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双基限时练(十五) 向量的加法
一、选择题
1.下列结论中,正确的是( )
A.0+0=0
B.对于任意向量a,b,则a+b=b+a
C.对于任意a,b,则|a+b|>0
D.若a∥b,且|a|=1001,|b|=1010,则|a+b|=2011
解析 A显然不正确;对于 ( http: / / www.21cnjy.com )C,当a=b=0时,a与b为相反向量,|a+b|=0,故C不正确;对于D,当a与b方向相反时,|a+b|=9,故D不正确.21世纪教育网版权所有
答案 B
2.已知P是线段AB的中点,=,则+=( )
A. B.
C. D.
解析 ∵=,∴+=+=.
答案 D
3.向量(+)+(+)+化简后等于( )
A. B.
C. D.
解析 ++++=++++=.
答案 C
4.已知四边形ABCD为平行四边形,则下列等式成立的是( )
A. += B. +=
C. += D. +=
解析 由平行四边形法则可知+==
答案 B
5.下列命题:
①如果非零向量a与b的方向相同或相反, ( http: / / www.21cnjy.com )那么a+b的方向必与a,b之一的方向相同;②△ABC中,必有++=0;③若++=0,则A,B,C为一个三角形的三个顶点;④若a、b均为非零向量,则|a+b|与|a|+|b|一定相等.21教育网
其中真命题的个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析 对于①中若a=-b,则a+b=0 ( http: / / www.21cnjy.com ),0的方向是任意的;对于③若++=0,则A,B,C可能在一条直线上,故③不正确;∵|a+b|≤|a|+|b|,故④不正确;②显然正确,故正确的只有②,答案为B.21cnjy.com
答案 B
6.设P是△ABC所在平面内的一点,+=2,则( )
A.+=0
B.+=0
C.+=0
D.++=0
解析 +=2=+,由平行四边形法则,知点P是AC的中点,故选项C成立.
答案 C
7.如图,正六边形ABCDEF中,++=( )
A. 0 B.
C. D.
解析 ∵正六边形ABCDEF,∴=,=
故++=++
=+=+=.
答案 D
二、填空题
8.设a=(+)+(+),b是任一非零向量,则下列结论中:①a∥b;②a+b=a;③a+b=b;④|a+b|<|a|+|b|;⑤|a+b|=|a|+|b|.21·cn·jy·com
其中正确的是________.
解析 ∵a=(+)+(+)=+++=0,∴a∥b,a+b=b,|a+b|=|a|+|b|.故①③⑤正确.www.21-cn-jy.com
答案 ①③⑤
9.当非零向量a,b(a,b不共线)满足________时,能使a+b平分a与b的夹角.
解析 菱形、正方形的对角线平分四边形的夹角.
答案 |a|=|b|
10.如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,且AD=BC,则+++与的关系为__________.2·1·c·n·j·y
解析 ∵+=,+=,
故原式=+=.
答案 +++=
三、解答题
11.(1)如图①,利用向量加法的三角形法则作出a+b;
(2)如图②,利用向量加法的平行四边形法则作出a+b.
解 (1)如图,作向量=a,=b,则即为a+b.
(2)如图,作向量=a,=b,以OA,OB为邻边作平行四边形OACB,则即为所求向量.
12.化简下列各式:
(1)++;
(2)(+)++;
(3)+++.
解析 (1)++=0;
(2)(+)++=+++=;
(3)+++=+++=.
13.已知=a,=b,|a|=|b|=3,∠AOB=60°,求|a+b|.
解 ∵||=||∴以OA,OB为邻边 ( http: / / www.21cnjy.com )作的平行四边形OACB为菱形,且=a+b,又∠AOB=60°,∴|a+b|=2||·sin60°=3.
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双基限时练(十七) 数乘向量
一、选择题
1.已知e1,e2是不共线向量,则下列各组向量中,是共线向量的有( )
①a=5e1,b=7e1;②a=e1-e2,b=3e1-2e2;
③a=e1+e2,b=3e1-3e2.
A.①② B.①③
C.②③ D.①②③
解析 ①中a与b显然共线;②中,因为b= ( http: / / www.21cnjy.com )3e1-2e2=6(e1-e2)=6a,故a与b共线;而③设b=3e1-3e2=k(e1+e2)无解,故a与b不共线,故共线的有①②,故选A.21教育网
答案 A
2.下列计算正确的个数是( )
①(-2)(3a)=-6a;②(a+3b)+(-a-3b)=0;
③2(a+b)-3(b-2a)=8a-b.
A.0 B.1
C.2 D.3
解析 ②中,(a+3b)+(-a-3b)=0,故②不正确,①③均对.
答案 C
3.△ABC中,点D是BC边的中点,设=a,=b,用a,b表示为( )
A. a+b B. a+b
C. a+b D. a+b
解析 方法一:=+=+=+(-)=+=a+b,故选D.
方法二:以AB,AC为邻边作平行四边形ABEC,则点D是平行四边形对角线的中点,所以==a+b,故选D.
答案 D
4.线段AB的中点为C,若=λ,则λ的值是( )
A.2 B.-2
C.2或-2 D.或2
解析 ∵=,∴=+=2=-2.
答案 B
5.设e1,e2是两个不共线的向量,则a=e1+λe2(λ∈R)与向量b=-(e2-2e1)共线的条件是( )21cnjy.com
A.λ=0 B.λ=-1
C.λ=-2 D.λ=-
解析 由题可知,b=-e2+2e1=k(e1+λe2),得λ=-.
答案 D
6.如图,已知=a,=b,=3,用a,b表示,则等于( )
A.a+b
B.a+b
C.a+b
D.a+b
解析 =a+=a+=a+(b-a)=a+b,故选B.
