高考數(shù)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第四章 平面向量、數(shù)系的擴(kuò)充與復(fù)數(shù)的引入 第三節(jié) 平面向量的數(shù)量積與平面向量的應(yīng)用舉例教師用書(shū) 理
《高考數(shù)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第四章 平面向量、數(shù)系的擴(kuò)充與復(fù)數(shù)的引入 第三節(jié) 平面向量的數(shù)量積與平面向量的應(yīng)用舉例教師用書(shū) 理》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考數(shù)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第四章 平面向量、數(shù)系的擴(kuò)充與復(fù)數(shù)的引入 第三節(jié) 平面向量的數(shù)量積與平面向量的應(yīng)用舉例教師用書(shū) 理(18頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、 第三節(jié) 平面向量的數(shù)量積與平面向量的應(yīng)用舉例 ☆☆☆2017考綱考題考情☆☆☆ 考綱要求 真題舉例 命題角度 1.理解平面向量數(shù)量積的含義及其物理意義; 2.了解平面向量的數(shù)量積與向量投影的關(guān)系; 3.掌握數(shù)量積的坐標(biāo)表達(dá)式,會(huì)進(jìn)行平面向量數(shù)量積的運(yùn)算; 4.能運(yùn)用數(shù)量積表示兩個(gè)向量的夾角,會(huì)用數(shù)量積判斷兩個(gè)平面向量的垂直關(guān)系; 5.會(huì)用向量方法解決某些簡(jiǎn)單的平面幾何問(wèn)題; 6.會(huì)用向量方法解決簡(jiǎn)單的力學(xué)問(wèn)題與其他一些實(shí)際問(wèn)題。 2016,全國(guó)卷Ⅰ,13,5分(向量的幾何意義) 2016,全國(guó)卷Ⅱ,3,5分(向量數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算) 2016,全國(guó)卷Ⅲ,3,5分(向
2、量夾角問(wèn)題) 2016,天津卷,7,5分(向量的數(shù)量積和線性運(yùn)算) 2015,全國(guó)卷Ⅰ,15,5分(向量的數(shù)量積運(yùn)算) 高考對(duì)本節(jié)內(nèi)容的考查以向量的長(zhǎng)度、夾角及數(shù)量積為主,以向量數(shù)量積的運(yùn)算為載體,綜合三角函數(shù)、解析幾何等知識(shí)進(jìn)行考查,是一種新的趨勢(shì),復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)予以關(guān)注。以客觀題為主,有時(shí)出現(xiàn)在解答題中。分值5~12分。 微知識(shí) 小題練 自|主|排|查 1.平面向量的數(shù)量積 (1)向量的夾角 ①定義:已知兩個(gè)非零向量a和b,作=a,=b,則∠AOB就是向量a與b的夾角。 ②范圍:設(shè)θ是向量a與b的夾角,則0≤θ≤180。 ③共線與垂直:若θ=0,則a與b同向共線;若θ
3、=180,則a與b反向共線;若θ=90,則a與b垂直。 (2)平面向量的數(shù)量積 ①定義:已知兩個(gè)非零向量a與b,它們的夾角為θ,則數(shù)量|a||b|cosθ叫做a與b的數(shù)量積(或內(nèi)積),記作ab,即ab=|a||b|cosθ,規(guī)定零向量與任一向量的數(shù)量積為0,即0a=0。 ②幾何意義:數(shù)量積ab等于a的長(zhǎng)度|a|與b在a的方向上的投影|b|cosθ的乘積。 2.平面向量數(shù)量積的性質(zhì)及其坐標(biāo)表示 設(shè)向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ為向量a,b的夾角。 ①數(shù)量積:ab=|a||b|cosθ=x1x2+y1y2。 ②模:|a|==。 ③夾角:cosθ==。 ④兩非零向量
