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第二章平面向量
2.1平面向量的實際背景及基本概念
2.1.1向量的物理背景與概念
2.1.2向量的幾何表示
(第11題)1.D.2.D.3.D.4.0.5.一個圓.6.②③.
7.如:當b是零向量,而a與c不平行時,命題就不正確.
8.(1)不是向量.(2)是向量,也是平行向量.(3)是向量,但不是平行向量.(4)是向量,也是平行向量.
9.BE,EB,BC,CB,EC,CE,FD(共7個).
10.AO,OA,AC,CA,OC,CO,DO,OD,DB,BD,OB,BO(共12個).
11.(1)如圖.(2)AD的大小是202m,方向是西偏北45°.
2.1.3相等向量與共線向量
1.D.2.D.3.D.4.①②.5.④.6.③④⑤.
7.提示:由AB=DCAB=DC,AB∥DCABCD為平行四邊形AD=BC.
(第8題)8.如圖所示:A1B1,A2B2,A3B3.
9.(1)平行四邊形或梯形.(2)平行四邊形.(3)菱形.
10.與AB相等的向量有3個(OC,FO,ED),與OA平行的向量有9個(CB,BC,DO,OD,EF,FE,DA,AD,AO),模等于2的向量有6個(DA,AD,EB,BE,CF,FC).
11.由EH,FG分別是△ABD,△BCD的中位線,得EH∥BD,EH=12BD,且FG∥BD,FG=12BD,所以EH=FG,EH∥FG且方向相同,∴EH=FG.
2.2平面向量的線性運算
2.2.1向量加法運算及其幾何意義
1.D.2.C.3.D.4.a,b.5.①③.6.向南偏西60°走20km.
7.作法:在平面內任取一點O,作OA=a,AB=b,BC=c,則OC=a+b+c,圖略.
8.(1)原式=(BC+CA)+(AD+DB)=BA+AB=0.
(2)原式=(AF+FE)+(ED+DC)+CB=AE+EC+CB=AB.
9.2≤|a+b|≤8.當a,b方向相同時,|a+b|取到值8;當a,b方向相反時,|a+b|取到最小值2.
10.(1)5.(2)24.
11.船沿與河岸成60°角且指向上游的方向前進,船實際前進的速度為33km/h.
2.2.2向量減法運算及其幾何意義
1.A.2.D.3.C.4.DB,DC.5.b-a.6.①②.
7.(1)原式=(PM+MQ)+(NP-NQ)=PQ+QP=0.
(2)原式=(BC-BD)+(CA+AD)+CD=DC+CD+CD=CD.
8.CB=-b,CO=-a,OD=b-a,OB=a-b.
9.由AB=DC,得OB-OA=OC-OD,則OD=a-b+c.
10.由AB+AC=(AD+DB)+(AE+EC)及DB+EC=0得證.
11.提示:以OA,OB為鄰邊作OADB,則OD=OA+OB,由題設條件易知OD與OC為相反向量,
∴OA+OB+OC=OD+OC=-OC+OC=0.
2.2.3向量數乘運算及其幾何意義
1.B.2.A.3.C.4.-18e1+17e2.5.(1-t)OA+tOB.6.③.
7.AB=12a-12b,AD=12a+12b.8.由AB=AM+MB,AC=AM+MC,兩式相加得出.
9.由EF=EA+AB+BF與EF=ED+DC+CF兩式相加得出.
10.AD=a+12b,AG=23a+13b,GC=13a+23b,GB=13a-13b.
11.ABCD是梯形.∵AD=AB+BC+CD=-16a+2b=2BC,∴AD∥BC且AD≠BC.
2.3平面向量的基本定理及坐標表示
2.3.1平面向量基本定理
2.3.2平面向量的正交分解及坐標表示
1.D.2.C.3.C.4.(-2,3),(23,2).5.1,-2.6.①③.
7.λ=5.提示:BD=CD-CB=-3i+(3-λ)j,令BD=kAB(k∈R),求解得出.
8.16.提示:由已知得2x-3y=5,5y-3x=6,解得x=43,y=27.
9.a=-1922b-911c.提示:令a=λ1b+λ2c,得到關于λ1,λ2的方程組,便可求解出λ1,λ2的值.
10.∵a,b不共線,∴a-b≠0,假設a+b和a-b共線,則a+b=λ·(a-b),λ∈R,有(1-λ)a+(1+λ)b=0.∵a,b不共線,∴1-λ=0,且1+λ=0,產生矛盾,命題得證.
11.由已知AM=tAB(t∈R),則OM=OA+AM=OA+tAB=OA+t(OB-OA)=(1-t)OA+tOB,令λ=1-t,μ=t,則OM=λOA+μOB,且λ+μ=1(λ,μ∈R).
2.3.3平面向量的坐標運算
2.3.4平面向量共線的坐標表示
1.C.2.D.3.D.4.(12,-7),1,12.5.(-2,6)6.(20,-28)
7.a-b=(-8,5),2a-3b=(-19,12),-13a+2b=233,-5.
