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1、
(福建專用)2013年高考數(shù)學總復習 第四章第3課時 平面向量的數(shù)量積及平面向量的應用舉例課時闖關(含解析)
一、選擇題
1.(2012·寧德質檢)已知a=(1,-3),b=(4,6),c=(2,3),則a·(b·c)等于( )
A.(26,-78) B.(-28,-42)
C.-52 D.-78
解析:選A.a·(b·c)=(1,-3)×(4×2+6×3)=(26,-78).
2.一質點受到平面上的三個力F1,F(xiàn)2,F(xiàn)3(單位:牛頓)的作用而處于平衡狀態(tài),已知F1,F(xiàn)2成60°角,且F1,F(xiàn)2的大小分別為2和4,則F3的大小為( )
A.6
2、B.2
C.2 D.2
解析:選D.F=F+F+2F1·F2=28,所以|F3|=2.
3.a(chǎn),b為平面向量,已知a=(4,3),2a+b=(3,18),則a,b夾角的余弦值等于( )
A. B.-
C. D.-
解析:選C.b=(2a+b)-2a=(-5,12),易求得|a|=5,|b|=13,則cos〈a,b〉==.
4.在△ABC中,(+)·=||2,則三角形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:選C.由(+)·=||2,
得·(+-)=0,
即·(++)=0,
∴·2=0,∴
3、⊥,∴∠A=90°.故選C.
5.已知a,b,c為△ABC的三個內(nèi)角A,B,C的對邊,向量m=(,-1),n=(cosA,sinA),若m⊥n,且acosB+bcosA=csinC,則角A,B的大小分別為( )
A., B.,
C., D.,
解析:選C.由m⊥n可得m·n=0,即cosA-sinA=0,
所以角A=,B=-C.
由acosB+bcosA=csinC得sinC=1,
所以C=,故B=.
二、填空題
6.若平面上三點A、B、C滿足||=3,||=4,||=5,則·+·+·的值等于________.
解析:由++=0可得(++)2=0,
∴9+16+
4、25+2(·+·+·)=0,
·+·+·=-25.
答案:-25
7.設非零向量a=(x,2x),b=(-3x,2),且a,b的夾角為鈍角,則x的取值范圍________.
解析:∵a,b的夾角為鈍角,
∴a·b=x·-3x+2x·2=-3x2+4x<0,
解得x<0或x>.①
又由a,b共線且反向可得x=-,②
由①②得x的范圍是
∪∪.
答案:∪∪
8.(2012·合肥質檢)關于平面向量a,b,c,有下列幾個命題:
①(a·b)c-(c·a)b=0;
②|a|-|b|<|a-b|(a、b不共線);
③(b·c)a-(c·a)b不與c垂直;
④若非零向量a和b滿
5、足|a|=|b|=|a-b|,則a與a+b的夾角為60°.
其中真命題的序號為________(寫出所有真命題的序號).
解析:平面向量的數(shù)量積不滿足結合律,故①假;由向量的減法運算可知|a|、|b|、|a-b|恰為一個三角形的三條邊長,而三角形的兩邊之差小于第三邊,故②是真命題;因為[(b·c)a-(c·a)b]·c=(b·c)a·c-(c·a)b·c=0,所以垂直,故③假;由|a|=|b|=|a-b|,再結合平行四邊形法則可得a與a+b的夾角為30°,命題④假.
答案:②
三、解答題
9.已知|a|=4,|b|=3,(2a-3b)·(2a+b)=61.
(1)求a與b的夾角θ;
6、
(2)求|a+b|;
(3)若=a,=b,求△ABC的面積.
解:(1)由(2a-3b)·(2a+b)=61,得4|a|2-4a·b-3|b|2=61.
將|a|=4,|b|=3代入上式,求得a·b=-6.
所以cosθ===-.
又因為0≤θ≤π,所以θ=.
(2)|a+b|2=(a+b)2=|a|2+2a·b+|b|2=13,
所以|a+b|=.
(3)由(1)知,∠BAC=θ=,||=|a|=4,||=|b|=3,
所以S△ABC=||||sin∠BAC=3.
10.已知點A(2,0),B(0,2),C(cosα,sinα),且0<α<π.
