高考数学（理科）必考题型过关练：专题4 第17练 平面向量中的线

第17练 平面向量中的线性问题

题型一 平面向量的线性运算

例1 如图，正方形ABCD中，点E是DC的中点，点F是BC的一个三→

EF等于( ) 1→1→A.AB－AD 231→1→B.AB＋AD 421→1→C.AB＋DA 321→2→D.AB－AD 23

破题切入点 顺次连接，选好基底． 答案 D

→→→解析 在△CEF中，有EF＝EC＋CF. →1→

因为点E为DC的中点，所以EC＝DC.

2→2→

因为点F为BC的一个三等分点，所以CF＝CB.

3→1→2→所以EF＝DC＋CB

231→2→

＝AB＋DA 23

1→2→

＝AB－AD，故选D. 23

题型二 平面向量基本定理及其应用

→→

例2 如图，在平行四边形ABCD中，M，N分别为DC，BC的中点，已知AM＝c，AN＝d，试用c，d表示→→AB，AD.

等分点，那么

破题切入点 利用平面向量基本定理，用基底表示其余向量． 解 在△ADM中，

1→→→→

AD＝AM－DM＝c－AB.①

2在△ABN中，

1→→→→

AB＝AN－BN＝d－AD.②

2

→2→2

由①②得AB＝(2d－c)，AD＝(2c－d)．

33题型三 平面向量的坐标运算

例3 平面内给定三个向量a＝(3,2)，b＝(－1,2)，c＝(4,1)． (1)求满足a＝mb＋nc的实数m，n； (2)若(a＋kc)∥(2b－a)，求实数k；

(3)若d满足(d－c)∥(a＋b)，且|d－c|＝5，求d. 破题切入点 向量坐标表示下的线性运算． 解 (1)由题意得(3,2)＝m(－1,2)＋n(4,1)，

??－m＋4n＝3，

所以?

??2m＋n＝2，

?m＝9，得?8

n＝?9.

5

(2)a＋kc＝(3＋4k,2＋k)，2b－a＝(－5,2)， 由题意得2×(3＋4k)－(－5)×(2＋k)＝0， 16

解得k＝－. 13

(3)设d＝(x，y)，则d－c＝(x－4，y－1)，a＋b＝(2,4)．

?4?x－4?－2?y－1?＝0，?

由题意得? 22

??x－4?＋?y－1?＝5，????x＝3，?x＝5，?得或? ?y＝－1???y＝3.

∴d＝(3，－1)或(5,3)．

总结提高 (1)平面向量的性线运算主要包括加减运算和数乘运算，正确把握三角形法则和多边形法则，准确理解数与向量乘法的定义，这是解决向量共线问题的基础．

(2)对于平面向量的线性运算问题，要注意其与数的运算法则的共性与不同，两者不能混淆，如向量的加法与减法要注意向量的起点和终点的确定，灵活利用三角形法则、平行四边形法则．同时抓住两条主线：一是基于“形”，通过作出向量，结合图形分析；二是基于“数”，借助坐标运算来实现．

→

1．已知点A(1,3)，B(4，－1)，则与向量AB同方向的单位向量为( )

34A．(，－)

5534C．(－，)

55答案 A

→

解析 由题意知AB＝(3，－4)，

43B．(，－)

5543D．(－，)

55

→AB34→

所以与AB同方向的单位向量为＝(，－)．

55→|AB|

→→

2．(2014·课标全国Ⅰ)设D，E，F分别为△ABC的三边BC，CA，AB的中点，则EB＋FC等于( ) →A.BC →C.AD 答案 C

→→

解析 如图，EB＋FC →→→→＝EC＋CB＋FB＋BC →→1→→＝EC＋FB＝(AC＋AB)

21→→＝·2AD＝AD. 2

3．(2014·天津)已知菱形ABCD的边长为2，∠BAD＝120°，点E，F分别在边BC，DC上，BE＝λBC，DF2→→→→＝μDC.若AE·AF＝1，CE·CF＝－，则λ＋μ等于( )

