人教A版 (2019)必修 第二册第六章 平面向量及其应用6.3 平面向量基本定理及坐标表示测试题
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一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每个小题绐岀的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.已知,若,则实数,的值为( )
A.B.C.4D.
2.若向量,,则( )
A.B.5C.D.6
3.已知向量则( )
A.B.C.D.5
4.已知向量=(1,),向量在方向上的投影为﹣6,若(λ+)⊥,则实数λ的值为( )
A.B.﹣C.D.3
5.若向量,,则与一定满足( ).
A.B.C.D.
6.已知向量,向量与向量的夹角为,且,则的值为( )
A.B.1C.2D.
7.已知平面向量满足,,则的最小值为( )
A.B.C.D.
8.在中,,,动点位于直线上,当取得最小值时,向量与夹角的余弦值为( )
A.B.C.D.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9.向量,,则的值可以是( )
A.2B.C.4D.
10.下列关于平面向量的说法中不正确的是( )
A.,,若,则
B.单位向量,,则
C.若点为的重心,则
D.若,则
11.已知向量,,则( )
A.若与垂直,则B.若,则
C.若,则D.若,则与的夹角为
12.设,若平面上点满足对任意的,恒有,则下列一定正确的是( )
A.B.C.D.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共计20分.
13.已知向量,,则______,的单位向量为______.
14.已知平面向量,,满足||=||=1,=,,则与的夹角为__________;等于________.
15.已知,,为坐标原点,若对任意实数,都成立,则实数的最小值为___________.
16.已知向量,,且,则的取值范围是__________.
四、解答题:本题共6小题,共计70分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(10分)
已知是同一平面内的三个向量,其中.
(1)若,且,求的坐标;
(2)若,且与垂直,求与的夹角.
18.(12分)已知O为坐标原点,,,,则在线段OC上是否存在点M,使得若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
19.(12分)
已知向量,.①,共线,②.
(1)若______,请从以上两个条件中任选一个,求x的值;
(2)当时,求与夹角θ的余弦值.
20.(12分)
已知向量,,,设
(1)若,求函数的最大值和最小值;
(2)若,且,求的值.
21.(12分)
已知,,是同一平面内的三个不同向量,其中.
(1)若,且,求的坐标;
(2)若是单位向量,且,求的最小值,并求出此时与夹角的余弦值.
22.(12分)
已知向量,,函数,
(1)当时,求函数的值;
(2)若不等式对所有恒成立.求实数的范围.
6.3.5平面向量数量积的坐标表示
-----专项检测
(时间:120分钟,分值:150分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每个小题绐岀的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.已知,若,则实数,的值为( )
A.B.C.4D.
【答案】C
【分析】
由向量垂直的坐标表示求解即可
【详解】因为,,
所以,解得,故选:C
2.若向量,,则( )
A.B.5C.D.6
【答案】B
【分析】根据给定条件求出,再借助向量模的坐标表示计算即得.
【详解】因向量,,则,
所以.故选:B
3.已知向量则( )
A.B.C.D.5
【答案】B
【分析】利用向量的坐标运算可得,即得.
【详解】∵向量∴,
∴.故选:B.
4.已知向量=(1,),向量在方向上的投影为﹣6,若(λ+)⊥,则实数λ的值为( )
A.B.﹣C.D.3
【答案】A
【分析】设=(x,y),由向量=(1,),向量在方向上的投影为﹣6,(λ+)⊥,,列方程组,能求出λ的值.
解:设=(x,y),∵向量=(1,),向量在方向上的投影为﹣6,(λ+)⊥,,
∴,解得λ=.故选:A.
5.若向量,,则与一定满足( ).
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】
由向量平行、垂直的条件,向量的模计算分析判断即可
【详解】
对于A,因为不一定成立,所以与不一定平行,所以A错误,
对于B,因为不一定成立,所以与不一定垂直,所以B错误,
对于C,因为,,所以C错误,
对于D,因为,,所以,所以 ,所以D正确,
故选:D
6.已知向量,向量与向量的夹角为,且,则的值为( )
A.B.1C.2D.
