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1、(全國通用版)2022-2023高中數(shù)學 第二章 平面向量檢測B 新人教B版必修4
一、選擇題(本大題共10小題,每小題5分,共50分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.給出下列命題:①零向量的長度為零,方向是任意的;②若a,b都是單位向量,則a與b共線;③向量相等;④若非零向量是共線向量,則A,B,C,D四點共線.則所有正確命題的序號是( )
A.① B.③
C.①③ D.①④
解析:根據(jù)零向量的定義可知①正確;根據(jù)單位向量的定義可知,單位向量的模相等,但方向不一定相同或相反,故兩個單位向量不一定共線,故②錯誤;向量互為
2、相反向量,故③錯誤;由于方向相同或相反的向量為共線向量,故AB與CD也可能平行,即A,B,C,D四點不一定共線,故④錯誤.故選A.
答案:A
2.已知向量a=(sin x,cos x),向量b=(1,),若a⊥b,則tan x等于( )
A.- B. C. D.-
解析:由a⊥b可得a·b=0,即sin x+cos x=0,于是tan x=-.
答案:A
3.若點M是△ABC的重心,則下列各向量中與共線的是( )
A. B.
C. D.3
解析:A中,=2,與不共線;B中,,與不共線;D中,3顯然與不共線;C中,=0,0∥,故選C.
答案:C
4.已知a,b是不共線的
3、向量,=λa+b,=a+μb,λ,μ∈R,若A,B,C三點共線,則( )
A.λ+μ=2 B.λ-μ=1
C.λμ=-1 D.λμ=1
解析:∵A,B,C三點共線,∴,
∴存在m∈R,使得=m,
∴∴λμ=1,故選D.
答案:D
5.在△ABC中,點P在BC上,且=2,點Q是AC的中點,若=(4,3),=(1,5),則等于( )
A.(-6,21) B.(-2,7)
C.(6,-21) D.(2,-7)
解析:如圖,=(1,5)-(4,3)=(-3,2),=(1,5)+(-3,2)=(-2,7),=3=(-6,21),故選A.
答案:A
6.已知平面向量a=(1
4、,2),b=(4,2),c=ma+b(m∈R),且c與a的夾角等于c與b的夾角,則m等于( )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
解析:由已知得c=(m+4,2m+2).
因為cos=,cos=,
所以.
又由已知得|b|=2|a|,
所以2c·a=c·b,
即2[(m+4)+2(2m+2)]=4(m+4)+2(2m+2),解得m=2.故選D.
答案:D
7.已知直線ax+by+c=0與圓O:x2+y2=1相交于A,B兩點,且AB=,則等于( )
A. B.- C. D.-
解析:設AB的中點為P.
∵AB=,∴AP=.
又OA=1,∴∠AO
5、P=.
∴∠AOB=.
∴=||||cos=-.
答案:B
8.已知|a|=6,|b|=3,向量a在b方向上的投影是4,則a·b等于( )
A.12 B.8
C.-8 D.2
解析:由已知得|a|cos==4,于是a·b=4×3=12.
答案:A
9.設非零向量a,b,c滿足|a|=|b|=|c|,a+b=c,則a,b的夾角為( )
A.150° B.120° C.60° D.30°
解析:設|a|=m(m>0),a,b的夾角為θ.
由題設,知(a+b)2=c2,
即2m2+2m2cos θ=m2,得cos θ=-.
又0°≤θ≤180°,所以θ=12
6、0°,
即a,b的夾角為120°,故選B.
答案:B
10.如圖,在直角梯形ABCD中,AB⊥AD,AD=DC=1,AB=3,點P是BC的中點,設=α+β(α,β∈R),則α+β等于( )
A. B.
C. D.
解析:建立如圖所示的坐標系,B(3,0),D(0,1),C(1,1).
∵點P為BC的中點,∴P.
∵=α+β,
∴=α(0,1)+β(3,0)=(3β,α),
∴3β=2,α=,∴α+β=.故選D.
答案:D
二、填空題(本大題共5小題,每小題5分,共25分.把答案填在題中的橫線上)
11.已知向量a=(3,1),b=(1,3),c=(k,7),
7、若(a-c)∥b,則k= .?
解析:a-c=(3-k,-6).
由(a-c)∥b,得3(3-k)=-6,解得k=5.
答案:5
12.在?ABCD中,對角線AC與BD交于點O,若=λ,則λ= .?
解析:由已知得=2,即λ=2.
