内容正文:
【题海探秘】2024-2025高一下学期数学期中期末考考点复习指南(人教A版2019必修第二册)
专题02 平面向量基本定理与坐标运算
12考点复习指南
【问题背景】
在高考数学中,平面向量基本定理与坐标运算是向量知识体系的重要组成部分。这部分内容不仅是向量运算从几何形式向代数形式转化的关键,也是解决众多数学问题的有力工具。从知识联系上看,它与三角函数、解析几何、立体几何等知识紧密相关,常作为解题的中间环节或重要条件,提升了其在高考中的地位。在高考数学试卷里,平面向量基本定理与坐标运算相关题目频繁出现,题型涵盖选择题、填空题和解答题,分值占比稳定,考查难度层次分明,既注重基础知识的理解与掌握,又强调知识的综合运用和能力的考查。
【处理角度】
1. 理解向量基本概念:精准把握向量的定义、模、夹角、平行、垂直等基本概念,这是解决向量问题的根基。例如,明确平行向量与共线向量的等价关系,清楚向量垂直时数量积为零的特性等,为后续解题提供理论支撑。
2. 掌握定理及应用:深刻领会平面向量基本定理,明白任意向量都能用一组基底线性表示,且表示方式唯一。通过对定理的深入理解,能够熟练运用基底表示其他向量,实现向量问题的转化与求解。
3. 运用坐标运算规则:熟练掌握向量的线性运算(加法、减法、数乘)、数量积运算、模运算、夹角运算以及投影向量运算的坐标公式。在解题时,依据题目条件准确选择并运用相应公式,将向量问题转化为坐标运算问题,简化计算过程。
4. 分析几何图形关系:许多向量问题都依托于几何图形,像三角形、平行四边形、梯形等。要善于从几何图形中挖掘向量间的关系,例如平行、垂直、共线等,再结合向量的运算规则进行求解。通过建立几何图形与向量运算的联系,提升解题的直观性和效率。
5. 关注条件转化:在解决向量问题时,常常需要将题目中的条件进行转化。比如,由向量平行推出坐标的关系,由向量垂直得到数量积为零的等式等。通过灵活转化条件,找到解题的关键线索,实现从已知条件到结论的推导。
【解法策略】
1. 基底概念相关题型:判断向量能否作为基底,关键在于判断向量是否共线。若两向量共线,则不能作为基底;若不共线,则可作为基底。对于能否用给定向量组表示其他向量的问题,同样依据向量是否共线来判断,不共线的向量组可作为基底表示其他向量。
2. 平面向量基本定理及其应用题型:遇到此类题目,先观察图形,确定合适的基底向量。然后根据向量的线性运算规则,如加法的三角形法则、平行四边形法则,以及数乘运算的性质,将目标向量用基底表示出来。在表示过程中,充分利用已知条件,像线段的比例关系、点的位置关系等,找到向量之间的联系,从而实现目标向量的准确表示。
3. 向量的线性运算坐标表示题型:在进行向量的线性运算坐标表示时,先准确写出参与运算向量的坐标。接着,按照向量线性运算的坐标规则,进行加法、减法和数乘运算,得到运算结果向量的坐标。最后,根据题目要求,利用数量积的坐标表示等进一步计算,如求向量的模、夹角等。
4. 线段定比分点题型:涉及线段定比分点问题时,根据点分线段所成的比,结合向量的定义和运算规则,将其转化为向量的关系。再通过向量的坐标运算,建立关于点坐标的方程或方程组,求解得到点的坐标。对于与三角形重心等特殊点相关的问题,利用重心的性质和坐标公式进行计算。
5. 由向量坐标判断向量是否平行题型:判断两个向量是否平行,依据向量平行的坐标表示条件,检查两向量坐标是否满足相应关系。若满足,则两向量平行;若不满足,则不平行。同时,要注意向量的模、方向等因素对平行判断的影响,以及零向量与其他向量的特殊关系。
6. 由向量平行求参数题型:当已知两向量平行且含有参数时,根据向量平行的坐标表示列出方程。然后求解方程,得到参数的值。在求解过程中,要注意对解的检验,特别是当向量平行且方向相反等特殊情况时,确保参数的值符合题目条件。
7. 向量共线定理的应用题型:若已知三点共线,利用向量共线定理,将其转化为两个向量共线的关系。再根据向量共线的坐标表示列出方程,求解得到相关参数的值。对于判断三点能否构成三角形的问题,转化为判断两向量是否共线,若不共线,则三点可构成三角形。
8. 数量积的坐标运算题型:计算向量数量积的坐标运算时,先准确写出向量的坐标。然后按照数量积的坐标公式进行计算。对于一些复杂的问题,可能需要结合三角函数、几何图形等知识,通过建立坐标系,将几何问题转化为向量坐标运算问题,进而求解。
9. 向量模的坐标运算题型:求向量模的坐标运算,先根据向量的坐标,利用向量模的坐标公式进行计算。若已知向量平行或垂直等条件,先根据这些条件求出向量的坐标或参数的值,再代入模的公式计算。在计算过程中,注意运算的准确性和公式的正确使用。
10. 向量垂直的坐标表示题型:当已知两向量垂直时,根据向量垂直的坐标表示,即两向量数量积为零,列出方程。然后求解方程,得到相关参数的值或向量的坐标。在解决与向量垂直相关的问题时,要灵活运用向量的运算规则和垂直的性质,简化计算过程。
11. 向量夹角的坐标表示题型:求向量夹角的坐标表示,先根据向量的坐标,利用向量数量积的坐标公式求出数量积的值,再分别计算出两个向量的模。然后将这些值代入向量夹角的余弦公式,计算出夹角的余弦值。根据余弦值的范围和题目条件,确定向量夹角的大小。对于夹角为钝角或锐角的情况,要结合数量积的正负以及向量是否共线等条件进行判断。
12. 投影向量的坐标表示题型:计算投影向量的坐标表示,根据投影向量的定义和公式,先求出向量的数量积以及向量的模。然后将这些值代入投影向量的公式,计算出投影向量的坐标。在计算过程中,要准确运用向量的运算公式,确保计算结果的准确性。
考点1 基底的概念
1.(江苏省盐城市五校联盟2023-2024学年高一下学期第一次学情调研检测(3月)数学试题)若是平面内的一组基底,则下列四组向量中能作为平面向量的基底的是( )
