内容正文:
第一章 平面向量及其应用(单元重点综合测试)
(考试时间:120分钟;满分:150分)
姓名___________ 班级_________ 考号_______________________
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(24-25高三上·湖南长沙·期末)已知向量,若,则( )
A.4 B.4 C.1 D.1
【答案】D
【知识点】利用向量垂直求参数、数量积的坐标表示
【分析】由,得,列方程可求出的值
【详解】因为向量,,
所以,得,
故选:D
2.(24-25高三上·吉林长春·期末)在中,,,,则( )
A.3 B. C.-3 D.
【答案】D
【知识点】用定义求向量的数量积
【分析】直接利用向量数量积的定义计算即可.
【详解】因为在中,,,,
所以,.
故选:D.
3.(湖南省多校联考2024-2025学年高二上学期期末考试数学试题)已知向量,,且,则实数( )
A. B. C.5 D.10
【答案】C
【知识点】已知向量共线(平行)求参数、由向量共线(平行)求参数
【分析】由已知条件可求得,再根据向量平行的条件,即可求得的值.
【详解】由已知可得:,
因为,所以有,解之得:.
故选:C.
4.(24-25高一上·北京·期末)如图,在中,为靠近点的三等分点,为的中点,设,以向量为基底,则向量( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】平面向量基本定理的应用、用基底表示向量、向量加法的法则
【分析】利用向量的加减法运算法则运算即可得出答案.
【详解】由图形可知:
.
故选:B.
5.(甘肃省多校2024-2025学年高三上学期1月期末联考数学试题)在中,角,,所对的边分别为,,,已知,,则外接圆的半径为( )
A. B. C.6 D.12
【答案】A
【知识点】正弦定理求外接圆半径
【分析】根据正弦定理(为的外接圆半径)求解即可.
【详解】设外接圆的半径为,
则,即.
故选:A .
6.(24-25高一上·北京·期末)设为非零向量,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【知识点】充要条件的证明、垂直关系的向量表示
【分析】由向量的垂直与模长结合充分必要条件的概念判断即可.
【详解】因为为非零向量,若,则,
所以,,则,
反之若,所以,
所以,由于为非零向量,故,
所以,“”是“”的充要条件.
故选:C.
7.(24-25高三上·甘肃临夏·期末)如图,在长方形ABCD中,点M,N分别是的中点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】用基底表示向量、利用平面向量基本定理求参数
【分析】选取作为基底,表示出,根据平面向量基本定理列方程求解即可.
【详解】由图可知,,
所以,解得,则.
故选:A.
8.(24-25高三上·福建泉州·期末)设的内角的对边分别为,且,若角的内角平分线,则的最小值为( )
A. B. C. D.8
【答案】D
【知识点】三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形、用定义求向量的数量积、条件等式求最值
【分析】先由题中条件,结合余弦定理求出,再由是角平分线,利用求出,根据基本不等式求出最小值,再计算向量数量积即可.
【详解】因为在中,,所以,则
又角的内角平分线,则,
又,
则,
即,
化简得:,即,当且仅当时,等号成立,
因此,当且仅当时,等号成立.
故选:D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.(24-25高一上·辽宁·期末)下列各组向量中,不能作为基底的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【知识点】基底的概念及辨析、由坐标判断向量是否共线
【分析】结合坐标运算,根据平面向量的基底定义逐个选项判断即可.
【详解】要使平面中两个向量作为基底,
必须满足是非零向量,且不共线,即不存在倍数关系,故A正确;
对于B,由,B正确;
对于D,由,D正确;
对于C,两向量不存在倍数关系,所以C错误.
故选:ABD
10.(23-24高一下·广西玉林·期中)下列说法正确的是( )
A.若,则
B.两个非零向量和,若,则与垂直
C.若,则与垂直的单位向量的坐标为或
D.已知,若在上的投影向量为(为与同向的单位向量),则
【答案】BC
【知识点】垂直关系的向量表示、坐标计算向量的模、向量垂直的坐标表示、求投影向量
【分析】取,可判断A;利用平面向量数量积的运算性质可判断B选项;将垂直关系转化为数量积为零,结合单位向量的定义可求向量坐标,进而判断C;利用投影向量的定义可判断D选项.
【详解】对于A选项,取,则,则不一定共线,故A错;
对于B选项,两个非零向量和,若,则,
整理可得,故与垂直,故B对;
对于C选项,设与垂直的单位向量为,
由题意可得,解得或,
所以,与垂直的单位向量的坐标或,故C对;
对于D选项,已知向量,
则在上的投影向量为,
所以,,解得,故D错.
