高三数学(基础+难点)面向量的数量积与平面向量应用试卷
展开1.在△ABC中,AB=3,AC=2,BC=eq \r(10),则eq \(AB,\s\up6(→))·eq \(AC,\s\up6(→))=( )
A.-eq \f(3,2) B.-eq \f(2,3)
C.eq \f(2,3) D.eq \f(3,2)
2.若向量a与b不共线,a·b≠0,且c=a-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a·a,a·b)))b,则向量a与c的夹角为( )
A.0 B.eq \f(π,6)
C.eq \f(π,3) D.eq \f(π,2)
3.已知直线ax+by+c=0与圆O:x2+y2=1相交于A,B两点,且|AB|=eq \r(3),则eq \(OA,\s\up6(→))·eq \(OB,\s\up6(→))=( )
A.eq \f(1,2) B.-eq \f(1,2) C.eq \f(1,4) D.-eq \f(1,4)
4.已知向量a=(1,1),2a+b=(4,2),则向量a,b的夹角为( )
A.eq \f(π,6) B.eq \f(π,4) C.eq \f(π,3) D.eq \f(π,2)
5.设A1,A2,A3,A4是平面上给定的4个不同点,则使eq \(MA1,\s\up6(→))+eq \(MA2,\s\up6(→))+eq \(MA3,\s\up6(→))+eq \(MA4,\s\up6(→))=0成立的点M的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.4
6.若a,b,c均为单位向量,且a·b=0,(a-c)·(b-c)≤0,则|a+b-c|的最大值为( )
A.eq \r(2)-1 B.1 C.eq \r(2) D.2
7.已知两个单位向量e1,e2的夹角为θ,则下列命题不正确的是( )
A.e1在e2方向上的射影为csθ
B.eeq \\al(2,1)=eeq \\al(2,2)
C.(e1+e2)⊥(e1-e2)
D.e1·e2=1
8.设向量a与b的夹角为θ,定义a与b的“向量积”:a×b是一个向量,它的模|a×b|=|a|·|b|·sinθ,若a=(-eq \r(3),-1),b=(1,eq \r(3)),则|a×b|=( )
A.1 B.2 C.3 D.4
9.已知两个单位向量e1,e2的夹角为eq \f(π,3),若向量b1=e1-2e2,b2=3e1+4e2,则b1·b2=________.
10.在平面直角坐标系xOy中,i,j分别是与x轴,y轴平行的单位向量,若直角三角形ABC中,eq \(AB,\s\up6(→))=i+j,eq \(AC,\s\up6(→))=2i+mj,则实数m=________.
11.若等边三角形ABC的边长为2eq \r(3),平面内一点M满足eq \(CM,\s\up6(→))=eq \f(1,6)eq \(CB,\s\up6(→))+eq \f(2,3)eq \(CA,\s\up6(→)),则eq \(MA,\s\up6(→))·eq \(MB,\s\up6(→))=________.
12.(13分)已知m,x∈R,向量a=(x,-m),b=((m+1)x,x).
(1)当m>0时,若|a|<|b|,求x的取值范围;
(2)若a·b>1-m对任意实数x恒成立,求m的取值范围.
13.(12分)已知向量a=cseq \f(3x,2),sineq \f(3x,2),b=cseq \f(x,2),-sineq \f(x,2),且x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))).
(1)求a·b及|a+b|的值;
(2)若f(x)=a·b-2λ|a+b|的最小值是-eq \f(3,2),求λ的值.
