内容正文:
专题01 平面向量(易错必刷45题9种题型专项训练)
题型一 向量加减法则及应用 题型二 向量的线性运算
题型三 向量共线的判定及应用 题型四 三点共线的常用结论
题型五 求两向量的数量积 题型六 向量的模和夹角的计算问题
题型七 向量与垂直有关的问题 题型八 用基底表示向量及定比分点坐标公式及应用
题型九 利用向量解决平面几何求值问题
题型一 向量加减法则及应用
1.(24-25高三上·吉林长春·期末)在平行四边形中,已知,分别为,的中点,直线,交于,若,则( )
A. B. C. D.
2.(23-24高一下·广东深圳·阶段练习)已知的外接圆圆心为,且,,则向量在向量上的投影向量为( )
A. B. C. D.
3.(23-24高一下·湖北·阶段练习)平面内有向量满足,,则的最小值是( )
A. B. C. D.
4.(23-24高一下·四川乐山·期末)四边形中中,,则下列结论中错误的是( )
A.一定成立 B.一定成立
C.一定成立 D.一定成立
5.(23-24高一下·黑龙江绥化·期中)化简( )
A. B. C. D.
题型二 向量的线性运算
6.(24-25高三上·山东菏泽·期末)已知O为内部一点,,设,则( )
A. B. C. D.
7.(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)已知,D为BC边中点,若点P满足,则下列说法正确的是( )
A.点P一定在内部 B.
C. D.点P在直线AD上
8.(23-24高一下·青海西宁·期末)正五角星是一个非常优美的几何图形,且与黄金分割有着密切的联系.在如图所示的正五角星中,以为顶点的多边形为正五边形且,下列关系中正确的是( )
A. B.
C. D.
9.(23-24高一下·四川雅安·期末)如图,在梯形ABCD中,,E在BC上,且,设,,则( )
A. B. C. D.
10.(23-24高一下·河北唐山·期末)已知平行四边形的两条对角线交于点,则( )
A. B.
C. D.
题型三 向量共线的判定及应用
11.(24-25高一下·广东揭阳·期末)已知是坐标原点.
(1)若点A,B,M三点共线,求t的值;
(2)当t取何值时,取到最小值?并求出最小值.
(3)若为线段(含端点)上的动点,求的取值范围.
12.(24-25高一下·广东揭阳·期末)已知三个点.
(1)求证:;
(2)要使四边形为矩形,求点C的坐标并求矩形两条对角线所成的锐角的正切值.
13.(23-24高一下·河南南阳·阶段练习)下列关于向量的说法中,正确的是( )
A.若向量互为相反向量, 则
B.若,则
C.若两个相等向量的起点相同,则它们的终点一定相同
D.若与是共线向量,则A,B,C三点共线
14.(24-25高三下·北京海淀·期末)已知向量.若与共线,则( )
A. B. C. D.2
15.(24-25高一上·辽宁大连·期末)①平行向量就是共线向量;②若向量与是共线向量,则、、、四点共线;③若非零向量与满足,则、互为相反向量.其中正确的有( )个.
A.0 B.1 C.2 D.3
题型四 三点共线的常用结论
16.(20-21高一下·浙江·期末)已知,,,若,,三点共线,则( )
A. B. C. D.2
17.(23-24高一下·四川雅安·期末)已知向量,.
(1)若与垂直,求实数k的值;
(2)已知O,A,B,C为平面内四点,且,,.若A,B,C三点共线,求实数m的值.
18.(23-24高一下·江苏镇江·期末)在直角坐标系中,已知向量,,(其中),为坐标平面内一点.
(1)若,,三点共线,求的值;
(2)若向量与的夹角为,求的值;
(3)若四边形为矩形,求点坐标.
19.(23-24高一下·广东深圳·期末)已知 中, ,若 ,且 三点共线, 则 ( )
A. B. C. D.
20.(24-25高三上·河南·期末)已知向量不共线,,其中,若三点共线,则的最小值为 .
题型五 求两向量的数量积
21.(2025·江西·一模)已知向量满足,则 .