A. B.2
C. D.
2.(20-21高一下·广东潮州·阶段练习)在下列向量组中,可以把向量表示出来的是( )
A., B.,
C., D.,
3.(24-25高一下·河南许昌·期中)已知、是同一平面内的两个不共线向量,则下列各组向量中,可以作为基底的是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
4.(24-25高一下·河南·阶段练习)下列各组向量中,能作为基底的是( )
A., B.,
C., D.,
考点2 平面向量基本定理及其应用
5.(24-25高一下·湖南娄底·阶段练习)在中,在上且,设,则( )
A. B.
C. D.
6.(18-19高一·全国·课后作业)(多选)如图,点、、分别为的边、、的中点,且,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
7.(24-25高一下·新疆克拉玛依·期中)在中,D为边上的一个三等分点,靠近,,,则( )
A. B. C. D.
8.(24-25高一下·北京顺义·阶段练习)如图,在中,点N是BC的中点,点M是AN的中点,设,,那么( )
A. B. C. D.
9.(24-25高一下·江苏徐州·阶段练习)在△ABC中,边BC上的中线为AD,点O满足,则等于( )
A. B. C. D.
10.(24-25高一下·湖北武汉·期中)如图,在中,,P是BN上的一点,若,则实数的值为( )
A. B. C. D.
11.(2025·江苏南通·二模)在直角梯形中,,,,是的中点,若,则( ).
A.1 B. C. D.
12.(24-25高一下·广西河池·阶段练习)如图,在平行四边形中,,为的中点,为上的一点,且,则实数的值为( )
A. B.
C. D.
13.(24-25高一下·山西·阶段练习)设O为等腰内切圆的圆心,,则( )
A. B. C. D.
考点3 向量的线性运算坐标表示
14.(24-25高一下·江苏徐州·阶段练习)设,则等于( )
A. B. C. D.1
15.(24-25高三下·浙江杭州·阶段练习)已知向量,,,则的值为( )
A. B. C. D.
16.(24-25高一上·辽宁·期末)已知点,则( )
A. B.
C. D.
17.(2025·陕西西安·三模)如图,向量,,若,,,为线段AB的5等分点,则( )
A. B. C. D.
考点4 线段定比分点
18.(20-21高一下·上海·课后作业)已知,,若点分所成的比为,则 , .
19.(19-20高一下·全国·课后作业)在中,已知,,是中线上一点,且,那么点的坐标为( )
A. B. C. D.
20.(24-25高一下·湖南娄底·阶段练习)在平面直角坐标系中,为坐标原点,,点在直线上,且,则点的坐标可能为( )
A. B. C. D.
考点5 由向量坐标判断向量是否平行
21.(24-25高三上·江苏盐城·阶段练习)已知向量,则下列向量与平行的是( )
A. B. C. D.
22.(20-21高二上·江苏南通·阶段练习)已知向量,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.与反向 D.、可作一组基底
23.(23-24高一下·四川内江·期中)下列条件能使的是( )
A. B.
C. D.,
24.(24-25高一下·天津·期中)若向量,则( )
A. B.
C. D.
考点6 由向量平行求参数
25.(24-25高一上·北京·期末)已知向量,,若存在,使得与的方向相反,则实数t的取值范围是 .
26.(24-25高三下·河北保定·阶段练习)已知向量,,,若,则实数( )
A. B. C.1 D.2
27.(2025·四川攀枝花·模拟预测)已知平面向量,则“”是“”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
28.(24-25高一下·江苏南通·阶段练习)已知向量,,,若,则( )
A. B. C. D.
29.(24-25高一下·新疆克拉玛依·期中),,,则实数( )
A. B.3 C. D.-3
考点7 向量共线定理的应用
30.(2025·辽宁辽阳·一模)已知向量,,.若、、三点共线,则( )
A. B. C. D.
31.(23-24高一下·广东湛江·期末)已知向量,,,若点A,B,C能构成三角形,则实数m可以是( )
A.0 B.1 C. D.
32.(2024·上海·三模)设平面向量,,若,不能组成平面上的一个基,则 .
33.(24-25高一下·江苏常州·阶段练习)已知,,,若,,三点共线,则( )
A. B.2 C. D.
34.(24-25高一下·天津蓟州·阶段练习)已知,且三点共线.则( )
A. B.1 C. D.4
考点8 数量积的坐标运算
35.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知点,,为坐标原点,向量,则=( )
A. B. C. D.
36.(24-25高三下·辽宁抚顺·开学考试)已知向量,,,则( )
A.6 B.4 C.-6 D.-4
37.(24-25高一下·湖南娄底·阶段练习)设,则的最大值是 .
38.(2025·甘肃甘南·模拟预测)如图,已知是边长为4的等边三角形,点D满足,E为的中点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
考点9 向量模的坐标运算
39.(24-25高三下·青海海东·阶段练习)已知向量,.若,则( )
A. B. C. D.
40.(24-25高一下·贵州毕节·阶段练习)已知平面向量与的夹角为,则( )
A. B. C.4 D.2
41.(2025·河南·二模)已知向量,,,若,则正实数的值为( )
A.1 B. C.2 D.3
42.(24-25高一下·天津西青·阶段练习)设,向量且,则( )
A. B. C. D.10
考点10 向量垂直的坐标表示
43.(24-25高三下·海南省直辖县级单位·阶段练习)已知向量,若,则( )
A. B. C. D.
44.(2025·安徽淮北·二模)已知向量,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
45.(24-25高一下·重庆·阶段练习)已知向量 ,若 ,则 ( )
A.1 B.-1 C.0 D.
46.(24-25高一下·河南·阶段练习)已知向量,.若,则的值为( )
A.1 B. C. D.
47.(24-25高二下·浙江·期中)已知向量若则( )
A. B. C. D.
48.(2025·河北·模拟预测)已知向量,,,若,则( )
A. B. C. D.
考点11 向量夹角的坐标表示
49.(2025·福建·模拟预测)已知向量,则( )
A. B. C. D.
50.(19-20高三上·湖北黄冈·阶段练习)已知向量,若,则与夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
51.(24-25高一下·安徽宿州·期中)已知平面向量,,则向量与的夹角大小为( )
A. B. C. D.
52.(24-25高一下·广东·阶段练习)已知向量,且与的夹角为钝角,在实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
53.(24-25高一下·重庆万州·期中)已知向量,若向量的夹角是锐角,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
考点12 投影向量的坐标表示
54.(2025·河北·二模)已知向量,,则在上的投影向量为( )
A. B. C. D.
55.(2025·山东青岛·一模)已知,,则在上的投影向量为( )
