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六、平面向量的模与夹角
一、选择题
1.已知单位向量满足,则与的夹角是( )
A. B. C. D.
【2018届湖北省宜昌市葛洲坝中学高三9月月考】
【答案】D
【解析】 , 即如图
=即是第二象限的角平分线,所以由图可见 与 的夹角是,故选D.
2.【2018届河南省林州市第一中学高三10月调研】已知向量满足,则()
A. B. C. D.
【答案】C
3.【2018届河南省洛阳市高三期中】向量均为非零向量,
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,则的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】, ,所以,即,设的夹角为, ,又,所以的夹角为,故选A.
4.【2017届云南省红河州高三统一检测】设, , ,且,则在上的投影的取值范围( )
A. B. C. D.
【答案】D
当时,
当
故当时, 取得最小值为,即
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当时, ,即
综上所述
故答案选.
5.【2018届江西省赣州市崇义中学高三上第二次月考】半圆的直径AB=4, O为圆心,C是半圆上不同于A、B的任意一点,若P为半径OC上的动点,则的最小值是( )
A. 2 B. 0 C. D.
【答案】D
6.【2018届浙江省嘉兴市第一中学高三9月测试】若,且,,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
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【解析】
如图所示:,,,
∵,∴点C在劣弧AB上运动,
表示C、D两点间的距离。
的最大值是,最小值为.
故选:D.
7.【2018届河北省武邑中学高三上第二次调研】设为单位向量且相互垂直,若向量满足,则的最大值是( )
A. B. 2 C. D. 1
【答案】A
【解析】由题意结合可设,
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8.【2018届辽宁省庄河市高级中学、沈阳市第二十中学高三上学期第一次联考】已知直线分别于半径为的圆相切于点,若点在圆的内部(不包括边界),则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,由切线长定理知,又
,因此,解得.
点睛:本题首先要学会问题转化,一般动点在圆内可转化为与圆心距离小于半径,因此写出向量,再根据向量的平方运算,求出,令其小于半径即可求出.
9.【2018届河北省邢台市高三上学期第一次月考】在中, 为边上一点,且,向量与向量共线,若, , ,则( )
A. 3 B. C. 2 D.
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【答案】B
所以
本题选择B选项.
10.【2018届四川省双流中学高三上9月月考】已知平面向量满足,若,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
因为,所以,即,由余弦定理可得,如图,建立平面直角坐标系,则,由题设点在以为圆心,半径为的圆上运动,结合图形可知:点运动到点时, ,应选答案D.
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11.【2017届浙江省绍兴市柯桥区高三第二次联考】已知平面向量满足,则最大值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
,则向量的夹角为60°,
设,则,故:
,设O到BC的距离为,
则,
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12.【2017届浙江省ZDB联盟高三一模】如图,半径为1的扇形中, , 是弧上的一点,且满足, 分别是线段上的动点,则的最大值为( )
A. B. C. 1 D.
【答案】C
【解析】
,选C.
二、填空题
13.【2018届浙江省温州市高三9月测试一】设向量,,且,,则的最大值是__________;最小值是__________.
【答案】 9 1
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14.【2017年浙江卷】已知向量a,b满足,则的最小值是___________,最大值是______.
【答案】 4
【解析】设向量的夹角为,由余弦定理有: ,
,则:
,
令,则,
据此可得: ,
即的最小值是4,最大值是.
15.【2018届浙江省嘉兴市第一中学高三9月测试】若非零向量满足,且,则向量与的夹角为_____.
【答案】
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∴cos===,
即.
16.【2018届安徽省六安市第一中学高三上第二次月考】如图,在平面斜坐标系中,,斜坐标定义:如果(其中,分别是轴,轴的单位向量),则叫做的斜坐标.
(1)已知得斜坐标为,则__________.
(2)在此坐标系内,已知,动点满足,则的轨迹方程是__________.
【答案】 1
【解析】(1)∵,
∴1.