平面向量的数量积与平面向量应用
(时间:35分钟 分值:80分)
1.已知两个非零向量a,b满足|a+b|=|a-b|,则下面结论正确的是( )
A.a∥b B.a⊥b
C.|a|=|b| D.a+b=a-b
2.对于向量a,b,c和实数λ,下列命题中为真命题的是( )
A.若a·b=0,则a=0或b=0
B.若λa=0,则λ=0或a=0
C.若a2=b2,则a=b或a=-b
D.若a·b=a·c,则b=c
3.在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,则eq \(AB,\s\up6(→))·eq \(AC,\s\up6(→))等于( )
A.-16 B.-8 C.8 D.16
4. 如图K27-1,在△ABC中,AD⊥AB,eq \(BC,\s\up6(→))=eq \a\vs4\al(\r(3)) eq \a\vs4\al(\(BD,\s\up6(→))),|eq \(AD,\s\up6(→))|=1,则eq \(AC,\s\up6(→))·eq \(AD,\s\up6(→))=( )
图K27-1
A.2eq \r(3) B.eq \f(\r(3),2) C.eq \f(\r(3),3) D.eq \r(3)
5.如图K27-2,设E,F分别是Rt△ABC的斜边BC上的两个三等分点,已知AB=3,AC=6,则eq \(AE,\s\up6(→))·eq \(AF,\s\up6(→))=( )
图K27-2
A.8 B.10 C.11 D.12
6.已知点A,B,C在圆x2+y2=1上,满足2eq \(OA,\s\up6(→))+eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(AC,\s\up6(→))=0(其中O为坐标原点),又|eq \(AB,\s\up6(→))|=|eq \(OA,\s\up6(→))|,则向量eq \(BA,\s\up6(→))在向量eq \(BC,\s\up6(→))方向上的投影为( )
A.1 B.-1 C.eq \f(1,2) D.-eq \f(1,2)
7.在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C所对的边,设向量m=(b-c,c-a),n=(b,c+a),若m⊥n,则角A的大小为( )
A.eq \f(2π,3) B.eq \f(π,3) C.eq \f(π,2) D.eq \f(π,4)
8.设O为坐标原点,F为抛物线y2=4x的焦点,A是抛物线上一点,若eq \(OA,\s\up6(→))·eq \(AF,\s\up6(→))=-4,则点A的坐标是( )
A.(2,±2) B.(1,±2)
C.(1,2) D.(2,2eq \r(2))
9.已知a与b为两个不共线的单位向量,k为实数,若向量a+b与向量ka-b垂直,则k=________.
10.若平面向量α,β满足|α|=1,|β|≤1,且以向量α,β为邻边的平行四边形的面积为eq \f(1,2),则α与β的夹角θ的取值范围是________.
11. 已知正方形ABCD的边长为1,点E是AB边上的动点,则eq \(DE,\s\up6(→))·eq \(CB,\s\up6(→))的值为________,eq \(DE,\s\up6(→))·eq \(DC,\s\up6(→))的最大值为________.
12.(13分)在▱ABCD中,A(1,1),eq \(AB,\s\up6(→))=(6,0),点M是线段AB的中点,线段CM与BD交于点P.
(1)若eq \(AD,\s\up6(→))=(3,5),求点C的坐标;
(2)当|eq \(AB,\s\up6(→))|=|eq \(AD,\s\up6(→))|时,求点P的轨迹.
13.(12分) 已知a=(csx+sinx,sinx),b=(csx-sinx,2csx).
(1)求证:向量a与向量b不可能平行;
(2)若a·b=1,且x∈[-π,0],求x的值.
1.D [解析] eq \(AB,\s\up6(→))·eq \(AC,\s\up6(→))=|eq \(AB,\s\up6(→))||eq \(AC,\s\up6(→))|cs∠BAC=|eq \(AB,\s\up6(→))||eq \(AC,\s\up6(→))|·eq \f(|\(AB,\s\up6(→))|2+|\(AC,\s\up6(→))|2-|\(BC,\s\up6(→))|2,2|\(AB,\s\up6(→))||\(AC,\s\up6(→))|)=eq \f(3,2).
2.D [解析] ∵a·c=a·eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(a-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a·a,a·b)))b))
=a·a-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a2,a·b)))a·b=a2-a2=0,
又a≠0,c≠0,∴a⊥c,∴〈a,c〉=eq \f(π,2),故选D.
3.B [解析] 设AB中点为P,
∵|AB|=eq \r(3),∴|AP|=eq \f(\r(3),2).
又|OA|=1,∴∠AOP=eq \f(π,3),
∴∠AOB=eq \f(2π,3),
∴eq \(OA,\s\up6(→))·eq \(OB,\s\up6(→))=|eq \(OA,\s\up6(→))||eq \(OB,\s\up6(→))|cseq \f(2π,3)=-eq \f(1,2).
4.B [解析] 由a=(1,1),2a+b=(4,2),
得b=(4,2)-2(1,1)=(2,0).
设向量a,b的夹角为θ,
则csθ=eq \f(a·b,|a||b|)=eq \f(2,2\r(2))=eq \f(\r(2),2),∴θ=eq \f(π,4).
