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- 2021-06-16 发布
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平面向量的概念及线性运算
建议用时:45 分钟
一、选择题
1.设 D,E,F 分别为△ABC 的三边 BC,CA,AB 的中点,则EB
→
+FC
→
=
( )
A.AD
→
B.1
2AD
→
C.1
2BC
→
D.BC
→
A [由题意得EB
→
+FC
→
=1
2(AB
→
+CB
→
)+1
2(AC
→
+BC
→
)=1
2(AB
→
+AC
→
)=AD
→
.]
2.(2019·兰州模拟)设 D 为△ABC 所在平面内一点,BC
→
=-4CD
→
,则AD
→
=
( )
A.1
4AB
→
-3
4AC
→
B.1
4AB
→
+3
4AC
→
C.3
4AB
→
-1
4AC
→
D.3
4AB
→
+1
4AC
→
B [设AD
→
=xAB
→
+yAC
→
,由BC
→
=-4 CD
→
可得,
BA
→
+AC
→
=-4CA
→
-4AD
→
,
即-AB
→
-3AC
→
=-4xAB
→
-4yAC
→
,则Error!解得Error!
即AD
→
=1
4AB
→
+3
4AC
→
,故选 B.]
3.已知向量 a,b 不共线,且 c=λa+b,d=a+(2λ-1)b,若 c 与 d 共线反
向,则实数 λ 的值为( )
A.1 B.-1
2
C.1 或-1
2 D.-1 或-1
2
B [由于 c 与 d 共线反向,则存在实数 k 使
c=kd(k<0),于是 λa+b=k[a+(2λ-1)b].
整理得 λa+b=ka+(2λk-k)b.
由于 a,b 不共线,所以有Error!
整理得 2λ2-λ-1=0,
解得 λ=1 或 λ=-1
2.
又因为 k<0,
所以 λ<0,故 λ=-1
2.]
4.在平行四边形 ABCD 中,点 E 为 CD 的中点,BE 与 AC 的交点为 F,设AB
→
=a,AD
→
=b,则向量BF
→
=( )
A.1
3a+2
3b B.-1
3a-2
3b
C.-1
3a+2
3b D.1
3a-2
3b
C [由△CEF∽△ABF,且 E 是 CD 的中点得CE
AB
=EF
BF
=1
2
,则BF
→
=2
3BE
→
=2
3(BC
→
+CE
→
)
=2
3(AD
→
-1
2AB
→
)=-1
3a+2
3b,故选 C.]
5.在△ABC 中,AB=2,BC=3,∠ABC=60°,AD 为 BC 边上的高,O 为
AD 的中点,若AO
→
=λAB
→
+μBC
→
,则 λ+μ 等于( )
A.1 B.1
2
C.1
3 D.2
3
D [∵AD
→
=AB
→
+BD
→
=AB
→
+1
3BC
→
,
∴2AO
→
=AB
→
+1
3BC
→
,即AO
→
=1
2AB
→
+1
6BC
→
.
故 λ+μ=1
2
+1
6
=2
3.]
6.已知点 O,A,B 不在同一条直线上,点 P 为该平面上一点,且 2OP
→
=2OA
→
+BA
→
,则( )
A.点 P 在线段 AB 上
B.点 P 在线段 AB 的反向延长线上
C.点 P 在线段 AB 的延长线上
D.点 P 不在直线 AB 上
B [因为 2OP
→
=2OA
→
+BA
→
,所以 2AP
→
=BA
→
,所以点 P 在线段 AB 的反向延长
线上,故选 B.]
7.(2019·西安调研)如图,在平行四边形 ABCD 中,M,N 分
别为 AB,AD 上的点,且AM
→
=3
4AB
→
,AN
→
=2
3AD
→
,AC,MN 交于
点 P.若AP
→
=λAC
→
,则 λ 的值为( )
A.3
5 B.3
7
C. 3
16 D. 6
17
D [∵AM
→
=3
4AB
→
,AN
→
=2
3AD
→
,
∴AP
→
=λAC
→
=λ(AB
→
+AD
→
)=λ(4
3AM
→
+3
2AN
→
)
=4
3λAM
→
+3
2λAN
→
.
∵点 M,N,P 三点共线,
∴4
3λ+3
2λ=1,则 λ= 6
17.故选 D.]
二、填空题
8.若AP
→
=1
2PB
→
,AB
→
=(λ+1)BP
→
,则 λ=________.
-5
2
[如图,由AP
→
=1
2PB
→
,可知点 P 是线段 AB 上靠近点 A 的三等分点,则AB
→
=-3
2BP
→
,结合题意可得 λ+1=-3
2
,所以 λ=-5
2.
]
9.(2019·郑州模拟)设 e1 与 e2 是两个不共线向量,AB
→
=3e1+2e2,CB
→
=ke1+
e2,CD
→
=3e1-2ke2,若 A,B,D 三点共线,则 k 的值为________.
-9
4
[由题意,A,B,D 三点共线,故必存在一个实数 λ,使得AB
→
=λBD
→
.
又AB
→
=3e1+2e2,CB
→
=ke1+e2,CD
→
=3e1-2ke2,
所以BD
→
=CD
→
-CB
→
=3e1-2ke2-(ke1+e2)
=(3-k)e1-(2k+1)e2,
所以 3e1+2e2=λ(3-k)e1-λ(2k+1)e2,
又因为 e1 与 e2 不共线,
所以Error!解得 k=-9
4.]
10.下列命题正确的是________.(填序号)
①向量 a,b 共线的充要条件是有且仅有一个实数 λ,使 b=λa;
②在△ABC 中,AB
→
+BC
→
+CA
→
=0;
③只有方向相同或相反的向量是平行向量;
④若向量 a,b 不共线,则向量 a+b 与向量 a-b 必不共线.
