内容正文:
第03讲 向量的数量积运算
内容导航——预习三步曲
第一步:学
析教材·学知识:教材精讲精析、全方位预习
练题型·强知识:核心题型举一反三精准练
【题型01:数量积的概念与运算律】
【题型02:平面向量数量积的运算】
【题型03:平面向量模的相关运算】
【题型04:平面向量的夹角问题】
【题型05:平面向量的垂直问题】
【题型06:平面向量的投影向量】
第二步:记
串知识·识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步:测
过关测·稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1:向量的数量积
1、向量的夹角
(1)定义:已知两个非零向量,,是平面上的任意一点,作,,
则()叫做向量与的夹角.
(2)性质:当时,与同向;当时,与反向.
(3)向量垂直:如果与的夹角是,我们说与垂直,记作.
2、向量的数量积的定义
(1)定义:非零向量与,它们的夹角为,数量叫做向量与的数量积(或内积);
(2)记法:向量与的数量积记作,即;
零向量与任一向量的数量积为0;
3、向量在上的投影向量
(1)设,是两个非零向量,,,
考虑如下变换:过的起点A和终点B,分别作所在直线的垂线,垂足分别为,,得到,我们称上述变换为向量向向量投影,叫做向量在向量上的投影向量.
(2)在平面内任取一点O,作,,过点M作直线的垂线,垂足为,则就是向量在向量上的投影向量,且.
(3)注意:数量积等于的长度||与在的方向上的投影向量的“长度”的乘积,也等于的长度||与在的方向上的投影向量的“长度”的乘积
4、向量数量积的物理背景
如果一个物体在力的作用下产生位移,那么力所做的功就等于力与位移的数量积,即,其中是与的夹角。
知识点2:平面向量数量积的性质与运算律
1、平面向量数量积的性质
设,都是非零向量,是单位向量,θ为与(或)的夹角.则
(1);
(2);
(3)当与同向时,;当与反向时,;
特别地,或;
(4)cos θ=;
(5)
2、平面向量数量积满足的运算律
(1);
(3)(λ为实数);
(3);
(4)两个向量,的夹角为锐角⇔且,不共线;
两个向量,的夹角为钝角⇔且,不共线.
(5)平面向量数量积运算的常用公式
知识点3:求平面向量数量积的方法
1、定义法:若已知向量的模及夹角,则直接利用公式,运用此法计算数量积的关键是正确确定两个向量的夹角,条件是两向量的始点必须重合,否则,要通过平移使两向量符合以上条件;
2、运算律转化法:由可得如下运算公式:;;;
3、利用向量的线性运算转化法:涉及平面图形中向量的数量积的计算时,要结合向量的线性运算,将未知向量转化为已知向量求解。
【题型01:数量积的概念与运算律】
1.以下关于两个非零向量的数量积的叙述中,错误的是( )
A.两个向量同向共线,则他们的数量积是正的 B.两个向量反向共线,则他们的数量积是负的
C.两个向量的数量积是负的,则他们夹角为钝角 D.两个向量的数量积是0,则他们互相垂直
2.等边三角形中,与的夹角为( )
A. B. C. D.
3.已知下列命题中:
(1)若,且,则或;
(2)若,则或;
(3)若不平行的两个非零向量,满足,则;
(4)若与平行,则;
(5).
其中真命题的个数是( )
A. B. C. D.
4.下列说法正确的是( )
A.对任意向量,都有
B.若且,则
C.对任意向量,都有
D.对任意向量,都有
【题型02:平面向量数量积的运算】
1.(24-25高一下·天津·期末)已知是等边三角形,边长为4,则( )
A. B.8 C. D.
2.(24-25高一下·吉林·期末)已知在边长为2的等边所在平面内,有一点满足,则等于( ).
A.1 B. C. D.
3.(24-25高一下·江苏淮安·月考)已知向量与的夹角为,,,则 .
4.(24-25高一下·湖南衡阳·期末)在三角形中,,,,则 .
5.(24-25高一下·吉林松原·期末)如图,在菱形中,为上靠近于C的三等分点,则的值是 .
