平面向量题型归纳题型一 平面向量的线性运算例 1:记 N ᰰᰰ ᰰ,y = ᰰt ᰰ ≤ y t N i !{ᰰ,y }= y t ᰰ ≤ y设 a t b 为平面向量,则()yt ᰰ ݔ y ᰰt ᰰ ݔ yA .N i !{ a + b t |a -b |} ≤ N i !{ a t |b |}B .N i !{ a + b t |a -b |} ≤ N i !{ a t |b |}C .N ᰰᰰa +b 2t a -b 2≤ a 2 + b 2D .N ᰰᰰa +b 2t a -b 2≤a 2 +b 2【答案】:D【解析】方法一:对于平面向量 a t b t |a + b |与|a -b |表示以 a t b 为邻边的平行四边形的两条对角线的长度,而根据平面几何知识可得,平行四边形两对角线长度的较小者与相邻两边长度的较小者,没有确定的大小关系,故选项A ,B 均错;又 a + b t |a -b |中的较大者与 a t |b |一定构成非锐角三角形的三条边,由余弦定理知,必有 N ᰰᰰ a + b 2t a -b2≤ a 2 + b 2 ,故选项 D 正确,选项 C 错误.方法二:若 a t b 同向,令 a =2t |b |=3,这时|a + b |=5,|a -b |=1,N i !{|a + b |,|a -b |}=1,N i !{|a |,|b |}=2;若令|a |=2,|b |=6,这时 a + b=8t a -b =4t N i !{ a + b t |a -b |}=4 , 而 N i !{ a t |b |}=2 , 显然对任意 a t b , N i !{|a + b |,|a -b |} 与N i !{ a t |b |}的大小关系不确定, 即选项 A 、B 均错. 同理, 若 a t b 同向, 取|a |=1t |b |=2, 则 a + b=3t |a -b |=1,这时 N ᰰᰰa +b 2t a -b 2= ⸹,而 a 2+b 2 =5,不可能有 N ᰰᰰ a + b 2t a -b 2≤a 2 +b 2,故选 C 项错.【易错点】平面向量加减法线性运算性质。
【思维点拨】解题的关键是结合向量模的几何意义,加减运算的几何意义,通过图形分析得到正确选项; 也可从选择题的特点入手,通过对 a t b 特殊化,从而得到 a + b t |a -b |的值,通过比较大小关系排除错误选项,得出正确答案.题型二 共线向量定理、平面向量基本定理的应用例 1.O A B C 中,A B 边的高为 C ,若¯C ¯¯B ¯˙=a t ¯C ¯¯A ˙=b t a ·b =O t a =1t b =2t 则¯A ¯¯¯˙=( ) A.1 a -1bB.2 a -2bC.3 a -3bD.4 a -4b33335555【答案】 D【解析】方法一: a ·b =0t ᰰA C B =⸹0°t A B = 5t C = 2 5 .5B = 5t A =4 5t A : B =4 : 1. ¯A ¯¯¯˙=4 ¯A ¯¯B ¯˙=4 (¯C ¯¯B ¯˙ — ¯C ¯¯A ˙)= 4 a -4b .2方法二:如图,以 C 为原点,C A t C B 所在直线分别为 ᰰ 轴、y 轴建立平面直角坐标系.由已知得A 2t 0 tB 0,1 .又因为 C T AB ,所以可求得( 2 t 4 ),于是¯A ¯¯˙=( — 8 t 4 ),而 a = 0t1 tb =(2t0),若设¯A ¯¯˙=ᰰa + yb ,则有 5 55 52y =— 8 ᰰ = 4 5即 5 ,故¯A ¯¯˙= 4 a -4 b.ᰰ = 4 5 y =—4 5 5 5【易错点】平面向量加减法线性运算性质,平面向量的坐标表示;【思维点拨】根据题设条件确定出 A 、B 、三点坐标,再利用三点共线的性质即可解决.例 2. 若点 M 是∆A B C 所在平面内一点,且满足: 设¯A ¯¯M ¯˙= 3¯A ¯¯B ¯˙ + 1 ¯A ¯¯C˙. 