【能力提升】
5.B [解析] 设A1A2中点为P,A3A4中点为Q,则eq \(MA1,\s\up6(→))+eq \(MA2,\s\up6(→))=2eq \(MP,\s\up6(→)),eq \(MA3,\s\up6(→))+eq \(MA4,\s\up6(→))=2eq \(MQ,\s\up6(→)),
∴2eq \(MP,\s\up6(→))+2eq \(MQ,\s\up6(→))=0,即eq \(MP,\s\up6(→))=-eq \(MQ,\s\up6(→)),∴M为PQ中点,
所以有且只有一个点适合条件.
6.B [解析] |a+b-c|=eq \r((a+b-c)2)=eq \r(a2+b2+c2+2a·b-2a·c-2b·c),由于a·b=0,所以上式=eq \r(3-2c·(a+b)),又由于(a-c)·(b-c)≤0,得(a+b)·c≥c2=1,所以|a+b-c|=eq \r(3-2c·(a+b))≤1,故选B.
7.D [解析] ∵|e1|=1,|e2|=1,〈e1,e2〉=θ,
∴e1在e2方向上的射影数量为|e1|csθ=csθ,
∴A正确;
又eeq \\al(2,1)=eeq \\al(2,2)=1,∴B正确;
∵(e1+e2)·(e1-e2)=eeq \\al(2,1)-eeq \\al(2,2)=0,
∴(e1+e2)⊥(e1-e2),∴C正确;
∵e1·e2=|e1||e2|csθ=csθ,∴D不成立.
8.B [解析] ∵|a|=|b|=2,a·b=-2eq \r(3),
∴csθ=eq \f(-2\r(3),2×2)=-eq \f(\r(3),2).
又θ∈[0,π],∴sinθ=eq \f(1,2).∴|a×b|=2×2×eq \f(1,2)=2.
9.-6 [解析] ∵〈e1,e2〉=eq \f(π,3),|e1|=1,|e2|=1,
∴b1·b2=(e1-2e2)·(3e1+4e2)
=3|e1|2-2e1·e2-8|e1|2=3-2cseq \f(π,3)-8=-6.
10.0或-2 [解析] ∵△ABC为直角三角形,
∴当A为直角时,eq \(AB,\s\up6(→))·eq \(AC,\s\up6(→))=(i+j)·(2i+mj)=2+m=0⇒m=-2;
当B为直角时,eq \(AB,\s\up6(→))·eq \(BC,\s\up6(→))=eq \(AB,\s\up6(→))·(eq \(AC,\s\up6(→))-eq \(AB,\s\up6(→)))=(i+j)·[i+(m-1)j]=1+m-1=0⇒m=0;
当C为直角时,eq \(AC,\s\up6(→))·eq \(BC,\s\up6(→))=eq \(AC,\s\up6(→))·(eq \(AC,\s\up6(→))-eq \(AB,\s\up6(→)))=(2i+mj)·[i+(m-1)j]=2+m2-m=0,此方程无解.
∴实数m=0或-2.
11.-2 [解析] 以AB所在的直线为x轴,AB的垂直平分线为y轴,建立如图所示的平面直角坐标系,则A,B,C三点的坐标分别为A(-eq \r(3),0),B(eq \r(3),0),C(0,3).设M点的坐标为(x,y),则eq \(CM,\s\up6(→))=(x,y-3),eq \(CB,\s\up6(→))=(eq \r(3),-3),eq \(CA,\s\up6(→))=(-eq \r(3),-3).
又eq \(CM,\s\up6(→))=eq \f(1,6)eq \(CB,\s\up6(→))+eq \f(2,3)eq \(CA,\s\up6(→)),即(x,y-3)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(\r(3),2),-\f(5,2))),
可得Meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(\r(3),2),\f(1,2))),所以eq \(MA,\s\up6(→))·eq \(MB,\s\up6(→))=-2.
12.解:(1)|a|2=x2+m2,|b|2=(m+1)2x2+x2,
因为|a|<|b|,所以|a|2<|b|2.
从而x2+m2<(m+1)2x2+x2.
因为m>0,所以eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(m,m+1)))eq \s\up12(2)
(2)a·b=(m+1)x2-mx.
由题意,得(m+1)x2-mx>1-m对任意的实数x恒成立,
即(m+1)x2-mx+m-1>0对任意的实数x恒成立.
