A組
一、選擇題
1.(高考大綱全國(guó)卷)已知向量m=(λ
3、+1,1),n=(λ+2,2),若(m+n)⊥(m-n),則λ等于( B )
(A)-4 (B)-3 (C)-2 (D)-1
解析:m+n=(2λ+3,3),
m-n=(-1,-1),
由題意知(m+n)·(m-n)=0,
即-(2λ+3)-3=0,
因此λ=-3.故選B.
2.(高考湖北卷)已知點(diǎn)A(-1,1)、B(1,2)、C(-2,-1)、D(3,4),則向量AB→在CD→方向上的投影為( A )
(A)322 (B)3152 (C)-322 (D)-3152
解析:AB→=(2,1),CD→=(5,5),設(shè)AB→,CD→的夾角為θ,則AB→在CD→方向上的投影為|AB
4、→|cos θ=AB→·CD→|CD→|=1552=322.
故選A.
3.若向量a、b滿足|a|=|b|=2,a與b的夾角為60°,則|a+b|等于( B )
(A)22+3 (B)23
(C)4 (D)12
解析:|a+b|2=|a|2+|b|2+2|a||b|cos 60°
=4+4+2×2×2×12=12,|a+b|=23.故選B.
4.(20xx廣東高三綜合測(cè)試)對(duì)于任意向量a、b、c,下列命題中正確的是( D )
(A)|a·b|=|a||b| (B)|a+b|=|a|+|b|
(C)(a·b)c=a(b·c) (D)a·a=|a|2
解析:a·
5、a=|a|·|a|cos 0°=|a|2.
故選D.
5.(20xx潮州市高三期末質(zhì)檢)平面四邊形ABCD中,AB→+CD→=0,(AB→-AD→)·AC→=0,則四邊形ABCD是( B )
(A)矩形 (B)菱形 (C)正方形 (D)梯形
解析:由AB→+CD→=0,得AB→=-CD→=DC→,故平面四邊形ABCD是平行四邊形,又(AB→-AD→)·AC→=0,
故DB→·AC→=0,所以DB⊥AC,即對(duì)角線互相垂直,所以四邊形ABCD是菱形.
6.(20xx浙江金麗衢十二校聯(lián)考)在△ABC中,AB→=(cos 18°,
cos 72°),BC→=(2cos 63°,2cos
6、27°),則角B等于( B )
(A)π4 (B)3π4 (C)π3 (D)2π3
解析:AB→·BC→=2cos 18°cos 63°+2cos 72°cos 27°
=2sin 27°cos 18°+2cos 27°sin 18°
=2sin(27°+18°)
=2sin 45°
=2.
而|AB→|=1,|BC→|=2,∴cos B=-AB→·BC→|AB→||BC→|=-22,
又B∈(0,π),故B=3π4.故選B.
7.(20xx河北唐山一模)已知向量a,b滿足(a+2b)·(a-b)=-6,且|a|=1,|b|=2,則a與b的夾角為( C )
(A)π4 (B
7、)π6 (C)π3 (D)π2
解析:設(shè)a與b的夾角為θ,
由|a|=1,|b|=2,
得(a+2b)·(a-b)=a2+a·b-2b2=1+1×2×cos θ-2×4=-6,
解得cos θ=12.
再由0≤θ≤π可得θ=π3.故選C.
二、填空題
8.一質(zhì)點(diǎn)受到平面上的三個(gè)力F1、F2、F3(單位:牛頓)的作用而處于平衡狀態(tài).已知F1、F2成60°角,且F1、F2的大小分別為2和4,則F3的大小為 .?
解析:由題意知F3=-(F1+F2),
∴|F3|=|F1+F2|,
∴|F3|2=|F1|2+|F2|2+2|F1||F2|cos 60°=28,
∴|F3|
8、=27.
答案:27
9.(20xx佛山質(zhì)檢(二))已知向量a,b滿足|a|=1,|b|=2,(a-b)⊥a,向量a與b的夾角為 .?
解析:∵(a-b)⊥a,
∴(a-b)·a=a2-a·b=0,
∴a·b=1,設(shè)a與b夾角θ則cos θ=11×2=22,
又θ∈[0,π],
所以θ=π4.
答案:π4
10.(20xx廣東六校聯(lián)考)如圖所示,等邊△ABC中,AB=2AD=4AE=4,則BE→·CD→= .?
解析:BE→=BA→+AE→=-AB→+14AC→,
CD→=CA→+AD→=-AC→+12AB→,
BE→·CD→=(-AB→+14AC→)·
9、(-AC→+12AB→)
=98AB→·AC→-12AB→2-14AC→2
=98×4×4cos A-12×42-14×42
=9-8-4
=-3.
答案:-3
11.(20xx清遠(yuǎn)市調(diào)研)定義:對(duì)于向量a,b的運(yùn)算a×b的結(jié)果是一個(gè)向量,它的方向與a,b都平行的平面垂直,a×b的長(zhǎng)度(即模)為|a×b|=|a|·|b|sin θ,其中θ為a與b的夾角,若a=(1,2),b=(2,1),計(jì)算|a×ba·b|= .?
