江蘇省2019高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題一 三角 1.2 小題考法—平面向量講義(含解析).doc
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第二講 小題考法—平面向量 考點(diǎn)(一) 平面向量的概念及線性運(yùn)算 主要考查平面向量的加、減、數(shù)乘等線性運(yùn)算以及向量共線定理的應(yīng)用 [題組練透] 1.設(shè)D,E分別是△ABC的邊AB,BC上的點(diǎn),AD=AB,BE=BC,若=λ1+λ2 (λ1,λ2為實數(shù)),則λ1+λ2的值為________. 解析:如圖,=-=-=(-)+=+. 又=λ1+λ2,且與不共線. 所以λ1=-,λ2=, 所以λ1+λ2=. 答案: 2.如圖,在△ABC中,BO為邊AC上的中線,=2,設(shè)∥,若=+λ (λ∈R),則λ的值為 ________. 解析:由題意,得=+=+, =-=+(λ-1), 因為∥,所以λ-1=,λ=. 答案: 3.(2018南京考前模擬)在直角梯形ABCD中,AB∥CD,∠DAB=90,AB=2CD,M為CD的中點(diǎn),N為線段BC上一點(diǎn)(不包括端點(diǎn)),若=λ+μ,則+的最小值為________. 解析:以A為坐標(biāo)原點(diǎn),AB為 x軸建立直角坐標(biāo)系如圖所示, 設(shè)B(2,0),C(1,t),M, N(x0,y0),因為N在線段BC上, 所以y0=(x0-2),即y0=t(2-x0),因為=λ+μ,所以 即t=λt+μy0=λt+μt(2-x0),因為t≠0, 所以1=λ+μ(2-x0)=λ+2μ-μx0=λ+2μ-,所以3λ+4μ=4,這里λ,μ均為正數(shù), 所以4=(3λ+4μ)=3+12++≥15+2=27,所以+≥當(dāng)且僅當(dāng)=,即λ=,μ=時取等號. 所以+的最小值為. 答案: [方法技巧] 向量線性運(yùn)算問題的解題策略 (1)常用的法則是平行四邊形法則和三角形法則,一般共起點(diǎn)的向量求和用平行四邊形法則,求差用三角形法則,求首尾相連的向量的和用三角形法則. (2)用幾個基本向量表示某個向量問題的基本技巧: ①觀察各向量的位置; ②尋找相應(yīng)的三角形或多邊形; ③運(yùn)用法則找關(guān)系; ④化簡結(jié)果. (3)與向量的線性運(yùn)算有關(guān)的參數(shù)問題,一般是構(gòu)造三角形,利用向量運(yùn)算的三角形法則進(jìn)行加法或減法運(yùn)算,然后通過建立方程組即可求得相關(guān)參數(shù)的值. 考點(diǎn)(二) 平面向量的數(shù)量積 主要考查數(shù)量積的運(yùn)算、夾角以及模的計算問題或求參數(shù)的值. [題組練透] 1.已知e1,e2是互相垂直的單位向量.若e1-e2與e1+λe2的夾角為60,則實數(shù)λ的值是________. 解析:因為=, 故=,解得λ=. 答案: 2.在平行四邊形ABCD中,AD=4,∠BAD=,E為CD中點(diǎn),若=4,則AB的長為________. 解析:法一:設(shè)||=x,則=(+)(+)=(+)=-+2-2=-x2+x+16=4,解得x=6或x=-4(舍去),故AB的長為6. 法二:以A為坐標(biāo)原點(diǎn),AB為x軸建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,則A(0,0),D(2,2),設(shè)B(2a,0),則C(2a+2,2),E(a+2,2),從而=(2a+2,2),=(2-a,2),因此=(2a+2)(2-a)+12=4,解得a=3或a=-2(舍去),故AB的長為6. 答案:6 3.(2018蘇錫常鎮(zhèn)調(diào)研)在△ABC中,P是邊AB的中點(diǎn),已知||=,||=4,∠ACB=,則=________. 解析:法一:(基底法) 設(shè)||=x,由2=+,兩邊平方,得12=16+x2-4x,即x=2.所以=(+)=(16-4)=6. 