内容正文:
专题01 平面向量及其应用 单元阶段复习(十一大题型)
题型目录:
题型1:概念辨析
题型2:平面向量的线性表示
题型3:平面向量的加减运算
题型4:平面向量的数量积
题型5:平面向量数量积的应用
题型6:平面向量基本定理及其应用
题型7:正弦定理、余弦定理
题型8:正弦定理、余弦定理的应用
题型9:平面向量与解三角形综合
题型10:正弦定理、余弦定理的实际应用
题型11:解答综合题
常用解题技巧:
1、平面向量线性运算的常见类型及解题策略
(1)向量求和用平行四边形法则或三角形法则;求差用向量减法的几何意义.
(2)求参数问题可以通过向量的运算将向量表示出来,进行比较,求参数的值.
2、利用共线向量定理解题的策略
(1)a∥b⇔a=λb(b≠0)是判断两个向量共线的主要依据.
(2)若a与b不共线且λa=μb,则λ=μ=0.
(3)=λ+μ(λ,μ为实数),若A,B,C三点共线,则λ+μ=1.
3、计算平面向量数量积的主要方法
(1)利用定义:a·b=|a||b|cos〈a,b〉.
(2)利用坐标运算,若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a·b=x1x2+y1y2.
(3)灵活运用平面向量数量积的几何意义.
4、求平面向量的模的方法
①公式法:利用|a|=及(a±b)2=|a|2±2a·b+|b|2,把向量的模的运算转化为数量积运算;
②几何法:利用向量的几何意义,即利用向量线性运算的平行四边形法则或三角形法则作出所求向量,再利用余弦定理等方法求解.
5、求平面向量的夹角的方法
①定义法:cos θ=,求解时应求出a·b,|a|,|b|的值或找出这三个量之间的关系;
②坐标法.
6、两个向量垂直的充要条件
a⊥b⇔a·b=0⇔|a-b|=|a+b|(其中a≠0,b≠0).
题型1:概念辨析
1.下列叙述中正确的是( )
A.已知向量,,且,则与的方向相同或相反
B.若,则
C.若,,则
D.对任一非零向量,是一个单位向量
2.下列命题正确的是( )
A.若、都是单位向量,则
B.若,则四点A、B、C、D构成平行四边形
C.与是两平行向量
D.若,则是的相反向量
题型2:平面向量的线性表示
3.是不共线向量,且,若为一组基,则 (线性表示).
4.若是不共线的向量,且,,,则( )
A.三点共线 B.三点共线
C.三点共线 D.三点共线
题型3:平面向量的加减运算
5.在中,是边上的中点,则( )
A. B.
C. D.
6.已知,点为边上一点,且满足,则向量( )
A. B.
C. D.
7.如图所示,平行四边形的两条对角线相交于点.,,且,则( )
A. B. C. D.
题型4:平面向量的数量积
8.已知向量,若,则实数( )
A. B.3 C.4 D.7
9.已知向量,,,若,则实数( )
A. B. C.1 D.2
10.已知向量满足,且,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
11.已知,且在方向上的投影向量为,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
12.若非零向量,满足,且向量与向量的夹角,则的值为( )
A.-24 B.24 C. D.0
题型5:平面向量数量积的应用
13.在中,,,且的一个内角为直角,则k的值为 .
14.已知,如果与的夹角为钝角,则的取值范围是 .
15.已知向量,,则 ,的最小值为 .
题型6:平面向量基本定理及其应用
16.在中,,点E在上,若,则( )
A. B. C. D.
17.如图所示,是直角三角形,,,点D是斜边的中点,点E是线段靠近点A的三等分点,则( )
A. B. C.0 D.
18.在中,,,,,为线段上的点且,则( )
A.3 B. C.2 D.
19.在中,为边上一点,与交于点,若,则( )
A. B. C. D.
20.如图,在中,点在线段上,且.若,则的值为( )
A. B. C. D.1
21.如图,半径为的扇形的圆心角为120°,点在上,且,若,则等于( )
A. B. C. D.
22.在△ABC中,点D在BC上,且满足,点E为AD上任意一点,若实数x,y满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
23.如图,在中,已知是线段与的交点,若,则的值为 .
