内容正文:
章末总结(六) 平面向量及其应用
[知识体系建构·关键理清]
[高频考点聚焦·整合提升]
题型一 平面的线性运算及其应用
[训练1] 已知a=(5,-2),b=(-4,-3),c=(x,y),若a-2b+3c=0,则c=( )
A. B.
C. D.
解析:选D. a-2b+3c=(5,-2)-2(-4,-3)+3(x,y)=(5-2×(-4)+3x,-2-2×(-3)+3y)=(13+3x,4+3y)=0,所以所以
[训练2] 在△ABC中,点M,N满足=2,=.若=x+y,则x=________,y=________.
解析:∵=2,∴=.∵=,∴=(+),∴=-=(+)-=-.又=x+y,∴x=,y=-.
答案: -
[训练3] 如图,在梯形ABCD中,AB∥CD,点M,N分别是DA,BC的中点,且=k,设=e1,=e2,以e1,e2为基底表示向量,,.
解:∵=e2,且=k,∴=k=ke2.
∵+++=0,∴=---=-++=e1+(k-1)e2.
又∵+++=0,且=-,=,∴=---=-++=e2.
题型二__平面向量数量积的运算
[训练4] 若对于向量a,b,c,a是一个单位向量,|b|=,a与b的夹角为,c=b-2a,则c·a=( )
A.2 B.1
C.0 D.-1
解析:选D. 因为a是一个单位向量,|b|=,a与b的夹角为,所以a·b=1××cos =1,所以c·a=(b-2a)·a=b·a-2a2=1-2=-1.
[训练5] 如图,在梯形ABCD中,AB∥CD,AB=4,AD=3,CD=2,=2.若·=-3,则·=________.
解析:因为·=(+)·(-+)=-2-·=-3,所以·=.
答案:
[训练6] 如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,AB=3,CD=2,AD=,∠BAD=90°.若P为线段AB上一动点,则·的最大值为______.
解析:以A为原点,AB,AD所在直线分别为x,y轴建立平面直角坐标系,
则A(0,0),B(3,0),C(2,),D(0,),设P(x,0),其中0≤x≤3,则=(x-2,-),=(x,-),∴·=x(x-2)+3=x2-2x+3=(x-1)2+2,
当x=3时,·有最大值6.
答案:6
题型三__平面向量的平行与垂直、夹角与模的问题
[训练7] (多选)设向量a,b满足|a|=|b|=1,且|b-2a|=,则以下结论正确的是( )
A.a⊥b
B.|a+b|=2
C.|a-b|=
D.向量a,b夹角为60°
解析:选AC.|b-2a|=|b|2+4|a|2-4a·b=5,又因为|a|=|b|=1,所以a·b=0,故a⊥b,所以A正确,D不正确;|a+b|2=|a|2+|b|2+2a·b=2,故|a+b|=,所以B不正确,|a-b|2=|a|2+|b|2-2a·b=2,所以|a-b|=,C正确.
[训练8] (多选)已知单位向量a,b的夹角为θ,则下列结论正确的有( )
A.(a+b)⊥(a-b)
B.a在b方向上的投影向量为(a·b)b
C.若|a+b|=1,则θ=60°
D.若(a+b)·a=(a-b)·a,则a∥b
解析:选AB. 因为a,b都是单位向量,所以|a|=|b|=1,所以(a+b)·(a-b)=a2-b2=0,即(a+b)⊥(a-b),故A正确;a在b方向上的投影向量为|a|cos θ=|a|··,故B正确;若|a+b|=1,则a2+2a·b+b2=1,即a·b=-,即cos θ=-,因为0≤θ≤180°,所以θ=120°,故C错误;若(a+b)·a=(a-b)·a,则a2+a·b=a2-a·b,所以a·b=0,即a⊥b,故D错误.
题型四__正、余弦定理及其应用
[训练9] 设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若b cos C+c cos B=a sin A,则△ABC的形状为( )
A.锐角三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.不确定
解析:选B. 依据题设条件的特点,由正弦定理,得sin B cos C+cos B sin C=sin2A,有sin(B+C)=sin2A,从而sin(B+C)=sin A=sin2A,解得sinA=1,所以A=,故△ABC为直角三角形.
[训练10] 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若b=8,c=3,A=60°,则此三角形外接圆的半径R=( )
A. B.
C. D.
解析:选D.因为b=8,c=3,A=60°,所以a2=b2+c2-2bc cos A=64+9-2×8×3×=49,所以a=7,所以此三角形外接圆的直径2R===,所以R=.
[训练11] 在科技腾飞的当下,路桥建设部门仍然潜心研究如何缩短空间距离以方便出行,如港珠澳跨海大桥等.如图为某工程队从A到D修建的一条隧道,测量员测得一些数据如图所示(A,B,C,D在同一水平面内),则A,D间的距离为( )
A. km B. km
C. km D. km
解析:选A.如图,连接AC,在Rt△ABC中,AC==,cos ∠ACB=,
sin ∠ACB=,所以cos ∠ACD=cos (120°-∠ACB)=cos 120°cos ∠ACB+sin 120°sin ∠ACB=(-)×+×=.在△ACD中,由余弦定理,得AD===.故A,D间的距离为 km.
[训练12] 在△ABC中,B=45°,AC=,cos C=.
(1)求BC边的长;
(2)求AB边上的中线CD的长.
解:(1)由cos C=,得sin C=,
sin A=sin (180°-45°-C)=sin (135°-C)=(cos C+sin C)=.
由正弦定理,得BC=·sin A=×=3.
(2)由正弦定理,得AB=·sin C=×=2,BD=AB=1.
由余弦定理,得CD=
==.
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