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【高考考纲解读】
高考对本内容的考查主要有:
平面向量这部分内容在高考中的要求大部分都为B级,只有平面向量的应用为A级要求,平面向量的数量积为C级要求,应特别重视.
试题类型可能是填空题,同时在解答题中经常与三角函数综合考查,构成中档题.
【重点、难点剖析】
1.向量的概念
(1)零向量模的大小为0,方向是任意的,它与任意非零向量都共线,记为0.
(2)长度等于1个单位长度的向量叫单位向量,a的单位向量为±.
(3)方向相同或相反的向量叫共线向量(平行向量).
(4)如果直线l的斜率为k,则a=(1,k)是直线l的一个方向向量.
(5)|b|cos〈a,b〉叫做b在向量a方向上的投影.
2.两非零向量平行、垂直的充要条件
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),
(1)若a∥b⇔a=λb(λ≠0);a∥b⇔x1y2-x2y1=0.
(2)若a⊥b⇔a·b=0;a⊥b⇔x1x2+y1y2=0.
3.平面向量的性质
(1)若a=(x,y),则|a|==.
(2)若A(x1,y1),B(x2,y2),则
|A|=.
(3)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ为a与b的夹角,则cos θ==.
4.当向量以几何图形的形式出现时,要把这个几何图形中的一个向量用其余的向量线性表示,就要根据向量加减法的法则进行,特别是减法法则很容易使用错误,向量=-(其中O为我们所需要的任何一个点),这个法则就是终点向量减去起点向量.
5.根据平行四边形法则,对于非零向量a,b,当|a+b|=|a-b|时,平行四边形的两条对角线长度相等,此时平行四边形是矩形,条件|a+b|=|a-b|等价于向量a,b互相垂直,反之也成立.
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6.两个向量夹角的范围是[0,π],在使用平面向量解决问题时要特别注意两个向量夹角可能是0或π的情况,如已知两个向量的夹角为钝角时,不单纯就是其数量积小于零,还要求不能反向共线.
【题型示例】
考点1、平面向量的线性运算
【例1】【2017山东,文11】已知向量a=(2,6),b= ,若a||b,则 .
【答案】-3
【解析】由a||b可得
【变式探究】【2016高考新课标2文数】已知向量,且,则( )
(A)-8 (B)-6 (C)6 (D)8
【答案】D
【解析】向量,由得,解得,故选D.
【举一反三】(2015·新课标全国Ⅰ,7)设D为△ABC所在平面内一点,=3,则( )
A.=-+ B.=-
C.=+ D.=-
【变式探究】(2015·北京,13)在△ABC中,点M,N满足=2,=.若=x+y,则x=________;y=________.
解析 =+=+=+(-)
=-,
∴x=,y=-.
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答案 -
【变式探究】(1)(2014·四川)平面向量a=(1,2),b=(4,2),c=ma+b(m∈R),且c与a的夹角等于c与b的夹角,则m=( )
A.-2 B.-1
C.1 D.2
(2)(2014·湖北)设向量a=(3,3),b=(1,-1).若(a+λb)⊥(a-λb),则实数λ=________.
【命题意图】(1)本题主要考查向量的运算、向量的夹角公式等基础知识,考查考生的计算能力、分析问题的能力和转化能力.
(2)本题主要考查向量的数量积等知识,意在考查考生对基础知识的理解和运用能力.
【答案】(1)D (2)±3
【感悟提升】
平面向量的运算主要包括向量运算的几何意义、向量的坐标运算以及数量积的运算律的应用等.
(1)已知条件中涉及向量运算的几何意义应数形结合,利用平行四边形、三角形法则求解.
(2)已知条件中涉及向量的坐标运算,需建立坐标系,用坐标运算公式求解.
(3)解决平面向量问题要灵活运用向量平行与垂直的充要条件列方程.
(4)正确理解并掌握向量的概念及运算;强化“坐标化”的解题意识;注重数形结合思想、方程思想与转化思想的应用.
注意:在利用数量积的定义计算时,要善于将相关向量分解为图形中的已知向量进行计算.
【变式探究】(2013·江苏卷)设D,E分别是△ABC的边AB,BC上的点,AD=AB,BE=BC.若=λ1+λ2(λ1,λ2为实数),则λ1+λ2的值为________.
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【答案】
【规律方法】在一般向量的线性运算中,只要把其中的向量当作字母,其运算类似于代数中合并同类项的运算,在计算时可以进行类比.本例中的第(1)题就是把向量用
,表示出来,再与题中已知向量关系式进行对比,得出相等关系式,可求相应的系数.
考点2、平面向量的数量积
【例2】【2017北京,文12】已知点P在圆上,点A的坐标为(-2,0),O为原点,则的最大值为_________.
【答案】6
【解析】所以最大值是6.
【变式探究】【2016高考江苏卷】如图,在中,是的中点,是上的两个三等分点,, ,则 的值是 ▲ .
【答案】
【解析】因为,
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,
因此,
【举一反三】(2015·山东,4)已知菱形ABCD 的边长为a,∠ABC=60° ,则·=( )
A.-a2 B.-a2 C.a2 D.a2
解析 如图所示,由题意,得BC=a,CD=a,∠BCD=120°.
BD2=BC2+CD2-2BC·CD·cos 120°=a2+a2-2a·a×=3a2,
∴BD=a.
∴·=||·||cos 30°=
a2×=a2.
答案 D
【变式探究】(2015·安徽,8)△ABC是边长为2的等边三角形,已知向量a,b满足=2a,=2a+b,则下列结论正确的是( )
A.|b|=1 B.a⊥b
C.a·b=1 D.(4a+b)⊥
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【规律方法】求数量积的最值,一般要先利用向量的线性运算,尽可能将所求向量转化为长度和夹角已知的向量,利用向量的数量积运算建立目标函数,利用函数知识求解最值.
【变式探究】(2015·四川,7)设四边形ABCD为平行四边形,||=6,||=4,若点M,N满足=3,=2,则·=( )
A.20 B. 15 C.9 D.6
题型三、平面向量基本定理及其应用
例3.【2017江苏,16】 已知向量
(1)若a∥b,求x的值;
(2)记,求的最大值和最小值以及对应的的值.
【答案】(1)(2)时, 取到最大值3; 时, 取到最小值.
【解析】
(1)因为, ,a∥b,
所以.
若,则,与矛盾,故.
于是.
又,所以.
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(2).
因为,所以,
从而.
于是,当,即时, 取到最大值3;
当,即时, 取到最小值.
【变式探究】【2016年高考四川文数】在平面内,定点A,B,C,D满足 ==,
===-2,动点P,M满足 =1,=,则的最大值是( )
(A) (B) (C) (D)
【答案】B
【举一反三】(2015·湖南,8)已知点A,B,C在圆x2+y2=1上运动,且AB⊥BC.若点P
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的坐标为(2,0),则|++|的最大值为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
解析 由A,B,C在圆x2+y2=1上,且AB⊥BC,∴AC为圆直径,故+=2=(-4,0),设B(x,y),则x2+y2=1且x∈[-1,1],=(x-2,y),所以++=(x-6,y).故|++|=,∴x=-1时有最大值=7,故选B.
答案 B
【变式探究】(2014·安徽,10)在平面直角坐标系xOy中,已知向量a,b,|a|=|b|=1,a·b=0,点Q满足=(a+b).曲线C={P|=acos θ+bcos θ,0≤θ