内容正文:
一、单选题
1.已知向量a=(1.2),b=(x,x+3).若a∥b,则x=( )
A.-6 B.-2
C.3 D.6
解析:C [利用向量平行的判定方法得到1·(x+3)=2·x,再解方程即可.
由a∥b,知1·(x+3)=2·x,解得x=3.]
2.已知向量a,b的夹角为,且|a|=2|b|=2,若(ka-b)⊥(a+b),则k=( )
A. B.
C. D.
解析:A [利用平面向量的数量积运算公式结合已知直接计算即可.
因为(ka-b)⊥(a+b),
所以(ka-b)·(a+b)=0,即ka2+(k-1)a·b-b2=0,
因为|a|=2|b|=2,向量a,b的夹角为,
所以|a|=2,|b|=1,a·b=2×1×=1,
所以4k+k-1-1=0,即k=.]
3.(2024·北京高考)已知向量a,b,则“(a+b)·(a-b)=0”是“a=-b或a=b”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:B [∵(a+b)·(a-b)=0,∴a2-b2=0,∴a2=b2,则|a|=|b|,不能得到a=b或a=-b,充分性不成立;若a=b或a=-b,则(a+b)·(a-b)=0成立,必要性成立.所以“(a+b)·(a-b)=0”是“a=-b或a=b”的必要不充分条件.]
4.已知四边形ABCD是平行四边形,=2,=2,记=a,=b,则=( )
A.-a+b B.-a-b
C.a+b D.a-b
解析:A [根据给定条件,利用平面向量的线性运算求解即得.
在▱ABCD中,=2,=2,=a,=b,
所以=-=-=-a+b.]
5.已知a和b是两个单位向量,若〈a,b〉=,则向量a与向量a-b的夹角为( )
A. B.
C. D.
解析:B [根据平面向量的运算、向量的模的计算公式以及向量的数量积求夹角即可求解.
因为a和b是单位向量,所以|a|=|b|=1,又因为〈a,b〉=,
所以a·(a-b)=a2-a·b=1-1×1×=,
所以|a-b|===1,
所以cos〈a,a-b〉==,又〈a,a-b〉∈[0,π],
所以向量a与向量a-b的夹角为.]
6.在△ABC中,AB=3,AC=2,∠BAC=60°,=3,=,AE,CF交于点D,则||=( )
A. B.
C. D.
解析:C [根据题意可由坐标法求解,以A为原点建立坐标系写出各点的坐标即可求解.
由题可建立如图所示坐标系:
由图可得:A(0,0),B(3,0),C(1,),
又=3,=⇒F(1,0),E,
故直线AE的方程:y=x,可得D,
所以||==.]
7.C60是一种由60个碳原子构成的分子,形似足球,又名足球烯,其分子结构由12个正五边形和20个正六边形组成.如图,将足球烯上的一个正六边形和相邻正五边形展开放平,若正多边形的边长为1,A,B,C为正多边形的顶点,则·=( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:B [运用数量积定义计算即可.
如图所示,连接BA,BC,由对称性可知,BA=BC,
取AC的中点H,则AC⊥BH,AH=AC,
又因为正六边形的边长为1,所以AC=2,
所以·=||·||cos∠BAC=||·||=2.]
8.已知O是△ABC的外心,+=2,||=||,则向量在向量上的投影向量为( )
A.- B.-
C. D.
解析:C [由+=2,所以O是BC的中点,又O是△ABC的外心,
则∠BAC=90°,由||=||,又||=||=||=||,
则△ABO为正三角形,则∠ACB=30°,
如图,过点A作AD⊥BC,垂足为D,则BD=BO=BC,CD=BC,
所以向量在向量上的投影向量等于=.
二、多选题
9.已知向量a=(1,2),a-b=(3,1)则( )
A.b=(-2,1)
B.a∥b
C.a⊥b
D.a-b在a上的投影向量为a
解析:ACD [由向量的线性运算、平行以及垂直的坐标表示可判断ABC,由投影向量的定义可判断D.