【题型03:平面向量模的相关运算】
1.(24-25高一下·江苏连云港·月考)已知向量,满足,,若与的夹角为,则( )
A. B. C. D.
2.已知平面向量,,的夹角为,,则实数( )
A. B.1 C. D.
3.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·月考)已知向量,满足,,且,则( )
A.1 B. C. D.2
4.(24-25高一下·江苏南京·期末)已知平面向量满足,,,则( )
A.4 B.5 C.6 D.7
5.(24-25高一下·河北石家庄·期中)已知向量,满足,,则为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高一下·湖北宜昌·期末)已知向量,,满足:,,且,则为( )
A. B.2 C.12 D.4
【题型04:平面向量的夹角问题】
1.(24-25高一下·山东菏泽·月考)在中,若,则的形状一定是( ).
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.锐角三角形 D.钝角三角形
2.(24-25高一下·北京延庆·期中)已知,,,则为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·北京石景山·期末)已知和是夹角为的单位向量,,,则与的夹角的余弦值为( )
A. B. C.0 D.
4.已知向量满足,且,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高一下·安徽合肥·期中)已知向量,满足,,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
6.(24-25高一下·天津河西·期中)设,是两个非零向量,则“与的夹角为钝角”是“·<0”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分又不必要条件
7.(24-25高一下·新疆·期末)已知向量,满足,,则向量与的夹角的余弦值( )
A. B. C. D.
8.(24-25高一下·山西太原·开学考试)已知向量满足,则( )
A. B. C. D.
【题型05:平面向量的垂直问题】
1.(24-25高一下·重庆·期末)已知向量,满足,,,,则实数( )
A. B.1 C. D.
2.(23-24高一下·上海·期中)在中,若,则是 ( )
A.直角三角形 B.锐角三角形 C.钝角三角形 D.等腰直角三角形
3.已知非零向量满足,且,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高一下·全国·周测)若向量、满足:,,,则( )
A.2 B. C.1 D.
5.(24-25高一下·四川·期中)若为单位向量,,则( )
A. B.0 C.1 D.2
6.若非零向量,相互垂直,且,则满足的的值为( )
A.2 B. C. D.
【题型06:平面向量的投影向量】
1.(24-25高一下·甘肃临夏·期末)已知且,则向量在向量上的投影向量为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·吉林松原·期末)已知向量是两个单位向量,在上的投影向量为,则( )
A. B. C. D.
3.设,为单位向量,在方向上的投影向量为,则( )
A.1 B. C. D.
4.(23-24高一下·黑龙江鸡西·期末)已知,,且,的夹角为,则在上的投影向量为( )
A. B. C. D.
5.(24-25高一下·湖北·期末)已知,若与的夹角为,则在上的投影向量为( )
A. B.
C. D.
6.(24-25高一下·新疆乌鲁木齐·期末)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.
7.(24-25高一下·江苏扬州·月考)设向量,是非零向量,且,向量在向量上的投影向量为,若,则实数的值为( )
A. B. C. D.2
1.关于平面向量,下列说法正确的是( )
A.若,则 B.
C.若,则 D.
2.(24-25高一下·重庆·期末)若平面内的两个单位向量,的夹角为,,则( ).
A. B.2 C.4 D.5
3.(24-25高一下·重庆渝北·期中)已知向量满足,则( )
A. B. C. D.
4.(23-24高一下·陕西咸阳·期中)若,则与的夹角是( )
A. B. C. D.
5.(24-25高一下·湖南衡阳·期末)已知向量满足,且,则( )
A. B. C. D.
6.(24-25高一下·湖北襄阳·期末)已知向量满足且单位向量在方向上的投影向量为,则向量与的夹角为( )
A. B. C. D.
7.在四边形ABCD中,若,则“”是“四边形是菱形”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.既不充分也不必要条件 D.充要条件
8.(24-25高一下·山东潍坊·期末)团扇作为中国传统非物质文化遗产,蕴含着丰富的文化内涵和数学原理.图1是某团扇模型图,其扇面的平面图形可视为图2中的正八边形,其中,则( )
A. B. C. D.
9.(24-25高一下·广东江门·期末)已知,,向量在向量上的投影向量为,则( ).
