人教版2022届一轮复习打地基练习 共线向量
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这是一份人教版2022届一轮复习打地基练习 共线向量,共20页。试卷主要包含了下列关于向量的结论,已知向量a→=,b→=,c→=,下列命题正确的是,向量a→=,已知向量a→=,已知向量m→=等内容,欢迎下载使用。
人教版2022届一轮复习打地基练习 共线向量
一.选择题(共11小题)
1.下列关于向量的结论:
(1)若|a→|=|b→|,则a→=b→或a→=−b→;
(2)向量a→与b→平行,则a→与b→的方向相同或相反;
(3)起点不同,但方向相同且模相等的向量是相等向量;
(4)若向量a→与b→同向,且|a→|>|b→|,则a→>b→.
其中正确的序号为( )
A.(1)(2) B.(2)(3) C.(4) D.(3)
2.在四边形ABCD中,若AC→=AD→+AB→,则( )
A.四边形ABCD是矩形
B.四边形ABCD是菱形
C.四边形ABCD是正方形
D.四边形ABCD是平行四边形
3.设e1→,e2→是两个不共线的平面向量,若a→=3e1→−2e2→,b→=e1→+ke2→,且a→与b→共线,则实数k的值为( )
A.−12 B.12 C.−23 D.23
4.已知向量a→=(1,2),b→=(1,0),c→=(3,4).若(a→+λb→)∥c→(λ∈R),则实数λ=( )
A.2 B.1 C.12 D.14
5.下列命题正确的是( )
A.单位向量都相等
B.若a→与b→共线,b→与c→共线,则a→与c→共线
C.若|a→+b→|=|a→−b→|,则a→•b→=0
D.若a→与b→都是单位向量,则a→•b→=1
6.已知|a→|=3,|b→|=4,则“|a→+b→|=7”是“向量a→与b→共线”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
7.向量a→=(1,2),b→=(2,λ),c→=(3,﹣1),且(a→+b→)∥c→,则实数λ=( )
A.3 B.﹣3 C.7 D.﹣7
8.已知O为四边形ABCD所在平面内的一点,OA→,OB→,OC→,OD→满足OA→+OC→=OB→+OD→,OA→2+OC→2=OB→2+OD→2,则四边形ABCD一定为( )
A.正方形 B.矩形 C.菱形 D.等腰梯形
9.已知向量a→=(2,3),b→=(m,4),若a→,b→共线,则实数m=( )
A.﹣6 B.−83 C.83 D.6
10.已知向量m→=(a,﹣1),n→=(2b﹣1,3)(a>0,b>0),若m→∥n→,则2a+1b的最小值为( )
A.12 B.8+43 C.15 D.10+23
11.设a→,b→不共线,AB→=a→−nb→,AC→=ma→+b→(n,m∈R),则A,B,C三点共线时有( )
A.m=n B.mn﹣1=0 C.mn+1=0 D.m+n=0
二.多选题(共1小题)
12.下列说法中正确的是( )
A.若a→∥b→,b→∥c→,则a→∥c→
B.两个非零向量a→,b→,若|a→−b→|=|a→|+|b→|,则a→与b→共线且反向
C.若a→∥b→,则存在唯一实数λ使得a→=λb→
D.若P是三角形ABC的重心,则PA→+PB→+PC→=0→
三.填空题(共12小题)
13.已知向量a→=(1,2),写出一个与a→共线的非零向量的坐标 .
14.设e1→,e2→是空间两个不共线的向量,已知AB→=e1→+ke2→,BC→=5e1→+4e2→,DC→=−e1→−2e2→,且A,B,D三点共线,则实数k= .
15.已知O是直线AB外一点,平面OAB上一点C满足OC→=2OA→+3OB→,P是线段AB和OC的交点,则|AP→|:|PB→|= .
16.已知向量a→与b→为一组基底,若ma→+4b→与a→+2b→平行,则实数m= .
17.已知m→=(﹣2,1),n→=(6,y),若2m→+n→与m→−2n→平行,则|2m→+n→|= .
