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  • 2021-06-11 发布

2021届北师大版高考理科数一轮复习高效演练分层突破:第五章 第1讲 平面向量的概念及线性运算

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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.