内容正文:
2026年寒假高一数学下学期常考题型归纳
【6.3.4-6.3.5·平面向量数乘运算的坐标表示与平面向量数量积的坐标表示】
总览
题型梳理
【教材知识梳理】
一、6.3.4平面向量数乘运算的坐标表示
1.平面向量数乘运算的坐标公式(核心运算考点)
知识点:设平面向量,为任意实数,则实数与向量的数乘运算的坐标表示为:;本质是将向量的横、纵坐标分别与实数相乘,得到数乘向量的坐标
易错辨析:①数乘坐标运算时,误将只与横坐标相乘或只与纵坐标相乘,如将误算为或;②混淆数乘坐标运算与加减坐标运算,误将算成;③当时,误将算成或,实际应为;④书写不规范,漏写括号或逗号,如将写成
重点记忆:①数乘坐标运算口诀:“实数乘坐标,横纵各相乘”(简单易记,适配快速运算);②运算核心:无需考虑向量方向,直接将实数与向量的横、纵坐标分别相乘,结果仍为向量坐标;③特殊情况:当时,;当时,(与相反向量坐标一致);④运算顺序:先确定向量坐标,再将横、纵坐标分别乘,最后写出数乘向量坐标
常考结论:①若,则(数乘向量模长公式,高频考点);②若,则与共线(坐标形式下共线的直观体现);③若,则必有或(双向成立)
2.数乘坐标运算的几何意义
知识点:平面向量数乘运算的坐标表示,几何意义与数乘的基本几何意义一致,即对向量进行“伸缩+转向”变换:①当时,与同向,横、纵坐标同时扩大或缩小为原来的倍;②当时,与反向,横、纵坐标同时扩大或缩小为原来的倍,且符号相反;③当时,向量长度不变,仅方向可能改变
易错辨析:①误认为“数乘坐标变换只改变向量长度,不改变坐标符号”,忽略时横、纵坐标符号会反向;②当时,误判向量被伸长,实际为缩短(伸缩倍数由决定);③混淆“同向/反向”与坐标符号的关系,如,时,,误判为同向;④认为“数乘会改变向量的共线关系”,实际数乘不改变向量共线性
重点记忆:①坐标变换核心:的绝对值决定“伸缩倍数”,的符号决定“方向”;②符号规律:,与横、纵坐标符号一致;,横、纵坐标符号均相反;③几何意义与坐标的关联:通过坐标的伸缩和符号变化,直观体现向量的伸缩和转向;④若,则与的坐标成比例,即()
常考结论:①若,为实数,则(结合律的坐标体现);②若,,则(分配律的坐标体现);③若与x轴平行(),则,仍与x轴平行;与y轴平行同理
3.数乘坐标运算的应用
知识点:数乘坐标运算的核心应用集中在3个高频场景,配套解题公式,可直接套用:①求数乘向量坐标:已知和,直接套用求解;②判断向量共线:已知、,若存在实数,使得,即且,则;③求点的坐标:已知向量坐标和一个点的坐标,结合数乘运算求解另一个点的坐标
易错辨析:①判断向量共线时,误将“或”当作共线条件,忽略“且”的要求(需横、纵坐标同时满足比例);②求点的坐标时,混淆向量数乘与点坐标的关联,误将数乘向量坐标当作点的坐标;③当时,误判任意向量都与共线(零向量与任意向量共线,正确,但需注意后续运算);④求解时,仅用一个坐标分量计算,未用另一个分量验证(如仅用横坐标求,未验证纵坐标是否满足)
重点记忆:①向量共线的坐标判定核心(高频):、共线(由、消去推导,更简洁);②求点坐标的关键:结合和,列方程求解;③解题思路:“坐标化+数乘公式”,将向量转化为坐标,套用数乘公式,结合共线条件或点坐标关联式解题;④验证技巧:求解后,将代入横、纵坐标,验证是否均满足数乘关系
常考结论:①向量共线坐标推论:若、共线,且、,则;②若,且,则存在唯一实数,使得(坐标形式下的共线定理);③三点A、B、C共线的坐标判定:,即(为横坐标,其余同理)
二、6.3.5平面向量数量积的坐标表示
1.平面向量数量积的坐标公式(核心运算考点)
知识点:设平面向量、,则向量与的数量积的坐标表示为:;本质是将两个向量的横坐标相乘、纵坐标相乘,再将两个乘积相加,结果为实数(标量),无方向
易错辨析:①数量积坐标运算时,误将横、纵坐标交叉相乘再相加,如将误算为(混淆与向量共线条件);②误将数量积结果当作向量,给结果加坐标括号,如将写成;③运算时漏加一个乘积项,如只算或只算,忽略“相加”步骤;④混淆数量积与加减、数乘坐标运算,误将算成或
重点记忆:①数量积坐标运算口诀:“横乘横,纵乘纵,加起来”(精准记忆,避免交叉相乘);②核心特征:结果是实数,不是向量,运算时无需考虑向量方向,直接套用公式;③特殊向量的数量积:零向量,则;标准基底、,则、、;④运算顺序:先确定两个向量的坐标→横乘横、纵乘纵→两个乘积相加→得出实数结果
常考结论:①向量自乘的坐标公式(求模长核心):,故;②若,则;③数量积的正负判定:,,
2.平面向量垂直的坐标表示
知识点:由数量积的性质可知,两个非零向量、垂直的充要条件是它们的数量积为0,转化为坐标表示为:;若其中一个向量为零向量,则零向量与任意向量垂直(无需用坐标条件判定)
易错辨析:①忽略“非零向量”前提,误将直接判定为(零向量与任意向量数量积为0,但需明确说明零向量的情况);②混淆向量垂直与共线的坐标条件,误将当作垂直条件;③判定垂直时,误将数量积坐标公式写反,如用判定垂直;④当时,误判只有才与垂直(实际任意向量都与零向量垂直)
重点记忆:①垂直坐标判定核心公式:(非零向量),可直接套用,无需结合夹角公式;②零向量的特殊说明:零向量与任意向量垂直,解题时需单独考虑(若题干明确非零向量,可直接用坐标条件);③解题步骤:判定两向量是否为非零向量→计算→若结果为0,则垂直,否则不垂直;④常见垂直向量示例:与垂直(代入公式验证:)
常考结论:①若,则(坐标形式可验证:,因,故等于,与相等);②若,则(唯一满足自身垂直的向量);③若,,则(非零向量前提下,垂直于同一向量的两个向量共线)
3.平面向量夹角的坐标表示
知识点:设两个非零向量、,它们的夹角为(),结合数量积的定义,可推导夹角的坐标公式:;通过该公式可求出,进而确定夹角
易错辨析:①求夹角时,忽略“非零向量”前提,直接套用公式(零向量夹角无意义);②公式记忆错误,误将分子分母颠倒,如写成;③计算时,漏算模长的平方根,如将算成;④由求时,忽略夹角范围,误将钝角当作锐角(如,,而非)