故选:BC.
11.(23-24高一下·四川成都·期末)的内心为P,外心为O,重心为G,若,,下列结论正确的是( )
A.的内切圆半径为 B.
C. D.
【答案】ABD
【知识点】三角形面积公式及其应用、余弦定理解三角形、向量的线性运算的几何应用、三角形的心的向量表示
【分析】取边的中点,得内心P、外心O、重心G都在中线上,且,由三角形面积相等求出可判断A;求出可判断B;由余弦定理得,平方关系求出,得的外接圆半径,利用可判断C;利用可判断D.
【详解】取边的中点,连接,
因为,所以内心P、外心O、重心G都在中线上,
且,,内切圆半径,
对于A,由得
,解得,故A正确;
对于B,因为,所以,
,故B正确;
对于C,由余弦定理得,
,所以,
所以的外接圆半径,
,所以,
所以,
,故C错误;
对于D,的外接圆半径,
,所以,故D正确.
故选:ABD.
【点睛】关键点点睛:解题的关键点是判断出内心P、外心O、重心G都在中线上.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.(24-25高一·全国·假期作业)设向量,的长度分别为4和3,夹角为,则的值为 .
【答案】6
【知识点】用定义求向量的数量积
【分析】根据向量数量积的定义,即可求解.
【详解】由向量数量积的定义可知,.
故答案为:6
13.(2024·上海杨浦·一模)已知,若,则向量与的夹角的余弦值为 .
【答案】/
【知识点】向量夹角的计算、垂直关系的向量表示
【分析】设向量与的夹角为,根据向量垂直运算可得答案.
【详解】设向量与的夹角为,
若,则,
所以,
可得.
故答案为:.
14.(23-24高一下·河南漯河·期中)在中,,,=,BF与BC边上的中线AE相交于点M.则的值为
【答案】/
【知识点】向量夹角的计算、数量积的运算律、用定义求向量的数量积、用基底表示向量
【分析】先根据平面向量线性运算法则计算,再由数量积的定义求出, 为向量与的夹角,求出与,再由夹角公式计算可得.
【详解】为边上的中线,,
,可得.
.
,
,
则.
故答案为:.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(13分)(24-25高一上·四川眉山·期中)已知向量.
(1)若单位向量与共线,求向量的坐标;
(2)若与垂直,求的值.
【答案】(1)或
(2)
【知识点】零向量与单位向量、由向量共线(平行)求参数、利用向量垂直求参数
【分析】(1)根据单位向量的定义,结合共线向量的坐标运算公式求解即可;
(2)根据向量平方和数量积的坐标运算公式进行计算即可.
【详解】(1)因为两向量共线,是单位向量,
所以设,
得到解得或
得或.
(2)因为与垂直,
所以,而,
即,
解得.
16.(15分)(24-25高一上·河北保定·期中)如图,在中,,.设,.
(1)用,表示,;
(2)若为内部一点,且.求证:,,三点共线.
【答案】(1),
(2)证明见解析
【知识点】平面向量共线定理证明点共线问题、用基底表示向量、平面向量基本定理的应用
【分析】(1)利用平面向量线性运算法则,计算出,进而得到;
(2)计算出,结合(1)可得,证明出结论.
【详解】(1)由题可知,
,
(2)
,且有公共点M
,,三点共线.
17.(15分)(23-24高一下·广东广州·期中)已知向量.
(1)若,求;
(2)若向量与的夹角是钝角,求实数k的取值范围.
【答案】(1);
(2)且.
【知识点】向量夹角的坐标表示、坐标计算向量的模、数量积的坐标表示、由向量共线(平行)求参数
【分析】(1)根据向量共线的坐标表示即可求出k,根据向量模长公式即可计算;
(2)若向量与的夹角是钝角,则<0且与不反向,根据数量积即可运算.
【详解】(1)∵,
∴,解得,
∴.
(2)∵与的夹角是钝角,
∴,且与不反向,
即且,
∴且.
18.(17分)(24-25高一上·辽宁·期末)如图,在等腰梯形ABCD中,,AC与EF交于点G,记.
(1)试用基底表示;
(2)记的面积为,的面积为,求的值.
【答案】(1)
(2)18
【知识点】用基底表示向量、利用平面向量基本定理求参数
【分析】(1)根据平面向量加法和减法的几何意义,结合平面向量基本定理进行求解即可;
(2)根据平面向量加法和减法的几何意义,结合平面共线向量的性质、三角形面积性质进行求解即可
【详解】(1)由图可知,
因为,所以.
