内容正文:
课时作业(二十四) 平面向量的数量积及应用
1.已知a·b=1,|a|=2,a,b的夹角为π3
,则
|a-2b|= ( )
A.1 B.2
C.2 D.4
2.(2024·高三校联考阶段练习)已知平面向
量a、b满足|b|=2|a|=2,若a⊥(a+b),则
a与b的夹角为 ( )
A.π6 B.
5π
6 C.
π
3 D.
2π
3
3.向量a=(1,2),b=(-2,-1),那么向量a
-b在a的投影向量为 ( )
A.95
,18
5 B.15,25
C.65
,12
5 D.-35,-65
4.已知向量a=(x,3),b=(12,x-5),若向量a,b
的夹角为钝角,则实数x的范围是 ( )
A.(-∞,1)
B.(1,+∞)
C.(-∞,-4)∪(-4,1)
D.(1,9)∪(9,+∞)
5.(2024·河南焦作统考质量检测)若向量a=
(4,3-m),b=(1,m)的夹角为锐角,则实数
m 的范围是 ( )
A.-1,35 ∪ 35,4 B.(-1,4)
C.-4,35 ∪ 35,1 D.(-4,1)
6.(多选)已知平面向量a=(1,x),b=(2x,
3-x),x∈R,则下列说法正确的是 ( )
A.若a∥b,则x=-32
或x=1
B.若(a+b)⊥a,则x=15
C.当x=3时,向量b在向量a 方向的投影
向量为 3
5
,9
5
D.若x<0或x>5,则a与b夹角为钝角
7.已知非零向量a,b满足2|a|=3|b|,b⊥(2a-
b),则向量a,b夹角的余弦值为 .
8.已知向量|a|=2,|b|=1,|a+2b|=2,则
<a,b>= .
9.已知a= 12
,1 ,b=(-2,8),若实数λ满足
(a-λb)⊥b,则λ= .
10.向量AB
→
=(2,1)在向量AC
→
=(0,12
)的投
影向量为λAC
→,则|AB
→
+λAC
→
| .
11.已知向量a=(1,0),b=(1,- 3),若非零
向量c满足<c,a>=<c,b>,则|c-a|取最小
值时,c的坐标为 .
12.(2023·江西萍乡高一统考期末)已知向量
a=(1,6+k),b=(-7,k).
(1)若k=0,试判断向量b与2a-b是否垂
直;
(2)若向量a与b 的夹角为钝角,求实数k
的取值范围.
—242—
课时作业
课时作业(二十五) 解三角形
1.在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,
c,已知A=π3
,a= 3,b=1,则c等于
( )
A.1 B.2
C.3-1 D.3
2.△ABC的内角A,B,C 的对边分别为a,b,
c,已知A=π3
,a= 7,b-c=1,则cosB=
( )
A.13 B.
7
7
C.2 77 D.
7
14
3.(2024·常德校联考质量检测)在△ABC
中,AB=1,BC= 5,cosA=56
,则AC=
( )
A.2 B.73
C.3 D.52
4.在△ABC中,内角A,B,C 所对的边分别为
a,b,c,若a=6,sinA=3 78
,cosB=916
,则
b= ( )
A.8 B.5
C.4 D.3
5.(2024·河南省直辖县级单位质量检测)已
知△ABC中,BC=4,AC=4 3,∠A=30°,
则∠B= ( )
A.30° B.30°或150°
C.60° D.60°或120°
6.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,
b,c,A=π3
,a= 3,b= 2,则此三角形的解
的情况是 ( )
A.有一解
B.有两解
C.无解
D.有解但解的个数不确定
7.(多选)△ABC中,内角A,B,C 对边长分别
为a,b,c,下列选项的三角形有两解的是
( )
A.a=14,b=7 3,B=45°
B.a=15,b=20,A=30°
C.b=47,c=38,B=50°
D.b=25,c=13,C=23°
8.在 △ABC 中,AB =3 6,∠ABC= π4
,
∠ACD=π3
,点 D 在BC 的延长线,且CD
=10,则AD= .
9.在锐角△ABC 中,a=7,c=8,△ABC 的面
积为16 3,则b= .
10.在△ABC中,已知a=3,b=4,c=5,则cosA
= .
11.在△ABC 中,角A,B,C 所对的边分别为
a,b,c,且2sinB=3sinC,若b-c=1,cosA=
2
3
,则a= .
—342—
班级: 姓名:
12.(2024·新课标Ⅱ卷)记△ABC 的内角A,
B,C的对边分别为a,b,c,已知sinA+ 3
cosA=2.
