内容正文:
专题08 平面向量
1. 向量的运算
(1) 两点间的向量坐标公式:
,,终点坐标始点坐标
(2) 向量的加减法
,
,
(3) 向量的数乘运算
,则:
(4) 向量的模
,则的模
(5) 相反向量
已知,则;已知
(6) 单位向量
(7) 向量的数量积
(8) 向量的夹角
(9) 投影向量
向量在上的投影向量为
(10) 向量的平行关系
(11) 向量的垂直关系
(12) 向量模的运算
【金题】1.(重庆市西南大学附属中学校2024-2025学年高三上学期12月一诊模拟)已知,,,则 .
【答案】
【分析】根据及数量积的运算律计算可得.
【详解】因为,,,
所以
.
故答案为:
【金题】2.(重庆市第八中学2024届高三下学期强化考试(四))已知非零向量满足, 且,若与的夹角为, 则与的夹角为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】首先求出,进一步求得,结合向量夹角公式即可求解.
【详解】由题意,所以
,
注意到,两边平方得,
解得,
与的夹角的余弦值为,注意到,
所以.
故选:C.
【金题】3.(山东省济南市山东省实验中学2024届高三高考定心卷)已知点A、B、C在圆上运动,且,若点的坐标为,则的最大值为( )
A.3 B.5 C.7 D.9
【答案】C
【分析】由题意可得为直径,且,当共线且方向相同时模长最长,即可得出答案.
【详解】因为,所以为直径且过原点,的中点为原点,
所以由平行四边形法则可得:,
所以,
所以当共线且方向相同时模长最长,即当运动到时,
取得最大值为.
故选:C.
【金题】4.(河北省衡水中学2024届高三下学期模拟押题(一)在平行四边形中,,点为该平行四边形所在平面内的任意一点,则的最小值为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】C
【分析】设与的交点为,由,两边平方可表示出,同理可表示,四个式子相加化简可求得结果.
【详解】设与的交点为,由,
得,
同理可得,
,
,
所以
,当点与点重合时,等号成立.
故选:C
【金题】5.(河南省郑州市郑州中学2024-2025学年高三上学期一测模拟演练)已知是单位圆上的三个动点,则的最小值是( )
A. B. C. D.0
【答案】B
【分析】建立平面直角坐标系,设出,,,表达出,结合,求出最小值.
【详解】以的垂直平分线为轴,建立如图所示的平面直角坐标系,
设,,,
则,
故,
当时,取得最小值,最小值为,
由于,故当时,最小,故最小值为,
此时,满足要求,
故选:B.
【金题】6.(河北省衡水市第二中学2025届高三高考模拟一)(多选)下列四个命题正确的是( )
A.若,则的最大值为3
B.若复数满足,则
C.若,则点的轨迹经过的重心
D.在中,为所在平面内一点,且,则
【答案】ABC
【分析】A根据复数模的几何意义及圆的性质判断;B利用复数的运算和模的运算求解即可;C结合重心的性质进行判断;D利用平面向量基本定理,判断出D点位置,进而可求.
【详解】对A,由的几何意义,知复数对应的动点到定点的距离为1,即动点的轨迹以为圆心,1为半径的圆,表示动点点的轨迹以的距离,由圆的性质知: ,A正确;
对B,设,因为,
所以,,
所以,所以,B正确;
对C,由正弦定理的,即,
,设中点为,
如图:
则,则,由平面向量的共线定理得三点共线,即点在边的中线上,故点的轨迹经过的重心,C正确;
对D,如图由已知点在中与平行的中位线上,且靠近的三等分点处,故有,所以,D错误.
故选:ABC
【金题】7.(重庆市西南大学附属中学校2024-2025学年高三上学期12月一诊模拟)已知点为圆上一点,,则的最大值为()
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设,表示出,继而得,将问题转化为圆上的动点到的距离的最大值问题,可得答案.