22.(24-25高一下·河南三门峡·阶段练习)如图,在四边形中,,向量的夹角为.若是边的中点,是边的中点,则( )
A. B. C. D.
23.(2024·四川宜宾·一模)已知向量满足,,且,则( )
A.1 B. C. D.2
24.(24-25高三上·河北·期末)在中,D为边BC的中点,中线AD上有一点P满足,且,则 .
25.(24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期末)已知向量,满足,,,则( )
A. B. C. D.1
题型六 向量的模和夹角的计算问题
26.(23-24高一下·湖北·期末)在中,已知.点是边BC上靠近的三等分点.AD的长等于边AB上的高,则( )
A.3 B. C. D.
27.(22-23高一下·福建厦门·期末)在四边形中,,,,其中,为不共线的向量.
(1)判断四边形的形状,并给出证明;
(2)若,,与的夹角为,为中点,求.
28.(22-23高一下·山东聊城·期末)如图,在中,已知,,,是的中点,,设与相交于点,则 .
29.(22-23高二下·湖南·期末)已知平面向量,则下列说法错误的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.且,则或
30.(22-23高一下·湖南怀化·期末)在中,已知,,,和边上的两条中线,相交于点,则的余弦值为
题型七 向量与垂直有关的问题
31.(22-23高一下·山东·期中)如图,为半圆的直径,,为上一点(不含端点).
(1)用向量的方法证明;
(2)若是上更靠近点的三等分点,为上的任意一点(不含端点),求的最大值.
32.(23-24高三上·山西·期末)已知平面四边形的四条边,,,的中点依次为E,F,G,H,且,则四边形一定为( )
A.正方形 B.菱形 C.矩形 D.直角梯形
33.(22-23高一下·陕西西安·期中)已知中,,,则此三角形为( )
A.直角三角形 B.等边三角形
C.钝角三角形 D.等腰直角三角形
34.(20-21高一下·安徽黄山·期末)点在△所在的平面内,则以下说法正确的有( )
A.若动点满足,则动点的轨迹一定经过△的垂心;
B.若,则点为△的内心;
C.若,则点为△的外心;
D.若动点满足,则动点的轨迹一定经过△的重心.
35.(20-21高一下·陕西宝鸡·期末)如图,已知分别是的三条高,试用向量的方法求证:相交于同一点.
题型八 用基底表示向量及定比分点坐标公式及应用
36.(22-23高二下·陕西西安·期末)直线经过两个定点(其中),则直线的参数方程为(为参数,).其中点为直线上任意一点,下列说法中不正确的是( )
A.参数的几何意义是动点分有向线段的数量比
B.可以用表示直线上的任意一点
C.当且时,为外分点
D.当时,点与点重合
37.(22-23高一下·上海杨浦·期末)已知直角坐标平面上两点、,若满足,则点的坐标为 .
38.(22-23高一下·江苏苏州·期末)已知,,点在线段的延长线上,且,则点的坐标为( )
A. B. C. D.或
39.(22-23高一下·江西抚州·期末)已知,,如图,在中,点,满足,,是线段上靠近的三等分点,点为的中点,且,,三点共线.
(1)用,来表示;
(2)求的最小值.
40.(22-23高一上·北京·期末)如图所示,在中,点是边的中点,点是线段靠近的三等分点.过点的直线与边分别交于点.设,其中.
(1)试用与表示,写出过程;
(2)求证:为定值,并求此定值.
题型九 利用向量解决平面几何求值问题
41.(24-25高一上·北京·期末)已知圆的半径为13,和是圆的两条动弦,若,,则的最大值是( )
A.17 B.20 C.34 D.48
42.(21-22高一下·福建泉州·期末)在菱形中,,,,,已知点M在线段上,且,则 ,若点N为线段上一个动点,则的最小值为 .
43.(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)在等腰梯形ABCD中,,,,P是腰AD上的动点,则的最小值为 .
44.(23-24高一下·江苏苏州·期末)如图,在等腰直角中,,,为的中点,将线段绕点旋转得到线段设为线段上的点,则的最小值为 .