重点记忆:①夹角坐标公式核心:分子是数量积坐标结果,分母是两个向量模长的乘积;②求夹角的完整步骤:1.判定两向量为非零向量;2.计算;3.计算、;4.代入公式求;5.根据和夹角范围,确定;③锐角、钝角的补充判定(高频):锐角且与不共线;钝角且与不共线;④特殊夹角:(同向);(反向);(垂直)
常考结论:①若、为单位向量(),则(简化夹角计算);②若,则(垂直);若,则(同向);若,则(反向);③夹角范围与的对应关系:时,;时,;时,
4.数量积坐标运算的综合应用
知识点:数量积坐标运算的综合应用集中在4个高频场景,配套解题公式,可直接套用:①求向量模长:、;②求两向量夹角:套用;③判断两向量垂直:验证(非零向量);④求参数值:已知向量垂直、共线或夹角,列方程求解参数(如)
易错辨析:①求时,误将公式写为,漏算中间项和;②求参数时,忽略向量非零的前提,导致参数取值范围出错;③综合运算时,混淆数量积、数乘、加减的坐标公式,导致运算连锁错误;④由夹角求参数时,未结合的取值范围,忽略增根(如钝角时,,需排除共线反向情况)
重点记忆:①综合解题核心:“坐标化+公式套用”,将所有向量转化为坐标形式,根据题型需求,灵活选用数量积、模长、夹角、垂直的坐标公式;②求参数的关键:根据题干条件(垂直、共线、夹角)列出关于参数的方程,结合向量非零、夹角范围等限制条件,求解参数并验证;③模长运算技巧:当已知时,可利用简化计算;④易错点规避:运算前先明确向量是否为非零向量,运算中牢记各公式的区别,运算后验证结果是否符合题干限制条件
常考结论:①平方展开公式(高频化简):;;②平方差公式:;③若、,且(),则,即(不能直接得出)
三、高频易错+核心公式
核心易错点总览:1.数乘坐标:漏乘一个坐标分量,混淆与加减运算,零向量数乘出错;2.数量积坐标:交叉相乘、漏加乘积项,误将结果当作向量,混淆与共线条件;3.垂直与夹角:忽略非零向量前提,夹角公式记忆错误,漏算模长平方根,误判夹角范围;4.综合应用:漏算模长平方展开的中间项,求参数时忽略限制条件,运算公式混淆
核心公式汇总:1.数乘坐标公式:();2.数乘模长公式:;3.向量共线坐标条件:(、);4.数量积坐标公式:;5.向量模长公式:、;6.垂直坐标条件:(非零向量);7.夹角坐标公式:
题型分类
知识讲解与常考题型
【题型1:向量共线求参数】
(25-26高三上·陕西·期末)已知向量,,,若与共线,则实数的值为 .经典例题1例题
(25-26高二上·云南文山·期末)已知平面向量,若,则 .经典例题2例题
(25-26高三上·宁夏银川·期末)已知向量,,且,则( ).小试牛刀1
A. B. C. D.3
(25-26高三上·黑龙江·期末)已知向量,,,则( )小试牛刀2
A.3 B.2 C. D.
(2026·云南昭通·模拟预测)设平面向量,,若,不能组成平面上的一个基底,则 .小试牛刀3
【题型2:坐标运算解决三点共线的问题】
(25-26高一·全国·假期作业)如图,已知直角梯形中,,过点C作于点E,M为的中点.经典例题1例题
求证:
(1);
(2)D,M,B三点共线.
(25-26高二上·贵州·期中)已知向量,若三点共线,则( )经典例题2例题
A. B.49 C.21 D.
(25-26高二上·河南驻马店·开学考试)已知平面向量,,,若,,三点共线,则的取值范围为( )小试牛刀1
A. B.
C. D.
(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期末)已知O为坐标原点,若不重合的三点,,共线,则( )小试牛刀2
A. B. C. D.
(24-25高一下·福建三明·期中)已知向量,若三点共线,则的值为( )小试牛刀3
A.3 B.4 C.5 D.6
【题型3:坐标运算解决长度与平行问题】
(24-25高一下·江苏淮安·月考)如图,在边长为2的正方形中,分别是的中点.经典例题1例题
(1)若,则的值
(2)若交于点,求线段的长
(24-25高三上·河南·月考)在等腰中,,,以点为圆心作半径为的圆,点为此圆上的动点,若动点满足,则的最小值为( )经典例题2例题
A. B. C. D.
(24-25高一下·山东潍坊·月考)已知,是平面内两个不共线的非零向量,,,,且三点共线.小试牛刀1
(1)求实数的值;
(2)若,,求;
(3)已知点,在(2)的条件下,若四点按逆时针顺序构成平行四边形,求点的坐标.
(23-24高一下·山东淄博·月考)已知梯形ABCD中,,三个顶点.则顶点的坐标 .小试牛刀2
(2023·广东佛山·模拟预测)梯形中,,已知,则( )小试牛刀3
A. B. C. D.
【题型4:数量积的坐标表示】
(25-26高三上·贵州黔西南·月考)已知,则在上的投影向量为 .经典例题1例题
(25-26高三上·湖南长沙·月考)在平面直角坐标系中,已知点是轴上的两个动点,且,则的最小值为 .经典例题2例题
(25-26高三上·广西崇左·期末)设向量,,则的最大值为( )小试牛刀1
A.13 B.5 C.8 D.10
(25-26高二上·广东汕头·期末)已知向量,,若,则( )小试牛刀2
A. B. C. D.
(25-26高三上·安徽·月考)已知,向量,则( )小试牛刀3
A.6 B.5 C.4 D.3
【题型5:模的坐标表示】
(25-26高一上·北京西城·期末)在平面直角坐标系xOy中,已知,,,且,则的取值范围是( )经典例题1例题
A. B. C. D.
(25-26高一上·辽宁·期末)设A,B为平面直角坐标系xOy内两点,若,,则 .经典例题2例题
【多选题】(25-26高二上·河北保定·月考)为坐标原点,点,,,则( )小试牛刀1
A. B.
C. D.
(25-26高三上·安徽·期中)已知向量,,若,则( )小试牛刀2
A. B. C.1 D.
(2026·四川雅安·一模)已知平面向量与的夹角为,,则( )小试牛刀3
A.2 B.
