内容正文:
周末练习03
姓名:________班级___________
一、单项选择题
1.在平面直角坐标系中,向量=(1,4),=(2,3),=(x,1),若A,B,C三点共线,则x的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
答案 C
解析 由A,B,C三点共线,,不共线,得=λ+μ,λ+μ=1,
即(x,1)=λ(1,4)+μ(2,3)=(λ+2μ,4λ+3μ),则解得
2.如图,在正方形ABCD中,E,F分别为边BC,CD的中点,若=+,=λ,则λ等于( )
A. B. C. D.
答案 C
解析 如图,建立平面直角坐标系,设正方形ABCD边长为6,
则A(0,0),B(6,0),D(0,6),C(6,6),E(6,3),F(3,6),
∴=+=(6,0)+(0,6)=(4,5),
∴G(4,5),=(-2,2),=(-3,3),
∴=,∴λ=.
3.在平行四边形ABCD中,M,N分别在边BC,CD上,且满足BC=3MC,DC=4NC,若AB=4,AD=3,则△AMN是( )
A.锐角三角形 B.钝角三角形
C.直角三角形 D.等腰三角形
答案 C
解析 ∵·=(+)·(+)=·
=||2-||2=×9-×16=0,
∴AN⊥MN,
∴△AMN是直角三角形.
4.在平行四边形ABCD中,已知E,F分别为CD,AD的中点,直线BE,CF交于点O,若=a,=b,则等于( )
A.a+b B.a+b
C.a+b D.a+b
答案 B
解析 设=λ,λ∈(0,1),
则=+=+λ=+λ(+)=a+λ=a+λb,
又b=2,a=-2,
所以=-2)+2λ=+(3λ-2),
因为F,O,C三点共线,所以1-+3λ-2=1,解得λ=,
所以=a+λb=a+b.
5.如图,在△ABC中,∠BAC=,=3,P为CD上一点,且满足=m+,若||=3,||=4,则·的值为( )
A.-3 B.3 C.- D.
答案 C
解析 因为=3,所以=,
所以=m+=m+,
因为C,P,D三点共线,
所以m+=1,即m=,
所以=+,
又=-=-,
所以·=·
=||2-||2+·=×16-×9+×3×4×=3-6+=-.
6. 在Rt△ABC中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,A=,C=,c=2,P是△ABC外接圆上一点,则·(+)的最大值是( )
A.4 B.2+
C.3 D.1+
答案 A
解析 如图,设Rt△ABC的外心为O,则点O是AB的中点,
则·(+)=·2=2(+)·=2+2·,
因为c=2,故||=||=1,
则·=cos〈,〉≤1,
当且仅当与同向时取等号,
故·(+)≤2+2=4.
二、多项选择题
7.在边长为3的等边△ABC中,=2,=2,则下列结论正确的是( )
A.=+
B.·=-
C.||=
D.·=||2
答案 BCD
解析 因为=2,=2,
所以=,=,
对于A,=+=+=+-)=+,A错误;
对于B,=-=-,
所以·=·=·-+-·
=--·=×9-×9-×3×3×=-,B正确;
对于C,因为=-=-=--,
所以||2=+·+=×9+×3×3×+×9=3,所以||=,C正确;
对于D,·=·=-+·-·+
=-+·+=-×9+×3×3×+×9=3,D正确.
8.设向量a,b,c满足a+b+c=0,|a|=|b|=1,|c|=,则下列结论正确的是( )
A.a·b+b·c+c·a=-
B.〈a,b〉=
C.|a-c|=
D.cos〈a-c,b-c〉=
答案 ACD
解析 将a+b+c=0平方,得(a+b+c)2=a2+b2+c2+2(a·b+a·c+b·c)=0,
由a2=b2=1,c2=3,得a·b+b·c+c·a=-,故A正确;
由a+b=-c平方,得(a+b)2=a2+b2+2a·b=c2,得a·b=,又〈a,b〉∈[0,π],所以〈a,b〉=,故B不正确;
因为a+c=-b,所以|a+c|=|b|=1,1=|a+c|2=4+2c·a,所以c·a=-,
所以|a-c|2=4-2c·a=7,即|a-c|=,故C正确;
由选项C可得,b+c=-a,与C同理可得,b·c=-,|b-c|=,
则(a-c)·(b-c)=a·b-b·c-a·c+c2=,
所以cos〈a-c,b-c〉=,故D正确.