44(1) 求∆ABM 与∆ABC 的面积之比.(2) 若 N 为 A B 中点,A M 与 C N 交于点 0,设B ¯¯¯¯˙ = ᰰ¯B ¯¯M ¯˙ + y B ¯¯¯N ¯˙,求 ᰰt y 的值. 【答案】 见解析;【解析】(1)由¯A ¯¯M ¯˙= 3¯A ¯¯B ¯˙ + 1 ¯A ¯¯C ˙可知 M 、B 、C 三点共线44如图令¯B ¯¯M ¯˙ = h ¯B ¯¯C ¯˙ ‹ ¯A ¯¯M ¯˙ = A ¯¯¯B ¯˙ + B ¯¯¯M ¯˙ = A ¯¯¯B ¯˙ + h ¯B ¯¯C ¯˙ = ¯A ¯¯B ¯˙ + h ¯A ¯¯C ˙ — ¯A ¯¯B ¯˙h = 1 ; S ∆ABM = 1.即面积之比为 1:4= 1 — h ¯A ¯¯B ¯˙ + h ¯A ¯¯C ˙; 4 S ∆ABC4(2)由B ¯¯¯0¯˙ = ᰰ¯B ¯¯M ¯˙ + y ¯B ¯¯N ¯˙ ‹ ¯B ¯¯0¯˙ = ᰰB ¯¯¯M ¯˙ + y B ¯¯¯A ¯˙ = ¯B ¯¯0¯˙ = ᰰ ¯B ¯¯M ¯˙ + y ¯B ¯¯N¯˙; 24ᰰ + y = 1ᰰ = 4由 0、M 、A 三点共线及 0、N 、C 三点共线‹ᰰ + y = 1 ‹ 47. y = 67【易错点】面积比值与线段比值的关系,三点共线的性质;【思维点拨】.利用共线性质得出 AB 与 AC 的线段长度之比,即可得到面积之比; 第二问中利用 0、M 、A 三点共线及 0、N 、C 三点共线性质进行解决即可;例3.设双曲线ᰰ2— y 2= 1(ᰰ 及 b 及 0)的右焦点为F ,过点F 与ᰰ 轴垂直的直线l 交两渐近线于A.B 两点,与双曲ᰰ2b 2线的其中一个交点为 P ,设坐标原点为 0,若¯0¯¯P ¯˙ = N ¯0¯¯A ¯˙ + !¯0¯¯B ¯˙(N t ! C R ),且 N ! = 2,则该双曲线的渐近线为⸹()A .y =± 3 ᰰB .y =± 2 ᰰC .y =± 1 ᰰD .y =± 1 ᰰ4423【答案】B【解析】由题意可知 A (c t b c )t B (c t — b c ),代入¯0¯¯P ¯˙ = N ¯0¯¯A ¯˙ + !0¯¯¯B ¯˙,得 P ((N + !)c t (N — !) b c ),代入双曲线方程ᰰᰰᰰ中,整理的 4e 2N ! = 1;又因为 N ! = 2,可得 e = 3 2 t b = e 2 — 1 = 2,所以该双曲线的渐近线为 y =± 2 ᰰ,故 B 为正确答案.⸹ 4 ᰰ 4 4【易错点】A 、B 、P 三点坐标的确定,离心率的概念。
【思维点拨】解析几何中基本量的计算要注意方程思想的应用和运算的准确性. 题型三 平面向量数量积的概念与计算例 1.如图,正六边形 A B C 砀F 的边长为 1,则A ¯¯¯¯˙ ∙ ¯¯¯B ¯˙=( ) A. 3B.— 3C.3D.— 3【答案】 D【解析】根据正六边形性质,有ᰰA B =30°,于是向量¯A ¯¯¯˙与¯¯¯B ¯˙所成角为 150°;且 ¯A ¯ ¯˙ = 2t ¯|¯¯¯B ¯˙| = 3,所以¯A ¯¯¯˙ ∙ ¯¯¯B ¯˙ = |A ¯¯¯¯˙| ∙¯¯¯B ¯˙ c 쳌䁠150°=2 × 3 × — =— 3,选 D .【易错点】正六边形的性质及平面向量的加减法运算法则的应用;【思维点拨】利用定义求两个非零向量数量积,关键要搞清向量的数量积和模,尤其在求向量夹角时,要判断其 起点是否共点.例 2.在O ABC 中,内角 AtBtC 的对边分别为 ᰰtbtct 䁠i! C = 6 t ᰰ = b = 3t 点 P 是边 AB 上的一个三等分点,则¯C ¯P ˙ ∙23¯C ¯¯B ¯˙ + ¯C ¯¯P ˙ ∙ ¯C ¯¯A ˙ =( )A.0B.6C.9D.12【答案】 B3 21—䁠i!2C2【解析】过点C 作C0 T AB,垂足为0.如图所示,C 0t . t 䁠i! C = 6t cos C = = 3t C0 = 3. A0 = 0B = = 6.2 3 2 3取点P靠近点B的三等分点.