内容正文:
本章复习提升
易混易错练
易错点1 对平面向量基本概念的理解错误致错
1.下列命题正确的是( )
A.若a∥b,b∥c,则a∥c
B.若向量,满足||>||,且与同向,则>
C.=的充要条件是A与C重合,B与D重合
D.方向相反的两个非零向量一定共线
2.(多选题)设a,b,c是任意的非零向量,且它们相互不共线,则下列结论正确的是( )
A.|a|-|b|<|a-b|
B.(b·c)·a-(c·a)·b不与c垂直
C.|a·b|=|a||b|
D.若a·b=0,则a⊥b
易错点2 解决向量夹角问题时忽略向量共线的情况致错
3.(多选题)(2024江苏镇江期中)下列选项中正确的是( )
A.已知向量a=(2,),b=(sin θ,cos θ),若a∥b,则tan θ=
B.已知向量a=(1,3),b=(m,-2),若a,b的夹角为钝角,则m<6
C.已知非零向量a,b,若|a+b|=|a|+|b|,则a与b同向共线
D.若+3+4=0,则△AOC和△ABC的面积之比为3∶8
4.已知三个非零平面向量a,b,c两两夹角相等,且|a|=1,|b|=2,|c|=3,则|2a-b+3c|= .
易错点3 忽略三角形边角关系的隐含条件致错
5.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,三边a,b,c互不相等,且a为最长边,若a2<b2+c2,则A的取值范围是 .
6.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,△ABC的面积为S,且4S=a2+b2-c2.
(1)求角C;
(2)若a=1,c=,求角B.
易错点4 忽略三角形解的个数致错
7.已知△ABC中,∠B=30°,AB=2,AC=2,求△ABC的面积.
8.(2024北京朝阳陈经纶中学期中)在锐角△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a=,b=3,sin B+sin A=2,求△ABC的面积.
思想方法练
一、函数与方程思想在向量的运算及解三角形中的应用
1.(多选题)已知△ABC是边长为2a的等边三角形,P为△ABC所在平面内任意一点,则·(+)的值可能是( )
A.-2a2 B.-a2 C.-a2 D.-a2
2.在△ABC中,a,b,c分别是内角A,B,C的对边,若a=3,c=7,C=60°,则b= .
3.已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且c=5,点O为△ABC外接圆的圆心,若·=12,求当角C取得最大值时△ABC的面积.
二、数形结合思想在向量的运算及解三角形中的应用
4.(2024河南周口鹿邑第二高级中学月考)已知平面向量a,b,c满足|a|=|a-b|=2,|a-c|=1,则b·c的最大值为 .
5.海上某货轮在A处看灯塔B,灯塔B在货轮的北偏东75°方向,距离为12海里处;在A处看灯塔C,灯塔C在货轮的北偏西30°方向,距离为8海里处;货轮向正北由A处航行到D处时看灯塔B的方位角为120°.求:
(1)A处与D处之间的距离;
(2)灯塔C与D处之间的距离.
三、转化与化归思想在向量的运算及解三角形中的应用
6.(2025甘肃张掖民乐第一中学月考)已知正三角形ABC的边长为2,E为△ABC所在平面内的一点,点E满足=(-),则·=( )
A.0 B.1 C.2 D.4
7.如图所示,在△ABC中,已知点D在边BC上,且∠DAC=90°,cos∠DAB=,AB=6.
(1)若sin C=,求线段BC的长;
(2)若E是BC的中点,AE=,求线段AC的长.
答案与分层梯度式解析
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易混易错练
1.D
2.AD
3.ACD
1.D 对于A,零向量和任意向量平行,只有非零向量的平行性才具有传递性(易错点),故A错误.
对于B,向量不能比较大小,故B错误.
对于C,A与C,B与D不一定重合,故C错误.
对于D,由相反向量的概念可知D正确.