9. 如图,正方形ABCD的边长为2,P是正方形ABCD的内切圆上任意一点,=λ+μ(λ,μ∈R),则下列结论正确的是( )
A.·的最大值为4
B.λ-μ的最大值为
C.·的最大值为2
D.λ+μ的最大值为1+
答案 ABD
解析 以正方形ABCD的中心为原点,如图,建立平面直角坐标系,
则A(-1,-1),B(1,-1),D(-1,1),
设P(cos θ,sin θ),θ∈[0,2π),
则=(1+cos θ,1+sin θ),=(2,0),
=(-2,2),=(0,2),
所以·=2(1+cos θ),
所以当θ=0时,·的最大值为4,A正确;
·=-2(1+cos θ)+2(1+sin θ)=2(sin θ-cos θ)=2sin,
所以当θ=时,·的最大值为2,C错误;
由=λ+μ知
(1+cos θ,1+sin θ)=λ(2,0)+μ(0,2),
所以得
则λ-μ=(cos θ-sin θ)=cos,
所以当θ=时,λ-μ的最大值为,B正确;
λ+μ=1+(cos θ+sin θ)=1+sin,
所以当θ=时,λ+μ的最大值为1+,D正确.
三、填空题
10. 如图,在平面四边形ABCD中,O为BD的中点,且OA=3,OC=5.若·=-7,则·= .
答案 9
解析 由·=-=9-=-7,得||=8,
则·=·=-=25-×64=9.
11. 已知非零向量a,b满足b=(,1),〈a,b〉=,若(a-b)⊥a,则向量a在b方向上的投影向量的坐标为 .
答案
解析 由已知可得,|b|==2.
因为(a-b)⊥a,
所以(a-b)·a=a2-a·b=|a|2-|a||b|cos =|a|2-|a|=0,
解得|a|=1或|a|=0(舍去),
所以向量a在b方向上的投影向量为|a|cos ·=b,坐标为.
变式:已知向量a,b满足|a|=1,|b|=2,|a-b|=,则a+b在b方向上的投影向量为( )
A.b B.b
C.-b D.-b
答案 B
解析 由于向量a,b满足|a|=1,|b|=2,|a-b|=,
所以|a-b|2=a2-2a·b+b2=1-2a·b+4=7,解得a·b=-1,
则a+b在b方向上的投影向量为·b=b=b.
12. 已知平面向量a,b满足a·b=|a|=|b|=2,且向量c满足|c-a-b|=1,则|c|的取值范围是 .
答案 [2-1,2+1]
解析 ∵a·b=|a|=|b|=2,
设a与b的夹角为θ,
则a·b=|a||b|cos θ=2×2×cos θ=2,
∴cos θ=,又θ∈[0,π],则θ=,
不妨令a=(2,0),b=(1,),c=(x,y),
则c-a-b=(x-3,y-),
又|c-a-b|=1,
∴(x-3)2+(y-)2=1,
又|c|表示以(3,)为圆心,1为半径的圆上的点到原点的距离,
故-1≤|c|≤+1,
即2-1≤|c|≤2+1.
四、解答题
13. 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且=,a=3.
(1)若BC边上的高h等于1,求cos A;(7分)
(2)若△ABC为锐角三角形,求△ABC面积的取值范围.(7分)
解 (1)由正弦定理,==,
所以sin B=cos B,则tan B=1,
又0<B<π,所以B=,
因为S△ABC=ah=acsin B,
所以×3×1=×3×c×,解得c=,
又由余弦定理,得b2=a2+c2-2accos B=32+-2×3××=5,
解得b=,
所以cos A==
=-.