因为,所以
(2)由AC与EF交于点G,可设.
,
,
则解得
设边AB上的高为,边CE上的高为,则,
则.
19.(17分)(24-25高一上·辽宁·期末)如图1所示,在中,点在线段BC上,满足是线段AB上的点,且满足,线段CG与线段AD交于点.
(1)若,求实数x,y的值;
(2)若,求实数的值;
(3)如图2,过点的直线与边AB,AC分别交于点E,F,设,,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】用基底表示向量、由向量共线(平行)求参数、利用平面向量基本定理求参数、基本不等式“1”的妙用求最值
【分析】(1)根据向量的线性运算以为基底表示,进而求解;
(2)根据向量的线性运算以为基底表示,又因为两向量共线所以具有倍数关系,求出的值;
(3)根据向量的线性运算以为基底表示,又因为三点共线,所以系数之和为1,得出,然后应用基本不等式中1的代换求出的最小值.
【详解】(1)因为所以,
所以,
所以.
(2)由题意可知:,
,
又因为三点共线,所以存在实数使得,
,
所以,解得:,
所以.
(3)易知,
由(2)知,
又因为三点共线,所以,又,
所以:,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为.
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第一章 平面向量及其应用(单元重点综合测试)
(考试时间:120分钟;满分:150分)
姓名___________ 班级_________ 考号_______________________
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(24-25高三上·湖南长沙·期末)已知向量,若,则( )
A.4 B.4 C.1 D.1
2.(24-25高三上·吉林长春·期末)在中,,,,则( )
A.3 B. C.-3 D.
3.(湖南省多校联考2024-2025学年高二上学期期末考试数学试题)已知向量,,且,则实数( )
A. B. C.5 D.10
4.(24-25高一上·北京·期末)如图,在中,为靠近点的三等分点,为的中点,设,以向量为基底,则向量( )
A. B. C. D.
5.(甘肃省多校2024-2025学年高三上学期1月期末联考数学试题)在中,角,,所对的边分别为,,,已知,,则外接圆的半径为( )
A. B. C.6 D.12
6.(24-25高一上·北京·期末)设为非零向量,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
7.(24-25高三上·甘肃临夏·期末)如图,在长方形ABCD中,点M,N分别是的中点,若,则( )
A. B. C. D.
8.(24-25高三上·福建泉州·期末)设的内角的对边分别为,且,若角的内角平分线,则的最小值为( )
A. B. C. D.8
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.(24-25高一上·辽宁·期末)下列各组向量中,不能作为基底的是( )
A. B.
C. D.
10.(23-24高一下·广西玉林·期中)下列说法正确的是( )
A.若,则
B.两个非零向量和,若,则与垂直
C.若,则与垂直的单位向量的坐标为或
D.已知,若在上的投影向量为(为与同向的单位向量),则
11.(23-24高一下·四川成都·期末)的内心为P,外心为O,重心为G,若,,下列结论正确的是( )
A.的内切圆半径为 B.
C. D.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.(24-25高一·全国·假期作业)设向量,的长度分别为4和3,夹角为,则的值为 .
13.(2024·上海杨浦·一模)已知,若,则向量与的夹角的余弦值为 .
14.(23-24高一下·河南漯河·期中)在中,,,=,BF与BC边上的中线AE相交于点M.则的值为
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(13分)(24-25高一上·四川眉山·期中)已知向量.
(1)若单位向量与共线,求向量的坐标;
(2)若与垂直,求的值.
16.(15分)(24-25高一上·河北保定·期中)如图,在中,,.设,.
(1)用,表示,;
(2)若为内部一点,且.求证:,,三点共线.
17.(15分)(23-24高一下·广东广州·期中)已知向量.
(1)若,求;
(2)若向量与的夹角是钝角,求实数k的取值范围.
18.(17分)(24-25高一上·辽宁·期末)如图,在等腰梯形ABCD中,,AC与EF交于点G,记.
(1)试用基底表示;
(2)记的面积为,的面积为,求的值.
19.(17分)(24-25高一上·辽宁·期末)如图1所示,在中,点在线段BC上,满足是线段AB上的点,且满足,线段CG与线段AD交于点.
(1)若,求实数x,y的值;
(2)若,求实数的值;
(3)如图2,过点的直线与边AB,AC分别交于点E,F,设,,求的最小值.
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