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- 2021-06-11 发布
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[基础题组练]
1.如图,已知AP→=4
3AB→,用OA→ ,OB→ 表示OP→ ,则OP→ 等于( )
A.1
3OA→ -4
3OB→
B.1
3OA→ +4
3OB→
C.-1
3OA→ +4
3OB→
D.-1
3OA→ -4
3OB→
解析:选 C.OP→ =OA→ +AP→=OA→ +4
3AB→=OA→ +4
3(OB→ -OA→ )=-1
3OA→ +4
3OB→ .故选 C.
2.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→,其中λ,μ∈R,则λ+μ等于( )
A.1 B.1
2
C.1
3 D.2
3
解析:选 D.由题意易得AD→ =AB→+BD→ =AB→+1
3BC→,
所以 2AO→ =AB→+1
3BC→,即AO→ =1
2AB→+1
6BC→.
故λ+μ=1
2
+1
6
=2
3.
3.(2020·广东华附、省实、广雅、深中联考)设 a,b 是非零向量,记 a 与 b 所成的角为
θ,下列四个条件中,使 a
|a|
= b
|b|
成立的充要条件是( )
A.a∥b B.θ=0
C.θ=π
2 D.θ=π
解析:选 B. a
|a|
= b
|b|
等价于非零向量 a 与 b 同向共线,即θ=0,故选 B.
4.(2020·合肥一模)已知 A,B,C 三点不共线,且点 O 满足 16OA→ -12OB→ -3OC→ =0,
则( )
A.OA→ =12AB→+3AC→ B.OA→ =12AB→-3AC→
C.OA→ =-12AB→+3AC→ D.OA→ =-12AB→-3AC→
解析:选A.对于A,OA→ =12AB→+3AC→=12(OB→ -OA→ )+3(OC→ -OA→ )=12OB→ +3OC→ -15OA→ ,
整理,可得 16OA→ -12OB→ -3OC→ =0,这与题干中条件相符合,故选 A.
5.如图,在△ABC 中,AD→ =2
3AC→,BP→=1
3BD→ ,若AP→=λAB→+μAC→,则λ
μ
的值为( )
A.-3 B.3
C.2 D.-2
解析:选 B.因为AP→=AB→+BP→,
BP→=1
3BD→ =1
3(AD→ -AB→)=1
3AD→ -1
3AB→=1
3
×2
3AC→-1
3AB→=2
9AC→-1
3AB→,
所以AP→=AB→+
2
9AC→-1
3AB→
=2
3AB→+2
9AC→.
又AP→=λAB→+μAC→,所以λ=2
3
,μ=2
9
,
所以λ
μ
=2
3
×9
2
=3.故选 B.
6.若|AB→|=|AC→|=|AB→-AC→|=2,则|AB→+AC→|=________.
解析:因为|AB→|=|AC→|=|AB→-AC→|=2,所以△ABC 是边长为 2 的正三角形,所以|AB→+AC→|
为△ABC 的边 BC 上的高的 2 倍,所以|AB→+AC→|=2 3.
答案:2 3
7.已知 O 为△ABC 内一点,且 2AO→ =OB→ +OC→ ,AD→ =tAC→,若 B,O,D 三点共线,
则 t 的值为________.
解析:设线段 BC 的中点为 M,则OB→ +OC→ =2OM→ .
因为 2AO→ =OB→ +OC→ ,所以AO→ =OM→ ,
则AO→ =1
2AM→ =1
4(AB→+AC→)=1
4
AB→+1
tAD→
=1
4AB→+1
4tAD→ .
由 B,O,D 三点共线,得1
4
+1
4t
=1,解得 t=1
3.
答案:1
3
8.在△ABC 中,∠A=60°,∠A 的平分线交 BC 于点 D,若 AB=4,且AD→ =1
4AC→ +
λAB→(λ∈R),则 AD 的长为________.
解析:因为 B,D,C 三点共线,所以1
4
+λ=1,解得λ=3
4
,如图,过点 D 分别作 AC,
AB 的平行线交 AB,AC 于点 M,N,则AN→=1
4AC→,AM→ =3
4AB→,因为△ABC 中,∠A=60°,
∠A 的平分线交 BC 于点 D,所以四边形 AMDN 是菱形,因为 AB=4,所以 AN=AM=3,
AD=3 3.
答案:3 3
9.在△ABC 中,D,E 分别为 BC,AC 边上的中点,G 为 BE 上一点,且 GB=2GE,设
AB→=a,AC→=b,试用 a,b 表示AD→ ,AG→ .
解:AD→ =1
2(AB→+AC→)=1
2a+1
2b;
AG→ =AB→+BG→ =AB→+2
3BE→=AB→+1
3(BA→+BC→)=2
3AB→+1
3(AC→-AB→)=1
3AB→+1
3AC→=1
3a+1
3b.
10.经过△OAB 重心 G 的直线与 OA,OB 分别交于点 P,Q,设OP→ =mOA→ ,OQ→ =nOB→ ,
m,n∈R,求1
n
+1
m
的值.
解:设OA→ =a,OB→ =b,则OG→ =1
3(a+b),
PQ→ =OQ→ -OP→ =nb-ma,
PG→ =OG→ -OP→ =1
3(a+b)-ma=
1
3
-m a+1
3b.
