山东省济宁市学而优教育咨询有限公司高三数学一轮复习专项训练:平面向量应用
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平面向量应用
1、(1)(2013•新课标全国Ⅱ卷)已知正方形ABCD的边长为2,E为CD的中点,则AE→•BD→=________.
(2)(2013•天津卷)在平行四边形ABCD中,AD=1,∠BAD=60°,E为CD的中点.若AC→•BE→=1,则AB的长为________.
解析 (1)以A为原点建立平面直角坐标系(如图).则A(0,0),B(2,0),C(2,2),D(0,2),E(1,2).
∴AE→=(1,2),BD→=(-2,2).
从而AE→•BD→=(1,2)•(-2,2)=1×(-2)+2×2=2.
(2)由题意可知,AC→=AB→+AD→,BE→=-12AB→+AD→.因为AC→•BE→=1,所以(AB→+AD→)•-12AB→+AD→=1,
即AD→2+12AB→•AD→-12AB→2=1.①
因为|AD→|=1,∠BAD=60°,所以AB→•AD→=12|AB→|,
因此①式可化为1+14|AB→|-12|AB→|2=1,解得|AB→|=0(舍去)或12,所以AB的长为12.
答案 (1)2 (2)12
2、在边长为1的菱形ABCD中,∠BAD=60°,E是BC的中点,则AC→•AE→=( ).
A.3+33 B.92 C.3 D.94
(2)在△ABC所在平面上有一点P,满足PA→+PB→+PC→=AB→,则△PAB与△ABC的面积之比值是( ).
A.13 B.12 C.23 D.34
解析 (1)建立如图平面直角坐标系,则A-32,0,C32,0,
B0,-12.
∴E点坐标为34,-14,
∴AC→=(3,0),AE→=334,-14,
∴AC→•AE→=3×334=94.
(2)由已知可得PC→=2AP→,
∴P是线段AC的三等分点(靠近点A),
易知S△PAB=13S△ABC,即S△PAB∶S△ABC=1∶3.
答案 (1)D (2)A
3、(2013•湖南卷)已知平面上一定点C(2,0)和直线l:x=8,P为该平面上一动点,作PQ⊥l,垂足为Q,且PC→+12PQ→•PC→-12PQ→=0.
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)若EF为圆N:x2+(y-1)2=1的任一条直径,求PE→•PF→的最值.
解 (1)设P(x,y),则Q(8,y).
由(PC→+12PQ→)•(PC→-12PQ→)=0,
得|PC→|2-14|PQ→|2=0,
即(x-2)2+y2-14(x-8)2=0,
化简得x216+y212=1.
所以点P在椭圆上,其方程为x216+y212=1.
(2)因PE→•PF→=(NE→-NP→)•(NF→-NP→)=(-NF→-NP→)•(NF→-NP→)=(-NP→)2-NF→2=NP→2-1,
P是椭圆x216+y212=1上的任一点,设P(x0,y0),
则有x2016+y2012=1,即x20=16-4y203,又N(0,1),
所以NP→2=x20+(y0-1)2=-13y20-2y0+17
=-13(y0+3)2+20.
因y0∈[-23,23],所以当y0=-3时,NP→2取得最大值20,故PE→•PF→的最大值为19;
当y0=23时,NP→2取得最小值为13-43(此时x0=0),故PE→•PF→的最小值为12-43.
3、已知点P(0,-3),点A在x轴上,点Q在y轴的正半轴上,点M满足PA→•AM→=0,AM→=-32MQ→,当点A在x轴上移动时,求动点M的轨迹方程.
解 设M(x,y)为所求轨迹上任一点,设A(a,0),Q(0,b)(b>0),则PA→=(a,3),AM→=(x-a,y),MQ→=(-x,b-y),
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