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- 2021-06-24 发布
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第32讲 平面向量的数量积
1.若向量a=(1,1),b=(2,5),c=(3,x)满足条件(8a-b)·c=30,则x=(C)
A.6 B.5
C.4 D.3
由已知8a-b=8(1,1)-(2,5)=(6,3),
所以(8a-b)·c=6×3+3x=30,所以x=4.
2.(2016·新课标卷Ⅲ)已知向量=(,),=(,),则∠ABC=(A)
A.30° B.45°
C.60° D.120°
因为=(,),=(,),
所以||=1,||=1,
·=×+×=,
所以cos∠ABC=cos〈,〉==.
因为0°≤〈,〉≤180°,
所以∠ABC=〈,〉=30°.
3.平面向量a与b的夹角为60°,a=(2,0),|b|=1,则|a+b|=(B)
A. B.
C.3 D.7
|a+b|2=a2+2a·b+b2
=|a|2+2|a||b|cos 60°+|b|2
=4+2×2×1×+1=7,
故|a+b|=.
4.若|a|=|b|=1,a⊥b,且2a+3b与ka-4b也互相垂直,则k的值为(B)
A.-6 B.6
C.3 D.-3
因为2a+3b与ka-4b垂直,
所以(2a+3b)·(ka-4b)=2ka2-12b2+(3k-8)a·b
=2k-12=0,
解得k=6.
5.(2017·新课标卷Ⅲ)已知向量a=(-2,3),b=(3,m),且a⊥b,则m= 2 .
因为a=(-2,3),b=(3,m),且a⊥b,
所以a·b=0,即-2×3+3m=0,解得m=2.
6.(2017·天津卷)在△ABC中,∠A=60°,AB=3,AC=2.若=2,=λ-(λ∈R),且·=-4,则λ的值为 .
由题意,知||=3,||=2,
·=3×2×cos 60°=3,
=+=+=+(-)
=+,
所以·=(+)·(λ-)
=·-2+2
=×3-×32+×22
=λ-5=-4,
解得λ=.
7.已知|a|=1,a·b=,(a-b)·(a+b)=.
(1)求a与b的夹角;
(2)求a-b与a+b的夹角的余弦值.
(1)因为(a-b)·(a+b)=,
所以|a|2-|b|2=,
又因为|a|=1,所以|b|==.
设a,b的夹角为θ,则cos θ===,
所以θ=45°.
(2)因为(a-b)2=a2-2a·b+b2=1-2×+=,
所以|a-b|=.
(a+b)2=a2+2a·b+b2=1+2×+=,
所以|a+b|=.
设a+b与a-b的夹角为α,
则cos α===.
8.(2017·北京卷)设m,n为非零向量,则“存在负数λ,使得m=λn”是“m·n<0”的(A)
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
(方法一)由题意知|m|≠0,|n|≠0.
设m与n的夹角为θ.
若存在负数λ,使得m=λn,
则m与n反向共线,θ=180°,
所以m·n=|m||n|cos θ=-|m||n|<0.
当90°<θ<180°时,m·n<0,此时不存在负数λ,使得m=λn.
故“存在负数λ,使得m=λn”是“m·n<0”的充分而不必要条件.
(方法二)因为m=λn,所以m·n=λn·n=λ|n|2.
所以当λ<0,n≠0时,m·n<0.
反之,由m·n=|m||n|cos〈m,n〉<0⇔cos〈m,n〉<0⇔〈m,n〉∈(,π],当〈m,n〉∈(,π)时,m,n不共线.
故“存在负数λ,使得m=λn”是“m·n<0”的充分而不必要条件.
9.(2017·浙江卷)已知向量a,b满足|a|=1,|b|=2,则|a+b|+|a-b|的最小值是 4 ,最大值是 2 .
设a,b的夹角为θ.
因为|a|=1,|b|=2,
所以|a+b|+|a-b|=+
=+.
令y=+,
则y2=10+2.
因为θ∈[0,π],所以cos2θ∈[0,1],所以y2∈[16,20],
所以y∈[4,2],即|a+b|+|a-b|∈[4,2].
10.(2017·江苏卷)已知向量a=(cos x,sin x),b=(3,-),x∈[0,π].
(1)若a∥b,求x的值;
(2)记f(x)=a·b,求f(x)的最大值和最小值以及对应的x的值.
(1)因为a=(cos x,sin x),b=(3,-),a∥b,
所以-cos x=3sin x.
若cos x=0,则sin x=0,与sin2x+cos2x=1矛盾,
故cos x≠0.
于是tan x=-.又x∈[0,π],所以x=.
(2)f(x)=a·b=(cos x,sin x)·(3,-)=3cos x-sin x=2cos(x+).
因为x∈[0,π],所以x+∈[,],
从而-1≤cos(x+)≤.
于是,当x+=,即x=0时,f(x)取到最大值3;
当x+=π,即x=时,f(x)取到最小值-2.
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