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- 2021-06-15 发布
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第 3 讲 复数与平面向量
复 数
[考法全练]
1.(2019·高考全国卷Ⅲ)若 z(1+i)=2i,则 z=( )
A.-1-i B.-1+i
C.1-i D.1+i
解析:选 D.由 z(1+i)=2i,得 z= 2i
1+i= 2i(1-i)
(1+i)(1-i)=2i(1-i)
2 =i(1-i)=1+i.
故选 D.
2.(2019·高考全国卷Ⅱ)设 z=i(2+i),则 z=( )
A.1+2i B.-1+2i
C.1-2i D.-1-2i
解析:选 D.因为 z=i(2+i)=-1+2i,所以 z=-1-2i,故选 D.
3.(一题多解)(2019·南宁模拟)设 z=1-i
1+i+2i,则|z|=( )
A.0 B.1
2
C.1 D. 2
解析:选 C.法一:因为 z=1-i
1+i+2i=
(1-i)2
(1+i)(1-i)+2i==-i+2i=i,所以|z|=1,
故选 C.
法二:因为 z=1-i
1+i+2i=1-i+2i(1+i)
1+i =
-1+i
1+i ,
所以|z|=|
-1+i
1+i |=|-1+i|
|1+i| = 2
2
=1.故选 C.
4.(2019·漳州模拟)已知 i 是虚数单位,且 z= 2+4i
(1+i)2,则 z 的共轭复数在复平面内对
应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
解析:选 A.z= 2+4i
(1+i)2=2+4i
2i =1+2i
i =
-i(1+2i)
-i2 =2-i,则 z=2+i,所以 z 对
应的点在第一象限.故选 A.
5.(2019·高考全国卷Ⅰ)设复数 z 满足|z-i|=1,z 在复平面内对应的点为(x,y),则( )
A.(x+1)2+y2=1 B.(x-1)2+y2=1
C.x2+(y-1)2=1 D.x2+(y+1)2=1
解析:选 C.由已知条件,可得 z=x+yi(x,y∈R),因为|z-i|=1,所以|x+yi-i|=1,所
以 x2+(y-1)2=1.
故选 C.
6.(2019·高考江苏卷)已知复数(a+2i)(1+i)的实部为 0,其中 i 为虚数单位,则实数 a 的
值是________.
解析:(a+2i)(1+i)=a-2+(a+2)i,因为其实部是 0,故 a=2.
答案:2
复数代数形式的 2 种运算方法
(1)复数的乘法:复数的乘法类似于多项式的四则运算,可将含有虚数单位 i 的看作一类项,
不含 i 的看作另一类项,分别合并同类项即可.
(2)复数的除法:除法的关键是分子分母同乘以分母的共轭复数,解题时要注意把 i 的幂写
成最简形式.复数的除法类似初中所学化简分数常用的“分母有理化”,其实质就是“分母实
数化”.
[提醒] (1)复数运算的重点是除法运算,其关键是进行分母实数化.
(2)对一些常见的运算,如(1±i)2=±2i,1+i
1-i=i,1-i
1+i=-i 等要熟记.
(3)利用复数相等 a+bi=c+di 列方程时,注意 a,b,c,d∈R 的前提条件.
平面向量的线性运算
[考法全练]
1.(一题多解)(2019·合肥市第二次质量检测)在△ABC 中,BD
→
=1
3BC
→
,若AB
→
=a,AC
→
=b,
则AD
→
=( )
A.2
3a+1
3b B.1
3a+2
3b
C.1
3a-2
3b D.2
3a-1
3b
解析:选 A.通解:如图,过点 D 分别作 AC,AB 的平行线交 AB,
AC 于点 E,F,则四边形 AEDF 为平行四边形,所以AD
→
=AE
→
+AF
→
.因
为BD
→
=1
3BC
→
,所以AE
→
=2
3AB
→
,AF
→
=1
3AC
→
,所以AD
→
=2
3AB
→
+1
3AC
→
=2
3a+1
3
b,故选 A.
优解一:AD
→
=AB
→
+BD
→
=AB
→
+1
3BC
→
=AB
→
+1
3(AC
→
-AB
→
)=2
3AB
→
+1
3AC
→
=2
3a+1
3b,故选 A.
