


苏教版 (2019)必修 第二册向量坐标表示与运算当堂检测题
展开 这是一份苏教版 (2019)必修 第二册向量坐标表示与运算当堂检测题,共13页。试卷主要包含了 单项选择题, 多项选择题, 填空题, 解答题等内容,欢迎下载使用。
1 (2024浙江月考)已知向量 eq \(AB,\s\up6(→))=(1,3),点A(-1,2),则点B的坐标为( )
A. (0,5) B. (-2,-1)
C. (2,1) D. (5,0)
2 (2024河南月考)已知向量 eq \(AB,\s\up6(→))=(2,-1), eq \(AC,\s\up6(→))=(3,2),点C(-1,2),则点B的坐标为( )
A. (-2,-1) B. (0,5)
C. (2,-5) D. (2,-1)
3 (2023福州日升中学期中)已知点A(2,3),B(1,4),且 eq \(AP,\s\up6(→))=-2 eq \(PB,\s\up6(→)),则点P的坐标为( )
A. (0,5) B. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2),\f(7,2)))
C. (3,2) D. (-3,2)
4 (2024西安期中)已知A,B,C,D为平面内不同的四点,若 eq \(BD,\s\up6(→))= eq \(DA,\s\up6(→))-2 eq \(DC,\s\up6(→)),且 eq \(AC,\s\up6(→))=(2,-1),则 eq \(AB,\s\up6(→)) 等于( )
A. (4,-2) B. (-4,2)
C. (6,-3) D. (-6,3)
5 (2024莆田月考)已知点O(0,0),向量 eq \(OA,\s\up6(→))=(2,3), eq \(OB,\s\up6(→))=(6,-3),P是直线AB上的一点,且满足AP=2PB,则点P的坐标是( )
A. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(14,3),-1)) B. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,3),1))
C. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(14,3),-1))或(10,-9) D. eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,3),1))或(10,-9)
6 (2024郑州期中)如图,在直角梯形ABCD中,AB∥DC,AD⊥DC,AD=DC=2AB=4,E为AD的中点.若 eq \(CA,\s\up6(→))=λ eq \(CE,\s\up6(→))+μ eq \(DB,\s\up6(→))(λ,μ∈R),则λ+μ的值为( )
A. eq \f(6,5)
B. eq \f(8,5)
C. 2
D. eq \f(8,3)
二、 多项选择题
7 (2024河南名师联盟月考)设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),当且仅当x1≥x2,且y1>y2时,称a≫b;当且仅当x10,且| eq \(BC,\s\up6(→))|= eq \r(10),则 eq \(AB,\s\up6(→))· eq \(AC,\s\up6(→))的值为( )
A. 9 B. -9
C. 22 D. -22
4 (2024连云港期中)已知向量a=(-2,2 eq \r(3)),b=(1, eq \r(3)),则向量b在向量a方向上的投影向量为 ( )
A. eq \f(1,4)a B. - eq \f(1,4)a
C. -b D. b
5 (2024常德期中)已知e为单位向量,向量a满足e·a=3,|λe-a|=1,则|a|的最大值为( )
A. 9 B. 2 eq \r(3)
C. eq \r(10) D. 8
6 已知O是坐标原点,A(2,1),B(-1,3),P(1,2).若M为直线OP上的一动点,则当 eq \(AM,\s\up6(→))· eq \(BM,\s\up6(→))取得最小值时,| eq \(MP,\s\up6(→))|的值为( )
A. eq \f(\r(5),10) B. eq \f(\r(5),5) C. eq \f(\r(5),2) D. eq \r(5)
二、 多项选择题
7 已知向量a=(-1,2),b=(2,3),则下列结论中正确的是( )
A. a·b=4
B. (a+b)2= eq \r(26)
C. (a+b)·(a-b)=-8
D. (a-b)2=10
8 (2023宿迁月考)已知向量a=(1,3),b=(2,y),(a+b)⊥a,则下列结论中正确的是( )
A. b=(2,-3)
B. 向量a,b的夹角为 eq \f(3π,4)
C. |a+ eq \f(1,2)b|= eq \r(7)
D. a在b方向上的投影向量是(-1,2)
三、 填空题
9 (2023青岛期中)在△ABC中,已知AB=AC=5,BC=8,D是AC的中点. 若M为BC的中点,则 eq \(MC,\s\up6(→))· eq \(MD,\s\up6(→))的值为________.
