
【考綱要求】
1. 了解平面向量的基本定理及其意義.
2.掌握平面向量的正交分解及其坐標(biāo)表示.
3.會用坐標(biāo)表示平面向量的加法、減法與數(shù)乘運(yùn)算.
4.理解用坐標(biāo)表示的平面向量共線的條件.
【命題趨勢】
對平面向量基本定理及坐標(biāo)表示的考查主要是加、減、數(shù)乘及向量共線定理的坐標(biāo)表示及應(yīng)用。
【核心素養(yǎng)】
本講內(nèi)容主要考查數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象、邏輯推理的核心素養(yǎng)。
【素養(yǎng)清單?基礎(chǔ)知識】
1.平面向量基本定理
(1)定理:如果e1,e2是同一平面內(nèi)的兩個不共線向量,那么對于這一平面內(nèi)的任意向量a,有且只有一對實(shí)數(shù)λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2.
(2)基底:不共線的向量e1e2叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基底.
?1?基底e1,e2必須是同一平面內(nèi)的兩個不共線向量,零向量不能作為基底;
?2?基底給定,同一向量的分解形式唯一;
?3?如果對于一組基底e1,e2,有a=λ1e1+λ2e2=μ1e1+μ2e2,則可以得到eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(λ1=μ1,,λ2=μ2.))
2.平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
(1)向量的加法、減法、數(shù)乘向量及向量的模:
設(shè)a=(x1,y1),b=(x2,y2),
則a+b=(x1+x2,y1+y2),
a-b=(x1-x2,y1-y2),
λa=(λx1,λy1),|a|=eq \r(x\\al(2,1)+y\\al(2,1)).
eq \a\vs4\al(若a=b,則x1=x2且y1=y(tǒng)2.)
(2)向量坐標(biāo)的求法:
①若向量的起點(diǎn)是坐標(biāo)原點(diǎn),則終點(diǎn)坐標(biāo)即為向量的坐標(biāo).
②設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則eq \(AB,\s\up7(―→))=(x2-x1,y2-y1),
|eq \(AB,\s\up7(―→))|=eq \r(?x2-x1?2+?y2-y1?2).
3.平面向量共線的坐標(biāo)表示
設(shè)a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0,則a∥b?x1y2-x2y1=0.
當(dāng)且僅當(dāng)x2y2≠0時,a∥b與eq \f(x1,x2)=eq \f(y1,y2)等價.即兩個不平行于坐標(biāo)軸的共線向量的對應(yīng)坐標(biāo)成比例.
【素養(yǎng)清單?常用結(jié)論】
若eq \(OA,\s\up7(→)),eq \(OB,\s\up7(→))是平面內(nèi)不共線的向量,則存在實(shí)數(shù)λ1,λ2使得eq \(OC,\s\up7(→))=λ1eq \(OA,\s\up7(→))+λ2eq \(OB,\s\up7(→)),則當(dāng)λ1+λ2=1時,A,B,C三點(diǎn)共線,特別地,當(dāng)λ1=λ2=eq \f(1,2)時,C是A與B的中點(diǎn)
【真題體驗(yàn)】
1.【2018年高考全國III卷理數(shù)】已知向量,,.若,則___________.
【答案】
【解析】由題可得,,,,即,故答案為.
【名師點(diǎn)睛】本題主要考查向量的坐標(biāo)運(yùn)算,以及兩向量共線的坐標(biāo)關(guān)系,屬于基礎(chǔ)題.解題時,由兩向量共線的坐標(biāo)關(guān)系計算即可.
2.【2017年高考江蘇卷】如圖,在同一個平面內(nèi),向量,,的模分別為1,1,,與的夾角為,且=7,與的夾角為45°.若,則___________.
【答案】3
【解析】由可得,,根據(jù)向量的分解,
易得,即,即,即得,
所以.
【名師點(diǎn)睛】(1)向量的坐標(biāo)運(yùn)算將向量與代數(shù)有機(jī)結(jié)合起來,這就為向量和函數(shù)、方程、不等式的結(jié)合提供了前提,運(yùn)用向量的有關(guān)知識可以解決某些函數(shù)、方程、不等式問題.