答案 B
7.已知向量e1,e2不共线,实数x,y满足(3x-4y)e1+(2x-3y)e2=6e1+3e2,则x-y的值为( )21·cn·jy·com
A.3 B.-3
C.0 D.2
解析 由平面向量基本定理,得,∴x=6,y=3.∴x-y=3.
答案 A
二、填空题
8.已知2(x-a)-(b+c+3x)+b=0,其中a,b,c为已知向量,则x=________.www.21-cn-jy.com
解析 由已知得:x-a-b-+b=0,
得x=a-+,
得x=a-b+c.
答案 a-b+c
9.设=(a+5b),=-2a+8b,=3(a-b),则共线的三点是__________.
解析 =+=a+5b,∴=,
即A,B,D三点共线.
答案 A,B,D
10.已知O是△ABC内一点,+=-3,则△AOB与△AOC的面积之比为________.
解析 如图,在△ABC中,设D为AC的中点,四边形OCEA为平行四边形,
∴+=.
且△ADE≌△CDO,
∴S△AOC=S△AOE.
又+=-3,即=-3,
∴===.
答案
三、解答题
11.化简下列各式:
(1)3(2a-b)-2(4a-3b);
(2)(4a+3b)-(3a-b)-b;
(3)2(3a-4b+c)-3(2a+b-3c).
解 本题可利用结合律和分配律进行化简.
(1)3(2a-b)-2(4a-3b)
=6a-3b-8a+6b
=-2a+3b.
(2)(4a+3b)-(3a-b)-b
=a+b-a+b-b
=a+b
=-a.
(3)2(3a-4b+c)-3(2a+b-3c)
=6a-8b+2c-6a-3b+9c
=(6-6)a+(-8-3)b+(2+9)c
=-11b+11c
=11(c-b).
12.已知向量m,n是不共线向量,a=3m+2n,b=6m-4n,c=m+xn.
(1)判断a,b是否平行;
(2)若a∥c,求x的值.
解 (1)若a∥b,则b=λa,即6m-4n=λ(3m+2n),
∴ λ不存在,
∴a与b不平行.
(2)∵a∥c,
∴c=ra.
∴m+xn=r(3m+2n).
即
所以x=.
13.已知两个非零向量a、b不共线,=a+b,=a+2b,=a+3b.
(1)证明:A、B、C三点共线;
(2)试确定实数k,使ka+b与a+kb共线.
解 (1)由于=a+b,=a+2b,=a+3b,则=-=a+2b-(a+b)=b.
而=-=a+3b-(a+b)=2b,
于是=2,即与共线.
又AC与AB有公共点A,所以A、B、C三点共线.
(2)由于a、b为非零向量且不共线,所以a+kb≠0.
若ka+b与a+kb共线,则必存在唯一实数λ,
使ka+b=λ(a+kb),整理得(k-λ)a=(λk-1)b.
因此
解得或
即存在实数λ=1,使ka+b与a+kb共线, ( http: / / www.21cnjy.com )此时k=1;或存在实数λ=-1,使ka+b与a+kb共线,此时k=-1,因此k=±1都满足题意.21世纪教育网版权所有
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双基限时练(十九) 平面向量的坐标表示及线性运算的坐标表示
一、选择题
1.下列向量组中能作为它们所在平面内所有向量的基底的是( )
A.e1=(0,0),e2=(1,-2)
B.e1=(-1,2),e2=(5,7)
C.e1=(3,5),e2=(6,10)
D.e1=(2,-3),e2=
解析 只有B选项中的两个向量不平行,可作为基底.
答案 B
2.下列各式正确的是( )
A.若a=(-2,4),b=(5,2),则a+b=(3,6)
B.若a=(5,2),b=(2,4),则a-b=(-3,-2)
C.若a=(1,0),b=(0,1),则a+b=(1,0)
D.若a=(1,1),b=(1,2),则2a+3b=(4,8)
解析 当a=(-2,4),b=(5,2)时,a+b=(-2+5,4+2)=(3,6).
答案 A
3.已知平面向量a=(1,1),b=(1,-1),则向量a-b等于( )
A.(-2,-1) B.(-2,1)
C.(-1,0) D.(-1,2)
解析 a-b=(,)-(,-)=(-1,2).
答案 D
4.已知A(x,2),B(5,y-2),若=(4,6),则x,y的值分别为( )
A.x=-1,y=0 B.x=1,y=10
C.x=1,y=-10 D.x=-1,y=-10
解析 由题意得=(5-x,y-4)=(4,6),
∴得
答案 B
5.已知直线上有三点P1,P2,P,其中P1(2,-1),P2(-1,3),且=,则点P的坐标为( )21教育网
A. B.
C. D.
解析 设P(x,y),由=,知
得
答案 B
6.已知向量a=(1,2),b=(3,1),c=(11,7),若c=ka+lb,则k,l的值( )21世纪教育网版权所有
A. -2,3 B. -2,-3
C. 2,-3 D. 2,3
解析 由c=ka+lb,知(11,7)=k(1,2)+l(3,1)=(k+3l,2k+l),
∴∴
答案 D
7.已知a=,B(1,0),b=(-3,4),c=(-1,1),且a=3b-2c,则A的坐标为( )21cnjy.com
A. (8,-10) B. (6,-7)
C. (-7,10) D. (-6,8)
解析 因为b=(-3,4),c=(-1,1),所以a=3b-2c=3(-3,4)-2(-1,1)=(-7,10),即=(-7,10).21·cn·jy·com
又因为B(1,0),设A(x,y),
则=(1-x,-y)=(-7,10),
所以解得
即A(8,-10).
答案 A
二、填空题
8.已知a=(2,1),b=(-3,4),则a+b=________,2a-3b=________.www.21-cn-jy.com
解析 a+b=(2,1)+(-3,4)=(-1,5).
2a-3b=2(2,1)-3(-3,4)=(4,2)-(-9,12)=(13,-10).