A. B. C. D.
56.(24-25高一下·湖北武汉·期中)已知向量满足,则向量在向量上的投影向量为( )
A. B. C. D.
57.(2025·湖南·二模)已知,则在上的投影向量为( )
A. B. C.. D.
一、单选题
1.(2025·湖北·二模)已知点,点是线段上的点,且,则点的坐标为( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高一下·山西晋城·期中)在平行四边形中,,点满足,点是的中点,则( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·河南许昌·期中)已知,,点P满足,则点P的坐标是( )
A. B. C. D.
4.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)设向量,,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
5.(24-25高一下·安徽·期中)如图,在中,是的中点,是上的两个三等分点.若,,则的值为( )
A. B. C.1 D.2
6.(24-25高一下·河南·阶段练习)如图,在等腰梯形中,,,分别为,的中点,与交于点,则( )
A. B.2 C. D.1
7.(24-25高一下·河南南阳·期中)已知正三角形的边长为,点,都在边上,且,,为线段上一点,为线段的中点,则的最小值为( )
A. B.0 C. D.
二、多选题
8.(24-25高一下·河南驻马店·期中)已知向量,,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
9.(24-25高一下·新疆喀什·期中)已知向量,,则下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
10.(24-25高一下·河南·期中)已知向量,则下列说法正确的是( )
A.∥
B.
C.
D.与的夹角的余弦值为
11.(24-25高一下·山西晋城·期中)如图,在边长为2的正方形中,点是的中点,点满足,则下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,则为定值
C.若点在线段上,则为定值
D.若,则的最大值为
12.(24-25高一下·河南许昌·期中)窗花是贴在窗子或窗户上的剪纸,是中国古老的传统民间艺术之一,图1是一个正八边形窗花,图2是从窗花图中抽象出的几何图形的示意图.已知正八边形ABCDEFGH的边长为,点P是正八边形ABCDEFGH边上任意一点,则下列说法正确的是( )
A.
B.的最小值为
C.的最大值为
D.若P在线段BC上,且,则的取值范围为
13.(2025·河北·模拟预测)已知向量,则( )
A.若,则
B.若,则
C.若取得最大值,则
D.若,则在上的投影向量为
三、填空题
14.(24-25高一下·北京平谷·阶段练习)已知三点共线,则P的值为 .
15.(24-25高一下·山东济南·期中)已知向量.若与共线,则实数的值为 .
16.(2025高三·全国·专题练习)在中,,,若为钝角或直角,点满足且,则的最小值为
17.(24-25高一下·陕西·期中)在平行四边形中,为边上的动点,为外接圆的圆心,,且,则的最小值为 .
四、解答题
18.(24-25高二下·山东东营·阶段练习)已知,.
(1)求证:,不共线:
(2)若,求实数m,n的值;
(3)若与平行,求实数k的值.
19.(24-25高一下·河南许昌·期中)已知向量,.
(1)求;
(2)若向量,且,求m的值;
(3)求与垂直的单位向量的坐标.
20.(24-25高一下·福建漳州·阶段练习)已知向量.
(1)求;
(2)若与平行,求实数的值
21.(24-25高一下·湖北武汉·期中)已知平面向量,其中是夹角为的单位向量.
(1)当,求与夹角的余弦值;
(2)若与夹角为钝角,求的取值范围.
22.(24-25高一下·广东肇庆·期中)已知向量,.
(1)求;
(2)已知,且,求向量与向量的夹角.
23.(24-25高二下·江西景德镇·期中)如图所示,在中,为边上一点.过点的直线与直线相交于点,与直线相交于点(,两点不重合).
(1)若,若,,求的值.
(2)若,,是线段上任意一点,求最大值.
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【题海探秘】2024-2025高一下学期数学期中期末考考点复习指南(人教A版2019必修第二册)
专题02 平面向量基本定理与坐标运算
12考点复习指南
【问题背景】
在高考数学中,平面向量基本定理与坐标运算是向量知识体系的重要组成部分。这部分内容不仅是向量运算从几何形式向代数形式转化的关键,也是解决众多数学问题的有力工具。从知识联系上看,它与三角函数、解析几何、立体几何等知识紧密相关,常作为解题的中间环节或重要条件,提升了其在高考中的地位。在高考数学试卷里,平面向量基本定理与坐标运算相关题目频繁出现,题型涵盖选择题、填空题和解答题,分值占比稳定,考查难度层次分明,既注重基础知识的理解与掌握,又强调知识的综合运用和能力的考查。
【处理角度】
1. 理解向量基本概念:精准把握向量的定义、模、夹角、平行、垂直等基本概念,这是解决向量问题的根基。例如,明确平行向量与共线向量的等价关系,清楚向量垂直时数量积为零的特性等,为后续解题提供理论支撑。
2. 掌握定理及应用:深刻领会平面向量基本定理,明白任意向量都能用一组基底线性表示,且表示方式唯一。通过对定理的深入理解,能够熟练运用基底表示其他向量,实现向量问题的转化与求解。
3. 运用坐标运算规则:熟练掌握向量的线性运算(加法、减法、数乘)、数量积运算、模运算、夹角运算以及投影向量运算的坐标公式。在解题时,依据题目条件准确选择并运用相应公式,将向量问题转化为坐标运算问题,简化计算过程。
4. 分析几何图形关系:许多向量问题都依托于几何图形,像三角形、平行四边形、梯形等。要善于从几何图形中挖掘向量间的关系,例如平行、垂直、共线等,再结合向量的运算规则进行求解。通过建立几何图形与向量运算的联系,提升解题的直观性和效率。
5. 关注条件转化:在解决向量问题时,常常需要将题目中的条件进行转化。比如,由向量平行推出坐标的关系,由向量垂直得到数量积为零的等式等。通过灵活转化条件,找到解题的关键线索,实现从已知条件到结论的推导。
【解法策略】
1. 基底概念相关题型:判断向量能否作为基底,关键在于判断向量是否共线。若两向量共线,则不能作为基底;若不共线,则可作为基底。对于能否用给定向量组表示其他向量的问题,同样依据向量是否共线来判断,不共线的向量组可作为基底表示其他向量。
2. 平面向量基本定理及其应用题型:遇到此类题目,先观察图形,确定合适的基底向量。然后根据向量的线性运算规则,如加法的三角形法则、平行四边形法则,以及数乘运算的性质,将目标向量用基底表示出来。在表示过程中,充分利用已知条件,像线段的比例关系、点的位置关系等,找到向量之间的联系,从而实现目标向量的准确表示。