4、a⊥b的充要條件:ab=0?x1x2+y1y2=0。 ⑤|ab|≤|a||b|(當(dāng)且僅當(dāng)a∥b時(shí)等號(hào)成立)?|x1x2+y1y2|≤ 。 3.平面向量數(shù)量積的運(yùn)算律 (1)ab=ba(交換律)。 (2)λab=λ(ab)=a(λb)(結(jié)合律)。 (3)(a+b)c=ac+bc(分配律)。 微點(diǎn)提醒 1.a(chǎn)在b方向上的投影與b在a方向上的投影不是一個(gè)概念,要加以區(qū)別。 2.對(duì)于兩個(gè)非零向量a與b,由于當(dāng)θ=0時(shí),ab>0,所以ab>0是兩個(gè)向量a,b夾角為銳角的必要而不充分條件;ab=0也不能推出a=0或b=0,因?yàn)閍b=0時(shí),有可能a⊥b。 3.在實(shí)數(shù)運(yùn)算中,若a,b∈R
5、,則|ab|=|a||b|;若ab=ac(a≠0),則b=c。但對(duì)于向量a,b卻有|ab|≤|a||b|;若ab=ac(a≠0),則b=c不一定成立,原因是ab=|a||b|cosθ,當(dāng)cosθ=0時(shí),b與c不一定相等。 4.向量數(shù)量積的運(yùn)算不滿足乘法結(jié)合律,即(ab)c不一定等于a(bc),這是由于(ab)c表示一個(gè)與c共線的向量,而a(bc)表示一個(gè)與a共線的向量,而c與a不一定共線。 小|題|快|練 一 、走進(jìn)教材 1.(必修4P107例6改編)已知|a|=2,|b|=4,ab=4,則a與b的夾角θ=________。 【解析】 因?yàn)閍b=|a||b|cosθ, 所以cosθ
6、===, 又因?yàn)?≤θ≤180,故θ=30。 【答案】 30 2.(必修4P105例4改編)已知a=(1,2),b=(3,4),若a+kb與a-kb互相垂直,則實(shí)數(shù)k=________。 【解析】 由已知a=(1,2),b=(3,4), 若互相垂直,則(a+kb)(a-kb)=0, 即a2-k2b2=0, 即5-25k2=0,即k2=, 所以k=。 【答案】 二、雙基查驗(yàn) 1.下列四個(gè)命題中真命題的個(gè)數(shù)為( ) ①若ab=0,則a⊥b; ②若ab=bc,且b≠0,則a=c; ③(ab)c=a(bc); ④(ab)2=a2b2。 A.4個(gè) B.2個(gè)
7、 C.0個(gè) D.3個(gè) 【解析】 ab=0時(shí),a⊥b,或a=0,或b=0。故①命題錯(cuò)。 ∵ab=bc,∴b(a-c)=0。 又∵b≠0,∴a=c,或b⊥(a-c)。故②命題錯(cuò)誤。 ∵ab與bc都是實(shí)數(shù),故(ab)c是與c共線的向量,a(bc)是與a共線的向量, ∴(ab)c不一定與a(bc)相等。故③命題不正確。 ∵(ab)2=(|a||b|cosθ)2=|a|2|b|2cos2θ≤|a|2|b|2=a2b2。故④命題不正確。故選C。 【答案】 C 2.在△ABC中,AB=3,AC=2,BC=,則=( ) A.- B.- C. D. 【解析】 在△AB
8、C中, cos∠BAC===, ∴=||||cos∠BAC=32=。故選D。 【答案】 D 3.已知平面向量a=(1,-3),b=(4,-2),λa+b與a垂直,則λ=( ) A.-1 B.1 C.-2 D.2 【解析】 λa+b=(λ+4,-3λ-2)。 ∵λa+b與a垂直, ∴(λa+b)a=10λ+10=0。∴λ=-1。故選A。 【答案】 A 4.已知單位向量e1,e2的夾角為α,且cosα=,若向量a=3e1-2e2,則|a|=________。 【解析】 ∵|a|2=aa=(3e1-2e2)(3e1-2e2) =9|e1|2-12e1e2+4|