(2)设P(x,y),由得|(x,y﹣2)|=|(x﹣2,y)|,∴整理得:y=x.
故答案为:1;y=x.
三、解答题
17.【2018届江西省六校高三上第五次联考】已知向量满足, , 与的夹角为.
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(1)求;
(2)若向量与垂直,求实数的值.
【答案】(Ⅰ) ;(Ⅱ) .
试题解析:(1)∵向量, 满足||= 3,| |=1, 与的夹角为,
∴||===
(2)∵向量与垂直,∴()·()=0,∴,∴解得.
18.已知,是两个单位向量.
(Ⅰ)若,试求的值;
(Ⅱ)若,的夹角为,试求向量与的夹角.
【答案】(1);(2) .
【解析】试题分析:(Ⅰ)直接把两边平方,求得,从而可求的值;
(Ⅱ)利用平面向量的数量积运算求得,再求出,,代入数量积公式求得向量的夹角即可
试题解析:(1),是两个单位向量,,又,
,即.
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(2),
,
,
,,夹角 .
19.【2018届广东省兴宁市沐彬中学高三上第二次月考】已知定点A(0,1),B(0,﹣1),C(1,0),动点P满足: ,
(1)求动点P的轨迹方程,并说明方程表示的曲线类型;
(2)当k=2,求的取值范围。
【答案】(1)见解析(2)
试题解析:(1)设P(x,y),.
当k=1时,由,得x2+y2﹣1=(1﹣x)2+y2,
整理得:x=1,表示过(1,0)且平行于y轴的直线;
当k≠1时,由,得x2+y2﹣1=k(1﹣x)2+ky2,
整理得: ,表示以点为圆心,以为半径的圆.
(2)当k=2时,方程化为(x﹣2)2+y2=1,即x2+y2=4x﹣3,
∵
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∴,又x2+y2=4x﹣3,
∴.问题归结为求6x﹣y的最值,
令t=6x﹣y,
∵点P在圆(x﹣2)2+y2=1,圆心到直线t=6x﹣y的距离不大于圆的半径,
∴,解得.∴.
20.已知.
(1)当为何值时, 最小? 此时与的位置关系如何?
(2)当为何值时, 与的夹角最小? 此时与的位置关系如何?
【答案】(1) 当时, 最小, ;(2)时, 与的夹角最小, 与平行.
试题解析:
(1),
当时, 最小,此时,, ∴
∴当时, 最小,此时.
(2)设与的夹角为,则,
要与的夹角最小,则最大, ∵,故的最大值为,此时,
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,解之得,.
∴时, 与的夹角最小, 此时与平行.
21.【2018届河北省衡水市馆陶县第一中学高三上第一次月考】已知向量,且 ,(为常数)
(Ⅰ)求及;
(Ⅱ)若的最小值是,求实数的值.
【答案】(1) ;(2) .
【解析】试题分析:(1)用坐标表示向量的模长;(2)转化成二次函数求最值问题,
(1)得
②当时, 取得最小值 ,
由已知得: 解得 ;
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当 时当且仅当时,
取得最小值 ,已知得;
解得 ,这与相矛盾,
综上所述, 为所求.
22.【2018届河南省郑州市第一中学高三上学期入学】已知圆关于直线对称的圆为.
(1)求圆的方程;
(2)过点作直线与圆交于两点, 是坐标原点,是否存在这样的直线,使得在平行四边形中?若存在,求出所有满足条件的直线的方程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)存在直线和
试题解析:(1)圆化为标准为,
设圆的圆心关于直线的对称点为,则,
且的中点在直线上,
所以有,
解得: ,
所以圆的方程为.
(2)由,所以四边形为矩形,所以.
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要使,必须使,即: .
①当直线的斜率不存在时,可得直线的方程为,与圆
交于两点, .
因为,所以,所以当直线的斜率不存在时,直线满足条件.
,
, ,
要使,必须使,即,
也就是:
整理得:
解得: ,所以直线的方程为
存在直线和,它们与圆交两点,且四边形对角线相等.
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