資源簡介 1、判斷下列結(jié)論是否正確(請?jiān)诶ㄌ栔写颉啊獭被颉啊痢?(1)若∥,則A,B,C三點(diǎn)共線.( √ )(2)向量b在向量a方向上的投影是向量.( × )(3)若a·b>0,則a和b的夾角為銳角;若a·b<0,則a和b的夾角為鈍角.( × )(4)在△ABC中,若·<0,則△ABC為鈍角三角形.( × )(5)已知平面直角坐標(biāo)系內(nèi)有三個定點(diǎn)A(-2,-1),B(0,10),C(8,0),若動點(diǎn)P滿足:=+t(+),t∈R,則點(diǎn)P的軌跡方程是x-y+1=0.( √ )2、已知△ABC的三個頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為A(3,4),B(5,2),C(-1,-4),則該三角形為( )A.銳角三角形 B.直角三角形C.鈍角三角形 D.等腰直角三角形答案 B解析 =(2,-2),=(-4,-8),=(-6,-6),∴||==2,||==4,||==6,∴||2+||2=||2,∴△ABC為直角三角形.3、已知在△ABC中,||=10,·=-16,D為邊BC的中點(diǎn),則||等于( )A.6 B.5C.4 D.3答案 D解析 在△ABC中,由余弦定理可得AB2+AC2-2AB·AC·cos A=BC2,又·=||·||·cos A=-16,所以AB2+AC2+32=100,AB2+AC2=68.又D為邊BC的中點(diǎn),所以+=2,兩邊平方得4||2=68-32=36,解得||=3,故選D.4、若向量a,b滿足|a|=|2a+b|=2,則a在b方向上投影的最大值是( )A. B.-C. D.-答案 B解析 由題意得|2a+b|2=4|a|2+4|a||b|cos〈a,b〉+|b|2=16+8|b|cos〈a,b〉+|b|2=4,則cos〈a,b〉==-(+)≤-2 =-,當(dāng)且僅當(dāng)|b|=2時等號成立,所以向量a在向量b方向上投影的最大值是|a|cos〈a,b〉=-.5、平面直角坐標(biāo)系xOy中,若定點(diǎn)A(1,2)與動點(diǎn)P(x,y)滿足·=4,則點(diǎn)P的軌跡方程是____________.答案 x+2y-4=0解析 由·=4,得(x,y)·(1,2)=4,即x+2y=4.無題型一 向量在平面幾何中的應(yīng)用命題點(diǎn)1 向量和平面幾何知識的綜合例1 (1)在平行四邊形ABCD中,AD=1,∠BAD=60°,E為CD的中點(diǎn).若·=1,則AB=________.(2)已知在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ADC=90°,AD=2,BC=1,P是腰DC上的動點(diǎn),則|+3|的最小值為________.答案 (1) (2)5解析 (1)在平行四邊形ABCD中,取AB的中點(diǎn)F,則=,∴==-,又∵=+,∴·=(+)·(-)=2-·+·-2=||2+||||cos 60°-||2=1+×||-||2=1.∴||=0,又||≠0,∴||=.(2)以D為原點(diǎn),分別以DA,DC所在直線為x軸,y軸建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,設(shè)DC=a,DP=y(tǒng).則D(0,0),A(2,0),C(0,a),B(1,a),P(0,y),=(2,-y),=(1,a-y),則+3=(5,3a-4y),即|+3|2=25+(3a-4y)2,由點(diǎn)P是腰DC上的動點(diǎn),知0≤y≤a.因此當(dāng)y=a時,|+3|2取最小值25.故|+3|的最小值為5.命題點(diǎn)2 三角形的“四心”例2 已知O是平面上的一定點(diǎn),A,B,C是平面上不共線的三個動點(diǎn),若動點(diǎn)P滿足=+λ(+),λ∈(0,+∞),則點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的( )A.內(nèi)心 B.外心 C.重心 D.垂心答案 C解析 由原等式,得-=λ(+),即=λ(+),根據(jù)平行四邊形法則,知+是△ABC的中線AD(D為BC的中點(diǎn))所對應(yīng)向量的2倍,所以點(diǎn)P的軌跡必過△ABC的重心.引申探究1.在本例中,若動點(diǎn)P滿足=+λ,λ∈(0,+∞),則如何選擇?答案 A解析 由條件,得-=λ,即=λ,而和分別表示平行于,的單位向量,故+平分∠BAC,即平分∠BAC,所以點(diǎn)P的軌跡必過△ABC的內(nèi)心.2.在本例中,若動點(diǎn)P滿足=+λ(+),λ∈(0,+∞),則如何選擇?答案 D解析 由條件,得=λ(+),從而·=λ(+)=λ·+λ·=0,所以 ⊥,則動點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的垂心.命題點(diǎn)3 平面向量數(shù)量積與余弦定理例3 在△ABC中,AB=8,AC=6,AD垂直BC于點(diǎn)D,E,F(xiàn)分別為AB,AC的中點(diǎn),若·=6,則BC等于( )A.2 B.10C.2 D.14答案 A解析 由題意,知DE=AE,DF=AF,∵·=||·||·cos∠EDF=||·||·===6,∴||=,∴BC=2.【同步練習(xí)】(1)在△ABC中,已知向量與滿足(+)·=0,且·=,則△ABC為( )A.等邊三角形B.直角三角形C.等腰非等邊三角形D.三邊均不相等的三角形(2)在△ABC中,=(,),=(1,),則△ABC的面積為________.答案 (1)A (2)1-解析 (1),分別為平行于,的單位向量,由平行四邊形法則可知+為∠BAC的角平分線.因?yàn)?+)·=0,所以∠BAC的角平分線垂直于BC,所以AB=AC.又·=··cos∠BAC=,所以cos∠BAC=,又0<∠BAC<π,故∠BAC=,所以△ABC為等邊三角形.(2)cos∠BAC==,∴sin∠BAC=,∴S△ABC=||·||·sin∠BAC=1-.