法二:(坐標(biāo)法)以C為坐標(biāo)原點(diǎn),CB為x軸,建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系.設(shè)C(0,0),B(x,0),A(-2,2),則P.由||=,得x=2.所以=(0,)(-2,2)=6. 答案:6 4.(2018南通、揚(yáng)州、淮安、宿遷、泰州、徐州六市二調(diào))在平面四邊形ABCD中,已知AB=1,BC=4,CD=2,DA=3,則的值為________. 解析:法一:因為+++=0,則++=-,平方得2+2+2+2(++)=(-)2=2,即++=-6,則=(+)(+)=+++2=-6+16=10. 法二:如圖,取AC中點(diǎn)O,連結(jié)BO,DO. 所以=(+)=+=(-)(+)-(-)(+)=(2-2-2+2)=(16-1-4+9)=10. 答案:10 [方法技巧] 平面向量數(shù)量積相關(guān)問題的求解策略 (1)夾角和模的問題的處理方法,一是轉(zhuǎn)為基底向量結(jié)合數(shù)量積的定義進(jìn)行運(yùn)算;二是建立坐標(biāo)系用坐標(biāo)公式求解. (2)平面向量的數(shù)量積可以用定義結(jié)合基底向量求解,也可以建立坐標(biāo)系用坐標(biāo)公式求解. (3)對于極化恒等式:ab=2-2.在△ABC中,若M是BC的中點(diǎn),則=2-2.其作用是:用線段的長度來計算向量的數(shù)量積.從而避開求向量的夾角. 考點(diǎn)(三) 平面向量的綜合問題 主要考查與平面向量數(shù)量積有關(guān)的最值(范圍)問題或參數(shù)求值問題. [典例感悟] [典例] (1)已知向量a,b滿足|a|=,|b|=1,且對于一切實數(shù)x,|a+xb|≥|a+b|恒成立,則a與b的夾角大小為________. (2)(2018蘇州期末)如圖,△ABC為等腰三角形,∠BAC=120,AB=AC=4,以A為圓心,1為半徑的圓分別交AB,AC于點(diǎn)E,F(xiàn),點(diǎn)P是劣弧上的一動點(diǎn),則的取值范圍是________. [解析] (1)法一:將|a+xb|≥|a+b|兩邊平方可得:2+2xab+x2≥2+2ab+1, 即x2+2abx-2ab-1≥0對于x∈R恒成立Δ=4(ab)2+8ab+4≤0,即4(ab+1)2≤0,所以ab=-1,即cos θ==-,所以a,b夾角為. 法二:圖,令=a,=xb(P為直線l上任意一點(diǎn)),則=a+xb,所以|a+xb|=OP的最小值即O到直線l的距離OH,即OH=|a+b|,即=a+b,所以b=.在直角三角形OHA中,AH=1,OA=,cos∠HOA=,即∠HOA=,所以a,b夾角為. (2)法一:(幾何法) 如圖,取BC的中點(diǎn)M,連結(jié)PM,=(-)(+)=2-2. 因為MC為定值,所以的變化可由PM的變化確定. 易得AM=2,MC=2. 當(dāng)P為劣弧與AM的交點(diǎn)時,PM取最小值A(chǔ)M-1=1;PM的最大值為EM=FM=. 所以PM2-MC2的取值范圍是[-11,-9],即∈[-11,-9]. 法二:(坐標(biāo)法)以A為坐標(biāo)原點(diǎn),垂直于BC的直線為x軸建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xAy,則B(2,-2),C(2,2),設(shè)P(cos θ,sin θ),其中θ∈. 所以=(2-cos θ,-sin θ-2)(2-cos θ,2-sin θ)=(cos θ-2)2+sin2θ-12=-7-4cos θ. 因為cos θ∈,所以∈[-11,-9]. [答案] (1) (2)[-11,-9] [方法技巧] 平面向量有關(guān)最值(范圍)問題求解的2種思路 形化 即利用平面向量的幾何意義將問題轉(zhuǎn)化為平面幾何中的最值或范圍問題,然后根據(jù)平面圖形的特征直接進(jìn)行判斷 數(shù)化 即利用平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算,把問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)中的函數(shù)最值與值域、不等式的解集、方程有解等問題,然后利用函數(shù)、不等式、方程的有關(guān)知識來解決 [演練沖關(guān)] 1.