题型7:正弦定理、余弦定理
24.锐角中,,,则a的值可以为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
25.在中,,点在线段上,,则( )
A.3 B. C. D.6
26.已知的角的对边分别为,若,则( )
A. B. C.1 D.
27.在中,角,,的对边分别为,,,若,,,则( )
A.或 B.或3 C.或3 D.3
28.在中,若的面积为,,,则( )
A. B. C. D.
29.在中,内角所对的边分别为,且角为锐角,,则的值为 .
题型8:正弦定理、余弦定理的应用
30.在中,,,若满足上述条件的恰有一解,则边长的取值范围是( )
A. B. C. D.
31.在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则面积的最大值为 .
32.在中,角,,的对边分别是,,,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,,,则有两解
C.若,则为锐角三角形
D.若,则为等腰三角形或直角三角形
题型9:平面向量与解三角形综合
33.在中,,,则面积的最大值为 .
34.中,点满足,且,则( )
A.1 B. C. D.2
35.已知内角的对边分别为,为的重心,,则( )
A. B.
C.的面积的最大值为 D.的最小值为
题型10:正弦定理、余弦定理的实际应用
36.如图,测量河对岸的塔高时,可以选取与塔底在同一水平面内的两个测量基点与.现测得,,米,在点测得塔顶的仰角,则塔高约为( )(单位:米,)
A.30.42 B.42.42 C.50.42 D.60.42
37.长庆寺塔,又名“十寺塔”,位于安徽黄山市歙县的西干披云峰麓,历经900多年风雨侵蚀,仍巍然屹立,是中国现存少有的方形佛塔.如图,为测量塔的总高度,选取与塔底在同一水平面内的两个测量基点与,现测得,,,在点测得塔顶的仰角为,则塔的总高度为( )
A. B.
C. D.
38.圣·索菲亚教堂坐落于中国黑龙江省,是每一位到哈尔滨旅游的游客拍照打卡的必到景点.其中央主体建筑集球,圆柱,棱柱于一体,极具对称之美.小明同学为了估算索菲亚教堂的高度,在索菲亚教堂的正东方向找到一座建筑物AB,高为,在它们之间的地面上的点M(B,M,D三点共线)处测得楼顶A,教堂顶C的仰角分别是和,在楼顶A处测得塔顶C的仰角为,则小明估算索菲亚教堂的高度为( )
A.30m B.20m C. D.
题型11:解答综合题
39.已知向量.
(1)若,求的值;
(2)若,求实数的值;
(3)若与的夹角是钝角,求实数的取值范围.
40.在中,分别是角的对边. 若.
(1)求的值;
(2)求边长的值.
41.记的内角,,的对边分别,,,已知.
(1)求;
(2)设是边中点,若,求.
42.在中,角所对的边分别为,已知.
(1)求;
(2)已知是边上的点,,求的最小值.
43.在中,角,,的对边分别为,,,且的面积.
(1)求的大小;
(2)若的外接圆半径为3,求周长的取值范围.
44.某景区拟开辟一个平面示意图是如图所示的五边形ABCDE的观光步行道,BE为景点电动车专用道,,,,.
(1)求景点电动车专用道BE的长;
(2)由于受资金的限制,折线步行道BAE(即)不能超过20km,问景区可不可以铺设该步行道?
45.如图,中,,,,是的中点,延长交于点.
(1)用,表示;
(2)设,求的值;
(3)若,,求面积的最大值.
46.如图,在扇形中,半径,圆心角是扇形弧上的动点,是半径所在直线上的动点,且.记.
(1)当点与点重合时,求的值;
(2)记的面积为.
(i)当时,求的值;
(ii)若方程在的解为且.求的值.
