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高考数学一轮复习 专题6.3 平面向量的应用(练)
展开这是一份高考数学一轮复习 专题6.3 平面向量的应用(练),文件包含专题63平面向量的应用练教师版docx、专题63平面向量的应用练学生版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共35页, 欢迎下载使用。
高考数学一轮复习策略
1、揣摩例题。
课本上和老师讲解的例题,一般都具有一定的典型性和代表性。要认真研究,深刻理解,要透过“样板”,学会通过逻辑思维,灵活运用所学知识去分析问题和解决问题,特别是要学习分析问题的思路、解决问题的方法,并能总结出解题的规律。
2、精练习题
复习时不要搞“题海战术”,应在老师的指导下,选一些源于课本的变式题,或体现基本概念、基本方法的基本题,通过解题来提高思维能力和解题技巧,加深对所学知识的深入理解。在解题时,要独立思考,一题多思,一题多解,反复玩味,悟出道理。
3、加强审题的规范性
每每大考过后,总有同学抱怨没考好,纠其原因是考试时没有注意审题。审题决定了成功与否,不解决这个问题势必影响到高考的成败。那么怎么审题呢? 应找出题目中的已知条件 ;善于挖掘题目中的隐含条件 ;认真分析条件与目标的联系,确定解题思路 。
4、重视错题
“错误是最好的老师”,但更重要的是寻找错因,及时进行总结,三五个字,一两句话都行,言简意赅,切中要害,以利于吸取教训,力求相同的错误不犯第二次。
专题6.3 平面向量的应用
1.(2021·重庆九龙坡区·高三二模)已知等边的边长为为它所在平面内一点,且,则的最大值为( )
A. B.7 C.5 D.
【答案】B
【解析】
取的中点,连接,并延长到,则有,从而将转化为,而,所以结合图形可得答案
【详解】
解:取的中点,连接,并延长到,使,
因为为等边三角形,所以,
所以,
因为,
所以,
因为等边的边长为,
所以,
要使取得最大值,则与共线且同向,
所以的最大值为,
故选:B
2.(2021·浙江高一期末)在中,,则( )
A.5∶3∶4 B.5∶4∶3 C. D.
【答案】D
【解析】
利用两个向量的数量积的定义可得,由此求得的值,利用正弦定理可得的值.
【详解】
由题意,在中,,
利用向量的数量积的定义可知,即
即,
即,
设,
解得,所以,
所以由正弦定理可得.
故选:D.
3.【多选题】(2021·浙江高一期末)已知中,角的对边分别为为边上的高,以下结论:其中正确的选项是( )
A. B.为锐角三角形
C. D.
【答案】ACD
【解析】
画出图形,利用向量的数量积公式,三角形中余弦定理及向量的运算法则对各命题进行判断,看出每一个命题的正误
【详解】
解:
,所以,故A正确;
若,则为锐角,无法得到其他角的关系,故无法判断的形状,故B错误;
而,故C正确
由余弦定理有
故有,故D正确
故选:ACD.
4.【多选题】(2021·麻城市实验高级中学高三其他模拟)已知点为外接圆的圆心,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
根据垂径定理先求出,再求即可.
【详解】
令,则,所以(舍)或,
所以,
所以.
故选:BD.
5.(2021·河北高一期中)我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理,创制了一副“勾股圆方图”,后人称其为“赵爽弦图”.类比赵爽弦图,由3个全等的小三角形拼成如图所示的等边,若的边长为﹐且,则的面积为___________.
【答案】
【解析】
先根据图形的构成判断出,利用余弦定理解出AF,利用面积公式即可求出的面积.
【详解】
因为,所以.
设,则,
在中,由余弦定理可得,解得,
所以.
故答案为:.
6.(2021·苏州市第三中学校高一期中)在中,,,,点是内(包括边界)的一动点,且,则的最大值是_________.
【答案】
【解析】
取,,作,由平行四边形法则可得点轨迹,确定所求最大值为;利用平面向量数量积的定义和余弦定理可求得所需边长,利用勾股定理可求得结果.