18.已知向量a→=(cosx,−1),b→=(3sinx,−12),若a→∥b→,则|a→|= .
19.已知a→,b→是不共线的平面向量,AB→=3a→−2b→,AC→=2a→+b→,AD→=−a→+xb→,若B,C,D三点共线,则实数x= .
20.在①平行向量一定相等;②不相等的向量一定不平行;③共线向量一定相等;④相等向量一定共线;⑤长度相等的向量是相等向量;⑥平行于同一个向量的两个向量是共线向量中,不正确的命题是 .并对你的判断举例说明 .
21.已知向量a→=(1,﹣2),b→=(x,4),且a→∥b→,则实数x= .
22.已知3OA→=OB→+λOC→,若A,B,C三点共线,则实数λ= .
23.已知向量m→=(a,1),n→=(4,a),若m→+n→与n→同向,则a= .
24.已知向量a→与b→的不共线,若向量ka→+b→与向量a→−b→共线,则实数k= .
四.解答题(共8小题)
25.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知向量m→=(a,3b),n→=(cosA,sinB),且m→∥n→.
(Ⅰ)求角A的大小;
(Ⅱ)若c=5,cosB=217,求a的值.
26.已知四边形ABCD是一个梯形,AB∥CD,且AB=2CD,M、N分别是DC、AB的中点,已知AB→=e1→,AC→=e2→.
(1)试用e1→,e2→分别表示AD→,MN→.
(2)若ke1→+e2→与2e1→+ke2→同向共线,求k的值.
27.已知向量a→=(1,2),b→=(﹣3,2).
(1)求实数k,使得向量ka→+b→与a→−3b→平行;
(2)当向量ka→+b→与a→−3b→平行时,判断它们是同向还是反向.
28.如图,在矩形ABCD中,点E是AC的中点,点F在边CD上.
(1)若点F是CD上靠近C的三等分点,试用AB→,AD→表示EF→;
(2)若有向量满足BM→=λBC→,点F是CD上靠近C的四等分点,且AM→∥EF→,求λ的值.
29.在平面直角坐标平面内,已知A(0,5),B(﹣1,3),C(3,t).
(1)若t=1,求证:△ABC为直角三角形;
(2)求实数t的值,使|AB→+AC→|最小;
(3)若存在实数λ,使AB→=λ⋅AC→,求实数λ、t的值.
30.设e1→,e2→是两个不共线的非零向量.
(1)若a→=λe1→+4e2→与b→=e1→+λe2→共线,求实数λ的值;
(2)若AB→=2e1→+ke2→,CB→=e1→+3e2→,CD→=2e1→−e2→,则当k为何值时,A,B,D三点共线.
31.已知e1→,e2→不共线,若ke1→+e2→∥e1→+ke2→,试确定k的值.
32.如图,已知在▱ABCD中,E,F是对角线AC上的两点,且AE=FC=14AC,用向量方法证明四边形DEBF也是平行四边形.
人教版2022届一轮复习打地基练习 共线向量
参考答案与试题解析
一.选择题(共11小题)
1.下列关于向量的结论:
(1)若|a→|=|b→|,则a→=b→或a→=−b→;
(2)向量a→与b→平行,则a→与b→的方向相同或相反;
(3)起点不同,但方向相同且模相等的向量是相等向量;
(4)若向量a→与b→同向,且|a→|>|b→|,则a→>b→.
其中正确的序号为( )
A.(1)(2) B.(2)(3) C.(4) D.(3)
【分析】根据向量的定义,平行向量和相等向量的定义判断即可.
【解答】解:根据向量的定义可判断(1)(4)错误,向量a→,b→都是零向量时,由向量a→,b→平行得不出方向相同或相反,从而判断(2)错误,根据相等向量的定义可判断(3)正确.
故选:D.