2.AD 对于A,a,b不共线,由向量的减法法则和三角形两边之差小于第三边,可得A正确;
对于B,[(b·c)·a-(c·a)·b]·c=(b·c)·(a·c)-(c·a)·(b·c)=0,故B错误;
对于C,设a与b的夹角为θ,则|a·b|=||a||b|cos θ|,则|a·b|与|a||b|不一定相等,故C错误;
显然D正确.
易错警示
要准确把握向量概念的本质,注意与平面几何相关概念的区别与联系,不要把实数的运算律随意迁移到向量运算中来.
3.ACD 对于A,若a∥b,则sin θ=2cos θ,
可得tan θ=,故A正确;
对于B,若a,b的夹角为钝角,则解得m<6且m≠-,故B错误;
对于C,若|a+b|=|a|+|b|,且a,b为非零向量,则由向量加法的三角形法则可知a,b同向,即a与b同向共线,故C正确;
对于D,若+3+4=0,则(+)+3(+)=0,可得2+6=0(D,E分别为AC,BC的中点),即=-3,故点O在线段DE上,且OD=DE,
则S△ABC=2S△ACE=2×S△AOC=S△AOC,即=,
所以△AOC和△ABC的面积之比为3∶8,故D正确.
选项速解
对于D,由+3+4=0及奔驰定理得S△BOC∶S△AOC∶S△AOB=1∶3∶4,所以S△AOC∶S△ABC=3∶8.
易错警示
若向量a与b的夹角为锐角,则a·b>0,但a·b>0时,a与b的夹角为锐角或零角.同理,若向量a与b的夹角为钝角,则a·b<0,但a·b<0时,a与b的夹角为钝角或平角.已知两向量夹角为锐角(或钝角)求参数时,要排除向量共线的情况.
4.答案 或9
解析 因为三个非零平面向量a,b,c两两夹角相等,
所以<a,b>=<b,c>=<a,c>=120°或0°(易错点).
当<a,b>=<b,c>=<a,c>=120°时,
|2a-b+3c|=
=
==.
当<a,b>=<b,c>=<a,c>=0°,即a,b,c共线且方向相同时,|2a-b+3c|=9.故|2a-b+3c|=或9.
5.答案 {A|60°<A<90°}
解析 ∵a2<b2+c2,∴b2+c2-a2>0,
则cos A=>0,∴A<90°,
又∵a为最长边,∴A>60°.
故A的取值范围是{A|60°<A<90°}.
6.解析 (1)∵S=absin C,∴4×absin C=a2+b2-c2,即sin C==cos C,
又0°<C<180°,∴C=45°.
(2)由正弦定理,得sin A=sin C=×=.
∵a<c,∴A<C,∴A=30°,
∵A+B+C=180°,∴B=105°.
易错警示
在解三角形的有关问题时易忽略“大边对大角”这一隐含条件.
7.解析 由正弦定理,得sin C===,∵AB>AC,
∴∠C=60°或∠C=120°.
当∠C=60°时,∠A=90°,S△ABC=AB·AC=2;
当∠C=120°时,∠A=30°,S△ABC=AB·ACsin A=.
故△ABC的面积为2或.
8.解析 由=,得=,即sin B=3sin A,
又∵sin B+sin A=2,
∴3sin A+sin A=2,
则sin A=.
由△ABC为锐角三角形得A∈,∴A=.
由a2=b2+c2-2bccos A,得7=9+c2-3c,解得c=1或c=2.
当c=1时,由余弦定理得cos B===-<0,则角B为钝角,不符合题设条件,舍去;
当c=2时,c<a<b,则角B为最大内角,由余弦定理得cos B===>0,符合题设条件.
故c=2,∴S△ABC=bcsin A=.
易错警示
在已知两边及一角的条件下解三角形时会出现无解、一解、两解的情况,最终解的情况要根据已知条件和三角形的性质进行判断.
思想方法练
1.BCD 建立平面直角坐标系,利用向量的坐标运算求最值,体现了函数与方程思想.