45.(23-24高一下·广东广州·期末)已知平面向量,,,且,.已知向量与所成的角为60°,且对任意实数恒成立,则的最小值为( )
A. B. C. D.
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专题01 平面向量(易错必刷45题9种题型专项训练)
题型一 向量加减法则及应用 题型二 向量的线性运算
题型三 向量共线的判定及应用 题型四 三点共线的常用结论
题型五 求两向量的数量积 题型六 向量的模和夹角的计算问题
题型七 向量与垂直有关的问题 题型八 用基底表示向量及定比分点坐标公式及应用
题型九 利用向量解决平面几何求值问题
题型一 向量加减法则及应用
1.(24-25高三上·吉林长春·期末)在平行四边形中,已知,分别为,的中点,直线,交于,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,用表示出,根据共线定理推论求出,然后可得.
【详解】
设,
则,
又,
所以,
因为三点共线,所以,解得,
所以.
故选:B
2.(23-24高一下·广东深圳·阶段练习)已知的外接圆圆心为,且,,则向量在向量上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据向量加法的平行四边形法则可得为的中点,为圆的直径,进而利用投影向量的定义求解即可.
【详解】因为是的外接圆圆心,,
所以由平行四边形法则可得为的中点,为圆的直径,
因为,所以为等边三角形,,
所以向量在向量上的投影向量为,
故选:A
3.(23-24高一下·湖北·阶段练习)平面内有向量满足,,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】用几何图形表示向量和向量的线性运算,构造相似三角形,表示出,利用三点共线求最小值.
【详解】,则有,如图,,
,
延长至,使得,
,,则有,得,
.
当三点共线且在线段上时,的最小值是.
故选:B
4.(23-24高一下·四川乐山·期末)四边形中中,,则下列结论中错误的是( )
A.一定成立 B.一定成立
C.一定成立 D.一定成立
【答案】D
【分析】由可知四边形为平行四边形,逐项分析即可.
【详解】由可知四边形为平行四边形,显然AC正确,
根据平行四边形法则,B也是正确的,而,故D错误.
故选:D
5.(23-24高一下·黑龙江绥化·期中)化简( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据向量减法计算即可.
【详解】.
故选:D.
题型二 向量的线性运算
6.(24-25高三上·山东菏泽·期末)已知O为内部一点,,设,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用向量的线性运算求解即得.
【详解】依题意,
故选:D
7.(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)已知,D为BC边中点,若点P满足,则下列说法正确的是( )
A.点P一定在内部 B.
C. D.点P在直线AD上
【答案】ABC
【分析】设、分别是、的中点,依题意可得,从而得到点是中位线上靠近点的三等分点,即可判断A,D再根据面积关系判断C,又平面向量线性运算法则判断B.
【详解】由,所以,
设、分别是、的中点,所以,
于是点是中位线上靠近点的三等分点,则点一定在内部,故A正确,D错误.
又,所以,则,故B正确;
由A可知,,且,
所以,,即,故C正确;
故选:ABC
8.(23-24高一下·青海西宁·期末)正五角星是一个非常优美的几何图形,且与黄金分割有着密切的联系.在如图所示的正五角星中,以为顶点的多边形为正五边形且,下列关系中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】利用平面向量的概念、平面向量的加法、减法、数乘运算及其几何意义,根据选项依次运算化简判断即可.
【详解】A项,,故A正确;
B项,,故B错误;
C项,,
若,则,不合题意,故C错误;
D项,,故D正确;
故选:AD.
9.(23-24高一下·四川雅安·期末)如图,在梯形ABCD中,,E在BC上,且,设,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由平面向量的加减、数乘运算求解即可.
【详解】,
.
故选:D
10.(23-24高一下·河北唐山·期末)已知平行四边形的两条对角线交于点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【分析】利用向量加法、减法的几何意义求解即可.
【详解】平行四边形的两条对角线交于点,作出图形如下:
由图可得:,故A正确;
,故D正确;
故选:AD
题型三 向量共线的判定及应用
11.(24-25高一下·广东揭阳·期末)已知是坐标原点.
(1)若点A,B,M三点共线,求t的值;
(2)当t取何值时,取到最小值?并求出最小值.
(3)若为线段(含端点)上的动点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)当时,的最小值为
(3)
【分析】(1)根据向量减法运算再根据共线计算求参即可;
(2) 先得出向量坐标,再根据数量积公式结合二次函数值域求解;
(3)根据向量加法及模长公式结合二次函数值域求解.