31A. 25C. 6答案 C

→→→→→→

解析 ∵AE＝AB＋λBC，AF＝AD＋μDC， →→→→→→∴AE·AF＝(AB＋λBC)·(AD＋μDC) →→→→→→→→＝AB·AD＋μAB·DC＋λBC·AD＋λμBC·DC 11＝2×2×(－)＋4μ＋4λ＋2×2×(－)λμ

22＝－2＋4(λ＋μ)－2λμ＝1. 3

∴2(λ＋μ)－λμ＝.①

2

2B. 37D. 121→B.AD 21→D.BC 2

→→→→∵CE·CF＝(1－λ)CB·(1－μ)CD →→＝(λμ－λ－μ＋1)CB·CD 1

＝2×2×(－)(λμ－λ－μ＋1)

22

＝－2[λμ－(λ＋μ)＋1]＝－，

3

12

∴λμ－(λ＋μ)＋1＝，即λμ－(λ＋μ)＝－.②

335

由①②解得λ＋μ＝. 6

→

4．(2014·福建)设M为平行四边形ABCD对角线的交点，O为平行四边形ABCD所在平面内任意一点，则OA→→→

＋OB＋OC＋OD等于( )

→→→→A.OM B．2OM C．3OM D．4OM 答案 D

→

解析 因为点M为平行四边形ABCD对角线的交点，所以点M是AC和BD的中点，由平行四边形法则知OA→→→→→→→→→→＋OC＝2OM，OB＋OD＝2OM，故OA＋OC＋OB＋OD＝4OM.

→→→→→→→

5. 如图，平面内有三个向量OA，OB，OC，其中OA与OB的夹角为120°，OA与OC→→3→→→→的夹角为30°，且|OA|＝2，|OB|＝，|OC|＝23，若OC＝λOA＋μOB(λ，μ∈R)，

2则( ) A．λ＝4，μ＝2 4

C．λ＝2，μ＝

3答案 C

→→

解析 设与OA，OB同方向的单位向量分别为a，b， →

依题意有OC＝4a＋2b， →→3又OA＝2a，OB＝b，

2→→4→则OC＝2OA＋OB，

34

所以λ＝2，μ＝.

3

6.如图所示，在△ABC中，点O是BC的中点，过点O的直线分别交直线AB，AC于14→→→→

不同的两点M，N，若AB＝mAM，AC＝nAN (m，n>0)，则＋的最小值为( )

mn

83

B．λ＝，μ＝

3234

D．λ＝，μ＝

23

A．2 9C. 2答案 C

→→→

解析 MO＝AO－AM

B．4 D．9

→→

AB＋AC1→?11?→1→＝－AB＝?2－m?AB＋AC.

2m2

11?→1→→同理NO＝??2－n?AC＋2AB，M，O，N三点共线， 11→1→11?→1→

－AB＋AC＝λ??2－n?AC＋AB?， 故???2m?2?2??

11λ?→?1λλ?→11λ1λλ→→

－－AB＋－＋AC＝0，由于AB，AC不共线，根据平面向量基本定理得－－＝0且－＋即??2m2??22n?2m222n＝0，消掉λ即得m＋n＝2， 14?141

故＋＝(m＋n)??m＋n? mn2n4m119

5＋＋?≥(5＋4)＝. ＝?mn?22?2

12→→→7．(2013·江苏)设D，E分别是△ABC的边AB，BC上的点，AD＝AB，BE＝BC.若DE＝λ1AB＋λ2AC(λ1，λ2

23为实数)，则λ1＋λ2的值为________． 1

答案

2解析 如图，

→→→1→2→DE＝DB＋BE＝AB＋BC

23

1→2→→1→2→

＝AB＋(AC－AB)＝－AB＋AC， 2363121则λ1＝－，λ2＝，λ1＋λ2＝. 632

→→→

8．(2013·四川)在平行四边形ABCD中，对角线AC与BD交于点O，AB＋AD＝λAO，则λ＝________. 答案 2

→→→→

解析 由于ABCD为平行四边形，对角线AC与BD交于点O，∴AB＋AD＝AC＝2AO，∴λ＝2. 9．(2014·北京)已知向量a，b满足|a|＝1，b＝(2,1)，且λa＋b＝0(λ∈R)，则|λ|＝________. 答案