优解二:由BD
→
=1
3BC
→
,得AD
→
-AB
→
=1
3(AC
→
-AB
→
),所以AD
→
=AB
→
+1
3(AC
→
-AB
→
)=2
3AB
→
+1
3AC
→
=
2
3a+1
3b,故选 A.
2.(一题多解)(2019·广东六校第一次联考)如图,在△ABC 中, AN
→
=2
3NC
→
,P 是 BN 上一
点,若AP
→
=tAB
→
+1
3AC
→
,则实数 t 的值为( )
A.2
3 B.2
5
C.1
6 D.3
4
解析:选 C.通解:因为AN
→
=2
3NC
→
,所以AN
→
=2
5AC
→
.设NP
→
=λNB
→
,则AP
→
=AN
→
+NP
→
=2
5AC
→
+λ
NB
→
=2
5AC
→
+λ(NA
→
+AB
→
)=2
5AC
→
+λ(-2
5AC
→
+AB
→
)=λAB
→
+2
5(1-λ)AC
→
,又AP
→
=tAB
→
+1
3AC
→
,所以 tAB
→
+1
3AC
→
=λAB
→
+2
5(1-λ)AC
→
,得{t=λ
2
5(1-λ)=1
3
,解得 t=λ=1
6,故选 C.
优解:因为AN
→
=2
3NC
→
,所以AC
→
=5
2AN
→
,所以AP
→
=tAB
→
+1
3AC
→
=tAB
→
+5
6AN
→
.因为 B,P,N 三
点共线,所以 t+5
6=1,所以 t=1
6,故选 C.
3.已知 P 为△ABC 所在平面内一点,AB
→
+PB
→
+PC
→
=0,
|AB
→
|=|PB
→
|=|PC
→
|=2,则△ABC 的面积等于( )
A. 3 B.2 3
C.3 3 D.4 3
解析:选 B.由|PB
→
|=|PC
→
|得,△PBC 是等腰三角形,取 BC 的中点为 D,则 PD⊥BC,又AB
→
+PB
→
+PC
→
= 0 , 所 以AB
→
= - (PB
→
+PC
→
) = - 2PD
→
, 所 以 PD =1
2AB = 1 , 且 PD∥AB , 故
AB⊥BC,即△ABC 是直角三角形,由|PB
→
|=2,|PD
→
|=1 可得|BD
→
|= 3,则|BC
→
|=2 3,所以△ABC
的面积为1
2×2×2 3=2 3,故选 B.
4.已知向量 a=(1,2),b=(m,-1),若 a∥(a+b),则实数 m 的值为________.
解析:a+b=(1+m,1),因为 a∥(a+b),所以 2(1+m)=1,解得 m=-1
2.
答案:-1
2
5.(2019·郑州市第一次质量预测)如图,在平行四边形 ABCD 中,E,F 分别为边 AB,BC
的中点,连接 CE,DF 交于点 G.若CG
→
=λCD
→
+μCB
→
(λ,μ∈R),则λ
μ=________.
解析:由题图可设CG
→
=xCE
→
(x>0),则CG
→
=x(CB
→
+BE
→
)=x(CB
→
+1
2CD
→
)=x
2CD
→
+xCB
→
.因为CG
→
=λCD
→
+μCB
→
,CD
→
与CB
→
不共线,所以 λ=x
2,μ=x,所以λ
μ=1
2.
答案:1
2
平面向量线性运算的 2 种技巧
(1)对于平面向量的线性运算问题,要尽可能转化到三角形或平行四边形中,灵活运用三
角形法则、平行四边形法则,紧密结合图形的几何性质进行运算.
(2)在证明两向量平行时,若已知两向量的坐标形式,常利用坐标运算来判断;若两向量
不是以坐标形式呈现的,常利用共线向量定理(当 b≠0 时,a∥b⇔存在唯一实数 λ,使得 a=λb)
来判断.
[提醒] 向量线性运算问题的 2 个关注点
(1)注意尽可能地将向量转化到同一个平行四边形或三角形中,选用从同一顶点出发的基
本向量或首尾相接的向量,运用向量加、减法运算及数乘运算来求解.