【详解】
取,,作,
为内(包含边界)的一动点且,
根据平行四边形法则可知:点的轨迹为线段,.
在中,,
,,
,,
即的最大值为.
故答案为:.
7.(2021·河南商丘市·高一月考)在平面直角坐标系中,非零向量,在圆上存在点,使得,则实数的取值范围是______.
【答案】
【解析】
由条件得,代入坐标形式进行运算,得到,从而求得范围.
【详解】
设点,由条件可知,,设向量与的夹角为,由得,即,
因为是非零向量,所以,于是,
因为,所以,所以的取值范围是.
故答案为:
8.(2021·浙江高三月考)已知平面向量夹角为,且平面向量满足记为()的最小值,则的最大值是__________.
【答案】
【解析】
将条件转化,然后用数形结合求解.
【详解】
设,,,则,,
依题意可知,,,,故点在△的外接圆上.
其半径,为点到直线的距离,
显然,当运动到点处时,有最大值.
故答案为:.
9.(2021·江苏苏州市·高一月考)我们知道,“有了运算,向量的力量无限”.实际上,通过向量运算证明某些几何图形的性质比平面几何的“从图形的己知性质推出待证的性质”简便多了.下面请用向量的方法证明“三角形的三条高交于一点”.已知,,是的三条高,求证:,,相交于一点.
【答案】证明见解析.
【解析】
结合向量的数量积即可证明.
【详解】
如图,设,则,
①-②得:,即
故,即,又
所以,,三点共线,
所以,,相较于一点.
10.(2021·浙江高一期末)甲船在静水中的速度为40海里/小时,当甲船在点A时,测得海面上乙船搁浅在其南偏东方向的点P处,甲船继续向北航行0.5小时后到达点B,测得乙船P在其南偏东方向,
(1)假设水流速度为0,画出两船的位置图,标出相应角度并求出点B与点P之间的距离.
(2)若水流的速度为10海里/小时,方向向正东方向,甲船保持40海里/小时的静水速度不变,从点B走最短的路程去救援乙船,求甲船的船头方向与实际行进方向所成角的正弦值.
【答案】(1)点B与点P之间的距离为海里,(2).
【解析】
(1)画出图形,利用余弦定理求解即可;
(2)利用向量的加法的平行四边形法则画出图形,然后利用正弦定理求解即可.
【详解】
(1)两船的位置图如下:
由图可得,,所以
所以由余弦定理可得
所以点B与点P之间的距离为海里
(2)如图,的方向为水流的方向,的方向为船头的方向,的方向为实际行进的方向,
其中
在中,由正弦定理可得
所以
即甲船的船头方向与实际行进方向所成角的正弦值为
1.(2020·江苏高考真题)在△ABC中,D在边BC上,延长AD到P,使得AP=9,若(m为常数),则CD的长度是________.
【答案】或0
【解析】
根据题设条件可设,结合与三点共线,可求得,再根据勾股定理求出,然后根据余弦定理即可求解.
【详解】
∵三点共线,
∴可设,
∵,
∴,即,
若且,则三点共线,
∴,即,
∵,∴,
∵,,,
∴,
设,,则,.
∴根据余弦定理可得,,
∵,
∴,解得,
∴的长度为.
当时, ,重合,此时的长度为,
当时,,重合,此时,不合题意,舍去.
故答案为:0或.
2.(2021·宁夏石嘴山市·高三二模(理))△ABC内角A,B,C的对边分別为a,b,c,,则角B的值为________;若a+c=6,则AC边的中线的最小值为________.
【答案】
【解析】
结合诱导公式及二倍角公式对已知式子进行化简,然后结合辅助角公式可得B;利用余弦定理及基本不等式即可直接求解AC边的中线的最小值
【详解】
∵,∴,
而,
∴,
∵,∴
即,
∵,∴,∴,故;
延长中线到点,使得,
不妨设中线长为,如图所示,即,
由平面几何知识易得四边形是平行四边形,而,
∴,,,
∴在中,由余弦定理得,
∴,当且仅当时等号成立.
