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高中数学平面向量习题及答案

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2020-09-15 02:47
tags:高中数学题

一堂高中数学课的反思-高中数学自学三个月




第二章 平面向量
一、选择题
1.在△ABC中,AB=AC,D,E分别是AB,AC的中点,则( ).
A.
AB

AC
共线
C.
AD

AE
相等
2.下列命题正确的是( ).
A.向量
AB

BA
是两平行向量
B.若a,b都是单位向量,则a=b
C.若
AB

DC
,则A,B,C,D四点构成平行四边形
D.两向量相等的充要条件是它们的始点、终点相同
3.平面直角坐标系中,O为坐标原点, 已知两点A(3,1),B(-1,3),若点C满足
OC

??
OA

??
OB
,其中
?

?
∈R,且
?

?
=1,则点C的轨迹方程为( ).
A.3x+2y-11=0
C.2x-y=0








B.(x-1)
2
+(y-1)
2
=5

D.x+2y-5=0


B.
DE

CB
共线
D.
AD

BD
相等
(第1题)


4.已知a、b是非零向量且满足(a-2b)⊥a,(b-2a)⊥b,则a与b的夹角是( ).
A.
?

6
B.
?

3
C.
2?

3
D.
5?
< br>6
5.已知四边形ABCD是菱形,点P在对角线AC上(不包括端点A,C),则
AP
=( ).
A.λ(
AB

AD
),λ∈(0,1)
C.λ(
AB

AD
),λ∈(0,1)




B.λ(
AB

BC
),λ∈(0,
D.λ(
AB

BC
),λ∈(0,
2
)
2
2
)
2
6.△ABC中,D,E,F分别是AB,BC,AC的中点,则
DF
=( ).
A.
EF

ED










B.
EF

DE

D.
EF

AF
C.
EF

AD

7.若平面向量a与b的夹角为60°, |b|=4,(a+2b)·(a-3b)=-72,则向量a的
模为( ).
第 1 页 共 9 页




A.2 B.4 C.6 D.12
8.点O是三角形ABC所在平面内的一点,满足
OA
·
OB
OB
·
OC

OC
·
OA

则点O是△ABC的( ).
A.三个内角的角平分线的交点
C.三条中线的交点




B.三条边的垂直平分线的交点
D.三条高的交点
9.在四边形ABCD中,AB
=a+2b,
BC
=-4a-b,
CD
=-5a-3b,其 中a,b不
共线,则四边形ABCD为( ).
A.平行四边形 B.矩形 C.梯形 D.菱形
10.如图,梯形ABCD中,|
AD
|=|
B C
|,
EF

AB

CD
则相等向量是( ).
A.
AD

BC

C.
AC

BD

二、填空题


B.
OA

OB

D.
EO

OF

(第10题)

11. 已知向量
OA
=(
k
,12),
OB
=(4,5),
OC
=(-
k
,10),且A,B,C三点共线,

k
= .
12.已知向量a=(x+3,x
2
-3x-4)与
MN
相等, 其中M(-1,3),N(1,3),则x
= .
13.已知平面上三点A ,B,C满足|
AB
|=3,|
BC
|=4,|
CA
|=5 ,则
AB
·
BC

BC
·
CA

CA
·
AB
的值等于 .
14.给定两个向量a=( 3,4),b=(2,-1),且(a+mb)⊥(a-b),则实数m等
于 .
15.已知A,B,C三点不共线,O是△ABC内的一点,若
OA

O B

OC
=0,则O
是△ABC的 .
第 2 页 共 9 页




16.设平面内有四边形ABCD和点O,
OA
=a,
OB
=b,
OC
=c,
OD
=d,若a+c
=b+d,则四边形ABCD的形状是 .
三、解答题
17.已知点A(2,3),B(5,4),C(7,10),若点P满足
AP

AB
+λ
AC
(λ∈R),试
求 λ为何值时,点P在第三象限内?








18.如图,已知△ABC,A(7,8),B(3,5),C(4,3),M,N,D分别 是AB,AC,
BC的中点,且MN与AD交于F,求
DF








(第18题)

第 3 页 共 9 页




19.如图,在正方形ABCD中,E,F分别为A B,BC的中点,求证:AF⊥DE(利用向
量证明).









20.已知向量a=(cos θ,sin θ),向量b=(
3
,-1),则|2a-b|的最大值.
(第19题)

第 4 页 共 9 页




参考答案
一、选择题
1.B
解析:如图,
AB

AC

AD

AE
不平行,
AD

BD
共线反< br>向.
2.A
(第1题)

解析:两个单位向量可能方向不同,故B 不对.若
AB

DC
,可能A,B,C,D四点
共线,故C不对.两 向量相等的充要条件是大小相等,方向相同,故D也不对.
3.D
解析:提示:设
OC
=(x,y),
OA
=(3,1),
OB
=(-1,3),??
OA
=(3
?

?
),
??
OB
=(-
?
,3
?
),又
?
OA

??
OB
=(3
?

?

?
+3
?
),
∴ (x,y)=(3
?

?

?
+3
?
),∴
?
4.B
解析:∵(a-2b)⊥a,(b-2a)⊥b,
∴(a-2b)·a=a
2
-2a·b=0,(b-2a)·b=b
2
-2a·b=0,
∴ a
2< br>=b
2
,即|a|=|b|.∴|a|
2
=2|a||b|cos θ=2|a|
2
cosθ.解得cos θ=
∴ a与b的夹角是
5.A < br>解析:由平行四边形法则,
AB

AD

AC
,又< br>AB

BC

AC
,由 λ的范围和向量
数乘的长度,λ∈(0,1).
6.D
解析:如图,∵
AF

DE


DF

DE

EF

EF

AF


(第6题)
?
x=3
?

?
,又
?