则P6t0.¯C¯¯P˙∙¯C¯¯B¯˙+¯C¯¯P˙∙¯C¯¯A˙=¯C¯¯P˙∙2C¯¯¯0¯˙=26t—∙ 0t —= 6.3 3同理取点P靠近点A的三等分点答案也是6.C¯¯¯P˙∙C¯¯¯B¯˙+¯C¯¯P˙∙¯C¯¯A˙=6.【易错点】坐标系的建立,点坐标的确定;【思维点拨】用坐标法求平面向量数量积可以简化解题过程,坐标法思想能否灵活使用以及坐标系建立的恰当与否是解题关键.例3.如图,B C t砀是半径为1的圆0的两条直径,¯B¯¯F¯˙=2¯F¯¯0¯˙,则F¯¯¯¯˙∙¯F¯¯砀˙的值是()A.—34【答案】BB.—8⸹C.—14D.—4⸹【解析】¯B¯¯F¯˙=2¯F¯¯0¯˙t t=1t¯F¯¯0¯˙=1t¯F¯¯¯˙∙¯F¯¯砀˙=¯F¯¯0¯˙+¯0¯¯¯˙3∙¯F¯¯0¯˙+¯0¯¯砀¯˙=¯F¯¯0¯˙2+¯F¯¯0¯˙∙¯0¯砀¯˙ + ¯0¯¯˙+ ¯0¯¯˙ ∙¯0¯砀¯˙ =2+ 0 — 1 =—8 .故选B.⸹【易错点】平面向量线性运算性质的应用,共线性质的应用;【思维点拨】利用线性运算将待求量转化到利用B.0.C t.0.砀共线的向量表示,利用同向或是反向解决问题;题型四平面向量的夹角与模的计算例1.若非零向量a t b满足|a|=22|b|,且(a-b)T(3a+2b),则a与b的夹角为()3A.π4B.π2C.3π4 D.π333 — 3 23313【答案】 A【解析】设b=ᰰt〈a t b〉=8,则a=22ᰰt a∙b=22ᰰ2c쳌䁠8.3 3(a-b) T (3a+2b),(a-b)·(3a+2b)=0,3a2+2a·b-3a·b-2b2=0t即8222ᰰ2c쳌䁠8-2ᰰ2=0t 3 ×⸹ᰰ-322 c쳌䁠8 = 2t c쳌䁠8 = 2,θ C 0tπ t 8 = n.故选A.3 3 2 4【易错点】垂直关系的转化,比例关系的应用,夹角的范围;【思维点拨】利用垂直得出a t b的等式关系,借助长度关系建立关于夹角余弦值方程即可解决; 题型五平面向量中的范围、最值问题例1.在边长为2的等边三角形∆A B C中,是A B的中点,砀为线段A C上一动点,则¯砀¯¯B¯˙∙砀¯¯¯¯˙的取值范围为【答案】见解析;【解析】由题意可得,¯A¯¯砀¯˙与¯A¯¯B¯˙的夹角是60°,是A B的中点,设A¯¯¯砀¯˙=ᰰ,∴¯砀¯¯B¯˙∙¯砀¯¯¯˙=¯A¯¯B¯˙—¯A¯¯砀¯˙∙¯A¯¯˙ —¯A¯砀¯˙=¯A¯¯B¯˙∙¯A¯¯¯˙—¯A¯¯B¯˙+¯A¯¯¯˙∙¯A¯砀¯˙ + |¯A¯¯砀¯˙|2=2|¯A¯¯¯˙|2 — 3¯A¯¯¯˙ ∙¯A¯砀¯˙+¯A¯砀¯˙ 2 = 2 —3ᰰ + ᰰ2;2由于砀为线段A C上的一动点,故0≤ᰰ≤2,令ƒ(ᰰ)=2—3ᰰ+ᰰ2=ᰰ—3 2 + 23;2 4 16∴当ᰰ=3时,ƒ(ᰰ)N i!=23;当ᰰ=2时,ƒ(ᰰ)Nᰰᰰ=3,∴砀¯¯¯B¯˙∙¯砀¯¯¯˙的取值范围为[23t3)4 16 16【易错点】线性转化,函数关系的构造,取值范围的确定;【思维点拨】将¯砀¯¯B¯˙∙¯砀¯¯¯˙用某个变量表示,转化为函数的值域问题,其中选择变量要有可操作性.例2.已知向量a t b t c满足:a = 4t b = 2 2t a与b的夹角为n,c—a∙ c—b =—1,则|c—a|的最4大值为()A. 2 + 12【答案】 D B. 2 + 22C. 2+12D. 2 + 1【解析】设¯0¯¯A¯˙= a t¯0¯¯B¯˙= b t¯0¯¯C¯˙= c;以0A 所在直线为ᰰt0为坐标原点建立空间直角坐标系,∵a = 4t b = 2 2t a与b的夹角为n,则A(4t0)t B(2t2),设C(ᰰt y),∵c—a∙ c—b =— 1,4∴ᰰ2 + y2 — 6ᰰ— 2y + ⸹ = 0,即(ᰰ— 3)2 + (y — 1)2 = 1 表示以(3,1)为圆心,以1 为半径的圆,|c — a|表示点AC 的距离,即圆上的点与点A(4t0)的距离;∵圆心到B 的距离为:∴|c — a|的最大值为 2 + 1,故选:D.