故答案为:;.
3.(2021·全国高三专题练习(理))中,内角所对的边分别是,且,则角=__________;设点是的中点,若,则线段的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
先由正弦定理,然后再化简、变形得,就可以求出角.求的取值范围时,先将图形补成平形四边形,然后运用余弦定及基本不等式求范围.
【详解】
由正弦定理及得,
.因为所以所以,又
所以;
把补成平行四边形(如图所示),在中,,
由余弦定理得等号成立,
所以.又,所以.综上得.
故线段的取值范围是.
故答案为:;.
4.(2021·浙江高一期末)在中,,G为其重心,直线经过点G,且与射线、分别交于D、E两点,记和的面积分别为,则当取得最小值时,的值为______.
【答案】
【解析】
设,,根据重心位置及共线定理求得,根据面积公式分别表示出分别与,的关系,代入求得取最小值时的参数的值,根据与间的关系求得结果.
【详解】
设,,,且G为三角形ABC的重心,延长AG交BC于H,延长CG交AB于M,则,
则,又D,G,E三点共线,
则,即,
,
同理得,
则,又,
则
当且仅当即时,等号成立,此时,
故答案为:
5.(2021·上海普陀区·高三二模)如图,在△中,,,.若为△内部的点且满足,则________.
【答案】
【解析】
根据已知的向量关系先分析出,然后通过设,根据相似三角形以及正弦定理找到的关系,从而可求解出的结果.
【详解】
因为,所以,
所以,
所以,
所以,所以,
即,同理可知:,
不妨设,所以,
又因为,,,所以,
所以,所以,
所以,所以,所以;
在中,,
所以,所以,
又在中,,
所以,所以,
所以,所以,
又因为,所以,
又因为,所以,
所以.
故答案为:.
6.(2021·浙江高三其他模拟)已知单位向量,与非零向量满足,,则的最大值是______.
【答案】
【解析】
根据题意设,,,由得出的范围,由得出关系,则,根据得出的关系以及取等的条件可得出答案.
【详解】
设,,
所以
由,可得,即
由,可得
所以
又,所以
则
当时,等号成立.
此时,或
即,或(这与矛盾,故舍去),
由,则,即
所以,解得
此时
所以
故答案为:
7.(2021·上海浦东新区·华师大二附中高三三模)已知边长为2的正方形边上有两点P、Q,满足,设O是正方形的中心,则的取值范围是___________.
【答案】
【解析】
先建立平面直角坐标系,再分类讨论求出各种情况下的的范围即可得到答案.
【详解】
建立如下图所示的平面直角坐标系.
①当两点在正方形的同一边上时(含正方形的顶点).
根据对称性,不妨设,由于,所以满足,
可得,
所以;
②当两点在正方形的相邻边上时(含正方形的顶点).
根据对称性,不妨设,
所以,
由于,所以满足,
其表示的平面区域如下图所示:
令,当过时,有最小值,
当与圆相切时,有最大值,
所以这种情况下;
③当两点在正方形的对边上时(含正方形的顶点).
根据对称性,不妨设,
所以,由图可知,,
所以.
综上可知:.
故答案为:.
8.(2021·浙江嘉兴市·高三其他模拟)已知平面内不同的三点O,A,B满足,若时,的最小值为,则___________.
【答案】
【解析】
由题设,将平面向量转化为平面几何图形,B在以A为圆心5为半径的圆上,利用向量加减、数乘的几何意义分别确定D、E使、,进而可知表示,若是关于的对称点,可知共线时最小,△中应用余弦定理求,即可求.
【详解】
由题设,如下图示,若,,则,,,即,
∴,即,
若是关于的对称点,
∴,即,如下图示,
当且仅当共线时,即最小,
∵,即,,
∴此时,△中,,而且为锐角,
∴,而.
故答案为:.
9.(2021·江西南昌市·高一期末)已知,,分别是内角,,所对的边,且满足,若角的角平分线交边于点,且,,求:
(1)求的值;
(2)求边的值.
【答案】(1);(2).