題型二 向量在解析幾何中的應(yīng)用命題點(diǎn)1 向量與解析幾何知識的綜合例4 (1)已知向量=(k,12),=(4,5),=(10,k),且A,B,C三點(diǎn)共線,當(dāng)k<0時,若k為直線的斜率,則過點(diǎn)(2,-1)的直線方程為________________.(2)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),C為圓(x-2)2+y2=3的圓心,且圓上有一點(diǎn)M(x,y)滿足·=0,則=___________.答案 (1)2x+y-3=0 (2)±解析 (1)∵=-=(4-k,-7),=-=(6,k-5),且∥,∴(4-k)(k-5)+6×7=0,解得k=-2或k=11.由k<0可知k=-2,則過點(diǎn)(2,-1)且斜率為-2的直線方程為y+1=-2(x-2),即2x+y-3=0.(2)∵·=0,∴OM⊥CM,∴OM是圓的切線,設(shè)OM的方程為y=kx,由=,得k=±,即=±.命題點(diǎn)2 軌跡問題例5 已知平面上一定點(diǎn)C(2,0)和直線l:x=8,P為該平面上一動點(diǎn),作PQ⊥l,垂足為Q,且(+)·(-)=0.(1)求動點(diǎn)P的軌跡方程;(2)若EF為圓N:x2+(y-1)2=1的任意一條直徑,求·的最值.解 (1)設(shè)P(x,y),則Q(8,y).由(+)·(-)=0,得||2-||2=0,即(x-2)2+y2-(x-8)2=0,化簡得+=1.∴點(diǎn)P在橢圓上,其方程為+=1.(2)∵=+,=+,又+=0.∴·=2-2=x2+(y-1)2-1=16(1-)+(y-1)2-1=-y2-2y+16=-(y+3)2+19.∵-2≤y≤2.∴當(dāng)y=-3時,·的最大值為19,當(dāng)y=2時,·的最小值為12-4.綜上,·的最大值為19;·的最小值為12-4.【同步練習(xí)】(1)如圖所示,半圓的直徑AB=6,O為圓心,C為半圓上不同于A,B的任意一點(diǎn),若P為半徑OC上的動點(diǎn),則(+)·的最小值為________.(2)如圖,已知F1,F(xiàn)2為雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的左,右焦點(diǎn),點(diǎn)P在第一象限,且滿足||=a,(+)·=0,線段PF2與雙曲線C交于點(diǎn)Q,若=5,則雙曲線C的漸近線方程為( )A.y=±x B.y=±xC.y=±x D.y=±x答案 (1)- (2)B解析 (1)∵圓心O是直徑AB的中點(diǎn),∴+=2,∴(+)·=2·,∵與共線且方向相反,∴當(dāng)大小相等時,·最小.由條件知,當(dāng)PO=PC=時,最小值為-2××=-.(2)由(+)·=0,可得||=||=2c,則點(diǎn)P(x,y)(x>0,y>0)滿足解得又=5,解得Q(c-,),又Q在雙曲線C上,代入雙曲線方程化簡得80c4-168a2c2+85a4=0,則(4c2-5a2)(20c2-17a2)=0,又c>a,所以4c2-5a2=0,4(a2+b2)-5a2=0,則a=2b,則雙曲線C的漸近線方程為y=±x=±x,故選B.題型四 函數(shù)與方程思想在向量中的應(yīng)用例6 (1)設(shè)e1,e2為單位向量,非零向量b=xe1+ye2,x,y∈R.若e1,e2的夾角為,則的最大值等于______.(2)在梯形ABCD中,已知AB∥CD,AB=2CD,M,N分別為CD,BC的中點(diǎn).若=λ+μ,則λ+μ=________.解析 (1)因?yàn)閎≠0,所以b=xe1+ye2,x≠0或y≠0.當(dāng)x=0,y≠0時,=0;當(dāng)x≠0時,|b|2=(xe1+ye2)2=x2+y2+xy,==,不妨設(shè)=t,則=,當(dāng)t=-時,t2+t+1取得最小值,此時取得最大值4,所以的最大值為2.綜上,的最大值為2.(2)由=λ+μ,得=λ·(+)+μ·(+),得(-1)++(+)=0,得(-1)++(+)(+)=0,得(λ+μ-1)+(λ+)=0.又因?yàn)椋还簿€,所以由平面向量基本定理得解得所以λ+μ=.答案 (1)2 (2)1.向量在平面幾何中的應(yīng)用(1)用向量解決常見平面幾何問題的技巧:問題類型 所用知識 公式表示線平行、點(diǎn)共線等問題 共線向量定理 a∥b a=λb x1y2-x2y1=0,其中a=(x1,y1),b=(x2,y2),b≠0垂直問題 數(shù)量積的運(yùn)算性質(zhì) a⊥b a·b=0 x1x2+y1y2=0, 其中a=(x1,y1),b=(x2,y2),且a,b為非零向量夾角問題 數(shù)量積的定義 cos θ=(θ為向量a,b的夾角),其中a,b為非零向量長度問題 數(shù)量積的定義 |a|==,其中a=(x,y),a為非零向量(2)用向量方法解決平面幾何問題的步驟:平面幾何問題向量問題解決向量問題解決幾何問題.2.平面向量在物理中的應(yīng)用(1)由于物理學(xué)中的力、速度、位移都是矢量,它們的分解與合成與向量的加法和減法相似,可以用向量的知識來解決.(2)物理學(xué)中的功是一個標(biāo)量,是力F與位移s的數(shù)量積,即W=F·s=|F||s|cos θ(θ為F與s的夾角).3.向量與相關(guān)知識的交匯平面向量作為一種工具,常與函數(shù)(三角函數(shù)),解析幾何結(jié)合,常通過向量的線性運(yùn)算與數(shù)量積,向量的共線與垂直求解相關(guān)問題.【知識拓展】1.若G是△ABC的重心,則++=0.2.若直線l的方程為Ax+By+C=0,則向量(A,B)與直線l垂直,向量(-B,A)與直線l平行.題型五 平面向量與三角函數(shù)命題點(diǎn)1 向量與三角恒等變換的結(jié)合例1 已知a=(cos α,sin α),b=(cos β,sin β),0<β<α<π.且a+b=(0,1),則α=________,β=________.答案 解析 因?yàn)閍+b=(0,1),所以由此得cos α=cos(π-β).