= 2, (4 — 3)2 + (0 — 1)20 055【易错点】题干条件的转化,几何意义的应用;【思维点拨】夹角已知向量模已知的情况下,即可将线性运算转化为坐标运算,将问题具体化. 例 3. 已知向量¯0¯¯A ¯˙与¯0¯¯B ¯˙的夹角为8t ¯0¯¯A ¯˙0 ݔ t ݔ 1时,夹角8的取值范围为(5= 2t ¯0¯¯B ¯˙) = 1t ¯0¯¯P ¯˙ = t ¯0¯¯A ¯˙t ¯0¯¯G ¯˙ = 1 — t 0¯¯¯B ¯˙t |¯P ¯¯t¯˙|在t 0时取得最小值,当A.(0t n )B. ( n t n )C. ( n t 2n )D. (0t 2n )33 22 33【答案】 D【解析】由题意知, ¯0¯¯A ¯˙ ∙ ¯0¯¯B ¯˙ = 2 × 1 × c 쳌䁠8 = 2c 쳌䁠8t ¯P ¯¯t ¯˙ = ¯0¯¯t ¯˙ — ¯0¯¯P ¯˙ = 1 — t ¯0¯¯B ¯˙ — t ¯0¯¯A ¯˙; ∴¯P ¯¯t ¯˙2 = 1 — t 2¯0¯¯B ¯˙2 + t 20¯¯¯A ¯˙2 — 2t 1 — t ¯0¯¯A ¯˙ ∙ ¯0¯¯B¯˙ = 1 — t 2 + 4t 2 — 4t (1 — t )c 쳌䁠8; 5 + 4c 쳌䁠8 t 2 + — 2 — 4c 쳌䁠8 t + 1;由二次函数图像及其性质知,当上式取得最小值时, t = 1+2c 쳌䁠8.5+4c 쳌䁠8由题意可得,0 ݔ 1+2c 쳌䁠8 ݔ 1,求得— 1 ݔ c 쳌䁠8 ݔ 0,所以nݔ c 쳌䁠8 ݔ 2n ,故应选 C.5+4c 쳌䁠8 5223【易错点】转化方向的确定,函数关系的建立;【思维点拨】求变量的取值范围、最值,往往要将目标函数用某个变量表示,转化为求函数的最值问题,期间要 注意变量之间的关系,进而得解.例 4.已知 a = ht2 tb = ( — 3t5),且 a 与 b 的夹角为锐角,则h 的取值范围是【答案】 h ݔ 10 且h ≠— 635【解析】由于 a 与 b 的夹角为锐角, a ∙ b 及 0,且 a 与 b 不共线同向,由 a ∙ b 及 0 ‹— 3h + 10 及 0,解 得h ݔ 10,当向量 a 与 b 共线时,得 5h =— 6,得h =— 6 因此h 的取值范围是h ݔ 10 且h ≠— 6 3, 3.【易错点】忽略夹角为锐角的条件及其需要满足的条件;【思维点拨】注意向量夹角与三角形内角的区别,向量夹角的范围是[0tn],而三角形内角范围是(0tn),向量夹 角是锐角,则 c 쳌䁠8 及 0 且 c 쳌䁠8 ≠ 1,而三角形内角为锐角,则 c 쳌䁠8 及 0. 题型六 平面向量在三角函数中的应用例 1.在平面直角坐标系 ᰰ0y 中,已知向量 m = ( 2 t — 2 ),n = 䁠i !ᰰt c 쳌䁠ᰰ ;ᰰ C t n .222①若 m T n ,求 t ᰰ!ᰰ 的值; ②若 m 与 n 的夹角为n,求 ᰰ 的值.3【答案】 见解析;【解析】①∵m = ( 2 t — 2 ),n = 䁠i !ᰰt c 쳌䁠ᰰ ,m T n .22∴m ·n = 2 䁠i !ᰰ — 2 c 쳌䁠ᰰ = 0,即 䁠i !ᰰ=c 쳌䁠ᰰ,∴t ᰰ!ᰰ = 䁠i !ᰰ = 1.2 2②由题意知, m == 1, n = c 쳌䁠ᰰ=1,m ·n = 2 䁠i !ᰰ — 2 c 쳌䁠ᰰ = sin (ᰰ — n ).224而 m·n =|m|·|n|·c 쳌䁠〈m ,n 〉=c 쳌䁠n = 1 . sin (ᰰ — n )= 1,3242又 ∵ᰰ C 0t n ᰰ — n C — n t n ,∴ᰰ — n = n ,∴ᰰ = 5n .2444612【易错点】运算出错,角度范围不明确;【思维点拨】利用平面向量坐标运算性质及垂直关系建立等式即可得出结果。