A.12 B.4 C. D.
10.已知向量满足,,,,则( )
A. B. C. D.
11.向量,,且,则( )
A. B. C. D.
12.(23-24高一下·陕西咸阳·期中)在中,,BC,AC边上的两条中线AM,BN相交于点P,则的余弦值是( )
A. B. C. D.
13.(24-25高一下·福建宁德·期末)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.
14.(24-25高一下·广东深圳·期中)(多选题)下列命题中正确的是( )
A.
B.若满足,且与同向,则
C.若,则
D.若是等边三角形,则
15.(23-24高一下·内蒙古包头·期末)(多选题)已知平面向量,,两两的夹角相等,且,则( )
A.3 B. C. D.
16.(24-25高一下·北京·期末)已知平面向量满足,则 .
17.(24-25高一下·天津·期中)已知,若与的夹角为锐角,则实数的取值范围是 .
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第03讲 向量的数量积运算
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练题型·强知识:核心题型举一反三精准练
【题型01:数量积的概念与运算律】
【题型02:平面向量数量积的运算】
【题型03:平面向量模的相关运算】
【题型04:平面向量的夹角问题】
【题型05:平面向量的垂直问题】
【题型06:平面向量的投影向量】
第二步:记
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第三步:测
过关测·稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1:向量的数量积
1、向量的夹角
(1)定义:已知两个非零向量,,是平面上的任意一点,作,,
则()叫做向量与的夹角.
(2)性质:当时,与同向;当时,与反向.
(3)向量垂直:如果与的夹角是,我们说与垂直,记作.
2、向量的数量积的定义
(1)定义:非零向量与,它们的夹角为,数量叫做向量与的数量积(或内积);
(2)记法:向量与的数量积记作,即;
零向量与任一向量的数量积为0;
3、向量在上的投影向量
(1)设,是两个非零向量,,,
考虑如下变换:过的起点A和终点B,分别作所在直线的垂线,垂足分别为,,得到,我们称上述变换为向量向向量投影,叫做向量在向量上的投影向量.
(2)在平面内任取一点O,作,,过点M作直线的垂线,垂足为,则就是向量在向量上的投影向量,且.
(3)注意:数量积等于的长度||与在的方向上的投影向量的“长度”的乘积,也等于的长度||与在的方向上的投影向量的“长度”的乘积
4、向量数量积的物理背景
如果一个物体在力的作用下产生位移,那么力所做的功就等于力与位移的数量积,即,其中是与的夹角。
知识点2:平面向量数量积的性质与运算律
1、平面向量数量积的性质
设,都是非零向量,是单位向量,θ为与(或)的夹角.则
(1);
(2);
(3)当与同向时,;当与反向时,;
特别地,或;
(4)cos θ=;
(5)
2、平面向量数量积满足的运算律
(1);
(3)(λ为实数);
(3);
(4)两个向量,的夹角为锐角⇔且,不共线;
两个向量,的夹角为钝角⇔且,不共线.
(5)平面向量数量积运算的常用公式
知识点3:求平面向量数量积的方法
1、定义法:若已知向量的模及夹角,则直接利用公式,运用此法计算数量积的关键是正确确定两个向量的夹角,条件是两向量的始点必须重合,否则,要通过平移使两向量符合以上条件;
2、运算律转化法:由可得如下运算公式:;;;
3、利用向量的线性运算转化法:涉及平面图形中向量的数量积的计算时,要结合向量的线性运算,将未知向量转化为已知向量求解。
【题型01:数量积的概念与运算律】
1.以下关于两个非零向量的数量积的叙述中,错误的是( )
A.两个向量同向共线,则他们的数量积是正的 B.两个向量反向共线,则他们的数量积是负的
C.两个向量的数量积是负的,则他们夹角为钝角 D.两个向量的数量积是0,则他们互相垂直
【答案】C
【分析】根据数量积的定义和向量夹角的范围确定答案.
