- 173.00 KB
- 2021-06-30 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
课时作业 26 平面向量的数量积与应用举例
[基础达标]
一、选择题
1.[2019·江西南昌二中期末]已知向量 a=(-2,-1),b=(λ,
1),若 a 与 b 的夹角为钝角,则 λ 的取值范围是( )
A.(-1
2
,+∞ ) B.(2,+∞)
C.(-1
2
,2)∪(2,+∞) D.(-1
2
,0)∪(0,+∞)
解析:∵a 与 b 的夹角为钝角,∴-2λ-1<0,即 λ>- 1
2
.又
a≠μb(μ<0),∴λ≠2,∴λ 的取值范围是(-1
2
,2)∪(2,+∞).故
选 C 项.
答案:C
2.[2020·黑龙江鹤岗一中月考]已知△ABC 中,AB=10,AC=6,
BC=8,M 为 AB 边上的中点,则CM
→
·CA
→
+CM
→
·CB
→
=( )
A.0 B.25
C.50 D.100
解析:解法一 ∵AB=10,AC=6,BC=8,∴AB2=AC2+BC2,
∴CA
→
⊥CB
→
,∴CA
→
·CB
→
=0.又 M 为 AB 边上的中点,∴CM
→
=
CA
→
+CB
→
2
,
∴CM
→
·CA
→
+CM
→
·CB
→
=
(CA
→
+CB
→
)2
2
=
CA
→
2+2CA
→
·CB
→
+CB
→
2
2
=36+64
2
=50.
故选 C 项.
解法二 如图,CD
→
=CA
→
+CB
→
,∵M 为 AB 边上的中点,∴CM
→
=
CA
→
+CB
→
2
=
CD
→
2
,∴CM
→
·CA
→
+CM
→
·CB
→
=
(CA
→
+CB
→
)2
2
=
CD
→
2
2
.∵AB=10,AC=
6 ,BC =8 ,∴AB 2 =AC 2 +BC 2 ,∴|CD
→
| =AB =10 ,∴ CM
→
·CA
→
+
CM
→
·CB
→
=50.故选 C 项.
解法三 ∵AB=10,AC=6,BC=8,∴AB2=AC2+BC2,∴CA
→
⊥CB
→
.如图,以 C 为坐标原点,CB,CA 所在直线分别为 x,y 轴,建
立平面直角坐标系,其中CA
→
=(0,6),CB
→
=(8,0),∵M 为 AB 边上的
中点,∴CM
→
=(4,3),∴CM
→
·CA
→
+CM
→
·CB
→
=18+32=50.故选 C 项.
答案:C
3.[2020·广西南宁摸底]若两个非零向量 a,b 满足|a+b|=|a-b|
=2|a|,则向量 a+b 与 a-b 的夹角的余弦值是( )
A.1
2
B.-1
2
C. 3
2
D.- 3
2
解析:结合向量加减法的平行四边形法则和三角形法则可知 a+
b,a-b 分别为以 a,b 为邻边的平行四边形的对角线对应的向量,
因为|a+b|=|a-b|=2|a|,所以此平行四边形是矩形,且对角线与矩
形的较长边的夹角为π
6
,数形结合可知向量 a+b 与 a-b 的夹角为2π
3
,
夹角的余弦值为-1
2
.故选 B 项.
答案:B
4.[2019·辽宁大连期中]已知 O 为△ABC 的外心,|AB
→
|=4,|AC
→
|=
2,则AO
→
·(AB
→
+AC
→
)=( )
A.8 B.9
C.10 D.12
解析:∵O 是△ABC 的外心,∴AO
→
在AB
→
上的投影为1
2
|AB
→
|=2,AO
→
在AC
→
上的投影为1
2
|AC
→
|=1,∴AO
→
·(AB
→
+AC
→
)=AO
→
·AB
→
+AO
→
·AC
→
=2|AB
→
|
+|AC
→
|=10.故选 C 项.
答案:C
5.[2019·山西太原期末]平面向量 a,b,c 不共线,且两两所成
的角相等,若|a|=|b|=2,|c|=1,则|a+b+c|=( )
A.1 B.2
C. 5 D.5
解析:解法一 ∵a,b,c 不共线且两两所成的角相等,∴a,
b,c 两两所成的角均为 120°,又|a|=|b|=2,|c|=1,∴a·b=-2,b·c
=a·c=-1,∴|a+b+c|2=4+4+1-4-2-2=1,∴|a+b+c|=1.故
选 A 项.
解法二 设 a+b=d,∵a,b,c 不共线且两两所成的角相等,
∴a,b,c 两两所成的角均为 120°,∴d=λc(λ<0).又|a|=|b|=2,∴|d|
=2,又|c|=1,∴d=-2c,∴|a+b+c|=|-c|=1.故选 A 项.
解法三 如图,建立平面直角坐标系,∵a,b,c 不共线且两两
所成的角相等,∴a,b,c 两两所成的角均为 120°.又|a|=|b|=2,|c|=
1,∴a=(-1, 3),b=(-1,- 3),c=(1,0),∴a+b+c=(-
1,0),∴|a+b+c|=1.故选 A 项.
答案:A
二、填空题
6.[2019·全国卷Ⅲ]已知 a,b 为单位向量,且 a·b=0,若 c=2a
- 5b,则 cos〈a,c〉=________.
解析:设 a=(1,0),b=(0,1),则 c=(2,- 5),所以 cos〈a,
c〉= 2
1 × 4+5
=2
3
.
