2025届高中数学一轮复习练习:第六章 限时跟踪检测(三十一) 平面向量的概念及线性运算(含解析)
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这是一份2025届高中数学一轮复习练习:第六章 限时跟踪检测(三十一) 平面向量的概念及线性运算(含解析),共10页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题与解答题等内容,欢迎下载使用。
1.(2024·河北廊坊第一次联考)在△ABC中,eq \(BD,\s\up15(→))=2eq \(DC,\s\up15(→)),E是AD的中点,则eq \(AE,\s\up15(→))=( )
A.eq \f(1,6)eq \(AB,\s\up15(→))+eq \f(1,3)eq \(AC,\s\up15(→)) B.eq \f(1,3)eq \(AB,\s\up15(→))-eq \f(1,6)eq \(AC,\s\up15(→))
C.eq \f(1,6)eq \(AB,\s\up15(→))-eq \f(1,3)eq \(AC,\s\up15(→)) D.eq \f(1,3)eq \(AB,\s\up15(→))+eq \f(1,6)eq \(AC,\s\up15(→))
2.设a是任一向量,e是单位向量,且a∥e,则下列表示形式中正确的是( )
A.e=eq \f(a,|a|) B.a=|a|e
C.a=-|a|e D.a=±|a|e
3.在平行四边形ABCD中,|eq \(AB,\s\up15(→))|=3,∠ABC=120°,若eq \f(\(BA,\s\up15(→)),|\(BA,\s\up15(→))|)+eq \f(\(BC,\s\up15(→)),|\(BC,\s\up15(→))|)=eq \f(\(BD,\s\up15(→)),|\(BD,\s\up15(→))|),则|eq \(AC,\s\up15(→))|=( )
A.2eq \r(3) B.3eq \r(3)
C.4eq \r(3) D.3
4.如图所示的方格纸中有定点O,P,Q,E,F,G,H,则Oeq \(P,\s\up15(→))+Oeq \(Q,\s\up15(→))=( )
A.Oeq \(H,\s\up15(→)) B.Oeq \(G,\s\up15(→))
C.Eeq \(O,\s\up15(→)) D.Feq \(O,\s\up15(→))
5.已知M是△ABC的重心,D为BC的中点,则下列等式成立的是( )
A.|Meq \(A,\s\up15(→))|=|Meq \(B,\s\up15(→))|=|Meq \(C,\s\up15(→))|
B.Meq \(A,\s\up15(→))+Meq \(B,\s\up15(→))+Meq \(C,\s\up15(→))=0
C.Beq \(M,\s\up15(→))=eq \f(2,3)Beq \(A,\s\up15(→))+eq \f(1,3)Beq \(D,\s\up15(→))
D.S△MBC=eq \f(1,3)S△ABC
6.如图所示,已知AB是圆O的直径,点C,D是半圆弧的两个三等分点,eq \(AB,\s\up15(→))=a,eq \(AC,\s\up15(→))=b,则eq \(AD,\s\up15(→))=( )
A.a-eq \f(1,2)b B.eq \f(1,2)a-b
C.a+eq \f(1,2)b D.eq \f(1,2)a+b
7.在四边形ABCD中,Aeq \(B,\s\up15(→))=a+2b,Beq \(C,\s\up15(→))=-4a-b,Ceq \(D,\s\up15(→))=-5a-3b,则四边形ABCD的形状是( )
A.矩形 B.平行四边形
C.梯形 D.以上都不对
8.如图所示,设O是△ABC内部一点,且Oeq \(A,\s\up15(→))+Oeq \(C,\s\up15(→))=-2Oeq \(B,\s\up15(→)),则△ABC与△AOC的面积之比为( )
A.4∶1 B.2∶1
C.3∶2 D.4∶3
9.已知向量e1,e2是两个不共线的向量,a=2e1-e2与b=e1+λe2共线,则λ=( )
A.2 B.-2
C.-eq \f(1,2) D.eq \f(1,2)
10.已知平面上不共线的四点O,A,B,C,若Oeq \(A,\s\up15(→))-4Oeq \(B,\s\up15(→))+3Oeq \(C,\s\up15(→))=0,则eq \f(|A\(B,\s\up15(→))|,|C\(A,\s\up15(→))|)=( )
A.eq \f(1,3) B.eq \f(3,4)
C.eq \f(1,2) D.eq \f(4,3)
二、多项选择题
