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平面向量经典习题-提高篇

平面向量: 1. 已知向量a=(1,2),b=(2,0),若向量λa+b与向量c=(1,-2)共线,则实数λ等于( )

A.-2 B.-13

C.-1 D.-23 [答案] C [解析] λa+b=(λ,2λ)+(2,0)=(2+λ,2λ), ∵λa+b与c共线, ∴-2(2+λ)-2λ=0,∴λ=-1. 2. (文)已知向量a=(3,1),b=(0,1),c=(k,3),若a+2b与c垂直,则k=( ) A.-1 B.-3 C.-3 D.1 [答案] C [解析] a+2b=(3,1)+(0,2)=(3,3), ∵a+2b与c垂直,∴(a+2b)·c=3k+33=0, ∴k=-3. (理)已知a=(1,2),b=(3,-1),且a+b与a-λb互相垂直,则实数λ的值为( )

A.-611 B.-116

[答案] C [解析] a+b=(4,1),a-λb=(1-3λ,2+λ), ∵a+b与a-λb垂直,

∴(a+b)·(a-λb)=4(1-3λ)+1×(2+λ)=6-11λ=0,∴λ=611. 3. 设非零向量a、b、c满足|a|=|b|=|c|,a+b=c,则向量a、b间的夹角为( ) A.150° B.120° C.60° D.30° [答案] B [解析] 如图,在▱ABCD中, ∵|a|=|b|=|c|,c=a+b,∴△ABD为正三角形, ∴∠BAD=60°,∴〈a,b〉=120°,故选B.

(理)向量a,b满足|a|=1,|a-b|=32,a与b的夹角为60°,则|b|=( )

[答案] A

[解析] ∵|a-b|=32,∴|a|2+|b|2-2a·b=34, ∵|a|=1,〈a,b〉=60°, 设|b|=x,则1+x2-x=34,∵x>0,∴x=12. 4. 若AB→·BC→+AB→2=0,则△ABC必定是( ) A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.等腰直角三角形 [答案] B

[解析] AB→·BC→+AB→2=AB→·(BC→+AB→)=AB→·AC→=0,∴AB→⊥AC→, ∴AB⊥AC,∴△ABC为直角三角形. 5. (文)若向量a=(1,1),b=(1,-1),c=(-2,4),则用a,b表示c为( ) A.-a+3b B.a-3b C.3a-b D.-3a+b [答案] B [解析] 设c=λa+μb,则(-2,4)=(λ+μ,λ-μ),

∴ λ+μ=-2λ-μ=4,∴ λ=1μ=-3,∴c=a-3b,故选B. (理)在平行四边形ABCD中,AC与BD交于O,E是线段OD的中点,AE的延长线与CD交于点F,若AC→=a,BD→=b,则AF→等于( )

a+12b a+13b

a+14b a+23b [答案] B [解析] ∵E为OD的中点,∴BE→=3ED→, ∵DF∥AB,∴|AB||DF|=|EB||DE|,

∴|DF|=13|AB|,∴|CF|=23|AB|=23|CD|, ∴AF→=AC→+CF→=AC→+23CD→=a+23(OD→-OC→) =a+23(12b-12a)=23a+13b. 6. 若△ABC的三边长分别为AB=7,BC=5,CA=6,则AB→·BC→的值为( ) A.19 B.14 C.-18 D.-19 [答案] D

[解析] 据已知得cosB=72+52-622×7×5=1935,故AB→·BC→=|AB→|×|BC→|×(-cosB)=

7×5×-1935=-19. 7. 若向量a=(x-1,2),b=(4,y)相互垂直,则9x+3y的最小值为( ) A.12 B.23 C.32 D.6 [答案] D [解析] a·b=4(x-1)+2y=0,∴2x+y=2,∴9x+3y=32x+3y≥232x+y=6,

等号在x=12,y=1时成立. 8. 若A,B,C是直线l上不同的三个点,若O不在l上,存在实数x使得x2OA→+xOB→+BC→=0,实数x为( )

A.-1 B.0

[答案] A

[解析] x2OA→+xOB→+OC→-OB→=0,∴x2OA→+(x-1)OB→+OC→=0,由向量共线的充要条件及A、B、C共线知,1-x-x2=1,∴x=0或-1,当x=0时,BC→=0,与条件矛盾,∴x=-1.

9. (文)已知P是边长为2的正△ABC边BC上的动点,则AP→·(AB→+AC→)( ) A.最大值为8 B.最小值为2 C.是定值6 D.与P的位置有关 [答案] C [解析] 以BC的中点O为原点,直线BC为x轴建立如图坐标系,则B(-1,0),C(1,0),A(0,3),AB→+AC→=(-1,-3)+(1,-3)=(0,-23), 设P(x,0),-1≤x≤1,则AP→=(x,-3), ∴AP→·(AB→+AC→)=(x,-3)·(0,-23)=6,故选C.