④ [易知①②③错误.
∵向量 a 与 b 不共线,∴向量 a,b,a+b 与 a-b 均不为零向量.
若 a+b 与 a-b 共线,则存在实数 λ 使 a+b=λ(a-b),即(λ-1)a=(1+λ)b,∴
Error!此时 λ 无解,故假设不成立,即 a+b 与 a-b 不共线.]
1.如图所示,平面内有三个向量OA
→
,OB
→
,OC
→
,其中OA
→
与OB
→
的夹角为 120°,OA
→
与OC
→
的夹角为 30°,且|OA
→
|=|OB
→
|=1,|OC
→
|= 3,若OC
→
=λOA
→
+
μOB
→
,则 λ+μ=( )
A.1 B.2
C.3 D.4
C [法一:∵OA
→
与OB
→
的夹角为 120°,OA
→
与OC
→
的夹角为 30°,且|OA
→
|=|OB
→
|=
1,|OC
→
|= 3,∴由OC
→
=λOA
→
+μOB
→
,两边平方得 3=λ2-λμ+μ2,①
由OC
→
=λOA
→
+μOB
→
,两边同乘OA
→
得3
2
=λ-μ
2
,两边平方得9
4
=λ2-λμ+μ2
4
,②
①-②得3μ2
4
=3
4.根据题图知 μ>0,∴μ=1.代入3
2
=λ-μ
2
得 λ=2,∴λ+μ=3.
故选 C.
法二:建系如图:
由题意可知 A(1,0),C(3
2
, 3
2 ),B(-1
2
, 3
2 ),
∵(3
2
, 3
2 )=λ(1,0)+μ(-1
2
, 3
2 )=(λ-1
2μ, 3
2 μ).
∵Error!∴μ=1,λ=2.∴λ+μ=3.]
2.设 O 在△ABC 的内部,D 为 AB 的中点,且OA
→
+OB
→
+2OC
→
=0,则△ABC
的面积与△AOC 的面积的比值为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
B [如图,∵D 为 AB 的中点,则OD
→
=1
2(OA
→
+OB
→
),又
OA
→
+OB
→
+2OC
→
=0,
∴OD
→
=-OC
→
,∴O 为 CD 的中点,
又∵D 为 AB 中点,∴S△AOC=1
2S△ADC=1
4S△ABC,则S △ ABC
S △ AOC
=4.]
3.如图,在平行四边形 ABCD 中,O 是对角线 AC,BD
的交点,N 是线段 OD 的中点,AN 的延长线与 CD 交于点 E,若AE
→
=mAB
→
+AD
→
,则
实数 m 的值为________.
1
3
[由 N 是 OD 的中点,得AN
→
=1
2AD
→
+1
2AO
→
=1
2AD
→
+1
4(AD
→
+AB
→
)=3
4AD
→
+1
4AB
→
,
又因为 A,N,E 三点共线,
故AE
→
=λAN
→
,
即 mAB
→
+AD
→
=λ(3
4AD
→
+1
4AB
→
),
又AB
→
与AD
→
不共线,
所以Error!解得Error!故实数 m=1
3.]
4.在等腰梯形 ABCD 中, AB
→
=2DC
→
,点 E 是线段 BC 的中点,若AE
→
=λAB
→
+
μAD
→
,则 λ=________,μ=________.
3
4
1
2
[取 AB 的中点 F,连接 CF,则由题可得 CF∥AD,且 CF=AD.
∵AE
→
=AB
→
+BE
→
=AB
→
+1
2BC
→
=AB
→
+1
2(FC
→
-FB
→
)=AB
→
+1
2(AD
→
-1
2AB
→
)=3
4AB
→
+1
2
AD
→
,∴λ=3
4
,μ=1
2.]
1.O 是平面上一定点,A,B,C 是平面上不共线的三个点,动点 P 满足:OP
→
=OA
→
+λ(
AB
→
|AB
→
|
+
AC
→
|AC
→
|),λ∈[0,+∞),则 P 的轨迹一定通过△ABC 的( )
A.外心 B.内心
C.重心 D.垂心
B [作∠BAC 的平分线 AD.
因为OP
→
=OA
→
+λ(
AB
→
|AB
→
|
+
AC
→
|AC
→
|),
所以AP
→
=λ(
AB
→
|AB
→
|
+
AC
→
|AC
→
|)
=λ′·
AD
→
|AD
→
|
(λ′∈[0,+∞)),
所以AP
→
= λ′
|AD
→
|
·AD
→
,
所以AP
→
∥AD
→
,所以 P 的轨迹一定通过△ABC 的内心,
故选 B.]
2.如图,直角梯形 ABCD 中,AB∥CD,∠DAB=90°,AD=
AB=4,CD=1,动点 P 在边 BC 上,且满足AP
→
=mAB
→
+nAD
→
(m,
n 均为正实数),则1
m
+1
n
的最小值为________.
7+4 3
4
[AC
→
=AD
→
+DC
→
=1
4AB
→
+AD
→
,
BC
→
=AC
→
-AB
→
=-3
4AB
→
+AD
→
,
设BP
→
=λBC
→
=-3λ
4 AB
→
+λAD
→
(0≤λ≤1),
则AP
→
=AB
→
+BP
→
=(1-3λ
4 )AB
→
+λAD
→
.
因为AP
→
=mAB
→
+nAD
→
,
所以 m=1-3λ
4
,n=λ.
所以1
m
+1
n
= 4
4-3λ
+1
λ
= λ+4
-3λ2+4λ
= 1
28-[3(λ+4)+ 64
λ+4]
≥ 1
28-2 3 × 64
=7+4 3
4 .
当且仅当 3(λ+4)= 64
λ+4
,
即(λ+4)2=64
3
时取等号.]
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