(2)注意结论的使用:O 为直线 AB 外一点,若点 P 在直线 AB 上,则有OP
→
=αOA
→
+βOB
→
(α
+β=1);若点 P 满足AP
→
=n
mPB
→
,则有OP
→
= m
m+nOA
→
+ n
m+nOB
→
.
平面向量的数量积
[考法全练]
1.(2019·高考全国卷Ⅱ)已知AB
→
=(2,3),AC
→
=(3,t),|BC
→
|=1,则AB
→
·BC
→
=( )
A.-3 B.-2
C.2 D.3
解析:选 C.因为BC
→
=AC
→
-AB
→
=(3,t)-(2,3)=(1,t-3),|BC
→
|=1,所以 12+(t-3)2
=1,所以 t=3,所以BC
→
=(1,0),所以AB
→
·BC
→
=2×1+3×0=2.
故选 C.
2.(2019·高考全国卷Ⅰ)已知非零向量 a,b 满足|a|=2|b|,且(a-b)⊥b,则 a 与 b 的夹角
为( )
A.π
6 B.π
3
C.2π
3 D.5π
6
解析:选 B.由(a-b)⊥b,可得(a-b)·b=0,所以 a·b=b 2.
因为|a|=2|b|,所以 cos〈a,b〉= a·b
|a|·|b|= b2
2b2=1
2.
因为 0≤〈a,b〉≤π,所以 a 与 b 的夹角为π
3.
故选 B.
3.(一题多解)(2019·安徽五校联盟第二次质检)在△ABC 中,AB=3,AC=2,∠BAC=120
°,点 D 为 BC 边上一点,且BD
→
=2DC
→
,则AB
→
·AD
→
=( )
A.1
3 B.2
3
C.1 D.2
解析:选 C.法一:因为BD
→
=2DC
→
,所以AD
→
-AB
→
=2(AC
→
-AD
→
),所以AD
→
=2
3AC
→
+1
3AB
→
,则
AB
→
·AD
→
=AB
→
·(2
3AC
→
+1
3AB
→
)=2
3AB
→
·AC
→
+1
3AB
→
2=2
3×3×2×(-1
2 )+1
3×32=1,故选 C.
法二:以 A 为坐标原点,AB 所在的直线为 x 轴建立平面直角坐标系,如图所示.则 A(0,
0),B(3,0),C(-1,3),因为BD
→
=2DC
→
,所以BD
→
=2
3BC
→
=2
3(-4, 3)=(-8
3,
2 3
3 ),则 D(1
3,
2 3
3 ),
所以AB
→
=(3,0),AD
→
=(1
3,
2 3
3 ),则AB
→
·AD
→
=3×1
3+0=1,故选 C.
4.(2019·高考全国卷Ⅲ)已知 a,b 为单位向量,且 a·b=0,若 c=2a- 5b,则 cos〈a,
c〉=________.
解析:由题意,得 cos〈a,c〉=a·(2a- 5b)
|a|·|2a- 5b|
= 2a2- 5a·b
|a|· |2a- 5b|2
= 2
1 × 4+5
=2
3.
答案:2
3
5.已知向量 a,b 满足|a|=1,|b|=2,则|a+b|+|a-b|的最小值是________,最大值是
________.
解析:已知|a|=1,|b|=2,则(|a+b|+|a-b|) 2 =2(a 2 +b 2)+2|a+b||a-b|=10+2
a2+b2+2a·b· a2+b2-2a·b=10+2 25-4(a·b)2.由|a|=1,|b|=2,得-2≤a·b≤2,则(a·b)2
∈[0,4],所以(|a+b|+|a-b|)2∈[16,20],所以|a+b|+|a-b|∈[4,2 5],所以|a+b|+|a-b|
的最小值是 4,最大值是 2 5.
答案:4 2 5
6.已知平面内三个不共线向量 a,b,c 两两夹角相等,且|a|=|b|=1,|c|=3,则|a+b+c|
=________.
解析:由平面内三个不共线向量 a,b,c 两两夹角相等,可得夹角均为2π
3 ,所以|a+b+c|2
= a2 + b2 + c2 + 2a·b + 2b·c + 2a · c = 1 + 1 + 9 + 2×1×1×cos 2π
3 + 2×1×3×cos 2π
3 +
2×1×3×cos 2π
3 =4,所以|a+b+c|=2.
