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- 2021-06-16 发布
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第2讲 平面向量基本定理及坐标表示
[基础题组练]
1.已知e1=(2,1),e2=(1,3),a=(-1,2).若a=λ1e1+λ2e2,则实数对(λ1,λ2)为( )
A.(1,1) B.(-1,1)
C.(-1,-1) D.(1,-1)
解析:选B.因为e1=(2,1),e2=(1,3),所以a=λ1e1+λ2e2=λ1(2,1)+λ2(1,3)=(2λ1+λ2,λ1+3λ2).又因为a=(-1,2),所以解得故选B.
2.(2020·河南新乡三模)设向量e1,e2是平面内的一组基底,若向量a=-3e1-e2与b=e1-λe2共线,则λ=( )
A. B.-
C.-3 D.3
解析:选B.法一:因为a与b共线,所以存在μ∈R,使得a=μb,即-3e1-e2=μ(e1-λe2).
故μ=-3,-λμ=-1,解得λ=-.
故选B.
法二:因为向量e1,e2是平面内的一组基底,
故由a与b共线可得,=,解得λ=-.
故选B.
3.已知OB是平行四边形OABC的一条对角线,O为坐标原点,=(2,4),=(1,3),若点E满足=3,则点E的坐标为( )
A. B.
C. D.
解析:选A.易知=-=(-1,-1),则C(-1,-1),设E(x,y),则3=3(-1-x,-1-y)=(-3-3x,-3-3y),由=3知
所以所以E.
4.(2020·河北豫水中学质检)已知在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=1,AC=2,D是△ABC内一点,且∠DAB=60°,设=λ+μ(λ,μ∈R),则=( )
A. B.
C.3 D.2
解析:选A.如图,以A为原点,AB所在直线为x轴,AC所在直线为y轴建立平面直角坐标系,则B点的坐标为(1,0),C点的坐标为(0,2),
因为∠DAB=60°,所以设D点的坐标为(m,m)(m≠0).
=(m,m)=λ+μ=λ(1,0)+μ(0,2)=(λ,2μ),则λ=m,且μ=m,
所以=.
5.设向量a=(1,2),b=(2,3),若向量λa+b与向量c=(-4,-7)共线,则λ= .
解析:因为a=(1,2),b=(2,3),所以λa+b=(λ,2λ)+(2,3)=(λ+2,2λ+3).
因为向量λa+b与向量c=(-4,-7)共线,
所以-7(λ+2)+4(2λ+3)=0.所以λ=2.
答案:2
6.已知点A(2,3),B(4,5),C(7,10),若=+λ(λ∈R),且点P在直线x-2y=0上,则λ的值为 .
解析:设P(x,y),则由=+λ,得(x-2,y-3)=(2,2)+λ(5,7)=(2+5λ,2+7λ),所以x=5λ+4,y=7λ+5.又点P在直线x-2y=0上,故5λ+4-2(7λ+5)=0,解得λ=-.
答案:-
7.在平行四边形ABCD中,E和F分别是CD和BC的中点.若=λ+μ,其中λ,μ∈R,则λ+μ= .
解析:选择,作为平面向量的一组基底,
则=+,=+,=+,
又=λ+μ=+,于是得
解得所以λ+μ=.
答案:
8.已知点O为坐标原点,A(0,2),B(4,6),=t1+t2.
(1)求点M在第二或第三象限的充要条件;
(2)求证:当t1=1时,不论t2为何实数,A,B,M三点共线.
解:(1)=t1+t2=t1(0,2)+t2(4,4)=(4t2,2t1+4t2).
点M在第二或第三象限⇔
解得t2<0且t1+2t2≠0.
故所求的充要条件为t2<0且t1+2t2≠0.
(2)证明:当t1=1时,由(1)知=(4t2,4t2+2).
因为=-=(4,4),
=-=(4t2,4t2)=t2(4,4)=t2,
所以A,B,M三点共线.
[综合题组练]
1.若α,β是一组基底,向量γ=xα+yβ(x,y∈R),则称(x,y)为向量γ在基底α,β下的坐标,现已知向量a在基底p=(1,-1),q=(2,1)下的坐标为(-2,2),则a在另一组基底m=(-1,1),n=(1,2)下的坐标为( )
A.(2,0) B.(0,-2)
C.(-2,0) D.(0,2)
解析:选D.因为a在基底p,q下的坐标为(-2,2),
即a=-2p+2q=(2,4),
令a=xm+yn=(-x+y,x+2y),
所以即
所以a在基底m,n下的坐标为(0,2).
2.给定两个长度为1的平面向量和,它们的夹角为90°,如图所示,点C在以O为圆心的圆弧上运动,若=x+y,其中x,y∈R,则x+y的最大值是( )
A.1 B.
C. D.2
解析:选B.因为点C在以O为圆心的圆弧上,所以||2=|x+y|2=x2+y2+2xy·=x2+y2,
所以x2+y2=1,则2xy≤x2+y2=1.
又(x+y)2=x2+y2+2xy≤2,
故x+y的最大值为.
3.设=(-2,4),=(-a,2),=(b,0),a>0,b>0,O为坐标原点,若A,B,C三点共线,则+的最小值为 .
解析:由已知得=(-a+2,-2),=(b+2,-4),
因为A,B,C三点共线,
所以(-a+2,-2)=λ(b+2,-4),
即整理得2a+b=2,
所以+=(2a+b)=≥=+(当且仅当a=2-,b=2-2时等号成立).
答案:+
4.(2020·黑龙江大庆二模)已知W为△ABC的外心,AB=4,AC=2,∠BAC=120°,设=λ1+λ2,则2λ1+λ2= .
解析:以A为坐标原点,AB所在直线为x轴建立平面直角坐标系,如图所示.
根据已知条件可知A(0,0),B(4,0),C(-1,).
根据外心的性质可知点W在直线x=2上(如图所示).
易知线段AC中点的坐标为,直线AC的斜率为-,故线段AC的中垂线l的斜率为(如图所示),方程为y-=.
令x=2,解得y=,故W.
由=λ1+λ2得=λ1(4,0)+λ2(-1,),
即解得
所以2λ1+λ2=+=3.
答案:3