9、e2|2=9-1211+4=9 ∴|a|=3。 【答案】 3 5.(2016大連模擬)若a,b滿足|a|=,a(a+b)=1,|b|=1,則a,b的夾角為_(kāi)_______。 【解析】 因?yàn)閨a|=, 所以a(a+b)=a2+ab=2+ab=1, 即ab=-1。 設(shè)a,b的夾角為θ, 則cosθ===-。 因?yàn)棣取蔥0,π], 所以θ=π。 【答案】 π 第一課時(shí) 平面向量的數(shù)量積 微考點(diǎn) 大課堂 考點(diǎn)一 平面向量數(shù)量積運(yùn)算 【典例1】 (1)已知a=(2,3),b=(-4,7),則a在b上的投影為( ) A. B. C. D
10、. (2)(2016天津高考)已知△ABC是邊長(zhǎng)為1的等邊三角形,點(diǎn)D,E分別是邊AB,BC的中點(diǎn),連接DE并延長(zhǎng)到點(diǎn)F,使得DE=2EF,則的值為( ) A.- B. C. D. 【解析】 (1)|a|cosθ====。故選C。 (2)如圖,設(shè)=m,=n。根據(jù)已知得,=m,所以=+=m+n,=m-n, =(m-n)=m2-n2-mn=--=。故選B。 【答案】 (1)C (2)B 反思?xì)w納 1.當(dāng)已知向量的模和夾角θ時(shí),可利用定義法求解,即ab=|a||b|cosθ。 2.當(dāng)已知向量的坐標(biāo)時(shí),可利用坐標(biāo)法求解,即若a=(x1,y1),b=(x2,y2),則ab
11、=x1x2+y1y2。 【變式訓(xùn)練】 (1)設(shè)四邊形ABCD為平行四邊形,||=6,||=4。若點(diǎn)M,N滿足=3,=2,則=( ) A.20 B.15 C.9 D.6 (2)(2016蚌埠模擬)已知正方形ABCD的邊長(zhǎng)為1,點(diǎn)E是AB邊上的動(dòng)點(diǎn)。的最大值為_(kāi)_______。 【解析】 (1)在平行四邊形ABCD內(nèi),易得, =+,=-, 所以= = ==36-16=12-3=9。故選C。 (2)如圖所示,以AB,AD所在的直線分別為x,y軸建立直角坐標(biāo)系, 設(shè)E(t,0),0≤t≤1,則D(0,1),C(1,1),=(t,-1),=(1,0),所以=t≤1。
12、 【答案】 (1)C (2)1 考點(diǎn)二 平面向量的模與夾角問(wèn)題 【典例2】 (1)(2017長(zhǎng)沙模擬)已知向量a=(1,2),ab=5,|a-b|=2,則|b|等于( ) A. B.2 C.5 D.25 (2)(2016東北三校聯(lián)考)已知向量a,b的夾角為60,且|a|=2,|b|=1,則向量a與向量a+2b的夾角等于( ) A.150 B.90 C.60 D.30 【解析】 (1)由a=(1,2),可得a2=|a|2=12+22=5。 因?yàn)閨a-b|=2, 所以a2-2ab+b2=20, 所以5-25+b2=20, 所以b2=25,所以|
13、b|=5。故選C。 (2)解法一:由于a(a+2b)=a2+2ab=|a|2+2|a||b|cos60=4+22=6,|a+2b|====2,所以cos〈a,a+2b〉===,所以〈a,a+2b〉=30。故選D。 解法二:∵|a+2b|2=4+4+4ab=8+8cos60=12, ∴|a+2b|=2, ∴a(a+2b)=|a||a+2b|cosθ =22cosθ=4cosθ。 又a(a+2b)=a2+2ab=4+4cos60=6, ∴4cosθ=6,cosθ=,θ∈[0,180], ∴θ=30。故選D。 【答案】 (1)C (2)D 反思?xì)w納 1.平面向量夾角的求法 若a
14、,b為非零向量,則由平面向量的數(shù)量積公式得cosθ=(夾角公式),所以平面向量的數(shù)量積可以用來(lái)解決有關(guān)角度的問(wèn)題。 2.平面向量的模的解題方法 (1)若向量a是以坐標(biāo)形式出現(xiàn)的,求向量a的??芍苯永脇a|=。 (2)若向量a,b是非坐標(biāo)形式出現(xiàn)的,求向量a的??蓱?yīng)用公式|a|2=a2=aa,或|ab|2=(ab)2=a22ab+b2,先求向量模的平方,再通過(guò)向量數(shù)量積的運(yùn)算求解。 【變式訓(xùn)練】 (1)(2016全國(guó)卷Ⅲ)已知向量=,=,則∠ABC=( ) A.30 B.45 C.60 D.120 (2)(2016衡水中學(xué)二調(diào))已知單位向量a,b,若ab=0,且|c