11.设点M是△ABC所在平面内一点,则下列说法正确的是( )
A.若Aeq \(M,\s\up15(→))=eq \f(1,2)Aeq \(B,\s\up15(→))+eq \f(1,2)Aeq \(C,\s\up15(→)),则点M是边BC的中点
B.若Aeq \(M,\s\up15(→))=2Aeq \(B,\s\up15(→))-Aeq \(C,\s\up15(→)),则点M在边BC的延长线上
C.若Aeq \(M,\s\up15(→))=-Beq \(M,\s\up15(→))-Ceq \(M,\s\up15(→)),则点M是△ABC的重心
D.若Aeq \(M,\s\up15(→))=xeq \(AB,\s\up15(→))+yeq \(AC,\s\up15(→)),且x+y=eq \f(1,2),则△MBC的面积是△ABC面积的eq \f(1,2)
三、填空题与解答题
12.一条河的两岸平行,河的宽度d=4 km,一艘船从岸边A处出发到河的正对岸,已知船的速度|v1|=10 km/h,水流速度|v2|=2 km/h,那么当行驶航程最短时,所用时间是________h.(附:eq \r(6)≈2.449.结果精确到0.01)
13.(2024·云南丽江模拟)在△ABC中,点D在线段AC上,且满足| eq \ (AD,\s\up15(→))|=eq \f(1,3)| eq \(AC,\s\up15(→))|,点Q为线段BD上任意一点,若实数x,y满足eq \(AQ,\s\up15(→))=xeq \(AB,\s\up15(→))+yeq \(AC,\s\up15(→)),则eq \f(1,x)+eq \f(1,y)的最小值为________.
14.设a,b是不共线的两个向量.
(1)若Oeq \(A,\s\up15(→))=2a-b,Oeq \(B,\s\up15(→))=3a+b,Oeq \(C,\s\up15(→))=a-3b,求证:A,B,C三点共线;
(2)若8a+kb与ka+2b共线,求实数k的值.
高分推荐题
15.(2024·河北衡水中学模拟)已知O是平面上一定点,A,B,C是平面上不共线的三点,动点P满足eq \(OP,\s\up15(→))=eq \f(\(OB,\s\up15(→))+\(OC,\s\up15(→)),2)+λeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\(AB,\s\up15(→)),|\(AB,\s\up15(→))|cs B)+\f(\(AC,\s\up15(→)),|\(AC,\s\up15(→))|cs C))),λ∈[0,+∞),则点P的轨迹经过△ABC的( )
A.外心 B.内心
C.重心 D.垂心
解析版
一、单项选择题
1.(2024·河北廊坊第一次联考)在△ABC中,eq \(BD,\s\up15(→))=2eq \(DC,\s\up15(→)),E是AD的中点,则eq \(AE,\s\up15(→))=( )
A.eq \f(1,6)eq \(AB,\s\up15(→))+eq \f(1,3)eq \(AC,\s\up15(→)) B.eq \f(1,3)eq \(AB,\s\up15(→))-eq \f(1,6)eq \(AC,\s\up15(→))
C.eq \f(1,6)eq \(AB,\s\up15(→))-eq \f(1,3)eq \(AC,\s\up15(→)) D.eq \f(1,3)eq \(AB,\s\up15(→))+eq \f(1,6)eq \(AC,\s\up15(→))
解析:在△ABC中,因为eq \(BD,\s\up15(→))=2eq \(DC,\s\up15(→)),所以eq \(BD,\s\up15(→))=eq \f(2,3)(eq \(AC,\s\up15(→))-eq \(AB,\s\up15(→)))=eq \f(2,3)eq \(AC,\s\up15(→))-eq \f(2,3)eq \(AB,\s\up15(→)),则eq \(AD,\s\up15(→))=eq \(AB,\s\up15(→))+eq \(BD,\s\up15(→))=eq \(AB,\s\up15(→))+eq \f(2,3)eq \(AC,\s\up15(→))-eq \f(2,3)eq \(AB,\s\up15(→))=eq \f(1,3)eq \(AB,\s\up15(→))+eq \f(2,3)eq \(AC,\s\up15(→)),因为E是AD的中点,所以eq \(AE,\s\up15(→))=eq \f(1,2)eq \(AD,\s\up15(→))=eq \f(1,6)eq \(AB,\s\up15(→))+eq \f(1,3)eq \(AC,\s\up15(→)),故选A.