10 (2024青岛期中)已知向量a=(1,2),b=(2,3),若(a-λb)⊥2b,则λ=________.
11 (2024台州期中)在平面向量a,b中,已知a=(4,-3),|b|=1,且a·b=5,则a与b的夹角为______,向量b的坐标为________.
四、 解答题
12 (2023淮安月考)已知向量a=(1,2),b=(3,-2).
(1) 求|a-b|的值;
(2) 已知|c|= eq \r(10),且(2a+c)⊥c,求向量a与向量c的夹角.
13 在△ABC中,已知A(2,4),B(-1,-2),C(4,3),边BC上的高为AD.
(1) 求证:AB⊥AC;
(2) 求点D和向量 eq \(AD,\s\up6(→))的坐标;
(3) 设∠ABC=θ,求cs θ的值.
9.3.2 向量坐标表示与运算(1)
1. A 设O为坐标原点,则 eq \(OB,\s\up6(→))= eq \(OA,\s\up6(→))+ eq \(AB,\s\up6(→)),因为A(-1,2),所以 eq \(OA,\s\up6(→))=(-1,2).又 eq \(AB,\s\up6(→))=(1,3),所以 eq \(OB,\s\up6(→))=(0,5),所以点B的坐标为(0,5).
2. A 由题意,得 eq \(CB,\s\up6(→))= eq \(AB,\s\up6(→))- eq \(AC,\s\up6(→))=(2,-1)-(3,2)=(-1,-3).设点B的坐标为(x,y),则 eq \(CB,\s\up6(→))=(x+1,y-2)=(-1,-3),可得点B的坐标为(-2,-1).
3. A 设O为坐标原点,则 eq \(OP,\s\up6(→))= eq \(OA,\s\up6(→))+ eq \(AP,\s\up6(→))= eq \(OA,\s\up6(→))-2 eq \(PB,\s\up6(→))= eq \(OA,\s\up6(→))-2( eq \(OB,\s\up6(→))- eq \(OP,\s\up6(→))),整理,得 eq \(OP,\s\up6(→))=2 eq \(OB,\s\up6(→))- eq \(OA,\s\up6(→))=(2,8)-(2,3)=(0,5),即点P的坐标为(0,5).
4. A 由 eq \(BD,\s\up6(→))= eq \(DA,\s\up6(→))-2 eq \(DC,\s\up6(→)),可得 eq \(BD,\s\up6(→))+ eq \(DC,\s\up6(→))= eq \(DA,\s\up6(→))- eq \(DC,\s\up6(→)),即 eq \(BC,\s\up6(→))= eq \(CA,\s\up6(→)),即 eq \(CB,\s\up6(→))= eq \(AC,\s\up6(→)),所以 eq \(AB,\s\up6(→))= eq \(AC,\s\up6(→))+ eq \(CB,\s\up6(→))=2 eq \(AC,\s\up6(→))=(4,-2).
5. C 若 eq \(AP,\s\up6(→))=2 eq \(PB,\s\up6(→)),则 eq \(OP,\s\up6(→))= eq \f(1,3) eq \(OA,\s\up6(→))+ eq \f(2,3) eq \(OB,\s\up6(→)),所以 eq \(OP,\s\up6(→))= eq \f(1,3)(2,3)+ eq \f(2,3)(6,-3)= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(14,3),-1)),则点P的坐标是 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(14,3),-1));若 eq \(AP,\s\up6(→))=2 eq \(BP,\s\up6(→)),则 eq \(OP,\s\up6(→))=2 eq \(OB,\s\up6(→))- eq \(OA,\s\up6(→))=2(6,-3)-(2,3)=(10,-9),则点P的坐标是(10,-9).综上,点P的坐标是 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(14,3),-1))或(10,-9).
6. B 建立如图所示的平面直角坐标系,则D(0,0),C(4,0),A(0,4),B(2,4),E(0,2),所以 eq \(CA,\s\up6(→))=(-4,4), eq \(CE,\s\up6(→))=(-4,2), eq \(DB,\s\up6(→))=(2,4).因为 eq \(CA,\s\up6(→))=λ eq \(CE,\s\up6(→))+μ eq \(DB,\s\up6(→))(λ,μ∈R),所以(-4,4)=λ(-4,2)+μ(2,4),则 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-4λ+2μ=-4,,2λ+4μ=4,))解得λ= eq \f(6,5),μ= eq \f(2,5),所以λ+μ= eq \f(8,5).