【答案】B
【分析】先求出,再利用平面向量数量积的定义求出.
解:,,
由平面向量数量积的定义可得,解得,故选:B.
7.已知平面向量满足,,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】
根据已知条件可得,,,设,,,可得点的轨迹为圆,由圆的性质即可求解.
【详解】因为,所以,,,因为,所以,
设,,,,,
所以,即,
所以点在以为圆心,半径的圆上,
表示圆上的点与定点的距离,
所以的最小值为,故选:D.
8.在中,,,动点位于直线上,当取得最小值时,向量与夹角的余弦值为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】
以的中点为坐标原点建立平面直角坐标系,设,结合向量的坐标运算得出当时,取得最小值,再由数量积运算得出向量与夹角的余弦值.
【详解】以的中点为坐标原点建立如下图所示的平面直角坐标系
,设
,当时,取得最小值为
此时,故选:D
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9.向量,,则的值可以是( )
A.2B.C.4D.
【答案】ABC
【分析】
利用公式表达出,利用三角函数恒等变换,求出的范围,进而求出结果.
【详解】
,所以,因为,所以,,显然ABC均满足题意.
故选:ABC
10.下列关于平面向量的说法中不正确的是( )
A.,,若,则
B.单位向量,,则
C.若点为的重心,则
D.若,则
【答案】AD
【分析】根据平面向量平行、模的坐标表示判断AB选项的正确性,利用向量运算、向量共线的知识判断CD选项的正确性.
【详解】A选项,由于,所以,A错误.
B选项,,B正确.
C选项,依题意是三角形的重心,设是的中点,连接,三点共线,如图所示,则,所以,C正确.
D选项,时就不行,D错误.
故选:AD
11.已知向量,,则( )
A.若与垂直,则B.若,则
C.若,则D.若,则与的夹角为
【答案】BC
【分析】
利用向量垂直、平行的坐标表示求参数m,即可判断A、B的正误;由m的值写出的坐标,再由向量坐标的线性运算及模长的坐标求法、夹角的坐标求法求、与的夹角,即可判断C、D正误.
【详解】
A:与垂直,则,可得,故错误;
B:,则,可得,故正确;
C:有,则,可得,故正确;
D:时,有,所以,即与的夹角不为,故错误.
故选:BC
12.设,若平面上点满足对任意的,恒有,则下列一定正确的是( )
A.B.C.D.
【答案】AC
【分析】
以直线为轴,线段的中垂线为轴建立如图所示的平面直角坐标系,则,设,由题设不等式恒成立,得出或,然后根据所在区域内点判断各选项.
【详解】
以直线为轴,线段的中垂线为轴建立如图所示的平面直角坐标系,则,设,
则,,,
由得,,
对任意,恒成立,则,即或,
此时(当时取得),A正确;
若,则,,B错;
(时等号成立),C正确;
例如点坐标是时, ,,D错,
故选:AC.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共计20分.
13.已知向量,,则______,的单位向量为______.
【答案】5
【分析】
利用线性运算的坐标表示求出,即可求出和的单位向量.
【详解】因为,,所以,所以.
的单位向量为.故答案为:5;.
14.已知平面向量,,满足||=||=1,=,,则与的夹角为__________;等于________.
【答案】
【分析】把=平方求得,然后由数量积定义求得夹角,然后设,,,由数量积的坐标表示求得,再由向量模的坐标运算计算.
【详解】由=得,,
而,所以,设,,,由,解得,
所以.故答案为:;.
15.已知,,为坐标原点,若对任意实数,都成立,则实数的最小值为___________.
【答案】
【分析】
利用向量模的坐标表示求得,由进行化简,由此列不等式组,解不等式组求得的最小值.