(1)若|+|=,求
7、與的夾角;
(2)若⊥,求tanα的值.
解:(1)因為|+|=,所以(2+cosα)2+sin2α=7,
所以cosα=.
又因為α∈(0,π),所以α=∠AOC=.
又因為∠AOB=,所以與的夾角為.
(2)=(cosα-2,sinα),=(cosα,sinα-2).
因為⊥,所以·=0,
所以cosα+sinα=,①
所以(cosα+sinα)2=,所以2sinαcosα=-.
又因為α∈(0,π),所以α∈.
因為(cosα-sinα)2=1-2sinαcosα=,
cosα-sinα<0,所以cosα-sinα=-.②
由①②得cosα=,sinα=,所以t
8、anα=-.
一、選擇題
1.向量a與b的夾角為θ,定義a與b的“向量積”:a×b是一個向量,它的模|a×b|=|a|·|b|·sinθ,若a=(-,-1),b=(1,),則|a×b|等于( )
A. B.2
C.2 D.4
解析:選B.∵|a|=|b|=2,a·b=-2,
∴cosθ==-.
又θ∈[0,π],∴sinθ=.∴|a×b|=2×2×=2.
2.(2012·泉州調研)在△ABC中,已知向量與滿足·=0且·=,則△ABC為( )
A.三邊均不相等的三角形
B.直角三角形
C.等腰非等邊三角形
D.等邊三角形
解析:選D.非零向量滿足·=0,
9、即角A的平分線垂直于BC,∴AB=AC,又cosA=·=,∠A=,所以△ABC為等邊三角形.
二、填空題
3.如圖,AB是半圓O的直徑,C,D是弧AB的三等分點,M,N是線段AB的三等分點.若OA=6,則·的值是________.
解析:·=(-)·(-)
=·-·-·+·
=6×6×cos60°-6×2×cos120°-6×2×cos 120°+2×2×cos180°=26.
答案:26
4.設向量a,b,c滿足|a|=|b|=1,a·b=-,〈a-c,b-c〉=60°,則|c|的最大值等于________.
解析:設向量a,b,c的起點為O,終點分別為A,B,C,
由
10、已知得,∠AOB=120°,∠ACB=60°,
則點C在△AOB的外接圓上,當OC經(jīng)過圓心時,|c|最大,
在△AOB中,求得AB=,由正弦定理得△AOB外接圓的直徑是=2,故|c|的最大值是2.
答案:2
三、解答題
5.已知平面向量a=(,-1),b=.
(1)證明:a⊥b;
(2)若存在不同時為零的實數(shù)k和t,使x=a+(t2-3)·b,y=-ka+tb,且x⊥y,試求函數(shù)關系式k=f(t);
(3)據(jù)(2)的結論,確定函數(shù)k=f(t)的單調區(qū)間.
解:(1)證明:因為a·b=×+(-1)×=0,
所以a⊥b.
(2)因為x⊥y,所以x·y=0,
所以[a+(t2
11、-3)b]·(-ka+tb)=-ka2+[t-k(t2-3)]a·b+t(t2-3)b2=0.
因為|a|=2,|b|=1,a⊥b,所以-k×4+t(t2-3)=0,
即k=(t3-3t)(t≠0).
(3)由(2)知f(t)=(t3-3t),故f′(t)=(3t2-3),
令f′(t)>0得t>1或t<-1,
令f′(t)<0得-1
12、邊分別是a,b,c,且滿足(2a-c)cosB=bcosC,求函數(shù)f(A)的取值范圍.
解:(1)∵m·n=1,
即sincos+cos2=1,
即sin+cos+=1,
∴sin=.
∴cos=cos=-cos
=-=2·2-1=-.
(2)∵(2a-c)cosB=bcosC,
由正弦定理得(2sinA-sinC)cosB=sinBcosC.
∴2sinAcosB-cosBsinC=sinBcosC,
∴2sinAcosB=sin(B+C),
∵A+B+C=π,∴sin(B+C)=sinA,且sinA≠0,
∴cosB=,B=,∴0<A<.
∴<+<,<sin<1.
又∵f(x)=m·n=sin+,
∴f(A)=sin+.
故函數(shù)f(A)的取值范圍是.