已知||=||=,且=1.若點(diǎn)C滿足|+|=1,則||的取值范圍是________. 解析:如圖,以O(shè)A,OB為鄰邊作平行四邊形OADB,則=+,因為||=||=,=1,所以||=|+|===,由|+|=1得|+|=|+-|=|-|=||=1,所以點(diǎn)C在以點(diǎn)D為圓心,1為半徑的圓上,而||表示點(diǎn)C到點(diǎn)O的距離,從而||-1≤||≤||+1,即-1≤||≤+1,即||的取值范圍是[-1,+1]. 答案:[-1,+1] 2.已知AB為圓O的直徑,M為圓O的弦CD上一動點(diǎn),AB=8,CD=6,則 的取值范圍是________. 解析:因為=+,=+,又 =-,因此=2+(+)+=2-2=2-16.因為M是弦CD上的動點(diǎn),所以MOmax=4,此時點(diǎn)M在圓上;MOmin==,此時點(diǎn)M為弦CD的中點(diǎn),故∈[-9,0]. 答案:[-9,0] 3.如圖,在同一平面內(nèi),點(diǎn)A位于兩平行直線m,n的同側(cè),且A到m,n的距離分別為1,3.點(diǎn)B,C分別在m,n上,|+|=5,則的最大值是________. 解析:設(shè)P為BC的中點(diǎn),則+=2,從而由|+|=5得||=,又=(+)(+)=2-2=-2,因為||≥2,所以2≥1,故≤-1=,當(dāng)且僅當(dāng)||=2時等號成立. 答案: [必備知能自主補(bǔ)缺] (一) 主干知識要記牢 1.平面向量的兩個充要條件 若兩個非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),則 (1)a∥b?a=λb(b≠0)?x1y2-x2y1=0. (2)a⊥b?ab=0?x1x2+y1y2=0. 2.平面向量的性質(zhì) (1)若a=(x,y),則|a|==. (2)若A(x1,y1),B(x2,y2),則||=. (3)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ為a與b的夾角,則cos θ== . (4)|ab|≤|a||b|. (二)二級結(jié)論要用好 1.三點(diǎn)共線的判定 (1)A,B,C三點(diǎn)共線?,共線. (2)向量,,中三終點(diǎn)A,B,C共線?存在實數(shù)α,β使得=α+β,且α+β=1. [針對練] 在?ABCD中,點(diǎn)E是AD邊的中點(diǎn),BE與AC相交于點(diǎn)F,若=m+n (m,n∈R),則=________. 解析:如圖,=2,=m+n,∴=+=m+(2n+1), ∵F,E,B三點(diǎn)共線,∴m+2n+1=1,∴=-2. 答案:-2 2.中點(diǎn)坐標(biāo)和三角形的重心坐標(biāo) (1)設(shè)P1,P2的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),則線段P1P2的中點(diǎn)P的坐標(biāo)為,. (2)三角形的重心坐標(biāo)公式:設(shè)△ABC的三個頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),則△ABC的重心坐標(biāo)是G. 3.三角形“四心”向量形式的充要條件 設(shè)O為△ABC所在平面上一點(diǎn),角A,B,C所對的邊長分別為a,b,c,則 (1)O為△ABC的外心?||=||=||=. (2)O為△ABC的重心?++=0. (3)O為△ABC的垂心?==. (4)O為△ABC的內(nèi)心?a+b+c=0. 4.極化恒等式ab=2-2 [提醒] 極化恒等式的使用是最近考查的熱點(diǎn),要有將平面向量數(shù)量積用此工具轉(zhuǎn)化的基本意識. [課時達(dá)標(biāo)訓(xùn)練] A組——抓牢中檔小題 1.(2018南京學(xué)情調(diào)研)設(shè)向量a=(1,-4),b=(-1,x),c=a+3b.若a∥c,則實數(shù)x=________. 解析:因為a=(1,-4),b=(-1,x),c=a+3b=(-2,-4+3x).