2.在四边形ABCD中,若AC→=AD→+AB→,则( )
A.四边形ABCD是矩形
B.四边形ABCD是菱形
C.四边形ABCD是正方形
D.四边形ABCD是平行四边形
【分析】根据平面向量加法几何意义可解决此题.
【解答】解:∵AC→=AD→+AB→,AC→=AD→+DC→,
∴AB→=DC→,∴AB=∥DC,∴四边形ABCD是平行四边形.
故选:D.
3.设e1→,e2→是两个不共线的平面向量,若a→=3e1→−2e2→,b→=e1→+ke2→,且a→与b→共线,则实数k的值为( )
A.−12 B.12 C.−23 D.23
【分析】根据平面向量的共线定理,列方程求出实数k的值.
【解答】解:因为a→=3e1→−2e2→,b→=e1→+ke2→,且a→与b→共线,
所以13=k−2,解得k=−23,
所以实数k的值为−23.
故选:C.
4.已知向量a→=(1,2),b→=(1,0),c→=(3,4).若(a→+λb→)∥c→(λ∈R),则实数λ=( )
A.2 B.1 C.12 D.14
【分析】利用向量运算和向量共线定理即可得出.
【解答】解:∵向量a→=(1,2),b→=(1,0),c→=(3,4).
∴a→+λb→=(1,2)+λ(1,0)=(1+λ,2),
∵(a→+λb→)∥c→(λ∈R),
∴4(1+λ)﹣3×2=0,解得λ=12.
故选:C.
5.下列命题正确的是( )
A.单位向量都相等
B.若a→与b→共线,b→与c→共线,则a→与c→共线
C.若|a→+b→|=|a→−b→|,则a→•b→=0
D.若a→与b→都是单位向量,则a→•b→=1
【分析】题设条件简单,本题的解题需要从选项入手,逐一进行验证排除.
【解答】解:向量有大小、方向两个属性,向量的相等指的是大小相等方向相同,故A不对;
B选项对三个非零向量是正确的,若b→是零向量时,若a→与b→共线,b→与c→共线,则a→与c→共线不一定成立.
当两个向量互相垂直时两向量和的模与差的模一定相等,故C选项是正确的.
若a→与b→都是单位向量,则a→•b→=1不一定成立,当两者垂直时,内积为零.
故选:C.
6.已知|a→|=3,|b→|=4,则“|a→+b→|=7”是“向量a→与b→共线”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【分析】根据|a→+b→|=7,得到两个向量的夹角为0,又向量a→与b→共线,可得两个向量的夹角为0或π,结合充分条件和必要条件的定义,分析即可.
【解答】解:因为|a→+b→|=7,则有|a→|2+2|a→|⋅|b→|cosθ+|b→|2=49,
又|a→|=3,|b→|=4,
则有cosθ=1,所以θ=0,
又向量a→与b→共线,则有θ=0或π,
所以“|a→+b→|=7”是“向量a→与b→共线”的充分而不必要条件.
故选:A.
7.向量a→=(1,2),b→=(2,λ),c→=(3,﹣1),且(a→+b→)∥c→,则实数λ=( )
A.3 B.﹣3 C.7 D.﹣7
【分析】可求出a→+b→=(3,λ+2),这样根据(a→+b→)∥c→即可得出3(λ+2)+3=0,解出λ即可.
【解答】解:a→+b→=(3,λ+2),且(a→+b→)∥c→,
∴3(λ+2)+3=0,解得λ=﹣3.
故选:B.
8.已知O为四边形ABCD所在平面内的一点,OA→,OB→,OC→,OD→满足OA→+OC→=OB→+OD→,OA→2+OC→2=OB→2+OD→2,则四边形ABCD一定为( )
A.正方形 B.矩形 C.菱形 D.等腰梯形
【分析】把已知中的两个等式进行移向转化成减法,再用向量减法几何意义可解决此题.
【解答】解:∵OA→+OC→=OB→+OD→,∴OA→−OB→=OD→−OC→,∴BA→=CD→,∴四边形ABCD是平行四边形.