?
=1,由此得到答案为D.
y=
?
+3
?
?
1

2
π

3
第 5 页 共 9 页




7.C
解析:由(a+2b)·(a-3b)=-72,得a
2
-a·b-6b
2
=-72.
而|b|=4,a·b=|a||b|cos 60°=2|a|,
∴ |a|
2
-2|a|-96=-72,解得|a|=6.
8.D
解析:由
OA
·
OB

OB
·
OC

OC
·
OA
,得
OA
·
O B

OC
·
OA
,

OA
·(
OC

OB
)=0,
BC
·
OA
=0,
BC

OA
,同理可证AC

OB

∴ O是△ABC的三条高的交点.
9.C
解析:∵
AD

AB

BC

CD
=-8a-2b=2
BC
,∴
AD

BC
且|
A D
|≠|
BC
|.
∴ 四边形ABCD为梯形.
10.D 解析:
AD

BC

AC

BD
,< br>OA

OB
方向都不相同,不是相等向量.
二、填空题
11.-
2

3
解析:A,B,C三点共线等价于
AB

BC
共线, < br>?
AB

OB

OA
=(4,5)-(
k< br>,12)=(4-
k
,-7),
BC

OC
OB
=(-
k
,10)-(4,5)=(-
k
-4,5),
又 A,B,C三点共线,
∴ 5(4-
k
)=-7(-
k
-4),∴
k
=-
12.-1.
解析:∵ M(-1,3),N(1,3),

MN
=(2,0),又a=
MN

2

3
?
x+3=2
?
x=-1

?
2
解得
?

x=-1或x=4
?
?
x-3x-4=0
第 6 页 共 9 页




∴ x=-1.
13.-25.
解析:思路1:∵
AB
=3,
BC
=4,
CA
=5,
∴ △ABC 为直角三角形且∠ABC=90°,即
AB

BC
,∴
AB
·
BC
=0,

AB
·
BC

BC< br>·
CA

CA
·
AB


BC
·
CA

CA
·
AB


CA
·(
BC

AB
)
=-(
CA
)
2
=-
CA

=-25.
思路2:∵
AB
=3,
BC
=4,
CA
=5,∴∠ABC=90°,
BC
34
∴ cos∠CAB==,cos∠BCA==.
55
C A
CA
2
AB
根据数积定义,结合图(右图)知
AB
·BC
=0,
BC
·
CA

BC
·
C A
cos∠ACE=4×5×(-
4
)=-16,
5
3
)=-9.
5
CA
·
AB

CA
·
AB
cos∠BAD=3×5×(-

AB
·< br>BC

BC
·
CA

CA
·
AB< br>=0―16―9=-25.
14.
D
(第13题)


23

3
解析:a+mb=(3+2m,4-m),a-b=(1,5).
∵ (a+mb)⊥(a-b),
∴ (a+mb)·(a-b)=(3+2m)×1+(4 -m)×5=0
?
m=
15.答案:重心.
解析:如图,以
OA< br>,
OC
为邻边作

AOCF交AC于
23

3
第 7 页 共 9 页
(第15题)




点E,则
OF

OA

OC
,又
OA

OC
=-
OB


OF
=2
OE
=-
OB
.O是△ABC的重心.
16.答案:平行四边形.
解析:∵ a+c=b+d,∴ a-b=d-c,∴
BA

CD

∴ 四边形ABCD为平行四边形.
三、解答题
17.λ<-1.
解析:设点P的 坐标为(x,y),则
AP
=(x,y)-(2,3)=(x-2,y-3).
AB
+λ
AC
=(5,4)-(2,3)+λ[(7,10)-(2,3)]
=(3,1)+λ(5,7)
=(3+5λ,1+7λ).

AP

AB
+λ
AC

∴ (x-2,y-3)=(3+5λ,1+7λ).
?
x?2?3?5
?
?
x?5?5
?

?

?

y?3?1?7
?
y?4?7< br>?
?
?
?
5?5
?
?0
要使点P在第三象限 内,只需
?
解得

λ<-1.
4?7
?
?0
?
18.
DF
=(
7
,2).
4
解析:∵ A(7,8),B(3,5),C(4,3),
AB
=(-4,-3),
AC
=(-3,-5).
又 D是BC的中点,

AD


(第18题)

11
(
AB

AC
)=(-4-3,-3-5)
22
17
(-7,-8)=(-,-4).
22
又 M,N分别是AB,AC的中点,
∴ F是AD的中点,

DF
=-< br>FD
=-
1177
AD
=-(-,-4)=(,2).
2224
第 8 页 共 9 页




19.证明 :设
AB
=a,
AD
=b,则
AF
=a+
AF
·
ED
=(a+
11
b,
ED
=b-a.
22
11113
b)·(b-a)=b
2
-a
2
+ a·b.
22224

AB

AD
,且
AB
AD
,∴ a
2
=b
2
,a·b=0.

AF
·
ED
=0,∴
AF

ED

本题也可以建平面直角坐标系后进行证明.
20.分析:思路1:2a-b=(2cos θ-
3
,2sin θ+1),
∴ |2a-b|
2
=(2cos θ-
3
)
2
+(2sin θ+1)
2
=8+4sin θ-4
3
cos θ.
又4sin θ-4
3
cos θ=8(sin θcos
(第19题)

πππ
-cos θsin)=8sin(θ-),最大值为8,
333
∴ |2a-b|
2
的最大值为16,∴|2a-b|的最大值为4.
思路2:将向量2 a,b平移,使它们的起点与原点重合,则|2a-b|表示2a,b终点间
的距离.|2a|=2,所 以2a的终点是以原点为圆心,2为半径的圆上的动点P,b的终点是
该圆上的一个定点Q,由圆的知识 可知,|PQ|的最大值为直径的长为4.

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