又a∥c,所以-4+3x-8=0,解得x=4. 答案:4 2.(2018無錫期末)已知向量a=(2,1),b=(1,-1),若a-b與ma+b垂直,則m的值為________. 解析:因為a=(2,1),b=(1,-1),所以a-b=(1,2),ma+b=(2m+1,m-1),因為a-b與ma+b垂直,所以(a-b)(ma+b)=0,即2m+1+2(m-1)=0,解得m=. 答案: 3.已知a與b是兩個不共線向量,且向量a+λb與-(b-3a)共線,則λ=________. 解析:由題意知a+λb=k[-(b-3a)], 所以解得 答案:- 4.已知|a|=1,|b|=,且a⊥(a-b),則向量a與向量b的夾角為________. 解析:∵a⊥(a-b),∴a(a-b)=a2-ab=1-cos〈a,b〉=0,∴cos〈a,b〉=,∴〈a,b〉=. 答案: 5.在△ABC中,O為△ABC的重心,AB=2,AC=3,A=60,則=________. 解析:設(shè)BC邊中點(diǎn)為D,則=,=(+),∴=(+)=(32cos 60+32)=4. 答案:4 6.如圖,在△ABC中,已知∠BAC=,AB=2,AC=3,=2,=3,則||=________. 解析:=+=+=+(+), 而==(-), 故=-+, 從而||= ==. 答案: 7.已知非零向量a,b滿足|a|=|b|=|a+b|,則a與2a-b夾角的余弦值為________. 解析:法一:因為非零向量a,b滿足|a|=|b|=|a+b|,所以a2=b2=a2+2ab+b2,ab=-a2=-b2, 所以a(2a-b)=2a2-ab=a2,|2a-b|===|a|, 所以cos〈a,2a-b〉====. 法二:因為非零向量a,b滿足|a|=|b|=|a+b|,所以〈a,b〉=, 所以a(2a-b)=2a2-ab=2a2-|a||b|cos=a2,|2a-b|====|a|. 所以cos〈a,2a-b〉====. 答案: 8.在邊長為2的菱形ABCD中,∠ABC=60,P是線段BD上的任意一點(diǎn),則=________. 解析:如圖所示,由條件知△ABC為正三角形,AC⊥BP,所以=(+)=+==cos 60=22=2. 答案:2 9.已知菱形ABCD的邊長為2,∠BAD=120,點(diǎn)E,F(xiàn)分別在邊上BC,DC上,=t,=m,若=1,=-,則t+m=________. 解析:因為=+=+t=+t;=+=+m=+m, 所以=(+t)(+m)=-2-2tm+4t+4m=1; =-2(1-t)(1-m)=-2+2m+2t-2tm=-, 聯(lián)立解得t+m=. 答案: 10.在△ABC中,已知AB=1,AC=2,∠A=60,若點(diǎn)P滿足=+λ,且=1,則實數(shù)λ的值為________. 解析:由題意可得,-==λ.又=-=+(λ-1),所以=λ+λ(λ-1)||2=1,即λ+(λ2-λ)4=1,所以4λ2-3λ-1=0,解得λ=1或λ=-. 答案:1或- 11.如圖,在平面四邊形ABCD中,O為BD的中點(diǎn),且OA=3,OC=5.若=-7,則的值是________. 解析:因為=(-)(-)=(+)(-)=OC2-OD2,同理:=AO2-OD2=-7,所以=OC2-OD2=OC2-AO2-7=9. 答案:9 12.已知A(0,1),B(0,-1),C(1,0),動點(diǎn)P滿足=2||2,則|+|的最大值為________. 解析:設(shè)動點(diǎn)P(x,y),因為A(0,1),B(0,-1),C(1,0),=2||2, 所以(x,y-1)(x,y+1)=2[(x-1)2+y2],即(x-2)2+y2=1. 因為|+|=2, 所以|+|表示圓(x-2)2+y2=1上的點(diǎn)到原點(diǎn)距離的2倍,所以|+|的最大值為2(2+1)=6. 答案:6 13.已知△ABC是邊長為2的等邊三角形,P為平面ABC內(nèi)一點(diǎn),則(+)的最小值是________. 解析: 如圖,以等邊三角形ABC的底邊BC所在直線為x軸,以BC的垂直平分線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系,則A(0,),B(-1,0),C(1,0),設(shè)P(x,y),則=(-x, -y),=(-1-x,-y),=(1-x,-y),所以(+)=(-x,-y)(-2x,-2y)=2x2+22-,當(dāng)x=0,y=時,(+)取得最小值,為-. 