(1)求A;
(2)若a=2,2bsinC=csin2B,求△ABC
的周长.
13.在锐角△ABC 中,设边a,b,c所对的角分
别为A,B,C,且a2-b2=bc.
(1)证明:A=2B;
(2)若a=1,求2b+c的取值范围.
14.在△ABC 中,角A,B,C 所对的边分别为
a,b,c,c= 7b且a+2ccosA=2b.
(1)求C的值;
(2)若△ABC 的 面 积 为3 3,求 BC 边
的高.
—442—
课时作业
与OP→同向的单位向量为 OP
→
|OP→|
= 35
,-45 ,反向的单位
向量为 -35
,4
5 .故选:C.
6.C 因为a∥b,所以:4m-(-2)×3=0⇒m=-32.
所
以:a-32b= -
3
2
,-2 -32(3,4)=(-6,-8)
所以:a-32b =|
(-6,-8)|=10.
故选:C.
7.D 由a=(3,1),b=(0,-1),则a-kb=(3,1+k),
因为a-kb与c共线,所以k(1+k)-3k=0,即k2-2k=
0,解得k=0或k=2.
故选:D
8.A 由题|a|=2,则与a同向的单位向量是 a|a|
,对应坐标
是 1
2
,3
2 .故选:A.
9.BC A项中AD→与BC→共线,D项中OD→与OB→共线,B,C项
中两向量不共线,故选:BC.
10.BC 由已知可得BA→=PA→-PB→=(k,12)-(4,5)=(k
-4,7),CA→=PA→-PC→=(k,12)-(10,k)=(k-10,12
-k).
因为A,B,C三点共线,所以BA→∥CA→,
所以(k-4)(12-k)-7(k-10)=0,整理得k2-9k-22
=0,
解得k=-2或11.故选:BC.
11.答案:3
解析:先利用基底法求出CM→=13CB
→
+23CA
→,再利用数
量积的运算法则即可得解.
因为∠C=90°,所以CB→·CA→=0,
因为BM→=2MA→,AC=BC=3,
所以CM→=CA→+AM→=CA→+13AB
→
=CA→+13 CB
→
-CA→ =
1
3CB
→
+23CA
→,
则CM→·CB→= 13CB
→
+23CA
→ ·CB→=13|CB→|2=3.
故答案为:3.
12.答案:4
解析:根据平面向量的线性运算结合平面向量基本定理
分析可得结果.由题意可得:DE→=AE→-AD→=1λAC
→
-
AD=1λ
(AB→+AD→)-AD→,
=1λAB
→
+ 1λ-1 AD→=14AB→-34AD→,∴λ=4.
故答案为:4.
13.答案:(-4,0)
解析:首先计算出a,b,再进行线性运算即可.
因为a+b=(2,3),a-b=(-2,1),
两式相加得2a=(0,4),即a=(0,2),b=a+b-a=(2,1)
所以a-2b=(-4,0),
故答案为:(-4,0).
14.答案:±1
解析:由题意,得2a+b=(x,5),所以|2a+b|= x2+52
= 26,解得x±1.
故答案为:±1.
课时作业(二十四)
1.C 因为a·b=1,|a|=2,a,b的夹角为π3
,
所以a·b=|a||b|cos<a,b>=2|b|cosπ3=1
,
解得|b|=1,
|a - 2b| = (a-2b)2 = a2-4a·b+4b2 =
4-4×1+4×12=2,
故选:C.
2.D 因为|b|=2|a|=2,且a⊥(a+b),所以a·(a+b)=
0,即a2+a·b=0,
所以a·b=-a2=-1,
设a与b的夹角为θ,则cosθ= a
·b
|a|·|b|=
-1
2×1=-
1
2
,
因为0∈[0,π],
所以θ=2π3
,即a与b的夹角为2π3.
故选:D.
3.A 因为a=(1,2),b=(-2,-1),所以a-b=(3,3),则
a-b在a 的投影向量的模为cos<a-b,a>·|a-b|=
(a-b)·a
|a| =
9
5
=9 55
,
则a-b在a 的投影向量为9 55
· a
|a|=
9
5
,18
5 .
故选:A.
4.C 由 题 意 得:a ·b<0 且 a 与 b 不 共 线,即
12x+3(x-5)<0
x(x-5)≠3×12 ,解得:x<1且x≠4,
所以实数x的范围是(-∞,-4)∪(-4,1),
故选:C.
5.A 因向量a=(4,3-m),b=(1,m)的夹角为锐角,则
a·b>0⇒m2-3m-4<0⇒-1<m<4,
且a,b不共线,即3-m≠4m⇒m≠35.