【详解】(1),
,
三点共线,与共线,即,
,
解得:.
(2),
,
∴当时,
取得最小值.
(3)由题意,设,
则,所以,
,
因为,所以当时有最小值,
当时有最大值20,所以的取值范围为,
故的取值范围为.
12.(24-25高一下·广东揭阳·期末)已知三个点.
(1)求证:;
(2)要使四边形为矩形,求点C的坐标并求矩形两条对角线所成的锐角的正切值.
【答案】(1)证明见解析;
(2),正切值为.
【分析】(1)应用向量数量积的坐标运算求得,即可证;
(2)设C点坐标为,结合的坐标表示求得,再应用向量夹角的坐标运算求与夹角的余弦值,进而求其正弦值.
【详解】(1)由,则,
又,即,则.
(2),四边形为矩形,.
设C点坐标为,则,
,解得,故点坐标为,
由于,故,
又,设与的夹角为,则,
,
所以矩形的两条对角线所成的锐角的正切值为.
13.(23-24高一下·河南南阳·阶段练习)下列关于向量的说法中,正确的是( )
A.若向量互为相反向量, 则
B.若,则
C.若两个相等向量的起点相同,则它们的终点一定相同
D.若与是共线向量,则A,B,C三点共线
【答案】ACD
【分析】利用相等向量的概念可得A,由零向量与任何向量都共线可得B,利用向量相等的概念可得C,利用共线向量的概念可判断D选项
【详解】因为互为相反向量,则其模长相等,则A正确;
由于零向量与任何向量都共线,所以当为零向量时,不可传递,则B错误;
由于相等向量的长度和方向都相同,所以当两相等向量的起点相同时,终点一定相同,C正确;
由于与是共线向量,则与方向相同或相反,则A,B,C三点共线,则D正确.
故选:ACD
14.(24-25高三下·北京海淀·期末)已知向量.若与共线,则( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】根据向量共线得到方程,解出即可.
【详解】因为向量.且与共线,
所以得,解得.
故选:A.
15.(24-25高一上·辽宁大连·期末)①平行向量就是共线向量;②若向量与是共线向量,则、、、四点共线;③若非零向量与满足,则、互为相反向量.其中正确的有( )个.
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】根据共线向量、相反向量的定义判断即可.
【详解】对于①:平行向量就是共线向量,故①正确;
对于②:若向量与是共线向量,则直线直线或、、、四点共线,故②错误;
对于③:若非零向量与满足,即,所以、互为相反向量,故③正确.
故选:C
题型四 三点共线的常用结论
16.(20-21高一下·浙江·期末)已知,,,若,,三点共线,则( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】利用向量坐标运算求得,然后利用共线的坐标形式列式得,即可得解.
【详解】根据题意,,
则,若三点共线,则,
则有,变形可得.
故选:A
17.(23-24高一下·四川雅安·期末)已知向量,.
(1)若与垂直,求实数k的值;
(2)已知O,A,B,C为平面内四点,且,,.若A,B,C三点共线,求实数m的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由向量坐标线性运算结合垂直关系的坐标运算,列出方程求解即可;
(2)由向量的加减、数乘运算表示,,再由共线定理解出实数m的值.
【详解】(1),
则,
因为与垂直,所以,
解得.
(2),
,
,
,
因为A,B,C三点共线,所以.
所以,
解得.
18.(23-24高一下·江苏镇江·期末)在直角坐标系中,已知向量,,(其中),为坐标平面内一点.
(1)若,,三点共线,求的值;
(2)若向量与的夹角为,求的值;
(3)若四边形为矩形,求点坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据平面向量的坐标运算求出、,利用,,三点共线列方程求出的值.
(2)利用向量的夹角公式即可求解.
(3)由平面向量的坐标运算和矩形的定义,列方程组求出、、的值即可得到的坐标.
【详解】(1)向量,,,
所以,,
由,,三点共线知,,
即,解得;
(2),
解得,
(3)设,
由,,
,
,
若四边形为矩形,则,
即,解得;
由,得,
解得,
故
19.(23-24高一下·广东深圳·期末)已知 中, ,若 ,且 三点共线, 则 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先应用平面向量基本定理,再根据三点共线的性质列式求参即可.