∵OA→2+OC→2=OB→2+OD→2,∴OA→2−OB→2=OD→2−OC→2,∴(OA→+OB→)•(OA→−OB→)=(OD→+OC→)•(OD→−OC→),
∴(OA→+OB→)•BA→=(OD→+OC→)•CD→,∴(OA→+OB→)•BA→−(OD→+OC→)•CD→=0,又∵BA→=CD→,
∴(OA→+OB→−OD→−OC→)•CD→=0,∴(DA→+CB→)•CD→=0,又∵DA→=CB→,∴2DA→•CD→=0,∴DA→•CD→=0,DA→⊥CD→,
∴∠D是直角.
∴四边形ABCD是矩形.
故选:B.
9.已知向量a→=(2,3),b→=(m,4),若a→,b→共线,则实数m=( )
A.﹣6 B.−83 C.83 D.6
【分析】利用向量平行的性质直接求解.
【解答】解:∵向量a→=(2,3),b→=(m,4),a→,b→共线,
∴m2=43,
解得实数m=83.
故选:C.
10.已知向量m→=(a,﹣1),n→=(2b﹣1,3)(a>0,b>0),若m→∥n→,则2a+1b的最小值为( )
A.12 B.8+43 C.15 D.10+23
【分析】由m→∥n→可得3a+2b=1,然后根据2a+1b=(2a+1b)(3a+2b),利用基本不等式可得结果.
【解答】解:∵m→=(a,﹣1),n→=(2b﹣1,3)(a>0,b>0),m→∥n→,
∴3a+2b﹣1=0,即3a+2b=1,
∴2a+1b=(2a+1b)(3a+2b)
=8+4ba+3ab
≥8+24ba⋅3ab
=8+43,
当且仅当4ba=3ab,即a=3−36,b=3−14,时取等号,
∴2a+1b的最小值为:8+43.
故选:B.
11.设a→,b→不共线,AB→=a→−nb→,AC→=ma→+b→(n,m∈R),则A,B,C三点共线时有( )
A.m=n B.mn﹣1=0 C.mn+1=0 D.m+n=0
【分析】根据条件知AB→,AC→共线,从而可得出ma→+b→=λa→−nλb→,然后根据平面向量基本定理可得出λ=m1=−nλ,这样即可得出正确的选项.
【解答】解:∵A,B,C三点共线,
∴AB→,AC→共线,
又a→,b→不共线,∴AB→≠0→,
∴存在λ,使AC→=λAB→,即ma→+b→=λa→−nλb→,
∴λ=m−nλ=1,
∴mn+1=0.
故选:C.
二.多选题(共1小题)
12.下列说法中正确的是( )
A.若a→∥b→,b→∥c→,则a→∥c→
B.两个非零向量a→,b→,若|a→−b→|=|a→|+|b→|,则a→与b→共线且反向
C.若a→∥b→,则存在唯一实数λ使得a→=λb→
D.若P是三角形ABC的重心,则PA→+PB→+PC→=0→
【分析】若b→=0→可判断A;根据向量减法几何意义可判断B;若b→=0→可判断C;根据重心特点可判断D.
【解答】若b→=0→可满足“a→∥b→,b→∥c→”,但a→∥c→不一定成立,∴A错;
根据向量减法几何意义可知B对;
若b→=0→可满足a→∥b→,但不满足存在唯一实数λ使得a→=λb→,∴C错;
如图所示:
PA→+PB→+PC→=−23(AD→+BE→+CF→)=−23(12AB→+12AC→+12BA→+12BC→+12CB→+12CA→)=0→,∴D对.
故选:BD.
三.填空题(共12小题)
13.已知向量a→=(1,2),写出一个与a→共线的非零向量的坐标 (2,4) .
【分析】答案不唯一,纵坐标为横坐标2倍即可.
【解答】解:向量a→=(1,2),
与a→共线的非零向量的坐标纵坐标为横坐标2倍,例如(2,4).
故答案为:(2,4).