(2)以向量為載體求相關(guān)變量的取值范圍,是向量與函數(shù)、不等式、三角函數(shù)等相結(jié)合的一類綜合問題.通過向量的坐標(biāo)運(yùn)算,可將原問題轉(zhuǎn)化為解不等式或求函數(shù)值域的問題,是此類問題的一般方法.
(3)向量的兩個作用:①載體作用,關(guān)鍵是利用向量的意義、作用脫去“向量外衣”,轉(zhuǎn)化為我們熟悉的數(shù)學(xué)問題;②工具作用,利用向量可解決一些垂直、平行、夾角與距離問題.
2.若向量eq \(AB,\s\up7(→))=(1,2),eq \(BC,\s\up7(→))=(3,4),則eq \(AC,\s\up7(→))=( )
A.(4,6) B.(-4,-6)
C.(-2,-2) D.(2,2)
【答案】A
【解析】 因?yàn)閑q \(AC,\s\up7(→))=eq \(AB,\s\up7(→))+eq \(BC,\s\up7(→)),所以eq \(AC,\s\up7(→))=(1,2)+(3,4)=(4,6).
3.已知兩點(diǎn)A(4,1),B(7,-3),則與eq \(AB,\s\up7(→))同向的單位向量是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,5),-\f(4,5))) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,5),\f(4,5)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(4,5),\f(3,5))) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,5),-\f(3,5)))
【答案】A
【解析】 因?yàn)锳(4,1),B(7,-3),所以eq \(AB,\s\up7(→))=(3,-4),所以與eq \(AB,\s\up7(→))同向的單位向量為eq \f(\(AB,\s\up7(→)),|\(AB,\s\up7(→))|)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,5),-\f(4,5))).
4.(2017·山東卷)已知向量a=(2,6),b=(-1,λ).若a∥b,則λ=__________.
【答案】 -3
【解析】 因?yàn)閍∥b,所以-1×6=2λ,所以λ=-3.
5.梯形ABCD中,AB∥CD,AB=2CD,點(diǎn)M,N分別是CD,AB的中點(diǎn),設(shè)eq \(AB,\s\up7(→))=a,eq \(AD,\s\up7(→))=b.若eq \(MN,\s\up7(→))=ma+nb,則eq \f(n,m)=__________.
【答案】 -4
【解析】 因?yàn)閑q \(MN,\s\up7(→))=eq \(MD,\s\up7(→))+eq \(DA,\s\up7(→))+eq \(AN,\s\up7(→))=-eq \f(1,4)a-b+eq \f(1,2)a=eq \f(1,4)a-b,
所以m=eq \f(1,4),n=-1,所以eq \f(n,m)=-4.
【考法拓展?題型解碼】
考法一 平面向量基本定理的應(yīng)用
歸納總結(jié)
(1)應(yīng)用平面向量基本定理表示向量的實(shí)質(zhì)是利用平行四邊形法則或三角形法則進(jìn)行向量的加、減或數(shù)乘運(yùn)算.
(2)用平面向量基本定理解決問題的一般思路是先選擇一組基底,并運(yùn)用該基底將條件和結(jié)論表示成向量的形式,再通過向量的運(yùn)算來解決.
【例1】 (1)在平行四邊形ABCD中,點(diǎn)E和F分別是邊CD和BC的中點(diǎn).若eq \(AC,\s\up7(→))=λeq \(AE,\s\up7(→))+μeq \(AF,\s\up7(→)),其中λ,μ∈R,則λ+μ=__________.
【答案】eq \f(4,3)
【解析】選擇eq \(AB,\s\up7(→)),eq \(AD,\s\up7(→))作為平面向量的一組基底,則eq \(AC,\s\up7(→))=eq \(AB,\s\up7(→))+eq \(AD,\s\up7(→)),eq \(AE,\s\up7(→))=eq \f(1,2)eq \(AB,\s\up7(→))+eq \(AD,\s\up7(→)),eq \(AF,\s\up7(→))=eq \(AB,\s\up7(→))+eq \f(1,2)eq \(AD,\s\up7(→)),
又eq \(AC,\s\up7(→))=λeq \(AE,\s\up7(→))+μeq \(AF,\s\up7(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)λ+μ))eq \(AB,\s\up7(→))+eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(λ+\f(1,2)μ))eq \(AD,\s\up7(→)),
于是得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,2)λ+μ=1,,λ+\f(1,2)μ=1,))即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(λ=\f(2,3),,μ=\f(2,3),))故λ+μ=eq \f(4,3).