【详解】
因为所以,
,
因为三点共线,所以,
,
所以
.
故选:C.
20.(24-25高三上·河南·期末)已知向量不共线,,其中,若三点共线,则的最小值为 .
【答案】4
【分析】结合三点共线的向量形式,利用向量基本定理得,然后利用基本不等式求解最小值即可.
【详解】因为三点共线,所以存在实数k,使,即,
又向量不共线,所以,由,所以,
当且仅当时,取等号,即的最小值为4.
故答案为:4
题型五 求两向量的数量积
21.(2025·江西·一模)已知向量满足,则 .
【答案】2
【分析】根据向量数量积的运算律化简即可得解.
【详解】因为,
所以,化简得.
又因为,
所以.
故答案为:2
22.(24-25高一下·河南三门峡·阶段练习)如图,在四边形中,,向量的夹角为.若是边的中点,是边的中点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用向量的线性运算表示,可得,根据数量积的运算律可得结果.
【详解】由题意得,,,
∵若是边的中点,是边的中点,
∴,
∴①+②得,,
∴,
∴,故.
故选:D.
23.(2024·四川宜宾·一模)已知向量满足,,且,则( )
A.1 B. C. D.2
【答案】A
【分析】根据向量数量积的运算律,数量积求模,垂直关系的向量即可求解.
【详解】因为,则,
又因为,
由得,
则,则,
故选:A.
24.(24-25高三上·河北·期末)在中,D为边BC的中点,中线AD上有一点P满足,且,则 .
【答案】12
【分析】运用向量数量积的运算,结合向量三角形法则直接计算即可.
【详解】在中,因为D是边BC的中点,
所以,
又,所以,所以.
又因为,所以,
所以
.
故答案为:12.
25.(24-25高三上·黑龙江哈尔滨·期末)已知向量,满足,,,则( )
A. B. C. D.1
【答案】D
【分析】根据条件可计算出和的值,即可得到.
【详解】∵,∴,即,故,
∵,∴,
∵,∴,故,即,
∴,,∴.
故选:D.
题型六 向量的模和夹角的计算问题
26.(23-24高一下·湖北·期末)在中,已知.点是边BC上靠近的三等分点.AD的长等于边AB上的高,则( )
A.3 B. C. D.
【答案】C
【分析】使用向量法建立,得到从而得到结果.
【详解】如图,所以,
则,即,
由,所以,
所以,,可得或(舍),故,
所以.
故选:C.
27.(22-23高一下·福建厦门·期末)在四边形中,,,,其中,为不共线的向量.
(1)判断四边形的形状,并给出证明;
(2)若,,与的夹角为,为中点,求.
【答案】(1)四边形为梯形,证明见解析
(2)
【分析】(1)根据向量线性运算判断的关系即可;
(2)利用向量数量积先求,和,然后由向量夹角公式可得.
【详解】(1)因为,,
所以,
又因为,所以,
又因为四点不共线,所以且,所以四边形为梯形.
(2)因为,
所以,
因为为中点,所以,
所以,所以,
所以,
因为,所以.
28.(22-23高一下·山东聊城·期末)如图,在中,已知,,,是的中点,,设与相交于点,则 .
【答案】
【分析】用和表示和,根据以及,,,可求出结果.
【详解】因为是的中点,所以,
,
因为,,
,
所以,
所以.
故答案为:.
29.(22-23高二下·湖南·期末)已知平面向量,则下列说法错误的是( )
A.若,则
B.若,则
C.若,则
D.且,则或
【答案】ABC
【分析】根据向量模、平行、垂直、夹角等知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】平面向量,
则,解得或,故A错误;
若,则,得,故B错误;
若,则,得,故C错误;
由(对应点在轴),,
可得或,故D正确.
故选:ABC
30.(22-23高一下·湖南怀化·期末)在中,已知,,,和边上的两条中线,相交于点,则的余弦值为
【答案】/
【分析】由已知结合向量的线性表示及向量数量积的性质即可求解.
【详解】
由已知得即为向量与的夹角.
因为M、N分别是,边上的中点,
所以,.