答案:2
平面向量数量积问题的难点突破
(1)借“底”数字化,要先选取一组合适的基底,这是把平面向量“数化”的基础.
(2)借“系”坐标化,数形结合,建立合适的平面直角坐标系,将向量的数量积运算转化
为坐标运算.
平面向量在几何中的应用
[考法全练]
1.(一题多解)(2019·郑州市第二次质量预测)在 Rt△ABC 中,∠C=90°,CB=2,CA=
4,P 在边 AC 的中线 BD 上,则CP
→
·BP
→
的最小值为( )
A.-1
2 B.0
C.4 D.-1
解析:选 A.通解:因为 BC=2,AC=4,∠C=90°,所以 AC 的中线 BD=22,且∠CBD
=45°.因为点 P 在边 AC 的中线 BD 上,所以设BP
→
=λBD
→
(0≤λ≤1),如图所示,所以CP
→
·BP
→
=
(CB
→
+BP
→
)·BP
→
=(CB
→
+λBD
→
)·λBD
→
=λCB
→
·BD
→
+λ2·BD
→
2=λ|CB
→
|·|BD
→
|cos 135°+λ 2×(2 2)2=8λ2
-4λ=8(λ-1
4 )2
-1
2,当 λ=1
4时,CP
→
·BP
→
取得最小值-1
2,故选 A.
优解:依题意,以 C 为坐标原点,分别以 AC,BC 所在的直线为 x,y 轴,建立如图所示
的平面直角坐标系,则 B(0,2),D(2,0),所以直线 BD 的方程为 y=-x+2,
因为点 P 在边 AC 的中线 BD 上,所以可设 P(t,2-t),(0≤t≤2),所以CP
→
=(t,2-t),BP
→
=(t,-t),所以CP
→
·BP
→
=t2-t(2-t)=2t2-2t=2(t-1
2 )2
-1
2,当 t=1
2时,CP
→
·BP
→
取得最小值-
1
2,故选 A.
2.(一题多解)(2019·长春市质量监测(二))如图,正方形 ABCD 的边长为 2,E 为 BC 边的
中点,F 为 CD 边上一点,若AF
→
·AE
→
=|AE
→
|2,则|AF
→
|=( )
A.3 B.5
C.3
2 D.5
2
解析:选 D.法一:以 A 为坐标原点,AB 所在直线为 x 轴,AD 所在
直线为 y 轴,建立平面直角坐标系如图所示,则 A(0,0),E(2,1).设|DF
→
|=x,则 F(x,2),故AF
→
=(x,2),AE
→
=(2,1).因为AF
→
·AE
→
=|AE
→
|2,所以(x,2)·(2,1)=2x+2=5,
解得 x=3
2,所以|AF
→
|= (3
2 )2
+22=5
2,故选 D.
法二:连接 EF,因为AF
→
·AE
→
=|AF
→
||AE
→
|cos∠EAF=|AE
→
|2,所以|AF
→
|cos∠EAF=|AE
→
|,所以
EF⊥AE.因为 E 是 BC 的中点,所以 BE=CE=1.设 DF=x,则 CF=2-x.在 Rt△AEF 中,AE2
+EF2=AF2,即 22+12+(2-x)2+12=22+x2,解得 x=3
2,所以 AF= AD2+DF2=5
2.故选 D.
3.(2019·江苏南通基地学校联考改编)如图,在平面直角坐标系 xOy 中,点 A( 3,1)在以
原点 O 为圆心的圆上.已知圆 O 与 y 轴正半轴的交点为 P,延长 AP 至点 B,使得∠AOB=90
°,则BP
→
·OA
→
=________,|BP
→
+OA
→
|=________.
解析:由题可得圆 O 的半径 r= 3+1=2,所以 P(0,2),则 AP 所在直线方程为 y-2=
2-1
0- 3(x-0),即 y=- 3
3 x+2.
设 B(x,- 3
3 x+2),则OA
→
=( 3,1),OB
→
=(x,- 3
3 x+2).