5

解析 ∵λa＋b＝0，∴λa＝－b， ∴|λa|＝|－b|＝|b|＝22＋12＝5， ∴|λ|·|a|＝5. 又|a|＝1，∴|λ|＝5.

m→→→→→→→10．在平面内，已知|OA|＝1，|OB|＝3，OA·OB＝0，∠AOC＝30°，设OC＝mOA＋nOB(m，n∈R)，则等n于________． 答案 ±3

→→解析 因为∠AOC＝30°，所以〈OA，OC〉＝30°. →→→→→因为OC＝mOA＋nOB，OA·OB＝0， →→→所以|OC|2＝(mOA＋nOB)2 →→＝m2|OA|2＋n2|OB|2 ＝m2＋3n2， →

即|OC|＝m2＋3n2.

→→→→→又OA·OC＝OA·(mOA＋nOB) →

＝mOA2＝m，

→→→→则OA·OC＝|OA|·|OC|cos 30°＝m， 即1×m2＋3n2×

2

2

3

＝m， 2

m2

平方得m＝9n，即2＝9，

nm所以＝±3.

n

11．已知非零向量e1，e2不共线．

→→→

(1)如果AB＝e1＋e2，BC＝2e1＋8e2，CD＝3(e1－e2)，求证：A、B、D三点共线； (2)欲使ke1＋e2和e1＋ke2共线，试确定实数k的值． →

(1)证明 ∵AB＝e1＋e2，

→→→

BD＝BC＋CD＝2e1＋8e2＋3e1－3e2＝5(e1＋e2) →＝5AB，

→→

∴AB与BD共线，且有公共点B， ∴A、B、D三点共线．

(2)解 ∵ke1＋e2与e1＋ke2共线，

∴存在λ，使ke1＋e2＝λ(e1＋ke2)， 则(k－λ)e1＝(λk－1)e2. 由于e1与e2不共线，

??k－λ＝0，只能有?∴k＝±1.

?λk－1＝0，?

→→→12．已知点O为坐标原点，A(0,2)，B(4,6)，OM＝t1OA＋t2AB. (1)求点M在第二或第三象限的充要条件；

(2)求证：当t1＝1时，不论t2为何实数，A、B、M三点都共线； →→

(3)若t1＝a2，求当OM⊥AB且△ABM的面积为12时a的值． →→→

(1)解 OM＝t1OA＋t2AB ＝t1(0,2)＋t2(4,4)＝(4t2,2t1＋4t2)． 当点M在第二或第三象限时，

?4t2<0，?有? ?2t＋4t≠0，?12

故所求的充要条件为t2<0且t1＋2t2≠0. (2)证明 当t1＝1时， →

由(1)知OM＝(4t2,4t2＋2)． →→→

∵AB＝OB－OA＝(4,4)，

→→→→AM＝OM－OA＝(4t2,4t2)＝t2(4,4)＝t2AB， ∴不论t2为何实数，A、B、M三点共线． →

(3)解 当t1＝a2时，OM＝(4t2,4t2＋2a2)． →→→又AB＝(4,4)，OM⊥AB， ∴4t2×4＋(4t2＋2a2)×4＝0， 1→

∴t2＝－a2，故OM＝(－a2，a2)．

4→

又|AB|＝42，

点M到直线AB：x－y＋2＝0的距离 |－a2－a2＋2|d＝＝2|a2－1|.

2∵S△ABM＝12，

11∴|AB|·d＝×42×2|a2－1|＝12， 22

解得a＝±2，故所求a的值为±2.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9x33.html