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专题01 平面向量及其应用 单元阶段复习(十一大题型)
题型目录:
题型1:概念辨析
题型2:平面向量的线性表示
题型3:平面向量的加减运算
题型4:平面向量的数量积
题型5:平面向量数量积的应用
题型6:平面向量基本定理及其应用
题型7:正弦定理、余弦定理
题型8:正弦定理、余弦定理的应用
题型9:平面向量与解三角形综合
题型10:正弦定理、余弦定理的实际应用
题型11:解答综合题
常用解题技巧:
1、平面向量线性运算的常见类型及解题策略
(1)向量求和用平行四边形法则或三角形法则;求差用向量减法的几何意义.
(2)求参数问题可以通过向量的运算将向量表示出来,进行比较,求参数的值.
2、利用共线向量定理解题的策略
(1)a∥b⇔a=λb(b≠0)是判断两个向量共线的主要依据.
(2)若a与b不共线且λa=μb,则λ=μ=0.
(3)=λ+μ(λ,μ为实数),若A,B,C三点共线,则λ+μ=1.
3、计算平面向量数量积的主要方法
(1)利用定义:a·b=|a||b|cos〈a,b〉.
(2)利用坐标运算,若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a·b=x1x2+y1y2.
(3)灵活运用平面向量数量积的几何意义.
4、求平面向量的模的方法
①公式法:利用|a|=及(a±b)2=|a|2±2a·b+|b|2,把向量的模的运算转化为数量积运算;
②几何法:利用向量的几何意义,即利用向量线性运算的平行四边形法则或三角形法则作出所求向量,再利用余弦定理等方法求解.
5、求平面向量的夹角的方法
①定义法:cos θ=,求解时应求出a·b,|a|,|b|的值或找出这三个量之间的关系;
②坐标法.
6、两个向量垂直的充要条件
a⊥b⇔a·b=0⇔|a-b|=|a+b|(其中a≠0,b≠0).
题型1:概念辨析
1.下列叙述中正确的是( )
A.已知向量,,且,则与的方向相同或相反
B.若,则
C.若,,则
D.对任一非零向量,是一个单位向量
【答案】D
【分析】对A,若,有一个为零向量即可判断;对B,向量相等定义即可判断;对C,若即可判断;对D,由单位向量的定义判断.
【解析】对A,零向量与任意向量共线,且零向量的方向是任意的,若或时,与的方向不是相同或相反,故A错误;
对B,,且,方向相同才可判断,故B错误;
对C,当时,若,,与是任意向量,故C错误;
对D,对任一非零向量,表示与方向相同且模长为1的向量,故D正确.
故选:D
2.下列命题正确的是( )
A.若、都是单位向量,则
B.若,则四点A、B、C、D构成平行四边形
C.与是两平行向量
D.若,则是的相反向量
【答案】C
【分析】对于A,根据单位向量的定义分析判断,对于B,根据相等向量的定义分析判断,对于C,根据平行向量的定义分析判断,对于D,根据相反向量的定义分析判断.
【解析】对于A,因为单位向量的方向不同时,两向量不相等,所以A错误,
对于B,当,且A,B,C,D四点共线时,四点A、B、C、D不能构成平行四边形,所以B错误,
对于C,因为,所以与是两平行向量,所以C正确,
对于D,相反向量的长度相等,显然时,不是的相反向量,所以D错误.
故选:C.
题型2:平面向量的线性表示
3.是不共线向量,且,若为一组基,则 (线性表示).
【答案】
【分析】令,由平面向量的线性运算即可求解;
【解析】设,
则,
即,
解得
.
故答案为:
4.若是不共线的向量,且,,,则( )
A.三点共线 B.三点共线
C.三点共线 D.三点共线
【答案】A
【分析】根据题意,结合共线向量的定义和判定方法,逐项判定,即可求解.
【解析】对于A中,由向量,,,
可得,所以,所以三点共线,所以A正确;
对于B中,由向量,,
设,可得,所以,此时方程组无解,
所以三点不共线,所以B错误;
对于C中,由向量,,,
可得,设,即,
所以,此时方程组无解,所以三点不共线,所以C错误;
对于D中,向量,,
设,即,所以,此时方程组无解,
所以三点不共线,所以D错误.
故选:A.
题型3:平面向量的加减运算
5.在中,是边上的中点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据向量的加减法运算法则算出即可.
【解析】.
故选:C.