由0<β<π,得0<π-β<π,又0<α<π,故α=π-β.代入sin α+sin β=1,得sin α=sin β=.又α>β,所以α=,β=.命題點(diǎn)2 向量與三角函數(shù)的結(jié)合例2 已知向量a=(sin x,),b=(cos x,-1).(1)當(dāng)a∥b時,求tan 2x的值;(2)求函數(shù)f(x)=(a+b)·b在[-,0]上的值域.解 (1)∵a∥b,∴sin x·(-1)-·cos x=0,即sin x+cos x=0,tan x=-,∴tan 2x==.(2)f(x)=(a+b)·b=a·b+b2=sin xcos x-+cos2x+1=sin 2x-+cos 2x++1=sin(2x+).∵-≤x≤0,∴-π≤2x≤0,-≤2x+≤,∴-≤sin(2x+)≤,∴f(x)在[-,0]上的值域?yàn)閇-,].命題點(diǎn)3 向量與解三角形的結(jié)合例3 已知函數(shù)f(x)=a·b,其中a=(2cos x,-sin 2x),b=(cos x,1),x∈R.(1)求函數(shù)y=f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間;(2)在△ABC中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,f(A)=-1,a=,且向量m=(3,sin B)與n=(2,sin C)共線,求邊長b與c的值.解 (1)f(x)=2cos2x-sin 2x=1+cos 2x-sin 2x=1+2cos(2x+),令2kπ≤2x+≤2kπ+π(k∈Z),解得kπ-≤x≤kπ+(k∈Z),∴函數(shù)y=f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為[kπ-,kπ+](k∈Z).(2)∵f(A)=1+2cos(2A+)=-1,∴cos(2A+)=-1,又<2A+<,∴2A+=π,即A=.∵a=,∴由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=(b+c)2-3bc=7. ①∵向量m=(3,sin B)與n=(2,sin C)共線,∴2sin B=3sin C,由正弦定理得2b=3c, ②由①②得b=3,c=2.【同步練習(xí)】(1)函數(shù)y=sin(ωx+φ)在一個周期內(nèi)的圖象如圖所示,M,N分別是最高點(diǎn)、最低點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),且·=0,則函數(shù)f(x)的最小正周期是______.(2)在△ABC中,內(nèi)角A,B,C的對邊分別是a,b,c,已知c=6,sin A-sin C=sin(A-B),若1≤a≤6,則sin C的取值范圍是________.答案 (1)3 (2)[,1]解析 (1)由圖象可知,M(,1),N(xN,-1),所以·=(,1)·(xN,-1)=xN-1=0,解得xN=2,所以函數(shù)f(x)的最小正周期是2×=3.(2)由sin A-sin C=sin(A-B),得sin A=sin C+sin(A-B)=sin(A+B)+sin(A-B)=2sin Acos B,又sin A≠0,所以cos B=.當(dāng)a=6cos B=3∈[1,6]時,sin C=1;當(dāng)a=1時,b2=a2+c2-2accos B=1+36-2×1×6×=31,所以b=,于是=,得sin C=;當(dāng)a=6時,△ABC為等邊三角形,則sin C=,>,從而得到sin C的取值范圍是[,1].題型六 向量與學(xué)科知識的交匯命題點(diǎn)1 向量與不等式相結(jié)合例4 (1)設(shè)e1,e2是平面內(nèi)兩個不共線的向量,=(a-1)e1+e2,=be1-2e2(a>0,b>0),若A,B,C三點(diǎn)共線,則+的最小值是( )A.2 B.4 C.6 D.8(2)已知x,y滿足若=(x,1),=(2,y),且·的最大值是最小值的8倍,則實(shí)數(shù)a的值是________.答案 (1)B (2)解析 (1)因?yàn)锳,B,C三點(diǎn)共線,所以(a-1)×(-2)=1×b,所以2a+b=2.因?yàn)閍>0,b>0,所以+=·(+)=2++≥2+2 =4(當(dāng)且僅當(dāng)=,即a=,b=1時取等號).(2) 因?yàn)椋?x,1),=(2,y),所以·=2x+y,令z=2x+y,依題意,不等式組所表示的可行域如圖中陰影部分所示(含邊界),觀察圖象可知,當(dāng)直線z=2x+y過點(diǎn)C(1,1)時,zmax=2×1+1=3,目標(biāo)函數(shù)z=2x+y過點(diǎn)F(a,a)時,zmin=2a+a=3a,所以3=8×3a,解得a=.命題點(diǎn)2 向量與數(shù)列結(jié)合例5 設(shè)數(shù)列{xn}的各項(xiàng)都為正數(shù)且x1=1.如圖,△ABC所在平面上的點(diǎn)Pn (n∈N*)均滿足△PnAB與△PnAC的面積比為3∶1,若(2xn+1)+=xn+1,則x5的值為( )A.31 B.33C.61 D.63答案 A解析 在(2xn+1)+=xn+1中,令=(2xn+1),作出圖形如圖所示,則(2xn+1)+==xn+1,所以=xn+1,=xn+1.又==,所以==,則==,所以xn+1=2xn+1,xn+1+1=2(xn+1),故{xn+1}構(gòu)成以2為首項(xiàng)、2為公比的等比數(shù)列,所以x5+1=2×24=32,則x5=31,故選A.【同步練習(xí)】(1)已知平面直角坐標(biāo)系xOy上的區(qū)域D由不等式組給定.若M(x,y)為D上的動點(diǎn),點(diǎn)A的坐標(biāo)為(,1),則z=·的最大值為( )A.3 B.4C.3 D.4(2)角A,B,C為△ABC的三個內(nèi)角,向量m滿足|m|=,且m=(sin,cos ),當(dāng)角A最大時,動點(diǎn)P使得||,||,||成等差數(shù)列,則的最大值是( )A. B. C. D.