【同步练习】北师大版(2019) 高中数学 必修第二册 平面向量及其应用B
展开平面向量及其应用
一、单选题
1.已知向量且,则m=( )
A.-5 B.-3 C.3 D.5
2.已知单位向量,满足,则向量与的夹角是( )
A.0 B.π C.0或π D.
3.若非零向量、满足,且,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
4.为加快推进“5G+光网”双千兆城市建设,如图,在东北某地地面有四个5G基站A,B,C,D.已知C,D两个基站建在松花江的南岸,距离为;基站A,B在江的北岸,测得,,,,则A,B两个基站的距离为( )
A. B.
C. D.
5.在中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,,,则的面积为( )
A. B. C.3 D.
6.在中,已知,,,点在线段上,且满足,则的长度为( )
A. B. C. D.
7.已知等边△的边长为,点,分别为,的中点,若,且,则( )
A. B. C. D.
8.气象台正南方向的一台风中心,正向北偏东30°方向移动,移动速度为,距台风中心以内的地区都将受到影响,若台风中心的这种移动趋势不变,气象台所在地受到台风影响持续时间大约是( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.如果,,都是非零向量.下列判断正确的有( )
A.若,,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
10.的内角A,B,C所对边分别为a,b,c,对于,有如下命题,其中正确的有( )
A.sin(B+C)=sinA
B.cos(B+C)=cosA
C.若,则为直角三角形
D.若,则为锐角三角形
11.数学家欧拉于1765年在其著作《三角形中的几何学》首次指出:的外心,重心,垂心,依次位于同一条直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半,该直线被称为欧拉线. 若,,则下列各式正确的是( )
A. B.
C. D.
12.(多选)设,是任一非零向量,则在下列结论中,正确的是( )
A. B.
C. D.
第II卷(非选择题)
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三、填空题
13.已知(,是同一平面内的两个不共线向量),则________.(用,表示)
14.在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为,若,则△ABC的面积等于__________.
15.已知锐角的面积为9,,点D在边上,且,则的长为__________.
16.已知向量,其中,且,则向量与的夹角等于____;
四、解答题
17.在中,a=3,,,解这个三角形,并求的面积.
18.(1)设O是正五边形ABCDE的中心,求;
(2)设O是正n边形的中心,求.
19.已知任意两个非零向量,,若,,,你能判断A,B,C三点之间的位置关系吗?为什么?
20.在中,角A,,所对的边分别为,,,已知
(1)求角的大小,
(2)若,求面积的最大值,并求出此时对应,的值.
21.在△中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知.
(1)求角B的值;
(2)若,点D是边BC的中点,且,求b.
22.已知函数.
(1)若,求函数的值域;
(2)在中,,,且锐角B满足,求b的值.
参考答案:
1.A
【解析】
【分析】
根据向量的线性坐标运算求得向量,再由向量垂直的坐标表示建立方程,求解即可.
【详解】
解:由题意得.
又,∴ ,解得m=-5.
故选:A.
2.B
【解析】
【分析】
由得到,进而化简求得答案.
【详解】
设向量与的夹角为,单位向量,满足,
,解得.,.
故选:B.
3.B
【解析】
【分析】
根据数量积的定义和运算法则即可计算.
【详解】
,
,
∴,
.
故选:B.
4.D
【解析】
【分析】
根据题意可得,,利用正弦定理求出BC,进而结合余弦定理即可求出AB.
【详解】
在中,,
所以,有,所以,
在中,,
由正弦定理,得,
在中,由余弦定理,得
,
所以,即两个基站A、B之间的距离为.
故选:D
5.A
【解析】
【分析】
由正弦定理求b,再由三角形面积公式求解.
【详解】
因为,
由正弦定理化角为边可得,所以,
所以的面积.
故选:A
6.B
【解析】
【分析】
在中,利用余弦定理先求得,再在中利用余弦定理求得,再在中利用余弦定理求得的长.
【详解】
在中,由余弦定理有,
所以,
在中,由余弦定理有,
又,所以,
在中,由余弦定理有
,
所以.
故选:B
7.C
【解析】
【分析】
由题意画出图形,把向量用向量和表示,结合可求得的值.
【详解】
由已知条件,图形如下图所示:
,
解得.
故选:.
8.D
【解析】
【分析】
利用余弦定理进行求解即可.