由∠AOB=90°可得OA
→
·OB
→
=0,所以 3x- 3
3 x+2=2 3
3 x+2=0,
解得 x=- 3,所以 B(- 3,3),所以BP
→
=( 3,-1),
所以BP
→
·OA
→
= 3× 3+1×(-1)=2,
|BP
→
+OA
→
|=|(2 3,0)|=2 3.
答案:2 2 3
用向量解决平面几何问题的 3 个步骤
(1)建立平面几何与向量的联系,用向量表示问题中涉及的几何元素,将平面几何问题转
化为向量问题.
(2)通过向量运算,研究几何元素之间的关系,如平行、垂直和距离、夹角等问题.
(3)把运算结果“翻译”成几何关系.
[提醒] 关注 2 个常用结论的应用
(1)△ABC 中,AD 是 BC 边上的中线,则AD
→
=1
2(AB
→
+AC
→
).
(2)△ABC 中,O 是△ABC 内一点,若OA
→
+OB
→
+OC
→
=0,则 O 是△ABC 的重心.
一、选择题
1.若 i 是虚数单位,则复数2+3i
1+i 的实部与虚部之积为( )
A.-5
4 B.5
4
C.5
4i D.-5
4i
解析:选 B.因为2+3i
1+i =
(2+3i)(1-i)
(1+i)(1-i) =5
2+1
2i,所以其实部为5
2,虚部为1
2,实部与
虚部之积为5
4.故选 B.
2.(2019·武昌区调研考试)已知向量 a=(2,1),b=(2,x)不平行,且满足(a+2b)⊥(a-
b),则 x=( )
A.-1
2 B.1
2
C.1 或-1
2 D.1 或1
2
解析:选 A.因为(a+2b)⊥(a-b),所以(a+2b)·(a-b)=0,所以|a|2+a·b-2|b|2=0,因为
向量 a=(2,1),b=(2,x),所以 5+4+x-2(4+x2)=0,解得 x=1 或 x=-1
2,因为向量 a,
b 不平行,所以 x≠1,所以 x=-1
2,故选 A.
3.(2019·广州市综合检测(一))a,b 为平面向量,已知 a=(2,4),a-2b=(0,8),则 a,
b 夹角的余弦值等于( )
A.-4
5 B.-3
5
C.3
5 D.4
5
解析:选 B.设 b=(x,y),则有 a-2b=(2,4)-(2x,2y)=(2-2x,4-2y)=(0,8),所以
{2-2x=0
4-2y=8,解得{x=1
y=-2,故 b=(1,-2),|b|= 5,|a|=2 5,cos〈a,b〉= a·b
|a||b|= 2-8
5 × 2 5
=-3
5,故选 B.
4.(2019·广东六校第一次联考)在△ABC 中,D 为 AB 的中点,点 E 满足EB
→
=4EC
→
,则ED
→
=( )
A.5
6AB
→
-4
3AC
→
B.4
3AB
→
-5
6AC
→
C.5
6AB
→
+4
3AC
→
D.4
3AB
→
+5
6AC
→
解析:选 A.因为 D 为 AB 的中点,点 E 满足EB
→
=4EC
→
,所以BD
→
=1
2BA
→
,EB
→
=4
3CB
→
,所以ED
→
=EB
→
+BD
→
=4
3CB
→
+1
2BA
→
=4
3(CA
→
+AB
→
)-1
2AB
→
=5
6AB
→
-4
3AC
→
,故选 A.
5.(2019·湖南省五市十校联考)已知向量 a,b 满足|a|=1,|b|=2,a·(a-2b)=0,则|a+b|
=( )
A. 6 B. 5
C.2 D. 3
解析:选 A.由题意知,a·(a-2b)=a 2-2a·b=1-2a·b=0,所以 2a·b=1,所以|a+b|=
a2+2a·b+b2= 1+1+4= 6.故选 A.
6.已知(1+i)·z= 3i(i 是虚数单位),则复数 z 在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
解析:选 A.因为(1+i)·z= 3i,所以 z= 3i
1+i= 3i(1-i)
(1+i)(1-i)= 3+ 3i
2 ,则复数 z 在
复平面内对应的点的坐标为( 3
2 ,
3
2 ),所以复数 z 在复平面内对应的点位于第一象限,故选
A.