14.设e1→,e2→是空间两个不共线的向量,已知AB→=e1→+ke2→,BC→=5e1→+4e2→,DC→=−e1→−2e2→,且A,B,D三点共线,则实数k= 1 .
【分析】由题意可得向量AB→和BD→共线,存在实数λ,使AB→=λBD→,可得关于k,λ的方程组,进行求解即可.
【解答】解:∵A,B,D三点共线,
∴向量AB→和BD→共线,故存在实数λ,使AB→=λBD→,
由题意可得BD→=BC→+CD→=(5e1→+4e2→)+(e1→+2e2→)=6(e1→+e2→),
即e1→+ke2→=6λe1→+6λe2→,
故可得 6λ=16λ=k,解得 λ=1k=1,
故k=1,
故答案为:1.
15.已知O是直线AB外一点,平面OAB上一点C满足OC→=2OA→+3OB→,P是线段AB和OC的交点,则|AP→|:|PB→|= 3:2 .
【分析】由三点共线可得OC→=λOP→,再由P、A、B三点共线可得2λ+3λ=1,代入由向量的运算可得AP→=AO→+OP→=35AB→,进而可得答案.
【解答】解:由题意可得O、P、C三点共线,所以OC→=λOP→=2OA→+3OB→,
∴OP→=2λOA→+3λOB→,又因为P、A、B三点共线,
所以2λ+3λ=1,解得λ=5,故OP→=25OA→+35OB→,
故AP→=AO→+OP→=−35OA→+35OB→=35AB→,
所以|AP→|:|PB→|=3:2
故答案为:3:2
16.已知向量a→与b→为一组基底,若ma→+4b→与a→+2b→平行,则实数m= 2 .
【分析】利用平面向量共线定理可解决此题.
【解答】解:∵ma→+4b→与a→+2b→平行,∴设ma→+4b→=k(a→+2b→),
由∵向量a→与b→为一组基底,∴m=k4=2k,解得:m=2.
故m的值为:2.
17.已知m→=(﹣2,1),n→=(6,y),若2m→+n→与m→−2n→平行,则|2m→+n→|= 5 .
【分析】利用平面向量坐标运算法则求出2m→+n→=(2,2+y),m→−2n→=(﹣14,1﹣2y),再由2m→+n→与m→−2n→平行,求出y=﹣3.从而2m→+n→=(2,﹣1),由此能求出|2m→+n→|.
【解答】解:∵m→=(﹣2,1),n→=(6,y),
∴2m→+n→=(2,2+y),m→−2n→=(﹣14,1﹣2y),
∵2m→+n→与m→−2n→平行,
∴2×(1﹣2y)﹣(﹣14)×(2+y)=0,解得y=﹣3.
∴2m→+n→=(2,﹣1),
∴|2m→+n→|=22+(−1)2=5.
故答案为:5.
18.已知向量a→=(cosx,−1),b→=(3sinx,−12),若a→∥b→,则|a→|= 51313 .
【分析】根据平面向量共线定理求出cosx与sinx的关系,再由sin2x+cos2x=1求出cos2x的值,即可计算|a→|.
【解答】解:向量a→=(cosx,−1),b→=(3sinx,−12),
若a→∥b→,则−12cosx﹣(﹣1)•3sinx=0,
∴sinx=123cosx;
又sin2x+cos2x=1,
∴112cos2x+cos2x=1,
解得cos2x=1213,
∴|a→|=cos2x+1=1213+1=51313.
故答案为:51313.
19.已知a→,b→是不共线的平面向量,AB→=3a→−2b→,AC→=2a→+b→,AD→=−a→+xb→,若B,C,D三点共线,则实数x= 10 .
【分析】可求出BC→=−a→+3b→,CD→=−3a→+(x−1)b→,根据B,C,D共线可得出BC→与CD→共线,从而可得出−3a→+(x−1)b→=−λa→+3λb→,进而得出−λ=−3x−1=3λ,然后解出λ的值即可.