当m+1=0,即m=-1时,显然不成立,
从而eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(m+1>0,,m2-4(m+1)(m-1)<0.))
解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(m>-1,,m>\f(2\r(3),3)或m<-\f(2\r(3),3),))所以m>eq \f(2\r(3),3).
【难点突破】
13.解:(1)a·b=cseq \f(3x,2)·cseq \f(x,2)-sineq \f(3x,2)·sineq \f(x,2)=cs2x.
|a+b|=eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(cs\f(3x,2)+cs\f(x,2)))\s\up12(2)+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(sin\f(3x,2)-sin\f(x,2)))\s\up12(2))
=eq \r(2+2cs2x)=2eq \r(cs2x).
∵x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),∴csx≥0,
∴|a+b|=2csx.
(2)f(x)=cs2x-4λcsx,即f(x)=2(csx-λ)2-1-2λ2.
∵x∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(π,2))),∴0≤csx≤1.
①当λ<0时,当且仅当csx=0时,
f(x)取得最小值-1,这与已知矛盾;
②当0≤λ≤1时,当且仅当csx=λ时,
f(x)取得最小值-1-2λ2,由已知-1-2λ2=-eq \f(3,2),
解得λ=eq \f(1,2);
③当λ>1时,当且仅当csx=1时,f(x)取得最小值1-4λ,由已知得1-4λ=-eq \f(3,2),
解得λ=eq \f(5,8),这与λ>1相矛盾.
综上所述,λ=eq \f(1,2)即为所求.
1.B [解析] 本小题主要考查向量的数量积以及性质.解题的突破口为对于模的理解,向量的模平方就等于向量的平方.
因为|a+b|=|a-b|⇒(a+b)2=(a-b)2⇒a·b=0,所以a⊥b,答案选B.
2.B [解析] a·b=0⇒a⊥b,故A错;a2=b2⇒|a|=|b|,得不出a=±b,不要与实数x,y满足|x|=|y|⇒x=±y混淆,故C错;a·b=a·c⇒a·(b-c)=0,同A知D错,故选B.
3.D [解析] 因为∠C=90°,所以eq \(AC,\s\up6(→))·eq \(CB,\s\up6(→))=0,所以eq \(AB,\s\up6(→))·eq \(AC,\s\up6(→))=(eq \(AC,\s\up6(→))+eq \(CB,\s\up6(→)))·eq \(AC,\s\up6(→))=|eq \(AC,\s\up6(→))|2+eq \(AC,\s\up6(→))·eq \(CB,\s\up6(→))=eq \(AC,\s\up6(→))2=16.
4.D [解析] ∵eq \(AC,\s\up6(→))=eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(BC,\s\up6(→))=eq \(AB,\s\up6(→))+eq \r(3) eq \(BD,\s\up6(→)),
∴eq \(AC,\s\up6(→))·eq \(AD,\s\up6(→))=(eq \(AB,\s\up6(→))+eq \r(3) eq \(BD,\s\up6(→)))·eq \(AD,\s\up6(→))=eq \(AB,\s\up6(→))·eq \(AD,\s\up6(→))+eq \r(3) eq \(BD,\s\up6(→))·eq \(AD,\s\up6(→)).
又∵AB⊥AD,∴eq \(AB,\s\up6(→))·eq \(AD,\s\up6(→))=0,
∴eq \(AC,\s\up6(→))·eq \(AD,\s\up6(→))=eq \r(3) eq \(BD,\s\up6(→))·eq \(AD,\s\up6(→))=eq \r(3)|eq \(BD,\s\up6(→))||eq \(AD,\s\up6(→))|cs∠ADB
=eq \r(3)|eq \(BD,\s\up6(→))|cs∠ADB=eq \r(3)|eq \(AD,\s\up6(→))|=eq \r(3).
【能力提升】
5.B [解析] eq \(AE,\s\up6(→))·eq \(AF,\s\up6(→))=(eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(BE,\s\up6(→)))·(eq \(AC,\s\up6(→))+eq \(CF,\s\up6(→)))=eq \(AB,\s\up6(→))+eq \f(1,3)eq \(BC,\s\up6(→))·eq \(AC,\s\up6(→))-eq \f(1,3)eq \(BC,\s\up6(→))
=eq \(AB,\s\up6(→))·eq \(AC,\s\up6(→))-eq \f(1,9)|eq \(BC,\s\up6(→))|2+eq \f(1,3)eq \(BC,\s\up6(→))·(eq \(AC,\s\up6(→))-eq \(AB,\s\up6(→)))
=eq \f(2,9)|eq \(BC,\s\up6(→))|2=eq \f(2,9)(62+32)=10.