7.已知向量 a 与 b 的夹角为 120°,且|a|=|b|=2,则 a 在 a-b 方向上的投影为( )
A.1 B. 3
C. 6- 2
2 D. 6+ 2
2
解析:选 B.由向量的数量积公式可得 a·(a-b)=|a||a-b|cos〈a,a-b〉,所以 a 在 a-b
方向上的投影|a|·cos〈a,a-b〉= a·(a-b)
|a-b| = |a|2-a·b
|a|2+|b|2-2a·b.又 a·b=|a|·|b|cos〈a,b〉=
2×2×cos 120°=-2,所以|a|·cos〈a,a-b〉= 4-(-2)
4+4-2 × (-2)= 3,故选 B.
8.在如图所示的矩形 ABCD 中,AB=4,AD=2,E 为线段 BC 上的点,则AE
→
·DE
→
的最小
值为( )
A.12 B.15
C.17 D.16
解析:选 B.以 B 为坐标原点,BC 所在直线为 x 轴,BA 所在直线为 y
轴,建立如图所示的平面直角坐标系,则 A(0,4),D(2,4),设 E(x,
0)(0≤x≤2),所以AE
→
·DE
→
=(x,-4)·(x-2,-4)=x 2-2x+16=(x-1) 2+
15,于是当 x=1,即 E 为 BC 的中点时,AE
→
·DE
→
取得最小值 15,故选 B.
9.(一题多解)(2019·贵阳模拟)如图,在直角梯形 ABCD 中,AB=4,CD
=2,AB∥CD,AB⊥AD,E 是 BC 的中点,则AB
→
·(AC
→
+AE
→
)=( )
A.8 B.12
C.16 D.20
解析:选 D.法一:设AB
→
=a,AD
→
=b,则 a·b=0,a2=16,AC
→
=AD
→
+DC
→
=b+1
2a,AE
→
=1
2
(AC
→
+AB
→
)=1
2(b+1
2a+a)=3
4a+1
2b,所以AB
→
·(AC
→
+AE
→
)=a·(b+1
2a+3
4a+1
2b)=a·(5
4a+3
2b)=5
4a2
+3
2a·b=5
4a2=20,故选 D.
法二:以 A 为坐标原点建立平面直角坐标系(如图所示),设 AD=t(t>0),则 B(4,0),
C(2,t),E(3,
1
2t),所以AB
→
·(AC
→
+AE
→
)=(4,0)·[(2,t)+(3,
1
2t)]=(4,0)·(5,
3
2t)=20,故
选 D.
10.(一题多解)已知 a,b,e 是平面向量,e 是单位向量.若非零向量 a 与 e 的夹角为π
3,
向量 b 满足 b2-4e·b+3=0,则|a-b|的最小值是( )
A. 3-1 B. 3+1
C.2 D.2- 3
解析:选 A.
法一:设 O 为坐标原点,a=OA
→
,b=OB
→
=(x,y),e=(1,0),由 b2-4e·b+3=0 得 x2+
y2-4x+3=0,即(x-2)2+y2=1,所以点 B 的轨迹是以 C(2,0)为圆心,1 为半径的圆.因为 a
与 e 的夹角为π
3,所以不妨令点 A 在射线 y= 3x(x>0)上,如图,数形结合可知|a-b|min=|CA
→
|-
|CB
→
|= 3-1.故选 A.
法二:由 b2-4e·b+3=0 得 b2-4e·b+3e2=(b-e)·(b-3e)=0.
设 b=OB
→
,e=OE
→
,3e=OF
→
,所以 b-e=EB
→
,b-3e=FB
→
,所以EB
→
·FB
→
=0,取 EF 的中
点为 C,则 B 在以 C 为圆心,EF 为直径的圆上,如图.设 a=OA
→
,作射线 OA,使得∠AOE=
π
3,所以|a-b|=|(a-2e)+(2e-b)|≥|a-2e|-|2e-b|=|CA
→
|-|BC
→
|≥ 3-1.故选 A.