【详解】对于任意得两个非零向量,,其中.
若两个非零向量同向共线,则,,,故A正确;
若两个非零向量反向共线,则,,,故B正确;
若这两个非零向量的数量积是负的,则,,故C错误;
若两个非零向量的数量积是0,则,,互相垂直,故D正确.
故选: C.
2.等边三角形中,与的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据平面向量夹角的定义可得结果.
【详解】解:延长到,则为与的夹角,所以,与的夹角为.
故选:C.
3.已知下列命题中:
(1)若,且,则或;
(2)若,则或;
(3)若不平行的两个非零向量,满足,则;
(4)若与平行,则;
(5).
其中真命题的个数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据向量数乘的定义可判断(1);根据向量数量积的定义可判断(2)(4);根据向量数量积的运算律可判断(3)(5).
【详解】对于(1),若,且,则或,故(1)正确;
对于(2),若,则,不一定能得到或,故(2)错误;
对于(3),若不平行的两个非零向量,满足,则,故(3)正确;
对于(4),若与平行,则,故(4)错误;
对于(5),,而,故(5)错误.
故选:C.
4.下列说法正确的是( )
A.对任意向量,都有
B.若且,则
C.对任意向量,都有
D.对任意向量,都有
【答案】AD
【分析】可由数量积的定义及运算律可逐一判定选项.
【详解】,,
可得,故选项A正确;
由可得,
又,可得或,
故选项B错误;
,
所以不一定成立,
故选项C错误;
由向量数量积运算的分配律可知选项D正确;
故选:AD.
【题型02:平面向量数量积的运算】
1.(24-25高一下·天津·期末)已知是等边三角形,边长为4,则( )
A. B.8 C. D.
【答案】A
【分析】利用向量的数量积的定义求解即可.
【详解】因为是等边三角形,边长为4,
所以.
故选:A.
2.(24-25高一下·吉林·期末)已知在边长为2的等边所在平面内,有一点满足,则等于( ).
A.1 B. C. D.
【答案】B
【分析】设的中点为D,由题意可得,由等边的边长为2,可得, ,最后由,求解即可.
【详解】解:设的中点为D,则.
因为,
所以.
因为等边的边长为2,
则,所以.
所以.
故选:B.
3.(24-25高一下·江苏淮安·月考)已知向量与的夹角为,,,则 .
【答案】5
【分析】根据数量积的运算律以及定义即可求解.
【详解】,
故答案为:5
4.(24-25高一下·湖南衡阳·期末)在三角形中,,,,则 .
【答案】
【分析】根据向量的性质及向量的数量积公式进行计算即可.
【详解】,
,
,
因此.
故答案为:.
5.(24-25高一下·吉林松原·期末)如图,在菱形中,为上靠近于C的三等分点,则的值是 .
【答案】
【分析】用表示出,然后根据向量数量积的运算性质求解可得.
【详解】因为为上靠近于C的三等分点,所以,
所以,
又,所以,
所以.
故答案为:
【题型03:平面向量模的相关运算】
1.(24-25高一下·江苏连云港·月考)已知向量,满足,,若与的夹角为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用向量数量积运算,来求和向量的模即可.
【详解】因为,,若与的夹角为,所以,
则,
故选:C.
2.已知平面向量,,的夹角为,,则实数( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【分析】对两边平方,再由数量积公式计算可得答案.
【详解】因为,所以,
即,解得.
故选:A.
3.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·月考)已知向量,满足,,且,则( )
A.1 B. C. D.2
【答案】A
【分析】将向量的模的运算转化为数量积运算即可求解.
【详解】由,,,
两边平方可得,
即,
解得,则.
故选:A.
4.(24-25高一下·江苏南京·期末)已知平面向量满足,,,则( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【分析】根据题意,将平方结合向量数量积的运算律求得,再根据向量数量积的运算律求解.
【详解】因为,,,
所以,即,则,解得,
.
故选:C.
