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  • 2021-06-22 发布

高中数学(人教A版)必修4:2-4-1同步试题(含详解)

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高中数学(人教A版)必修4同步试题 ‎1.已知向量a,b满足a·b=0,|a|=1,|b|=2,则|‎2a-b|=(  )‎ A.0          B.2 C.4 D.8‎ 解析 |‎2a-b|2=‎4a2-‎4a·b+b2=8,‎ ‎∴|‎2a-b|=2.‎ 答案 B ‎2.已知|a|=6,|b|=2,a与b的夹角为60°,则a·b等于(  )‎ A.6+ B.6- C.6 D.7‎ 解析 a·b=|a||b|cos60°=6×2×cos60°=6.‎ 答案 C ‎3.已知|a|=2,|b|=4,a·b=-4,则向量a与b的夹角为(  )‎ A.30° B.60°‎ C.150° D.120°‎ 解析 cosθ===-,∵θ∈[0°,180°],‎ ‎∴θ=120°,故选D.‎ 答案 D ‎4.已知|b|=3,a在b方向上的投影为,则a·b=(  )‎ A.3 B. C.2 D. 解析 由题意,得|a|cos〈a,b〉=,‎ ‎∴a·b=|a||b|cos〈a,b〉=3×=.‎ 答案 B ‎5.若非零向量a与b的夹角为,|b|=4,(a+2b)·(a-b)=-32,则向量a的模为(  )‎ A.2 B.4‎ C.6 D.12‎ 解析 (a+2b)·(a-b)=a2+‎2a·b-a·b-2b2‎ ‎=a2+a·b-2b2=-32,‎ 又a·b=|a||b|cos=|a|×4×=-2|a|,‎ ‎∴|a|2-2|a|-2×42=-32.‎ ‎∴|a|=2,或|a|=0(舍去).‎ 答案 A ‎6.若平面向量a=(-1,2)与b的夹角是180°,且|b|=3,则b=________.‎ 解析 设b=(x,y),则∴x2=9.‎ ‎∴x=±3,又a=(-1,2)与b方向相反.‎ ‎∴b=(3,-6).‎ 答案 (3,-6)‎ ‎7.设向量a,b满足|a|=1,|b|=1,且|ka+b|=|a-kb|(k>0).若a与b的夹角为60°,则k=________.‎ 解析 由|ka+b|=|a-kb|,‎ 得k‎2a2+2ka·b+b2=‎3a2-6ka·b+3k2b2,‎ 即(k2-3)a2+8ka·b+(1-3k2)b2=0.‎ ‎∵|a|=1,|b|=1,a·b=1×1cos60°=,‎ ‎∴k2-2k+1=0,∴k=1.‎ 答案 1‎ ‎7.已知两点A(2,3),B(-4,5),则与共线的单位向量是________.‎ 解析 A=(-6,2),‎ ‎∴||==2,‎ ‎∴与共线的单位向量为±.‎ 答案 (-,)或(,-)‎ ‎8.若向量a,b满足|a|=,|b|=1,a·(a+b)=1,则向量a,b的夹角的大小为________.‎ 解析 ∵|a|=,a·(a+b)=1,‎ ‎∴a2+a·b=2+a·b=1.‎ ‎∴a·b=-1.‎ 设a,b的夹角为θ,则cosθ===-,‎ 又θ∈[0,π],∴θ=.‎ 答案  ‎9.已知|a|=2|b|≠0,且关于x的方程x2+|a|x+a·b=0有实根,求a与b的夹角的取值范围.‎ 解 依题意,Δ=|a|2-‎4a·b≥0,‎ ‎∴|a|2≥‎4a·b.设a与b的夹角为θ,则 cosθ=≤=,‎ 又0≤θ≤π,∴θ∈.‎ 即a与b的夹角的取值范围是.‎ ‎10.已知|a|=1,a·b=,(a-b)·(a+b)=,求:‎ ‎(1)a与b的夹角;‎ ‎(2)a-b与a+b的夹角的余弦值.‎ 解 (1)∵(a-b)·(a+b)=,‎ ‎∴|a|2-|b|2=.∵|a|=1,‎ ‎∴|b|= =.‎ 设a与b的夹角为θ,则 cosθ===,∵0°≤θ≤180°,‎ ‎∴θ=45°.‎ ‎(2)∵(a-b)2=a2-‎2a·b+b2=,‎ ‎∴|a-b|=.‎ ‎∵(a+b)2=a2+‎2a·b+b2=,‎ ‎∴|a+b|=.‎ 设a-b与a+b的夹角为α,则 cosα===.‎ 教师备课资源 ‎1.设a,b,c是三个向量,以下命题中正确的有(  )‎ ‎①若a·b=a·c,且a≠0,则b=c;‎ ‎②若a·b=0,则a=0,或b=0;‎ ‎③若a,b,c互不共线,则(a·b)c=a(b·c);‎ ‎④(‎3a+2b)(‎3a-2b)=9|a|2-4|b|2.‎ A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 解析 ①,②,③均错,④正确.‎ 答案 A ‎2.△ABC中,·<0,则△ABC是(  )‎ A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.等边三角形 答案 C ‎3.已知|a|=4,|b|=6,a与b的夹角为60°,则向量a在b方向上的投影是________,向量b在a方向上的投影是________.‎ 解析 向量a在b方向上的投影是|a|cos60°=4×=2,向量b在a方向上的投影是|b|cos60°=6×=3.‎ 答案 2 3‎ ‎4.若向量|a|=1,|b|=2,|a-b|=2,则|a+b|=________.‎ 解析 由|a-b|=2,‎ 得|a|2-‎2a·b+|b|2=4.‎ 又|a|=1,|b|=2,‎ ‎∴‎2a·b=1.‎ ‎∴|a+b|2=|a|2+‎2a·b+|b|2=1+1+4=6.‎ ‎∴|a+b|=.‎ 答案  ‎5.已知a,b为两个单位向量,则下面说法正确的是(  )‎ A.a=b B.如果a∥b,那么a=b C.a·b=1‎ D.a2=b2‎ 解析 ∵a与b是单位向量,∴|a|=|b|,∴a2=b2.‎ 答案 D ‎6.已知两点A(2,3),B(-4,5),则与共线的单位向量是________.‎ 解析 =(-6,2),‎ ‎∴||==2,‎ ‎∴与共线的单位向量为±.‎ 答案 或 ‎

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