7. BC 对于A,取a=(1,1),b=(-1,-1),满足a≫b,取μ=-1,λ=2,则-a=(-1,-1),2b=(-2,-2),满足μa≫λb,但μb·c,故D错误.故选BC.
8. CD 设AB=1,以A为坐标原点,AB所在的直线为x轴,AD所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系,则 eq \(AB,\s\up6(→))=(1,0), eq \(AE,\s\up6(→))=(-1,1),设点P(x0,y0),则(x0,y0)=(λ,0)+(-μ,μ),即 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x0=λ-μ,,y0=μ,))解得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(λ=x0+y0,,μ=y0,))故λ+μ=x0+2y0.对于A,若λ+μ=2,则x0+2y0=2,可知直线x0+2y0=2与正方形边界交于点D和BC的中点,故A错误;同理可得C,D正确;对于B,若λ+μ=4,则x0+2y0=4,可知直线x0+2y0=4与正方形边界没有交点,故B错误.故选CD.
9. - eq \f(1,2) 因为a=(4,-1),b=(2,m),且a=2b,所以(4,-1)=2(2,m)=(4,2m),所以2m=-1,解得m=- eq \f(1,2).
10. -4 根据题意建立如图所示的平面直角坐标系,则a=(0,4)-(1,6)=(-1,-2),b=(7,2)-(1,6)=(6,-4),c=(2,0)-(7,2)=(-5,-2),所以λa+μb=λ(-1,-2)+μ(6,-4)=(-λ+6μ,-2λ-4μ).因为c=λa+μb(λ,μ∈R),所以(-5,-2)=(-λ+6μ,-2λ-4μ),可得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(-λ+6μ=-5,,-2λ-4μ=-2,))解得λ=2,μ=- eq \f(1,2),所以 eq \f(λ,μ)=-4.
11. eq \r(3) 以O为坐标原点,建立如图所示的平面直角坐标系,则B(2,0).因为∠BOC=30°,OC=2,所以C( eq \r(3),1).因为∠BOA=120°,OA=2,所以A(-1, eq \r(3)).因为 eq \(OC,\s\up6(→))=λ eq \(OA,\s\up6(→))+μ eq \(OB,\s\up6(→)),所以( eq \r(3),1)=λ(-1, eq \r(3))+μ(2,0),即 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\r(3)=-λ+2μ,,1=\r(3)λ,))解得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(λ=\f(\r(3),3),,μ=\f(2\r(3),3),))所以λ+μ= eq \r(3).
12. (1) eq \(AB,\s\up6(→))=(-4,2)-(3,1)=(-7,1),
eq \(AC,\s\up6(→))=(-1,4)-(3,1)=(-4,3),
eq \(BC,\s\up6(→))=(-1,4)-(-4,2)=(3,2).
(2) 设点D的坐标为(x,y),
由 eq \(AD,\s\up6(→))= eq \(BC,\s\up6(→))=(3,2),得x-3=3,y-1=2,
所以x=6,y=3,
即点D的坐标为(6,3).
13. (1) 因为M为AB上靠近点B的三等分点,
所以 eq \(MA,\s\up6(→))= eq \f(2,3) eq \(BA,\s\up6(→))= eq \f(2,3)( eq \(OA,\s\up6(→))- eq \(OB,\s\up6(→))).
又CB∥OA,且CB= eq \f(1,2)OA,故 eq \(CB,\s\up6(→))= eq \f(1,2) eq \(OA,\s\up6(→)),
则 eq \(OM,\s\up6(→))= eq \(OA,\s\up6(→))- eq \(MA,\s\up6(→))= eq \(OA,\s\up6(→))- eq \f(2,3)( eq \(OA,\s\up6(→))- eq \(OB,\s\up6(→)))= eq \f(1,3) eq \(OA,\s\up6(→))+ eq \f(2,3) eq \(OB,\s\up6(→))= eq \f(1,3) eq \(OA,\s\up6(→))+ eq \f(2,3)( eq \(OC,\s\up6(→))+ eq \(CB,\s\up6(→)))= eq \f(1,3) eq \(OA,\s\up6(→))+ eq \f(2,3)( eq \(OC,\s\up6(→))+ eq \f(1,2) eq \(OA,\s\up6(→)))= eq \f(2,3) eq \(OA,\s\up6(→))+ eq \f(2,3) eq \(OC,\s\up6(→)),
即 eq \(OM,\s\up6(→))= eq \f(2,3) eq \(OA,\s\up6(→))+ eq \f(2,3) eq \(OC,\s\up6(→)).