5.(24-25高一下·河北石家庄·期中)已知向量,满足,,则为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据数量积的运算律得到,再将两边平方计算可得.
【详解】因为,即,
则,整理得,
又因为,即,则,所以.
故选:D.
6.(24-25高一下·湖北宜昌·期末)已知向量,,满足:,,且,则为( )
A. B.2 C.12 D.4
【答案】A
【分析】由数量积的运算律、模的计算公式即可求解.
【详解】由题意.
故选:A.
【题型04:平面向量的夹角问题】
1.(24-25高一下·山东菏泽·月考)在中,若,则的形状一定是( ).
A.直角三角形 B.等腰三角形 C.锐角三角形 D.钝角三角形
【答案】D
【分析】利用数量积的夹角判断.
【详解】因为,所以角A为钝角,所以为钝角三角形.
故选:D.
2.(24-25高一下·北京延庆·期中)已知,,,则为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】代入公式直接计算可得.
【详解】因为,
所以
故选:A.
3.(24-25高一下·北京石景山·期末)已知和是夹角为的单位向量,,,则与的夹角的余弦值为( )
A. B. C.0 D.
【答案】C
【分析】利用两个向量的夹角公式即可求得结果.
【详解】,
所以,与的夹角的余弦值为0.
故选:C
4.已知向量满足,且,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据向量数量积的运算律将展开,再结合向量数量积公式求出的值,最后根据夹角的取值范围确定夹角.
【详解】由,可得
又
所以解得:
所以
又所以
所以与的夹角为.
故选:C.
5.(24-25高一下·安徽合肥·期中)已知向量,满足,,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用向量数量积的定义式和运算律化简已知式,结合向量夹角的范围即可.
【详解】已知,,设与的夹角为,
由,
解得,则与的夹角.
故选:C
6.(24-25高一下·天津河西·期中)设,是两个非零向量,则“与的夹角为钝角”是“·<0”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分又不必要条件
【答案】A
【分析】结合平面向量数量积的定义,根据充分必要条件的定义判断.
【详解】当与的夹角为钝角时,,充分性满足,
但当与的夹角时,,必要性不满足,
因此是充分不必要条件,
故选:A.
7.(24-25高一下·新疆·期末)已知向量,满足,,则向量与的夹角的余弦值( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据已知及向量数量积的运算律得、、,再应用向量夹角公式求余弦值.
【详解】因为,两边平方得,
所以,则,
,
则向量与的夹角的余弦值为.
故选:D
8.(24-25高一下·山西太原·开学考试)已知向量满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据得到与的关系,再结合向量的数量积公式来求解.
【详解】已知,移项可得,
因为,所以,
对两边同时平方可得,
根据完全平方公式则,
又因为,,所以可化为,
由,移项可得,则,
根据向量的数量积公式,将,,代入可得:,
则.
故选:D.
【题型05:平面向量的垂直问题】
1.(24-25高一下·重庆·期末)已知向量,满足,,,,则实数( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【分析】根据平面向量数量积的定义先求出的值,再由得到,将,,代入计算即可求出.
【详解】因为,,,
所以.
因为,所以,
所以.
故选:A
2.(23-24高一下·上海·期中)在中,若,则是 ( )
A.直角三角形 B.锐角三角形 C.钝角三角形 D.等腰直角三角形
【答案】A
【分析】利用平面向量的数量积运算律计算即可.
【详解】因为,所以,
则,
故,
,
所以是直角三角形
故选:A.
3.已知非零向量满足,且,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由得到,再由向量夹角公式即可求解.
【详解】设与的夹角为,
∵,
∴,
∴,
∴,
又,
∴,∵,
∴.
故选:D.
4.(24-25高一下·全国·周测)若向量、满足:,,,则( )
A.2 B. C.1 D.
【答案】B
【分析】根据向量垂直,得,,结合数量积的运算,可得,进而可求.
【详解】根据题意,,即,化简得,
又,即,化简得,
即,化简得,
又,解得.
故选:B.