答案:A
2.设a是任一向量,e是单位向量,且a∥e,则下列表示形式中正确的是( )
A.e=eq \f(a,|a|) B.a=|a|e
C.a=-|a|e D.a=±|a|e
解析:对于A,当a=0时,eq \f(a,|a|)没有意义,错误;对于B,C,D,当a=0时,选项B,C,D都对;当a≠0,由a∥e可知,a与e同向或反向.故选D.
答案:D
3.在平行四边形ABCD中,|eq \(AB,\s\up15(→))|=3,∠ABC=120°,若eq \f(\(BA,\s\up15(→)),|\(BA,\s\up15(→))|)+eq \f(\(BC,\s\up15(→)),|\(BC,\s\up15(→))|)=eq \f(\(BD,\s\up15(→)),|\(BD,\s\up15(→))|),则|eq \(AC,\s\up15(→))|=( )
A.2eq \r(3) B.3eq \r(3)
C.4eq \r(3) D.3
解析:∵eq \f(\(BA,\s\up15(→)),|\(BA,\s\up15(→))|)+eq \f(\(BC,\s\up15(→)),|\(BC,\s\up15(→))|)=eq \f(\(BD,\s\up15(→)),|\(BD,\s\up15(→))|),则BD平分∠ABC,则四边形ABCD为菱形,且∠ABC=120°,由|eq \(AB,\s\up15(→))|=|eq \(BC,\s\up15(→))|=3,∴|eq \(AC,\s\up15(→))|=3eq \r(3),故选B.
答案:B
4.如图所示的方格纸中有定点O,P,Q,E,F,G,H,则Oeq \(P,\s\up15(→))+Oeq \(Q,\s\up15(→))=( )
A.Oeq \(H,\s\up15(→)) B.Oeq \(G,\s\up15(→))
C.Eeq \(O,\s\up15(→)) D.Feq \(O,\s\up15(→))
解析:在方格纸上作出Oeq \(P,\s\up15(→))+Oeq \(Q,\s\up15(→)),如图所示,连接FO,则容易看出Oeq \(P,\s\up15(→))+Oeq \(Q,\s\up15(→))=Feq \(O,\s\up15(→)),故选D.
答案:D
5.已知M是△ABC的重心,D为BC的中点,则下列等式成立的是( )
A.|Meq \(A,\s\up15(→))|=|Meq \(B,\s\up15(→))|=|Meq \(C,\s\up15(→))|
B.Meq \(A,\s\up15(→))+Meq \(B,\s\up15(→))+Meq \(C,\s\up15(→))=0
C.Beq \(M,\s\up15(→))=eq \f(2,3)Beq \(A,\s\up15(→))+eq \f(1,3)Beq \(D,\s\up15(→))
D.S△MBC=eq \f(1,3)S△ABC
解析:如图,M为△ABC的重心,则Meq \(A,\s\up15(→))+Meq \(B,\s\up15(→))-Meq \(C,\s\up15(→))=0,A,B错误;Beq \(M,\s\up15(→))=Beq \(D,\s\up15(→))+Deq \(M,\s\up15(→))=Beq \(D,\s\up15(→))+eq \f(1,3)Deq \(A,\s\up15(→))=Beq \(D,\s\up15(→))+eq \f(1,3)(Beq \(A,\s\up15(→))-Beq \(D,\s\up15(→)))=eq \f(1,3)Beq \(A,\s\up15(→))+eq \f(2,3)Beq \(D,\s\up15(→)),C错误;由DM=eq \f(1,3)AD得S△MBC=eq \f(1,3)S△ABC,D正确.