【详解】设,则,
,
则,
故,
而的几何意义为圆上的动点到的距离,
其最大值为,
的最大值为,
故选:A
【金题】8.(陕西省西北工业大学附属中学2025届高三上学期第六次适应性训练)已知中,点分别是的重心和外心,且,则边的长为 .
【答案】
【分析】根据重心和外心性质,通过转化法利用数量积可得,再由三角形法则计算可求出的长为.
【详解】延长交于点,连接,作于点,则分别为的中点,如下图所示:
易知,
同理可得,
由重心性质可知;
所以;
又,即,可得;
所以,可得;
因此,即.
故答案为:
【点睛】关键点点睛:本题关键在于要充分利用重心和外心的性质,将数量积通过转化得出三角形边长之间的关系,再由即可得出结果.
【金题】9.(辽宁省沈阳市东北育才学校2025届高三上学期第三次模拟考试)(多选)如图,已知中,,,是的中点,动点在以为直径的半圆弧上.则( )
A.
B.最小值为-2
C.在上的投影向量为
D.若的最大值为
【答案】ABD
【分析】由已知是的中点,易得,可判断A;根据投影向量的定义可判断C;以M为原点,直线AC为轴建立直角坐标系,设,则,写出各点坐标,表示各向量的坐标,用向量的坐标运算及三角恒等变形可判断C、D.
【详解】以M为原点,直线AC为轴建立直角坐标系(如图),
设,则,在中,,,是的中点,
所以, ,则
,,,,
所以,,,
对于A:因为是的中点,所以,故A正确;
对于B:
因为,所以,当时,取得最小值,
所以最小值为,故B正确;
对于C:在上的投影向量为,故C错误;
对于D:因为所以,
则,当时,取最大值.故D正确.
故选:ABD.
1.(贵州贵阳一中2024届高三一模)已知向量,,若,则( )
A. B.1
C. D.
【答案】B
【分析】
根据平面向量共线的坐标表示得到方程,解得即可.
【详解】因为,且,
所以,解得.
故选:B
2.(安徽合肥一中2024届最后一卷)已知向量,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【分析】根据向量坐标进行线性运算,再由模长公式即可求解.
【详解】,
故选:D.
3.(江西抚州临川一中2024届5月训练)已知,是单位向量,若,则在上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据已知可推得,进而即可求出投影向量.
【详解】根据已知可得,
所以,.
所以,在上的投影向量为.
故选:D.
4.(重庆西南大学附中2024届高考全真模拟)已知,且与不共线,若向量与互相垂直,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】依题意可得,根据数量积的运算律计算可得.
【详解】因为向量与互相垂直,
所以,即,
即,解得.
故选:C
5.(湖南长沙雅礼中学2024届高三一模)已知向量,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据向量垂直的坐标表示可得答案.
【详解】因为,所以,即,
所以,所以.
故选:C.
6.(吉林长春东北师大附中2024届五模)已知两个向量满足,,则( )
A.1 B. C. D.2
【答案】D
【分析】将两边平方,结合数量积的运算律计算可得.
【详解】因为,,
所以,即,解得或(舍去).
故选:D
7.(河北石家庄第二中学2024届高三一模)已知向量,,若与反向共线,则的值为( )
A.0 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据向量共线的坐标运算,求得参数,再结合向量线性运算的坐标运算求模长即可.
【详解】根据题意可得:,解得或;
当时,与共线同向,故舍去;
当时,,,
.
故选:C.
8.(2024吉林长春东北师大附中高三六模)已知是两个单位向量,则下列四个结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用单位向量的定义与向量数量积运算即可得解.
【详解】对于A,因为是两个单位向量,但两者方向不一定相同,
所以不一定成立,故A错误;
对于B,,显然不一定成立,故B错误;
对于C,,则,故C错误;
对于D,,故D正确.
故选:D.
9.(湖南长沙长郡中学2024届高考适应)若向量,则“”是“向量的夹角为钝角”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
【答案】B
【分析】根据向量的夹角为钝角求出m的范围,即可判断“”和“向量的夹角为钝角”之间的逻辑推理关系,即可得答案.