【解答】解:BC→=AC→−AB→=−a→+3b→,CD→=AD→−AC→=−3a→+(x−1)b→,
∵B,C,D三点共线,
∴BC→与CD→共线,且a→,b→不共线,则BC→≠0→,
∴存在实数λ,使CD→=λBC→,即−3a→+(x−1)b→=−λa→+3λb→,
∴−λ=−3x−1=3λ,解得λ=10.
故答案为:10.
20.在①平行向量一定相等;②不相等的向量一定不平行;③共线向量一定相等;④相等向量一定共线;⑤长度相等的向量是相等向量;⑥平行于同一个向量的两个向量是共线向量中,不正确的命题是 ①②③⑤⑥ .并对你的判断举例说明 a→=(1,2),b→=(−1,−2) .
【分析】利用向量共线的定义、向量相等的定义对6个命题进行判断.
【解答】解:∵平行向量即为共线向量其定义是方向相同或相反;
相等向量的定义是模相等、方向相同;
平行于零向量的两个向量不一定是共线向量
故不正确的命题有①②③⑤⑥
例如:a→=(1,2),b→=(−1,−2)满足a→∥b→,且|a|→=|b→|但a→≠b→
故答案为①②③⑤⑥;a→=(1,2),b→=(−1,−2)
21.已知向量a→=(1,﹣2),b→=(x,4),且a→∥b→,则实数x= ﹣2 .
【分析】由向量的平行可得1×4﹣(﹣2)x=0,解之即可.
【解答】解:由已知a→=(1,−2),b→=(x,4),且a→∥b→,
所以1×4﹣(﹣2)x=0,解得x=﹣2,
故答案为:﹣2
22.已知3OA→=OB→+λOC→,若A,B,C三点共线,则实数λ= 2 .
【分析】由题意得OA→=13OB→+λ3OC→,利用A,B,C三点共线列方程求出λ的值.
【解答】解:由3OA→=OB→+λOC→,得OA→=13OB→+λ3OC→,
又A,B,C三点共线,
所以13+λ3=1,
解得λ=2.
故答案为:2.
23.已知向量m→=(a,1),n→=(4,a),若m→+n→与n→同向,则a= ±2 .
【分析】根据平面向量的坐标运算与共线定理,列方程求出a的值,再验证向量m→+n→与n→是否同向即可.
【解答】解:向量m→=(a,1),n→=(4,a),
所以m→+n→=(a+4,a+1);
又向量m→+n→与n→同向,
所以(m→+n→)∥n→,
即(a+4)a﹣4(a+1)=0,
解得a=±2;
经检验a=±2都满足题意.
故答案为:±2.
24.已知向量a→与b→的不共线,若向量ka→+b→与向量a→−b→共线,则实数k= ﹣1 .
【分析】利用向量共线定理即可得出.
【解答】解:∵向量ka→+b→与向量a→−b→共线,
可设ka→+b→=λ(a→−b→),
于是k=λ,1=−λ,
∴k=﹣1.
故答案为:﹣1.
四.解答题(共8小题)
25.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知向量m→=(a,3b),n→=(cosA,sinB),且m→∥n→.
(Ⅰ)求角A的大小;
(Ⅱ)若c=5,cosB=217,求a的值.
【分析】(Ⅰ)根据m→∥n→即可得出asinB−3bcosA=0,然后根据正弦定理即可得出sinA=3cosA,然后即可求出A=π3;
(Ⅱ)可先求出sinB=277,sinC=5714,然后根据正弦定理可求出b的值,进而根据余弦定理可求出a的值.
【解答】解:(Ⅰ)∵m→∥n→,
∴asinB−3bcosA=0,
∴根据正弦定理得,sinAsinB−3sinBcosA=0,且sinB>0,
∴sinA=3cosA,tanA=3,且A∈(0,π),
∴A=π3;
(Ⅱ)∵cosB=217,∴sinB=277,且C=2π3−B,
∴sinC=sin(2π3−B)=32×217+12×277=5714,且c=5,
∴根据正弦定理得,csinC=bsinB,即55714=b277,解得b=4,
∴根据余弦定理得,a2=b2+c2﹣2bccosA=16+25﹣2×4×5×12=21,
∴a=21.
