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[课下巩固检测练(十八)] 极化恒等式、等和线、奔驰定理
(每题5分)
1.已知在边长为1的菱形ABCD中,角A为60°,若点E为线段CD的中点,则·=( )
A. B.
C.- D.-
解析:选C.设F是AB的中点,则EF=1,根据极化恒等式·=-·=-=-1=-.
2.在平面内,M,N是两个定点,P是动点,若·=4,则点P的轨迹为( )
A.椭圆 B.抛物线
C.直线 D.圆
解析:选D.设M,N的中点A,由极化恒等式可得·=-=4,因为M,N是两个定点,从而为定值,所以点P的轨迹为圆.
3.设O点在△ABC内部,且有3+2+=0,则△AOC的面积与△AOB的面积的比值为( )
A.2 B.
C. D.3
解析:选A.根据奔驰定理△AOC的面积与△AOB的面积的比值为=2.
4.已知O为正△ABC内的一点,且满足+λ+=0,若△OAB的面积与△OBC的面积的比值为3,则λ的值为( )
A. B.
C.2 D.3
解析:选C.由奔驰定理得S△OAB∶S△OBC=∶1=3,解得λ=2.
5.如图,已知圆O的半径为2,弦长AB=2,C为圆O上一动点,则·的取值范围为( )
A. B.
C. D.
解析:选C.取AB的中点D,连接CD,OD,
则·=·(+)=·+·+=-1,
又==,所以=2-,=2+,即2-≤≤2+,
所以=6-4,(·)max=6+4.
故·的取值范围为[6-4,6+4].
6.如图,在平行四边形ABCD中,AC,BD相交于点O,E为线段AO的中点.若=λ+μ(λ,μ∈R),则λ+μ=( )
A.1 B.
C. D.
解析:选B.法一 ∵E为线段AO的中点,∴=+)==+=λ+μ,∴λ=,μ=,则λ+μ=.
法二(等和线法) 如图,AD为,为基底值是1的等和线,过E作AD的平行线,
设λ+μ=k,则k=,由图易知=.
7.设点O是△ABC所在平面内一点,则下列说法错误的是( )
A.若++=0,则O为△ABC的重心
B.若(+)·=(+)·=0,则O为△ABC的垂心
C.若(+)·=0,·=,则△ABC为等边三角形
D.若+2+3=0,则△BOC与△ABC的面积之比为S△BOC∶S△ABC=1∶6
解析:选B.对于A,如图,取AB边中点D,连接AB边上的中线CD,则+=2,
又∵++=0,∴2+=0,∴=2,∴O为△ABC的重心,故选项A正确;
对于B,如图,取AB边中点D,BC边中点E,连接OD,OE,
则+=2,+=2,∵·=·=0,
∴2·=2·=0,∴·=·=0,
∴⊥,⊥,
∴OD⊥AB,OE⊥BC,∴OD,OE分别是AB,BC边上的垂直平分线,
∴OA=OB=OC,O为△ABC的外心,故选项B错误;
对于C,作角A的内角平分线AE与BC边交于点E,
∵为方向的单位向量,为方向的单位向量,
∴+=λ(λ>0),
∴·=λ·=0(λ>0),
∴⊥,∴AE⊥BC,∴AC=AB,△ABC为等腰三角形,
又∵·==cos B=,且B∈,∴B=,
∴△ABC为等边三角形,故选项C正确;
对于D,设=2,=3,由+2+3=0,得++=0,
则由选项A可知,O为△AB'C'的重心,设△AB'C'的面积S△AB'C'=a,
∴S△AOC'=S△AOB'=S△B'OC'=a,
又∵OB=OB',OC=OC',
∴S△AOC=S△AOC'=a,S△AOB=S△AOB'=a,S△BOC=S△B'OC'=a,
∴S△ABC=S△AOC+S△AOB+S△BOC=a,∴S△BOC∶S△ABC=a∶a=1∶6,故选项D正确.
8.如图,已知M,N是△ABC边BC上的两个三等分点,若BC=6,·=4,则·= .
解析:取MN中点E(图略),由向量数量积的极化恒等式,
∴·=-=-×4=-1=4,
∴=5,∴·=-=5-×36=-4.
答案:-4
9.设D,E分别是△ABC的边AB,BC上的点,AD=AB,BE=BC.若=λ1+λ2(λ1,λ2为实数),则λ1+λ2的值为 .
解析:法一 由题意作图如图.
∵在△ABC中,=+=+=+-)=-+=λ1+λ2,
∴λ1=-,λ2=.故λ1+λ2=.
法二(利用等和线) 如图,过点A作=,连接DF.
设AF与BC的延长线交于点H,如图,BH为值是1的等和线,
设λ1+λ2=k,则k=,由图易知,=.因此λ1+λ2=.
答案:
10.给定两个长度为1的平面向量和,它们的夹角为,如图所示,点C在以O为圆心的弧上运动,若=x+y(x,y∈R),则x+y的最大值是 .
解析:(等和线法)如图所示,设x+y=k,则直线AB为以,为基底k=1的等和线,所有与直线AB平行的直线中,切线离圆心O最远,即此时k取得最大值,易知OE⊥AB,
因为OA=1,∠AOB=,所以OE=,则k===2,即x+y的最大值为2.
答案:2
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