【详解】向量,由向量的夹角为钝角,
即有,解得且,
即“”不能推出“且”即“向量的夹角为钝角”;
“向量的夹角为钝角”即“且”能推出“”;
故“”是“且”的必要不充分条件,
即“”是“向量的夹角为钝角”的必要不充分条件.
故选:B.
10.(福建福州一中2024届高三5月模拟)已知,向量,若,则实数( )
A. B. C.-2 D.2
【答案】D
【分析】由,可得,用坐标表示数量积,即得解
【详解】由
可得
,因为,所以.
故选:D
11.(湖南师大附中2024二模)设为单位向量,在方向上的投影向量为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据投影向量的定义,结合平面向量数量积的运算性质进行求解即可.
【详解】因为在方向上的投影向量为,
所以,
所以有,
故选:D
12.(山东省实验2024届高三一模)若,,,则向量与的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】借助向量模长与数量积的关系以及夹角公式计算即可得.
【详解】由,,,
则,
而,即得,
所以,又,
所以.
故选:A.
13.(江苏南京外国语20242月开学考试)平面向量,若,则( )
A.6 B.5 C. D.
【答案】B
【分析】先利用平面向量垂直的坐标表示求得,再利用平面向量模的坐标表示即可得解.
【详解】因为,,
所以,解得,
所以,
因此.
故选:B.
14.(安徽合肥一六八中学2024届最后一卷)在四边形中,,且,则 .
【答案】3
【分析】根据图形,建立平面直角坐标系,再利用坐标求数量积.
【详解】如图,建立平面直角坐标系,由题意可知,,,
则,,,,,
所以.
故答案为:3
15.(山西大学附中2024届高三下月考)已知平面向量,均为单位向量,且,,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】建立平面直角坐标系,结合圆的几何性质求得正确答案.
【详解】依题意平面向量,均为单位向量,且,
建立如图所示平面直角坐标系,设,
设,由,
所以点在以原点为圆心,半径为的圆上,
表示以原点为圆心,
半径为的圆上的点与点的距离,
所以,根据圆的几何性质可知:的最大值是,
其中是点与原点的距离.
故选:C
16.(2024山东省实验5月模拟)(多选)已知向量,,则下列说法正确的是( )
A. B.与的夹角为
C. D.在上的投影向量为
【答案】CD
【分析】利用向量的坐标运算即可,其中在上的投影向量公式为.
【详解】对于A,由向量,,则,故A是错误的;
对于B,由向量的夹角公式得:,所以与的夹角为,故B是错误的;
对于C,由,所以,即,故C是正确的;
对于D,由,则在上的投影向量为:
,故D是正确的;
故选:CD.
17.(重庆南开中学2024届高三5月模拟)已知非零向量、满足,则向量与的夹角为 .
【答案】
【分析】由向量垂直的数量积表示和数量积的定义式运算即可.
【详解】因为,
设向量与的夹角为,
又因为,
,
所以向量与的夹角为.
故答案为:.
18.(江西师大附学2024届高考三模)已知钝角的面积为,则的值是( )
A. B. C.或 D.或6
【答案】C
【分析】根据题设求得,依题分角为钝角和角为钝角两种情况讨论检验,利用向量数量积的定义即可分别求得.
【详解】依题意,,解得,
若角为钝角,则,
由余弦定理,,符合题意,
此时,;
若角为钝角,则,
由余弦定理,,
此时,即,符合题意,
此时.
故选:C.
19.(福建厦门双十中学2024届高三热身考试)在菱形中,,点分别为和的中点,且,则( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】B
【分析】根据向量的线性运算以及数量积的运算律结合,求出,继而根据向量的线性运算以及数量积的运算律即可求得答案.
【详解】因为点分别为和的中点,
,所以,
又
,
故选:B.
20.(山东青岛二中二模)已知复数与在复平面内用向量和表示(其中是虚数单位,为坐标原点),则与夹角为 .