3. 向量的线性运算坐标表示题型:在进行向量的线性运算坐标表示时,先准确写出参与运算向量的坐标。接着,按照向量线性运算的坐标规则,进行加法、减法和数乘运算,得到运算结果向量的坐标。最后,根据题目要求,利用数量积的坐标表示等进一步计算,如求向量的模、夹角等。
4. 线段定比分点题型:涉及线段定比分点问题时,根据点分线段所成的比,结合向量的定义和运算规则,将其转化为向量的关系。再通过向量的坐标运算,建立关于点坐标的方程或方程组,求解得到点的坐标。对于与三角形重心等特殊点相关的问题,利用重心的性质和坐标公式进行计算。
5. 由向量坐标判断向量是否平行题型:判断两个向量是否平行,依据向量平行的坐标表示条件,检查两向量坐标是否满足相应关系。若满足,则两向量平行;若不满足,则不平行。同时,要注意向量的模、方向等因素对平行判断的影响,以及零向量与其他向量的特殊关系。
6. 由向量平行求参数题型:当已知两向量平行且含有参数时,根据向量平行的坐标表示列出方程。然后求解方程,得到参数的值。在求解过程中,要注意对解的检验,特别是当向量平行且方向相反等特殊情况时,确保参数的值符合题目条件。
7. 向量共线定理的应用题型:若已知三点共线,利用向量共线定理,将其转化为两个向量共线的关系。再根据向量共线的坐标表示列出方程,求解得到相关参数的值。对于判断三点能否构成三角形的问题,转化为判断两向量是否共线,若不共线,则三点可构成三角形。
8. 数量积的坐标运算题型:计算向量数量积的坐标运算时,先准确写出向量的坐标。然后按照数量积的坐标公式进行计算。对于一些复杂的问题,可能需要结合三角函数、几何图形等知识,通过建立坐标系,将几何问题转化为向量坐标运算问题,进而求解。
9. 向量模的坐标运算题型:求向量模的坐标运算,先根据向量的坐标,利用向量模的坐标公式进行计算。若已知向量平行或垂直等条件,先根据这些条件求出向量的坐标或参数的值,再代入模的公式计算。在计算过程中,注意运算的准确性和公式的正确使用。
10. 向量垂直的坐标表示题型:当已知两向量垂直时,根据向量垂直的坐标表示,即两向量数量积为零,列出方程。然后求解方程,得到相关参数的值或向量的坐标。在解决与向量垂直相关的问题时,要灵活运用向量的运算规则和垂直的性质,简化计算过程。
11. 向量夹角的坐标表示题型:求向量夹角的坐标表示,先根据向量的坐标,利用向量数量积的坐标公式求出数量积的值,再分别计算出两个向量的模。然后将这些值代入向量夹角的余弦公式,计算出夹角的余弦值。根据余弦值的范围和题目条件,确定向量夹角的大小。对于夹角为钝角或锐角的情况,要结合数量积的正负以及向量是否共线等条件进行判断。
12. 投影向量的坐标表示题型:计算投影向量的坐标表示,根据投影向量的定义和公式,先求出向量的数量积以及向量的模。然后将这些值代入投影向量的公式,计算出投影向量的坐标。在计算过程中,要准确运用向量的运算公式,确保计算结果的准确性。
考点1 基底的概念
1.(江苏省盐城市五校联盟2023-2024学年高一下学期第一次学情调研检测(3月)数学试题)若是平面内的一组基底,则下列四组向量中能作为平面向量的基底的是( )
A. B.2
C. D.
【答案】D
【分析】根据基底的知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】A选项,,所以共线,不能作为基底.
B选项,,所以共线,不能作为基底.
C选项,,所以共线,不能作为基底.
D选项,易知不共线,可以作为基底.
故选:D
2.(20-21高一下·广东潮州·阶段练习)在下列向量组中,可以把向量表示出来的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】BC
【分析】确定是否不共线,不共线的就可以作为基底表示.
【详解】对于A.=(0,0),, 不可以作为平面的基底,不能表示出;
对于B.由于,不共线,可以作为平面的基底,能表示出;
对于C.,不共线, 可以作为平面的基底,能表示出;
对于D.,, 不可以作为平面的基底,不能表示出.
故选:BC.
3.(24-25高一下·河南许昌·期中)已知、是同一平面内的两个不共线向量,则下列各组向量中,可以作为基底的是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】BCD
【分析】利用基底的定义,逐项分析判断.
【详解】对于A,,A不可以;
对于B,假定与共线,则,
则且,矛盾,向量和不共线,B可以;
对于C,不能由表示出,即向量和不共线,C可以;
对于D,假定与共线,则,
则且,矛盾,向量和不共线,D可以.
故选:BCD
4.(24-25高一下·河南·阶段练习)下列各组向量中,能作为基底的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【分析】根据向量作基底的条件,对每个选项进行逐一分析,即可判断和选择.
【详解】能作为基底的向量不可以是共线向量,
对A:,,,故//,不可作基底,故A错误;
对B:,,,故//,不可作基底,故B错误;
对C:,,,故,不共线,可以作基底,故C正确;
对D:,,,故//,不可作基底,故D错误;
故选:C.
考点2 平面向量基本定理及其应用
5.(24-25高一下·湖南娄底·阶段练习)在中,在上且,设,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据平面向量的线性运算来求得正确答案.
【详解】如图,在中,在上且,所以.
则
.
又因为,所以.
故选:B
6.(18-19高一·全国·课后作业)(多选)如图,点、、分别为的边、、的中点,且,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】利用平面向量的线性运算逐项判断即可.
【详解】在中,,故A正确;
,故B正确;
,故C正确;
,故D不正确.
故选:ABC.
7.(24-25高一下·新疆克拉玛依·期中)在中,D为边上的一个三等分点,靠近,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】应用向量对应线段的位置、数量关系,用、表示出,即可得.
【详解】由题设.
故选:C
8.(24-25高一下·北京顺义·阶段练习)如图,在中,点N是BC的中点,点M是AN的中点,设,,那么( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据已知条件结合平面向量基本定理求解即可.
【详解】因为在中,点N是BC的中点,点M是AN的中点,,,
所以
.
故选:A
9.(24-25高一下·江苏徐州·阶段练习)在△ABC中,边BC上的中线为AD,点O满足,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用向量的线性运算可求.
【详解】
,
故,
故选:A.
10.(24-25高一下·湖北武汉·期中)如图,在中,,P是BN上的一点,若,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据条件得到,由共线定理的推论得到方程,求出答案.