综上可知,-1<m<35
或3
5<m<4.
故选:A.
6.AC 对于A:若a∥b,则1×(3-x)=x×2x⇒2x2+x-
3=0,
解得x=-32
或x=1,A正确;
对于B:a+b=(2x+1,3),若(a+b)⊥a,则a·b=0,即
(2x+1)×1+3×x=0,解得x=-15
,所以B错误;对于
C:当x=3时a=(1,3),b=(6,0),
所以向量b 在 向 量a 方 向 的 投 影 向 量 为a
·b
|a|
· a
|a|=
1×6
12+32
a=610a=
3
5
,9
5 ,C正确;对于 D:当x=-32
时,a= 1,-32 ,b= -3,92 ,
此时a与b的方向相反,此时a与b 夹角为π,D错误,故
选:AC.
—943—
7.答案:13
解析:因为2|a|=3|b|且a,b为非零向量,设|a|=3t(t>
0),则|b|=2t,又b⊥(2a-b),所以b· (2a-b)=0,则
2b·a-b2=0,
解得b·a=2t2,
设向 量a,b 的 夹 角 为θ,则cosθ= b
·a
|b|·|a|=
2t2
3t×2t
=13
,
即向量a,b夹角的余弦值为13.
故答案为:1
3
8.答案:2π3
解析:由|a+2b|=2可得(a+2b)2=4,
即(a)2+4a·b+4(b)2=4,即a·b=1,
所以cos<a,b>= a
·b
|a||b|=-
1
2
,又<a,b>∈[0,π],
所以<a,b>=2π3.
故答案为:2π
3.
9.答案:768
解 析:a = (12
,1),b = (- 2,8),则 a - λb
= 12+2λ
,1-8λ ,
由(a-λb)⊥b,所以-1-4λ+8-64λ=0,解得λ=768.
故答案为:7
68
10.答案:2 2
解析:因为AB→·AC→=12
,|AC→|=12
所以向量AB→在向量AC→的投影向量为AB
→·AC→
|AC→|
· AC
→
|AC→|
=
1
2
1
4
AC→=2AC→,
所以λ=2,所以AB→+λAC→=(2,1)+20,12 =(2,2),
所以|AB→+λAC→|= 22+22=2 2.
故答案为:2 2
11.答案: 3
4
,- 34
解析:设c=(x,y),
则由<c,a>=<c,b>,得 c
·a
|c|·|a|=
c·b
|c|·|b|
,所以c·a
|a|
=c
·b
|b|
,
所以
(x,y)·(1,0)
1 =
(x,y)·(1,3)
2
,即x=x- 3y2
,化
得x=- 3y.
又c-a=(x-1,y),
所以|c-a|= (x-1)2+y2= 43 x-
3
4
2
+14.
当x=34
时,|c-a|取得最小值12
,
此时y=- 34
,即c= 3
4
,- 34 .
故答案为: 3
4
,- 34 .
12.解析:(1)若k=0,则a=(1,6),b=(-7,0),
故2a-b=2(1,6)-(-7,0)=(9,12),
∴b·(2a-b)=-7×9+0×12=-63≠0,所以当k=0
时,向量b与2a-b不垂直;
(2)由题意知,a·b=1×(-7)+k(6+k)=k2+6k-7,
向量a与b的夹角为钝角,∴k2+6k-7<0,解得-7<k
<1,
当a与b反向时,有 1-7=
6+k
k <0
,解得k=-214
,所以
向量a 与b 的 夹 角 为 钝 角 时,实 数k 的 取 值 范 围 是
-7,-214 ∪ -214,1 .
课时作业(二十五)
1.B 由余弦定理a2=b2+c2-2bccosA,
将A=π3
,a= 3,b=1,代入得3=12+c2-2acosπ3
,
则有c2-c-2=0,且c>0,解得c=2.
故选:B.
2.D 由余弦定理,a2=b2+c2-2bccosA=b2+c2-bc,
因为b-c=1,a= 7,所以c2+(c+1)2-c(c+1)=7,
即c2+c-6=0,解得c=2或c=-3(舍),
所以b=3,c=2,cosB=a
2+c2-b2
2ac =
7+4-9
2× 7×2
= 714.
故
选:D
3.C 因为△ABC中,AB=1,BC= 5,cosA=56
,
所以由余弦定理知,cosA=AB
2+AC2-BC2
2AB·AC
,
即5
6=
1+AC2-5
2AC
,
化简整理得3AC2-5AC-12=0,
解得AC=3或AC=-43
(舍去).