对于A,b=a-(a-b)=(1,2)-(3,1)=(-2,1),故A正确;
对于BC,由于1×1-2×(-2)=5≠0,1×(-2)+2×(-1)=0,故B错误,C正确;
对于D,a-b在a上的投影向量为·=·a=·a=a,故D正确.]
10.已知向量a,b,c为非零向量,下列说法正确的有( )
A.若a⊥b,b⊥c,则a⊥c
B.已知向量a=(1,2),2a+b=(3,2),则b=(1,2)
C.若a·b=a·c,则b和c在a上的投影向量相等
D.已知=a+2b,=-5a+6b,=7a-2b,则点A,B,D一定共线
解析:CD [根据向量的线性运算、投影向量的意义和向量共线定理即可判断出正确答案.
对于A,若a⊥b,b⊥c,则a与c可能平行,故A错误;
对于B,设b=(x,y),则2a+b=(2+x,4+y)=(3,2),解得x=1,y=-2,所以b=(1,-2),故B错误;
对于C,若a·b=a·c,则|a|·|b|cos〈a,b〉=|a|·|c|cos〈a,c〉,所以|b|cos〈a,b〉=|c|cos〈a,c〉,所以b和c在a上的投影向量相等,故C正确;
对于D,因为=a+2b,=+=2a+4b,所以=2,所以点A,B,D一定共线,故D正确.]
11.等边△ABC边长为2,=2,=,BD与CE交于点F,则( )
A.=+
B.=
C.·=-1
D.在方向上的投影向量为
解析:BD [对于A,由平面向量线性运算可得,=+=+=+(-)=+,A错误;
对于B,以E为坐标原点,、分别为x轴、y轴正方向建立平面直角坐标系,如图所示,
则E(0,0),A(1,0),B(-1,0),C(0,),D,
设F(0,y),y∈(0,),所以=(1,y),=,
因为∥,所以y-=-y,解得y=,所以=,B正确;
对于C,由B可知,=,=(0,-),
所以·=×0+×(-)=-2,C错误;
对于D,=,=(1,),所以·=×1+×=,
所以在方向上的投影向量为·=·=,D正确.]
三、填空题
12.已知a=(1,),a·b=2,则|a|=________,b在a上的投影向量的坐标为________.
解析:根据向量的模长的坐标计算公式,代入数值即可求得|a|;根据投影向量的计算公式,结合已知条件,即可求得投影向量的坐标.
因为a=(1,),故|a|==2;
b在a上的投影向量为×=a=a,又a=(1,),则a=;
故b在a上的投影向量的坐标为.
答案:2
13.已知C:△ABC外接圆的半径为1,圆心为点O,且满足4=-2-3,则cos∠AOB=________,·=________.
解析:根据给定条件,利用数量积的运算律及数量积的定义求出夹角余弦、数量积.
由4=-2-3两边平方得:162=42+92+12·,
依题意,16=4+9+12cos∠AOB,所以cos∠AOB=;
·=(-)·=·-2=cos∠AOB-1=-.
答案: -
14.在△ABC中,∠A,∠B,∠C依次成等差数列,AC=2,·的取值范围为________.
解析:根据题意可得∠B=,利用数量积公式得·=ac,进一步由正弦定理、结合三角恒等变换将所求转换为求三角函数值域即可.
根据题意2∠B=∠A+∠C,又∠A+∠B+∠C=π,所以∠B=,
而·=||·||cos B=ac,
由正弦定理有====4,
所以a=4sin A,c=4sin C,
所以·=ac=8sin Asin C=
8sin Asin=8sin A
=4sin Acos A+4sin2A=2sin 2A-2cos 2A+2=4sin+2,
而A的取值范围是,
所以2A-的取值范围是,
sin的取值范围是,
所以4sin的取值范围是(-2,4],
所以·=4sin+2的取值范围为(0,6].
答案:(0,6]
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