2010—2020全国卷选择填空(理科)-平面向量(教师版).pdf

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1、 20102020 全国全国卷卷选择填空选择填空(理科)(理科)-平面向量平面向量 【考点 1】向量的线性运算 【考点 2】向量数量积的坐标运算 【考点 3】向量共线与垂直的充要条件 【考点 4】向量的模 【考点 5】向量的夹角 1. (2011 全国,理 10/12) 已知a与b均为单位向量,其夹角为,有下列四个命题 1 2 :10,) 3 P+ ab 2 2 :1(, 3 P+ ab 3: 10,) 3 P ab 4: 1(, 3 P ab 其中的真命题是 A 14 ,P P B 13 ,P P C 23 ,P P D 24 ,P P 【考点】向量的概念与向量的模;向量加减混合运算;向量数

2、乘和线性运算 【答案】A 【解析】由| 1ab ,得出22cos1,即 1 cos 2 ,得出22cos1+,即 1 cos 2 ,又0,故可以得出0, 2 ) 3 ,故 2 P错 误, 1 P正确 故选:A 2. (2012 全国,理 13/12) 已知向量, a b 夹角为45,且1, 210aab= ,则b = 【答案】3 2 【解析】 2 2 210(2)1044cos45103 2ababbbb =+= 3. (2013 全国 1,理 13/16) 已知两个单位向量, a b的夹角为60,(1)tt=+cab若0 =b c,则t =_ 【答案】2 【解析】(1)ctat b=+ ,0

3、c b= , 2 (1)0c bta bt b=+= , cos6010tt+ =, 1 10 2 t =,解得2t =故答案为 2 4. (2013 全国 2,理 13/16) 1 已知正方形ABCD的边长为 2,E为CD的中点,则AE BD= 【答案】2 【解析 1】已知正方形ABCD的边长为 2,E为CD的中点,则0AB AD= , 故(AE BD= ADDE+ ) ()BAAD+ 221111 () ()40042 2222 ADABADABADAD ABAB ADAB=+=+=+= , 故答案为 2 【解析 2】建立直角坐标系,更简单. 5. (2014 全国 1,理 15/16)

4、已知, ,A B C是圆O上的三点,若 1 () 2 AOABAC=+ ,则AB 与AC 的夹角为 【答案】 0 90 【解析】 1 () 2 AOABAC=+ ,O为线段BC中点,故BC为O的直径, 0 90BAC=,AB 与AC 的夹角为 0 90。 6. (2014 全国 2,理 03/12) 设向量, a b满足|10+=ab,|6=ab,则=a b A1 B2 C3 D 5 【答案】A 【解析】考察向量的运算,是课本上的原型,见模就平方, 222 210abaa bb+=+ += 同理有 222 26abaa bb= += ,-:44a b= 即1a b= 7. (2015 全国 1

5、,理 07/12) 设D为ABC所在平面内一点, 3BCCD= ,则 A 14 33 ADABAC= + B 14 33 ADABAC= C 41 33 ADABAC=+ D 41 33 ADABAC= 【答案】A 【解析】由题知 11 () 33 ADACCDACBCACACAB=+=+=+= = 14 33 ABAC+ ,故选 A 【考点】平面向量的线性运算 【点评】本题以三角形为载体考查了平面向量的加法、减法及实数与向量的积的法则与运算性质, 是基础题, 解答本题的关键是结合图形会利用向量加法将向量AD 表示为ACCD+ ,再用已知条件 2 和向量减法将CD 用,AB AC 表示出来 8

6、. (2015 全国 2,理 13/16) 设向量a ,b 不平行,向量ab+ 与2ab+ 平行,则实数=_ 【答案】 1 2 【解析】因为向量ab+ 与2ab+ 平行,所以2abk ab+=+ (),则 12 , k k = = , 所以 1 2 = 【考点】向量共线 【点评】本题考查向量共线,明确平面向量共线定理,利用待定系数法得参数的关系是解题关键, 属于基础题 9. (2016 全国 1,理 13/16) 设向量( ,1)m=a,(1,2)=b,且 222 |+=+abab,则m = 【答案】2 【解析】由 222 |+=+abab,得ab,所以1 1 20m + =,解得2m = 【