答案:- 14.已知在Rt△ABC中,∠C=90,=9,S△ABC=6,P為線段AB上的點(diǎn),且=x+y,則xy的最大值為________. 解析:因為∠C=90,所以=2=9,所以||=3,即AC=3.因為S△ABC=ACBC=6,所以BC=4.又P為線段AB上的點(diǎn),且=+,故+=1≥2,即xy≤3,當(dāng)且僅當(dāng)==,即x=,y=2時取等號. 答案:3 B組——力爭難度小題 1.在△ABC中,若+2=,則的值為________. 解析:由+2=, 得2bc+ac=ab, 化簡可得a=c. 由正弦定理得,==. 答案: 2.已知向量a=(1,),b=(0,t2+1),則當(dāng)t∈[-,2]時,的取值范圍是________. 解析:由題意,=(0,1),根據(jù)向量的差的幾何意義,表示同起點(diǎn)的向量t的終點(diǎn)到a的終點(diǎn)的距離,當(dāng)t=時,該距離取得最小值1,當(dāng)t=-時,該距離取得最大值,即的取值范圍是[1, ]. 答案:[1, ] 3.在直角坐標(biāo)系xOy中,已知三點(diǎn)A(a,1),B(2,b),C(3,4),若=,則a2+b2的最小值為________. 解析:因為-=0,所以=0, 從而有(a-2,1-b)(3,4)=0,即3a-4b=2.則(a,b)可視為直線l:3x-4y=2上的動點(diǎn),設(shè)其為P,則為坐標(biāo)原點(diǎn)O到P的距離,故|OP|min=d(O,l)==,故(a2+b2)min=2=. 答案: 4.如圖,已知△ABC的邊BC的垂直平分線交AC于點(diǎn)P,交BC于點(diǎn)Q.若=3,=5,則(+)(-)的值為________. 解析:因為=+, 所以+=2+, 而-=,由于⊥,所以=0, 所以(+)(-)=(2+)=2,又因為Q是BC的中點(diǎn),所以2=+,故2=(+)(-)=2-2=9-25=-16. 答案:-16 5.如圖,已知|AC|=|BC|=4,∠ACB=90,M為BC的中點(diǎn),D為以AC為直徑的圓上一動點(diǎn),則的最大值是________. 解析:以AC的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),AC所在的直線為x軸,建立直角坐標(biāo)系(圖略),則M(-2,2),A(2,0),C(-2,0).設(shè)D點(diǎn)的坐標(biāo)為(2cos θ,2sin θ),則=(-4,2),=(-2-2cos θ,-2sin θ),所以=-4(-2-2cos θ)+2(-2sin θ)=8+8cos θ-4sin θ=8-sin(θ-φ)≤8+4. 答案:8+4 6.如圖,已知AC=2,B為AC的中點(diǎn),分別以AB,AC為直徑在AC的同側(cè)作半圓,M,N分別為兩半圓上的動點(diǎn)(不含端點(diǎn)A,B,C),且BM⊥BN,則的最大值為________. 解析:法一(坐標(biāo)法):以點(diǎn)B為坐標(biāo)原點(diǎn),線段AC所在的直線為x軸,建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系.設(shè)∠NBC=∠MAB=α,α∈,則M(-sin2α,sin αcos α),N(cos α,sin α),A(-1,0),C(1,0),=(1-sin2α,sin αcos α)(cos α-1,sin α)=(1-sin2α)(cos α-1)+sin2αcos α=cos α-1+sin2α=-cos2α+cos α=-2+,當(dāng)cos α=,α=時,的最大值為. 法二(定義法):設(shè)∠NBC=∠MAB=α,α∈, =(-)(-)=--+=+cos α-1=||||sin α+cos α-1=||2+|AM|-1=-||2+||,令||=t,0- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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