又因为,
所以
,
,
,
所以.
故答案为:
题型七 向量与垂直有关的问题
31.(22-23高一下·山东·期中)如图,为半圆的直径,,为上一点(不含端点).
(1)用向量的方法证明;
(2)若是上更靠近点的三等分点,为上的任意一点(不含端点),求的最大值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)建立平面直角坐标系,利用向量垂直的坐标表示可证;
(2)利用坐标表示出,然后由三角函数性质可得.
【详解】(1)如图,建立平面直角坐标系.
(方法一)由题意可知,设,则,
,,,得,,
所以,故,即.
(方法二)由题意可知,,,设,
则,得,得,,
所以,故,即.
(2)由题意得,则,设,则,,
由(1)得,,
所以,
由,得,当,即时,.
故的最大值为.
32.(23-24高三上·山西·期末)已知平面四边形的四条边,,,的中点依次为E,F,G,H,且,则四边形一定为( )
A.正方形 B.菱形 C.矩形 D.直角梯形
【答案】C
【分析】由中位线定理可得四边形为平行四边形,结合已知以及,化简整理得,即,进一步即可得解.
【详解】
由题意结合中位线定理可得,,
所以,即四边形为平行四边形.
,
,
,
,
,即,即,
所以,又,所以,
同理由中位线定理可得,所以,
故四边形为矩形.
故选:C.
33.(22-23高一下·陕西西安·期中)已知中,,,则此三角形为( )
A.直角三角形 B.等边三角形
C.钝角三角形 D.等腰直角三角形
【答案】B
【分析】根据即可得为等腰三角形,又因为可知,所以为等边三角形.
【详解】如下图所示:
设M为AC中点,则,
所以,即为等腰三角形,
又,所以,
即,
所以,可得,
综上可知三角形为等边三角形.
故选:B.
34.(20-21高一下·安徽黄山·期末)点在△所在的平面内,则以下说法正确的有( )
A.若动点满足,则动点的轨迹一定经过△的垂心;
B.若,则点为△的内心;
C.若,则点为△的外心;
D.若动点满足,则动点的轨迹一定经过△的重心.
【答案】BC
【分析】A由正弦定理知,且,代入已知等式得,即知的轨迹一定经过的哪种心;B、C分别假设为△的内心、外心,利用向量的几何图形中的关系,及向量的运算律和数量积判断条件是否成立即可;D由,根据数量积的运算律及向量数量积的几何意义求的值,即知的轨迹一定经过的哪种心;
【详解】A:由正弦定理知,而,所以,即动点的轨迹一定经过△的重心,故错误.
B:若为△的内心,如下图示:,同理,,,
∴,,故正确;
C:若为△的外心,分别为的中点,则,而,同理,又,故,正确;
D:由,故,即,动点的轨迹一定经过△的垂心,错误.
故选:BC
35.(20-21高一下·陕西宝鸡·期末)如图,已知分别是的三条高,试用向量的方法求证:相交于同一点.
【答案】证明见解析
【分析】根据题意,设交于点,由向量数量积与向量垂直的关系证明点在上,由此可证得结果.
【详解】设交于点,以下只需证明点在上,
因为,,
所以,.
即,,
两式相减,得:即,
所以,,又,
所以,三点共线,在上.
题型八 用基底表示向量及定比分点坐标公式及应用
36.(22-23高二下·陕西西安·期末)直线经过两个定点(其中),则直线的参数方程为(为参数,).其中点为直线上任意一点,下列说法中不正确的是( )
A.参数的几何意义是动点分有向线段的数量比
B.可以用表示直线上的任意一点
C.当且时,为外分点
D.当时,点与点重合
【答案】B
【分析】A选项,由已知只需证明即可;
B选项,由进行判断;
CD选项,根据的范围可以确定和的关系进行判断.
【详解】A选项,由,可知,
,,
时,,
此时,A选项正确;
B选项,由于,,不能表示横坐标为的点,B选项错误;
C选项,由于,当且时,,
不妨设,故,,为外分点,C选项正确;
D选项,当时,,此时会与重合,D选项正确.
故选:B
37.(22-23高一下·上海杨浦·期末)已知直角坐标平面上两点、,若满足,则点的坐标为 .