6.已知,点为边上一点,且满足,则向量( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】利用向量的加法和减法运算法则即可求解.
【解析】,
另解:.
故选:B
7.如图所示,平行四边形的两条对角线相交于点.,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用平面向量加法的平行四边形法则可求得结果.
【解析】因为行四边形的两条对角线相交于点,,,
则为的中点,且,
又因为,则,故.
故选:B.
题型4:平面向量的数量积
8.已知向量,若,则实数( )
A. B.3 C.4 D.7
【答案】D
【分析】根据平面向量的坐标运算可得结果.
【解析】∵,∴,
∵,∴,解得.
故选:D.
9.已知向量,,,若,则实数( )
A. B. C.1 D.2
【答案】A
【分析】根据平面向量坐标运算和向量共线的坐标表示即可得到方程,解出即可.
【解析】由,,,得,,
又,所以,解得.
故选:A.
10.已知向量满足,且,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用数量积的运算律求出,进而求出夹角.
【解析】由,得,而,则,
,而,
所以与的夹角.
故选:C
11.已知,且在方向上的投影向量为,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据投影向量的计算公式即可求解.
【解析】设与的夹角为,
则,
得,
,.
故选:B.
12.若非零向量,满足,且向量与向量的夹角,则的值为( )
A.-24 B.24 C. D.0
【答案】D
【分析】根据已知条件可判断为直角三角形,从而求得的值.
【解析】令,,则,
则由及,
在中,,,,
由正弦定理:,解得,故得为直角三角形,
且,所以.
故选:D
题型5:平面向量数量积的应用
13.在中,,,且的一个内角为直角,则k的值为 .
【答案】,,
【分析】根据题意,分或或讨论,结合向量垂直的数量积关系运算得解.
【解析】当时,则,所以.所以.
当时,则,,
所以.所以.
当时,则,所以.所以.
综上所述:或或.
故答案为:或或.
14.已知,如果与的夹角为钝角,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】利用向量夹角为钝角可得其数量积小于零,且不共线,解不等式即可.
【解析】向量与的夹角为钝角,则,
解得或;
又向量与不共线,所以,解得且;
故所求的取值范围是.
故答案为:
15.已知向量,,则 ,的最小值为 .
【答案】
【分析】根据求出的坐标,再求出的坐标,从而求出其模的最小值.
【解析】因为,,所以,
则,所以,当且仅当时取等号,所以.
故答案为:,
题型6:平面向量基本定理及其应用
16.在中,,点E在上,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用向量的线性运算将用与表示出来,再利用向量共线定理的推理即可得解.
【解析】因为,所以,
则
,
因为三点共线,所以,解得.
故选:C
17.如图所示,是直角三角形,,,点D是斜边的中点,点E是线段靠近点A的三等分点,则( )
A. B. C.0 D.
【答案】A
【分析】用、作为一组基底表示、,再根据数量积的运算律计算可得.
【解析】依题意,,,
所以,
所以
.
故选:A.
18.在中,,,,,为线段上的点且,则( )
A.3 B. C.2 D.
【答案】A
【分析】结合平面向量的线性运算,利用数量积的运算律求解即可.
【解析】因为,,又,
则,
又,,,
所以
.
故选:A
19.在中,为边上一点,与交于点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据向量的线性运算,结合图象,利用作为基底,表示,根据共线定理的推论,建立方程,可得答案.
【解析】由题意作图如下:
由,则,
所以,
由共线,则,由,则,
所以,整理可得,
由共线,则,解得,即,
由,
则,所以.
故选:B.
20.如图,在中,点在线段上,且.若,则的值为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】根据给定条件,利用表示,再利用数量积的运算律计算即得.
【解析】在中,点在线段上,且,
则,
,而,因此,
即,所以.
故选:A
21.如图,半径为的扇形的圆心角为120°,点在上,且,若,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】建立直角坐标系,求出点的坐标,结合平面向量的基本定理建立方程求解即可.
【解析】由题意,得,故以为坐标原点,OC,OA所在直线分别为轴,轴建立平面直角坐标系,
则,,,.
因为,
所以,
即则所以.