C. D.
【题型6:垂直的坐标表示】
(25-26高三上·河北沧州·月考)已知向量,,若,则实数( )经典例题1例题
A.1 B.2 C.-2 D.-1
(2026·重庆·模拟预测)若向量,则 .经典例题2例题
(25-26高三上·安徽·期末)已知向量,,若,则( )小试牛刀1
A. B.5 C. D.8
(25-26高二上·广东深圳·期末)已知向量,若向量与垂直,则( )小试牛刀2
A. B. C. D.2
(2026·重庆九龙坡·一模)已知平面向量,若,则=( )小试牛刀3
A. B. C. D.
【题型7:夹角坐标表示】
(25-26高三上·福建·月考)若向量,记,则( )经典例题1例题
A. B. C. D.
(25-26高三上·上海徐汇·月考)已知,,若,则实数x的取值范围为 .经典例题2例题
(2026高二上·辽宁·学业考试)已知向量,.小试牛刀1
(1)求;
(2)求向量与向量的夹角的余弦值.
(2025·广东·模拟预测)已知向量,,在正方形网格中的位置如图所示,则 .小试牛刀2
(25-26高三上·重庆·月考)已知平面向量,向量与夹角的余弦值为,且,为实数,则 .小试牛刀3
【题型8:向量的坐标综合问题】
【多选题】(25-26高三上·贵州六盘水·月考)已知向量,则下列结论正确的是( )经典例题1例题
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【多选题】(25-26高三上·黑龙江齐齐哈尔·期末)已知向量,,,,且,则( )经典例题2例题
A.与的夹角为
B.在上的投影向量为
C.
D.
【多选题】(25-26高三上·江西南昌·月考)已知平面向量满足, 且的最小值为,则下列选项正确的是( )小试牛刀1
A.的取值范围是 B.
C. D.在上的投影向量的模长最大值为2
【多选题】(25-26高二上·辽宁·开学考试)已知向量,则下列结论正确的是( )小试牛刀2
A.
B.的单位向量为
C.若,则实数的值为
D.若与的夹角为锐角,则实数的取值范围是
【多选题】(25-26高三上·黑龙江佳木斯·月考)设向量,则下列说法错误的是( )小试牛刀3
A.若与的夹角小于,则
B.的最小值为
C.与共线的单位向量只有一个,为
D.时,在上的投影向量为
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一、单选题
1.(25-26高一上·北京·月考)已知向量,,若,则等于( )
A. B.2 C.4 D.
2.(24-25高一下·吉林长春·月考)若向量,与的夹角为钝角,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
3.(25-26高三上·广东·月考)已知,若与的夹角为,则( )
A.10 B. C.15 D.
4.(25-26高三上·江苏·月考)已知平面向量,,若,则( )
A. B. C. D.
5.(25-26高三上·江西·月考)已知正方形ABCD的边长为2,点M,N分别为边AB,DA上的动点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(22-23高一下·广东东莞·月考)已知向量,则与共线的单位向量为( )
A. B.
C.或 D.或
7.(25-26高三上·福建泉州·月考)已知平面向量,,则向量在向量上的投影向量的坐标为( )
A. B.
C. D.
8.(25-26高三上·江苏·月考)在平面直角坐标系 中,已知点 ,,,若向量,在上的投影向量相等,则 的值是( )
A.0 B. C. D.3
9.(25-26高三上·天津·月考)平面向量,,,其中,则下列正确的是( )
① ②若,则
③ ④若,则
A.①② B.③④ C.①②④ D.①③④
二、多选题
10.(23-24高一下·福建厦门·月考)已知向量,,下列说法正确的是( )
A. B.
C.与向量平行的单位向量仅有 D.向量与向量的夹角为
11.(24-25高一下·新疆哈密·期末)下列四个命题为真命题的是( )
A.若向量,,则与反向共线
B.向量在上的投影向量为
C.与向量共线的单位向量为
D.已知向量,,则的最大值为
12.(25-26高三上·重庆·月考)已知非零向量,其中向量夹角为θ,定义运算:,若,则下列说法正确的是( )
A.
B.若,,则
C.
D.若,则的最小值为4
三、填空题
13.(25-26高三上·天津蓟州·月考)已知向量,,则向量在向量上的投影向量是 .
14.(25-26高二上·广东佛山·月考)平面上三点,,共线,则 .
15.(24-25高一下·北京通州·期末)在中,,,点在线段上,若,则 ;若,当取得最小值时, .
四、解答题
16.(24-25高一下·天津静海·月考)已知.
(1)当k为何值时,与共线;
(2)若,且三点共线,求m的值以及.
17.(25-26高一上·山东日照·月考)平面内给定三个向量,,.
(1)求满足的实数,;
(2)若,求实数.
18.(25-26高三上·陕西咸阳·月考)在平面直角坐标系中,,,,点,满足,,,点是的中点.