7、考点】向量的数量积及坐标运算 10. (2016 全国 2,理 03/16) 已知向量(1,)(3, 2)m=ab =,且() a+bb,则m = A8 B6 C6 D8 【答案】D 【解析】由() a+bb可得:()0+=abb,所以 2 0+=a bb 又(1,)(3, 2)m=ab, 所以 22 32 +(3( 2) )0m+ =,所以8m=,故选 D 11. (2016 全国 3,理 03/12 文 03/12) 已知向量 133 1 , 2222 BABC = ,则ABC= A30 B45 C60 D120 【答案】A 【解析】因为 3 cos 2 BA BC ABC BABA =

8、,所以30ABC= 【考点】向量夹角公式 12. (2017 全国 1,理 13/16) 3 已知向量a,b的夹角为60,2=a, 1=b,则2+=ab 【答案】2 3 【解析】() 2 22 2 2(2 )22cos602+=+=+ababaabb 22 1 22222 2 =+ += 444+=12,所以2122 3+=ab 13. (2017 全国 2,理 12/12) 已知ABC是边长为 2 的等边三角形,P为平面ABC内一点,则()PAPBPC+ 的最小值是 A2 B 3 2 C 4 3 D1 【解析 1】 (几何法) :如图所示,2PBPCPD+= (D为BC中点) , 则 ()

9、2PAPBPCPD PA+= , 要使PA PD 最小,则PA ,PD 方向相反,即P点在线段AD上, 则min22PD PAPAPD= ,即求PDPA 最大值, 又 3 23 2 PAPDAD+= ,则 2 2 33 224 PAPD PAPD + = , 则 min 33 22 42 PD PA= = 故选 B 【解析 2】 (解析法) :建立如图坐标系,以BC中点为坐标原点, 所以 () 03A,()10B ,()10C, 设()P xy, () 3PAxy= ,()1PBxy= , ()1PCxy= , 所以 () 22 22 22PAPBPCxyy+=+ 2 2 33 2 24 xy

10、 =+ 则其最小值为 33 2 42 = ,此时0 x =, 3 2 y =故选 B 【解析 3】 (极化恒等式)取BC中点,记为M,取AM中点,记为N,如图 P DC B A 4 则有 ()2PAPBPCPAPM+= 22 1 2() 4 PNAM= 2 1 2 0( 3) 4 3 2 = (极化恒等式: 22 1 4 PA PMPNAM= ) 14. (2017 全国 3,理 12/12) 在矩形ABCD中,1AB =,2AD =,动点P在以点C为圆心且与BD相切的圆上 若APABAD=+ ,则+的最大值为 A3 B2 2 C5 D2 【答案】A 【解析】 由题意,画图 设BD与C切于点E

11、,联结CE以A为原点,AD为x轴正半轴, AB为y轴正半轴建立直角坐标系,则C点坐标为(2,1) 因为| | 1CD = ,| | 2BC = 所以 22 125BD =+= 因为BD切C于点E所以CEBD所以CE是RtBCD中斜边BD上的高 1 2 222 2 5 55 BCD BCCD S EC BDBD = ,即C的半径为 2 5 5 因为P在C上所以P点的轨迹方程为 22 4 (2)(1) 5 xy+= 设P点坐标 00 (,)xy,可以设出P点坐标满足的参数方程如下: 0 0 2 25cos 5 2 15sin 5 x y =+ = + , E P D C B A O( ) y x