6.C [解析] 由2eq \(OA,\s\up6(→))+eq \(AB,\s\up6(→))+eq \(AC,\s\up6(→))=(eq \(OA,\s\up6(→))+eq \(AB,\s\up6(→)))+(eq \(OA,\s\up6(→))+eq \(AC,\s\up6(→)))=eq \(OB,\s\up6(→))+eq \(OC,\s\up6(→))=0得,eq \(OB,\s\up6(→))=-eq \(OC,\s\up6(→)),即O,B,C三点共线.
又|eq \(AB,\s\up6(→))|=|eq \(OA,\s\up6(→))|=1,故向量eq \(BA,\s\up6(→))在向量eq \(BC,\s\up6(→))方向上的投影为|eq \(BA,\s\up6(→))|cseq \f(π,3)=eq \f(1,2).
7.B [解析] m·n=b(b-c)+c2-a2
=c2+b2-a2-bc=0,
∴csA=eq \f(b2+c2-a2,2bc)=eq \f(1,2).∵08.B [解析] 由题意F(1,0),设Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(yeq \\al(2,0),4),y0)),
则eq \(OA,\s\up6(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(yeq \\al(2,0),4),y0)),eq \(AF,\s\up6(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(yeq \\al(2,0),4),-y0)).
∵eq \(OA,\s\up6(→))·eq \(AF,\s\up6(→))=-4,
∴eq \f(yeq \\al(2,0),4)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1-\f(yeq \\al(2,0),4)))-yeq \\al(2,0)=-4,
解得y0=2或y0=-2.
∴当y0=2时,x0=eq \f(yeq \\al(2,0),4)=1;
当y0=-2时,x0=eq \f(yeq \\al(2,0),4)=1.
故A(1,±2),故选B.
9.1 [解析] 由a+b与ka-b垂直知(a+b)·(ka-b)=0,即ka2-a·b+ka·b-b2=0,又由|a|=|b|=1知(k-1)(a·b+1)=0.若a·b=-1,则a与b夹角180°,与a,b不共线矛盾,∴k-1=0,∴k=1.
10.eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,6),\f(5π,6))) [解析] 平行四边形面积S=|α||β|sinθ=eq \f(1,2),
∵|α|=1,|β|≤1,∴sinθ≥eq \f(1,2).又θ∈(0,π),∴θ∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(π,6),\f(5π,6))).
11.1 1 [解析] 本题考查平面向量的数量积,平面向量的投影等基础知识.
方法一:投影法:设向量eq \(DE,\s\up6(→)),eq \(DA,\s\up6(→))的夹角为θ,则eq \(DE,\s\up6(→))·eq \(CB,\s\up6(→))=eq \(DE,\s\up6(→))·eq \(DA,\s\up6(→))=|eq \(DE,\s\up6(→))|·|eq \(DA,\s\up6(→))|csθ,由图可知,|eq \(DE,\s\up6(→))|csθ=|eq \(DA,\s\up6(→))|,所以原式等于|eq \(DA,\s\up6(→))|2=1,要使eq \(DE,\s\up6(→))·eq \(DC,\s\up6(→))最大只要使向量eq \(DE,\s\up6(→))在向量eq \(DC,\s\up6(→))上的投影达到最大即可,因为eq \(DE,\s\up6(→))在向量eq \(DC,\s\up6(→))上的投影达到最大为|eq \(DC,\s\up6(→))|=1,所以(eq \(DE,\s\up6(→))·eq \(DC,\s\up6(→)))max=|eq \(DC,\s\up6(→))|2=1.