【详解】,故,
,故,
因为三点共线,故,解得.
故选:C
11.(2025·江苏南通·二模)在直角梯形中,,,,是的中点,若,则( ).
A.1 B. C. D.
【答案】A
【分析】先选择两条不共线的向量作基底,再进行向量的线性运算,最后利用平面向量基本定理来求解即可.
【详解】
由图可知:,,
因为,所以,
整理得:,
根据平面向量基本定理可得:,解得,
所以,
故选:A.
12.(24-25高一下·广西河池·阶段练习)如图,在平行四边形中,,为的中点,为上的一点,且,则实数的值为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据已知条件利用向量的加法法则用表示,再利用平面向量基本定理结合条件列出方程组,求解即可.
【详解】,为的中点,
,,
三点共线,
设
,
又,
,解得.
故选:B.
13.(24-25高一下·山西·阶段练习)设O为等腰内切圆的圆心,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用余弦定理求出三角形中,再由内切圆性质得出,根据向量求出即可.
【详解】因为,所以,所以.
由余弦定理,得,
即,解得.
取BC的中点E,连接AE,如图,
则,
所以的内心O在线段AE上,OE为内切圆的半径,
因为,所以,
所以,得,
所以,所以,
又,
所以,
所以,所以.
故选:C
考点3 向量的线性运算坐标表示
14.(24-25高一下·江苏徐州·阶段练习)设,则等于( )
A. B. C. D.1
【答案】B
【分析】根据平面向量坐标运算和数量积的坐标表示求解可得.
【详解】因为,
所以,
所以.
故选:B
15.(24-25高三下·浙江杭州·阶段练习)已知向量,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出向量的坐标,利用平面向量数量积的坐标运算可得出关于的等式,解之即可.
【详解】因为向量,,则,
所以,解得.
故选:C.
16.(24-25高一上·辽宁·期末)已知点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】根据平面向量线性运算的坐标表示进行运算求解即可.
【详解】因为,
所以,则,故A不正确;
因为,故B正确;
因为,故C正确;
因为,故D不正确.
故选:BC.
17.(2025·陕西西安·三模)如图,向量,,若,,,为线段AB的5等分点,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据向量的线性运算即可求解.
【详解】取的中点为,则也是,的中点,
故,
因此.
故选:C.
考点4 线段定比分点
18.(20-21高一下·上海·课后作业)已知,,若点分所成的比为,则 , .
【答案】
【分析】依题意可得,再表示出、的坐标,即可得到方程组,解得即可;
【详解】解:因为点分所成的比为,所以,因为,,,所以,,所以
所以解得
故答案为:;
19.(19-20高一下·全国·课后作业)在中,已知,,是中线上一点,且,那么点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】假设,根据,可得为重心,根据重心的坐标表示,可得结果.
【详解】由题意知:是的重心,设,
则有解得
故.
故选:C
【点睛】本题考查三角形的重心公式,属基础题.
20.(24-25高一下·湖南娄底·阶段练习)在平面直角坐标系中,为坐标原点,,点在直线上,且,则点的坐标可能为( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【分析】由点在直线上,且,可推出点在线段上或延长线上,转化成向量相等,再利用坐标求解
【详解】设,由题意得,且点在直线上,故可得以下两种情况:
①,此时有,可得,解得.
②,此时有,可得,解得.
综上所述,点的坐标为或.
故选:AB
考点5 由向量坐标判断向量是否平行
21.(24-25高三上·江苏盐城·阶段练习)已知向量,则下列向量与平行的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【分析】求出的坐标,根据共线向量的坐标表示验证即可.
【详解】因为,所以.
若向量满足,则该向量与平行,检验易知A,D符合题意.
故选:AD.
22.(20-21高二上·江苏南通·阶段练习)已知向量,,则下列结论正确的是( )
A. B.
C.与反向 D.、可作一组基底
【答案】ABC
【分析】由,即可判断A、B、D,求出的坐标,即可判断C.
【详解】因为,,
所以,则,,故A、B正确;
因为,所以、不可作一组基底,故D错误;
又,
所以,则与反向,故C正确.
故选:ABC
23.(23-24高一下·四川内江·期中)下列条件能使的是( )
A. B.
C. D.,
【答案】BC
【分析】由向量的模相等、向量相等、向量的模为0以及向量共线定理即可逐一判断各个选项.
【详解】对于A,向量模相等不一定能保证向量共线,故A错误;
对于B,能保证向量共线,且它们的模也相等,故B正确;
对于C,等价于是零向量,而零向量可以和任何向量共线,故C正确;
对于D,不存在任何实数使得,即方程组不可能成立,这意味着不能共线,故D错误.
故选:BC.
24.(24-25高一下·天津·期中)若向量,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由向量的概念,平行、垂直的坐标表示逐个判断即可.
【详解】对于A,B显然错误;
对于C:易知,两向量平行,故正确,
对于D:因为,故两向量不垂直,所以D错误,
故选:C
考点6 由向量平行求参数
25.(24-25高一上·北京·期末)已知向量,,若存在,使得与的方向相反,则实数t的取值范围是 .
【答案】
【分析】由两向量方向相反可知,由此可构造方程组求得,由可求得满足题意的的范围.
【详解】∵与方向相反,∴,∴,∴,
由得,∴实数t的取值范围是.
故答案为:
26.(24-25高三下·河北保定·阶段练习)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.
【详解】由,,,得,,
又,所以,解得.
故选:A.
27.(2025·四川攀枝花·模拟预测)已知平面向量,则“”是“”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】由平面向量共线的坐标表示及充分条件,必要条件的定义即可得到答案.
【详解】若,则有,解得或,
所以“”是“”的不充分条件;
若,则,,所以,
所以“”是“”的必要条件,
综上,”是“”的必要不充分条件,
故选:B.
28.(24-25高一下·江苏南通·阶段练习)已知向量,,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据向量坐标运算法则求,结合向量平行坐标表示列方程可得,化简求,再结合二倍角正切公式求结论.
【详解】因为,,
所以,又,,
所以,
若,则,与矛盾,故,
所以,
所以,
故选:D.
29.(24-25高一下·新疆克拉玛依·期中),,,则实数( )
A. B.3 C. D.-3
【答案】A
【分析】由向量平行的坐标公式计算即可.
【详解】因为,,,
所以,解得:.
故选:A.
考点7 向量共线定理的应用
30.(2025·辽宁辽阳·一模)已知向量,,.若、、三点共线,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出向量,由题意可得,利用平面向量共线的坐标表示可得出关于的等式,解之即可.