答案:2
3
7.[2020·陕西西安二中测试]已知向量 a 在 b 方向上的投影为-1,
向量 b 在 a 方向上的投影为-1
2
,且|b|=1,则|a-b|=________.
解析:设向量 a 和 b 所成的角为 θ,由题意得|a|cos θ=-1,|b|cos
θ=-1
2
.∵|b|=1,∴cos θ=- 1
2
,|a|=2,∴|a-b| 2=7,∴|a-b|=
7.
答案: 7
8.[2020·唐山联考]在△ABC 中,(AB
→
-3AC
→
)⊥CB
→
,则角 A 的最
大值为________.
解析:因为( AB
→
-3AC
→
)⊥CB
→
,所以(AB
→
-3AC
→
)·CB
→
=0,( AB
→
-
3AC
→
)·(AB
→
- AC
→
) = 0 , AB
→
2 - 4AC
→
·AB
→
+ 3AC
→
2 = 0 , 即 cos A =
|AB
→
|2+3|AC
→
|2
4|AC
→
|·|AB
→
|
=
|AB
→
|
4|AC
→
|
+
3|AC
→
|
4|AB
→
|
≥2 3
16
= 3
2
,当且仅当|AB
→
|= 3|AC
→
|时
等号成立.因为 0b,所以 A>B,又 B 是△ABC 的一个内角,
则 B=π
4
,由余弦定理得(4 2)2=52+c2-2×5c×(-3
5),
解得 c=1.
故向量BA
→
在BC
→
方向上的投影为
|BA
→
|cos B=ccos B=1× 2
2
= 2
2
.
[能力挑战]
11.[2020·山东淄博一中期中]已知|OA
→
|=3,|OB
→
|=2,OC
→
=mOA
→
+nOB
→
,m,n∈R,若OA
→
与OB
→
的夹角为 60°,且OC
→
⊥AB
→
,则m
n
的值
为( )
A.1
4
B.1
6
C.6 D.4
解析:通解 ∵| OA
→
|=3,| OB
→
|=2, OA
→
与OB
→
的夹角为 60°,
∴OA
→
·OB
→
=3.又OC
→
⊥AB
→
,∴OC
→
·AB
→
=0.又OC
→
=mOA
→
+nOB
→
,AB
→
=OB
→
-OA
→
,∴(mOA
→
+nOB
→
)·(OB
→
-OA
→
)=0,即-mOA
→
2+(m-n)OA
→
·OB
→
+n
OB
→
2=0,∴-9m+3m-3n+4n=0,∴n=6m,∴m
n
=1
6
.故选 B 项.
优解 如图,以 O 为坐标原点,OA 所在直线为 x 轴建立平面直
角坐标系,∵|OA
→
|=3,|OB
→
|=2,OA
→
与OB
→
的夹角为 60°,∴OB
→
=(1,
3),OA
→
=(3,0),∴AB
→
=OB
→
-OA
→
=(-2, 3),OC
→
=(3m+n, 3
n).又OC
→
⊥AB
→
,∴OC
→
·AB
→
=0,∴-6m-2n+3n=0,∴n=6m,∴m
n
=1
6
.故选 B 项.
答案:B
12.[2020·天津第一中学月考]如图,在梯形 ABCD 中,∠ABC=
90°,AB= 2,BC=2,点 E 为 AB 的中点,若CD
→
在BC
→
上的投影为
-1
2
,则CE
→
·BD
→
=( )
A.-2 B.-1
2
C.0 D. 2
解析:通解 ∵CD
→
在BC
→
上的投影为-1
2
,∴CD
→
在CB
→
上的投影为
1
2
.∵BC=2,∴AD=3
2
.又点 E 为 AB 的中点,∴CE
→
=BE
→
-BC
→
=1
2BA
→
-
BC
→
,又BD
→
=BA
→
+AD
→
=BA
→
+3
4BC
→
,∠ABC=90°,∴CE
→
·BD
→
=1
2BA
→
2-5
8
BA
→
·BC
→
-3
4BC
→
2=-2.故选 A 项.
优解 以点 B 为坐标原点,BC 所在直线为 x 轴,BA 所在直线为
y 轴建立平面直角坐标系,则 B(0,0),C(2,0),E(0, 2
2
),∴CE
→
=(-
2, 2
2
),又CD
→
在BC
→
上的投影为-1
2
,∴D(3
2
, 2),∴BD
→
=(3
2
, 2),
∴CE
→
·BD
→
=-2.故选 A 项.
答案:A
13.[2020·重庆一中月考]设非零向量 a,b,c 满足 a+ 2b+c=
0,且|b|=|a|,向量 a,b 的夹角为 135°,则向量 a,c 的夹角为
________.
解析:解法一 ∵a+ 2b+c=0,∴a+ 2b=-c,∴a2+ 2
b·a=-a·c.∵|a|=|b|且 a,b 的夹角为 135°,∴a·b=- 2
2
|a|2,∴a·c=
0,∴a,c 的夹角为 90°.
解法二 如图,建立平面直角坐标系,设|a|=|b|=2,则 a=(2,0),
b=(- 2, 2),∵a+ 2b+c=0,∴c=(0,-2),∴a·c=0,
∴a,c 的夹角为 90°.
解法三 如图,∵|a|=|b|且 a,b 的夹角为 135°,∴(a+ 2
b)⊥a,又 a+ 2b=-c,∴a,c 的夹角为 90°.
答案:90°