故选:C
4.B 在△ABC中,0<B<π,
因为cosB=916
,所以sinB= 1-cos2B= 1- 916
2
=5 716
,
则由正弦定理得b=sinBsinA
·a=
5 7
16
3 7
8
×6=5.故选:B.
5.D 因为△ABC中,BC=4,AC=4 3,∠A=30°,
所以 BC
sin∠A=
AC
sin∠B
,sin∠B=AC
·sin∠A
BC =
4 3×12
4
= 32
,
因为AC>BC,可得∠B>∠A,即30°<∠B<180°,
所以∠B=60°或120°.故选:D.
—053—
6.A 由 asinA=
b
sinB
,得sinB=b
·sinA
a =
2× 32
3
= 22
,
又a>b,A=π3
,故B 只能为锐角,即B=π4
,故该三角形
只有一解.故选:A.
7.ABD 易知A、B、C∈(0,π),A+B+C=180°
对于A,由正弦定理可知sinA=absinB=
6
3∈
2
2
,3
2
由正弦函数的图象与性质可得45°<A<60°或120°<A<
135°,
又a>b⇒A>B,则A有两个解,即A正确;
对于B,同sinB 或basinA=
2
3∈
1
2
,2
2 ⇒30°<B<
45°或135°<B<150°,又a<b⇒A<B,则B 有两个解,即
B正确;对 于 C,同 得sinC= cbsinB=
38
47sin50°<
sin50°,且c<b⇒C<B⇒C<50°,
故C只有一解,即C错误;对于D,如图所示AD⊥BC,则
易知25sin23°<252<13<25
,即此时有两解,即D正确.
故选:ABD.
8.答案:14
解析:如图所示,在△ABC 中,因为AB=3 6,∠ABC=
π
4
,∠ACB=π3
由正弦定理知 AC
sinB=
AB
sinC
,可得AC
2
2
=3 6
3
2
,解得AC=6,
在△ADC中,由AC=6,CD=10且∠ACD=2π3
,
由余弦定理得AD2=AC2+CD2-2AC·CD·cos2π3=
196,所以AD=14.
故答案为:14.
9.答案: 97
解析:因为a=7,c=8,所以△ABC 的面积为12acsinB=
1
2×7×8sinB=16 3
,解得sinB=4 37
,
又因为△ABC为锐角三角形,所以cosB= 1-sin2B=
1- 4 3
7
2
=17
,
由 余 弦 定 理 得 b = a2+c2-2accosB =
49+64-2×7×8×17= 97.
故答案为: 97.
10.答案:45
/0.8
解析:已知a=3,b=4,c=5,
由余弦定理a2=b2+c2-2bccosA 得,9=16+25-2×4
×5cosA,
解得cosA=3240=
4
5.
11.答案:5
解析:由于2sinB=3sinC,由正弦定理可得2b=3c,
因为b-c=1解得c=2,b=3,
又cosA=23
,由余弦定理得a2=b2+c2-2bccosA=
4+9-2×2×3×23=5
,
解得a= 5.
故答案为:5.
12.解:(1)解法一(辅助角法) 第1步:利用辅助角公式化
简已知等式
由sinA+ 3cosA=2,得12sinA+
3
2cosA=1
,
所以sin(A+π3
)=1.
第2步:判断角的范围,求出角A 的大小
因为0<A<π,所以π3<A+
π
3<
4π
3
,
所以A+π3=
π
2
,故A=π6.
解法二(同角三角函数的基本关系法)
第1步:利用同角三角函数的基本关系求sinA 的值
由sinA+ 3cosA=2,得 3cosA=2-sinA,
两边同时平方,得3cos2A=4-4sinA+sin2A,
则3(1-sin2A)=4-4sinA+sin2A,
整理,得1-4sinA+4sin2A=0.
所以(1-2sinA)2=0,则sinA=12.
第2步:求角A 的大小
因为0<A<π,所以A=π6
或A=5π6.
当4=π6
时,sinA+ 3cosA=2成立,符合条件;
当A=5π6
时,sinA+ 3cosA=2不成立,不符合条件.
故A=π6.
解法三(同角三角函数的基本关系法) 第1步:利用同
角三角函数的基本关系求cosA 的值
由sinA+ 3cosA=2,得sinA=2- 3cosA,
两边同时平方,得sin2A=4-4 3cosA+3cos2A
则1-cos2A=4-4 3cosA+3cos2A,
整理,得3-4 3cosA+4cos2A=0,
所以(3-2cosA)2=0,则cosA= 32.
第2步:求角A 的大小
因为0<A<π,所以A=π6.