(2)如圖所示,在△ABC中,點(diǎn)O是BC的中點(diǎn),過點(diǎn)O的直線分別交直線AB,AC于不同的兩點(diǎn)M,N,若eq \(AB,\s\up7(→))=meq \(AM,\s\up7(→)),eq \(AC,\s\up7(→))=neq \(AN,\s\up7(→)),則mn的最大值為__________.
【答案】1
【解析】因?yàn)辄c(diǎn)O是BC的中點(diǎn),所以eq \(AO,\s\up7(→))=eq \f(1,2)(eq \(AB,\s\up7(→))+eq \(AC,\s\up7(→))).又因?yàn)閑q \(AB,\s\up7(→))=meq \(AM,\s\up7(→)),eq \(AC,\s\up7(→))=neq \(AN,\s\up7(→)),所以eq \(AO,\s\up7(→))=eq \f(m,2)eq \(AM,\s\up7(→))+eq \f(n,2)eq \(AN,\s\up7(→)).又因?yàn)镸,O,N三點(diǎn)共線,所以eq \f(m,2)+eq \f(n,2)=1,即m+n=2,所以mn≤eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(m,2)+\f(n,2)))2=1,
當(dāng)且僅當(dāng)m=n=1時,等號成立,故mn的最大值為1.
考法二 平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
歸納總結(jié):平面向量坐標(biāo)運(yùn)算的技巧
(1)向量的坐標(biāo)運(yùn)算主要是利用向量的加、減、數(shù)乘運(yùn)算的法則來進(jìn)行求解,若已知有向線段兩端點(diǎn)的坐標(biāo),則應(yīng)先求向量的坐標(biāo).要注意點(diǎn)的坐標(biāo)和向量的坐標(biāo)之間的關(guān)系,一個向量的坐標(biāo)等于向量終點(diǎn)的坐標(biāo)減去始點(diǎn)的坐標(biāo).
(2)解題過程中,常利用向量相等則其坐標(biāo)相同這一原則,通過列方程(組)來進(jìn)行求解.
【例2】 (1)已知向量a=(5,2),b=(-4,-3),c=(x,y),若3a-2b+c=0,則c=( )
A.(-23,-12) B.(23,12)
C.(7,0) D.(-7,0)
【答案】A
【解析】3a-2b+c=(23+x,12+y)=0,故x=-23,y=-12.故選A.
(2)已知向量a=(2,1),b=(1,-2).若ma+nb=(9,-8)(m,n∈R),則m-n的值為__________.
【答案】-3
【解析】由向量a=(2,1),b=(1,-2),得ma+nb=(2m+n,m-2n)=(9,-8),則eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2m+n=9,,m-2n=-8,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(m=2,,n=5,))故m-n=-3.
(3)平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知A(1,0),B(0,1),C(-1,c)(c>0),且|eq \(OC,\s\up7(→))|=2,若eq \(OC,\s\up7(→))=λeq \(OA,\s\up7(→))+μeq \(OB,\s\up7(→)),則實(shí)數(shù)λ+μ的值為__________.
【答案】eq \r(3)-1
【解析】因?yàn)閨eq \(OC,\s\up7(→))|=2,所以|eq \(OC,\s\up7(→))|2=1+c2=4,因?yàn)閏>0,所以c=eq \r(3).因?yàn)閑q \(OC,\s\up7(→))=λeq \(OA,\s\up7(→))+μeq \(OB,\s\up7(→)),所以(-1,eq \r(3))=λ(1,0)+μ(0,1),所以λ=-1,μ=eq \r(3),所以λ+μ=eq \r(3)-1.
考法三 平面向量共線的坐標(biāo)表示
歸納總結(jié)
(1)利用兩向量共線求參數(shù).如果已知兩向量共線,求某些參數(shù)的取值時,則利用“若a=(x1,y1),b=(x2,y2),則a∥b的充要條件是x1y2=x2y1”解題比較方便.
(2)利用兩向量共線的條件求向量坐標(biāo).一般地,在求與一 個已知向量a共線的向量時,可設(shè)所求向量為λa(λ∈R),然后結(jié)合其他條件列出關(guān)于λ的方程,求出λ的值后代入λa即可得到所求的向量.