15、-a|+|c-2b|=,則|c+2a|的取值范圍是( ) A.[1,3] B.[2,3] C. D. 【解析】 (1)由兩向量的夾角公式,可得cos∠ABC===,則∠ABC=30。故選A。 (2)不妨設(shè)a=(1,0),b=(0,1),c=(x,y),所以c-a=(x-1,y),c-2b=(x,y-2),所以+=,即(x,y)到A(1,0)和B(0,2)的距離和為,即表示點(diǎn)(1,0)和 (0,2)之間的線段,|c+2a|=,表示(-2,0)到線段AB上點(diǎn)的距離,最小值是點(diǎn)(-2,0)到直線2x+y-2=0的距離,|c+2a|min==,最大值為(-2,0)到(1,0)的距離是
16、3,所以|c+2a|的取值范圍是。故選D。 【答案】 (1)A (2)D 考點(diǎn)三 平面向量的垂直問(wèn)題 【典例3】 (1)已知向量a=(k,3),b=(1,4),c=(2,1),且(2a-3b)⊥c,則實(shí)數(shù)k=( ) A.- B.0 C.3 D. (2)已知向量與的夾角為120,且||=3,||=2。若=λ+,且⊥,則實(shí)數(shù)λ的值為_(kāi)_______。 【解析】 (1)因?yàn)?a-3b=(2k-3,-6),(2a-3b)⊥c,所以(2a-3b)c=2(2k-3)-6=0,解得k=3。故選C。 (2)=-,由于⊥, 所以=0, 即(λ+)(-) =-λ2+2+
17、(λ-1) =-9λ+4+(λ-1)32=0,λ=。 【答案】 (1)C (2) 【變式訓(xùn)練】 △ABC是邊長(zhǎng)為2的等邊三角形,已知向量a,b滿足=2a,=2a+b,則下列結(jié)論正確的是( ) A.|b|=1 B.a(chǎn)⊥b C.a(chǎn)b=1 D.(4a+b)⊥ 【解析】 因?yàn)椋剑?2a+b)-2a=b, 所以|b|=2,故A錯(cuò)誤; 由于=2a(2a+b)=4|a|2+2ab=22=2, 所以2ab=2-4|a|2=-2, 所以ab=-1,故B,C錯(cuò)誤; 又因?yàn)?4a+b)=(4a+b)b=4ab+|b|2=412+4=0, 所以(4a+b)⊥。故選D。 【答案
18、】 D 微考場(chǎng) 新提升 1.(2016全國(guó)卷Ⅱ)已知向量a=(1,m),b=(3,-2),且(a+b)⊥b,則m=( ) A.-8 B.-6 C.6 D.8 解析 由向量的坐標(biāo)運(yùn)算得a+b=(4,m-2),由(a+b)⊥b,得(a+b)b=12-2(m-2)=0,解得m=8,故選D。 答案 D 2.(2017衡水模擬)已知|a|=1,|b|=2,a與b的夾角為,那么|4a-b|=( ) A.2 B.6 C.2 D.12 解析 |4a-b|2=16a2+b2-8ab=161+4-812cos=12。∴|4a-b|=2。故選C。
19、 答案 C 3.(2016成都模擬)△ABC中,點(diǎn)M在線段AC上,點(diǎn)P在線段BM上,且滿足==2,若||=2,||=3,∠BAC=90,則的值為( ) A.1 B.- C. D.- 解析 由題知=-,=-=-,=+=+=+, =(-)=-2+2-=-+2=-。故選B。 答案 B 4.(2016合肥聯(lián)考)已知|a|=1,|b|=2,a與b的夾角為60,則a+b在a方向上的投影為_(kāi)_______。 解析 ∵|a+b|2=a2+b2+2ab=1+4+212=7,∴|a+b|=,cos〈a+b,a〉===?!郺+b在a方向上的投影為|a+b|cos〈a+b,a〉==2。
20、 答案 2 5.在平面直角坐標(biāo)系中,O為原點(diǎn),A(-1,0),B(0,),C(3,0),動(dòng)點(diǎn)D滿足||=1,則|++|的取值范圍是________。 解析 設(shè)D(x,y),則(x-3)2+y2=1,++=(x-1,y+),故|++|=,|++|的最大值即為圓(x-3)2+y2=1上的點(diǎn)到點(diǎn)(1,-)距離的最大值,其最大值為圓(x-3)2+y2=1的圓心到點(diǎn)(1,-)的距離加上圓的半徑,即+1=+1,最小值為-1=-1,故取值范圍為[-1,+1]。 答案 [-1,+1] 第二課時(shí) 平面向量的應(yīng)用 微考點(diǎn) 大課堂 考點(diǎn)一 平面向量在函數(shù)、不等式中的應(yīng)用 【典例