12、5 而 00 (,)APx y= ,(0,1)AB = ,(2,0)AD = 因为(0,1)(2,0)(2 , )APABAD =+=+= , 所以 0 15 1cos 25 x= +, 0 2 15sin 5 y= + 两式相加得:() 22 252 55 15sin1cos2sin 5555 += + +=+= 2sin()3+ , (其中 5 sin 5 =, 2 5 cos 5 =) 当且仅当 2 2 k=+,kZ时,+取得最大值 3故选 A 15. (2018 全国 1,理 06/12 文 07/12) 在ABC中,AD为BC边上的中线,E为AD的中点,则EB = A 31 44 A

13、BAC B 13 44 ABAC C 31 44 ABAC+ D 13 44 ABAC+ 【答案】A 【解析】通解 如图所示, 11111 ()() 22222 =+=+=+ EBEDDBADCBABACABAC 31 44 = ABAC故选 A 优解 111 () 222 =+ EBABAEABADABABAC 31 44 = ABAC故选 A 16. (2018 全国 2,理 04/12 文 04/12) 已知向量a,b满足|1=a,1= a b,则(2)=aab A4 B3 C2 D0 【答案】B 【解析】 2 (2)22( 1)3= =aabaa b,故选 B E D C B A 6

14、17. (2018 全国 3,理 13/16 文 13/16) 已知向量(1,2)=a,(2, 2)=b,(1, )=c若()2 +cab,则=_ 【答案】 1 2 【解析】(2)(2,4)(2, 2)(4,2)+=+=ab,因为()2 +cab,所以24=, 1 2 = 18. (2019 全国 1,理 07/12) 已知非零向量a ,b 满足| 2|ab= ,且()abb ,则a 与b 的夹角为( ) A 6 B 3 C 2 3 D 5 6 【答案】B 【解析】()abb , 2 ()abba bb= 2 |cos,0a ba bb= = , 2 | cos, | b a b a b =

15、2 2 |1 2 2| b b = , ,0, a b ,, 3 a b = 故选 B 19. (2019 全国 2,理 03/12) 已知(2,3)AB = ,(3, )ACt= ,| 1BC = ,则(AB BC= ) A3 B2 C2 D3 【答案】C 【解析】(2,3)AB = ,(3, )ACt= , (1,3)BCACABt= ,| 1BC = , 30t =即(1,0)BC = ,则2AB BC= ,故选 C 20. (2019 全国 3,理 13/16) 已知a ,b 为单位向量,且0a b= ,若25cab= ,则cosa= 【答案】 2 3 【解析】 2 (25 )252a

16、 caabaa b= , 2222 (25 )44 559cabaa bb=+= , | 3c= , cosa= 故答案为 2 3 7 21. (2020 全国 1,理 14/16) 设a ,b 为单位向量,且| 1ab+= ,则|ab= 【考点】平面向量数量积的性质及其运算 【答案】3 【解析】a ,b 为单位向量,且| 1ab+= , 2 |1ab+= ,平方可得 22 21aa bb+= ,即1211a b+ = ,所以21a b= , 则 22 |23abaa bb=+= 故答案为:3 22. (2020 全国 2,理 13/16) 已知单位向量a ,b 的夹角为45,kab 与a 垂

17、直,则k = 【考点】数量积判断两个平面向量的垂直关系 【答案】 2 2 【解析】向量a ,b 为单位向量,且a ,b 的夹角为45, 22 | |cos451 1 22 a bab= = = , 又kab 与a 垂直, 2 ()|0kabak aa b= = , 即 2 0 2 k =,则 2 2 k =故答案为: 2 2 23. (2020 全国 2,理 06/12) 已知向量a ,b 满足| 5a = ,| 6b = ,6a b= ,则cosa= ) A 31 35 B 19 35 C 17 35 D 19 35 【考点】平面向量数量积的性质及其运算 【答案】D 【解析】向量a ,b 满足| 5a = ,| 6b = ,6a b= , 可得 22 |225 12367abaa bb+=+=+= , cosa= + 故选:D 8

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