(2) 以O为坐标原点,建立如图所示的平面直角坐标系,设OA=2,则A(2,0),C(0,1),B(1,1),O(0,0).
因为点P在线段CB上运动,
故可设其坐标为(m,1),0≤m≤1,
所以 eq \(OB,\s\up6(→))=(1,1), eq \(CA,\s\up6(→))=(2,-1), eq \(OP,\s\up6(→))=(m,1).
由 eq \(OB,\s\up6(→))=λ eq \(CA,\s\up6(→))+μ eq \(OP,\s\up6(→)),得1=2λ+μm,1=-λ+μ,
则μ= eq \f(3,m+2),λ=μ-1.
因为m∈[0,1],所以m+2∈[2,3],
故μ∈ eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1,\f(3,2))),λ∈ eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(1,2))),
即μ的取值范围为 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(1,\f(3,2))),λ的取值范围为 eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(0,\f(1,2))).
9.3.2 向量坐标表示与运算(2)
1. D 由已知可得a2=02+22=4,b2=( eq \r(3))2+12=4,a·b=2.因为(a-kb)⊥(ka+b),所以(a-kb)·(ka+b)=0,即ka2+(1-k2)a·b-kb2=0,即4k+2(1-k2)-4k=0,解得k=±1.
2. D 由A(4,2),B(1,6),得 eq \(AB,\s\up6(→))=(-3,4),则| eq \(AB,\s\up6(→))|= eq \r((-3)2+42)=5,所以与向量 eq \(AB,\s\up6(→))同向的单位向量为 eq \f(\(AB,\s\up6(→)),|\(AB,\s\up6(→))|)= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(3,5),\f(4,5))).
3. C 因为 eq \(BC,\s\up6(→))=(3,t),且| eq \(BC,\s\up6(→))|= eq \r(10),所以 eq \r(32+t2)= eq \r(10),解得t=1或t=-1(舍去),所以 eq \(BC,\s\up6(→))=(3,1).又 eq \(AB,\s\up6(→))=(2,3),所以 eq \(AC,\s\up6(→))= eq \(AB,\s\up6(→))+ eq \(BC,\s\up6(→))=(5,4),故 eq \(AB,\s\up6(→))· eq \(AC,\s\up6(→))=(2,3)·(5,4)=10+12=22.
4. A 由a=(-2,2 eq \r(3)),b=(1, eq \r(3)),得|a|= eq \r((-2)2+(2\r(3))2)=4,a·b=-2×1+2 eq \r(3)× eq \r(3)=4,所以向量b在向量a方向上的投影向量为 eq \f(a·b,|a|2)a= eq \f(4,42)a= eq \f(1,4)a.
5. C 设e=(1,0),a=(x,y).由e·a=3,得x=3,则a=(3,y).又λe-a=(λ,0)-(3,y)=(λ-3,-y),且|λe-a|=1,所以 eq \r((λ-3)2+(-y)2)=1,即y2=1-(λ-3)2,所以|a|= eq \r(32+y2)= eq \r(9+1-(λ-3)2)≤ eq \r(10),当且仅当λ=3时,取得等号,所以|a|的最大值为 eq \r(10).
6. A 由已知,得 eq \(OP,\s\up6(→))=(1,2),因为M为直线OP上的一动点,所以可设λ eq \(OP,\s\up6(→))= eq \(OM,\s\up6(→))(λ∈R),可得M(λ,2λ),则 eq \(AM,\s\up6(→))=(λ-2,2λ-1), eq \(BM,\s\up6(→))=(λ+1,2λ-3),所以 eq \(AM,\s\up6(→))· eq \(BM,\s\up6(→))=(λ-2)(λ+1)+(2λ-1)(2λ-3)=5λ2-9λ+1,当且仅当λ= eq \f(9,10)时, eq \(AM,\s\up6(→))· eq \(BM,\s\up6(→))取得最小值,此时M eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(9,10),\f(9,5))),所以 eq \(MP,\s\up6(→))= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,10),\f(1,5))),所以| eq \(MP,\s\up6(→))|= eq \f(\r(5),10).