【例3】 (1)已知向量m=(1,7)與向量n=(k,k+18)平行,則k的值為( )
A.-6 B.3
C.4 D.6
【答案】B
【解析】因?yàn)閙∥n,所以7k=k+18,解得k=3.故選B.
(2)已知點(diǎn)A(0,1),B(3,2),C(2,k),且A,B,C三點(diǎn)共線,則向量eq \(AC,\s\up7(→))=( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,\f(2,3))) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,\f(5,3)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3),2)) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,3),2))
【答案】A
【解析】Aeq \(B,\s\up7(→))=(3,1),Aeq \(C,\s\up7(→))=(2,k-1),因?yàn)锳,B,C三點(diǎn)共線,所以可設(shè)Aeq \(B,\s\up7(→))=λAeq \(C,\s\up7(→)),即(3,1)=λ(2,k-1),所以2λ=3,即λ=eq \f(3,2),所以Aeq \(C,\s\up7(→))=eq \f(1,λ)Aeq \(B,\s\up7(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,\f(2,3))).
(3)(2018·全國卷Ⅲ)已知向量a=(1,2),b=(2,-2),c=(1,λ).若c∥(2a+b),則λ=__________.
【答案】eq \f(1,2)
【解析】因?yàn)?a+b=(4,2),c=(1,λ),且(2a+b)∥c,所以4λ=2,所以λ=eq \f(1,2).
【易錯警示】
易錯點(diǎn) 不會利用坐標(biāo)法解答向量問題
【典例】 (2019·長沙模擬)給定兩個長度為1的平面向量eq \(OA,\s\up7(→))和eq \(OB,\s\up7(→)),它們的夾角為eq \f(2π,3).如圖所示,點(diǎn)C在以O(shè)為圓心的Aeq \x\t(B)上運(yùn)動.若eq \(OC,\s\up7(→))=xeq \(OA,\s\up7(→))+yeq \(OB,\s\up7(→)),其中x,y∈R,問x+y是否存在最大值?若不存在,說明理由.若存在,則求出最大值.
【錯解】當(dāng)C點(diǎn)在A或B時,有x=0,y=1或x=1,y=0,所以x+y=1,此時A,B,C三點(diǎn)共線,不可能最大;當(dāng)C點(diǎn)為A,B中點(diǎn)時,x,y均大于1,即x+y>2,故x+y沒有最大值.
【錯因分析】:由于C為動點(diǎn),不知C點(diǎn)在何處時,x+y最大,沒有建立一個能解決問題的數(shù)學(xué)模型,也就無從下手,得出錯誤答案.
【正解】:以O(shè)點(diǎn)坐標(biāo)原點(diǎn),Oeq \(A,\s\up7(→))所在的直線為x軸建立平面直角坐標(biāo)系,如圖所示,則A(1,0),Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),\f(\r(3),2))).
設(shè)∠AOC=αeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α∈\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(2π,3))))),
則C(cs α,sin α),
由eq \(OC,\s\up7(→))=xeq \(OA,\s\up7(→))+yeq \(OB,\s\up7(→)),得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(cs α=x-\f(1,2)y,,sin α=\f(\r(3),2)y,))
所以x=cs α+eq \f(\r(3),3)sin α,y=eq \f(2\r(3),3)sin α,
所以x+y=cs α+eq \r(3)sin α=2sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(α+\f(π,6))),
又α∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(2π,3))),所以當(dāng)α=eq \f(π,3)時,x+y取得最大值2.
答題模板:利用坐標(biāo)法求解向量問題的步驟
第一步:在圖形上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系;
第二步:根據(jù)題設(shè)條件,求出對應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)和相關(guān)向量的坐標(biāo);
第三步:根據(jù)共線的條件將坐標(biāo)代入條件化簡,并求出參數(shù)的值或最值.
【跟蹤訓(xùn)練】 (2017·江蘇卷)如圖,在同一個平面內(nèi),向量Oeq \(A,\s\up7(→)),Oeq \(B,\s\up7(→)),Oeq \(C,\s\up7(→))的模分別為1,1,eq \r(2),Oeq \(A,\s\up7(→))與Oeq \(C,\s\up7(→))的夾角為α,且tan α=7,Oeq \(B,\s\up7(→))與Oeq \(C,\s\up7(→))的夾角為45°.若Oeq \(C,\s\up7(→))=m Oeq \(A,\s\up7(→))+n Oeq \(B,\s\up7(→))(m,n∈R),則m+n=__________.