解析:由已知可得cos θ=a·b|a|·|b|=45,
故sin θ=35,
據(jù)已知定義可得|a×ba·b|=5×5×354=34.
答案:34
三、
10、解答題
12.已知a=(1,2),b=(-2,n)(n>1),a與b的夾角是45°.
(1)求b;
(2)若c與b同向,且a與c-a垂直,求c.
解:(1)∵a·b=2n-2,|a|=5,
|b|=n2+4,
∴cos 45°=a·b|a||b|=2n-25·n2+4=22,
∴3n2-16n-12=0(n>1).
∴n=6或n=-23(舍).
∴b=(-2,6).
(2)由(1)知,a·b=10,|a|2=5.
又∵c與b同向,∴可設(shè)c=λb(λ>0).
∵(c-a)·a=0,
∴λb·a-|a|2=0.
∴λ=|a|2b·a=510=12.
∴c=12b=(-
11、1,3).
13.設(shè)a=(1+cos x,1+sin x),b=(1,0),c=(1,2).
(1)求證:(a-b)⊥(a-c);
(2)求|a|的最大值,并求此時(shí)x的值.
(1)證明:由已知得a-b=(cos x,1+sin x),
a-c=(cos x,sin x-1),
則(a-b)·(a-c)=(cos x,1+sin x)·(cos x,sin x-1)=cos2x+sin2x-1=0.
故(a-b)⊥(a-c).
(2)解:|a|=(1+cosx)2+(1+sinx)2
=3+2(sinx+cosx)
=3+22sinx+π4≤3+22
=2+1.
當(dāng)sin
12、x+π4=1,
即x=π4+2kπ(k∈Z)時(shí),|a|有最大值2+1.
B組
14.(20xx肇慶中小學(xué)質(zhì)量評(píng)估檢測(cè))定義空間兩個(gè)向量的一種運(yùn)算a?b=|a|·|b|sin ,則關(guān)于空間向量上述運(yùn)算的以下結(jié)論中,
①a?b=b?a;
②λ(a?b)=(λa)?b;
③(a+b)?c=(a?c)+(b?c);
④若a=(x1,y1),b=(x2,y2),則a?b=|x1y2-x2y1|.
恒成立的個(gè)數(shù)是( B )
(A)1 (B)2 (C)3 (D)4
解析:①顯然恒成立;②λ(a?b)=λ|a|·|b|sin,(λa)?b=
|λa|·|b|sin<λ
13、a,b>,當(dāng)λ<0時(shí),λ(a?b)=(λa)?b不成立.③當(dāng)a,b,c不共面時(shí),(a+b)?c=(a?c)+(b?c)不成立,例如取a,b,c為兩兩垂直的單位向量,易知(a+b)?c=2,(a?c)+(b?c)=2.④由a?b=|a|·|b|·sin ,a·b=|a|·|b|cos ,可知(a?b)2+(a·b)2=|a|2·|b|2,(a?b)2=|a|2·|b|2-(a·b)2=(x12+y12)(x22+y22)-(x1x2+y1y2)2=(x1y2-x2y1)2,故a?b=|x1y2-x2y1|恒成立,故恒成立的個(gè)數(shù)是2.故選B.
15.(高考天津卷)在平行四邊形
14、ABCD中,AD=1,∠BAD=60°,E為CD的中點(diǎn).若AC→·BE→=1,則AB的長(zhǎng)為 .?
解析:如圖AC→·BE→=(AB→+BC→)·(BC→+CE→)=(AB→+BC→)·(BC→-12AB→)=AB→·BC→-12AB→·AB→+BC→·BC→-12AB→·BC→=12|AB→||BC→|×12-12|AB→|2+1=1.
得|AB→|=12|BC→|=12,則AB的長(zhǎng)為12.
答案:12
16.(高考陜西卷)已知向量a=(cos x,-12),
b=(3sin x,cos 2x),x∈R,設(shè)函數(shù)f(x)=a·b.
(1)求f(x)的最小正周期.
(2)求
15、f(x)在[0,π2]上的最大值和最小值.
解:f(x)=(cos x,-12)·(3sin x,cos 2x)
=3cos xsin x-12cos 2x
=32sin 2x-12cos 2x
=cosπ6sin 2x-sinπ6cos 2x
=sin2x-π6.
(1)f(x)的最小正周期為T=2πω=2π2=π,
即函數(shù)f(x)的最小正周期為π.
(2)∵0≤x≤π2,
∴-π6≤2x-π6≤5π6.
由正弦函數(shù)的性質(zhì),知當(dāng)2x-π6=π2,
即x=π3時(shí),f(x)取得最大值1.
當(dāng)2x-π6=-π6,
即x=0時(shí),f(x)取得最小值-12,
因此,f(x)在[0,π2]上的最大值是1,最小值是-12.