答案 (-1,5) (13,-10)
9.已知a=(3,-1),b=(1,2 ( http: / / www.21cnjy.com )),求满足条件的x,y,使x+a=(2,5),b-y=(-1,-3),则x=________,y=________.
解析 由x+a=(2,5),得x=(-1,6),
由b-y=(-1,-3),得y=(2,5).
答案 (-1,6) (2,5)
10.在 ABCD中,A(-1,-2),B(3,-1),C(5,6),则D点的坐标为________.2·1·c·n·j·y
解析 ∵ABCD为平行四边形,设D(x,y),
∴=,
∴(4,1)=(5-x,6-y)
∴得
答案 (1,5)
三、解答题
11.在直角坐标系xOy中,向量a,b,c的方向如图所示,且|a|=,|b|=2,|c|=4,分别求出a,b,c的坐标.【来源:21·世纪·教育·网】
解 设a=(x1,y1),b=(x2,y2),c=(x3,y3),
则x1=|a|·cos45°=×=1,y1=|a|·sin45°=1,
∴a=(1,1).
x2=|b|·cos150°=2×(-)=-,
y2=|b|·sin150°=2×=1,∴b=(-,1).
x3=|c|·cos(-60°)=4×=2,
y3=|c|·sin(-60°)=-×4=-2.
∴c=(2,-2).
12.已知A(-1,2),B(2,8)及=,=-,求点C、D和的坐标.
解 设C(x,y),D(a,b). ( http: / / www.21cnjy.com )=(3,6),==(1,2).又=(x+1,y-2)=(1,2),所以解得所以C(0,4).
因为=-==(1,2),又=(-1-a,2-b)=(1,2),所以解得
所以D(-2,0).
所以=(-2,0)-(0,4)=(-2,-4).
13.已知点A(2,3),B(5,4),C(7,10),若=+λ,
(1)试求λ的值,使点P在一、三象限的角平分线上;
(2)试求λ的值,使点P在第三象限内.
解 设P(x,y),由=+λ,
得(x-2,y-3)=(3,1)+λ(5,7),
∴∴
(1)∵P在一、三象限角平分线上,∴x=y得λ=.
(2)由P在第三象限内,∴得λ<-1.
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双基限时练(二十二) 平面向量数量积的坐标表示
一、选择题
1.设向量a=(1,0),b=,则下列结论中正确的是( )
A.|a|=|b| B.a·b=
C.a-b与b垂直 D.a∥b
解析 ∵a-b=,∴(a-b)·b==-=0,故(a-b)⊥b.
答案 C
2.已知a=(4,3),向量b是垂直于a的单位向量,则b等于( )
A.或
B.或
C.或
D.或
解析 设b=(x,y),则x2+y2=1,且4x+3y=0,
解得或故选D.
答案 D
3.直线y=2与直线x+y-2=0的夹角是( )
A. B.
C. D.
解析 任取直线y=2的一个 ( http: / / www.21cnjy.com )方向向量(1,0),直线x+y-2=0的方向向量为(1,-1),设两直线的夹角为θ,则cosθ==,又θ∈,所以θ=.21世纪教育网版权所有
答案 A
4.平面向量a与b的夹角为60°,a=(2,0),|b|=1,则|a+2b|=( )
A. B.2
C.4 D.12
解析 由已知|a|=2,∵|a+2b|2=|a|2+4a·b+4|b|2=4+4×2×1×cos60°+4=12.www.21-cn-jy.com
∴|a+2b|=2.
答案 B
5.已知向量a=(-2,-1),a·b=10,|a-b|=,则|b|=( )
A.2 B.2
C.20 D.40
解析 设b=(x,y),由a=(-2 ( http: / / www.21cnjy.com ),-1),a·b=10,可得-2x-y=10.①a-b=(-2-x,-1-y),所以|a-b|==.② 由①②可得x=-4,y=-2,所以b=(-4,-2),|b|==2.2·1·c·n·j·y
答案 A
6.若向量=(3,-1),n=(2,1),且n·=7,则n·=( )
A.-2 B.2
C.-2或2 D.0
解析 ∵+=,∴n·(+)=n·,
即n·+n·=n·.
∴n·=n·-n·=7-5=2.
答案 B
7.a=(0,1),b=(1,1),且(a+λb)⊥a,则λ=( )
A.-1 B.0
C.1 D.2
解析 (a+λb)·a=0,a2+λa·b=0,λ=-=-=-1.
答案 A
二、填空题
8.若a=(2,3),b=(-4,7),则a在b方向上的射影为________.
解析 由题意得a·b=|a||b|cos?a,b?=13,∴|a|·cos?a,b?==.
答案
9.平面向量a,b中,已知a=(4,3),|b|=1,且a·b=5,则b=________.
解析 设b=(x,y),由题意得得
答案
10.已知a=(1,3),b=(1,1),c=a+λb,a和c的夹角为锐角,则实数λ的取值范围是________.21教育网
解析 ∵c=a+λb=(1+λ,3+λ),
由(a+λb)·a=1+λ+3(3+λ)>0,得λ>-,
当a+λb=ka(k>0)时,得λ=0,
故λ的取值范围是λ>-且λ≠0.
答案 ∪(0,+∞)
三、解答题
11.已知a=(1,x),b=(2x+3,-x).
(1)若a⊥b,求x的值;
(2)若a与b共线,求|a-b|.
解 (1)由a⊥b,得(2x+3)-x2=0,得
x2-2x-3=0,得x=-1,或x=3.
(2)由a∥b,得-x=x(2x+3),
2x2+4x=0得x=0,或x=-2,
当x=0时,a=(1,0),b=(3,0),|a-b|=2,
当x=-2时,a=(1,-2),b=(-1,2),
|a-b|===2.
12.已知点A(1,2),B(4,-1),问能否在y轴上找到一点C,使∠ACB=90°,若能,请求出点C的坐标;若不能,请说明理由.
解 假设在y轴上存在点C(0,y),使∠ACB=90°.