【答案】
【分析】设点的坐标为,将转化为坐标,利用坐标对应相等即可求解.
【详解】设点的坐标为,
因为点,,
所以,,
因为,所以,解得,
所以点的坐标为
故答案为:
38.(22-23高一下·江苏苏州·期末)已知,,点在线段的延长线上,且,则点的坐标为( )
A. B. C. D.或
【答案】B
【分析】根据已知条件及中点坐标公式即可求解.
【详解】由题意得,点为中点,设点,则
,解得,
所以点的坐标为.
故选:B.
39.(22-23高一下·江西抚州·期末)已知,,如图,在中,点,满足,,是线段上靠近的三等分点,点为的中点,且,,三点共线.
(1)用,来表示;
(2)求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据向量的线性运算法则即可得;
(2)由,结合结论可得,再利用基本不等式求的最小值.
【详解】(1)∵ ∴
∴
(2)∵,,
∴,,
∴,
∴,
∵,,三点共线,
∴,
∴,
∴,
∴当且仅当,时,的最小值为.
40.(22-23高一上·北京·期末)如图所示,在中,点是边的中点,点是线段靠近的三等分点.过点的直线与边分别交于点.设,其中.
(1)试用与表示,写出过程;
(2)求证:为定值,并求此定值.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)由平面向量基本定理可得答案;
(2)由平面向量基本定理、向量的三点共线可得答案.
【详解】(1)因为点是边的中点,所以
,
;
(2)因为,所以,
因为,
所以,
因为三点共线,所以,
可得为定值.
题型九 利用向量解决平面几何求值问题
41.(24-25高一上·北京·期末)已知圆的半径为13,和是圆的两条动弦,若,,则的最大值是( )
A.17 B.20 C.34 D.48
【答案】C
【分析】利用向量的线性运算、绝对值三角不等式、垂径定理等知识进行分析,从而确定正确答案.
【详解】设是圆的圆心,连接,作,垂足分别为,
则分别是的中点,由勾股定理得,
,
,
故,
当反向时等号成立,
所以的最大值是.
故选:C
42.(21-22高一下·福建泉州·期末)在菱形中,,,,,已知点M在线段上,且,则 ,若点N为线段上一个动点,则的最小值为 .
【答案】 7
【分析】设,进一步将其表示成以,为基底的向量,结合已知条件,可得关于和的方程组,解之,再根据模长的计算方法,得的值;设,,根据平面向量的运算法则,推出,然后由配方法,得解.
【详解】因为,,所以,,
所以,,
因为点在线段上,
可设,
而,所以,解得,,
所以,
则,
所以,
因为点为线段上一个动点,
可设,,
所以,
所以
,
当且仅当时,等号成立,
所以的最小值为.
故答案为:7,.
43.(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)在等腰梯形ABCD中,,,,P是腰AD上的动点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】建立平面直角坐标系,设出点坐标,利用数量积的坐标运算结合二次函数的最值求解即可.
【详解】等腰梯形ABCD中,,,,
故梯形的高为,
根据题意,以为坐标原点,射线为轴正半轴建立直角坐标系,如图所示,
则,,设,其中,
,
则,
则,
则当时,取得最小值27,
则的最小值.
故答案为:.
44.(23-24高一下·江苏苏州·期末)如图,在等腰直角中,,,为的中点,将线段绕点旋转得到线段设为线段上的点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】引入参数,利用向量数量积的运算律将所求式子表示为的函数即可求解.
【详解】连接,,,因为,为,的中点,
所以四边形为矩形,则,,.
设,则
,当且仅当时,取等号,
所以的最小值为.
故答案为:.
45.(23-24高一下·广东广州·期末)已知平面向量,,,且,.已知向量与所成的角为60°,且对任意实数恒成立,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】对任意实数恒成立,两边平方,转化为二次函数的恒成立问题,用判别式来解,算出,借助,得到,的最小值转化为的最小值,最后用绝对值的三角不等式来解即可
【详解】根据题意,,
,两边平方,整理得到,
对任意实数恒成立,则,解得,则.
由于,如上图,,则
,则的最小值为.
当且仅当终点在同一直线上时取等号.
故选:B.
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