8.AB+AC=(0,1),AB-AC=(6,-3),2AB+12AC=92,-1.
9.提示:AB=(4,-1),EF=EA+AB+BF=83,-23=23AB.
10.31313,-21313或-31313,21313.
11.(1)OP=OA+tAB=(1,2)+t(3,3)=(1+3t,2+3t),當點P在第二象限內時,1+3t<0,且2+3t>0,得-23<t<-13.
(2)若能構成平行四邊形OABP,則OP=AB,得(1+3t,2+3t)=(3,3),即1+3t=3,且2+3t=3,但這樣的實數t不存在,故點O,A,B,P不能構成平行四邊形.2.4平面向量的數量積
2.4.1平面向量數量積的物理背景及其含義
1.C.2.C.3.C.4.-122;-32.5.(1)0.(2)±24.(3)150°.
6.①.7.±5.8.-55;217;122.9.120°.
10.-25.提示:△ABC為直角三角形,∠B=90°,∴AB·BC=0,BC與CA的夾角為180°-∠C,CA與AB的夾角為180°-∠A,再用數量積公式計算得出.
11.-1010.提示:由已知:(a+b)·(2a-b)=0,且(a-2b)·(2a+b)=0,得到a·b=-14b2,a2=58b2,則cosθ=a·b|a||b|=-1010.
2.4.2平面向量數量積的坐標表示、模、夾角
1.B.2.D.3.C.4.λ>32.5.(2,3)或(-2,-3).6.[-6,2].
7.直角三角形.提示:AB=(3,-2),AC=(4,6),則AB·AC=0,但|AB|≠|AC|.
8.x=-13;x=-32或x=3.9.1213,513或-1213,-513.
10.正方形.提示:AB=DC,|AB|=|AD|,AB·AD=0.
11.當C=90°時,k=-23;當A=90°時,k=113;當B=90°時,k=3±132.
2.5平面向量應用舉例
2.5.1平面幾何中的向量方法
1.C.2.B.3.A.4.3.5.a⊥b.6.②③④.
7.提示:只需證明DE=12BC即可.8.(7,-8).
9.由已知:CN=NA,BN=NP,∴AP=NP-NA=BN-CN=BC,同理可證:QA=BC,
∴AP=QA,故P,A,Q三點共線.
10.連結AO,設AO=a,OB=b,則AB=a+b,OC=-b,AC=a-b,|a|=|b|=r,∴AB·AC=a2-b2=0,∴AB⊥AC.
11.AP=4PM.提示:設BC=a,CA=b,則可得MA=12a+b,BN=a+13b,由共線向量,令PA=mMA,BP=nBN及PA+BP=BA=a+b,解得m=45,所以AP=4PM.
2.5.2向量在物理中的應用舉例
1.B.2.D.3.C.4.|F||s|cosθ.5.(10,-5).6.④⑤.
7.示意圖略,603N.8.102N.9.sinθ=v21-v22|v1|.
(第11題)10.(1)朝與河岸成60°的角且指向上游的方向開.(2)朝與河岸垂直的方向開.
11.(1)由圖可得:|F1|=|G|cosθ,|F2|=|G|·tanθ,當θ從0°趨向于90°時,|F1|,|F2|都逐漸增大.
(2)令|F1|=|G|cosθ≤2|G|,得cosθ≥12,∴0°≤θ≤60°.
(第12(1)題)12.(1)能確定.提示:設v風車,v車地,v風地分別表示風對車、車對地、風對地的相對速度,則它們的關系如圖所示,其中|v車地|=6m/s,則求得:|v風車|=63m/s,|v風地|=12m/s.
(2)假設它們線性相關,則k1a1+k2a2+k3a3=0(k1,k2,k3不全為零),得(k1,0)+(k2,-k2)+(2k3,2k3)=(0,0),有k1+k2+2k3=0,且-k2+2k3=0,可得適合方程組的一組不全為零的解:k1=-4,k2=2,k3=1,所以它們線性相關.
(3)假設滿足條件的θ存在,則由已知有:(a+b)2=3(a-b)2,化簡得,|a|2-4|a||b|cosθ+|b|2=0,令t=|a||b|,則t2-4cosθ·t+1=0,由Δ≥0得,cosθ≤-12或cosθ≥12,故0≤θ≤π3或2π3≤θ≤π時,等式成立.
單元練習
1.C.2.A.3.C.4.A.5.C.6.C.7.D.8.D.9.C.
10.B.11.①②③④.12.-7.13.λ>103.14.0,2.15.53.
16.2-2.17.④.18.(1)-13.(2)19.
19.(1)(4,2).(2)-41717.提示:可求得MA·MB=5(x-2)2-8;利用cos∠AMB=MA·MB|MA|·|MB|,求出cos∠AMB的值.
20.(1)提示:證(a-b)·c=0.(2)k<0,或k>2.提示:將式子兩邊平方化簡.
21.提示:證明MN=13MC即可.
22.D(1,-1);|AD|=5.提示:設D(x,y),利用AD⊥BC,BD∥BC,列出方程組求出x,y的值.