内容正文:
微练(四十一) 平面向量的概念及线性运算
A级 基础过关
一、单项选择题
1.化简3(a+b)+b-4(a-b)的结果是(D)
A.2b-a B.-a C.6a-b D.8b-a
解析 3(a+b)+b-4(a-b)=3a+3b+b-4a+4b=8b-a.
2.
(2025·渭南调研)如图,在四边形ABCD中,E,F分别为AB,CD的中点,若=a,=b,则=(A)
A.a+b B.a-b
C.a+b D.a-b
解析 由题意知=++=++,因为E,F分别为AB,CD的中点,所以=-,=-,所以2=+,即=+,因为=a,=b,所以=a+b.
3.已知两非零向量e1,e2,且e1与e2不共线,设a=λe1+μe2(λ,μ∈R,且λ,μ≠0),则下列结论正确的是(C)
A.a∥e1 B.a∥e2
C.a与e1,e2共面 D.以上三种情况均有可能
解析 假设a与e1共线,则a=ke1,k≠0,所以ke1=λe1+μe2,即(k-λ)e1=μe2,又λ,μ≠0,所以e1与e2共线,这和e1与e2不共线相矛盾,故假设不成立,则A不正确,同理B不正确,则D不正确;因为λ,μ≠0,a=λe1+μe2,所以a与e1,e2共面,故C正确.故选C.
4.在四边形ABCD中,若=-,且|-|=|+|,则四边形ABCD为(C)
A.正方形 B.菱形 C.矩形 D.梯形
解析 因为=-,可得=,所以四边形ABCD 是平行四边形.又|-|=|+|,可得||=||,所以平行四边形ABCD 的对角线相等,因此四边形ABCD是矩形.故选C.
5.(2025·武汉质检)已知a,b是平面内两个不共线的向量,=a+λb,=μa+b,λ,μ∈R,则A,B,C三点共线的充要条件是(C)
A.λ-μ=1 B.λ+μ=2
C.λμ=1 D.=1
解析 若A,B,C三点共线,则存在不为0的实数m,使得=m,即a+λb=m(μa+b),可得所以λμ=1.故选C.
6.(2025·山东临沂调研)已知点O为△ABC的外接圆的圆心,且++=0,则△ABC的内角A等于(A)
A.30° B.45° C.60° D.90°
解析 由++=0,得+=.又O为△ABC的外接圆的圆心,根据加法的几何意义,四边形OACB为菱形,且∠CAO=60°,因此∠CAB=30°.故选A.
7.
已知在▱ABCD中,点E为CD的中点,=m,=n(mn≠0),若∥,则=(B)
A.1 B.2 C. D.-2
解析 依题意设=λ,则=+=-m+n=λ(+)=λ,即-m+n=-λ+λ,所以 故=2.故选B.
8.
如图所示,设O是△ABC内部一点,且+=-2,则△ABC与△AOC的面积之比为(B)
A.4∶1 B.2∶1
C.3∶2 D.4∶3
解析
如图,取AC的中点D,连接OD,则+=2,所以=-,所以O是AC边上的中线BD的中点,所以S△ABC=2S△AOC,所以△ABC与△AOC面积之比为2∶1.
二、多项选择题
9.下列能化简为的是(ABC)
A.-+
B.+(+)
C.(+)+(-)
D.+-
解析 对于A,-+=+=,符合题意;对于B,+(+)=(+)+=+=,符合题意;对于C,(+)+(-)=(+)+(-)=0+=,符合题意;对于D,+-=-≠,不符合题意.
10.设点M是△ABC所在平面内一点,则下列说法正确的是(ACD)
A.若=+,则点M是边BC的中点
B.若=2-,则点M在边BC的延长线上
C.若=--,则点M是△ABC的重心
D.若=x+y,且x+y=,则△MBC的面积是△ABC面积的
解析
若=+,则点M 是边BC 的中点,故A正确;若=2-,即有-=-,即=,则点M 在边CB 的延长线上,故B错误;若=--,即++=0,则点M是△ABC 的重心,故C正确;如图,若=x+y,且x+y=,可得2=2x+2y,设=2,则B,C,N三点共线,且M 为AN 的中点,则△MBC 的面积是△ABC 面积的,故D正确.
三、填空题
11.在矩形ABCD中,||=2,||=4,则|+-|= 4 ,|++|= 8 .
解析
如图,在矩形ABCD中,因为+-=++=+,所以|+-|=2||=4.因为++=++=+,所以|++|=2||=8.
12.已知向量a,b不共线,且c=λa+2b,d=a+(2λ-3)b,若c与d反向共线,则实数λ的值为 - .
解析 由于c与d反向共线,则存在实数k使c=kd(k<0),于是λa+2b=k[a+(2λ-3)b],整理得λa+2b=ka+(2λk-3k)b.由于a,b不共线,所以有整理得2λ2-3λ-2=0,解得λ=2或λ=-.又因为k<0,所以λ<0,故λ=-.
13.在△ABC中,P是BC上一点,若=2,=λ+μ,则2λ+μ= .
解析 在△ABC中,=2,则=+=+=+(-)=+,又=λ+μ,且,不共线,则λ=,μ=,所以2λ+μ=.
B级 素能提升
14.已知A,B,C是平面上不共线的三点,O是△ABC的重心,动点P满足=(2++),则点P一定为(B)
A.BC边中线的中点
B.BC边中线的三等分点(非重心)
C.△ABC的重心
D.BC边的中点
解析 设BC的中点为M,则+=,所以=(+2)=+,即3=+2,也就是=2,因为,有公共点P,所以P,M,A三点共线,且点P是线段AM上靠近A点的三等分点.
15.已知向量a,b满足|a|=1,|b|=2,则|a+b|-|a-b|的取值范围是 [-2,2] .
解析 |a|=1,|b|=2⇒1=|b|-|a|≤|a±b|≤|a|+|b|=3.所以⇒-2≤|a+b|-|a-b|≤2,a,b反向共线,左侧等号成立,a,b同向共线,右侧等号成立,所以|a+b|-|a-b|的取值范围是[-2,2].
16.(2025·佛山模拟)等腰直角△ABC中,点P是斜边BC上一点,若=+,则△ABC的面积为 .
解析
如图,过点P作AB,AC的垂线交AB,AC分别于点E,F,由于=+,所以=,=,则||=4,||=1,所以在等腰直角△ABC中,PE=1,BE=1,所以AB=5,故△ABC的面积S=×5×5=.
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