方法二:因为eq \(DE,\s\up6(→))=eq \(DA,\s\up6(→))+eq \(AE,\s\up6(→))且eq \(DA,\s\up6(→))⊥eq \(AE,\s\up6(→)),所以eq \(DE,\s\up6(→))·eq \(CB,\s\up6(→))=(eq \(DA,\s\up6(→))+eq \(AE,\s\up6(→)))·eq \(DA,\s\up6(→))=|eq \(DA,\s\up6(→))|2=1,eq \(DE,\s\up6(→))·eq \(DC,\s\up6(→))=(eq \(DA,\s\up6(→))+eq \(AE,\s\up6(→)))·eq \(AB,\s\up6(→))=eq \(AB,\s\up6(→))·eq \(AE,\s\up6(→))=|eq \(AB,\s\up6(→))||eq \(AE,\s\up6(→))|=|eq \(AE,\s\up6(→))|,所以要使eq \(DE,\s\up6(→))·eq \(DC,\s\up6(→))最大,只要|eq \(AE,\s\up6(→))|最大即可,明显随着E点在AB边上移动|eq \(AE,\s\up6(→))|max=1,故(eq \(DE,\s\up6(→))·eq \(DC,\s\up6(→)))max=1.
方法三:以D为坐标原点,eq \(DC,\s\up6(→))与eq \(DA,\s\up6(→))所在直线分别为x,y轴,
建立平面直角坐标系,
如图所示,可知E(x,1),0≤x≤1,
所以eq \(DE,\s\up6(→))=(x,1),eq \(CB,\s\up6(→))=(0,1),可得eq \(DE,\s\up6(→))·eq \(CB,\s\up6(→))=x×0+1×1=1.
因为eq \(DC,\s\up6(→))=(1,0),所以eq \(DE,\s\up6(→))·eq \(DC,\s\up6(→))=x,因为1≥x≥0,所以(eq \(DE,\s\up6(→))·eq \(DC,\s\up6(→)))max=1.
12.解:(1)设点C的坐标为(x0,y0),
又eq \(AC,\s\up6(→))=eq \(AD,\s\up6(→))+eq \(AB,\s\up6(→))=(3,5)+(6,0)=(9,5),
即(x0-1,y0-1)=(9,5),
∴x0=10,y0=6,即点C(10,6).
(2)设P(x,y),
则eq \(BP,\s\up6(→))=eq \(AP,\s\up6(→))-eq \(AB,\s\up6(→))=(x-1,y-1)-(6,0)
=(x-7,y-1),
eq \(AC,\s\up6(→))=eq \(AM,\s\up6(→))+eq \(MC,\s\up6(→))=eq \f(1,2)eq \(AB,\s\up6(→))+3eq \(MP,\s\up6(→))
=eq \f(1,2)eq \(AB,\s\up6(→))+3(eq \(AP,\s\up6(→))-eq \f(1,2)eq \(AB,\s\up6(→)))
=3eq \(AP,\s\up6(→))-eq \(AB,\s\up6(→))
=(3(x-1),3(y-1))-(6,0)
=(3x-9,3y-3).
∵|eq \(AB,\s\up6(→))|=|eq \(AD,\s\up6(→))|,∴平行四边形ABCD为菱形,
∴eq \(BP,\s\up6(→))⊥eq \(AC,\s\up6(→)),
∴(x-7,y-1)·(3x-9,3y-3)=0,
即(x-7)(3x-9)+(y-1)(3y-3)=0.
∴x2+y2-10x-2y+22=0(y≠1).
故点P的轨迹是以(5,1)为圆心,2为半径的圆且去掉与直线y=1的两个交点.
【难点突破】
13.解:(1)证明:假设a∥b,
则2csx(csx+sinx)=sinx(csx-sinx),
即2cs2x+2sinxcsx=sinxcsx-sin2x,1+sinxcsx+cs2x=0,
1+eq \f(1,2)sin2x+eq \f(1+cs2x,2)=0,即eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4)))=-3⇒sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4)))=-eq \f(3\r(2),2).
而sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4)))∈[-1,1],-eq \f(3\r(2),2)<-1,矛盾.故假设不成立,向量a与向量b不平行.
(2)a·b=(csx+sinx)(csx-sinx)+2sinxcsx=cs2x-sin2x+sin2x=cs2x+sin2x=eq \r(2)sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4))),
a·b=1⇒sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2x+\f(π,4)))=eq \f(\r(2),2).
又x∈[-π,0]⇒2x+eq \f(π,4)∈eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(-\f(7π,4),\f(π,4))),
∴2x+eq \f(π,4)=-eq \f(7π,4)或2x+eq \f(π,4)=-eq \f(5π,4)或2x+eq \f(π,4)=eq \f(π,4),
∴x=-π,-eq \f(3π,4)或0.
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