答案 (1)B (2)A解析 (1)由線性約束條件畫出可行域如圖陰影部分所示(含邊界),目標(biāo)函數(shù)z=·=x+y,將其化為y=-x+z,結(jié)合圖象可知,當(dāng)直線z=x+y過點(diǎn)(,2)時,z最大,將點(diǎn)(,2)代入z=x+y,得z的最大值為4.(2)設(shè)BC=2a,BC的中點(diǎn)為D.由題意得|m|2=(sin )2+(cos )2=1-cos(B+C)+[1+cos(B-C)]=-cos Bcos C+sin Bsin C=,則cos Bcos C=sin Bsin C,化簡得tan Btan C=,則tan A=-tan(B+C)=-=-(tan B+tan C)≤-×2=-,當(dāng)且僅當(dāng)tan B=tan C=時,等號成立,所以當(dāng)角A最大時,A=,B=C=,則易得AD=.因?yàn)閨|,||,||成等差數(shù)列,所以2||=||+||,則點(diǎn)P在以B,C為焦點(diǎn),以2||=4a為長軸的橢圓上,由圖(圖略)易得當(dāng)點(diǎn)P為橢圓的與點(diǎn)A在直線BC的異側(cè)的頂點(diǎn)時,||取得最大值,此時||==a,則||=||+||=,所以==,故選A.題型六 和向量有關(guān)的創(chuàng)新題例6 稱d(a,b)=|a-b|為兩個向量a,b間的“距離”.若向量a,b滿足:①|(zhì)b|=1;②a≠b;③對任意的t∈R,恒有d(a,tb)≥d(a,b),則( )A.a(chǎn)⊥b B.b⊥(a-b)C.a(chǎn)⊥(a-b) D.(a+b)⊥(a-b)答案 B解析 由于d(a,b)=|a-b|,因此對任意的t∈R,恒有d(a,tb)≥d(a,b),即|a-tb|≥|a-b|,即(a-tb)2≥(a-b)2,t2-2ta·b+(2a·b-1)≥0對任意的t∈R都成立,因此有(-2a·b)2-4(2a·b-1)≤0,即(a·b-1)2≤0,得a·b-1=0,故a·b-b2=b·(a-b)=0,故b⊥(a-b).思維升華 解答創(chuàng)新型問題,首先需要分析新定義(新運(yùn)算)的特點(diǎn),把新定義(新運(yùn)算)所敘述的問題的本質(zhì)弄清楚,然后應(yīng)用到具體的解題過程之中,這是破解新定義(新運(yùn)算)信息題難點(diǎn)的關(guān)鍵所在.【同步練習(xí)】定義一種向量運(yùn)算“ ”:a b=(a,b是任意的兩個向量).對于同一平面內(nèi)向量a,b,c,e,給出下列結(jié)論:①a b=b a;②λ(a b)=(λa) b(λ∈R);③(a+b) c=a c+b c;④若e是單位向量,則|a e|≤|a|+1.以上結(jié)論一定正確的是________.(填上所有正確結(jié)論的序號)答案 ①④解析 當(dāng)a,b共線時,a b=|a-b|=|b-a|=b a,當(dāng)a,b不共線時,a b=a·b=b·a=b a,故①是正確的;當(dāng)λ=0,b≠0時,λ(a b)=0,(λa) b=|0-b|≠0,故②是錯誤的;當(dāng)a+b與c共線時,存在a,b與c不共線,(a+b) c=|a+b-c|,a c+b c=a·c+b·c,顯然|a+b-c|≠a·c+b·c,故③是錯誤的;當(dāng)e與a不共線時,|a e|=|a·e|<|a|·|e|<|a|+1,當(dāng)e與a共線時,設(shè)a=ue,u∈R,|a e|=|a-e|=|ue-e|=|u-1|≤|u|+1,故④是正確的.綜上,結(jié)論一定正確的是①④.例7 已知A,B,C,D是函數(shù)y=sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<)一個周期內(nèi)的圖象上的四個點(diǎn),如圖所示,A,B為y軸上的點(diǎn),C為圖象上的最低點(diǎn),E為該函數(shù)圖象的一個對稱中心,B與D關(guān)于點(diǎn)E對稱,在x軸上的投影為,則ω,φ的值為( )A.ω=2,φ= B.ω=2,φ=C.ω=,φ= D.ω=,φ=―→―→―→解析 由E為該函數(shù)圖象的一個對稱中心,作點(diǎn)C的對稱點(diǎn)M,作MF⊥x軸,垂足為F,如圖.B與D關(guān)于點(diǎn)E對稱,在x軸上的投影為,知OF=.又A,所以AF===,所以ω=2.同時函數(shù)y=sin(ωx+φ)圖象可以看作是由y=sin ωx的圖象向左平移得到,故可知==,即φ=.答案 A一、向量與平面幾何綜合問題的解法(1)坐標(biāo)法把幾何圖形放在適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系中,則有關(guān)點(diǎn)與向量就可以用坐標(biāo)表示,這樣就能進(jìn)行相應(yīng)的代數(shù)運(yùn)算和向量運(yùn)算,從而使問題得到解決.(2)基向量法適當(dāng)選取一組基底,溝通向量之間的聯(lián)系,利用向量間的關(guān)系構(gòu)造關(guān)于未知量的方程進(jìn)行求解.二、向量在解析幾何中的“兩個”作用(1)載體作用:向量在解析幾何問題中出現(xiàn),多用于“包裝”,解決此類問題的關(guān)鍵是利用向量的意義、運(yùn)算脫去“向量外衣”,導(dǎo)出曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)之間的關(guān)系,從而解決有關(guān)距離、斜率、夾角、軌跡、最值等問題.(2)工具作用:利用a⊥b a·b=0(a,b為非零向量),a∥b a=λb(b≠0),可解決垂直、平行問題,特別地,向量垂直、平行的坐標(biāo)表示對于解決解析幾何中的垂直、平行問題是一種比較簡捷的方法.