21、1】 已知向量a,b滿足|a|=2,|b|=1,且對(duì)一切實(shí)數(shù)x,|a+xb|≥|a+b|恒成立,則a,b的夾角的大小為_(kāi)_______。 【解析】 由題意得|a+xb|≥|a+b|?a2+2xab+x2b2≥a2+2ab+b2?x2+2abx-1-2ab≥0, 所以Δ=4(ab)2-4(-1-2ab)≤0?(ab+1)2≤0,所以ab=-1,cos〈a,b〉==-,即a與b的夾角為。 【答案】 π 反思?xì)w納 平面向量溝通了幾何與代數(shù)、函數(shù)、不等式的相關(guān)知識(shí)如:函數(shù)單調(diào)性、奇偶性、不等式的解法、不等式的證明、不等式的恒成立等問(wèn)題必然會(huì)與平面向量相關(guān)聯(lián),以考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。
22、【變式訓(xùn)練】 (1)已知單位向量a,b,滿足a⊥b,則函數(shù)f(x)=(xa+2b)2(x∈R)( ) A.既是奇函數(shù)又是偶函數(shù) B.既不是奇函數(shù)也不是偶函數(shù) C.是偶函數(shù) D.是奇函數(shù) (2)設(shè)e1,e2是平面內(nèi)兩個(gè)不共線的向量,=(a-1)e1+e2,=be1-2e2(a>0,b>0),若A,B,C三點(diǎn)共線,則+的最小值是( ) A.2 B.4 C.6 D.8 【解析】 (1)因?yàn)閱挝幌蛄縜,b,滿足a⊥b,所以ab=0,所以f(x)=(xa+2b)2=x2+4xab+4=x2+4。又f(-x)=(-x)2+4=x2+4=f(x),所以函數(shù)f(x)為偶
23、函數(shù)。故選C。 (2)因?yàn)锳,B,C三點(diǎn)共線,所以(a-1)(-2)=1b,所以2a+b=2。因?yàn)閍>0,b>0,所以+==2++≥2+2 =4(當(dāng)且僅當(dāng)=,即a=,b=1時(shí)取等號(hào))。故選B。 【答案】 (1)C (2)B 考點(diǎn)二 平面向量在平面幾何中的應(yīng)用……母題發(fā)散 【典例2】 已知O是平面上的一定點(diǎn),A,B,C是平面上不共線的三個(gè)動(dòng)點(diǎn),若動(dòng)點(diǎn)P滿足=+λ(+),λ∈(0,+∞),則點(diǎn)P的軌跡一定通過(guò)△ABC的( ) A.內(nèi)心 B.外心 C.重心 D.垂心 【解析】 由原等式,得-=λ(+),即=λ(+),根據(jù)平行四邊形法則,知+是△ABC的中線AD(D為B
24、C的中點(diǎn))所對(duì)應(yīng)向量的2倍,所以點(diǎn)P的軌跡必過(guò)△ABC的重心。故選C。 【答案】 C 【母題變式】 在本典例中,若動(dòng)點(diǎn)P滿足=+λ,λ∈(0,+∞),則點(diǎn)P的軌跡一定通過(guò)△ABC的________。 【解析】 由條件,得-=λ,即=λ,而和分別表示與,同向的單位向量,故+平分∠BAC,即平分∠BAC,所以點(diǎn)P的軌跡必過(guò)△ABC的內(nèi)心。 【答案】 內(nèi)心 反思?xì)w納 解決向量與平面幾何綜合問(wèn)題,可先利用基向量或坐標(biāo)系建立向量與平面圖形的聯(lián)系,然后通過(guò)向量運(yùn)算研究幾何元素之間的關(guān)系。 【拓展變式】 如圖,Rt△ABC中,∠C=90,其內(nèi)切圓切AC邊于D點(diǎn),O為圓心。若||=
25、2||=2,則=________。 【解析】 以CA所在的直線為x軸,CB所在的直線為y軸,建立平面直角坐標(biāo)系(分別以射線CA、CB的方向?yàn)閤軸、y軸的正方向),則C(0,0),O(1,1),A(3,0)。 設(shè)直角三角形的內(nèi)切圓與AB邊切于點(diǎn)E,與CB邊切于點(diǎn)F,則由圓的切線長(zhǎng)定理可得BE=BF,AD=AE=2,設(shè)BE=BF=x,在Rt△ABC中,有CB2+CA2=AB2,即(x+1)2+9=(x+2)2,解得x=3,故B(0,4)。 ∴=(1,-3)(-3,0)=-3。 【答案】?。? 考點(diǎn)三 平面向量在三角函數(shù)中的應(yīng)用……多維探究 角度一:平面向量在三角函數(shù)圖象