26.已知四边形ABCD是一个梯形,AB∥CD,且AB=2CD,M、N分别是DC、AB的中点,已知AB→=e1→,AC→=e2→.
(1)试用e1→,e2→分别表示AD→,MN→.
(2)若ke1→+e2→与2e1→+ke2→同向共线,求k的值.
【分析】(1)AD→=AC→+CD→,MN→=MD→+DA→+AN→,由此能用用e1→,e2→分别表示AD→,MN→.
(2)由ke1→+e2→与2e1→+ke2→同向共线,得到ke1→+e2→=λ(2e1→+ke2→),且λ>0,由此能求出k的值.
【解答】解:(1)∵四边形ABCD是一个梯形,AB∥CD,且AB=2CD,
M、N分别是DC、AB的中点,AB→=e1→,AC→=e2→.
∴AD→=AC→+CD→=e2→−12e1→,
MN→=MD→+DA→+AN→
=−14e1→+12e1→−e2→+12e1→
=34e1→−e2→.
(2)∵ke1→+e2→与2e1→+ke2→同向共线,
∴ke1→+e2→=λ(2e1→+ke2→),且λ>0,
∴k=2λ1=kλ,λ>0,
解得k=2.
27.已知向量a→=(1,2),b→=(﹣3,2).
(1)求实数k,使得向量ka→+b→与a→−3b→平行;
(2)当向量ka→+b→与a→−3b→平行时,判断它们是同向还是反向.
【分析】(1)根据平面向量的坐标运算与共线定理,列方程求出k的值;
(2)由(1)知k的值,代入写出ka→+b→和a→−3b→,再判断它们是同向还是反向.
【解答】解:(1)向量a→=(1,2),b→=(﹣3,2),
则ka→+b→=(k,2k)+(﹣3,2)=(k﹣3,2k+2),
a→−3b→=(1,2)﹣(﹣9,6)=(10,﹣4);
又向量ka→+b→与a→−3b→平行,
所以(k﹣3)×(﹣4)﹣10(2k+2)=0,
解得k=−13;
(2)由(1)知,向量ka→+b→与a→−3b→平行时,k=−13;
此时,ka→+b→=(−13−3,−23+2)=−13(10,﹣4)
又a→−3b→=(10,﹣4),
所以ka→+b→=−13(a→−3b→),
向量ka→+b→与a→−3b→反向.
28.如图,在矩形ABCD中,点E是AC的中点,点F在边CD上.
(1)若点F是CD上靠近C的三等分点,试用AB→,AD→表示EF→;
(2)若有向量满足BM→=λBC→,点F是CD上靠近C的四等分点,且AM→∥EF→,求λ的值.
【分析】(1)直接利用向量的加减法运算求解;
(2)建立直角坐标系,利用坐标运算,即可求得λ的值.
【解答】解:(1)∵E是AC中点,∴EC→=12AC→=12AB→+12AD→.
∵点F是CD上靠近C的三等分点,∴CF→=−13DC→=−13AB→.
∴EF→=EC→+CF→=12AB→+12AD→−13AB→=16AB→+12AD→.
(2)以A为原点,建立如图所示的直角坐标系,
设AB=a,AD=b,
则A(0,0),B(a,0),C(a,b),E(a2,b2),F(34a,b),
AM→=AB→+BM→=AB→+λBC→=(a,0)+λ(0,b)=(a,λb),
EF→=(a4,b2),
∵AM→∥EF→,∴ab2=a4•λb,
解得λ=2.
29.在平面直角坐标平面内,已知A(0,5),B(﹣1,3),C(3,t).
(1)若t=1,求证:△ABC为直角三角形;
(2)求实数t的值,使|AB→+AC→|最小;
(3)若存在实数λ,使AB→=λ⋅AC→,求实数λ、t的值.
