内容正文:
与平面向量数量积有关的最值问题
一、单项选择题
1.[2023·山东济南历城模拟]已知向量a=(x+1,1),b=(1,),若x>0,则a·b的最小值为( )
A.2 B.1+2 C.2+2 D.2-1
2.已知向量a,b,且|a|=|b|=5,|a+b|=6,则|ta+b|(t∈R)的最小值为( )
A. B.4 C. D.
3.如图所示,在正方形ABCD中,已知||=2,若点N为正方形内(含边界)任意一点,则·的最大值是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
4.[2023·湖北武汉模拟]如图,已知AOB是半径为2,圆心角为的扇形,点E,F分别在OA,OB上,且OA=3OE,OB=3OF,点P是圆弧上的动点(包括端点),则·的最小值为( )
A.4- B.4+ C. D.
5.[2023·福建福州模拟]在边长为2的菱形ABCD中,∠BAD=60°,=x+,x∈[0,1],则·的最小值为( )
A.-2 B.- C.- D.-
6.[2023·广东佛山模拟]已知A(-1,0),B(2,0),若动点M满足|MB|=2|MA|,则·的最大值是( )
A.18 B.9 C.3 D.
7.[2023·辽宁抚顺模拟]已知双曲线C:-=1的焦点分别是F1,F2,点P在双曲线C上,则下列结论正确的是( )
8.[2023·辽宁沈阳模拟]已知向量b,c和单位向量a满足|a-b|=2|b|,|c-a|+|c+a|=4,则b·c的最大值为( )
A. B. C.2 D.
9.[2023·湖南长沙模拟]已知△ABC是单位圆O的内接三角形,若A=,则·的最大值为( )
A.+1 B.2 C.2 D.1-
10.[2023·浙江杭州模拟]已知点P是边长为1的正十二边形A1A2…A12边上任意一点,则A1P·A1A2的最小值为( )
A.- B.- C.- D.-2
二、多项选择题
11.如图,在边长为2的正方形ABCD中,P为以A为圆心、AB为半径的圆弧(包含B,D)上的任意一点,且=x+y,则下列结论正确的是( )
A.x+y的最大值为 B.x+y的最小值为
C.·的最大值为4 D.·的最小值为4-4
12.[2023·湖南长郡中学模拟]已知圆C:(x-2)2+(y-3)2=4,恒过点A(1,3)的直线l与圆C交于P,Q两点.下列说法正确的是( )
A.|PQ|的最小值为2
B.·∈[6,8]
C.·的最大值为-2
D.过点C作直线l的垂线,垂足为点B,则点B的运动轨迹在某个定圆上
三、填空题
13.[2023·云南昆明模拟]已知平面向量a,b满足|a|=|b|=1,则|a+b|的最小值为________.
14.已知O是坐标原点,点A(-2,1),若点M(x,y)为△BCD内一点,其中B(-2,-1),C(0,-1),D(-1,0)内的一个动点,则·的最大值为________.
15.已知平面向量a,b,c中,|a|=,|b|=1,(c-a)·(b-a)=0且|c-a|=|b-a|,则|c|的最大值为________.
16.[2023·河北石家庄模拟]如图,在边长为2的正方形ABCD中.以C为圆心,1为半径的圆分别交CD,BC于点E,F.当点P在劣弧EF上运动时,·的最小值为________.
1.解析:a·b=x+1+≥2 +1=2+1,当且仅当x=时等号成立,
则a·b的最小值为1+2.故选B.
答案:B
2.解析:由题意,
∵|a+b|=6,
∴a2+b2+2a·b=36,
∵|a|=|b|=5,
∴a·b=-7,|ta+b|2=t2a2+2ta·b+b2=25t2+2t×(-7)+25=25t2-14t+25,
当t=时,|ta+b|2取得最小值,
∴|ta+b|的最小值为.故选A.
答案:A
3.解析:
以A为坐标原点建立如图所示的直角坐标系,则A(0,0),B(2,0),设N(x,y),(0≤x≤2,0≤y≤2),则=(2,0),=(x,y),
·=2x∈[0,4],所以·的最大值是4,当N在线段BC上时,都可以取到.故选C.
答案:C
4.解析:
如图,以O为原点,OA,OB所在直线为x,y轴建立平面直角坐标系,
则A(2,0),B(0,2),E(,0),F(0,),设P(x,y),x,y>0,则x2+y2=4,
所以·=(-x,-y)·(-x,-y)=x2-x+y2-y=4-(x+y),
因为x2+y2=(x+y)2-2xy=4,所以(x+y)2=4+2xy