【解析】
(1)根据条件先用正弦定理,再由两角和的公式化简即可求解;
(2)由题意得,再两边平方及角平分线定理求得,再运用余弦定理可求解.
【详解】
(1)因为, 由正弦定理得,
,
即,
因为、为的内角,所以,
所以,因此.
(2)由题意得,两边平方得,
整理得,
又因为角的角平分线交边于点,可得,即得
代入上式得,
整理得,
再由余弦定理得:,
解得边.
10.(2021·山东泰安市·高一月考)三角形ABC中,,点E是边BC上的动点,当E为BC中点时,
(1)求和;
(2)是延长线上的点,,当在上运动时,求的最大值.
【答案】(1);(2).
【解析】
(1)在中利用余弦定理求解出的值,在中利用余弦定理求解出的值,然后利用余弦值求解出;
(2)将分别表示为,,然后根据数量积运算确定出何时取最大值并求解出最大值.
【详解】
解:(1)当为中点时,设,则由余弦定理得
,解得,
此时,由余弦定理得
,所以,
所以,所以,
所以,
所以;
(2)由得,,
所以
,
所以,当取最小即时上式最大,此时,
所以,所以的最大值为.
1.(2020·全国高考真题(理))在△ABC中,cosC=,AC=4,BC=3,则cosB=( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
根据已知条件结合余弦定理求得,再根据,即可求得答案.
【详解】
在中,,,
根据余弦定理:
可得 ,即
由
故.
故选:A.
2.(2020·全国高考真题(文))在△ABC中,cosC=,AC=4,BC=3,则tanB=( )
A. B.2 C.4 D.8
【答案】C
【解析】
先根据余弦定理求,再根据余弦定理求,最后根据同角三角函数关系求
【详解】
设
故选:C
3.(2021·全国高考真题(理))2020年12月8日,中国和尼泊尔联合公布珠穆朗玛峰最新高程为8848.86(单位:m),三角高程测量法是珠峰高程测量方法之一.如图是三角高程测量法的一个示意图,现有A,B,C三点,且A,B,C在同一水平面上的投影满足,.由C点测得B点的仰角为,与的差为100;由B点测得A点的仰角为,则A,C两点到水平面的高度差约为()( )
A.346 B.373 C.446 D.473
【答案】B
【解析】
通过做辅助线,将已知所求量转化到一个三角形中,借助正弦定理,求得,进而得到答案.
【详解】
过作,过作,
故,
由题,易知为等腰直角三角形,所以.
所以.
因为,所以
在中,由正弦定理得:
,
而,
所以,
所以.
故选:B.
4.(2021·全国高考真题(理))魏晋时刘徽撰写的《海岛算经》是关测量的数学著作,其中第一题是测海岛的高.如图,点,,在水平线上,和是两个垂直于水平面且等高的测量标杆的高度,称为“表高”,称为“表距”,和都称为“表目距”,与的差称为“表目距的差”则海岛的高( )
A.表高 B.表高
C.表距 D.表距
【答案】A
【解析】
利用平面相似的有关知识以及合分比性质即可解出.
【详解】
如图所示:
由平面相似可知,,而,所以
,而,
即=.
故选:A.
5.(2021·全国高考真题(理))已知是双曲线C的两个焦点,P为C上一点,且,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
根据双曲线的定义及条件,表示出,结合余弦定理可得答案.
【详解】
因为,由双曲线的定义可得,
所以,;
因为,由余弦定理可得,
整理可得,所以,即.
故选:A
6.(2021·全国高考真题)记是内角,,的对边分别为,,.已知,点在边上,.
(1)证明:;
(2)若,求.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【解析】
(1)根据正弦定理的边角关系有,结合已知即可证结论.
(2)由题设,应用余弦定理求、,又,可得,结合已知及余弦定理即可求.
【详解】
(1)由题设,,由正弦定理知:,即,
∴,又,
∴,得证.
(2)由题意知:,
∴,同理,
∵,
∴,整理得,又,
∴,整理得,解得或,
由余弦定理知:,
当时,不合题意;当时,;
综上,.
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