5.(24-25高一下·四川·期中)若为单位向量,,则( )
A. B.0 C.1 D.2
【答案】D
【分析】依题意,即可求出,再根据数量积的运算律计算可得.
【详解】因为,为单位向,所以,
即,所以,
所以.
故选:D
6.若非零向量,相互垂直,且,则满足的的值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】B
【分析】根据非零向量,相互垂直及模长关系设出向量,,代入,通过向量点积及模长运算得出关于的方程,解方程求出的值.
【详解】因为向量,相互垂直,且,不妨设,,
则,
解得.
故选:B.
【题型06:平面向量的投影向量】
1.(24-25高一下·甘肃临夏·期末)已知且,则向量在向量上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据投影向量的定义即可求解.
【详解】因为且,
所以向量在向量上的投影向量为.
故选:D.
2.(24-25高一下·吉林松原·期末)已知向量是两个单位向量,在上的投影向量为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意知,由投影向量公式解得,然后由向量的数量积公式求得结果.
【详解】由题意可知,且,
∴,
∴.
故选:D.
3.设,为单位向量,在方向上的投影向量为,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】D
【分析】由投影向量的计算,求得数量积,利用数量积的运算律,可得答案.
【详解】由题意可得,且,则,
所以.
故选:D.
4.(23-24高一下·黑龙江鸡西·期末)已知,,且,的夹角为,则在上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据投影向量定义以及向量数量积定义计算可得结果.
【详解】易知
所以在上的投影向量为.
故选:D
5.(24-25高一下·湖北·期末)已知,若与的夹角为,则在上的投影向量为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】代入投影向量公式,根据向量数量积运算公式,即可求解.
【详解】因为,且与的夹角为,所以在上的投影向量为
.
故选:B.
6.(24-25高一下·新疆乌鲁木齐·期末)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】由,可知是中点,再结合即投影向量的概念可得.
【详解】
,是中点,
又,所以,
则向量在向量上的投影向量为.
故选:A.
7.(24-25高一下·江苏扬州·月考)设向量,是非零向量,且,向量在向量上的投影向量为,若,则实数的值为( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】利用投影向量的定义推出,利用向量垂直的充要条件列式并化简,整理成关于的方程,求解即得.
【详解】因向量在向量上的投影向量为,
可得,即①,
由可得,
又,故可得:,
因是非零向量,故,解得.
故选:A.
1.关于平面向量,下列说法正确的是( )
A.若,则 B.
C.若,则 D.
【答案】B
【分析】利用向量垂直及数量积的定义可判断A,根据平面向量数乘的分配律即可判断B,利用数量积的定义可判断CD.
【详解】对于A,若和,都垂直,显然,至少在模的方面没有特定关系,所以命题不成立;
对于B,这是平面向量数乘的分配律,显然成立;
对于C,若,则,,
而与不一定相等,所以命题不成立;
对于D,与分别是一个和,共线的向量,显然命题不一定成立.
故选:B.
2.(24-25高一下·重庆·期末)若平面内的两个单位向量,的夹角为,,则( ).
A. B.2 C.4 D.5
【答案】A
【分析】根据向量模的平方等于向量自身平方将平方,再根据向量数量积的运算律展开并结合已知条件进行计算.
【详解】
因为,是单位向量,所以,且,代入得:
则
故选:A
3.(24-25高一下·重庆渝北·期中)已知向量满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】对左右两边同时平方,化简代入数值即可求得.
【详解】因为,
化简得:,解得:.
故选:C.
4.(23-24高一下·陕西咸阳·期中)若,则与的夹角是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据模长公式可得,即可根据夹角公式求解.
【详解】由可得,故,
因此,
由于,所以,
故选:D
5.(24-25高一下·湖南衡阳·期末)已知向量满足,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由向量的模的运算,向量的垂直算出和,再计算向量的夹角余弦值.
【详解】由,得——①
再由,得,即——②
联立①②解得,.
所以.
故选:D
6.(24-25高一下·湖北襄阳·期末)已知向量满足且单位向量在方向上的投影向量为,则向量与的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】结合题意,由投影向量的计算公式可得.