【分析】(1)当t=1时,C(3,1),求出AB→,BC→,由AB→⋅BC→=0,能证明△ABC为直角三角形.
(2)求出AB→=(−1,−2),AC→=(3,t−5),从而|AB→+AC→|=4+(t−7)2,由此能求出结果.
(3)由AB→=λ⋅AC→,列出方程组,能求出实数λ、t的值.
【解答】证明:(1)当t=1时,C(3,1),
则AB→=(−1,−2),BC→=(4,−2)⋯(2分)
∴AB→⋅BC→=−1×4+(−2)×(−2)=0,
∴AB→⊥BC→,
∴△ABC为直角三角形.…(4分)
解:(2)AB→=(−1,−2),AC→=(3,t−5),
∴AB→+AC→=(−1,−2)+(3,t−5)=(2,t−7)⋯(6分)
∴|AB→+AC→|=4+(t−7)2
当t=7时,|AB→+AC→|的最小值为2.…(9分)
(3)由AB→=λ⋅AC→,得:
(−1,−2)=λ⋅(3,t−5)⇒−1=3λ−2=λ(t−5)⋯(12分)
解是λ=−13t=11⋯(14分)
30.设e1→,e2→是两个不共线的非零向量.
(1)若a→=λe1→+4e2→与b→=e1→+λe2→共线,求实数λ的值;
(2)若AB→=2e1→+ke2→,CB→=e1→+3e2→,CD→=2e1→−e2→,则当k为何值时,A,B,D三点共线.
【分析】(1)直接利用向量共线的条件列等式求解即可,
(2)利用向量共线的充要条件,列出方程组求解即可.
【解答】解:(1)∵a→,b→共线,∴存在实数k,使得a→=kb→.
即λe1+4e2=k(e1+λe2),
∴λe1→+4e2→=ke1→+kλe2→,
∵e1→,e2→是是不共线的非零向量,
∴解得λ=±2,
(2)∵CB→=e1→+3e2→,CD→=2e1→−e2→,
∴BD→=CD→−CB→=(2e1→−e2→)﹣(e1→+3e2→)=e1→−4e2→,
若A,B,D三点共线,则一定存在唯一实数λ,使AB→=λBD→.
即2e1→+ke2→=λ(e1→−4e2→),
∴(λ﹣2)e1→=(k+4λ)e2→,
∵e1→,e2→是不共线的非零向量,
∴λ﹣2=k+4λ=0,解得λ=2,k=﹣4λ=﹣8.
∴当k=﹣8时,A,B,D三点共线.
31.已知e1→,e2→不共线,若ke1→+e2→∥e1→+ke2→,试确定k的值.
【分析】据条件可知,e1→+ke2→≠0→,而根据(ke1→+e2→)∥(e1→+ke2→)可知,存在实数λ,使得ke1→+e2→=λ(e1→+ke2→),从而得出k=λλk=1,解出k即可.
【解答】解:∵e1→,e2→不共线;
∴e1→+ke2→≠0→;
又ke1→+e2→∥e1→+ke2→;
∴存在实数λ,使ke1→+e2→=λe1→+kλe2→;
即k=λ1=λk;
解得k=±1.
32.如图,已知在▱ABCD中,E,F是对角线AC上的两点,且AE=FC=14AC,用向量方法证明四边形DEBF也是平行四边形.
【分析】用AB→,AD→表示出DE→,FB→即可得出DE→=FB→,从而得出结论.
【解答】证明:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AC→=AB→+AD→,且AD→=BC→,
∵AE=FC=14AC,∴AE→=FC→=14AC→=14AB→+14AD→,
∴DE→=AE→−AD→=14AB→+14AD→−AD→=14AB→−34AD→,
FB→=FC→+CB→=14AB→+14AD→−BC→=14AB→+14AD→−AD→=14AB→−34AD→,
∴DE→=FB→,
∴DE=FB,DE∥FB,
∴四边形DEBF是平行四边形.
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