26、與性質(zhì)中的應(yīng)用 【典例3】 已知函數(shù)f(x)=sinωx(ω>0)的部分圖象如圖所示,A,B分別是這部分圖象上的最高點(diǎn)、最低點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),若=0,則函數(shù)f(x+1)是( ) A.周期為4的奇函數(shù) B.周期為4的偶函數(shù) C.周期為2π的奇函數(shù) D.周期為2π的偶函數(shù) 【解析】 由題圖可得A,B,由=0得-3=0,又ω>0,∴ω=, ∴f(x)=sinx, ∴f(x+1)=sin=cosx,它是周期為4的偶函數(shù)。故選B。 【答案】 B 角度二:平面向量在解三角形中的應(yīng)用 【典例4】 (2016山西四校聯(lián)考)已知在△ABC中,角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,向量m=(
27、sinA,sinB),n=(cosB,cosA),mn=sin2C。
(1)求角C的大?。?
(2)若sinA,sinC,sinB成等差數(shù)列,且(-)=18,求c邊的長(zhǎng)。
【解析】 (1)mn=sinAcosB+sinBcosA=sin(A+B),
對(duì)于△ABC,A+B=π-C,0 28、cosC=18,ab=36。
由余弦定理得c2=a2+b2-2abcosC=(a+b)2-3ab,
∴c2=4c2-336,c2=36,
∴c=6。
【答案】 (1) (2)6
反思?xì)w納 1.解決平面向量與三角函數(shù)的交匯問(wèn)題,關(guān)鍵是準(zhǔn)確利用向量的坐標(biāo)運(yùn)算化簡(jiǎn)已知條件,將其轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)中的有關(guān)問(wèn)題解決。
2.還應(yīng)熟練掌握向量數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算公式、幾何意義、向量模、夾角的坐標(biāo)運(yùn)算公式以及三角恒等變換、正、余弦定理等知識(shí)。
【變式訓(xùn)練】 (1)若函數(shù)y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)在一個(gè)周期內(nèi)的圖象如圖所示,M,N分別是這段圖象的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),且=0(O為坐 29、標(biāo)原點(diǎn)),則A等于( )
A. B.π
C.π D.π
(2)在△ABC中,(+)=||2,則△ABC的形狀一定是( )
A.等邊三角形 B.等腰三角形
C.直角三角形 D.等腰直角三角形
【解析】 (1)由題意知M,N,又=π-A2=0,
∴A=π。故選B。
(2)由(+)=||2,
得(+-)=0,
即(++)=0,2=0,
∴⊥,∴A=90。
又根據(jù)已知條件不能得到||=||,
故△ABC一定是直角三角形。故選C。
【答案】 (1)B (2)C
考點(diǎn)四
平面向量在解析幾何中的應(yīng)用
【典例5】 過(guò)拋物線y2=2px(p>0)的 30、焦點(diǎn)F的直線l與拋物線在第一象限的交點(diǎn)為A,與拋物線的準(zhǔn)線的交點(diǎn)為B,點(diǎn)A在拋物線的準(zhǔn)線上的射影為C,若=,=48,則拋物線的方程為( )
A.y2=8x B.y2=4x
C.y2=16x D.y2=4x
【解析】 如圖,=?F為線段AB的中點(diǎn),∵AF=AC,∴∠ABC=30,由=48得BC=4,則AC=4?!嘤芍形痪€性質(zhì)有p=AC=2,故拋物線的方程為y2=4x。故選B。