【详解】因为向量,,,
所以,,
因为、、三点共线,则,所以,,解得.
故选:C.
31.(23-24高一下·广东湛江·期末)已知向量,,,若点A,B,C能构成三角形,则实数m可以是( )
A.0 B.1 C. D.
【答案】BCD
【分析】根据题意分析可知不共线,结合向量共线的坐标表示运算求解.
【详解】因为,,,
则,
若点A,B,C能构成三角形,即A,B,C不共线,则不共线,
可得,即,
结合选项可知A错误;BCD正确.
故选:BCD.
32.(2024·上海·三模)设平面向量,,若,不能组成平面上的一个基,则 .
【答案】/
【分析】根据平面的基的概念,判断,利用向量共线的坐标公式计算即得.
【详解】由题意可知,,,,
则,解得.
故答案为:.
33.(24-25高一下·江苏常州·阶段练习)已知,,,若,,三点共线,则( )
A. B.2 C. D.
【答案】B
【分析】先根据向量加法求出,再利用向量共线的性质列出等式,最后求解.
【详解】已知,,则.
因为,,三点共线,所以与共线.可得.
即.等式两边同时除以(因为,若,则,此时),得到.
故选:B.
34.(24-25高一下·天津蓟州·阶段练习)已知,且三点共线.则( )
A. B.1 C. D.4
【答案】A
【分析】根据向量共线的坐标表示,计算即可.
【详解】因为三点共线,所以与共线,则有,解得.
故选:A.
考点8 数量积的坐标运算
35.(24-25高二上·浙江杭州·期末)已知点,,为坐标原点,向量,则=( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】设点坐标,然后得到向量坐标,由得到方程组,求出点坐标,即可得到.
【详解】设,则,,
∵,∴,解得,即,
∴.
故选:A.
36.(24-25高三下·辽宁抚顺·开学考试)已知向量,,,则( )
A.6 B.4 C.-6 D.-4
【答案】C
【分析】由向量的线性运算与数量积的坐标表示,可得答案.
【详解】因为,,,所以,,
则.
故选:C.
37.(24-25高一下·湖南娄底·阶段练习)设,则的最大值是 .
【答案】
【分析】利用向量数量积的坐标公式,结合同角的三角函数关系式,通过换元,将其化简为二次函数,根据二次函数的单调性即可求得.
【详解】由,
设,由正弦函数的性质知 ,
故当,即或时,的最大值是.
故答案为:.
38.(2025·甘肃甘南·模拟预测)如图,已知是边长为4的等边三角形,点D满足,E为的中点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】以直线为x轴,线段的中垂线为y轴建立平面直角坐标系,先利用坐标表示相关向量,再结合数量积的坐标表示和二次函数的性质计算可得.
【详解】以直线为x轴,线段的中垂线为y轴建立平面直角坐标系(如图所示),
则,
因为,
则点D在线段(不含端点)上,
设,则,
所以,
所以当时,取得最小值,
当时,,
故的取值范围为.
故选:A.
考点9 向量模的坐标运算
39.(24-25高三下·青海海东·阶段练习)已知向量,.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由向量平行的坐标表示求得,再由模长公式即可求解;
【详解】因为,
所以,所以,
所以,
故选:B
40.(24-25高一下·贵州毕节·阶段练习)已知平面向量与的夹角为,则( )
A. B. C.4 D.2
【答案】D
【分析】根据条件计算,,由计算可得结果.
【详解】∵,∴,
∵与的夹角为,,∴,
∴.
故选:D.
41.(2025·河南·二模)已知向量,,,若,则正实数的值为( )
A.1 B. C.2 D.3
【答案】B
【分析】首先求出的坐标,再根据向量模的坐标表示得到方程,解得即可.
【详解】因为,,,
所以,又,所以,解得或,
所以正实数的值为.
故选:B
42.(24-25高一下·天津西青·阶段练习)设,向量且,则( )
A. B. C. D.10
【答案】C
【分析】根据向量垂直、平行列方程,求得,进而求得正确答案.
【详解】由于,
所以,解得,
所以,
所以.
故选:C
考点10 向量垂直的坐标表示
43.(24-25高三下·海南省直辖县级单位·阶段练习)已知向量,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由向量垂直的坐标表示即可求解.
【详解】由,
则,
由,
所以,
解得:,
故选:A
44.(2025·安徽淮北·二模)已知向量,若,则( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】由向量共线以及垂直的坐标运算代入计算,即可得到结果.
【详解】由可得,解得,则,
由可得,解得.
故选:D
45.(24-25高一下·重庆·阶段练习)已知向量 ,若 ,则 ( )
A.1 B.-1 C.0 D.
【答案】B
【分析】本题考查向量垂直的坐标表示,代入求值即可.
【详解】,
又,
,即,
解得:.
故选:B.
46.(24-25高一下·河南·阶段练习)已知向量,.若,则的值为( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【分析】根据两向量垂直的坐标关系运算得解.
【详解】由,得,解得.
故选:D.
47.(24-25高二下·浙江·期中)已知向量若则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用向量垂直的坐标运算即可求解.
【详解】由,
因为所以,
故选:B.
48.(2025·河北·模拟预测)已知向量,,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据平面向量的数量积公式求解即可.
【详解】根据题意,,若,则,所以.
故选:D
考点11 向量夹角的坐标表示
49.(2025·福建·模拟预测)已知向量,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先计算出,利用向量夹角余弦公式求出答案.
【详解】,,
所以,
,
所以.
故选:D
50.(19-20高三上·湖北黄冈·阶段练习)已知向量,若,则与夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据平面向量垂直的坐标表示求得向量,再利用平面向量夹角的坐标计算公式求值即可.
【详解】因为,所以,
因为,所以,解得,所以,
设与夹角为,则,
即与夹角的余弦值为.
故选:A.
51.(24-25高一下·安徽宿州·期中)已知平面向量,,则向量与的夹角大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据向量坐标的夹角余弦值表示即可得到答案.
【详解】由已知,,
所以,故.
故选:D.
52.(24-25高一下·广东·阶段练习)已知向量,且与的夹角为钝角,在实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】应用向量夹角的坐标公式求参数范围,注意反向共线的情况,即可得.
【详解】因为向量,且与的夹角为钝角,
所以,可得,
注意,需排除反向共线的情况,此时,即,
综上,.
故选:B
53.(24-25高一下·重庆万州·期中)已知向量,若向量的夹角是锐角,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据平面向量数量积的坐标运算求解,再根据向量的夹角是锐角与数量积与向量共线的关系列式求解即可.
