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专题5.3 平面向量的数量积
【基础巩固】
一、填空题
1.设向量a=(x,x+1),b=(1,2),且a⊥b,则x=________.
【答案】-
【解析】由题意,得a·b=0⇒x+2(x+1)=0⇒x=-.
2.已知向量a=(1,),b=(,1),则a与b夹角的大小为________.
【答案】
3.(2017·镇江期末)已知向量a,b满足a·b=0,|a|=1,|b|=2,则|a-b|=________.
【答案】
【解析】|a-b|====.
4.对任意平面向量a,b,下列关系式中不恒成立的是________(填序号).
①|a·b|≤|a||b|;②|a-b|≤||a|-|b||;
③(a+b)2=|a+b|2;④(a+b)·(a-b)=a2-b2.
【答案】②
【解析】对于①,由|a·b|=||a||b|cosa,b|≤|a||b|恒成立;对于②,当a,b均为非零向量且方向相反时不成立;对于③④容易判断恒成立.
5.已知a=(1,-2),b=(x,2),且a∥b,则|b|=________.
【答案】
【解析】∵a∥b,∴=,解得x=-1,∴b=(-1,2),∴|b|==.
6.在平面直角坐标系xOy中,已知四边形ABCD是平行四边形,=(1,-2),=(2,1),则·=________.
【答案】5
【解析】∵四边形ABCD为平行四边形,∴=+=(1,-2)+(2,1)=(3,
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-1).∴·=2×3+(-1)×1=5.
7.已知非零向量a,b满足|b|=4|a|,且a⊥(2a+b),则a与b的夹角为________.
【答案】
【解析】因为a⊥(2a+b),所以a·(2a+b)=0,得到a·b=-2|a|2,设a与b的夹角为θ,则cos θ===-,又0≤θ≤π,所以θ=.
8.已知向量=(3,-4),=(6,-3),=(5-m,-3-m),若∠ABC为锐角,则实数m的取值范围是________.
【答案】∪
二、解答题
9.已知|a|=4,|b|=3,(2a-3b)·(2a+b)=61,
(1)求a与b的夹角θ;
(2)求|a+b|;
(3)若=a,=b,求△ABC的面积.
解 (1)∵(2a-3b)·(2a+b)=61,
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10.(2017·德州一模)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,向量m=(cos(A-B),sin(A-B)),n=(cos B,-sin B),且m·n=-.
(1)求sin A的值;
(2)若a=4,b=5,求角B的大小及向量在方向上的投影.
解 (1)由m·n=-,
得cos(A-B)cos B-sin(A-B)sin B=-,
所以cos A=-.因为0B,且B是△ABC一内角,则B=.
由余弦定理得(4)2=52+c2-2×5c×,
解得c=1,c=-7舍去,
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故向量在方向上的投影为||cos B=ccos B=1×=.
【能力提升】
11.(2017·南通、扬州、泰州调研)如图,已知△ABC的边BC的垂直平分线交AC于点P,交BC于点Q.若||=3,||=5,则(+)·(-)的值为________.
【答案】-16
【解析】(+)·(-)=(2+)·=2·=(+)·(-)=||2-||2=32-52=-16.
12.已知非零向量m,n满足4|m|=3|n|,cos〈m,n〉=.若n⊥(tm+n),则实数t的值为________.
【答案】-4
【解析】∵n⊥(tm+n),∴n·(tm+n)=0,即t·m·n+n2=0,∴t|m||n|cos〈m,n〉+|n|2=0,由已知得t×|n|2×+|n|2=0,解得t=-4.
13.已知直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ADC=90°,AD=2,BC=1,P是腰DC上的动点,则|+3|的最小值为________.
【答案】5
14.在直角坐标系xOy中,已知点A(1,1),B(2,3),C(3,2),点P(x,y)在△ABC
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三边围成的区域(含边界)上,且=m+n(m,n∈R).
(1)若m=n=,求||;
(2)用x, y表示m-n,并求m-n的最大值.
解 (1)∵m=n=,=(1,2),=(2,1),
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