【答案】 B
反思?xì)w納 向量在解析幾何中的應(yīng)用:
1.載體作用:向量在解析幾何問(wèn)題中出現(xiàn),多用于“包裝”,解決此類(lèi)問(wèn)題時(shí)關(guān)鍵是利用向量的意義、運(yùn)算脫去“向量外衣”,導(dǎo)出曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)之間的關(guān)系,從而解 31、決有關(guān)距離、斜率、夾角、軌跡、最值等問(wèn)題。
2.工具作用:利用數(shù)量積與共線定理可解決垂直、平行問(wèn)題。特別地,向量垂直、平行的坐標(biāo)表示對(duì)于解決解析幾何中的垂直、平行問(wèn)題是一種比較可行的方法。
【變式訓(xùn)練】 已知平面上一定點(diǎn)C(2,0)和直線l:x=8,P為該平面上一動(dòng)點(diǎn),作PQ⊥l,垂足為Q,且=0。
(1)求動(dòng)點(diǎn)P的軌跡方程;
(2)若EF為圓N:x2+(y-1)2=1的任一條直徑,求的最值。
【解析】 (1)設(shè)P(x,y),則Q(8,y)。
由=0,得||2-||2=0,
即(x-2)2+y2-(x-8)2=0,化簡(jiǎn)得+=1。
所以點(diǎn)P在橢圓上,其方程為+=1。
(2)=( 32、-)(-)=(--)(-)=2-2=2-1,
P是橢圓+=1上的任一點(diǎn),設(shè)P(x0,y0),
則有+=1,即x=16-,又N(0,1),
所以2=x+(y0-1)2=-y-2y0+17
=-(y0+3)2+20。
因?yàn)閥0∈[-2,2],所以當(dāng)y0=-3時(shí),2取得最大值20,故的最大值為19;
當(dāng)y0=2時(shí),2取得最小值為13-4(此時(shí)x0=0),故的最小值為12-4。
【答案】 (1)+=1
(2)最大值為19,最小值為12-4
微考場(chǎng) 新提升
1.已知向量a=(1,sinθ),b=(1,cosθ),則|a-b|的最大值為( )
A.1 B.
C. D. 33、2
解析 ∵a=(1,sinθ),b=(1,cosθ),
∴a-b=(0,sinθ-cosθ),
∴|a-b|==。
∴|a-b|的最大值為。故選B。
答案 B
2.設(shè)a,b是非零向量,若函數(shù)f(x)=(xa+b)(a-xb)的圖象是一條直線,則必有( )
A.a(chǎn)⊥b B.a(chǎn)∥b
C.|a|=|b| D.|a|≠|(zhì)b|
解析 f(x)=-(ab)x2+(a2-b2)x+ab。
依題意知f(x)的圖象是一條直線,
∴ab=0,即a⊥b。故選A。
答案 A
3.(2016郴州質(zhì)檢)已知△ABC的外心P滿足=(+),則cosA=( )
A. B.
C.- 34、 D.
解析 取BC的中點(diǎn)D,連接AD,PD,則=+=(+)+,
又=(+),
所以=(+)。
由=(+)(-)=0,
得||=||。又=2,所以P又是重心,所以△ABC是等邊三角形,所以cosA=cos60=。故選A。
答案 A
4.(2017唐山模擬)過(guò)點(diǎn)A(3,1)的直線l與圓C:x2+y2-4y-1=0相切于點(diǎn)B,則=________。
解析 由x2+(y-2)2=5,可知圓心C(0,2),半徑r=,所以|AC|==,所以|AB|==,所以∠ACB=45,所以=cos45=5。
答案 5
5.在△ABC中,∠ACB為鈍角,AC=BC=1,=x+y,且x+y=1。 35、若函數(shù)f(m)=|-m|(m∈R)的最小值為,則||的最小值為_(kāi)_______。
解析 由=x+y,且x+y=1,可知A,O,B三點(diǎn)共線,所以||的最小值為AB邊上的高,又AC=BC=1,即O為AB的中點(diǎn),且函數(shù)f(m)=|-m|的最小值為,
即點(diǎn)A到BC邊的距離為。又AC=1,所以∠ACB=120,從而可得||的最小值為。
答案
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375
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