由A(1,2),B(4,-1),得=(-1,y-2),=(-4,y+1).
又由⊥,得·=0,即(-1)×( ( http: / / www.21cnjy.com )-4)+(y-2)×(y+1)=0,即y2-y+2=0.∵Δ=(-1)2-4×2=-7<0,∴此方程无解.故在y轴上不存在点C,使∠ACB=90°.21cnjy.com
13.已知平面xOy内有向量=(1,7),=(5,1),=(2,1),点X为直线OP上的一个动点.21·cn·jy·com
(1)当·取最小值时,求的坐标;
(2)当点X满足(1)的条件时,求cos∠AXB的值.
解 (1)设=(x,y),
∵点X在直线OP上,
∴向量,共线,
又=(2,1),可以求得x=2y.
∴·=(-)·(-)
=(1-2y,7-y)·(5-2y,1-y)
=5y2-20y+12
=5(y-2)2-8.
∴当y=2时,·有最小值-8,此时=(4,2).
(2)当=(4,2)时,=(-3,5),=(1,-1),
∴||=,||=.
∴cos∠AXB==-.
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双基限时练(二十) 向量平行的坐标表示
一、选择题
1.已知a=(-1,2),b=(2,y),若a∥b,则y的值是( )
A.1 B.-1
C.4 D.-4
解析 由a∥b,得(-1)·y=2·2=4,∴y=-4,故选D.
答案 D
2.已知A(k,12),B(4,5),C(10,k),若A,B,C三点共线,则实数k的值为( )
A. 11 B. -2
C. 11或-2 D. 2或-11
解析 ∵A,B,C三点共线,=λ,∴(4-k,-7)=λ(6,k-5),得k=11,或k=-2.2·1·c·n·j·y
答案 C
3.已知向量a=(1,0),b=(0,1),c=ka+b,(k∈R),d=a-b,如果c∥d,那么( )21教育网
A.k=1且c与d同向
B.k=1且c与d反向
C.k=-1且c与d同向
D.k=-1且c与d反向
解析 d=a-b=(1,-1),c ( http: / / www.21cnjy.com )=ka+b=(k,1),∵c∥d,∴1×1-(-1)×k=0,得k=-1,当k=-1时,c=(-1,1)=-d,∴c与d反向.
答案 D
4.已知a=(1,2),b=(-2,m)且a∥b,则2a+3b=( )
A.(-5,-10) B.(-4,-8)
C.(-3,-6) D.(-2,-4)
解析 ∵a∥b,∴m=-4,故b=(-2,-4),2a+3b=(2,4)+(-6,-12)=(-4,-8).21·世纪*教育网
答案 B
5.已知=(6,1),=(x,y),=(-2,-3),且∥,则x+2y的值为( )
A.0 B.2
C. D.-2
解析 =-(++)=-(4+x,-2+y),由∥,得(-4-x)y-(2-y)x=0,即x+2y=0,故选A.21·cn·jy·com
答案 A
6.已知a=(3,-1),b=(1,-2),且(2a-b)∥(a-λb),λ∈R,则λ的值为( )【来源:21·世纪·教育·网】
A. B.-
C.2 D.-2
解析 2a-b=2(3,- ( http: / / www.21cnjy.com )1)-(1,-2)=(6,-2)-(1,-2)=(5,0),a-λb=(3,-1)-λ(1,-2)=(3-λ,-1+2λ),∵(2a-b)∥(a-λb),∴5·(-1+2λ)-(3-λ)·0=0,∴λ=.www-2-1-cnjy-com
答案 A
7.已知向量a=(1,m),b=(m,2),若a∥b,则实数m等于( )
A. - B.
C. -或 D. 0
解析 由a∥b知1×2-m2=0,即m=或-.
答案 C
二、填空题
8.若a=(1+2λ,2-3λ)与b=(4,1)共线,则λ=________.
答案
9.已知向量a=(3,1),b=(1,3),c=(k,7),若(a-c)∥b,则k=________.21cnjy.com
解析 由=,解得k=5.
答案 5
10.在平面直角坐标系中,四边 ( http: / / www.21cnjy.com )形ABCD的边AB∥DC,AD∥BC,已知A(-2,0),B(6,8),C(8,6),则D点的坐标为________.
解析 设D(x,y),∵AB∥DC,AD∥BC,
∴四边形ABCD为平行四边形.∴=.
又=(8,8),=(8-x,6-y),
∴得
∴D(0,-2).
答案 (0,-2)
三、解答题
11.若向量a=(2,-1),b=(x,2),c=(-3,y),且a∥b∥c,求x,y的值.
解 直接利用向量共线的条件加以解决.
解法一:∵a∥b∥c,∴b=λ1a,c=λ2a.
则有解得
解法二:∵a∥b,∴4+x=0,∴x=-4.
又∵a∥c,∴2y-3=0,∴y=.
12.已知直角坐标平面上四点A(1,0),B(4,3),C(2,4),D(0,2),求证:四边形ABCD是等腰梯形.21世纪教育网版权所有
证明 由已知,=(4,3)-(1,0)=(3,3),=(0,2)-(2,4)=(-2,-2).
∵3×(-2)-3×(-2)=0,∴与共线.
又=(0,2)-(1,0)=(-1,2).
∵3×(-1)-3×2≠0,∴与不共线.
∴AB∥CD,AB∥|AD.
又||=3,||=2,∴||≠||,即AB≠CD.
∵=(2,4)-(4,3)=(-2,1),=(-1,2),∴||==||.
故四边形ABCD是等腰梯形.
13.已知=(3,-4),=(6,-3),=(5-m,-(3+m)),若A,B,C不能构成三角形,求实数m应满足的条件.
解 ∵=(3,-4),=(6,-3),=(5-m,-(3+m)),若点A,B,C不能构成三角形,则这三点共线,www.21-cn-jy.com
∵=(3,1),=(2-m,1-m),
∴3(1-m)=2-m,得m=.