(1)求的取值范围;
(2)是否存在实数,使得?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
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$2026年寒假高一数学下学期常考题型归纳
【6.3.4-6.3.5·平面向量数乘运算的坐标表示与平面向量数量积的坐标表示】
总览
题型梳理
【教材知识梳理】
一、6.3.4平面向量数乘运算的坐标表示
1.平面向量数乘运算的坐标公式(核心运算考点)
知识点:设平面向量,为任意实数,则实数与向量的数乘运算的坐标表示为:;本质是将向量的横、纵坐标分别与实数相乘,得到数乘向量的坐标
易错辨析:①数乘坐标运算时,误将只与横坐标相乘或只与纵坐标相乘,如将误算为或;②混淆数乘坐标运算与加减坐标运算,误将算成;③当时,误将算成或,实际应为;④书写不规范,漏写括号或逗号,如将写成
重点记忆:①数乘坐标运算口诀:“实数乘坐标,横纵各相乘”(简单易记,适配快速运算);②运算核心:无需考虑向量方向,直接将实数与向量的横、纵坐标分别相乘,结果仍为向量坐标;③特殊情况:当时,;当时,(与相反向量坐标一致);④运算顺序:先确定向量坐标,再将横、纵坐标分别乘,最后写出数乘向量坐标
常考结论:①若,则(数乘向量模长公式,高频考点);②若,则与共线(坐标形式下共线的直观体现);③若,则必有或(双向成立)
2.数乘坐标运算的几何意义
知识点:平面向量数乘运算的坐标表示,几何意义与数乘的基本几何意义一致,即对向量进行“伸缩+转向”变换:①当时,与同向,横、纵坐标同时扩大或缩小为原来的倍;②当时,与反向,横、纵坐标同时扩大或缩小为原来的倍,且符号相反;③当时,向量长度不变,仅方向可能改变
易错辨析:①误认为“数乘坐标变换只改变向量长度,不改变坐标符号”,忽略时横、纵坐标符号会反向;②当时,误判向量被伸长,实际为缩短(伸缩倍数由决定);③混淆“同向/反向”与坐标符号的关系,如,时,,误判为同向;④认为“数乘会改变向量的共线关系”,实际数乘不改变向量共线性
重点记忆:①坐标变换核心:的绝对值决定“伸缩倍数”,的符号决定“方向”;②符号规律:,与横、纵坐标符号一致;,横、纵坐标符号均相反;③几何意义与坐标的关联:通过坐标的伸缩和符号变化,直观体现向量的伸缩和转向;④若,则与的坐标成比例,即()
常考结论:①若,为实数,则(结合律的坐标体现);②若,,则(分配律的坐标体现);③若与x轴平行(),则,仍与x轴平行;与y轴平行同理
3.数乘坐标运算的应用
知识点:数乘坐标运算的核心应用集中在3个高频场景,配套解题公式,可直接套用:①求数乘向量坐标:已知和,直接套用求解;②判断向量共线:已知、,若存在实数,使得,即且,则;③求点的坐标:已知向量坐标和一个点的坐标,结合数乘运算求解另一个点的坐标
易错辨析:①判断向量共线时,误将“或”当作共线条件,忽略“且”的要求(需横、纵坐标同时满足比例);②求点的坐标时,混淆向量数乘与点坐标的关联,误将数乘向量坐标当作点的坐标;③当时,误判任意向量都与共线(零向量与任意向量共线,正确,但需注意后续运算);④求解时,仅用一个坐标分量计算,未用另一个分量验证(如仅用横坐标求,未验证纵坐标是否满足)
重点记忆:①向量共线的坐标判定核心(高频):、共线(由、消去推导,更简洁);②求点坐标的关键:结合和,列方程求解;③解题思路:“坐标化+数乘公式”,将向量转化为坐标,套用数乘公式,结合共线条件或点坐标关联式解题;④验证技巧:求解后,将代入横、纵坐标,验证是否均满足数乘关系
常考结论:①向量共线坐标推论:若、共线,且、,则;②若,且,则存在唯一实数,使得(坐标形式下的共线定理);③三点A、B、C共线的坐标判定:,即(为横坐标,其余同理)
二、6.3.5平面向量数量积的坐标表示
1.平面向量数量积的坐标公式(核心运算考点)
知识点:设平面向量、,则向量与的数量积的坐标表示为:;本质是将两个向量的横坐标相乘、纵坐标相乘,再将两个乘积相加,结果为实数(标量),无方向
易错辨析:①数量积坐标运算时,误将横、纵坐标交叉相乘再相加,如将误算为(混淆与向量共线条件);②误将数量积结果当作向量,给结果加坐标括号,如将写成;③运算时漏加一个乘积项,如只算或只算,忽略“相加”步骤;④混淆数量积与加减、数乘坐标运算,误将算成或
重点记忆:①数量积坐标运算口诀:“横乘横,纵乘纵,加起来”(精准记忆,避免交叉相乘);②核心特征:结果是实数,不是向量,运算时无需考虑向量方向,直接套用公式;③特殊向量的数量积:零向量,则;标准基底、,则、、;④运算顺序:先确定两个向量的坐标→横乘横、纵乘纵→两个乘积相加→得出实数结果
常考结论:①向量自乘的坐标公式(求模长核心):,故;②若,则;③数量积的正负判定:,,
2.平面向量垂直的坐标表示
知识点:由数量积的性质可知,两个非零向量、垂直的充要条件是它们的数量积为0,转化为坐标表示为:;若其中一个向量为零向量,则零向量与任意向量垂直(无需用坐标条件判定)
易错辨析:①忽略“非零向量”前提,误将直接判定为(零向量与任意向量数量积为0,但需明确说明零向量的情况);②混淆向量垂直与共线的坐标条件,误将当作垂直条件;③判定垂直时,误将数量积坐标公式写反,如用判定垂直;④当时,误判只有才与垂直(实际任意向量都与零向量垂直)
重点记忆:①垂直坐标判定核心公式:(非零向量),可直接套用,无需结合夹角公式;②零向量的特殊说明:零向量与任意向量垂直,解题时需单独考虑(若题干明确非零向量,可直接用坐标条件);③解题步骤:判定两向量是否为非零向量→计算→若结果为0,则垂直,否则不垂直;④常见垂直向量示例:与垂直(代入公式验证:)
常考结论:①若,则(坐标形式可验证:,因,故等于,与相等);②若,则(唯一满足自身垂直的向量);③若,,则(非零向量前提下,垂直于同一向量的两个向量共线)
3.平面向量夹角的坐标表示
知识点:设两个非零向量、,它们的夹角为(),结合数量积的定义,可推导夹角的坐标公式:;通过该公式可求出,进而确定夹角
易错辨析:①求夹角时,忽略“非零向量”前提,直接套用公式(零向量夹角无意义);②公式记忆错误,误将分子分母颠倒,如写成;③计算时,漏算模长的平方根,如将算成;④由求时,忽略夹角范围,误将钝角当作锐角(如,,而非)
重点记忆:①夹角坐标公式核心:分子是数量积坐标结果,分母是两个向量模长的乘积;②求夹角的完整步骤:1.判定两向量为非零向量;2.计算;3.计算、;4.代入公式求;5.根据和夹角范围,确定;③锐角、钝角的补充判定(高频):锐角且与不共线;钝角且与不共线;④特殊夹角:(同向);(反向);(垂直)
常考结论:①若、为单位向量(),则(简化夹角计算);②若,则(垂直);若,则(同向);若,则(反向);③夹角范围与的对应关系:时,;时,;时,
4.数量积坐标运算的综合应用
知识点:数量积坐标运算的综合应用集中在4个高频场景,配套解题公式,可直接套用:①求向量模长:、;②求两向量夹角:套用;③判断两向量垂直:验证(非零向量);④求参数值:已知向量垂直、共线或夹角,列方程求解参数(如)
易错辨析:①求时,误将公式写为,漏算中间项和;②求参数时,忽略向量非零的前提,导致参数取值范围出错;③综合运算时,混淆数量积、数乘、加减的坐标公式,导致运算连锁错误;④由夹角求参数时,未结合的取值范围,忽略增根(如钝角时,,需排除共线反向情况)
重点记忆:①综合解题核心:“坐标化+公式套用”,将所有向量转化为坐标形式,根据题型需求,灵活选用数量积、模长、夹角、垂直的坐标公式;②求参数的关键:根据题干条件(垂直、共线、夹角)列出关于参数的方程,结合向量非零、夹角范围等限制条件,求解参数并验证;③模长运算技巧:当已知时,可利用简化计算;④易错点规避:运算前先明确向量是否为非零向量,运算中牢记各公式的区别,运算后验证结果是否符合题干限制条件
常考结论:①平方展开公式(高频化简):;;②平方差公式:;③若、,且(),则,即(不能直接得出)
三、高频易错+核心公式
核心易错点总览:1.数乘坐标:漏乘一个坐标分量,混淆与加减运算,零向量数乘出错;2.数量积坐标:交叉相乘、漏加乘积项,误将结果当作向量,混淆与共线条件;3.垂直与夹角:忽略非零向量前提,夹角公式记忆错误,漏算模长平方根,误判夹角范围;4.综合应用:漏算模长平方展开的中间项,求参数时忽略限制条件,运算公式混淆
核心公式汇总:1.数乘坐标公式:();2.数乘模长公式:;3.向量共线坐标条件:(、);4.数量积坐标公式:;5.向量模长公式:、;6.垂直坐标条件:(非零向量);7.夹角坐标公式:
题型分类
知识讲解与常考题型
【题型1:向量共线求参数】
(25-26高三上·陕西·期末)已知向量,,,若与共线,则实数的值为 .经典例题1例题
【答案】
【分析】根据平面向量共线的坐标表示公式,结合平面向量线性运算的坐标表示公式进行求解即可.
