平面向量及其线性运算
一、选择题
1.已知下列各式:①++;②+++;③+++;④-+-.其中结果为零向量的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.设a是非零向量,λ是非零实数,下列结论中正确的是( )
A.a与λa的方向相反
B.a与λ2a的方向相同
C.|-λa|≥|a|
D.|-λa|≥|λ|a
3.如图,在正六边形ABCDEF中,++=( )
A.0 B. C. D.
4.在△ABC中,=c,=b,若点D满足=2,则等于( )
A.b+c B.c-b
C.b-c D.b+c
5.设a,b不共线,=2a+pb,=a+b,=a-2b,若A,B,D三点共线,则实数p的值为( )
A.-2 B.-1 C.1 D.2
6.在△ABC中,点G满足++=0.若存在点O,使得=,且=m+n,则m-n等于( )
A.2 B.-2 C.1 D.-1
7.如图,已知AB是圆O的直径,点C,D是半圆弧的两个三等分点,=a,=b,则等于( )
A.a-b B.a-b C.a+b D.a+b
8.已知=a+2b,=-5a+6b,=7a-2b,则下列一定共线的三点是( )
A.A,B,C B.A,B,D
C.B,C,D D.A,C,D
9.(安徽滁州一中高三月考)如图,在正方形ABCD中,点E是DC的中点,点F是BC上的一个靠近点B的三等分点,那么等于( )
A.- B.+
C.+ D.-
10.(湖南常德一中高三月考)如图所示,矩形ABCD的对角线相交于点O,E为AO的中点,若=λ+μ(λ,μ为实数),则λ2+μ2等于( )
A. B. C.1 D.
11.(江西九江第一中学高三月考)已知A,B,C是平面上不共线的三点,O是△ABC的重心,动点P满足=(2++),则点P一定为△ABC的( )
A.BC边上中线的中点
B.BC边上中线的三等分点(非重心)
C.重心
D.BC边的中点
12.(湖南师大附中高三月考)A,B,C是圆O上不同的三点,线段CO与线段AB交于点D(点O与点D不重合),若=λ+μ(λ,μ∈R),则λ+μ的取值范围是( )
A.(0,1) B.(1,+∞)
C.(1,2] D.(-1,0)
二、填空题
13.若||=||=|-|=2,则|+|=____.
14.如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,+=λ,则λ=________.
15.(云南民族大学附属中学高三月考)若M是△ABC的边BC上的一点,且=3,设=λ+μ,则λ的值为________.
16.在△ABC中有如下结论:“若点M为△ABC的重心,则++=0.”设a,b,c分别为△ABC的内角A,B,C的对边,点M为△ABC的重心.若a+b+c=0,则内角A的大小为________,当a=3时,△ABC的面积为________.
三、解答题
17.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=a,=b,试用a,b表示,.
18.已知a,b不共线,=a,=b,=c,=d,=e,设t∈R,如果3a=c,2b=d,e=t(a+b),是否存在实数t使C,D,E三点在一条直线上?若存在,求出实数t的值,若不存在,请说明理由.
参考答案
1.B
解析:由题知结果为零向量的是①④.故选B.
2.B
解析:对于A,当λ>0时,a与λa的方向相同,当λ<0时,a与λa的方向相反;B正确;对于C,|-λa|=|-λ||a|,由于|-λ|的大小不确定,因此|-λa|与|a|的大小关系不确定;对于D,|λ|a是向量,而|-λa|表示长度,两者不能比较大小.故选B.
3.D
解析:由题图知++=++=+=.故选D.
4.A
解析:∵=2,∴-==2=2(-),∴3=2+,∴=+=b+c.故选A.
5.B
解析:∵=a+b,=a-2b,∴=+=2a-b.又∵A,B,D三点共线,∴,共线.设=λ,∴2a+pb=λ(2a-b),∴2=2λ,p=-λ,∴λ=1,p=-1.故选B.
6.D
解析:∵++=0,∴-+-+-=0,∴=(++)==(-),可得=--,∴m=-,n=-,∴m-n=-1.故选D.
7.D
解析:连接OC,OD,CD,由点C,D是半圆弧的三等分点,可得∠AOC=∠COD=∠BOD=60°,且△OAC和△OCD均为边长等于圆O半径的等边三角形,所以四边形OACD为菱形,所以=+=+=a+b.故选D.
8.B
解析:因为=++=3a+6b=3(a+2b)=3,又,有公共点A,所以A,B,D三点共线.故选B.
9.D
解析:在△CEF中,有=+.因为点E为DC的中点,所以=.因为点F为BC上的一个靠近点B的三等分点,所以=.所以=+=+=-.故选D.
10.A
解析:=+=+=+(+)=-,所以λ=,μ=-,故λ2+μ2=.故选A.
11.B
解析:设BC的中点为M,则+=,∴=(+2)=+,即3=+2,也就是=2,∴P,M,A三点共线,且P是AM上靠近A点的一个三等分点.故选B.
12.B
解析:设=m,则m>1.因为=λ+μ,所以m=λ+μ,即=+,又知A,B,D三点共线,所以+=1,即λ+μ=m,所以λ+μ>1,故选B.
13.2
解析:因为||=||=|-|=2,所以△ABC是边长为2的正三角形,所以|+|为△ABC的边BC上的高的2倍,所以|+|=2.
14.2
解析:因为四边形ABCD为平行四边形,所以+==2.又+=λ,故λ=2.
15.
解析:由题设知=3,过点M作MN∥AC,交AB于点N,则===,从而=.又=λ+μ=+=+,所以λ=.
16.
解析:由a+b+c=a+b+c(--)=a-c+b-c=0,且与不共线,∴a-c=b-c=0,∴a=b=c.在△ABC中,由余弦定理可求得cos A=,∴A=.若a=3,则b=3,c=3,S△ABC=bcsin A=×3×3×=.
17. 解:=(+)=a+b.
=+=+=+(+)
=+(-)=+
=a+b.
18. 解:由题设知,=d-c=2b-3a,=e-c=(t-3)a+tb,C,D,E三点在一条直线上的充要条件是存在实数k,使得=k,即(t-3)a+tb=-3ka+2kb,
整理得(t-3+3k)a=(2k-t)b.
因为a,b不共线,所以有解得t=.
故存在实数t=使C,D,E三点在一条直线上.