2024高考数学一轮复习讲义（步步高版）第五章　必刷小题10　平面向量与复数

必刷小题10　平面向量与复数

一、单项选择题

1．(2022·临沂模拟)设向量a＝(1，x)，b＝(x,9)，若a∥b，则x等于(　　)

A．－3  B．0  C．3  D．3或－3

答案　D

解析　由a∥b，得9－x2＝0，所以x＝±3.

2．(2023·长沙模拟)设z(1－2i)＝|3＋4i|，则z的共轭复数在复平面内对应的点在(　　)

A．第一象限   B．第二象限

C．第三象限   D．第四象限

答案　D

解析　因为z(1－2i)＝|3＋4i|＝＝5，

所以z＝＝＝＝1＋2i，

所以z的共轭复数为1－2i，它在复平面内对应的点(1，－2)在第四象限．

3．已知向量a，b满足|a|＝1，a·b＝－1，则a·(2a－b)等于(　　)

A．4  B．3  C．2  D．0

答案　B

解析　因为|a|＝1，a·b＝－1，所以a·(2a－b)＝2a2－a·b＝2＋1＝3.

4．(2022·聊城模拟)若向量a，b满足|a|＝1，|b|＝2，a⊥(a＋b)，则a与b的夹角为(　　)

A.  B.  C.  D.

答案　C

解析　由题可知，|a|＝1，|b|＝2，a·(a＋b)＝|a|2＋a·b＝0⇒a·b＝－1，

∴cos〈a，b〉＝＝＝－.

∵〈a，b〉∈[0，π]，∴向量a与b的夹角为.

5.如图，在△ABC中，点O是BC的中点，过点O的直线分别交直线AB，AC于不同的两点M，N，若＝m，＝n，则m＋n等于(　　)

A．0  B．1  C．2  D．3

答案　C

解析　如图，连接AO，由O为BC的中点可得，＝(＋)＝＋，

∵M，O，N三点共线，∴＋＝1，即m＋n＝2.

6．定义：|a×b|＝|a|·|b|sin θ，其中θ为向量a与b的夹角，若|a|＝2，|b|＝5，a·b＝－6，则|a×b|等于(　　)

A．8  B．－8  C．8或－8  D．6

答案　A

解析　由已知可得cos θ＝＝－，

∵0≤θ≤π，∴sin θ＝＝，

∴|a×b|＝|a|·|b|sin θ＝8.

7．(2023·日照模拟)已知△ABC是边长为1的等边三角形，点D，E分别是边AB，BC的中点，且＝3，则·的值为(　　)

A．－  B.  C．1  D．－8

答案　B

解析　如图所示，把△ABC放在直角坐标系中，

由于△ABC的边长为1，故B(0,0)，C(1,0)，A，∵点D，E分别是边AB，BC的中点，

∴D，E，设F(x，y)，＝，＝，∵＝3，∴⇒⇒F，＝，＝(1,0)，·＝.

8．(2023·岳阳模拟)在一个边长为2的等边△ABC中，若点P是平面ABC内的任意一点，则·的最小值是(　　)

A．－  B．－  C．－1  D．－

答案　C

解析　如图，以AC为x轴，AC中点为原点建立平面直角坐标系，则A(－1,0)，C(1,0)，

设P(x，y)，则＝(－1－x，－y)，＝(1－x，－y)，

∴·＝x2－1＋y2＝x2＋y2－1≥－1，当且仅当P在原点时，取等号．

故·的最小值是－1.

二、多项选择题

9．(2022·潍坊模拟)若复数z1＝2＋3i，z2＝－1＋i，其中i是虚数单位，则下列说法正确的是(　　)

A.∈R

B.＝·

C．若z1＋m(m∈R)是纯虚数，那么m＝－2

D．若，在复平面内对应的向量分别为，(O为坐标原点)，则||＝5

答案　BC

解析　对于A，＝＝＝＝－i，A错误；

对于B，∵z1·z2＝(2＋3i)(－1＋i)＝－5－i，∴＝－5＋i；

又·＝(2－3i)(－1－i)＝－5＋i，∴＝·，B正确；

对于C，∵z1＋m＝2＋m＋3i为纯虚数，∴m＋2＝0，解得m＝－2，C正确；

对于D，由题意得＝(2，－3)，＝(－1，－1)，∴＝－＝(－3,2)，

∴||＝＝，D错误．

10．已知向量a＝(2,1)，b＝(1，－1)，c＝(m－2，－n)，其中m，n均为正数，且(a－b)∥c，则下列说法正确的是(　　)