∴当m=时,A,B,C不能构成三角形.
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双基限时练(十八) 平面向量基本定理
一、选择题
1.设e1,e2是同一平面内所有向量的一组基底,则以下各组向量中,不能作为基底的是( )
A.e1+e2与e1-e2 B.2e1-3e2与4e1-6e2
C.e1+2e2与2e1+e2 D.e1+e2与e2
解析 ∵4e1-6e2=2(2e1-3e2),∴2e1-3e2与4e1-6e2共线,即不能作为基底.21教育网
答案 B
2.在梯形ABCD中,AB∥CD,且=3,若=a,=b,则等于( )
A.3a+b B.a+3b
C.a+b D.a+b
解析 =+=+=b+a.
答案 C
3.设e1,e2为基底,=e1-ke2,=2e1-e2,=3e1-3e2,若A,B,D三点共线,则k的值为( )【来源:21·世纪·教育·网】
A. 2 B. -3
C. -2 D. 3
解析 ∵=-=3e1-3e2-(2e1-e2)=e1-2e2,又A,B,D三点共线,
∴(e1-ke2)=λ(e1-2e2),即
∴k=2.
答案 A
4.在△ABC中,已知D是AB边上一点,若=2,=+λ,则λ等于( )
A. B.
C.- D.-
解析 ∵=2,∴=,
故=+=+(-)=+,∴λ=.
答案 A
5.已知e1,e2是平面α内不共线向量,下列说法错误的是( )
①λe1+μe2(λ,μ∈R)可表示平 ( http: / / www.21cnjy.com )面α内的所有向量;②若实数λ,μ,使λe1+μe2=0,则λ=μ=0;③对于平面α内任一向量a,使a=λe1+μe2的实数λ,μ有无数对;④若λ1e1+μ1e2与λ2e1+μ2e2共线,则有且只有一个实数λ,使λ2e1+μ2e2=λ(λ1e1+μ1e2).21cnjy.com
A.①② B.③④
C.②③ D.①④
解析 ①②正确,③④错误.
答案 B
6.如图,过△ABC的重心作一直线分别交AB,AC于点D,E,若=x,,=y(xy≠0),则+的值为( )
A. 4 B. 3
C. 2 D. 1
解析 欲求+的值,可依据题设建立关于x,y的等式(方程思想).
因为D、G、E三点共线,所以=γ,
又=x,=y,===+.故可得y-x
=γ,整理得
-x=γ,y=γ,消去γ得+=3,故选B.
答案 B
7.
如图,||=||=1,||=,∠AOB=60°,⊥,设=x+y,则x,y的值分别为( )21世纪教育网版权所有
A.x=-2,y=-1
B.x=-2,y=1
C.x=2,y=-1
D.x=2,y=1
解析 过C作CD∥OB交AO的延长线于D,连接BC,由||=1,|OC|=,OB⊥OC,知∠COD=30°,∴BC∥OD,
又=+=-2+,故x=-2,y=1,答案为B.
答案 B
二、填空题
8.在矩形ABCD中,若=6e1,=4e2,O为对角线AC与BD的交点,则=________.21·cn·jy·com
解析 在矩形ABCD中==6e1,==4e2,又=2=+=6e1+4e2,∴=3e1+2e2.www.21-cn-jy.com
答案 3e1+2e2
9.设G为△ABC的重心,O为坐标原点,=a,=b,=c,试用a,b,c表示=__________.2·1·c·n·j·y
解析 =+=+(+)
=+(-+-)
=(a+b+c).
答案 (a+b+c)
10.已知a,b是两个不共线的向量,若它们起点相同,a,b,t(a+b)三向量的终点在一直线上,则实数t=________.
解析 如图,∵a,b,t(a+b)三向量的终点在一直线上.
∴存在实数λ使t(a+b)-b=λ得(t-λ)a=b.
又∵a,b不共线,∴t-λ=0且-λ-t=0,解得t=.
答案
三、解答题
11.已知三向量a=-e1+3e2+2e3,b=4e1-6e2+2e3,c=-3e1+12e2+11e3.21·世纪*教育网
问a能否表示成a=λ1b+λ2c的形式?若能,写出表达式;若不能,说明理由.
解析 a若能表示成a=λ1b+λ2c的形式,则有
-e1+3e2+2e3=(4 ( http: / / www.21cnjy.com )λ1-3λ2)e1+(-6λ1+12λ2)e2+(2λ1+11λ2)e3.令4λ1-3λ2=-1,-6λ1+12λ2=3,可得λ1=-,λ2=,而此时恰好能保证2λ1+11λ2=2,www-2-1-cnjy-com
所以a=-b+c.
12.梯形ABCD中,AB∥CD,M,N分别是DA,BC的中点,且=k,设=e1,=e2,试以e1,e2为基底表示向量,,.2-1-c-n-j-y
解 ∵=e2,且=k,∴=k=ke2.
∵+++=0,
∴=---=-++
=e1+(k-1)e2.
又+++=0,
且=-,=,
∴=---
=-++=e2.
13.已知,在△ABC中,点M是BC的中点,点N在AC上且AN=2NC,AM交BN于P点,求AP与AM的比值.
解 设=a,=b,
则=+=-a-3b,=2a+b.
∵A,P,M和B,P,N分别共线,
∴存在实数λ,μ使=λ=-λa-3λb,=μ=2μa+μb.
故=-=(λ+2μ)a+(3λ+μ)b.
又=+=2a+3b,
由平面向量基本定理得解得
∴AP与AM的比为4:5.
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双基限时练(二十一) 从力做的功到向量的数量积
一、选择题
1.下列命题
①a+(-a)=0;②(a+b ( http: / / www.21cnjy.com ))+c=a+(b+c);③(a·b)·c=a·(b·c);④(a+b)·c=a·c+b·c.其中正确命题的个数是( )21教育网
A.0个 B.1个
C.2个 D.3个
解析 正确的有②④.