【答案】3
【解析】 以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),OA所在直線為x軸建立平面直角坐標(biāo)系,則A(1,0),由tan α=7,α∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),得sin α=eq \f(7,5\r(2)),cs α=eq \f(1,5\r(2)),設(shè)C(xC,yC),B(xB,yB),則xC=|eq \(OC,\s\up7(→))|cs α=eq \r(2)×eq \f(1,5\r(2))=eq \f(1,5),yC=|eq \(OC,\s\up7(→))|sin α=eq \r(2)×eq \f(7,5\r(2))=eq \f(7,5),即Ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,5),\f(7,5))).又cs(α+45°)=eq \f(1,5\r(2))×eq \f(1,\r(2))-eq \f(7,5\r(2))×eq \f(1,\r(2))=-eq \f(3,5),sin(α+45°)=eq \f(4,5),
則xB=|eq \(OB,\s\up7(→))|cs(α+45°)=-eq \f(3,5),yB=|eq \(OB,\s\up7(→))|sin(α+45°)=eq \f(4,5),
即Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,5),\f(4,5))),由eq \(OC,\s\up7(→))=meq \(OA,\s\up7(→))+neq \(OB,\s\up7(→)),可得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\f(1,5)=m-\f(3,5)n,,\f(7,5)=\f(4,5)n,))
解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(m=\f(5,4),,n=\f(7,4),))所以m+n=eq \f(5,4)+eq \f(7,4)=3.
【遞進(jìn)題組】
1.設(shè)平面向量a=(1,2),b=(2,-1),則向量eq \f(1,2)a-eq \f(3,2)b=( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(5,2),-\f(5,2))) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(5,2),\f(5,2)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,2),-\f(5,2))) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,2),\f(5,2)))
【答案】B
【解析】 由題意得eq \f(1,2)a-eq \f(3,2)b=eq \f(1,2)(1,2)-eq \f(3,2)(2,-1)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)-\f(3,2)×2,1+\f(3,2)))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(5,2),\f(5,2))).
2.已知向量eq \(OA,\s\up7(→))=(k,12),eq \(OB,\s\up7(→))=(4,5),eq \(OC,\s\up7(→))=(-k,10),且A,B,C三點(diǎn)共線,則k的值是( )
A.-eq \f(2,3) B.eq \f(4,3)
C.eq \f(1,2) D.eq \f(1,3)
【答案】A
【解析】 eq \(AB,\s\up7(→))=eq \(OB,\s\up7(→))-eq \(OA,\s\up7(→))=(4-k,-7),eq \(AC,\s\up7(→))=eq \(OC,\s\up7(→))-eq \(OA,\s\up7(→))=(-2k,-2).因?yàn)锳,B,C三點(diǎn)共線,所以eq \(AB,\s\up7(→)),eq \(AC,\s\up7(→))共線,所以-2×(4-k)=-7×(-2k),解得k=-eq \f(2,3).
3.在下列向量中,可以把向量a=(3,2)表示出來的是( )
A.e1=(0,0),e2=(1,2)
B.e1=(-1,2),e2=(5,-2)
C.e1=(3,5),e2=(6,10)
D.e1=(2,-3),e2=(-2,3)
【答案】B
【解析】 因?yàn)閍=(3,2),若e1=(0,0),e2=(1,2),不存在實(shí)數(shù)λ,μ,使得a=λe1+μe2,排除A項(xiàng);若e1=(-1,2),e2=(5,-2),設(shè)存在實(shí)數(shù)λ,μ,使得a=λe1+μe2,則(3,2)=λ(-1,2)+μ(5,-2),所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(3=-λ+5μ,,2=2λ-2μ,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(λ=2,,μ=1,))則a=2e1+e2,符合題意;易知C,D項(xiàng)為共線向量,排除C,D項(xiàng).故選B.
4.已知平面向量a,b滿足|a|=1,b=(1,1),且a∥b,則向量a的坐標(biāo)是__________.
