内容正文:
分级练(32) 平面向量的概念与线性运算
分级一 提能强化
1. (2020·新高考 Ⅱ 卷)若D为△ABC的边AB的中点,则=( )
A.2- B.2-
C.2+ D.2+
A 解析:∵D为△ABC的边AB的中点,
∴=(+),∴=2-.
2. (多选)(2022·河北邯郸一模)如图,O是正六边形ABCDEF的中心,则( )
A.=2
B.++=0
C.-+=
D.·=·
BD 解析:结合正六边形的性质可知,对于选项A,=2,故A错误;对于选项B,++=+=0,故B正确;对于选项C,-+=+=,故C错误;对于选项D,·=·,故D正确.
3. (2023·重庆育才中学高三开学考试)如图,在等腰梯形ABCD中,AB=BC=CD=3AD,点E为线段CD上靠近D的三等分点,点F为线段BC的中点,则=( )
A.-+ B.+
C.+ D.-
B 解析:由题可得=+=+=+(++)=+(-++)=+.
4.(2022·山东潍坊三模)已知a,b是平面内两个不共线的向量,=a+λb,=μa+ b,λ,μ∈R,则A,B,C三点共线的充要条件是( )
A.λ-μ=1 B.λ+μ=2
C.λμ=1 D.=1
C 解析:由A,B,C三点共线的充要条件是=m且m∈R,所以故λμ=1.
5.(2022·山东肥城教学研究中心模拟)在矩形ABCD中,E是BC的中点,F是AE上靠近E的三等分点,则向量=( )
A.+ B.-
C.+ D.-
B 解析:如图所示,根据平面向量的运算法则,可得=+=+=-+×(+)=-++=-.
6.(2023·山东泰安模拟)已知向量m,n不共线,向量=5m-3n,=xm+n,若O,A,B三点共线,则x=( )
A.- B. C.- D.
A 解析:因为O,A,B三点共线,则∥,
所以∃λ∈R,=λ,即xm+n=λ(5m-3n),
整理得(5λ-x)m=(3λ+1)n,
又∵向量m,n不共线,则5λ-x=3λ+1=0,则λ=-,x=-.
7.(2022·湖南岳阳一中一模)已知在平面四边形ABCD中,AB=2,AD=1,∠BAD=135°,∠BCD=90°,=+(λ-1),则λ=( )
A.1或 B.
C.+1 D.+2
D 解析:=+(λ-1)⇒-==(λ-1),所以∥,即BC∥AD,所以四边形ABCD是直角梯形,
如图,作AE⊥BC于E,则四边形AECD是矩形,AB=2,∠ABC=45°,
则AE=BE=,EC=AD=1,所以BC=+1,
即=(+1),又=(λ-1),
所以λ-1=+1,λ=+2.
8.已知O为四边形ABCD所在平面内一点,且向量,,,满足等式+=+,则四边形ABCD的形状为________.
答案:平行四边形 解析:由+=+得-=-,即=,所以四边形ABCD为平行四边形.
9. 如图,在直角梯形ABCD中,=,=2,且=r+s,则2r+3s=________.
答案:3 解析:=+=+2=+2(-),
又=+=+,
∴=+2(+-),
即=+,∴s=,r=,
∴2r+3s=2×+3×=3.
分级二 知能探究
10. 我国东汉末数学家赵爽在《周髀算经》中利用一副“弦图”给出了勾股定理的证明,后人称其为“赵爽弦图”,它是由四个全等的直角三角形与一个小正方形拼成的一个大正方形,如图所示.在“赵爽弦图”中,若=a,=b,=3,则=( )
A.a+b B.a+b
C.a+b D.a+b
C 解析:由题得=+=+=+(+)=+(-+),
解得=+,即=a+b.
11.(2021·广东佛山模拟)2020年10月27日,在距离长江口南支航道0.7海里的风机塔上,东海航海保障中心上海航标处顺利完成临港海上风电场AIS(船舶自动识别系统)基站的新建工作,中国首个海上风机塔AIS基站宣告建成.已知风机的每个叶片长度为20米,每两个叶片之间的夹角相同,风机塔(杆)的长度为60米,叶片随风转动,假设叶片与风机塔在同一平面内,如图所示,则|++|的最小值为( )
A.40 B.20
C.20 D.80
A 解析:由题知,++=0,即+=,则++=,则当叶片旋转到最低点时,||最小,且最小值为60-20=40.
12.如图,在正六边形ABCDEF中,P是△CDE内(包括边界)的动点,设=α+β(α,β∈R),则α+β的取值范围是________.
答案:[3,4] 解析:如图所示,当P在△CDE内时,作直线FB,与直线FB平行的最近的线是直线EC,过D点与直线FB平行的线是最远的,所以α+β∈=[3,4].
13.已知向量=a,=b,P1,P2,…,Pn-1(n∈N,n>1)是线段