答案 C
2.若向量a,b,c满足a∥b且a⊥c,则c·(a+2b)=( )
A.4 B.3 C.2 D.0
解析 ∵a∥b,则b=λa,λ∈R.
∴c·(a+2b)=c·(a+2λa)=c·a(1+2λ).
∵a⊥c,∴a·c=0.∴c·(a+2b)=0.
答案 D
3.如图,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=1,则·的值为( )
A.1 B.-1
C.2 D.-2
解析 ·=·(-)=·-2=-||2=-1.
答案 B
4.平面向量a与b的夹角为60°,|a|=2,|b|=1,则|a+2b|等于( )
A. B.2
C.4 D.12
解析 (a+2b)2=a2+4b2+4a·b=4+4+4×2×1×=12.∴|a+2b|=2.
答案 B
5.设非零向量a,b,c满足|a|=|b|=|c|,a+b=c,则a与b的夹角θ为( )
A.150° B.120°
C.60° D.30°
解析 |a|=|b|=|c|且a+ ( http: / / www.21cnjy.com )b=c,得|a+b|=|b|,平方得:|a|2+|b|2+2ab=|b|2 2ab=-|a|2 2|a|·|b|·cosθ=-|a|2 cosθ=- θ=120°.
答案 B
6.已知|a|=2|b|≠0,且关于x的方程x2+|a|x+a·b=0有实根,则a与b的夹角的取值范围是( )21cnjy.com
A. B.
C. D.
解析 |a|=2|b|≠0, ( http: / / www.21cnjy.com )且关于x的方程x2+|a|x+a·b=0有实根,则|a|2-4a·b≥0.设向量a,b的夹角为θ,所以cosθ=≤=.所以θ∈.故选B.21·cn·jy·com
答案 B
7.在△OAB中,=a,=b,是AB边上的高,若=λ,则λ等于( )
A. B.
C. D.
解析 由题意知·=0,即·(+)=0,
∴·(+λ)=0,
∴λ=-=-
=,故选B.
答案 B
二、填空题
8.已知e1,e2是夹角为π的两个单位向量,a=e1-2e2,b=ke1+e2,若a·b=0,则实数k的值为________.www.21-cn-jy.com
解析 由a·b=0,得k-2+(1-2k)×=0,得k=.
答案
9.已知|a|=3,a·b=2,则b在a方向上的射影为________.
解析 =.
答案
10.若·+2=0,则△ABC为________三角形.
解析 由·+2=0,得·(+)=0,即·=0,∴⊥,故三角形为直角三角形.
答案 直角
三、解答题
11.已知|a|=3,|b|=4,且a与b不共线,k为何值时,向量a+kb与a-kb互相垂直.
解 要使向量a+kb与a-kb互相垂直,则要 ( http: / / www.21cnjy.com )满足(a+kb)·(a-kb)=0,即(a+kb)·(a-kb)=a2-k2b2=|a|2-k2|b|2=9-16k2=0,
解得k=±.
∴当k=±时,向量a+kb与a-kb互相垂直.
12.已知|a|=4,|b|=3,(2a-3b)·(2a+b)=61.
(1)求a与b的夹角θ;
(2)求|a+b|与|a-b|.
解 (1)设a与b的夹角为θ,
由(2a-3b)·(2a+b)=61,
得4a2-3b2-4a·b=61,
即64-27-4×4×3cosθ=61,
得cosθ=-,又θ∈[0,π],∴θ=π.
(2)|a+b|==
= =;
|a-b|==
= =.
13.如图所示,以△ABC两边AB,AC为边向外作正方形ABGF,ACDE,M为BC的中点.
求证:AM⊥EF.
证明 因为M是BC的中点,
所以=(+),=-,
所以·=(+)·(-)
=(·+·-·-·)
=(0+·-·-0)
=(·-·)=[||·||cos(90°+∠BAC)-||||·cos(90°+∠BAC)]=0,21世纪教育网版权所有
所以⊥,
即AM⊥EF.
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双基限时练(十六) 向量的减法
一、选择题
1.如图,在 ABCD中,若|+|=|-|,则必有( )
A.=0
B.=0或=0
C.ABCD为矩形
D.ABCD为正方形
解析 由|+|=|-|知||=||,即对角线相等,故ABCD为矩形.
答案 C
2.如图D为△ABC中边AB的中点,则等于( )
A. --
B. +
C. -
D. -+
解析 =-=-
答案 D
3.在平行四边形ABCD中,-+等于( )
A. B.
C. D.
解析 -+=++=.
答案 D
4.在四边形ABCD中,设=a,=b,=c,则=( )
A. a-b+c
B. b-(a+c)
C. a+b+c
D. b-a+c
解析 ∵=-=-(-)=+-=c+a-b
答案 A
5.下列各式中不能化简为的是( )
A.++ B.++-
C.-+ D.+-
解析 对于A:++=++=;
对于B:可化为+++=;
对于C:可化为++=;
对于D:+-=-≠,故选D.
答案 D
6.已知△ABC的三个顶点A、B、C及平面内一点P满足+=,下列结论中正确的是( )
A.P在△ABC的内部
B.P在△ABC的边AB上
C.P在AB边所在直线上
D.P在△ABC的外部
解析 由+=可得=-=,
∴四边形PBCA为平行四边形.
可知点P在△ABC的外部.选D.
答案 D
二、填空题
7.在边长为1的正三角形ABC中,|-|的值为__________.
解析 |-|=|--|=|+|=2×=.
答案
8.
如图所示,已知O到平行四边形的三个顶点A,B,C的向量分别为a,b,c,则=________.
解析 =+,又==-=a-b,∴=c+a-b.
答案 c+a-b
9.已知菱形ABCD的边长为2,求向量-+的模为________.