故选:A
22.在△ABC中,点D在BC上,且满足,点E为AD上任意一点,若实数x,y满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据平面向量基本定理及共线向量定理的推论,由三点A、E、D共线得,,再根据“1”的代换,运用基本不等式即可求得答案.
【解析】因为,,所以,
由A,E,D三点共线可得,且,
所以,
当且仅当,即时,取等号.
故选:D.
23.如图,在中,已知是线段与的交点,若,则的值为 .
【答案】
【分析】设,将表示为,继而化为,利用三点共线求得,即可求得答案.
【解析】设,由得,
故
,
由得,
故,
由于三点共线,故,则,
又,故,
所以,
故答案为:
题型7:正弦定理、余弦定理
24.锐角中,,,则a的值可以为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据条件,利用余弦定理即可得到答案.
【解析】若a为最大边,由余弦定理可得,则,即,,
若c为最大边,由余弦定理可得,则,即,,
故.
故选:B
25.在中,,点在线段上,,则( )
A.3 B. C. D.6
【答案】C
【分析】利用余弦定理结合同角三角函数的基本关系得到,再利用正弦定理求解边长即可.
【解析】在中,因为,,
所以由余弦定理可得,
而,则,由同角三角函数的基本关系得,
在中,由正弦定理可得,解得,故C正确.
故选:C
26.已知的角的对边分别为,若,则( )
A. B. C.1 D.
【答案】D
【分析】应用正弦定理计算求解.
【解析】因为,
由正弦定理得,
所以.
故选:D.
27.在中,角,,的对边分别为,,,若,,,则( )
A.或 B.或3 C.或3 D.3
【答案】A
【分析】利用正弦定理求得,由可得或,分别求即得.
【解析】由题意及正弦定理,得,解得.
又,故,于是或,均符合题意.
当时,,由正弦定理,得,解得;
当时,,此时是等腰三角形,.
故选:A
28.在中,若的面积为,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由同角三角函数的基本关系求出、的值,利用三角形的面积公式可得出的值.
【解析】在中,因为,则,故,,
由同角三角函数的基本关系可得,解得,,
由三角形的面积公式可得,可得.
故选:B.
29.在中,内角所对的边分别为,且角为锐角,,则的值为 .
【答案】
【分析】先根据二倍角公式求出的值,进而求出的值,再利用正弦定理求出的值,判断的范围并求出的值,最后根据三角函数的两角和公式求出的值.
【解析】已知,根据二倍角公式,则有.
因为为锐角,即,等式两边同时除以可得:.
已知,将其代入可得:,解得.
因为为锐角,根据,可得.
由正弦定理,已知,,,则.
因为,根据大边对大角可知,又因为为锐角,所以也为锐角.
根据,可得.
因为,所以,
则
.
故答案为:
题型8:正弦定理、余弦定理的应用
30.在中,,,若满足上述条件的恰有一解,则边长的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意,或,进而可得.
【解析】若满足条件的恰有一解,如图
则,或,
当时,,
当时,,
所以AC的取值范围是.
故选:D
31.在中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,则面积的最大值为 .
【答案】
【分析】 利用余弦定理得,再利用基本不等式和三角形面积公式得到,最后借助辅助角公式求出最大值.
【解析】 由余弦定理知,所以,
即,
因为,当且仅当时等号成立,
所以,即,
所以.
设的面积为S,所以,
令,可得,
当且仅当时,上式等号成立,
即有,解得或(舍去),
则,所以,
故面积的最大值为.
故答案为:.
【点睛】 关键点点睛:利用基本不等式得到面积,通过取倒数从而设,借助于辅助角公式求出的最小值,即可得到的最大值.
32.在中,角,,的对边分别是,,,下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,,,则有两解
C.若,则为锐角三角形
D.若,则为等腰三角形或直角三角形
【答案】ACD
【分析】利用正、余弦定理对每项逐一判断即可得解.
【解析】对于A,,则,由正弦定理可得,
,故A正确;
对于B,由正弦定理,
,此时无解,故B错误;
对于C,,又且,
,可知,,均为锐角,故为锐角三角形,故C正确;
对于D:,,
,,
,或,若,,则,
所以为等腰三角形或直角三角形,故D正确.