—153—
(2)第1步:利用正弦定理求B 的值
由 2bsinC=csin2B,得 2bsinC=2csinBcosB,
由正弦定理,得 2bc=2cbcosB,所以cosB= 22
,
因为0<B<π,所以B=π4.
第2步:利用两角和的正弦公式及三角形的内角和定理
求sinC的值
C=π-(A+B)=7π12
,
所以sinC=sin7π12=sin π3+π4 =sinπ3cosπ4+cos
π
3sin
π
4=
3
2×
2
2+
1
2×
2
2=
6+ 2
4 .
第3步:求△ABC的周长
解法一(基本量法) 由正弦定理 asinA=
b
sinB=
c
sinC
,
得b=asinBsinA =
2sinπ4
sinπ6
=2 2,
c=asinCsinA=
2sin7π12
sinπ6
= 6+ 2.
所以△ABC的周长为a+b+c=2+ 6+3 2.
解法二(整体思想法) 由 正 弦 定 理 asinA=
b
sinB=
c
sinC
,得 a
sinA=
a+b+c
sinA+sinB+sinC=
2
sinπ6
=4,
所以a+b+c=4(sinA+sinB+sinC)=4× 12+ 22+
6+ 2
4 =2+ 6+3 2,
所以△ABC的周长为2+ 6+3 2.
13.解析:(1)因为a2-b2=bc
所 以 cos A = b
2+c2-a2
2bc =
c2-bc
2b =
c-b
2b
=sinC-sinB2sinB
,
整理得2sinBcosA=sinC-sinB,
又C=π-(A+B),所 以sinC=sin[π-(A+B)]
=sin(A+B),
所以2sinBcosA=sin(A+B)-sinB=sinAcosB+
cosAsinB-sinB,
整理 得sinB=sinAcosB-cosAsinB,所 以sinB
=sin(A-B),
因为△ABC为锐角三角形,所以0<B<π2
,0<A<π2
,
所以-π2<-B<0
,所以-π2<A-B<
π
2
,
因为函数y=sinx在 -π2
,π
2 单调递增,
所以B=A-B,即A=2B.
(2)由(1)可知,即A=2BC=π-3B,
因为a=1,所 以 由 正 弦 定 理 可 得, 1sin2B=
b
sinB
,即
1
2sinBcosB=
b
sinB
,
因为B∈(0,π),sinB>0,所以b= 12cosB
,
又a2-b2=bc,所以b2+bc=1,即b+c=1b
,
所以2b+c=b+c+b=1b+b=2cosB+
1
2cosB
,
因为△ABC为锐角三角形,所以
0<B<π2
0<2B<π2
0<π-3B<π2
,解得
π
6<B<
π
4
,
则 2
2<cosB<
3
2.
记t=2cosB,则2b+c=t+1t
,t∈(2,3)
由对勾函数可知,y=t+1t
在(2,3)单调递增,
所 以 3 2
2 <y <
4 3
3
,即 2b +c 的 取 值 范 围
为 3 2
2
,4 3
3
14.解析:(1)利用正弦定理由a+2ccosA=2b可得sinA+
2sinCcosA=2sinB,
又在△ABC中,易知A+B+C=π,可得A+C=π-B,
所以sin(A+C)=sin(π-B)=sinB;
即sinA+2sinCcosA=2sin(A+C)=2sinAcosC+
2cosAsinC,
可得sinA=2sinAcosC,显 然sinA≠0,所 以1=
2cosC,
所以cosC=12
,又C∈(0,π),可得C=π3
;
(2)由余弦定理可得cosC=a
2+b2+c2
2ab =
1
2
,
代入c= 7b整理可得a2-ab-6b2=0,
解得a=3b或a=-2b(舍);
所以△ABC的面积为S=12absinC=3 3
,解得b=2,
所以a=6;
设BC边的高为h,则S=12h
·|BC|=12ah=3 3
,可
得h= 3,
即BC边的高为 3.
课时作业(二十六)
1.C |z|=|-1-i|,则|z|= (-1)2+(-1)2= 2,故
选C.
2.D 因为z(3+i)-(2+i)=(3m-2)+(m-1)i,实部为
3m-2,虚部为m-1,
因为2
3<m<1
,所以0<3m-2<1,m-1<0,
所以复数z在复平面内对应的点为(3m-2,m-1)位于
第四象限.
3.D z=(1+2i)(2-i)=4+3i,z=4-3i,故选D.
4.D 由题意z=1-i2+2i=
1
2
· (1-i)
2
(1+i)(1-i)=
1-2i+i2
4 =
-i2
,所以z=12i.
故选D.
—253—