【答案】 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(2),2),\f(\r(2),2)))或eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(\r(2),2),-\f(\r(2),2)))
【解析】 設(shè)a=(x,y),因?yàn)槠矫嫦蛄縜,b滿足|a|=1,b=(1,1),且a∥b,所以eq \r(x2+y2)=1,且x-y=0,解得x=y(tǒng)=±eq \f(\r(2),2).所以a=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\r(2),2),\f(\r(2),2)))或eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(\r(2),2),-\f(\r(2),2))).
5.已知點(diǎn)A(2,3),B(4,5),C(7,10),若eq \(AP,\s\up7(→))=eq \(AB,\s\up7(→))+λeq \(AC,\s\up7(→))(λ∈R),且點(diǎn)P在直線x-2y=0上,則λ的值為__________.
【答案】 -eq \f(2,3)
【解析】 設(shè)P(x,y),由eq \(AP,\s\up7(→))=eq \(AB,\s\up7(→))+λeq \(AC,\s\up7(→))得(x-2,y-3)=(2,2)+λ(5,7)=(2+5λ,2+7λ),所以x=5λ+4,y=7λ+5.又點(diǎn)P在直線x-2y=0上,故5λ+4-2(7λ+5)=0,解得λ=-eq \f(2,3).
【考卷送檢】
一、選擇題
1.若向量eq \(AB,\s\up7(→))=(2,4),eq \(AC,\s\up7(→))=(1,3),則eq \(BC,\s\up7(→))=( )
A.(1,1) B.(-1,-1)
C.(3,7) D.(-3,-7)
【答案】B
【解析】 因?yàn)閑q \(AB,\s\up7(→))=(2,4),eq \(AC,\s\up7(→))=(1,3),所以eq \(BC,\s\up7(→))=eq \(AC,\s\up7(→))-eq \(AB,\s\up7(→))=(1,3)-(2,4)=(-1,-1).故選B.
2.已知向量m=(a,-2),n=(1,1-a),且m∥n,則實(shí)數(shù)a=( )
A.-1 B.2或-1
C.2 D.-2
【答案】B
【解析】 因?yàn)閙∥n,所以a(1-a)=-2,即a2-a-2=0,解得a=-1或a=2.故選B.
3.在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知點(diǎn)O(0,0),A(0,1),B(1,-2),C(m,0).若eq \(OB,\s\up7(→))∥eq \(AC,\s\up7(→)),則實(shí)數(shù)m的值為( )
A.-2 B.-eq \f(1,2)
C.eq \f(1,2) D.2
【答案】C
【解析】 因?yàn)閑q \(OB,\s\up7(→))=(1,-2),eq \(AC,\s\up7(→))=(m,-1).又因?yàn)閑q \(OB,\s\up7(→))∥eq \(AC,\s\up7(→)),所以eq \f(m,1)=eq \f(-1,-2),m=eq \f(1,2).故選C.
4.已知點(diǎn)O是△ABC的外接圓圓心,且AB=3,AC=4.若存在非零實(shí)數(shù)x,y,使得eq \(AO,\s\up7(→))=xeq \(AB,\s\up7(→))+yeq \(AC,\s\up7(→)),且x+2y=1,則cs∠BAC的值為( )
A.eq \f(2,3) B.eq \f(\r(3),3)
C.eq \f(\r(2),3) D.eq \f(1,3)
【答案】A
【解析】 設(shè)M為AC的中點(diǎn),則eq \(AO,\s\up7(→))=xeq \(AB,\s\up7(→))+yeq \(AC,\s\up7(→))=xeq \(AB,\s\up7(→))+2yeq \(AM,\s\up7(→)).因?yàn)閤+2y=1,所以O(shè),B,M三點(diǎn)共線.又因?yàn)镺是△ABC的外接圓圓心,所以BM⊥AC,從而cs∠BAC=eq \f(2,3).故選A.