【详解】因为,所以,
因为向量,的夹角是锐角,所以
解得且,所以的取值范围是.
故选:C.
考点12 投影向量的坐标表示
54.(2025·河北·二模)已知向量,,则在上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据条件,利用投影向量的定义,即可求解.
【详解】因为,,
所以在上的投影向量为,
故选:C.
55.(2025·山东青岛·一模)已知,,则在上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用投影向量公式结合平面向量数量积的坐标运算可求得结果.
【详解】在上的投影向量为.
故选:A.
56.(24-25高一下·湖北武汉·期中)已知向量满足,则向量在向量上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据平面向量数量积的性质,由模长求解,再根据投影向量的公式求解即可.
【详解】因为,
所以,
则,
所以向量在向量上的投影向量为.
故选:A.
57.(2025·湖南·二模)已知,则在上的投影向量为( )
A. B. C.. D.
【答案】D
【分析】计算,根据投影向量的计算公式直接计算即可.
【详解】因为,所以,
在上的投影向量为.
故选:D
一、单选题
1.(2025·湖北·二模)已知点,点是线段上的点,且,则点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】利用向量的坐标表示以及数乘运算解方程组可得结果.
【详解】设,则
由,解得,
即.
故选:A.
2.(24-25高一下·山西晋城·期中)在平行四边形中,,点满足,点是的中点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】用、作为基底表示出、,再由数量积的运算律及定义计算可得.
【详解】因为且点是的中点,
所以,
又,
所以
.
故选:B
3.(24-25高一下·河南许昌·期中)已知,,点P满足,则点P的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出向量的坐标,进而求出点的坐标.
【详解】点,,则,于是,
所以点的坐标为.
故选:C
4.(2025·内蒙古呼和浩特·二模)设向量,,则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由向量平行、垂直的坐标表示,及数量积、模长的坐标表示逐项判断.
【详解】对于A,由坐标易知不成立,错误;
对于B:,错误;
对于C:,正确,
对于D:,所以,错误,
故选:C
5.(24-25高一下·安徽·期中)如图,在中,是的中点,是上的两个三等分点.若,,则的值为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【分析】设,根据已知条件结合平面向量基本定理得出关于的方程组,求解得出的值,进而表示出,即可得出答案.
【详解】设,则由已知可得.
又
,
,
所以联立得.
所以
.
故选:D.
6.(24-25高一下·河南·阶段练习)如图,在等腰梯形中,,,分别为,的中点,与交于点,则( )
A. B.2 C. D.1
【答案】D
【分析】根据平面向量共线定理求出,再由平面向量的线性运算和数量积的定义求解即可.
【详解】因为,分别为,的中点,所以,,
有,所以,
分别过作,则,
所以,在直角三角形中,易得,
设,
因为D,O,F三点共线,所以,即,
故,
,
故选:D.
7.(24-25高一下·河南南阳·期中)已知正三角形的边长为,点,都在边上,且,,为线段上一点,为线段的中点,则的最小值为( )
A. B.0 C. D.
【答案】D
【分析】依题意可得,从而转化为求的最小值,当时取得最小值,利用等面积法求出,即可得解,
【详解】因为,即为的中点,又,所以为的中点,
又正三角形的边长为,所以,
依题意,,
所以,
所以当时取得最小值,
如图,此时点在的位置,连接,则,
又,,所以,
所以,
所以.
故选:D
二、多选题
8.(24-25高一下·河南驻马店·期中)已知向量,,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】根据数量积的坐标公式即可判断A;根据向量的模的坐标公式即可判断B;根据平面向量线性运算的坐标表示即可判断C;根据平面向量夹角的坐标公式即可判断D.
【详解】对于A,,故A正确;
对于B,,故,故B错误;
对于C,,故C正确;
对于D,,故D错误.
故选:AC.
9.(24-25高一下·新疆喀什·期中)已知向量,,则下列结论正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】ABD
【分析】由两个平面向量平行、垂直的坐标公式计算可分别判断A项、B项,由平面向量的模、数量积的坐标公式计算可分别判断C项、D项.
【详解】因为向量,,
若,则,所以,故A正确;
若,则,所以,故B正确;
若,解得,故C错误;
若,则,所以,故D正确;
故选:ABD.
10.(24-25高一下·河南·期中)已知向量,则下列说法正确的是( )
A.∥
B.
C.
D.与的夹角的余弦值为
【答案】BCD
【分析】对于A:根据向量平行的坐标表示分析判断;对于B:根据向量垂直的坐标表示分析判断;对于D:根据模长的坐标表示分析判断;对于D:先求,进而可得向量夹角.
【详解】因为
对于选项A:因为,可知与不共线,故A错误;
对于选项B:因为,则,
所以,故B正确;
对于选项C:由,可得,故C正确;
对于选项D:因为,
所以,故D正确;
故选:BCD.
11.(24-25高一下·山西晋城·期中)如图,在边长为2的正方形中,点是的中点,点满足,则下列说法正确的是( )
A.若,则
B.若,则为定值
C.若点在线段上,则为定值
D.若,则的最大值为
【答案】BCD
【分析】建立如图所示平面直角坐标系,利用坐标法判断A、B,由及向量共线的坐标表示判断C,根据向量模的坐标表示得到,设,,利用辅助角公式计算D.
【详解】如图建立平面直角坐标系,则,,,,,
所以,,因为
所以,即;
对于A:若,则,所以,,所以,故A错误;
对于B:当时,,所以,又,
所以,故B正确;
对于C:因为,,
又点在线段上,所以,所以,
所以,故C正确;
对于D:若,又,所以,即,
设,,
所以,其中为锐角且,
所以当时取得最大值,且最大值为,故D正确.
故选:BCD
12.(24-25高一下·河南许昌·期中)窗花是贴在窗子或窗户上的剪纸,是中国古老的传统民间艺术之一,图1是一个正八边形窗花,图2是从窗花图中抽象出的几何图形的示意图.已知正八边形ABCDEFGH的边长为,点P是正八边形ABCDEFGH边上任意一点,则下列说法正确的是( )
A.
B.的最小值为
C.的最大值为
D.若P在线段BC上,且,则的取值范围为
【答案】ABD
【分析】易得及的大小关系,即可判断A;易得当取得最小值时,点在上时,进而可判断B;根据数量积的几何意义可得当点在边上时,取得最大值,即可判断C;设,再根据平面向量的线性运算结合平面向量基本定理即可判断D.