故选:ACD.
题型9:平面向量与解三角形综合
33.在中,,,则面积的最大值为 .
【答案】
【分析】先把向量转化成三角形的有关性质,再求三角形面积的最大值.
【解析】如图:取、的中点、,连接、,交于点.
由,由.
又为的重心,所以.
设四边形的面积为,则.
设,则,所以当时,取得最大值1.
此时的面积也取得最大值:.
故答案为:
【点睛】关键点点睛:该方法的关键在于根据向量运算的几何意义,把向量问题转化成三角形的边角关系.
34.中,点满足,且,则( )
A.1 B. C. D.2
【答案】C
【分析】用、作为基底表示出、,根据数量积的运算律及余弦定理得到,即可得解.
【解析】由题意可得
,
,,
因为,所以,
即,
故,于是.
故选:C.
35.已知内角的对边分别为,为的重心,,则( )
A. B.
C.的面积的最大值为 D.的最小值为
【答案】BCD
【分析】利用重心性质及向量线性运算得,即可判断A,此式平方后结合基本不等式,向量的数量积的定义可求得的最大值,直接判断B,再结合三角形面积公式、余弦定理判断CD.
【解析】
对于A,是的重心,延长交于点,则是中点,
,A错误;
对于B,由,得,所以
,
又,即
所以,所以,当且仅当时等号成立,B正确;
对于C,,当且仅当时等号成立,
,,C正确;
对于D,由,得
,
所以
,,当且仅当时等号成立,所以的最小值是,D正确.
故选:BCD.
题型10:正弦定理、余弦定理的实际应用
36.如图,测量河对岸的塔高时,可以选取与塔底在同一水平面内的两个测量基点与.现测得,,米,在点测得塔顶的仰角,则塔高约为( )(单位:米,)
A.30.42 B.42.42 C.50.42 D.60.42
【答案】B
【分析】在中,由正弦定理求出BC,进而在中求得答案即可.
【解析】由题意,在中,,
由正弦定理可知.
在中,易知,
于是.
故选:B.
37.长庆寺塔,又名“十寺塔”,位于安徽黄山市歙县的西干披云峰麓,历经900多年风雨侵蚀,仍巍然屹立,是中国现存少有的方形佛塔.如图,为测量塔的总高度,选取与塔底在同一水平面内的两个测量基点与,现测得,,,在点测得塔顶的仰角为,则塔的总高度为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】设,则,在中,利用正弦定理求解.
【解析】设,则,且,
在中,,
∴,即,
解得.
故选:B.
38.圣·索菲亚教堂坐落于中国黑龙江省,是每一位到哈尔滨旅游的游客拍照打卡的必到景点.其中央主体建筑集球,圆柱,棱柱于一体,极具对称之美.小明同学为了估算索菲亚教堂的高度,在索菲亚教堂的正东方向找到一座建筑物AB,高为,在它们之间的地面上的点M(B,M,D三点共线)处测得楼顶A,教堂顶C的仰角分别是和,在楼顶A处测得塔顶C的仰角为,则小明估算索菲亚教堂的高度为( )
A.30m B.20m C. D.
【答案】C
【分析】在中由正弦得出AM,再结合中由正弦定理得到CM,进而能求CD.
【解析】由题意知:,则,
在中,,
在中,由正弦定理得,
所以,
且
在中,
(m).
故选:C.
题型11:解答综合题
39.已知向量.
(1)若,求的值;
(2)若,求实数的值;
(3)若与的夹角是钝角,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)且
【分析】(1)根据向量平行的坐标运算列式求解的值,从而得模长;
(2)根据向量的坐标的线性运算得的坐标,再根据向量垂直的坐标运算求解实数的值;
(3)根据向量夹角与数量积的关系求解即可.
【解析】(1)因为向量,且,
所以,解得,
所以.
(2)因为,且,
所以,解得.
(3)因为与的夹角是钝角,
则且与不共线,
即且,
所以且.
40.在中,分别是角的对边. 若.