答案:D
6.如图所示,已知AB是圆O的直径,点C,D是半圆弧的两个三等分点,eq \(AB,\s\up15(→))=a,eq \(AC,\s\up15(→))=b,则eq \(AD,\s\up15(→))=( )
A.a-eq \f(1,2)b B.eq \f(1,2)a-b
C.a+eq \f(1,2)b D.eq \f(1,2)a+b
解析:连接CD(图略),由点C,D是半圆弧的两个三等分点,得CD∥AB,且eq \(CD,\s\up15(→))=eq \f(1,2)eq \(AB,\s\up15(→))=eq \f(1,2)a,所以eq \(AD,\s\up15(→))=eq \(AC,\s\up15(→))+eq \(CD,\s\up15(→))=b+eq \f(1,2)a.
答案:D
7.在四边形ABCD中,Aeq \(B,\s\up15(→))=a+2b,Beq \(C,\s\up15(→))=-4a-b,Ceq \(D,\s\up15(→))=-5a-3b,则四边形ABCD的形状是( )
A.矩形 B.平行四边形
C.梯形 D.以上都不对
解析:由已知得Aeq \(D,\s\up15(→))=Aeq \(B,\s\up15(→))+Beq \(C,\s\up15(→))+Ceq \(D,\s\up15(→))=-8a-2b=2(-4a-b)=2Beq \(C,\s\up15(→)).
∴Aeq \(D,\s\up15(→))∥Beq \(C,\s\up15(→)).又Aeq \(B,\s\up15(→))与Ceq \(D,\s\up15(→))不平行,∴四边形ABCD是梯形.
答案:C
8.如图所示,设O是△ABC内部一点,且Oeq \(A,\s\up15(→))+Oeq \(C,\s\up15(→))=-2Oeq \(B,\s\up15(→)),则△ABC与△AOC的面积之比为( )
A.4∶1 B.2∶1
C.3∶2 D.4∶3
解析:取AC的中点D,连接OD,
则Oeq \(A,\s\up15(→))+Oeq \(C,\s\up15(→))=2Oeq \(D,\s\up15(→)),
所以Oeq \(B,\s\up15(→))=-Oeq \(D,\s\up15(→)),
所以O是AC边上的中线BD的中点,
所以S△ABC=2S△AOC,
所以△ABC与△AOC面积之比为2∶1.
答案:B
9.已知向量e1,e2是两个不共线的向量,a=2e1-e2与b=e1+λe2共线,则λ=( )
A.2 B.-2
C.-eq \f(1,2) D.eq \f(1,2)
解析:因为a=2e1-e2与b=e1+λe2共线,所以ka=b,k≠0,
所以k(2e1-e2)=e1+λe2.
因为向量e1,e2是两个不共线的向量,
所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2k=1,,-k=λ,))解得λ=-eq \f(1,2).
答案:C
10.已知平面上不共线的四点O,A,B,C,若Oeq \(A,\s\up15(→))-4Oeq \(B,\s\up15(→))+3Oeq \(C,\s\up15(→))=0,则eq \f(|A\(B,\s\up15(→))|,|C\(A,\s\up15(→))|)=( )
A.eq \f(1,3) B.eq \f(3,4)
C.eq \f(1,2) D.eq \f(4,3)
解析:由Oeq \(A,\s\up15(→))-4Oeq \(B,\s\up15(→))+3Oeq \(C,\s\up15(→))=0,得Oeq \(A,\s\up15(→))-Oeq \(B,\s\up15(→))=3(Oeq \(B,\s\up15(→))-Oeq \(C,\s\up15(→))),即Beq \(A,\s\up15(→))=3eq \(CB,\s\up15(→)),所以Ceq \(A,\s\up15(→))=Ceq \(B,\s\up15(→))+Beq \(A,\s\up15(→))=eq \f(4,3)Beq \(A,\s\up15(→)),所以|Aeq \(B,\s\up15(→))|=eq \f(3,4)|Ceq \(A,\s\up15(→))|,即eq \f(|A\(B,\s\up15(→))|,|C\(A,\s\up15(→))|)=eq \f(3,4).