三、向量最值求向量模的最值或范圍問題往往將模表示成某一變量的函數(shù),采用求函數(shù)值域的方法確定最值或范圍;在向量分解問題中,經(jīng)常需要用已知向量來表示其他向量,此時可通過三點(diǎn)共線建立向量之間的關(guān)系,比較基向量的系數(shù)建立方程組求解.1.在△ABC中,角A,B,C的對邊分別是a,b,c,且滿足2·=a2-(b+c)2,acos B+bcos A=2csin C,b=2,則△ABC的面積為( )A. B. C.3 D.6答案 C解析 由已知得2bc·cos A=a2-(b+c)2,又a2=b2+c2-2bc·cos A,∴cos A=-,∵0又sin Acos B+cos Asin B=2sin2C,0可得C=,∴B=C=,b=c=2,∴S△ABC=bcsin A=3.2.在△ABC中,角A,B,C的對邊分別是a,b,c,若20a+15b+12c=0,則△ABC最小角的正弦值等于( )A. B. C. D.答案 C解析 ∵20a+15b+12c=0,∴20a(-)+15b+12c=0,∴(20a-15b)+(12c-20a)=0,∵與不共線,∴ ∴△ABC最小角為角A,∴cos A===,又0∴sin A=,故選C.3. 函數(shù)y=tan(-)(0A.-8 B.-4C.4 D.8答案 D解析 因?yàn)楹瘮?shù)y=tan(-)(0所以點(diǎn)A的坐標(biāo)是(2,0).因?yàn)辄c(diǎn)A是對稱中心,所以點(diǎn)A是線段BC的中點(diǎn),所以+=2,所以(+)·=2·=2()2=2×4=8.故選D.4.設(shè)向量a=(a1,a2),b=(b1,b2),定義一種運(yùn)算:a b=(a1,a2) (b1,b2)=(a1b1,a2b2).已知向量m=(,4),n=(,0).點(diǎn)P在y=cos x的圖象上運(yùn)動,點(diǎn)Q在y=f(x)的圖象上運(yùn)動,且滿足=m +n(其中O為坐標(biāo)原點(diǎn)),則y=f(x)在區(qū)間[,]上的最大值是( )A.4 B.2 C.2 D.2答案 A解析 設(shè)=(x0,y0),=(x,y),由題意可得y0=cos x0,=(x,y)=m +n=(,4) (x0,y0)+(,0)=(x0,4y0)+(,0)=(x0+,4y0),即x=x0+,y=4y0,即x0=2x-,y0=y(tǒng),所以y=cos(2x-),即y=4cos(2x-).因?yàn)辄c(diǎn)Q在y=f(x)的圖象上運(yùn)動,所以f(x)=4cos(2x-),當(dāng)≤x≤時,0≤2x-≤,所以當(dāng)2x-=0時,f(x)取得最大值4.5.記max{x,y}=min{x,y}=設(shè)a,b為平面向量,則( )A.min{|a+b|,|a-b|}≤min{|a|,|b|}B.min{|a+b|,|a-b|}≥min{|a|,|b|}C.max{|a+b|2,|a-b|2}≤|a|2+|b|2D.max{|a+b|2,|a-b|2}≥|a|2+|b|2答案 D解析 由于|a+b|,|a-b|與|a|,|b|的大小關(guān)系與夾角大小有關(guān),故A,B錯.當(dāng)a,b夾角為銳角時,|a+b|>|a-b|,此時,|a+b|2>|a|2+|b|2;當(dāng)a,b夾角為鈍角時,|a+b|<|a-b|,此時,|a-b|2>|a|2+|b|2;當(dāng)a⊥b時,|a+b|2=|a-b|2=|a|2+|b|2,故選D.6.如圖,在扇形OAB中,∠AOB=60°,C為弧AB上與A,B不重合的一個動點(diǎn),且=x+y,若u=x+λy(λ>0)存在最大值,則λ的取值范圍為( )A.(1,3) B.(,3)C.(,1) D.(,2)答案 D解析 設(shè)∠BOC=α,則∠AOC=-α,因?yàn)椋絰+y,所以即解得x=-cos α+cos(-α)=sin α,y=cos α-sin α,所以u=sin α+λ(cos α-sin α)=(-λ)sin α+λcos α= sin(α+β),其中tan β=,因?yàn)?<α<,要使u存在最大值,只需滿足β>,所以>,整理得>0,解得<λ<2,故選D.7. 若函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)在一個周期內(nèi)的圖象如圖所示,M,N分別是這段圖象的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),且·=0(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),則A等于( )A. B.C. D.答案 B解析 由題意知M(,A),N(,-A),又∵·=×-A2=0,∴A=.8.已知在△ABC中,=a,=b,a·b<0,S△ABC=,|a|=3,|b|=5,則∠BAC=________.答案 150°解析 ∵·<0,∴∠BAC為鈍角,又∵S△ABC=|a||b|sin∠BAC=,∴sin∠BAC=,又0°≤∠BAC<180°,又0°≤9.已知在平面直角坐標(biāo)系中,O(0,0),M(1,1),N(0,1),Q(2,3),動點(diǎn)P(x,y)滿足不等式0≤·≤1,0≤·≤1,則z=·的最大值為________.答案 3解析 ∵=(x,y),=(1,1),=(0,1),=(2,3),∴·=x+y,·=y(tǒng),·=2x+3y,即在條件下,求z=2x+3y的最大值,由線性規(guī)劃知識,得當(dāng)x=0,y=1時,zmax=3.10.(2016·溫州一模)已知△ABC中,||=1,·=2,點(diǎn)P為線段BC上的動點(diǎn),動點(diǎn)Q滿足=++,則·的最小值為________.答案 -解析 設(shè)=λ,λ∈[0,1],則=-=-λ,=-λ,=(1-λ),所以=(-λ)-λ+(1-λ)=+(1-3λ),所以·=[+(1-3λ)]·(-λ)=-λ·-λ(1-3λ)2=3λ2-3λ,當(dāng)λ=時,·取得最小值-.11.設(shè)非零向量a,b的夾角為θ,記f(a,b)=acos θ-bsin θ,若e1,e2均為單位向量,且e1·e2=,則向量f(e1,e2)與f(e2,-e1)的夾角為________.