【详解】因为向量,,,
所以,,
因为与共线,
所以,解得.
故答案为:
(25-26高二上·云南文山·期末)已知平面向量,若,则 .经典例题2例题
【答案】
【分析】根据平面向量共线(平行)的坐标判定,进行代入计算即可.
【详解】因为 ,,且,
所以,
则,解得:.
故答案为:
(25-26高三上·宁夏银川·期末)已知向量,,且,则( ).小试牛刀1
A. B. C. D.3
【答案】C
【分析】根据向量平行的性质进行求解即可.
【详解】因为,所以满足,符合条件.
故选:C.
(25-26高三上·黑龙江·期末)已知向量,,,则( )小试牛刀2
A.3 B.2 C. D.
【答案】D
【分析】运用向量共线的坐标表示即可得解.
【详解】因为,
所以,解得,
故选:D.
(2026·云南昭通·模拟预测)设平面向量,,若,不能组成平面上的一个基底,则 .小试牛刀3
【答案】
【分析】先应用向量平行得出,再应用二倍角公式结合弦切转化得出, ,最后应用两角和正弦公式计算求解.
【详解】因为若不能组成平面上的一个基底,所以,所以,,
所以, ,
所以.
故答案为:.
【题型2:坐标运算解决三点共线的问题】
(25-26高一·全国·假期作业)如图,已知直角梯形中,,过点C作于点E,M为的中点.经典例题1例题
求证:
(1);
(2)D,M,B三点共线.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析;
【分析】(1)建立平面直角坐标系,证明四边形为正方形,分别写出各点的坐标,然后利用向量共线证明即可;
(2)用向量证明,结合与有公共点,即可求证.
【详解】(1)以E为原点,所在直线为x轴,所在直线为y轴建立平面直角坐标系,如图.
令,则,因为,,
所以四边形为正方形,所以各点坐标分别为
.
因为,,
所以,即.
(2)因为M为的中点,所以,
所以,,
所以,所以.
又与有公共点,所以D,M,B三点共线.
(25-26高二上·贵州·期中)已知向量,若三点共线,则( )经典例题2例题
A. B.49 C.21 D.
【答案】D
【分析】根据共线向量的坐标表示公式计算即得.
【详解】由,可得,
因三点共线,则与共线,
故有,解得.
故选:D.
(25-26高二上·河南驻马店·开学考试)已知平面向量,,,若,,三点共线,则的取值范围为( )小试牛刀1
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】解题的关键是根据向量共线的坐标表示列出关于的等式,然后通过消元得到关于的不等式,最后求解不等式得到的取值范围.
【详解】因为A,B, C三点共线,所以与共线,因为平面向量,,,
故可得,
整理可得,
化为关于的一元二次方程为,因为存在实数解,
故,即,
解得或,
即或,
故选:.
(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期末)已知O为坐标原点,若不重合的三点,,共线,则( )小试牛刀2
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由共线求出,检验即可得解.
【详解】因为,,,
所以,
若不重合的三点,,共线,
则,解得或,
当时,重合,矛盾,
当时,都不重合,故满足题意,
所以.
故选:A.
(24-25高一下·福建三明·期中)已知向量,若三点共线,则的值为( )小试牛刀3
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】B
【分析】根据三点共线得出向量共线,再根据平行的坐标运算计算求参.
【详解】向量,所以,
因为三点共线,所以,所以,
则.
故选:B.
【题型3:坐标运算解决长度与平行问题】
(24-25高一下·江苏淮安·月考)如图,在边长为2的正方形中,分别是的中点.经典例题1例题
(1)若,则的值
(2)若交于点,求线段的长
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)以点为坐标原点,建立平面直角坐标系,根据平面向量线性运算的坐标表示即可得解;
(2)根据三点共线和三点共线,结合共线向量的坐标公式求出点的坐标,再求出即可.
【详解】(1)以点为坐标原点,分别以,方向为轴正方向建立平面直角坐标系,
则,,,,,
则,,,
由可得:,
所以,解得,
因此;
(2)设,因为三点共线,所以
则存在唯一实数,使得,
则,可得,,
即,
又三点共线,且,,则,
所以,解得,
则,所以,
所以,
所以线段的长.
(24-25高三上·河南·月考)在等腰中,,,以点为圆心作半径为的圆,点为此圆上的动点,若动点满足,则的最小值为( )经典例题2例题
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】以为原点,建立平面直角坐标系,得到以为圆心,半径为的圆方程为,
设,,根据,求得,进而得到
,结合三角函数的性质,即可求解.
【详解】如图所示,以为原点,以所在的直线为轴,建立平面直角坐标系,
因为,,可得,
以为圆心作半径为1的圆,可得圆的方程为,
由点在圆上,可得设点的坐标为,
因为,可得,
可得,所以,
所以
,其中,
所以当时,取得最小值,最小值为.