(理)在△ABC中,D为BC边中点,若∠A=120°,AB→·AC→=-1,则|AD→|的最小值是( )

[答案] D

[解析] ∵∠A=120°,AB→·AC→=-1, ∴|AB→|·|AC→|·cos120°=-1, ∴|AB→|·|AC→|=2, ∴|AB→|2+|AC→|2≥2|AB→|·|AC→|=4, ∵D为BC边的中点,∴AD→=12(AB→+AC→),∴|AD→|2=14(|AB→|2+|AC→|2+2AB→·AC→)=14

(|AB→|2+|AC→|2-2)≥14(4-2)=12,

∴|AD→|≥22. 10. 如图所示,点P是函数y=2sin(ωx+φ)(x∈R,ω>0)的图象的最高点,M,N是该图象与x轴的交点,若PM→·PN→=0,则ω的值为( )

C.4 D.8 [答案] B

[解析] ∵PM→·PN→=0,∴PM⊥PN,又P为函数图象的最高点,M、N是该图象与x轴的交点,∴PM=PN,yP=2,∴MN=4,∴T=2πω=8,∴ω=π4. 11. 如图,一直线EF与平行四边形ABCD的两边AB,AD分别交于E、F两点,且交其对角线于K,其中AE→=13AB→,AF→=12AD→,AK→=λAC→,则λ的值为( )

[答案] A

[解析] 如图,取CD的三等分点M、N,BC的中点Q,则EF∥DG∥BM∥NQ,易知AK→

=15AC→,∴λ=15. 12. 已知向量a=(2,3),b=(-1,2),若ma+4b与a-2b共线,则m的值为( ) B.2

C.-2 D.-12 [答案] C [解析] ma+4b=(2m-4,3m+8),a-2b=(4,-1), 由条件知(2m-4)·(-1)-(3m+8)×4=0, ∴m=-2,故选C.

13. 在△ABC中,C=90°,且CA=CB=3,点M满足BM→=2MA→,则CM→·CB→等于( ) A.2 B.3 C.4 D.6 [答案] B

[解析] CM→·CB→ =(CA→+AM→)·CB→ =(CA→+13AB→)·CB→

=CA→·CB→+13AB→·CB→ =13|AB→|·|CB→|·cos45° =13×32×3×22=3. 14. 在正三角形ABC中,D是BC上的点,AB=3,BD=1,则AB→·AD→=________. [答案] 152 [解析] 由条件知,|AB→|=|AC→|=|BC→|=3,〈AB→,AC→〉=60°,〈AB→,CB→〉=60°,CD→=23CB→,

∴AB→·AD→=AB→·(AC→+CD→)=AB→·AC→+AB→·23CB→=3×3×cos60°+23

×3×3×cos60°=152.

15. 已知向量a=(3,4),b=(-2,1),则a在b方向上的投影等于________. [答案] -255

[解析] a在b方向上的投影为a·b|b|=-25=-255. 16. 已知向量a与b的夹角为2π3,且|a|=1,|b|=4,若(2a+λb)⊥a,则实数λ=________. [答案] 1

[解析] ∵〈a,b〉=2π3,|a|=1,|b|=4,∴a·b=|a|·|b|·cos〈a,b〉=1×4×cos2π3=-2,∵(2a+λb)⊥a,∴a·(2a+λb)=2|a|2+λa·b=2-2λ=0,∴λ=1. 17. 已知:|OA→|=1,|OB→|=3,OA→·OB→=0,点C在∠AOB内,且∠AOC=30°,设OC→=mOA→+nOB→(m,n∈R+),则mn=________.

[答案] 3 [解析] 设mOA→=OF→,nOB→=OE→,则OC→=OF→+OE→,

∵∠AOC=30°,∴|OC→|·cos30°=|OF→|=m|OA→|=m, |OC→|·sin30°=|OE→|=n|OB→|=3n,

两式相除得:m3n=|OC→|cos30°|OC→|sin30°=1tan30°=3,∴mn=3. 18. (文)设i、j是平面直角坐标系(坐标原点为O)内分别与x轴、y轴正方向相同的两个单位向量,且OA→=-2i+j,OB→=4i+3j,则△OAB的面积等于________. [答案] 5

[解析] 由条件知,i2=1,j2=1,i·j=0,∴OA→·OB→=(-2i+j)·(4i+3j)=-8+3=-5,又OA→·OB→=|OA→|·|OB→|·cos〈OA→,OB→〉=55cos〈OA→,OB→〉, ∴cos〈OA→,OB→〉=-55,∴sin〈OA→,OB→〉=255,

∴S△OAB=12|OA→|·|OB→|·sin〈OA→,OB→〉=12×5×5×255=5.

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