高考数学一轮汇总训练《平面向量的数量积及平面向量的应用》理新人教a

高考数学一轮汇总训练《平面向量的数量积及平面向量的应用》理新人教a

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1、第三节 平面向量的数量积及平面向量的应用[备考方向要明了]考什么怎么考1.理解平面向量数量积的含义及其物理意义.了解平面向量的数量积与向量投影的关系.2.掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算.3.能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量的垂直关系.4.会用向量方法解决某些简单的平面几何问题.会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题.近年来的新课标高考对平面向量的数量积的考查,主要以选择题、填空题的形式出现:(1)直接利用数量积进行平面向量的运算,如2012年北京T13,上海T12等.(2)利用平面向量的数量

2、积计算及两个向量的夹角问题,如2012年新课标全国T13,江西T7等.(3)利用平面向量的数量积解决垂直问题.如2012年安徽T11等.[归纳·知识整合]1.平面向量的数量积平面向量数量积的定义已知两个非零向量a和b,它们的夹角为θ,把数量

3、a

4、

5、b

6、cosθ叫做a和b的数量积(或内积),记作a·b.即a·b=

7、a

8、

9、b

10、cosθ,规定0·a=0.2.向量数量积的运算律(1)a·b=b·a(2)(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb)(3)(a+b)·c=a·c+b·c[探究] 根据数量积的运算律,判断下列结论是否成立.(1)a·b=a·c,则b

11、=c吗?(2)(a·b)c=a(b·c)吗?18提示:(1)不一定,a=0时不成立,另外a≠0时,a·b=a·c.由数量积概念可知b与c不能确定;(2)(a·b)c=a(b·c)不一定相等.(a·b)c是c方向上的向量,而a(b·c)是a方向上的向量,当a与c不共线时它们必不相等.3.平面向量数量积的有关结论已知非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2)结论几何表示坐标表示模

12、a

13、=

14、a

15、=夹角cosθ=cosθ=a⊥b的充要条件a·b=0x1x2+y1y2=0

16、a·b

17、与

18、a

19、

20、b

21、的关系

22、a·b

23、≤

24、a

25、

26、b

27、

28、x1x2+y1y2

29、≤[自

30、测·牛刀小试]1.(教材习题改编)已知

31、a

32、=5,

33、b

34、=4,a·b=-10,则a与b的夹角为(  )A.        B.πC.D.π解析:选B 设a与b的夹角为θ,则a·b=

35、a

36、

37、b

38、cosθ=5×4cosθ=-10,即cosθ=-.又∵θ∈[0,π],∴θ=π.2.(教材习题改编)等边三角形ABC的边长为1,=a,=b,=c,那么a·b+b·c+c·a等于(  )A.3B.-3C.D.-18解析:选D 由题意知

39、a

40、=

41、b

42、=

43、c

44、=1,且a与b的夹角为120°,b与c的夹角为120°,c与a的夹角也为120°.故a·b+b·c+c·a

45、=-.3.设向量a,b满足

46、a

47、=

48、b

49、=1,a·b=-,则

50、a+2b

51、=(  )A.B.C.D.解析:选B 

52、a+2b

53、====.4.(教材习题改编)已知

54、a

55、=3,

56、b

57、=4,且a与b不共线,若向量a+kb与a-kb垂直,则k=________.解析:∵(a+kb)⊥(a-kb),∴(a+kb)·(a-kb)=0,即

58、a

59、2-k2

60、b

61、2=0.又∵

62、a

63、=3,

64、b

65、=4,∴k2=,即k=±.答案:±5.若向量a=(1,1),b=(2,5),c=(3,x)满足条件(8a-b)·c=30,则x=________.解析:由题意可得8a-b=(6,3

66、),又(8a-b)·c=30,c=(3,x),则18+3x=30,解得x=4.答案:4平面向量数量积的运算[例1] (1)(2012·天津高考)已知△ABC为等边三角形,AB=2.设点P,Q满足=λ,=(1-λ),λ∈R,若·=-,则λ=(  )A.          B.18C.D.(2)(2012·上海高考)在平行四边形ABCD中,∠A=,边AB、AD的长分别为2、1.若M、N分别是边BC、CD上的点,且满足=,则·的取值范围是________.[自主解答] (1)以点A为坐标原点,AB所在直线为x轴建立平面直角坐标系,则B(2,0),C(1

67、,),由=λ,得P(2λ,0),由=(1-λ),得Q(1-λ,(1-λ)),所以·=(-λ-1,(1-λ))·(2λ-1,-)=-(λ+1)·(2λ-1)-×(1-λ)=-,解得λ=.(2)建立平面直角坐标系,如图.则B(2,0),C,D.令==λ,则M,N.∴·=·+λ=-λ2-2λ+5=-(λ+1)2+6.∵0≤λ≤1,∴·∈[2,5].[答案] (1)A (2)[2,5]———————————————————平面向量数量积的类型及求法(1)向量数量积有两种计算公式:一是夹角公式a·b=

68、a

69、

70、b

71、cosθ;二是坐标公式a·b=x1x2+y1

72、y2.(2)求较复杂的向量数量积的运算时,可先利用向量数量积的运算律或相关公式进行化简.注意以下两个重要结论的应用:①(a+b)2=a2

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