故选:B.
(24-25高一下·山东潍坊·月考)已知,是平面内两个不共线的非零向量,,,,且三点共线.小试牛刀1
(1)求实数的值;
(2)若,,求;
(3)已知点,在(2)的条件下,若四点按逆时针顺序构成平行四边形,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由向量加法得到,由于三点共线,则存在实数,使得,然后建立方程求得;
(2)由(1)写出,然后由得到向量坐标,由坐标求得模长;
(3)由(2)得到,坐标,由得到坐标,设点坐标得到点坐标,即可得到坐标,由平行四边形得到,建立方程解出点坐标.
【详解】(1),
当三点共线时,存在实数,使得,
即,
即,解得.
(2)由(1)可知,
∴,
∴.
(3),,
∴,
设,∴,
∴,
在平行四边形中,,即,解得,
∴.
(23-24高一下·山东淄博·月考)已知梯形ABCD中,,三个顶点.则顶点的坐标 .小试牛刀2
【答案】
【分析】在梯形中,,.得到,设点D的坐标为,根据向量相等得到方程组,可得答案.
【详解】解:∵在梯形中,,,,,.
∴.设点D的坐标为.
则,.
∴,即,
∴解得故点的坐标为.
故答案为:.
(2023·广东佛山·模拟预测)梯形中,,已知,则( )小试牛刀3
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由题意可知,代入求解即可.
【详解】在梯形中,,所以,
所以.
故选:C
【题型4:数量积的坐标表示】
(25-26高三上·贵州黔西南·月考)已知,则在上的投影向量为 .经典例题1例题
【答案】或者写为
【分析】利用向量的数量积坐标运算,结合投影向量的定义来进行求解即可.
【详解】由可得,
又因为,所以,
则在上的投影向量为,
或者表示为:
故答案为:或者写为
(25-26高三上·湖南长沙·月考)在平面直角坐标系中,已知点是轴上的两个动点,且,则的最小值为 .经典例题2例题
【答案】
【分析】根据题意,将点位置分成在点左侧和在点右侧两种情况考虑,结合平面向量的数量积的坐标表示、二次函数的性质求解即可.
【详解】当点在点左侧时,设,
则,
所以,
则时,取得最小值为;
当点在点右侧时,设,
则,
所以,
则时,取得最小值为.
综上所述,的最小值为.
故答案为:.
(25-26高三上·广西崇左·期末)设向量,,则的最大值为( )小试牛刀1
A.13 B.5 C.8 D.10
【答案】C
【分析】根据向量的数量积及二倍角公式、辅助角公式化简计算即可.
【详解】
,其中.
因为,所以,故.
故选:C
(25-26高二上·广东汕头·期末)已知向量,,若,则( )小试牛刀2
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用平面向量数量积的坐标公式得,利用同角三角函数的平方关系,及二倍角公式计算即可.
【详解】易知,所以,
则,即 .
故选:D
(25-26高三上·安徽·月考)已知,向量,则( )小试牛刀3
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】A
【分析】根据向量坐标运算法则求出,再结合倍角公式求解.
【详解】由题意知向量,
则,
故选:A.
【题型5:模的坐标表示】
(25-26高一上·北京西城·期末)在平面直角坐标系xOy中,已知,,,且,则的取值范围是( )经典例题1例题
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用向量的数量积的运算公式,求得,设,得到,求得的坐标,根据向量的坐标运算,化简得到,结合三角函数的性质,即可求解.
【详解】由,,,
因为,可得,
即,所以,所以,
设,因为,可得,
又因为,可得,
则,
可得
,
令,可得,
则,其中,
因为,
当时,取得最大值,最大值为;
当时,取得最小值,最小值为;
所以的取值范围为.
故选:B.
(25-26高一上·辽宁·期末)设A,B为平面直角坐标系xOy内两点,若,,则 .经典例题2例题
【答案】
【分析】本题首先运用向量的加法求出向量的坐标,根据向量模的公式求解.
【详解】由题意可得,故.
故答案为:.
【多选题】(25-26高二上·河北保定·月考)为坐标原点,点,,,则( )小试牛刀1
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】选项A:利用三角函数平方关系计算和的模长,判断是否相等.选项B:通过两点间距离公式分别计算和,对比表达式是否一致.选项C:结合向量点积的坐标运算公式,再利用两角和的余弦公式,比较与的结果.选项D:通过向量点积的坐标运算,结合余弦差角公式化简,比较与的结果.
【详解】对于A、易知,A正确;
对于B、,
,B不正确;
对于C、,
,C正确;
对于D、,
,D正确.
故选:ACD
(25-26高三上·安徽·期中)已知向量,,若,则( )小试牛刀2
A. B. C.1 D.
【答案】C
【分析】由向量的坐标运算及模长公式求得,即可求解.
【详解】,
由题意:,
所以.
故选:C.
(2026·四川雅安·一模)已知平面向量与的夹角为,,则( )小试牛刀3
A.2 B.
C. D.
【答案】C
【分析】先由条件求出,再利用向量数量积的运算律计算即得.
【详解】由题意,,,与的夹角为,
故,
则.
故选:C.
【题型6:垂直的坐标表示】
(25-26高三上·河北沧州·月考)已知向量,,若,则实数( )经典例题1例题
A.1 B.2 C.-2 D.-1
【答案】B
【分析】由向量垂直的坐标表示,列出等式求解即可.
【详解】由已知得,
因为 ,
所以,解得,
故选:B.
(2026·重庆·模拟预测)若向量,则 .经典例题2例题
【答案】
【分析】由向量垂直得数量积为0,求出,再计算即可得出结果.
【详解】因为,则,
又因为,
所以,解得.
所以,,
故答案为:.
(25-26高三上·安徽·期末)已知向量,,若,则( )小试牛刀1
A. B.5 C. D.8
【答案】C
【分析】先根据向量垂直和向量数量积的坐标表示求出,进而根据向量的模的公式求出结果.
【详解】因为向量,,所以.
由于,所以,
所以,解得.
所以,所以.
故选:C.
(25-26高二上·广东深圳·期末)已知向量,若向量与垂直,则( )小试牛刀2
A. B. C. D.2
【答案】B
【分析】先求出向量,再由向量垂直的坐标表示即可计算求解.
【详解】由题意向量,
因为向量与垂直,
所以.
故选:B
(2026·重庆九龙坡·一模)已知平面向量,若,则=( )小试牛刀3
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据条件,可得,的坐标,根据向量垂直坐标的关系,代入求解,即可得答案.