【详解】
根据已知得向量,,.
所以.
由得,
因为,.所以,
所以解得或,结合,得到,
所以实数的最小值为.故答案为:
16.已知向量,,且,则的取值范围是__________.
【答案】
【分析】
由题意设,,,由把用表示,由得出满足的关系式,用换元法,设,,
这样可得用表示,从而可得其范围.
【详解】设,,,则,
由得,
,,由得,
设,,由,
因为,所以.故答案为:.
四、解答题:本题共6小题,共计70分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(10分)
已知是同一平面内的三个向量,其中.
(1)若,且,求的坐标;
(2)若,且与垂直,求与的夹角.
【答案】(1)或.(2).
【分析】(1)设,根据两向量平行的坐标关系以及向量的模的计算建立方程组,求解即可;
(2)由向量垂直的条件以及向量夹角的计算公式可求得答案.
解:设,因为,所以.①
又,所以.②,由①②联立,解得或,所以或.
(2)
解:由,得,
又,解得,所以,
所以与的夹角.
18.(12分)已知O为坐标原点,,,,则在线段OC上是否存在点M,使得若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】或
【分析】
假设存在点,且,求出的坐标,根据平面向量互相垂直时,它们的数量积为零,得到方程,解方程求出,最后求出点坐标.
解:设存在点,且
,,
因为,所以,
有或
或存在或满足题意.
19.(12分)
已知向量,.①,共线,②.
(1)若______,请从以上两个条件中任选一个,求x的值;
(2)当时,求与夹角θ的余弦值.
【答案】(1)选择①,;选择②,;(2).
【分析】
(1)选择①,根据共线即可得出,解出即可;选择②,先求出,根据即可得出,然后进行数量积的坐标运算即可求出的值;
(2)时,可得出向量的坐标,然后根据向量夹角的余弦公式即可求出.
解:如果选择①,共线,,解得;
如果选择②,,且,,解得.
(2)解:当时,,,,
.
20.(12分)
已知向量,,,设
(1)若,求函数的最大值和最小值;
(2)若,且,求的值.
【答案】(1);(2)
【分析】
(1)利用向量的数量积公式及辅助角公式可得,再利用正弦函数的性质即得;
(2)由题可得,再利用同角关系式及两角和公式即得.
(1)
因为向量,
则函数
,若,则,
所以当,即时,;当,即时,.
(2)由,得,
因为,则,又,所以,
则,
所以.
21.(12分)
已知,,是同一平面内的三个不同向量,其中.
(1)若,且,求的坐标;
(2)若是单位向量,且,求的最小值,并求出此时与夹角的余弦值.
【答案】(1)或;(2)的最小值为,此时与夹角的余弦值为.
【分析】
(1)设,根据平面向量的模长公式可求得的值,即可得出向量的坐标;
(2)由化简得出,构造函数,利用函数在区间上的单调性求出的最小值,即为的最小值,由此可求得与夹角的余弦值.
【详解】
(1),且,设,
由,得,得,
所以,或;
(2)由,得,
所以,,
,,所以,,可得,
,则函数、均为减函数,
令,则在上单调递减,
可得.即的最小值为.
此时与夹角的余弦值.
22.(12分)
已知向量,,函数,
(1)当时,求函数的值;
(2)若不等式对所有恒成立.求实数的范围.
【答案】(1);(2)
【分析】
(1)利用向量数量积的坐标表示化简,将代入即可求解;
(2)将代入,令,则,,将不等式转化为关于的不等式,再分离转化为最值问题即可求解.
【详解】
(1)因为向量,,
,
当时, ,
;
(2)不等式对所有恒成立,
即对所有恒成立,
令,可得,所以,
因为,所以,,
所以
所以对于恒成立,
即对于恒成立,
因为,所以对于恒成立,
令,,只需,
因为,
当且仅当即时,等号成立取得最小值,
所以,
所以实数的范围为.
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