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专题5.4 平面向量应用
【基础巩固】
一、填空题
1.已知向量a与b的夹角为60°,且a=(-2,-6),|b|=,则a·b=________.
【答案】10
【解析】因为a=(-2,-6),
所以|a|==2,
又|b|=,向量a与b的夹角为60°,
所以a·b=|a|·|b|·cos 60°=2××=10.
2.在△ABC中,(+)·=||2,则△ABC的形状一定是________三角形(填“等边”、“等腰”、“直角”、“等腰直角”).
【答案】直角
3.(2017·深圳调研)在△ABC中,AB=AC=2,BC=2,则·=________.
【答案】-2
【解析】由余弦定理得
cos A===-,
所以·=||·||cos A
=2×2×=-2.
4.(2017·扬州中学质检)设O是△ABC的外心(三角形外接圆的圆心).若=+,则∠BAC等于________(用角度表示).
【答案】60°
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【解析】取BC的中点D,连接AD,则+=2 .由题意得3=2,∴AD为BC的中线且O为重心.又O为外心,∴△ABC为正三角形,∴∠BAC=60°.
5.(2017·南京师大附中模拟)在平面内,若A(1,7),B(5,1),M(2,1),点P是直线OM上的一个动点,且·=-8,则cos∠APB=________.
【答案】-
6.(2017·苏北四市模拟)已知向量a=(cos θ,sin θ),向量b=(,-1),则|2a-b|的最大值与最小值的和为________.
【答案】4
【解析】由题意可得a·b=cos θ-sin θ=2cos,则|2a-b|===∈[0,4],所以|2a-b|的最大值与最小值的和为4.
7.(2017·苏州调研)已知m=(cos α,sin α),n=(2,1),α∈,若m·n=1,则sin=________.
【答案】-
【解析】因为m·n=2cos α+sin α=1,所以sin α=1-2cos α,代入sin2α+cos2α=1中,整理得5cos2α-4cos α=0,解得cos α=或cos α=0(舍去),故sin=-cos 2α=1-2cos2α=-.
8.(2017·南京、盐城模拟)在△ABC中,A=120°,AB=4.若点D在边BC上,用=2,AD=,则AC的长为________.
【答案】3
【解析】由题意可得=+=+=+(-)=+,则||2=2=||2+
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·||·||cos A+||2,即=+×4||×+||2,化简得||2-2||-3=0,解得||=3,即AC的长为3.
二、解答题
9.(2017·泰州模拟)在△ABC中,角A,B的对边分别为a,b,向量m=(cos A,sin B),n=(cos B,sin A).
(1)若acos A=bcos B,求证:m∥n;
(2)若m⊥n,a>b,求tan的值.
(1)证明 因为acos A=bcos B,
所以sin Acos A=sin BcosB,所以m∥n.
(2)解 因为m⊥n,所以cos Acos B+sin Asin B=0,
即cos(A-B)=0,
因为a>b,所以A>B,
又A,B∈(0,π),所以A-B∈(0,π),
则A-B=,所以tan =tan=1.
10.(2017·南通调研)已知向量m=,n=.
(1)若m·n=1,求cos的值;
(2)记f(x)=m·n,在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,且满足(2a-c)cos B=bcos C,求f(A)的取值范围.
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∴cos B=,B=.∴0<A<.
∴<+<,<sin<1.
又∵f(x)=m·n=sin+,
∴f(A)=sin+,故1<f(A)<.
故f(A)的取值范围是.
【能力提升】
11.(2017·南京调研)在平面直角坐标系xOy中,已知点A,B分别为x轴、y轴上一点,且AB=2,若点P(2,),则|++|的取值范围是________.
【答案】[7,11]
【解析】设A(x,0),B(0,y),则x2+y2=4.令x=2cos θ,y=2sin θ,则|++|=∈[7,11],其中tan φ=.
12.△ABC外接圆的半径等于1,其圆心O满足=(+),||=||,则向量在方向上的投影等于________.
【答案】
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13.(2017·苏、锡、常、镇四市调研)在平面直角坐标系xOy中,设M是函数f(x)=(x>0)的图象上任意一点,过M点向直线y=x和y轴作垂线,垂足分别是A,B,则·=________.
【答案】-2
【解析】由题意可得∠AMB=135°.设M(x>0),则||==,所以·=||·||cos 135°=·x·=-2.
14.(2017·苏州期中)如图,半径为1,圆心角为的圆弧上有一点C.
(1)当C为圆弧的中点时,D为线段OA上任一点,求|+|的最小值;
(2)当C在圆弧上运动时,D,E分别为线段OA,OB的中点,求·的取值范围.
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=sin+,
因为0≤α≤,所以≤α+≤,
所以sin∈[-1,1],则sin+∈.
所以·∈.
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