【详解】对于A,由正八边形的结构特征可知:,
则,所以,
所以,故A正确;
对于B,由正八边形的结构特征可知,
当点在边上时(不包含两点),
的夹角为锐角,此时,
当点在上时,设,则
则,
当时,取得最小值,
综上所述,的最小值为,故B正确;
对于C,由题意可知,当点在边上时,
在方向上的投影最大,
最大值为,
根据数量积的几何意义可得的最大值为,故C错误;
对于D,设,
则
,
所以,
所以,故D正确.
故选:ABD.
13.(2025·河北·模拟预测)已知向量,则( )
A.若,则
B.若,则
C.若取得最大值,则
D.若,则在上的投影向量为
【答案】ABD
【分析】A选项,由向量垂直数量积为0建立等式,解得的值;B选项,由向量平行坐标交叉相乘相等建立等式,求得的值;C选项,列出,由三角函数得到最大值点,即求得的值;D选项,将的值代入,由投影向量的公式即可求得结果.
【详解】对于A,若,则,则,解得,所以A正确;
对于B,若,则,所以,解得,所以B正确;
对于C,,
当,即时,取最大值,所以C错误;
对于D,若,则,所以在上的投影向量为,所以D正确.
故选:ABD.
三、填空题
14.(24-25高一下·北京平谷·阶段练习)已知三点共线,则P的值为 .
【答案】2
【分析】得到后借助向量共线计算即可得出结果.
【详解】∵,
∴
∵,∴,解得:.
故答案为:2
15.(24-25高一下·山东济南·期中)已知向量.若与共线,则实数的值为 .
【答案】
【分析】利用向量共线的坐标关系式求解即可.
【详解】因为;
所以,,
由于与共线,则,
解得.
故答案为:
16.(2025高三·全国·专题练习)在中,,,若为钝角或直角,点满足且,则的最小值为
【答案】/
【分析】利用向量的坐标运算,来计算数量积,向量的加法与数乘,通过计算得到的等式转化为关于的函数,再利用对勾函数来求值域即可.
【详解】当为钝角或直角时,,且与不共线,
,由,可得,
解得,
若与共线,则,即,
所以的取值范围是2,
由题意可得,,,
,
由,可得,
展开式子:,
整理得,
进一步得到,
所以,
设,对其求导,
因为,所以,所以在上单调递增,
所以,
此时,则
所以,
综上,的最小值为.
故答案为:
17.(24-25高一下·陕西·期中)在平行四边形中,为边上的动点,为外接圆的圆心,,且,则的最小值为 .
【答案】4
【分析】根据可知为的中点,结合圆的性质可知为直角三角形,故.由可求出线段的长,根据为边上的动点及平面向量共线定理可设,,然后以,为基底去计算的值即可求解.
【详解】
由可知为的中点.
又因为为外接圆的圆心,所以,所以为直角三角形,
所以,即,所以.
又,所以,所以.
又因为为边上的动点,所以,.
所以,
因为,所以,所以,所以的最小值为.
故答案为:.
【点睛】本题的解题关键是:根据可知为的中点,结合圆的性质可知为直角三角形,故.由,所以.根据为边上的动点及平面向量共线定理可设,,然后以,为基底去计算的值即可求解.
四、解答题
18.(24-25高二下·山东东营·阶段练习)已知,.
(1)求证:,不共线:
(2)若,求实数m,n的值;
(3)若与平行,求实数k的值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【分析】(1)利用坐标关系即可求解;
(2)计算向量坐标使和坐标相等;
(3)计算与的坐标,再利用向量平行的坐标运算.
【详解】(1),,由于,故,不共线,
(2)
则,解得.
(3),
与平行,则,得.
19.(24-25高一下·河南许昌·期中)已知向量,.
(1)求;
(2)若向量,且,求m的值;
(3)求与垂直的单位向量的坐标.
【答案】(1);
(2);
(3)或.
【分析】(1)利用向量线性运算的坐标表示求出,再利用坐标求出向量的模.
(2)利用向量线性运算的坐标表示及向量共线的坐标表示求出值.
(3)求出的坐标,再利用向量垂直的坐标表示求出一个向量,结合单位向量的意义求得答案.
【详解】(1)由向量,,得,
所以.
(2)向量,则,
由,得,解得,
所以m的值为.
(3),设与垂直的向量,
则,取,得,则,
与向量共线的单位向量为,
所以与垂直的单位向量的坐标或.
20.(24-25高一下·福建漳州·阶段练习)已知向量.
(1)求;
(2)若与平行,求实数的值
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意,求得,结合向量的模的坐标运算公式,即可求解;
(2)根据题意,求得且,根据向量共线的坐标表示,列出方程,即可求解.
【详解】(1)由向量,可得,
所以.
(2)由向量,
可得且,
因为与平行,可得,
所以,解得.
21.(24-25高一下·湖北武汉·期中)已知平面向量,其中是夹角为的单位向量.
(1)当,求与夹角的余弦值;
(2)若与夹角为钝角,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)且
【分析】(1)根据向量夹角公式即可求得答案;
(2)若与的夹角为钝角,则且不共线,即可解得的取值范围.
【详解】(1)由已知,是夹角为的单位向量,
所以,
又,则,
所以,
又,
所以.
(2)若与的夹角为钝角,则且不共线,
所以,且,
所以,且,
所以且.
22.(24-25高一下·广东肇庆·期中)已知向量,.
(1)求;
(2)已知,且,求向量与向量的夹角.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)利用向量减法的坐标表示求出,再借助坐标计算向量的模;
(2)利用向量的数量积运算律转化求出向量的数量积,再结合已知向量的模求出夹角.
【详解】(1)由题知,,,
所以,
所以.
(2)由题知,,,
设向量与向量的夹角为,
所以,即,
解得,因为,所以
所以向量与向量的夹角为.
23.(24-25高二下·江西景德镇·期中)如图所示,在中,为边上一点.过点的直线与直线相交于点,与直线相交于点(,两点不重合).
(1)若,若,,求的值.
(2)若,,是线段上任意一点,求最大值.
【答案】(1)3
(2)2
【分析】(1)向量的线性表示,利用三角形法则及题所给条件即可得转化用,表示,根据三点共线找出等量关系即可求解;
(2)利用基本不等式即可求解.
【详解】(1)在中,由,又,
所以,
所以
,
因为,
又,,
所以,,
所以,
又三点共线,且在线外,
所以有:,即.
(2)由于,故是的中点,故,
,
当且仅当时取等号,故最大值为2.
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