答案 解析 由e1·e2=,可得 cos〈e1,e2〉==,又〈e1,e2〉∈[0,π],故〈e1,e2〉=,〈e2,-e1〉=π-〈e2,e1〉=.f(e1,e2)=e1cos -e2sin=e1-e2,f(e2,-e1)=e2cos -(-e1)·sin =e1-e2.f(e1,e2)·f(e2,-e1)=(e1-e2)·(e1-e2)=-e1·e2=0.所以f(e1,e2)⊥f(e2,-e1),故向量f(e1,e2)與f(e2,-e1)的夾角為.12.已知△ABC的三個內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,向量m=(cos,sin),n=(cos,-sin),且m與n的夾角為.(1)求角C;(2)已知c=,S△ABC=,求a+b的值.解 (1)∵m·n=cos2-sin2=cos C,又m·n=|m|·|n|·cos=,0∴C=.(2)∵S△ABC=absin C=absin=ab,∴ab=,∴ab=6,由余弦定理得cos C=,即==,解得a+b=.13.在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,已知·=·,sin A=.(1)求sin C的值;(2)設(shè)D為AC的中點(diǎn),若△ABC的面積為8,求BD的長.解 (1)由·=·得·(+)=0,即(-)·(+)=||2-||2=0,∴||=||,∴A=B,A與B都是銳角,∴cos A==,∴sin C=sin(π-A-B)=sin(A+B)=sin 2A=2sin Acos A=.(2)由S=absin C=a2=8,得a=b=6,∴CD=3,BC=6,又cos C=cos(π-2A)=-cos 2A=-(1-2sin2A)=,在△BCD中,由余弦定理得BD2=CD2+BC2-2CD·BCcos C=32+62-2·3·6·=41,∴BD=.1、判斷下列結(jié)論是否正確(請?jiān)诶ㄌ栔写颉啊獭被颉啊痢?(1)若∥,則A,B,C三點(diǎn)共線.( )(2)向量b在向量a方向上的投影是向量.( )(3)若a·b>0,則a和b的夾角為銳角;若a·b<0,則a和b的夾角為鈍角.( )(4)在△ABC中,若·<0,則△ABC為鈍角三角形.( )(5)已知平面直角坐標(biāo)系內(nèi)有三個定點(diǎn)A(-2,-1),B(0,10),C(8,0),若動點(diǎn)P滿足:=+t(+),t∈R,則點(diǎn)P的軌跡方程是x-y+1=0.( )2、已知△ABC的三個頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為A(3,4),B(5,2),C(-1,-4),則該三角形為( )A.銳角三角形 B.直角三角形C.鈍角三角形 D.等腰直角三角形3、已知在△ABC中,||=10,·=-16,D為邊BC的中點(diǎn),則||等于( )A.6 B.5C.4 D.34、若向量a,b滿足|a|=|2a+b|=2,則a在b方向上投影的最大值是( )A. B.-C. D.-5、平面直角坐標(biāo)系xOy中,若定點(diǎn)A(1,2)與動點(diǎn)P(x,y)滿足·=4,則點(diǎn)P的軌跡方程是____________.無題型一 向量在平面幾何中的應(yīng)用命題點(diǎn)1 向量和平面幾何知識的綜合例1 (1)在平行四邊形ABCD中,AD=1,∠BAD=60°,E為CD的中點(diǎn).若·=1,則AB=________.(2)已知在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ADC=90°,AD=2,BC=1,P是腰DC上的動點(diǎn),則|+3|的最小值為________.命題點(diǎn)2 三角形的“四心”例2 已知O是平面上的一定點(diǎn),A,B,C是平面上不共線的三個動點(diǎn),若動點(diǎn)P滿足=+λ(+),λ∈(0,+∞),則點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的( )A.內(nèi)心 B.外心 C.重心 D.垂心引申探究1.在本例中,若動點(diǎn)P滿足=+λ,λ∈(0,+∞),則如何選擇?2.在本例中,若動點(diǎn)P滿足=+λ(+),λ∈(0,+∞),則如何選擇?命題點(diǎn)3 平面向量數(shù)量積與余弦定理例3 在△ABC中,AB=8,AC=6,AD垂直BC于點(diǎn)D,E,F(xiàn)分別為AB,AC的中點(diǎn),若·=6,則BC等于( )A.2 B.10C.2 D.14【同步練習(xí)】(1)在△ABC中,已知向量與滿足(+)·=0,且·=,則△ABC為( )A.等邊三角形B.直角三角形C.等腰非等邊三角形D.三邊均不相等的三角形(2)在△ABC中,=(,),=(1,),則△ABC的面積為________.題型二 向量在解析幾何中的應(yīng)用命題點(diǎn)1 向量與解析幾何知識的綜合例4 (1)已知向量=(k,12),=(4,5),=(10,k),且A,B,C三點(diǎn)共線,當(dāng)k<0時,若k為直線的斜率,則過點(diǎn)(2,-1)的直線方程為________________.(2)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),C為圓(x-2)2+y2=3的圓心,且圓上有一點(diǎn)M(x,y)滿足·=0,則=___________.命題點(diǎn)2 軌跡問題例5 已知平面上一定點(diǎn)C(2,0)和直線l:x=8,P為該平面上一動點(diǎn),作PQ⊥l,垂足為Q,且(+)·(-)=0.(1)求動點(diǎn)P的軌跡方程;(2)若EF為圓N:x2+(y-1)2=1的任意一條直徑,求·的最值.【同步練習(xí)】(1)如圖所示,半圓的直徑AB=6,O為圓心,C為半圓上不同于A,B的任意一點(diǎn),若P為半徑OC上的動點(diǎn),則(+)·的最小值為________.