【答案】45°(或)
【分析】根据复数的几何意义、向量夹角公式运算得解.
【详解】根据题意,,,
,又,
所以向量与的夹角为.
故答案为:(或).
21.(湖北武汉二中2024高三最后一卷)若平面向量两两夹角相等且,写出的一个可能值为 .
【答案】9(或,答案不唯一)
【分析】考虑两两夹角均为0和两种情况,计算出相应的模长.
【详解】当夹角均为时,;
当两两夹角均为时,
,此时.
故答案为:9(或,答案不唯一)
22.(山东省实验2024届高三二模)在中,为边的中点,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】借助平面向量的线性运算及平面向量基本定理计算即可得解.
【详解】因为为边的中点,,
所以.
故选:D.
23.(辽宁沈阳东北育才2024高三六模)在中,点是的中点,点是的中点,点在线段上并且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据平面向量的线性运算计算即可.
【详解】因为,所以,
又点是的中点,点是的中点,所以,
故.
故选:D.
24.(2024广东华南师大附中综合测试)等边的边长为3,若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】取中点,建立直角坐标系,得到,再根据模长的坐标公式即可求解.
【详解】
如图,取中点,建立直角坐标系,则,
由,若,则,
所以得:,
由,若,则,
所以得:,
所以,故.
故选:A
25.(河北省衡水中学2024届高三下学期押题)在中,是的中点,直线分别与交于点,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据向量运算法则,利用表示,结合向量三点共线的定理列式运算求解.
【详解】由,得.
因为共线,所以,解得.
故选:B.
26.(湖南省长沙市长郡中学2024届考前模拟)已知平面非零向量的夹角为,且满足,则的最小值为( )
A. B.12 C. D.24
【答案】D
【分析】根据向量数量积的定义和关系,把的两边平方,利用基本不等式进行转化求解即可.
【详解】由已知非零向量的夹角为,所以,
由,两边平方得
当且仅当时等号成立,所以,
所以的最小值为24.
故选:D.
27.(湖南长沙长郡中学2024届高三下学期考前模拟)已知圆内接四边形中,是圆的直径,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据平面向量数量积的线性运算,结合圆内接四边形的几何性质,即可得所求.
【详解】
因为,所以,易知,
结合图形,,,则,故.
所以在直角三角形中可得,故.
故选:.
28.(湖南师大附中2023-2024学年高三下一模)设平面向量,若,则平面向量可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意利用向量的夹角公式可推出,确定的坐标,求得每个选项中向量的坐标,一一计算验证是否成立,即可求得答案.
【详解】由题意,
因为,所以,
所以,所以,
所以,所以,
由题意,
对于A, 若,
则,故A错误;
对于B,若,
则,故B错误;
对于C,若,
则,故C错误;
对于D,若,
则,故D正确,
故选:D
29.(湖南长沙长郡中学2024届高三下学期二模)如图,在▱OACB中,E是AC的中点,F是BC上的一点,且BC=3BF,若=m,其中m,n∈R,则m+n的值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意将 用基底向量表示出来,然后通过基底向量进行计算.
【详解】在平行四边形中
因为E是AC中点,
所以
所以,
因为
所以
所以
因为
所以
,解得
所以
故选C
【点睛】本题考查向量的运算,解题的关键是找到一组基底,将所求向量用基底表示,然后再进行运算.
30.(2024届湖南长沙一中最后一卷)在平行四边形中,,点为该平行四边形所在平面内的任意一点,则的最小值为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】C
【分析】设与的交点为,由,两边平方可表示出,同理可表示,四个式子相加化简可求得结果.
【详解】设与的交点为,由,
得,
同理可得,
,
,
所以
,当点与点重合时,等号成立.
故选:C
31.(浙江宁波镇海中学2024适应性测试)已知是边长为1的正三角形,是上一点且,则( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】根据题意得,由三点共线求得,利用向量数量积运算求解.
【详解】,,且,
而三点共线,,即,
,
所以.
故选:A.