【详解】
如图所示:设台风中心为,,小时后到达点处,即,
当时,气象台所在地受到台风影响,
由余弦定理可知:
,于是有:,
解得:,
所以气象台所在地受到台风影响持续时间大约是,
故选:D
9.ACD
【解析】
【分析】
利用平行向量的定义可判断AD,利用数量积的概念及性质可判断BC.
【详解】
∵,,都是非零向量,
∴若,,则,故A正确;
若,,则,但不一定等于,故B错误;
由,可得,整理可得,所以,故C正确;
若,则,故D正确.
故选:ACD.
10.AC
【解析】
【分析】
利用三角形内角和定理与诱导公式判断A,B;利用余弦定理计算判断C,D作答.
【详解】
依题意,中,,,A正确;
,B不正确;
因,则由余弦定理得:,而,即有,为直角三角形,C正确;
因,则,而,即有,为钝角三角形,D不正确.
故选:AC
11.ACD
【解析】
【分析】
根据欧拉线定理可判断A;利用向量的加、减运算可判断B;利用向量的数量积可判断C;利用向量的加法运算以及欧拉线定理可判断D.
【详解】
A,由题意可得,即,故A正确;
B,由是的重心可得,
所以,故B错误;
C,过的外心分别作的垂线,垂足为,如图,
易知分别是的中点,则
,故C正确;
D,因为是的重心,所以,
故
,
由欧拉线定理可得,
所以,故D正确.
故选:ACD
12.AC
【解析】
【分析】
先将化简,进而根据平面向量的定义判断答案.
【详解】
由题意,,易知A, C正确,B错误;平面向量不能比较大小,故D错误.
故选:AC.
13.
【解析】
【分析】
设,可得,联立方程,即可求得答案.
【详解】
设
则
,
,不共线,
,解得
故
故答案为:.
14.1
【解析】
【分析】
由正弦定理得出,再由公式得出面积.
【详解】
由正弦定理可知,因为,所以,即△ABC的面积为.
故答案为:
15.4
【解析】
【分析】
先求出,利用面积为9求出,在中,由余弦定理求出.
【详解】
因为,所以,所以,则,所以,所以,,所以.
在中,由余弦定理得,解得.
故答案为:4
16.##120°
【解析】
【分析】
利用夹角公式求出向量与的夹角.
【详解】
因为,所以,即,
所以,所以.
而,所以,
因为,所以.
故答案为:
17.,,,或,,,
【解析】
【分析】
由正弦定理求,再由角的关系判断三角形形状可解三角形,最后用面积公式直接求面积.
【详解】
因为a=3,,
所以,得
因为,所以或
当时,,故
此时
当时,,故
此时
18.(1);(2).
【解析】
【分析】
根据正多边形的性质,将正边形绕中心顺时针旋转,易知中心与各顶点的连线必重合,即它们所代表的向量之和不变,即可确定结果.
【详解】
(1)令,若将顺时针旋转,等价于将都顺时针旋转,如下图:
向量在旋转后对应位置为,
所以,旋转后向量的和为,即顺时针旋转后所得向量相等仍是,故.
(2)设,将顺时针旋转,等价于将都顺时针旋转,
同理,旋转后向量的和为,即顺时针旋转后所得向量相等仍是,故.
19.A,B,C三点共线
【解析】
【分析】
利用向量的减法运算律和共线向量定理求解即可.
【详解】
由题意得
∵,
,
∴,即向量和向量共线,
∴A,B,C三点共线.
20.(1)
(2),
【解析】
【分析】
(1)用诱导公式化简,整理后由三角形射影定理可得;
(2)余弦定理结合重要不等式可解.
(1)
由,得
所以
所以,即
因为,所以
(2)
由余弦定理得:
所以
所以
所以,
当且仅当时,有最大值
21.(1)
(2)7
【解析】
【分析】
(1)利用正弦定理边化角,再利用三角恒等变换即可求出;
(2)分别在和△中使用余弦定理即可求解.
(1)
∵,∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,∴,
又∵,∴.
(2)
在中,,,,
由余弦定理得,
整理得,解得(舍去)
在△中,由余弦定理得,
即,解得.
22.(1);
(2)1
【解析】
【分析】
(1)先把化简为,即可求出值域;
(2)先求出角B,利用余弦定理即可求出b.
(1)
.
当时,,所以,所以,
即函数的值域为.
(2)
因为锐角B满足,所以,解得:
在中,,,,
由余弦定理得:.
即边长.
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