(2)如圖,已知F1,F(xiàn)2為雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的左,右焦點(diǎn),點(diǎn)P在第一象限,且滿足||=a,(+)·=0,線段PF2與雙曲線C交于點(diǎn)Q,若=5,則雙曲線C的漸近線方程為( )A.y=±x B.y=±xC.y=±x D.y=±x題型四 函數(shù)與方程思想在向量中的應(yīng)用例6 (1)設(shè)e1,e2為單位向量,非零向量b=xe1+ye2,x,y∈R.若e1,e2的夾角為,則的最大值等于______.(2)在梯形ABCD中,已知AB∥CD,AB=2CD,M,N分別為CD,BC的中點(diǎn).若=λ+μ,則λ+μ=________.1.向量在平面幾何中的應(yīng)用(1)用向量解決常見平面幾何問題的技巧:問題類型 所用知識 公式表示線平行、點(diǎn)共線等問題 共線向量定理 a∥b a=λb x1y2-x2y1=0,其中a=(x1,y1),b=(x2,y2),b≠0垂直問題 數(shù)量積的運(yùn)算性質(zhì) a⊥b a·b=0 x1x2+y1y2=0, 其中a=(x1,y1),b=(x2,y2),且a,b為非零向量夾角問題 數(shù)量積的定義 cos θ=(θ為向量a,b的夾角),其中a,b為非零向量長度問題 數(shù)量積的定義 |a|==,其中a=(x,y),a為非零向量(2)用向量方法解決平面幾何問題的步驟:平面幾何問題向量問題解決向量問題解決幾何問題.2.平面向量在物理中的應(yīng)用(1)由于物理學(xué)中的力、速度、位移都是矢量,它們的分解與合成與向量的加法和減法相似,可以用向量的知識來解決.(2)物理學(xué)中的功是一個標(biāo)量,是力F與位移s的數(shù)量積,即W=F·s=|F||s|cos θ(θ為F與s的夾角).3.向量與相關(guān)知識的交匯平面向量作為一種工具,常與函數(shù)(三角函數(shù)),解析幾何結(jié)合,常通過向量的線性運(yùn)算與數(shù)量積,向量的共線與垂直求解相關(guān)問題.【知識拓展】1.若G是△ABC的重心,則++=0.2.若直線l的方程為Ax+By+C=0,則向量(A,B)與直線l垂直,向量(-B,A)與直線l平行.題型五 平面向量與三角函數(shù)命題點(diǎn)1 向量與三角恒等變換的結(jié)合例1 已知a=(cos α,sin α),b=(cos β,sin β),0<β<α<π.且a+b=(0,1),則α=________,β=________.命題點(diǎn)2 向量與三角函數(shù)的結(jié)合例2 已知向量a=(sin x,),b=(cos x,-1).(1)當(dāng)a∥b時,求tan 2x的值;(2)求函數(shù)f(x)=(a+b)·b在[-,0]上的值域.命題點(diǎn)3 向量與解三角形的結(jié)合例3 已知函數(shù)f(x)=a·b,其中a=(2cos x,-sin 2x),b=(cos x,1),x∈R.(1)求函數(shù)y=f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間;(2)在△ABC中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,f(A)=-1,a=,且向量m=(3,sin B)與n=(2,sin C)共線,求邊長b與c的值.【同步練習(xí)】(1)函數(shù)y=sin(ωx+φ)在一個周期內(nèi)的圖象如圖所示,M,N分別是最高點(diǎn)、最低點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),且·=0,則函數(shù)f(x)的最小正周期是______.(2)在△ABC中,內(nèi)角A,B,C的對邊分別是a,b,c,已知c=6,sin A-sin C=sin(A-B),若1≤a≤6,則sin C的取值范圍是________.題型六 向量與學(xué)科知識的交匯命題點(diǎn)1 向量與不等式相結(jié)合例4 (1)設(shè)e1,e2是平面內(nèi)兩個不共線的向量,=(a-1)e1+e2,=be1-2e2(a>0,b>0),若A,B,C三點(diǎn)共線,則+的最小值是( )A.2 B.4 C.6 D.8(2)已知x,y滿足若=(x,1),=(2,y),且·的最大值是最小值的8倍,則實(shí)數(shù)a的值是________.命題點(diǎn)2 向量與數(shù)列結(jié)合例5 設(shè)數(shù)列{xn}的各項(xiàng)都為正數(shù)且x1=1.如圖,△ABC所在平面上的點(diǎn)Pn (n∈N*)均滿足△PnAB與△PnAC的面積比為3∶1,若(2xn+1)+=xn+1,則x5的值為( )A.31 B.33C.61 D.63【同步練習(xí)】(1)已知平面直角坐標(biāo)系xOy上的區(qū)域D由不等式組給定.若M(x,y)為D上的動點(diǎn),點(diǎn)A的坐標(biāo)為(,1),則z=·的最大值為( )A.3 B.4C.3 D.4(2)角A,B,C為△ABC的三個內(nèi)角,向量m滿足|m|=,且m=(sin,cos ),當(dāng)角A最大時,動點(diǎn)P使得||,||,||成等差數(shù)列,則的最大值是( )A. B. C. D.題型六 和向量有關(guān)的創(chuàng)新題例6 稱d(a,b)=|a-b|為兩個向量a,b間的“距離”.若向量a,b滿足:①|(zhì)b|=1;②a≠b;③對任意的t∈R,恒有d(a,tb)≥d(a,b),則( )A.a(chǎn)⊥b B.b⊥(a-b)C.a(chǎn)⊥(a-b) D.(a+b)⊥(a-b)【同步練習(xí)】定義一種向量運(yùn)算“ ”:a b=(a,b是任意的兩個向量).對于同一平面內(nèi)向量a,b,c,e,給出下列結(jié)論:①a b=b a;②λ(a b)=(λa) b(λ∈R);③(a+b) c=a c+b c;④若e是單位向量,則|a e|≤|a|+1.