【详解】因为在方向上的投影向量为,所以,
可得,即;
因为,为单位向量,所以,所以.
故选:A.
7.在四边形ABCD中,若,则“”是“四边形是菱形”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.既不充分也不必要条件 D.充要条件
【答案】D
【分析】由大前提推得,再利用菱形的几何性质即可判断.
【详解】在四边形中,由,可得四边形为平行四边形,
若,则平行四边形对角线垂直,所以为菱形,反之也成立,
故“”是“四边形是菱形”的充要条件.
故选:D.
8.(24-25高一下·山东潍坊·期末)团扇作为中国传统非物质文化遗产,蕴含着丰富的文化内涵和数学原理.图1是某团扇模型图,其扇面的平面图形可视为图2中的正八边形,其中,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用正多边形的性质得正八边形的内角为,再利用数量积的定义,即可求解.
【详解】因为正八边形的内角为,
又,,
所以,
故选:A.
9.(24-25高一下·广东江门·期末)已知,,向量在向量上的投影向量为,则( ).
A.12 B.4 C. D.
【答案】C
【分析】根据数量积的定义,求出,再根据向量模长和数量积的关系,求出向量的模长.
【详解】由数量积的定义可知,
则;
故选:C.
10.已知向量满足,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先根据,由求得,再利用向量的模公式求解.
【详解】解:由,得,
即,解得,
所以.
故选:D
11.向量,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先由结合数量积的运算律可得,再利用余弦定理求向量夹角的余弦值.
【详解】由,得,
所以,
即,
又,,
所以,所以.
因为,则,
所以,代入上式可得:
同理,
代入可得:
如图所示,,,,,
所以即.
故选:D
12.(23-24高一下·陕西咸阳·期中)在中,,BC,AC边上的两条中线AM,BN相交于点P,则的余弦值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据向量的线性运算,结合夹角公式即可求解.
【详解】由题意可知:,
且,
,
,
故选:B
13.(24-25高一下·福建宁德·期末)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】D
【分析】根据条件作图,可得为等边三角形,为等腰三角形,为直角三角形,即,,再根据投影向量的概念求解即可.
【详解】如图,由,可得为的中点,
又因为为的外接圆圆心,所以,
又因为,所以,
所以为等边三角形,即,
为等腰三角形,即,
为直角三角形,,
所以向量在向量上的投影向量为
.故选:D.
14.(24-25高一下·广东深圳·期中)(多选题)下列命题中正确的是( )
A.
B.若满足,且与同向,则
C.若,则
D.若是等边三角形,则
【答案】AD
【分析】根据向量的加法性质即可求解A,根据向量的定义即可求解B,根据即可求解C,根据向量的夹角即可求解D.
【详解】对于A, ,当且仅当方向相同时取到等号,故A正确,
对于B,向量不可以比较大小,故B错误,
对于C, 若,则,故或者或,故C错误,
对于D,若是等边三角形,则,D正确,
故选:AD
15.(23-24高一下·内蒙古包头·期末)(多选题)已知平面向量,,两两的夹角相等,且,则( )
A.3 B. C. D.
【答案】AD
【分析】根据题意平面向量,,两两的夹角相等,则夹角可以为或,然后根据向量数量积的定义分类计算即可.
【详解】因为平面向量,,两两的夹角相等,所以夹角可以为或,
当夹角为时,,
当夹角为时,.
故选:AD.
16.(24-25高一下·北京·期末)已知平面向量满足,则 .
【答案】18
【分析】根据数量积的运算律得,再根据数量积的运算律求解即可.
【详解】因为,所以,
所以,而,解得,
所以.
故答案为:18.
17.(24-25高一下·天津·期中)已知,若与的夹角为锐角,则实数的取值范围是 .
【答案】且
【分析】由两向量的夹角为锐角得两向量的数量积大于0且两向量不共线求解即可.
【详解】因,
由,解得,
若与的夹角为锐角,
则,且与不共线,
由,即,解得,
由与不共线,可得,
故实数的取值范围为且.
故答案为:且.
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