由 P,G,Q 共线得,存在实数λ使得PQ→ =λPG→ ,
即 nb-ma=λ
1
3
-m a+1
3λb,
则
-m=λ
1
3
-m ,
n=1
3λ,
消去λ,得1
n
+1
m
=3.
[综合题组练]
1.已知向量 a,b 不共线,且 c=λa+b,d=a+(2λ-1)b,若 c 与 d 反向共线,则实数
λ的值为( )
A.1 B.-1
2
C.1 或-1
2 D.-1 或-1
2
解析:选 B.由于 c 与 d 反向共线,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 λ=k,
2λk-k=1,
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.
2.(一题多解)如图,在△ABC 中,点 D 在线段 BC 上,且满足 BD=1
2DC,过点 D 的直
线分别交直线 AB,AC 于不同的两点 M,N 若AM→ =mAB→,AN→=nAC→,则( )
A.m+n 是定值,定值为 2
B.2m+n 是定值,定值为 3
C.1
m
+1
n
是定值,定值为 2
D.2
m
+1
n
是定值,定值为 3
解析:选 D.法一:如图,过点 C 作 CE 平行于 MN 交 AB 于点 E.
由AN→=n AC→可得AC
AN
=1
n
,所以AE
EM
=AC
CN
= 1
n-1
,由 BD=1
2DC 可得BM
ME
=
1
2
,所以AM
AB
= n
n+n-1
2
= 2n
3n-1
,因为AM→ =mAB→,所以 m= 2n
3n-1
,
整理可得2
m
+1
n
=3.
法二:因为 M,D,N 三点共线,所以AD→ =λAM→ +(1-λ)·AN→.
又AM→ =mAB→,AN→=nAC→,所以AD→ =λmAB→+(1-λ)·nAC→.又BD→ =1
2DC→ ,所以AD→ -AB→=1
2AC→
-1
2AD→ ,所以AD→ =1
3AC→+2
3AB→.比较系数知λm=2
3
,(1-λ)n=1
3
,所以2
m
+1
n
=3,故选 D.
3.(2020·铜川模拟)在△ABC 中,点 D 是边 BC 上任意一点,M 是线段 AD 的中点,若
存在实数λ和μ,使得BM→ =λAB→+μAC→,则λ+μ=________.
解析:如图,因为点 D 在边 BC 上,所以存在 t∈R,使得BD→ =tBC→=t(AC→-AB→).因为
M 是线段 AD 的中点,所以BM→ =1
2(BA→+BD→ )=1
2(-AB→+tAC→-tAB→)=-1
2(t+1)·AB→+1
2tAC→.
又BM→ =λAB→+μAC→,所以λ=-1
2(t+1),μ=1
2t,
所以λ+μ=-1
2.
答案:-1
2.
4.已知 P 为△ABC 所在平面内一点,AB→+PB→+PC→=0,|AB→|=|PB→|=|PC→|=2,则△ABC
的面积为________.
解析:因为AB→+PB→+PC→=0,所以AB→=-(PB→+PC→).
由平行四边形法则可知,以PB→,PC→为边组成的平行四边形的一条对角线与AB→反向,且
长度相等.因为|AB→|=|PB→|=|PC→|=2,所以以PB→,PC→为边的平行四边形为菱形,且除 BC 外
的另一条对角线长为 2,所以 BC=2 3,∠ABC=90°,所以 S△ABC=1
2AB·BC=1
2
×2×2 3=
2 3.
答案:2 3
5.在如图所示的方格纸中,向量 a,b,c 的起点和终点均在格点(小正方形顶点)上,
若 c 与 xa+yb(x,y 为非零实数)共线,求x
y
的值.
解:设 e1,e2 分别为水平方向(向右)与竖直方向(向上)的单位向量,则向量 c=e1-2e2,
a=2e1+e2,b=-2e1-2e2,由 c 与 xa+yb 共线,得 c=λ(xa+yb),所以 e1-2e2=2λ(x-y)e1
+λ(x-2y)e2,所以 2λ(x-y)=1,
λ(x-2y)=-2,
所以
x=3
λ
,
y= 5
2λ
,
所以x
y
的值为6
5.
6.已知 O,A,B 是不共线的三点,且OP→ =mOA→ +nOB→ (m,n∈R).
(1)若 m+n=1,求证:A,P,B 三点共线;
(2)若 A,P,B 三点共线,求证:m+n=1.
证明:(1)若 m+n=1,
则OP→ =mOA→ +(1-m)OB→
=OB→ +m(OA→ -OB→ ),
所以OP→ -OB→ =m(OA→ -OB→ ),
即BP→=mBA→,
所以BP→与BA→共线.
又因为BP→与BA→有公共点 B,
所以 A,P,B 三点共线.
(2)若 A,P,B 三点共线,
则存在实数λ,使BP→=λBA→,
所以OP→ -OB→ =λ(OA→ -OB→ ).
又OP→ =mOA→ +nOB→ .
故有 mOA→ +(n-1)OB→ =λOA→ -λOB→ ,
即(m-λ)OA→ +(n+λ-1)OB→ =0.
因为 O,A,B 不共线,
所以OA→ ,OB→ 不共线,
所以 m-λ=0,
n+λ-1=0,
所以 m+n=1.
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