32.(湖北武汉华师一2024届高三考前测试)如图,在中,,,是边的中点,过点作于点,延长交于点,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设,依题意可得,根据数量积的运算律求出,从而得到.
【详解】方法一:设,∵,∴,
又是边的中点,所以,
∴,∴,
∴,
∵,,所以,且,
∴,,,
代入得,解得,
∴,∴.
方法二:因为,,所以为等腰直角三角形,
又因为,为中线,所以,,
所以.
因为,所以,
所以,即,
所以.
过点作交于点,所以,
因为,设,则,
所以,解得,∴.
故选:C
33.(湖北武汉华师一2024届高三五月适应性考试)已知是边长为的正三角形,点是所在平面内的一点,且满足,则的最小值是( )
A.1 B.2 C.3 D.
【答案】C
【分析】可由重心的性质结合向量运算得到点的轨迹,再结合圆上的点到圆外定点的距离最小值为圆心到定点减半径得到;亦可建立适当平面直角坐标系,借助向量的坐标运算结合圆的性质得解.
【详解】法一:设的重心为,则,
点的轨迹是以为圆心,1为半径的圆,
又,的最小值是.
法二:以所在直线为轴,以中垂线为轴建立直角坐标系,
则,
设,即,
化简得,点的轨迹方程为,
设圆心为,,由圆的性质可知当过圆心时最小,
又,故得最小值为.
故选:C.
1
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$$
专题08 平面向量
1. 向量的运算
(1) 两点间的向量坐标公式:
,,终点坐标始点坐标
(2) 向量的加减法
,
,
(3) 向量的数乘运算
,则:
(4) 向量的模
,则的模
(5) 相反向量
已知,则;已知
(6) 单位向量
(7) 向量的数量积
(8) 向量的夹角
(9) 投影向量
向量在上的投影向量为
(10) 向量的平行关系
(11) 向量的垂直关系
(12) 向量模的运算
【金题】1.(重庆市西南大学附属中学校2024-2025学年高三上学期12月一诊模拟)已知,,,则 .
【金题】2.(重庆市第八中学2024届高三下学期强化考试(四))已知非零向量满足, 且,若与的夹角为, 则与的夹角为( )
A.
B.
C.
D.
【金题】3.(山东省济南市山东省实验中学2024届高三高考定心卷)已知点A、B、C在圆上运动,且,若点的坐标为,则的最大值为( )
A.3 B.5 C.7 D.9
【金题】4.(河北省衡水中学2024届高三下学期模拟押题(一)在平行四边形中,,点为该平行四边形所在平面内的任意一点,则的最小值为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【金题】5.(河南省郑州市郑州中学2024-2025学年高三上学期一测模拟演练)已知是单位圆上的三个动点,则的最小值是( )
A. B. C. D.0
【金题】6.(河北省衡水市第二中学2025届高三高考模拟一)(多选)下列四个命题正确的是( )
A.若,则的最大值为3
B.若复数满足,则
C.若,则点的轨迹经过的重心
D.在中,为所在平面内一点,且,则
【金题】7.(重庆市西南大学附属中学校2024-2025学年高三上学期12月一诊模拟)已知点为圆上一点,,则的最大值为()
A. B. C. D.
【金题】8.(陕西省西北工业大学附属中学2025届高三上学期第六次适应性训练)已知中,点分别是的重心和外心,且,则边的长为 .
【金题】9.(辽宁省沈阳市东北育才学校2025届高三上学期第三次模拟考试)(多选)如图,已知中,,,是的中点,动点在以为直径的半圆弧上.则( )
A.