11.(多选)下列命题正确的是( )
A.若复数 z1,z2 的模相等,则 z1,z2 是共轭复数
B.z1,z2 都是复数,若 z1+z2 是虚数,则 z1 不是 z2 的共轭复数
C.复数 z 是实数的充要条件是 z=z(z 是 z 的共轭复数)
D.已知复数 z1=-1+2i,z2=1-i,z3=3-2i(i 是虚数单位),它们对应的点分别为 A,
B,C,O 为坐标原点,若OC
→
=xOA
→
+yOB
→
(x,y∈R),则 x+y=1
解析:选 BC.对于 A,z1 和 z2 可能是相等的复数,故 A 错误;对于 B,若 z1 和 z2 是共轭
复数,则相加为实数,不会为虚数,故 B 正确;对于 C,由 a+bi=a-bi 得 b=0,故 C 正确;
对于 D,由题可知,A(-1,2),B(1,-1),C(3,-2),建立等式(3,-2)=(-x+y,2x-y),
即{-x+y=3
2x-y=-2,解得 {x=1,
y=4,x+y=5,故 D 错误.故选 BC.
12.(多选)已知等边三角形 ABC 内接于⊙O,D 为线段 OA 的中点,则BD
→
=( )
A.2
3BA
→
+1
6BC
→
B.4
3BA
→
-1
6BC
→
C.BA
→
+1
3AE
→
D.2
3BA
→
+1
3AE
→
解析:选 AC.如图所示,设 BC 中点为 E,则BD
→
=BA
→
+AD
→
=BA
→
+1
3AE
→
=BA
→
+1
3(AB
→
+BE
→
)=
BA
→
-1
3BA
→
+1
3·1
2BC
→
=2
3BA
→
+1
6BC
→
.故选 AC.
13.(多选)已知 P 为△ABC 所在平面内一点,AB
→
+PB
→
+PC
→
=0,|AB
→
|=|PB
→
|=|PC
→
|=2,则
( )
A.△ABC 是直角三角形
B.△ABC 是等腰三角形
C.△ABC 的面积为 2 3
D.△ABC 的面积为 3
解析:选 AC.由|PB
→
|=|PC
→
|得,△PBC 是等腰三角形,取 BC 的中点 D,连接 PD,则 PD⊥BC,
又AB
→
+PB
→
+PC
→
=0,所以 AB
→
=-(PB
→
+PC
→
)=-2PD
→
,所以 PD=1
2AB=1,且 PD∥AB,故
AB⊥BC,即△ABC 是直角三角形,由|PB
→
|=2,|PD
→
|=1 可得|BD
→
|= 3,则|BC
→
|=2 3,所以△ABC
的面积为1
2×2×2 3=2 3.
二、填空题
14.已知复数 z 满足 z(1-i)2=1+i(i 为虚数单位),则|z|=________.
解析:因为 z=-1+i
2i =
-1+i
2 ,所以|z|= 2
2 .
答案: 2
2
15.(2019·山东师大附中二模改编)已知向量 a,b,其中|a|= 3,|b|=2,且(a-b)⊥a,则
向量 a 和 b 的夹角是________,a·(a+b)=________.
解析:由题意,设向量 a,b 的夹角为 θ.因为|a|= 3,|b|=2,且(a-b)⊥a,所以(a-b)·a
=|a|2-a·b=|a|2-|a||b|cos θ=3-2 3·cos θ=0,解得 cos θ= 3
2 .又因为 0≤θ≤π,所以 θ=π
6.则
a·(a+b)=|a|2+|a|·|b|·cos θ=3+2 3× 3
2 =6.
答案:π
6 6
16.(2019·济南市学习质量评估)已知|a|=|b|=2,a·b=0,c=1
2(a+b),|d-c|= 2,则|d|的
取值范围是________.
解析:不妨令 a=(2,0),b=(0,2),则 c=(1,1).设 d=(x,y),则(x-1) 2+(y-1)2=
2,点(x,y)在以点(1,1)为圆心、 2为半径的圆上,|d|表示点(x,y)到坐标原点的距离,故|d|
的取值范围为[0,2 2].
答案:[0,2 2]
17.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 0<A<π,所以 0<A≤π
6,即角 A 的最大值为π
6.
答案:π
6
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