(2)由正弦定理有==,
且由(1)可知B=,
所以c===,
又因为△ABC为锐角三角形,
所以解得<A<,
所以0<<1,所以<c<3,
所以S△ABC=acsin B=×3×c×=c∈,
所以△ABC面积的取值范围是.
14.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别记为a,b,c,且tan A(cos C+sin B)=cos B-sin C.
(1)证明:A+2B=;(6分)(2)若a=2,求b+c的取值范围.(7分)
(1)证明 因为tan A(cos C+sin B)
=cos B-sin C,
所以(cos C+sin B)=cos B-sin C,
即sin Acos C+sin Asin B=cos Acos B-cos Asin C,
即sin Acos C+cos Asin C=cos Acos B-sin Asin B,
所以sin(A+C)=cos(A+B),
即sin B=sin,
又A∈(0,π),B∈(0,π),
所以B=+A+B或B++A+B=π,
即A=-(舍)或A+2B=,
所以A+2B=.
(2)解 由(1)得A+2B=,
因为==,
所以b====,
c====,
则b+c==
==,
又由得0<B<,
所以<B+<,所以0<cos<,
所以b+c的取值范围为(2,+∞).
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周末练习03
姓名:________班级___________
一、单项选择题
1.在平面直角坐标系中,向量=(1,4),=(2,3),=(x,1),若A,B,C三点共线,则x的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
2.如图,在正方形ABCD中,E,F分别为边BC,CD的中点,若=+,=λ,则λ等于( )
A. B.C. D.
3.在平行四边形ABCD中,M,N分别在边BC,CD上,且满足BC=3MC,DC=4NC,若AB=4,AD=3,则△AMN是( )
A.锐角三角形 B.钝角三角形 C.直角三角形 D.等腰三角形
4.在平行四边形ABCD中,已知E,F分别为CD,AD的中点,直线BE,CF交于点O,若=a,=b,则等于( )
A.a+b B.a+b C.a+b D.a+b
5.如图,在△ABC中,∠BAC=,=3,P为CD上一点,且满足=m+,若||=3,||=4,则·的值为( )
A.-3 B.3 C.- D.
6. 在Rt△ABC中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,A=,C=,c=2,P是△ABC外接圆上一点,则·(+)的最大值是( )
A.4 B.2+ C.3 D.1+
二、多项选择题
7.在边长为3的等边△ABC中,=2,=2,则下列结论正确的是( )
A.=+ B.·=-
C.||= D.·=||2
8.设向量a,b,c满足a+b+c=0,|a|=|b|=1,|c|=,则下列结论正确的是( )
A.a·b+b·c+c·a=- B.〈a,b〉=
C.|a-c|= D.cos〈a-c,b-c〉=
9. 如图,正方形ABCD的边长为2,P是正方形ABCD的内切圆上任意一点,=λ+μ(λ,μ∈R),则下列结论正确的是( )
A.·的最大值为4 B.λ-μ的最大值为
C.·的最大值为2 D.λ+μ的最大值为1+
三、填空题
10. 如图,在平面四边形ABCD中,O为BD的中点,且OA=3,OC=5.若·=-7,则·= .
11. 已知非零向量a,b满足b=(,1),〈a,b〉=,若(a-b)⊥a,则向量a在b方向上的投影向量的坐标为 .
12. 已知平面向量a,b满足a·b=|a|=|b|=2,且向量c满足|c-a-b|=1,则|c|的取值范围是 .
四、解答题
13. 在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且=,a=3.
(1)若BC边上的高h等于1,求cos A;
(2)若△ABC为锐角三角形,求△ABC面积的取值范围.
14.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别记为a,b,c,且tan A(cos C+sin B)=cos B-sin C.
(1)证明:A+2B=; (2)若a=2,求b+c的取值范围.
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