B.最小值为-2
C.在上的投影向量为
D.若的最大值为
1.(贵州贵阳一中2024届高三一模)已知向量,,若,则( )
A. B.1
C. D.
2.(安徽合肥一中2024届最后一卷)已知向量,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
3.(江西抚州临川一中2024届5月训练)已知,是单位向量,若,则在上的投影向量为( )
A. B. C. D.
4.(重庆西南大学附中2024届高考全真模拟)已知,且与不共线,若向量与互相垂直,则实数的值为( )
A. B. C. D.
5.(湖南长沙雅礼中学2024届高三一模)已知向量,,若,则( )
A. B. C. D.
6.(吉林长春东北师大附中2024届五模)已知两个向量满足,,则( )
A.1 B. C. D.2
7.(河北石家庄第二中学2024届高三一模)已知向量,,若与反向共线,则的值为( )
A.0 B. C. D.
8.(2024吉林长春东北师大附中高三六模)已知是两个单位向量,则下列四个结论正确的是( )
A. B. C. D.
9.(湖南长沙长郡中学2024届高考适应)若向量,则“”是“向量的夹角为钝角”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
10.(福建福州一中2024届高三5月模拟)已知,向量,若,则实数( )
A. B. C.-2 D.2
11.(湖南师大附中2024二模)设为单位向量,在方向上的投影向量为,则( )
A. B. C. D.
12.(山东省实验2024届高三一模)若,,,则向量与的夹角为( )
A. B. C. D.
13.(江苏南京外国语20242月开学考试)平面向量,若,则( )
A.6 B.5 C. D.
14.(安徽合肥一六八中学2024届最后一卷)在四边形中,,且,则 .
15.(山西大学附中2024届高三下月考)已知平面向量,均为单位向量,且,,则的最大值是( )
A. B. C. D.
16.(2024山东省实验5月模拟)(多选)已知向量,,则下列说法正确的是( )
A. B.与的夹角为
C. D.在上的投影向量为
17.(重庆南开中学2024届高三5月模拟)已知非零向量、满足,则向量与的夹角为 .
18.(江西师大附学2024届高考三模)已知钝角的面积为,则的值是( )
A. B. C.或 D.或6
19.(福建厦门双十中学2024届高三热身考试)在菱形中,,点分别为和的中点,且,则( )
A.1 B. C.2 D.
20.(山东青岛二中二模)已知复数与在复平面内用向量和表示(其中是虚数单位,为坐标原点),则与夹角为 .
21.(湖北武汉二中2024高三最后一卷)若平面向量两两夹角相等且,写出的一个可能值为 .
22.(山东省实验2024届高三二模)在中,为边的中点,,则( )
A. B.
C. D.
23.(辽宁沈阳东北育才2024高三六模)在中,点是的中点,点是的中点,点在线段上并且,则( )
A. B.
C. D.
24.(2024广东华南师大附中综合测试)等边的边长为3,若,,则( )
A. B. C. D.
25.(河北省衡水中学2024届高三下学期押题)在中,是的中点,直线分别与交于点,且,,则( )
A. B. C. D.
26.(湖南省长沙市长郡中学2024届考前模拟)已知平面非零向量的夹角为,且满足,则的最小值为( )
A. B.12 C. D.24
27.(湖南长沙长郡中学2024届高三下学期考前模拟)已知圆内接四边形中,是圆的直径,,则( )
A. B. C. D.
28.(湖南师大附中2023-2024学年高三下一模)设平面向量,若,则平面向量可能是( )
A. B. C. D.
29.(湖南长沙长郡中学2024届高三下学期二模)如图,在▱OACB中,E是AC的中点,F是BC上的一点,且BC=3BF,若=m,其中m,n∈R,则m+n的值为( )
A.1 B. C. D.
30.(2024届湖南长沙一中最后一卷)在平行四边形中,,点为该平行四边形所在平面内的任意一点,则的最小值为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
31.(浙江宁波镇海中学2024适应性测试)已知是边长为1的正三角形,是上一点且,则( )
A. B. C. D.1
32.(湖北武汉华师一2024届高三考前测试)如图,在中,,,是边的中点,过点作于点,延长交于点,则( )
A. B. C. D.
33.(湖北武汉华师一2024届高三五月适应性考试)已知是边长为的正三角形,点是所在平面内的一点,且满足,则的最小值是( )
A.1 B.2 C.3 D.
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