建立如图所示的平面直角坐标系,设P(x,y),
则A(0,a),B(-a,0),C(a,0),
∴=(-x,a-y),=(-a-x,-y),=(a-x,-y),
∴·(+)
=(-x,a-y)·[(-a-x,-y)+(a-x,-y)]
=(-x,a-y)·(-2x,-2y)
=2x2+2y2-2ay
=2x2+2-a2≥-a2.
结合选项知B,C,D正确.
2.答案 8
解析 根据余弦定理,得到关于b的方程,体现了方程思想.
由余弦定理,得72=32+b2-2×3b×cos 60°,
即b2-3b-40=0,
解得b=8或b=-5(舍去).
3.解析 设AC的中点为D,因为点O为△ABC外接圆的圆心,所以OA=OB=OC,连接OD,则OD⊥AC,所以·=(+)·=·=(+)·(-)=-=12,
即a2-c2=12,即a2-c2=24.
因为c=5,所以a2=49,所以a=7.
由数量积的运算,得到关于a的方程,求得a的值,体现了方程思想.
由c<a,知角C为锐角,故cos C===≥=,当且仅当b=,即b=2时等号成立,
此时cos C取得最小值,角C取得最大值,
则sin C==,
此时S△ABC=absin C=×7×2×=5.
思想方法
函数与方程思想在本章中的体现:(1)利用平面向量基本定理建立向量间的关系;(2)利用向量相等建立系数或坐标之间的相等关系;(3)利用正、余弦定理建立边角之间的相等关系.
利用以上关系构成方程或函数,在求值、求范围、求最值等问题中得以应用.
4.答案 12
解析 根据向量的几何表示和向量的减法作出图形,再由几何图形特征求解,可以化难为易.
如图,设=a,=b,=c,则=a-b,=a-c,由|a|=|a-b|=2,|a-c|=1,得点B在以A为圆心,2为半径的圆上,点C在以A为圆心,1为半径的圆上,
b·c=||||cos<,>,由图可知,当A,B,C三点共线(B,C的位置如图中的B',C')时,||取得最大值4,||取得最大值3,cos<,>取最大值1,所以b·c的最大值为12.
5.解析 由题意,画出示意图,如图所示.
(1)在△ABD中,由已知得∠ADB=60°,则∠B=45°.
由正弦定理,得AD==24海里,即A处与D处之间的距离为24海里.
(2)在△ADC中,由余弦定理,得CD2=AD2+AC2-2AD·ACcos 30°=242+(8)2-2×24×8×=192,∴CD=8海里,即灯塔C与D处之间的距离为8海里.
思想方法
数形结合思想在本章中的体现:向量是沟通几何与代数的桥梁,是实现几何问题与代数问题相互转化的强有力的工具,在有关向量的问题中常用数形结合.
(1)三角形问题就是代数问题与几何问题的结合体,因此在解三角形的问题中常用数形结合;
(2)在有关测量的实际问题中要画出图形,利用数形结合解决问题.
6.C 因为=(-),
所以=+=-+(-)=(-3),
视{,}为平面的一组基,将向量都用基向量表示,从而进行运算,体现了转化思想.
所以·=·=(-)·(-3)
=(+3-4·)
=×22+3×22-4×2×2×=2.
7.解析 (1)由条件可得sin∠BAC=sin(90°+∠DAB)=cos∠DAB=.
在△ABC中,由正弦定理,得=,
即=,得BC=4.
(2)由(1)知sin∠BAC=,
因为∠BAC为钝角,所以cos∠BAC=-.
由题意得+=2,所以(+)2=||2+||2+2||·||cos∠BAC=4||2,
所以36+||2+2×6×||×=68,
整理,得||2-4||-32=0,
解得||=8(负值舍去),所以线段AC的长为8.
思想方法
转化与化归思想在本章中的体现:(1)把几何问题转化为代数问题或把代数问题转化为几何问题;(2)利用正、余弦定理对三角形的边角关系进行转化;(3)利用正、余弦定理把三角形边角的问题转化为三角函数问题.
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