答案:B
二、多项选择题
11.设点M是△ABC所在平面内一点,则下列说法正确的是( )
A.若Aeq \(M,\s\up15(→))=eq \f(1,2)Aeq \(B,\s\up15(→))+eq \f(1,2)Aeq \(C,\s\up15(→)),则点M是边BC的中点
B.若Aeq \(M,\s\up15(→))=2Aeq \(B,\s\up15(→))-Aeq \(C,\s\up15(→)),则点M在边BC的延长线上
C.若Aeq \(M,\s\up15(→))=-Beq \(M,\s\up15(→))-Ceq \(M,\s\up15(→)),则点M是△ABC的重心
D.若Aeq \(M,\s\up15(→))=xeq \(AB,\s\up15(→))+yeq \(AC,\s\up15(→)),且x+y=eq \f(1,2),则△MBC的面积是△ABC面积的eq \f(1,2)
解析:若eq \(AM,\s\up15(→))=eq \f(1,2)Aeq \(B,\s\up15(→))+eq \f(1,2)AC,则点M是边BC的中点,故A正确;
若Aeq \(M,\s\up15(→))=2Aeq \(B,\s\up15(→))-Aeq \(C,\s\up15(→)),即有Aeq \(M,\s\up15(→))-Aeq \(B,\s\up15(→))=Aeq \(B,\s\up15(→))-Aeq \(C,\s\up15(→)),即Beq \(M,\s\up15(→))=Ceq \(B,\s\up15(→)),
则点M在边CB的延长线上,故B错误;
若Aeq \(M,\s\up15(→))=-Beq \(M,\s\up15(→))-Ceq \(M,\s\up15(→)),
即Aeq \(M,\s\up15(→))+Beq \(M,\s\up15(→))+Ceq \(M,\s\up15(→))=0,
则点M是△ABC的重心,故C正确;
如图,由Aeq \(M,\s\up15(→))=xeq \(AB,\s\up15(→))+yeq \(AC,\s\up15(→)),且x+y=eq \f(1,2),
可得2eq \(AM,\s\up15(→))=2xeq \(AB,\s\up15(→))+2yeq \(AC,\s\up15(→)),且2x+2y=1,
设Aeq \(N,\s\up15(→))=2eq \(AM,\s\up15(→)),
则M为AN的中点,且Aeq \(N,\s\up15(→))=2xeq \(AB,\s\up15(→))+2yeq \(AC,\s\up15(→)),
则B,N,C三点共线,则△MBC的面积是△ABC面积的eq \f(1,2),故D正确.
答案:ACD
三、填空题与解答题
12.一条河的两岸平行,河的宽度d=4 km,一艘船从岸边A处出发到河的正对岸,已知船的速度|v1|=10 km/h,水流速度|v2|=2 km/h,那么当行驶航程最短时,所用时间是________h.(附:eq \r(6)≈2.449.结果精确到0.01)
解析:要使航程最短,需使船的速度与水流速度的合成速度v必须垂直于对岸,如图所示,|v|=eq \r(|v1|2-|v2|2)=eq \r(96)(km/h),所以t=eq \f(d,|v|)=eq \f(4,\r(96))=eq \f(\r(6),6)≈0.41(h).
答案:0.41
13.(2024·云南丽江模拟)在△ABC中,点D在线段AC上,且满足| eq \ (AD,\s\up15(→))|=eq \f(1,3)| eq \(AC,\s\up15(→))|,点Q为线段BD上任意一点,若实数x,y满足eq \(AQ,\s\up15(→))=xeq \(AB,\s\up15(→))+yeq \(AC,\s\up15(→)),则eq \f(1,x)+eq \f(1,y)的最小值为________.