答案:2
13.已知正方形ABCD的邊長為2,E為CD的中點,則= .?
解析:=()·()=||2-=4-0+0-2=2.
答案:2
14.向量a,b,c在正方形網(wǎng)格中的位置如圖所示,若c=λa+μb(λ,μ∈R),則= .?
解析:建立如圖所示的平面直角坐標系(設每個小正方形的邊長為1),則A(1,-1)
8、,B(6,2),C(5,-1),∴a==(-1,1),b==(6,2),c==(-1,-3).
∵c=λa+μb,∴(-1,-3)=λ(-1,1)+μ(6,2),
即
∴=4.
答案:4
15.已知向量的夾角為120°,且||=3,||=2.若=λ,且,則實數(shù)λ的值為 .?
解析:∵,∴=0,
∴(λ)·=0,
即(λ)·()=λ-λ=0.
∵向量的夾角為120°,||=3,||=2,
∴(λ-1)||||cos 120°-9λ+4=0,
解得λ=.
答案:
三、解答題(本大題共5小題,共45分.解答時應寫出文字說明、證明過程或演算步驟)
16.
9、(8分)如圖,在?OADB中,設=a,=b,.試用a,b表示.
解:由題意知,在?OADB中,)= (a-b)= a-b,
則=b+a-b=a+b,
)=(a+b),
則(a+b)-a-b=a-b.
17.(8分)已知a=(cos α,sin α),b=(cos β,sin β),0<α<β<π.
(1)求|a|的值;
(2)求證:a+b與a-b互相垂直.
(1)解:∵a=(cos α,sin α),∴|a|==1.
(2)證明∵(a+b)·(a-b)=a2-b2=|a|2-|b|2=1-1=0,
∴a+b與a-b互相垂直.
18.(9分)已知a,b,c是同一平面內(nèi)的三個
10、向量,其中a=(1,2).
(1)若|c|=2,且c∥a,求c的坐標;
(2)若|b|=,且a+2b與2a-b垂直,求a與b的夾角θ.
解:(1)因為c∥a,a=(1,2),
所以可設c=λa=(λ,2λ).
又|c|=2,所以λ2+4λ2=20,解得λ=±2.
所以c=(2,4)或c=(-2,-4).
(2)依題意,得(a+2b)·(2a-b)=0,
即2|a|2+3a·b-2|b|2=0.
又|a|2=5,|b|2=,
所以a·b=-,
所以cos θ==-1,
而θ∈[0,π],所以θ=π.
19.(10分)在△ABC中,,M是BC的中點.
(1)若||=||
11、,求向量+2與向量2的夾角的余弦值;
(2)若O是線段AM上任意一點,且||=||=,求的最小值.
解:(1)設向量+2與向量2的夾角為θ,||=||=a,
∵,∴=0,
∴(+2)·(2)=2+5+2=4a2,
|+2|=
=a,
同理可得|2|=a,
∴cos θ=.
(2)∵,||=||=,
∴||=1.
設||=x(0≤x≤1),
則||=1-x,而=2,
∴·()=2=2||||cos π=-2x(1-x)=2x2-2x=2,
當且僅當x=時,取得最小值-.
20.(10分)在平面直角坐標系中,O為坐標原點,A,B,C三點滿足.
(1)求證:A,B,C
12、三點共線;
(2)求的值;
(3)已知A(1,cos x),B(1+cos x,cos x),x∈,f(x)=|的最小值為-,求實數(shù)m的值.
(1)證明∵,
∴),即.
∴.
又AC,AB有公共點A,
∴A,B,C三點共線.
(2)解:由(1)得),
∴,
∴=2,∴=2.
(3)解:=(1+cos x,cos x)-(1,cos x)=(cos x,0).
∵x∈,∴cos x∈[0,1].
∴||=|cos x|=cos x.
∵=2,
∴=2().
∴3=2=2(1+cos x,cos x)+(1,cos x)=(3+2cos x,3cos x),
∴.
∴f(x)=|
=1+cos x+cos2x-cos x
=(cos x-m)2+1-m2,cos x∈[0,1].
當m<0時,當且僅當cos x=0時,f(x)取得最小值1,與已知最小值為-相矛盾,即m<0不合題意;
當0≤m≤1時,當且僅當cos x=m時,f(x)取得最小值1-m2.
由1-m2=-,得m=±(舍去);
當m>1時,當且僅當cos x=1時,f(x)取得最小值2-2m,由2-2m=-,得m=>1.
綜上所述,實數(shù)m的值為.