7. ACD 因为a·b=-1×2+2×3=4,故A正确;因为a+b=(1,5),a-b=(-3,-1),所以(a+b)2=26,(a-b)2=10,故B错误,D正确;因为(a+b)·(a-b)=-8,故C正确.故选ACD.
8. BD 由a=(1,3),b=(2,y),得a+b=(3,3+y).因为(a+b)⊥a,所以3×1+3×(3+y)=0,解得y=-4,所以b=(2,-4),故A错误;设向量a,b的夹角为θ,则cs θ= eq \f(a·b,|a||b|)= eq \f(1×2-3×4,\r(10)×\r(20))=- eq \f(\r(2),2),又θ∈[0,π],所以θ= eq \f(3π,4),即向量a,b的夹角为 eq \f(3π,4),故B正确;因为a+ eq \f(1,2)b=(1,3)+(1,-2)=(2,1),所以|a+ eq \f(1,2)b|= eq \r(5),故C错误;a在b方向上的投影向量为 eq \f((a·b)·b,|b|2)=(-1,2),故D正确.故选BD.
9. 8 以BC所在的直线为x轴,BC的垂直平分线为y轴,建立如图所示的平面直角坐标系,由AB=AC=5,BC=8,得AO=3,则A(0,3),B(-4,0),C(4,0),D eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,\f(3,2))).当M为BC的中点时,有M(0,0), eq \(MC,\s\up6(→))=(4,0), eq \(MD,\s\up6(→))= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,\f(3,2))),故 eq \(MC,\s\up6(→))· eq \(MD,\s\up6(→))=8.
10. eq \f(8,13) 因为向量a=(1,2),b=(2,3),所以a-λb=(1-2λ,2-3λ),2b=(4,6).因为(a-λb)⊥2b,所以(a-λb)·2b=(1-2λ)×4+(2-3λ)×6=0,解得λ= eq \f(8,13).
11. 0 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,5),-\f(3,5))) 因为a=(4,-3),所以|a|= eq \r(42+(-3)2)=5.又|b|=1,且a·b=5,设a与b的夹角为θ,则a·b=|a||b|cs θ=1×5cs θ=5,解得cs θ=1.又θ∈[0,π],所以θ=0,即a与b的夹角为0,所以a与b同向共线.又|b|=1,所以b为a方向上的单位向量,所以b= eq \f(a,|a|)= eq \f(1,5)(4,-3)= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,5),-\f(3,5))).
12. (1) 因为a=(1,2),b=(3,-2),
所以a-b=(-2,4),
所以|a-b|= eq \r(4+16)=2 eq \r(5).
(2) 设向量a,c的夹角为θ,
因为a=(1,2),|c|= eq \r(10),(2a+c)⊥c,
所以|a|= eq \r(5),(2a+c)·c=0,
所以2a·c+c2=0,
所以2|a||c|cs θ+|c|2=0,
即2× eq \r(5)× eq \r(10)×cs θ+10=0,
解得cs θ=- eq \f(\r(2),2).
因为θ∈[0,π],所以θ= eq \f(3π,4),
即向量a与向量c的夹角为 eq \f(3π,4).
13. (1) 由题意,得 eq \(AB,\s\up6(→))=(-3,-6), eq \(AC,\s\up6(→))=(2,-1),
因为 eq \(AB,\s\up6(→))· eq \(AC,\s\up6(→))=-3×2+(-1)×(-6)=0,
所以AB⊥AC.
(2) 设点D的坐标为(x,y),
则 eq \(AD,\s\up6(→))=(x-2,y-4), eq \(BC,\s\up6(→))=(5,5).
因为AD⊥BC,
所以 eq \(AD,\s\up6(→))· eq \(BC,\s\up6(→))=5(x-2)+5(y-4)=0.①
又 eq \(BD,\s\up6(→))=(x+1,y+2), eq \(BD,\s\up6(→))与 eq \(BC,\s\up6(→))共线,
所以存在实数λ,使 eq \(BC,\s\up6(→))=λ eq \(BD,\s\up6(→)),
即(5,5)=λ(x+1,y+2),
所以 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(λ(x+1)=5,,λ(y+2)=5,))
消去λ,得5(x+1)-5(y+2)=0.②
联立①②,解得x= eq \f(7,2),y= eq \f(5,2),
所以点D的坐标为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(7,2),\f(5,2))), eq \(AD,\s\up6(→))= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2),-\f(3,2))).
(3) 因为 eq \(BA,\s\up6(→))=(3,6), eq \(BC,\s\up6(→))=(5,5),
所以cs θ= eq \f(\(BA,\s\up6(→))·\(BC,\s\up6(→)),|\(BA,\s\up6(→))||\(BC,\s\up6(→))|)= eq \f(3×5+6×5,\r(45)×\r(50))= eq \f(3\r(10),10).
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