解析 ∵-+=+(-)
=+=,
又||=2,∴|-+|=2.
答案 2
10.+-++-++的结果为________.
解析 原式=-+-+=++=+=.
答案
三、解答题
11.如图所示,已知=a,=b,=c,=d,=e,=f,试用a,b,c,d,e,f表示,,-,+,-,++.21世纪教育网版权所有
解 =-=c-a,
=-=d-a,
-==-=d-b,
+=-+-=b-a-c+f,
-==-=f-d,
++=0.
12.如图所示,P、Q是△ABC的边BC上两点,且BP=QC.
求证:+=+.
证明 =+,=+,
∴+=+++.
∵和大小相等、方向相反,
∴+=0,
故+=++0=+.
13.若O为△ABC所在平面内一点,且满足|-|=|+--|,试判断△ABC的形状.
解 由|+--|=|+|,
∵|-|=||,
即|+|=||,由平行四边形法则,
即BC边上的中线等于BC边上的一半.
∴△ABC为直角三角形.
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双基限时练(十四) 从位移、速度、力到向量
一、选择题
1.以下说法错误的是( )
A.零向量与任一非零向量共线
B.平行向量的方向相同
C.零向量的长度为零,方向任意
D.与的方向相反,大小相等
答案 B
2.下列叙述中正确的个数是( )
①若a=b,则3a>2b;
②若a∥b,则a与b的方向相同或相反;
③若a∥b,b∥c,则a∥c.
A.0 B.1
C.2 D.3
解析 ①显然不对;由于零向量与任一向量共线,且零向量的方向是任意的,故②不对;对于③,若b为零向量,a与c可能不是共线向量,故③也不正确.21世纪教育网版权所有
答案 A
3.如右图,在⊙O中,向量,,是( )
A.有相同始点的向量
B.共线向量
C.模相等的向量
D.相等向量
解析 它们的模相等,都等于圆的半径.
答案 C
4.给出以下命题:
①物理学中的作用力与反作用力是一对共线向量;
②方向为南偏西60°的向量与北偏东60°的向量是共线向量;
③坐标平面上的x轴与y轴都是向量.
其中真命题有( )
A.0个 B.1个
C.2个 D.3个
解析 ①作用力与反作用力是方向相反的向量 ( http: / / www.21cnjy.com ),因此它们是一对共线向量;②中的两个向量也满足共线向量的概念;③x轴、y轴只有方向没有大小,它们不是向量,故①,②正确,选C.
答案 C
5.汽车以120km/h的速度向西走了2 h,摩托车以45km/h的速度向东北方向走了2h,则下列命题中正确的是( )
A.汽车的速度大于摩托车的速度
B.汽车的位移大于摩托车的位移
C.汽车走的路程大于摩托车走的路程
D.以上都不对
解析 由向量的知识可得,答案为C.
答案 C
6.如图,点O是正六边形ABCDEF的中心 ( http: / / www.21cnjy.com ),则以图中A,B,C,D,E,F,O中任意一点为始点,与始点不同的另一点为终点的所有向量中,除向量外,与向量共线的向量共有( )
A.6个 B.7个
C.8个 D.9个
解析 由共线向量的定义及正六边形的性质,与向量共线的向量有,,,,,,,,,共有9个,故选D.21·cn·jy·com
答案 D
7.下列说法中正确的是( )
A. 零向量只有大小没有方向
B. 对任一向量a,|a|>0总是成立的
C. ||=||
D. ||与线段BA的长度不相等
解析 零向量有方向,且方向是任意的,所以A ( http: / / www.21cnjy.com )不正确;|0|=0,对任一向量a,|a|≥0总成立,所以B不正确;|、||分别与线段AB、BA的长度相等,且AB=BA,所以C正确,D不正确.
答案 C
二、填空题
8.设O是正方形ABCD的中心,则①=;②∥;③与共线;④=,其中,所有正确的序号为________.
解析 ∵正方形的对角线互相 ( http: / / www.21cnjy.com )平分,∴=正确,即①正确;②显然正确;∵ABCD为正方形,∴AB∥CD,故与共线,故③正确,又与的方向不同,故④不正确.21cnjy.com
答案 ①②③
9.下列命题:
①向量的长度与向量的长度相等;
②向量a与向量b平行,则a与b的方向相同或相反;
③两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同;
④两个有共同终点的向量,一定是共线向量;
⑤向量与向量是共线向量,则点A,B,C,D必在同一条直线上;
⑥有向线段就是向量,向量就是有向线段.
其中假命题为__________(写上序号即可).
解析 由向量的知识,可知答案为②④⑤⑥.
答案 ②④⑤⑥
10.在等腰梯形ABCD中,AB∥CD,则下列结论正确的是________.
①=;②=;③||=||;④=±.
解析 如图,∵ABCD为等腰梯形,∴与不等,只能是大小相等,但方向不同,故||=||.
答案 ③
三、解答题
11.如图,O是正方形ABCD对角线的交点,四边形OAED,OCFB都是正方形,在图中所示的向量中:21教育网
(1)分别找出与,相等的向量;
(2)找出与共线的向量;
(3)找出与模相等的向量;
(4)向量与是否相等?
解 (1)=,=;
(2)与共线的向量有:,,;
(3)与模相等的向量有:,,,,,,;
(4)向量与不相等,因为它们的方向不相同.
12.如图,在一次测量活动中,同学甲从操场的A点处向正南方走了30 m到达点B,再向西方走了40 m到达点C.www.21-cn-jy.com
(1)在图中画出向量、;
(2)如果同学甲要从C点返回A点,他至少需要走多少米?
解 (1)图略.
(2)他至少需要走50 m.
13.在如图所示的方格纸上,每个小正方形的边长都是1,已知向量a.
(1)试以点B为终点画一个向量b,使b=a;
(2)在图中画一个以A为起点的向量c,使|c|=,并说出向量c的终点的轨迹是什么图形?