【详解】因为,
所以,
因为,
所以,解得.
故选:D
【题型7:夹角坐标表示】
(25-26高三上·福建·月考)若向量,记,则( )经典例题1例题
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由向量线性关系及夹角的坐标运算求得,再由二倍角余弦公式求值.
【详解】由题设,
所以,
所以.
故选:C.
(25-26高三上·上海徐汇·月考)已知,,若,则实数x的取值范围为 .经典例题2例题
【答案】
【分析】利用向量的夹角公式可得答案.
【详解】因为,,所以,
因为,所以,即,
解得,所以实数x的取值范围为.
故答案为:
(2026高二上·辽宁·学业考试)已知向量,.小试牛刀1
(1)求;
(2)求向量与向量的夹角的余弦值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用向量的坐标公式求解;
(2)利用数量积求解.
【详解】(1)因为,,所以.
所以.
(2)因为,
,
,
所以.
(2025·广东·模拟预测)已知向量,,在正方形网格中的位置如图所示,则 .小试牛刀2
【答案】/
【分析】建立平面直角坐标系,直接计算向量的夹角的余弦值.
【详解】以的起点为坐标原点,小正方形的边长为1个单位长度建立直角坐标系,如图:
则,,,
所以,,
,.
所以.
故答案为:.
(25-26高三上·重庆·月考)已知平面向量,向量与夹角的余弦值为,且,为实数,则 .小试牛刀3
【答案】
【分析】根据已知及向量夹角、垂直的坐标表示得、,即可得.
【详解】由夹角公式,
又,
.
故答案为:
【题型8:向量的坐标综合问题】
【多选题】(25-26高三上·贵州六盘水·月考)已知向量,则下列结论正确的是( )经典例题1例题
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】AC
【分析】根据平面向量的坐标运算可判断A,根据两向量垂直的坐标表示可判断B,根据模长的坐标表示可判断C,根据两向量共线的坐标表示可判断D.
【详解】对于A,,所以,解得,故A正确;
对于B,因为,所以,解得,故B错误;
对于C,,解得,故C正确;
对于D,因为,所以,解得,故D错误;
故选:AC.
【多选题】(25-26高三上·黑龙江齐齐哈尔·期末)已知向量,,,,且,则( )经典例题2例题
A.与的夹角为
B.在上的投影向量为
C.
D.
【答案】ABD
【分析】根据向量夹角余弦公式计算求解判断A,应用投影向量公式计算判断B,应用向量垂直及平行的坐标公式计算求解判断C,应用模长坐标公式计算判断D.
【详解】,与的夹角为, 所以A正确;
因为在上的投影向量为,所以B正确;
由且,得,
解得或,则或,所以C不正确;
当时,,
当时,,故D正确.
故选:ABD.
【多选题】(25-26高三上·江西南昌·月考)已知平面向量满足, 且的最小值为,则下列选项正确的是( )小试牛刀1
A.的取值范围是 B.
C. D.在上的投影向量的模长最大值为2
【答案】AD
【分析】对于A,可由入手,利用的范围即可解决;对于B,由入手,可将看作关于的二次函数,根据在上有最小值的条件即可求出,进而求出;对于C,可利用三角形不等式求解即可判断;对于D,结合向量的几何意义可以判断.
【详解】对于A,因为
所以
即,即.
则,故A正确;
对于B,因为,
所以令,,
又因为的最小值为,所以,
所以,则,
因为,所以或,故B错误;
对于 C ,因为,
其中或
所以 或,故C错误;
对于 D ,设,且,分别为在上的投影向量,
当时,结合图形(图1)可知,当同向共线时,有最大值;
当时,结合图形(图2)可知,当反向共线时,有最大值;
而;故D正确.
故选:AD
【多选题】(25-26高二上·辽宁·开学考试)已知向量,则下列结论正确的是( )小试牛刀2
A.
B.的单位向量为
C.若,则实数的值为
D.若与的夹角为锐角,则实数的取值范围是
【答案】AC
【分析】对于A,利用向量的模的坐标公式计算即得;对于B,利用单位向量的定义计算可判断;对于C,利用向量共线的坐标表示列方程求解判断;对于D,利用两向量夹角为锐角的充要条件列方程组求解可判断.
【详解】对于A,,故A正确;
对于B,与共线的单位向量,故B错误;
对于C,因,则,
,由可得,
解得,故C正确;
对于D,因,则,
由与的夹角为锐角,可得:,解得且,故D错误.
故选:AC.
【多选题】(25-26高三上·黑龙江佳木斯·月考)设向量,则下列说法错误的是( )小试牛刀3
A.若与的夹角小于,则
B.的最小值为
C.与共线的单位向量只有一个,为
D.时,在上的投影向量为
【答案】BCD
【分析】结合向量的夹角、模长、共线单位向量、投影向量等知识点,逐一分析每个选项.
【详解】选项A,若与的夹角小于,
则,即,因此A正确;
选项B,向量的模长,
因为,所以当时,取得最小值, 因此B错误;
选项C,与共线的单位向量包括同向和反向两种情况,因此C错误;
选项D,当时,,计算在上的投影向量为,
点积, ,
因此投影向量为,而非,因此D错误.
故选:BCD
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一、单选题
1.(25-26高一上·北京·月考)已知向量,,若,则等于( )
A. B.2 C.4 D.
【答案】D
【分析】根据给定条件,利用共线向量的坐标表示列式计算得解.
【详解】向量,,由,得,所以.
故选:D
2.(24-25高一下·吉林长春·月考)若向量,与的夹角为钝角,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】由向量的夹角为钝角以及向量的数量积公式,可得且不共线,由此建立关于的不等式组,解之即可得到本题的答案.
【详解】由题意,向量,与的夹角为钝角,
∴,与不共线即,
∴且,
∴实数的取值范围是.
故选:C.
3.(25-26高三上·广东·月考)已知,若与的夹角为,则( )
A.10 B. C.15 D.
【答案】B
【分析】由向量数量积定义及乘法分配律,结合模长坐标运算公式计算即可.
【详解】因为,所以,
因为,与的夹角为,
所以,
则.
故选:B
4.(25-26高三上·江苏·月考)已知平面向量,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据向量垂直求出m,再根据向量数量积公式求出两向量夹角的余弦,从而确定夹角的大小.
【详解】已知,则,
∵,∴,解得,
∴.
∴,,
∴ ,
∵,∴.
故选:C.
5.(25-26高三上·江西·月考)已知正方形ABCD的边长为2,点M,N分别为边AB,DA上的动点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】以点为原点,建立平面直角坐标系,设和,利用向量的数量积的坐标运算公式,得到,即可求解.