5.如圖,在△OAB中,P為線段AB上的一點(diǎn),Oeq \(P,\s\up7(→))=xeq \(OA,\s\up7(→))+yeq \(OB,\s\up7(→)),且Beq \(P,\s\up7(→))=2Peq \(A,\s\up7(→)),則( )
A.x=eq \f(2,3),y=eq \f(1,3) B.x=eq \f(1,3),y=eq \f(2,3)
C.x=eq \f(1,4),y=eq \f(3,4) D.x=eq \f(3,4),y=eq \f(1,4)
【答案】A
【解析】 由題意知Oeq \(P,\s\up7(→))=Oeq \(B,\s\up7(→))+Beq \(P,\s\up7(→)),又Beq \(P,\s\up7(→))=2Peq \(A,\s\up7(→))=eq \f(2,3)eq \(BA,\s\up7(→)),
所以O(shè)eq \(P,\s\up7(→))=Oeq \(B,\s\up7(→))+eq \f(2,3)Beq \(A,\s\up7(→))=Oeq \(B,\s\up7(→))+eq \f(2,3)(Oeq \(A,\s\up7(→))-Oeq \(B,\s\up7(→)))=eq \f(2,3)Oeq \(A,\s\up7(→))+eq \f(1,3)Oeq \(B,\s\up7(→)),
所以x=eq \f(2,3),y=eq \f(1,3).
6.(2019·忻州二中期中)如圖所示,已知點(diǎn)G是△ABC的重心,過點(diǎn)G作直線與AB,AC兩邊分別交于M,N兩點(diǎn),且eq \(AM,\s\up7(→))=xeq \(AB,\s\up7(→)),eq \(AN,\s\up7(→))=y(tǒng)eq \(AC,\s\up7(→)),則eq \f(xy,x+y)的值為( )
A.3 B.eq \f(1,3)
C.2 D.eq \f(1,2)
【答案】B
【解析】 (特值法)利用三角形的性質(zhì),過重心作平行于底邊BC的直線,得x=y(tǒng)=eq \f(2,3),則eq \f(xy,x+y)=eq \f(1,3).
二、填空題
7.已知向量a=(3,1),b=(1,3),c=(k,7),若(a-c)∥b,則k=________.
【答案】 5
【解析】 因?yàn)閍=(3,1),b=(1,3),c=(k,7),所以a-c=(3-k,-6).
因?yàn)?a-c)∥b,所以1×(-6)=3×(3-k),解得k=5.
8.已知向量a=(λ+1,1),b=(λ+2,2),若(a+b)∥(a-b),則λ=________.
【答案】 0
【解析】 因?yàn)閍+b=(2λ+3,3),a-b=(-1,-1),且(a+b)∥(a-b),
所以eq \f(2λ+3,-1)=eq \f(3,-1),所以λ=0.
9.已知向量eq \(OA,\s\up7(→))=(3,4),eq \(OB,\s\up7(→))=(6,-3),eq \(OC,\s\up7(→))=(5-m,-3-m),若點(diǎn)A,B,C能構(gòu)成三角形,則實(shí)數(shù)m應(yīng)滿足的條件是________.
【答案】 m≠-eq \f(7,10)
【解析】 因?yàn)閑q \(AB,\s\up7(→))=eq \(OB,\s\up7(→))-eq \(OA,\s\up7(→))=(3,-7),eq \(AC,\s\up7(→))=eq \(OC,\s\up7(→))-eq \(OA,\s\up7(→))=(2-m,-7-m),點(diǎn)A,B,C能構(gòu)成三角形,所以點(diǎn)A,B,C不共線,即eq \(AB,\s\up7(→))與eq \(AC,\s\up7(→))不共線,所以3×(-7-m)-(-7)×(2-m)≠0,解得m≠-eq \f(7,10),故實(shí)數(shù)m應(yīng)滿足m≠-eq \f(7,10).
三、解答題
10.已知a=(1,0),b=(2,1).求:
(1)|a+3b|;
(2)當(dāng)k為何實(shí)數(shù)時,ka-b與a+3b平行,平行時它們是同向還是反向?
【答案】 見解析
【解析】 (1)因?yàn)閍=(1,0),b=(2,1),所以a+3b=(7,3).故|a+3b|=eq \r(72+32)=eq \r(58).
(2)ka-b=(k-2,-1),a+3b=(7,3).因?yàn)閗a-b與a+3b平行,所以3(k-2)+7=0,即k=-eq \f(1,3).此時ka-b=(k-2,-1)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(7,3),-1)),a+3b=(7,3),則a+3b=-3(ka-b),即此時向量a+3b與ka-b方向相反.
11.已知A(-2,4),B(3,-1),C(-3,-4).設(shè)eq \(AB,\s\up7(→))=a,eq \(BC,\s\up7(→))=b,eq \(CA,\s\up7(→))=c,且eq \(CM,\s\up7(→))=3c,eq \(CN,\s\up7(→))=-2b,
(1)求3a+b-3c;
(2)求滿足a=mb+nc的實(shí)數(shù)m,n;
(3)求M,N的坐標(biāo)及向量eq \(MN,\s\up7(→))的坐標(biāo).