(1)求的值;
(2)求边长的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用正弦定理及二倍角公式计算可得;
(2)利用余弦定理计算可得.
【解析】(1)在中,由正弦定理,,,可得,
因为,所以,即,
显然,解得.
(2)在中,由余弦定理,
得,解得或,
当时,又,所以,又,,
所以,则,与矛盾,所以舍去;
所以.
41.记的内角,,的对边分别,,,已知.
(1)求;
(2)设是边中点,若,求.
【答案】(1)
(2).
【分析】(1)利用正弦定理边化角,再利用和角的正弦公式及辅助角公式求解.
(2)利用和角的正弦公式求出,再利用向量数量积的运算律及正弦定理求解.
【解析】(1)在中,由正弦定理及,
得,又,
则,而,
化简得,即,而,因此,
所以.
(2)在中,由,得,,
由正弦定理,得,由是边中点,得,
则,因此,
在中,由正弦定理,得.
42.在中,角所对的边分别为,已知.
(1)求;
(2)已知是边上的点,,求的最小值.
【答案】(1)
(2)最小值为9
【分析】(1)先应用正弦定理角化边,再结合余弦定理求解即可;
(2)先根据面积公式列式得出,最后应用基本不等式计算求解最小值即可.
【解析】(1)因为,
所以,
即,
可得,
因为,所以.
(2)由可得,
即,
可得,
所以,
当且仅当时等号成立,
所以的最小值为9.
43.在中,角,,的对边分别为,,,且的面积.
(1)求的大小;
(2)若的外接圆半径为3,求周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据三角形的面积公式和余弦定理化简,再利用特殊角的三角函数值即可求解;
(2)根据正弦定理边化角,利用三角形的内角和消元,再利用辅助角公式化简,结合正弦函数的性质求解即可.
【解析】(1)因为,所以,
由余弦定理,有,即,所以,
因为,所以;
(2)因为的外接圆半径为3,所以,,,
又,所以,
即,因为,所以,
故,所以的周长的取值范围为.
44.某景区拟开辟一个平面示意图是如图所示的五边形ABCDE的观光步行道,BE为景点电动车专用道,,,,.
(1)求景点电动车专用道BE的长;
(2)由于受资金的限制,折线步行道BAE(即)不能超过20km,问景区可不可以铺设该步行道?
【答案】(1)15km.
(2)景区可以铺设该步行道.
【分析】(1)利用余弦定理得到,根据等腰三角形的性质得到,然后利用勾股定理求;
(2)根据正弦定理得到,然后利用换元法求范围来判断即可.
【解析】(1)
连接BD,在中,,,
所以,
所以.由题意可知,所以.
在中,,
所以,即景点电动车专用道BE的长为15km.
(2)设,则,,.
在中,由正弦定理得,
所以,
,
所以.
设,,则.
因为在上单调递增,所以.
因为,所以景区可以铺设该步行道.
45.如图,中,,,,是的中点,延长交于点.
(1)用,表示;
(2)设,求的值;
(3)若,,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据几何关系,表示向量;
(2)根据几何关系,表示向量;设,,,,再利用平面向量基本定理表示,即可求解;
(3)结合(2)和,以及基本不等式,三角形面积公式,即可求解.
【解析】(1)由点是的中点,
得.
(2)设,,,,
则,①
又
,②
所以对比①②得,得,
所以;
(3)由(2)得,即,
因为,,
所以
,
即,当且仅当,即时等号成立,
此时面积最大,为.
46.如图,在扇形中,半径,圆心角是扇形弧上的动点,是半径所在直线上的动点,且.记.
(1)当点与点重合时,求的值;
(2)记的面积为.
(i)当时,求的值;
(ii)若方程在的解为且.求的值.
【答案】(1)
(2)(i)答案见解析(ii)
【分析】(1)由题意得,结合三角形内角和即可得解;
(2)(i)先求出面积表达式,然后代入求值即可;(ii)由题意得,结合三角恒等变换即可求解.
【解析】(1),当与点重合时,,.
(2)(i)在中,,.
当时,;
(ii)在中,,.
当时,结合题意知:
.
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