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1、平面向量的综合应用考点与题型归纳[典例] (2019·石家庄模拟)在平行四边形ABCD中,
2、
3、=12,
4、
5、=8.若点M,N满足=3,=2,则·=( )A.20 B.15C.36D.6[解析] 法一:由=3,=2知,点M是BC的一个四等分点,且BM=BC,点N是DC的一个三等分点,且DN=DC,所以=+=+,=+=+,所以=-=+-=-,所以·=·=·===36,故选C.法二:不妨设∠DAB为直角,以AB所在直线为x轴,AD所在直线为y轴建立如图所示的平面直角坐标系.则M(12,6),N(8,8),所以=(12,6),=(4,-2),所以·=12×4+6×(-2)=36
6、,故选C.[答案] C[题组训练]1.若O为△ABC所在平面内任一点,且满足(-)·(+-2)=0,则△ABC的形状为( )A.等腰三角形 B.直角三角形C.正三角形D.等腰直角三角形解析:选A 由(-)·(+-2)=0,得·(+)=0,∵-=,∴(-)·(+)=0,即
7、
8、=
9、
10、,∴△ABC是等腰三角形.2.(2018·西安质检)已知P为△ABC所在平面内一点,++=0,
11、
12、=
13、
14、=
15、
16、=2,则△ABC的面积等于( )A.B.2C.3D.4解析:选B 由
17、
18、=
19、
20、得,△PBC是等腰三角形,取BC的中点D,连接PD(图略),则PD⊥BC,又++=0,所以=-(+)=
21、-2,所以PD=AB=1,且PD∥AB,故AB⊥BC,即△ABC是直角三角形,由
22、
23、=2,
24、
25、=1可得
26、
27、=,则
28、
29、=2,所以△ABC的面积为×2×2=2.3.如图,在扇形OAB中,OA=2,∠AOB=90°,M是OA的中点,点P在弧AB上,则·的最小值为________.解析:如图,以O为坐标原点,为x轴的正半轴,为y轴的正半轴建立平面直角坐标系,则M(1,0),B(0,2),设P(2cosθ,2sinθ),θ∈,所以·=(1-2cosθ,-2sinθ)·(-2cosθ,2-2sinθ)=4-2cosθ-4sinθ=4-2(cosθ+2sinθ)=4-2sin(θ+φ),所以·的最
30、小值为4-2.答案:4-2[典例] (2017·江苏高考)已知向量a=(cosx,sinx),b=(3,-),x∈[0,π].(1)若a∥b,求x的值;(2)记f(x)=a·b,求f(x)的最大值和最小值以及对应的x的值.[解] (1)因为a=(cosx,sinx),b=(3,-),a∥b,所以-cosx=3sinx.则tanx=-.又x∈[0,π],所以x=.(2)f(x)=a·b=(cosx,sinx)·(3,-)=3cosx-sinx=2cos.因为x∈[0,π],所以x+∈,从而-1≤cos≤.于是,当x+=,即x=0时,f(x)取到最大值3;当x+=π,即x=时,f(x)取
31、到最小值-2.[题组训练]1.已知向量=(k,12),=(4,5),=(10,k),且A,B,C三点共线,当k<0时,若k为直线的斜率,则过点(2,-1)的直线方程为________.解析:∵=-=(4-k,-7),=-=(6,k-5),且∥,∴(4-k)(k-5)+6×7=0,解得k=-2或k=11.由k<0,可知k=-2,则过点(2,-1)且斜率为-2的直线方程为y+1=-2(x-2),即2x+y-3=0.答案:2x+y-3=02.若点O和点F分别为椭圆+=1的中心和左焦点,点P为椭圆上的任意一点,则·的最大值为________.解析:由题意,得F(-1,0),设P(x0,y0)
32、,则有+=1,解得y=3,因为=(x0+1,y0),=(x0,y0),所以·=x0(x0+1)+y=x+x0+3=+x0+3,对应的抛物线的对称轴方程为x0=-2,因为-2≤x0≤2,故当x0=2时,·取得最大值+2+3=6.答案:6[典例] 已知点A,B,C在圆x2+y2=1上运动,且AB⊥BC.若点P的坐标为(2,0),则
33、++
34、的最大值为( )A.6 B.7C.8D.9[解析] 由A,B,C在圆x2+y2=1上,且AB⊥BC,知线段AC为圆的直径,设圆心为O,故+=2=(-4,0),设B(a,b),则a2+b2=1且a∈[-1,1],=(a-2,b),所以++=
35、(a-6,b).故
36、++
37、=,所以当a=-1时,
38、++
39、取得最大值=7.[答案] B[解题技法]平面向量与三角函数的综合问题的解题思路(1)若给出的向量坐标中含有三角函数,求角的大小,解题思路是运用向量共线或垂直的坐标表示,或等式成立的条件等,得到三角函数的关系式,然后求解.(2)若给出的向量坐标中含有三角函数,求向量的模或者向量的其他表达形式,解题思路是利用向量的运算,结合三角函数在定义域内的有界性或基本不等式进行求解.[题组训练]1.(2019·南昌模