【答案】 見解析
【解析】 由已知得a=(5,-5),b=(-6,-3),c=(1,8).
(1)3a+b-3c=3(5,-5)+(-6,-3)-3(1,8)
=(15-6-3,-15-3-24)=(6,-42).
(2)因?yàn)閍=mb+nc=(-6m+n,-3m+8n),
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-6m+n=5,,-3m+8n=-5,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(m=-1,,n=-1.))
(3)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn),因?yàn)閑q \(CM,\s\up7(→))=eq \(OM,\s\up7(→))-eq \(OC,\s\up7(→))=3c,所以eq \(OM,\s\up7(→))=3c+eq \(OC,\s\up7(→))=(3,24)+(-3,-4)=(0,20),所以M(0,20).又因?yàn)閑q \(CN,\s\up7(→))=eq \(ON,\s\up7(→))-eq \(OC,\s\up7(→))=-2b,所以eq \(ON,\s\up7(→))=-2b+eq \(OC,\s\up7(→))=(12,6)+(-3,-4)=(9,2),所以N(9,2).所以eq \(MN,\s\up7(→))=(9,-18).
12.平面內(nèi)給定三個向量a=(3,2),b=(-1,2),c=(4,1).
(1)若(a+kc)∥(2b-a),求實(shí)數(shù)k的值;
(2)若d滿足(d-c)∥(a+b),且|d-c|=eq \r(5),求d的坐標(biāo).
【答案】 見解析
【解析】 (1)a+kc=(3+4k,2+k),2b-a=(-5,2),由題意得2×(3+4k)-(-5)×(2+k)=0,解得k=-eq \f(16,13).
(2)設(shè)d=(x,y),則d-c=(x-4,y-1),又a+b=(2,4),|d-c|=eq \r(5),所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(4?x-4?-2?y-1?=0,,?x-4?2+?y-1?2=5,))解得eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=3,,y=-1))或eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x=5,,y=3.))所以d的坐標(biāo)為(3,-1)或(5,3).
13.在矩形ABCD中,AB=1,AD=2,動點(diǎn)P在以點(diǎn)C為圓心且與BD相切的圓上.若eq \(AP,\s\up7(→))=λeq \(AB,\s\up7(→))+μeq \(AD,\s\up7(→)),則λ+μ的最大值為( )
A.3 B.2eq \r(2)
C.eq \r(5) D.2
【答案】A
【解析】 建立如圖所示的直角坐標(biāo)系,則C點(diǎn)坐標(biāo)為(2,1).設(shè)BD與圓C切于點(diǎn)E,連接CE,則CE⊥BD.因?yàn)镃D=1,BC=2,所以BD=eq \r(12+22)=eq \r(5),EC=eq \f(BC·CD,BD)=eq \f(2,\r(5))=eq \f(2\r(5),5),所以P點(diǎn)的軌跡方程為(x-2)2+(y-1)2=eq \f(4,5).
設(shè)P(x0,y0),則eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x0=2+\f(2\r(5),5)cs θ,,y0=1+\f(2\r(5),5)sin θ))(θ為參數(shù)),而eq \(AP,\s\up7(→))=(x0,y0),eq \(AB,\s\up7(→))=(0,1),eq \(AD,\s\up7(→))=(2,0).因?yàn)閑q \(AP,\s\up7(→))=λeq \(AB,\s\up7(→))+μeq \(AD,\s\up7(→))=λ(0,1)+μ(2,0)=(2μ,λ),所以μ=eq \f(1,2)x0=1+eq \f(\r(5),5)cs θ,λ=y(tǒng)0=1+eq \f(2\r(5),5)sin θ.兩式相加,得λ+μ=1+eq \f(2\r(5),5)sin θ+1+eq \f(\r(5),5)cs θ=2+sin(θ+φ)≤3eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(其中sin φ=\f(\r(5),5),cs φ=\f(2\r(5),5))),當(dāng)且僅當(dāng)θ=eq \f(π,2)+2kπ-φ,k∈Z時,λ+μ取得最大值3.故選A.
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