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第一部分 专题5 平面向量
数学(文)区块练—高考真题分类2016-2020
专题5 平面向量
第一部分 专题5 平面向量
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1.[2020·全国卷Ⅱ·5]已知单位向量a,b的夹角为60°,则在下列向量中,与b垂直的是( )
A.a+2b B.2a+b
C.a-2b D.2a-b
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【答案】 D 【考查目标】 本题主要考查向量的数量积,考查的核心素养是数学运算.
【解析】 通解 由题意,得a·b=|a|·|b|cos 60°=eq \f(1,2).对于A,(a+2b)·b=a·b+2b2=eq \f(1,2)+2=eq \f(5,2)≠0,故A不符合题意;对于B,(2a+b)·b=2a·b+b2=1+1=2≠0,故B不符合题意;对于C,(a-2b)·b=a·b-2b2=eq \f(1,2)-2=-eq \f(3,2)≠0,故C不符合题意;对于D,(2a-b)·b=2a·b-b2=1-1=0,所以(2a-b)⊥b.故选D.
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优解一 不妨设a=(eq \f(1,2),eq \f(\r(3),2)),b=(1,0),则a+2b=(eq \f(5,2),eq \f(\r(3),2)),2a+b=(2,eq \r(3)),a-2b=(-eq \f(3,2),eq \f(\r(3),2)),2a-b=(0,eq \r(3)),易知,只有(2a-b)·b=0,即(2a-b)⊥b,,故选D.
优解二 根据条件,分别作出向量b与A,B,C,D四个选项对应的向量的位置关系,如图所示:
由图易知,只有选项D满足题意,故选D.
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2.[2020·新高考全国卷Ⅰ·7]已知P是边长为2的正六边形ABCDEF内的一点,则eq \o(AP,\s\up6(→))·eq \o(AB,\s\up6(→))的取值范围是( )
A.(-2,6)
B.(-6,2)
C.(-2,4)
D.(-4,6)
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【答案】 A 【考查目标】 本题主要考查平面向量数量积的几何意义,考查的核心素养是直观想象、数学运算.
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【解析】 eq \o(AP,\s\up6(→))·eq \o(AB,\s\up6(→))=|eq \o(AP,\s\up6(→))|·|eq \o(AB,\s\up6(→))|·cos∠PAB
=2|eq \o(AP,\s\up6(→))|cos∠PAB,
又|eq \o(AP,\s\up6(→))|cos∠PAB表示eq \o(AP,\s\up6(→))在eq \o(AB,\s\up6(→))方向上的投影,
所以结合图形可知,当P与C重合时投影最大,
当P与F重合时投影最小.
又eq \o(AC,\s\up6(→))·eq \o(AB,\s\up6(→))=2eq \r(3)×2×cos 30°=6,
eq \o(AF,\s\up6(→))·eq \o(AB,\s\up6(→))=2×2×cos 120°=-2,
故当点P在正六边形ABCDEF内部运动时,eq \o(AP,\s\up6(→))·eq \o(AB,\s\up6(→))∈(-2,6),故选A.
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3.[2019·全国卷Ⅰ·8]已知非零向量a,b满足|a|=2|b|,且(a-b)⊥b,则a与b的夹角为( )
A.eq \f(π,6)
B.eq \f(π,3)
C.eq \f(2π,3)
D.eq \f(5π,6)
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【答案】 B 【考查目标】 本题主要考查平面向量的模、数量积、夹角,意在考查考生的运算求解能力以及归纳与转化能力,考查的核心素养是数学运算.
【解析】 解法一 由题意得,(a-b)·b=0⇒a·b=|b|2,∴|a||b|·cos〈a,b〉=|b|2,∵|a|=2|b|,∴2|b|2cos〈a,b〉=|b|2⇒cos〈a,b〉=eq \f(1,2),∴〈a,b〉=eq \f(π,3),故选B.
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解法二 如图,设eq \o(OA,\