【详解】以点为原点,以和所在直线分别为x轴和y轴,建立平面直角坐标系,
如图所示,设,,
可得,则.
故选C.
6.(22-23高一下·广东东莞·月考)已知向量,则与共线的单位向量为( )
A. B.
C.或 D.或
【答案】D
【分析】先求向量模长,再分两种情况求单位向量即可.
【详解】,
则与共线的单位向量为或.
故选:D.
7.(25-26高三上·福建泉州·月考)已知平面向量,,则向量在向量上的投影向量的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用投影向量的计算公式结合向量数量积的坐标公式计算即可.
【详解】由,,可得,
,且,
则,,
则向量在向量上的投影向量为:
,
故向量在向量上的投影向量的坐标为.
故选:D.
8.(25-26高三上·江苏·月考)在平面直角坐标系 中,已知点 ,,,若向量,在上的投影向量相等,则 的值是( )
A.0 B. C. D.3
【答案】A
【分析】根据数量积的坐标表示,代入投影向量公式,即可求解.
【详解】,,,
由条件可知,
所以,即,即.
故选:A
9.(25-26高三上·天津·月考)平面向量,,,其中,则下列正确的是( )
① ②若,则
③ ④若,则
A.①② B.③④ C.①②④ D.①③④
【答案】D
【分析】根据向量坐标运算及三角恒等变换逐项判断即可得到答案.
【详解】对于①,
因为,所以.
同理,,
,①正确;
对于②,由,两边平方得.
因为,所以,即.
当时,,不满足等式,故②不正确;
对于③,
,,
由和差化积公式得,
所以,③正确;
对于④,由得.
结合③的结论得,,因为为非零向量,故,
所以又,所以,故④正确.
综上,①③④正确.
故选:D.
二、多选题
10.(23-24高一下·福建厦门·月考)已知向量,,下列说法正确的是( )
A. B.
C.与向量平行的单位向量仅有 D.向量与向量的夹角为
【答案】ABD
【分析】对于A,计算数量积是否为零,即可得;对B,借助模长公式计算即可得;对C,与向量平行的单位向量有、;对D,夹角公式计算即可得.
【详解】对于A,,,所以,故A正确;
对于B,,所以,故B正确;
对于C,,则有、,
即与向量平行的单位向量有、,故C错误;
对于D,,所以向量与向量的夹角为,故D正确.
故选:ABD
11.(24-25高一下·新疆哈密·期末)下列四个命题为真命题的是( )
A.若向量,,则与反向共线
B.向量在上的投影向量为
C.与向量共线的单位向量为
D.已知向量,,则的最大值为
【答案】ABD
【分析】对于A,根据向量数乘的坐标运算及平面向量共线定理即可判断;对于B,根据投影向量的计算公式直接求解即可;对于C,与向量共线的单位向量有同向和反向两种情况,直接判断;对于D,利用向量减法、向量模长及辅助角公式即可求解.
【详解】对于A,因为,所以与反向共线,故A正确;
对于B,向量在上的投影向量为,故B正确;
对于C,与向量共线的单位向量为或,故C不正确;
对于D,若向量,,
则 ,
其中,
当且仅当时,取得最大值,故D正确.
故选:ABD.
12.(25-26高三上·重庆·月考)已知非零向量,其中向量夹角为θ,定义运算:,若,则下列说法正确的是( )
A.
B.若,,则
C.
D.若,则的最小值为4
【答案】CD
【分析】对于A,举反例均为单位向量,且两两夹角为,结合运算的定义即可;对于B、C求出,即可得出,再结合运算的定义即可;对于D,结合运算的定义求出, ,最后利用基本不等式即可求出.
【详解】对于A,若均为单位向量,且两两夹角为,则与反向,
则,
,,
此时不满足,故A错误;
对于B,若,,则,
因,则,
则,故B错误;
对于C,若,则,
因,则,
则,
故C正确;
对于D,因,
则,
因,则,则,
则,
等号成立时,
则的最小值为,故D正确.
故选:CD
三、填空题
13.(25-26高三上·天津蓟州·月考)已知向量,,则向量在向量上的投影向量是 .
【答案】
【分析】根据投影向量的计算公式计算即可.
【详解】向量在向量上的投影向量为.
故答案为:.
14.(25-26高二上·广东佛山·月考)平面上三点,,共线,则 .
【答案】
【分析】转换为向量共线,列方程即可求解.
【详解】由题意,平面上三点,,共线,
所以,解得.
故答案为:.
15.(24-25高一下·北京通州·期末)在中,,,点在线段上,若,则 ;若,当取得最小值时, .
【答案】 3
【分析】第一空,根据P为的中点,确定,利用数量积定义即可额求得答案;第二空,建立平面直角坐标系,利用数量积的坐标运算求得取得最小值时P点坐标,结合即可求得答案.
【详解】由题意知为等腰三角形,,,
当时,P为的中点,则,则,
则;
若,则以的中点为坐标原点O,以为x轴建立平面直角坐标系,
则,设,
则,
当时,取最小值,符合题意,
又,即,
则,
故答案为:3;
四、解答题
16.(24-25高一下·天津静海·月考)已知.
(1)当k为何值时,与共线;
(2)若,且三点共线,求m的值以及.
【答案】(1)
(2),
【分析】(1)利用平面向量共线的坐标表示计算即可;
(2)利用平面向量共线的坐标表示,及模长的坐标公式计算即可.
【详解】(1)易知,所以,
即时,与共线;
(2)易知,由三点共线得,
17.(25-26高一上·山东日照·月考)平面内给定三个向量,,.
(1)求满足的实数,;
(2)若,求实数.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)根据向量线性运算的坐标表示列方程组求解即可;
(2)利用向量共线的充要条件列方程求解.
【详解】(1),即,
,解得.
(2),,
,
,即,解得.
18.(25-26高三上·陕西咸阳·月考)在平面直角坐标系中,,,,点,满足,,,点是的中点.
(1)求的取值范围;
(2)是否存在实数,使得?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析
【分析】(1)根据平面向量线性运算的坐标表示,以及向量数量积的坐标表示,求出的函数解析式,根据参数范围,求出结果;
(2)根据向量垂直的性质,以及向量数量积的坐标表示,列出方程,根据判别式,说明是否有解.
【详解】(1)
如图所示,因为点是的中点,所以,
则,
可知,
则,因为,所以;
(2)由(1)可得,,
所以,
当时,可知,即,
化简得,可知,所以方程无解,
即不存在实数,使得.
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