A．a与b的夹角为钝角

B．向量a在b上的投影向量为b

C．2m＋n＝4

D．mn的最大值为2

答案　CD

解析　对于A，向量a＝(2,1)，b＝(1，－1)，

则a·b＝2－1＝1>0，又a，b不共线，

所以a，b的夹角为锐角，故A错误；

对于B，向量a在b上的投影向量为

·＝b，B错误；

对于C，a－b＝(1,2)，若(a－b)∥c，

则－n＝2(m－2)，变形可得2m＋n＝4，C正确；

对于D，由2m＋n＝4，且m，n均为正数，

得mn＝(2m·n)≤2＝2，当且仅当m＝1，n＝2时，等号成立，即mn的最大值为2，D正确．

11．瑞士数学家欧拉在1765年发表的《三角形的几何学》一书中有这样一个定理：三角形的外心、垂心和重心都在同一直线上，而且外心和重心间的距离是垂心和重心间的距离的一半．这个定理就是著名的欧拉线定理．设△ABC中，点O，H，G分别是外心、垂心、重心．下列四个选项中结论正确的是(　　)

A.＝2

B.＋＋＝0

C．设BC边的中点为D，则有＝3

D.＝＝

答案　AB

解析　如图，

对于A项，由题意得＝2，AH⊥BC，

所以＝2，所以A选项正确；

对于B项，设D为BC的中点，

＋＝2＝－，

所以＋＋＝0，所以B选项正确；

对于C项，因为D为BC的中点，G为△ABC的重心，

所以＝2，＝2，∠AGH＝∠DGO，

所以△AGH∽△DGO，

所以＝2，故C选项错误；

对于D项，向量，，的模相等，方向不同，故D选项错误．

12．(2023·潍坊模拟)已知向量＝(1,2)，将绕原点O旋转－30°，30°，60°到，，的位置，则下列说法正确的是(　　)

A.·＝0

B．||＝||

C.·＝·

D．点P1的坐标为

答案　ABC

解析　由题意作图如图所示，

∵⊥，∴·＝0，故选项A正确；

∵PP1与PP2所对的圆心角相等，∴||＝||，故选项B正确；

∵·＝||||cos 60°＝.

·＝||||cos 60°＝，故选项C正确；

若点P1坐标为，

则||＝≠，故选项D错误．

三、填空题

13．设{e1，e2}为基底，已知向量＝e1－ke2，＝2e1－e2，＝3e1－3e2，若A，B，D三点共线，则k的值是________．

答案　2

解析　因为＝e1－ke2，＝2e1－e2，＝3e1－3e2，

所以＝－＝e1－2e2，

若A，B，D三点共线，则∥，

所以存在实数λ使得＝λ，

故e1－ke2＝λ(e1－2e2)，所以λ＝1，k＝2.

14．已知i是虚数单位，则＝________.

答案　

解析　因为i2 021＝i，2 022＝2 022＝2 022＝i2 022＝i2＝－1，

所以＝|－1＋i|＝＝.

15.(2022·泰安模拟)如图，在四边形ABCD中，＝3，E为边BC的中点，若＝λ＋μ，则λ＋μ＝________.

答案　

解析　连接AC，如图所示，

＝＋＝＋(＋)＝＋，

所以＝＋，

则λ＋μ＝＋＝.

16．(2023·济宁模拟)等边△ABC的外接圆的半径为2，点P是该圆上的动点，则·＋·的最大值为________．

答案　8

解析　∵△ABC为等边三角形，其外接圆的半径为2，

∴以三角形的外接圆圆心为原点建立平面直角坐标系，如图所示，

则A(2,0)，B(－1，)，C(－1，－)，

设P(2cos θ，2sin θ)，

则＝(2－2cos θ，－2sin θ)，＝(－1－2cos θ，－2sin θ)，＝(－1－2cos θ，－－2sin θ)，

则·＋·＝(2－2cos θ)(－1－2cos θ)＋2sin θ(2sin θ－)＋(2cos θ＋1)2＋(2sin θ－)(2sin θ＋)＝4＋2cos θ－2sin θ＝4＋4cos，

∴0≤·＋·≤8，

则·＋·的最大值为8.