解析:由题意知点D满足Aeq \(D,\s\up15(→))=eq \f(1,3)Aeq \(C,\s\up15(→)),故Aeq \(Q,\s\up15(→))=xeq \(AB,\s\up15(→))+yeq \(AC,\s\up15(→))=xeq \(AB,\s\up15(→))+3yeq \(AD,\s\up15(→)),由点Q,B,D三点共线可得x+3y=1,x>0,y>0,则eq \f(1,x)+eq \f(1,y)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,x)+\f(1,y)))·(x+3y)=4+eq \f(3y,x)+eq \f(x,y)≥4+2eq \r(3),当且仅当eq \f(3y,x)=eq \f(x,y),即x=eq \f(\r(3)-1,2),y=eq \f(3-\r(3),6)时等号成立.
答案:4+2eq \r(3)
14.设a,b是不共线的两个向量.
(1)若Oeq \(A,\s\up15(→))=2a-b,Oeq \(B,\s\up15(→))=3a+b,Oeq \(C,\s\up15(→))=a-3b,求证:A,B,C三点共线;
(2)若8a+kb与ka+2b共线,求实数k的值.
(1)证明:∵Aeq \(B,\s\up15(→))=(3a+b)-(2a-b)=a+2b,
Beq \(C,\s\up15(→))=(a-3b)-(3a+b)=-2a-4b=-2Aeq \(B,\s\up15(→)),
∴Aeq \(B,\s\up15(→))与Beq \(C,\s\up15(→))共线,且有公共点B,
∴A,B,C三点共线.
(2)解:∵8a+kb与ka+2b共线,
∴存在实数λ,使得8a+kb=λ(ka+2b),
∴(8-λk)a+(k-2λ)b=0.
∵a与b不共线,
∴eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(8-λk=0,,k-2λ=0))⇒8=2λ2⇒λ=±2.
∴k=2λ=±4.
高分推荐题
15.(2024·河北衡水中学模拟)已知O是平面上一定点,A,B,C是平面上不共线的三点,动点P满足eq \(OP,\s\up15(→))=eq \f(\(OB,\s\up15(→))+\(OC,\s\up15(→)),2)+λeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\(AB,\s\up15(→)),|\(AB,\s\up15(→))|cs B)+\f(\(AC,\s\up15(→)),|\(AC,\s\up15(→))|cs C))),λ∈[0,+∞),则点P的轨迹经过△ABC的( )
A.外心 B.内心
C.重心 D.垂心
解析:设BC的中点为D,
∵eq \(OP,\s\up15(→))=eq \f(\(OB,\s\up15(→))+\(OC,\s\up15(→)),2)+λeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\(AB,\s\up15(→)),|\(AB,\s\up15(→))|cs B)+\f(\(AC,\s\up15(→)),|\(AC,\s\up15(→))|cs C))),
∴eq \(OP,\s\up15(→))=eq \(OD,\s\up15(→))+λeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\(AB,\s\up15(→)),|\(AB,\s\up15(→))|cs B)+\f(\(AC,\s\up15(→)),|\(AC,\s\up15(→))|cs C))),
即eq \(DP,\s\up15(→))=λeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\(AB,\s\up15(→)),|\(AB,\s\up15(→))|cs B)+\f(\(AC,\s\up15(→)),|\(AC,\s\up15(→))|cs C))),
∴eq \(DP,\s\up15(→))·eq \(BC,\s\up15(→))=λeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(\(AB,\s\up15(→))·\(BC,\s\up15(→)),|\(AB,\s\up15(→))|cs B)+\f(\(AC,\s\up15(→))·\(BC,\s\up15(→)),|\(AC,\s\up15(→))|cs C)))
=λeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(|\(AB,\s\up15(→))||\(BC,\s\up15(→))|csπ-B,|\(AB,\s\up15(→))|cs B)+\f(|\(AC,\s\up15(→))||\(BC,\s\up15(→))|cs C,|\(AC,\s\up15(→))|cs C)))
=λ(-|eq \(BC,\s\up15(→))|+|eq \(BC,\s\up15(→))|)=0,
∴DP⊥BC,∴点P在BC的垂直平分线上,即点P的轨迹经过△ABC的外心.
答案:A
∴DP⊥BC,∴点P在BC的垂直平分线上,即点P的轨迹经过△ABC的外心.
答案:A
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