以上結(jié)論一定正確的是________.(填上所有正確結(jié)論的序號)例7 已知A,B,C,D是函數(shù)y=sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<)一個周期內(nèi)的圖象上的四個點(diǎn),如圖所示,A,B為y軸上的點(diǎn),C為圖象上的最低點(diǎn),E為該函數(shù)圖象的一個對稱中心,B與D關(guān)于點(diǎn)E對稱,在x軸上的投影為,則ω,φ的值為( )A.ω=2,φ= B.ω=2,φ=C.ω=,φ= D.ω=,φ=一、向量與平面幾何綜合問題的解法(1)坐標(biāo)法把幾何圖形放在適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系中,則有關(guān)點(diǎn)與向量就可以用坐標(biāo)表示,這樣就能進(jìn)行相應(yīng)的代數(shù)運(yùn)算和向量運(yùn)算,從而使問題得到解決.(2)基向量法適當(dāng)選取一組基底,溝通向量之間的聯(lián)系,利用向量間的關(guān)系構(gòu)造關(guān)于未知量的方程進(jìn)行求解.二、向量在解析幾何中的“兩個”作用(1)載體作用:向量在解析幾何問題中出現(xiàn),多用于“包裝”,解決此類問題的關(guān)鍵是利用向量的意義、運(yùn)算脫去“向量外衣”,導(dǎo)出曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)之間的關(guān)系,從而解決有關(guān)距離、斜率、夾角、軌跡、最值等問題.(2)工具作用:利用a⊥b a·b=0(a,b為非零向量),a∥b a=λb(b≠0),可解決垂直、平行問題,特別地,向量垂直、平行的坐標(biāo)表示對于解決解析幾何中的垂直、平行問題是一種比較簡捷的方法.三、向量最值求向量模的最值或范圍問題往往將模表示成某一變量的函數(shù),采用求函數(shù)值域的方法確定最值或范圍;在向量分解問題中,經(jīng)常需要用已知向量來表示其他向量,此時可通過三點(diǎn)共線建立向量之間的關(guān)系,比較基向量的系數(shù)建立方程組求解.1.在△ABC中,角A,B,C的對邊分別是a,b,c,且滿足2·=a2-(b+c)2,acos B+bcos A=2csin C,b=2,則△ABC的面積為( )A. B. C.3 D.62.在△ABC中,角A,B,C的對邊分別是a,b,c,若20a+15b+12c=0,則△ABC最小角的正弦值等于( )A. B. C. D.3. 函數(shù)y=tan(-)(0A.-8 B.-4C.4 D.84.設(shè)向量a=(a1,a2),b=(b1,b2),定義一種運(yùn)算:a b=(a1,a2) (b1,b2)=(a1b1,a2b2).已知向量m=(,4),n=(,0).點(diǎn)P在y=cos x的圖象上運(yùn)動,點(diǎn)Q在y=f(x)的圖象上運(yùn)動,且滿足=m +n(其中O為坐標(biāo)原點(diǎn)),則y=f(x)在區(qū)間[,]上的最大值是( )A.4 B.2 C.2 D.25.記max{x,y}=min{x,y}=設(shè)a,b為平面向量,則( )A.min{|a+b|,|a-b|}≤min{|a|,|b|}B.min{|a+b|,|a-b|}≥min{|a|,|b|}C.max{|a+b|2,|a-b|2}≤|a|2+|b|2D.max{|a+b|2,|a-b|2}≥|a|2+|b|26.如圖,在扇形OAB中,∠AOB=60°,C為弧AB上與A,B不重合的一個動點(diǎn),且=x+y,若u=x+λy(λ>0)存在最大值,則λ的取值范圍為( )A.(1,3) B.(,3)C.(,1) D.(,2)7. 若函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)在一個周期內(nèi)的圖象如圖所示,M,N分別是這段圖象的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),且·=0(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),則A等于( )A. B.C. D.8.已知在△ABC中,=a,=b,a·b<0,S△ABC=,|a|=3,|b|=5,則∠BAC=________.9.已知在平面直角坐標(biāo)系中,O(0,0),M(1,1),N(0,1),Q(2,3),動點(diǎn)P(x,y)滿足不等式0≤·≤1,0≤·≤1,則z=·的最大值為________.10.已知△ABC中,||=1,·=2,點(diǎn)P為線段BC上的動點(diǎn),動點(diǎn)Q滿足=++,則·的最小值為________.11.設(shè)非零向量a,b的夾角為θ,記f(a,b)=acos θ-bsin θ,若e1,e2均為單位向量,且e1·e2=,則向量f(e1,e2)與f(e2,-e1)的夾角為________.12.已知△ABC的三個內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,向量m=(cos,sin),n=(cos,-sin),且m與n的夾角為.(1)求角C;(2)已知c=,S△ABC=,求a+b的值.13.在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c,已知·=·,sin A=.(1)求sin C的值;(2)設(shè)D為AC的中點(diǎn),若△ABC的面積為8,求BD的長. 展開更多...... 收起↑ 資源列表 【高三數(shù)學(xué)】一輪復(fù)習(xí):5.4 平面向量的應(yīng)用-教師版.docx 【高三數(shù)學(xué)】一輪復(fù)習(xí):5.4平面向量的應(yīng)用-學(xué)生版.docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