解 (1)如图,向量即为所求向量b;
(2)向量即为一个所求向量c(答案不唯一),向量c终点的轨迹是一个以点A为圆心,以为半径的圆.
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双基限时练(二十三) 向量应用举例
一、选择题
1.已知三个力=(-2,-1), ( http: / / www.21cnjy.com )=(-3,2),=(4,-3),同时作用于某物体上同一点,为使物体保持平衡,现加上一个力,则等于( )21世纪教育网版权所有
A.(-1,-2) B.(1,-2)
C.(-1,2) D.(1,2)
解析 ∵++=(-2-3+4,-1+2-3)=(-1,-2),又+++=0,∴=(1,2).21教育网
答案 D
2.过点P(2,1),且垂直于向量a=(-1,2)的直线方程为( )
A.x-2y=0 B.x-2y-4=0
C.2x-y=0 D.2x-y-4=0
解析 设Q(x,y)为直线上异于P的任意一点,由题意得·a=0,得x-2y=0,又P(2,1)在直线x-2y=0上,故选A.
答案 A
3.若向量=(2,2),=(-2,3)分别表示两个力F1,F2,则|F1+F2|为( )
A.(0,5) B.(4,-1)
C.2 D.5
解析 +=(0,5),∴|F1+F2|=5.
答案 D
4.设O为△ABC所在平面内一点,且满足·=·=·,则O是△ABC的( )
A.内心 B.外心
C.垂心 D.重心
解析 由·=·得·(-)=0,即·=0,∴OB⊥AC,同理,OA⊥BC,OC⊥AB,∴O为△ABC的垂心.
答案 C
5.一质点受到平面上的三个力F1,F ( http: / / www.21cnjy.com )2,F3(单位:牛顿)的作用而处于平衡状态.已知F1,F2成120°角,且F1,F2的大小分别为1和2,则有( )21cnjy.com
A.F1,F3成90°角
B.F1,F3成150°角
C.F2,F3成90°角
D.F2,F3成60°角
解析 由F1+F2+F3=0 F3 ( http: / / www.21cnjy.com )=-(F1+F2) F=(F1+F2)2=F+F+2|F1||F2|cos120°=1+4+4×=3 |F3|=,由|F1|=1,|F2|=2,|F3|=知,F1,F3成90°角,故选A.21·cn·jy·com
答案 A
6.点P在平面上做匀速直 ( http: / / www.21cnjy.com )线运动,速度向量v=(4,-3)(即点P的运动方向与v相同),且每秒移动的距离为|v|个单位.设开始时点P的坐标为(-10,10),则5秒后点P的坐标为( )
A.(-2,4) B.(-30,25)
C.(10,-5) D.(5,-10)
解析 设所求点P的坐标为(x,y),则(x+10,y-10)=(20,-15).
∴x=10,y=-5.
∴点P的坐标为(10,-5).
答案 C
二、填空题
7.在△ABC中,||=||=2,且·=2,则△ABC的形状是________.
解析 ∵·=||·||cosA=4cosA=2,∴cosA=,又∠A为△ABC的内角.∴∠A=60°.【来源:21·世纪·教育·网】
又||=||,∴△ABC为等边三角形.
答案 等边三角形
8.如图所示,一力作用在小车上,其中力F的大小为10N,方向与水平
面成60°,当小车向前运动10 m,则力做的功是__________.
解析 W=F·cos60°·s=5×10=50 (J).
答案 50 J
9.已知平面上三点A,B,C满足||=2,||=1,||=,则·+·+·=__________.21·世纪*教育网
解析 由题可知,△ABC为直角三角形,∠C为直角,故·+·+·=·+·=·(+)=·=-||2=-4.www-2-1-cnjy-com
答案 -4
10.在四边形ABCD中,==(1,1),+=,则四边形ABCD的面积为________.2-1-c-n-j-y
解析 由题意知四边形ABCD为平行四边形,
且有||=||=,=,
即=,
两边平方,得1+2+1=3,
∴=,
则cos?,?=,即∠B=60°,
∴S=||·||sin60°=××=.
答案
三、解答题
11.已知A(,-2)与B(-,4),若PA=PB,求动点P的轨迹方程.
解 设AB的中点为M,则M(0,1),
设P(x,y),则=(-x,1-y),=(-2,6).
∵PA=PB,∴PM⊥AB.∴⊥.
∴2x+6-6y=0,
即所求轨迹方程为x-3y+3=0.
12.一辆汽车在平直公路上 ( http: / / www.21cnjy.com )向西行驶,车上装着风速计和风向标,测得风向为东偏南30°,风速为4 m/s,这时气象台报告的实际风速为2 m/s,试求风的实际方向和汽车速度的大小.2·1·c·n·j·y
解 依据物理知识,有三对相对速度 ( http: / / www.21cnjy.com ),车对地的速度为v车地,风对车的速度为v风车,风对地的速度为v风地,风对地的速度可以看成车对地与风对车的速度的合速度,即v风地=v风车+v车地,如图所示.www.21-cn-jy.com
根据向量求和的平行四边形法则,可知 ( http: / / www.21cnjy.com )表示向量v风地的有向线段对应 ABDC的对角线,因为||=4,∠ACD=30°,||=2,所以∠ADC=90°,在Rt△ADC中,||=||cos30°=2,所以风的实际方向是正南方向,汽车速度的大小为2 m/s.
13.如图,D为△ABC内的一点,且AB2-AC2=DB2-DC2,求证:AD⊥BC.
证明 如图所示,
设=a,=b,=e,=c,=d.则a=e+c,b=e+d,
∴a2-b2=(e+c)2-(e+d)2=c2+2e·c-2e·d-d2.
由条件知a2=c2-d2+b2,
∴e·c=e·d,即e·(c-d)=0.
∴·=0.
∴⊥.
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