【文档说明】高中数学培优讲义练习(人教A版2019必修二)专题6.8 平面向量基本定理及坐标表示(重难点题型检测) Word版含解析.docx,共(15)页,271.194 KB,由小赞的店铺上传
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专题6.8平面向量基本定理及坐标表示(重难点题型检测)参考答案与试题解析一.选择题(共8小题,满分24分,每小题3分)1.(3分)(2023·北京·高一期末)已知向量𝑎⃗=(1,𝑥),𝑏⃗⃗=(𝑥,4),则“𝑥=2”是“𝑎⃗∥𝑏⃗⃗”的()A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C
.充分必要条件D.既不充分也不必要条件【解题思路】利用向量平行的坐标表示判断即可.【解答过程】若𝑥=2,则𝑎⃗=(1,2),𝑏⃗⃗=(2,4),∴𝑏⃗⃗=2𝑎⃗,则𝑎⃗∥𝑏⃗⃗;若𝑎⃗∥𝑏⃗⃗,则𝑥2=4,解得�
�=±2,∴“𝑥=2”是“𝑎⃗∥𝑏⃗⃗”的充分不必要条件,故选:A.2.(3分)(2023·全国·高三专题练习)设点𝐴(2,0),𝐵(4,2),若点P在直线𝐴𝐵上,且|𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗|=2|𝐴𝑃⃗⃗⃗⃗⃗|,则点𝑃的坐标
为()A.(3,1)B.(1,−1)C.(3,1)或(1,−1)D.(3,1)或(1,1)【解题思路】将向量模长关系改写成向量共线的形式,注意分类计算坐标.【解答过程】∵𝐴(2,0),𝐵(4,2),∴𝐴
𝐵⃗⃗⃗⃗⃗=(2,2),∵点𝑃在直线𝐴𝐵上,且|𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗|=2|𝐴𝑃⃗⃗⃗⃗⃗|,∴𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗=2𝐴𝑃⃗⃗⃗⃗⃗或𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗=−2𝐴𝑃⃗⃗⃗⃗⃗,故𝐴𝑃⃗⃗⃗⃗⃗=(1,1)或𝐴𝑃⃗⃗⃗⃗⃗=
(−1,−1),故𝑃点坐标为(3,1)或(1,−1),故选:C.3.(3分)设向量𝑎⃗=(1,−3),𝑏⃗⃗=(−2,4),𝑐⃗=(−1,−2),若表示向量4𝑎⃗,4𝑏⃗⃗−2𝑐⃗,2(𝑎⃗−𝑐⃗),𝑑⃗的有向线段首尾相接能构成四
边形,则向量𝑑⃗为()A.(2,6)B.(−2,6)C.(2,−6)D.(−2,−6)【解题思路】根据向量线性运算的坐标表示,结合题意求解即可.【解答过程】由题可知:4𝑎→+4𝑏→−2𝑐→+2𝑎→−2𝑐→+𝑑→=0→,即𝑑⃗=−6𝑎⃗−4𝑏⃗⃗+4𝑐⃗=(−6
,18)+(8,−16)+(−4,−8)=(−2,−6).故选:D.4.(3分)(2022秋·广东·高三阶段练习)在平行四边形ABCD中,设𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑎⃗,𝐵𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑏⃗⃗,𝐴�
�⃗⃗⃗⃗⃗⃗=12𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗,𝐴𝑄⃗⃗⃗⃗⃗⃗=23𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗,则𝑃𝑄⃗⃗⃗⃗⃗⃗=()A.712𝑎⃗−112𝑏⃗⃗B.112𝑎⃗−712𝑏⃗⃗C.112𝑎⃗+712𝑏⃗⃗D.−712𝑎⃗+112𝑏⃗⃗【解题思路】根据平面向量基本定理
,结合平面向量线性运算的性质进行求解即可.【解答过程】因为𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑎⃗,𝐵𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑏⃗⃗,所以𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗=12𝑎⃗−12𝑏⃗⃗,𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗=12𝑎⃗+12𝑏⃗⃗,所以𝑃𝑄⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝐴𝑄⃗⃗⃗⃗⃗⃗−𝐴
𝑃⃗⃗⃗⃗⃗⃗=23𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗−12𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗=23(12𝑎⃗−12𝑏⃗⃗)−12(12𝑎⃗+12𝑏⃗⃗)=112𝑎⃗−712𝑏⃗⃗.故选:B.5.(3分)(2022春·河南焦作·高一期中)在平
行四边形𝐴𝐵𝐶𝐷中,点𝐸满足𝐷𝐸⃗⃗⃗⃗⃗=2𝐸𝐶⃗⃗⃗⃗⃗,点𝑂是边𝐴𝐵的中点,𝐴𝐸与𝐷𝑂交于点𝑀.设𝐷𝑀⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝜆𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗+𝜇𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗,则𝜆+𝜇=()A.−25B.25C.−
27D.27【解题思路】利用平面向量基本定理即可求解.【解答过程】如图,在平行四边形𝐴𝐵𝐶𝐷中,𝐷𝐸⃗⃗⃗⃗⃗=2𝐸𝐶⃗⃗⃗⃗⃗,△𝐴𝑂𝑀∽△𝐸𝐷𝑀,𝑂𝑀𝐷𝑀=𝐴�
�𝐷𝐸=12𝐴𝐵23𝐴𝐵=34,𝐷𝑀⃗⃗⃗⃗⃗⃗=47𝐷𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗=47(𝐴𝑂⃗⃗⃗⃗⃗−𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗)=47(12𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗−𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗)=27𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗−47𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗,因为𝐷�
�⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝜆𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗+𝜇𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗,所以𝜆+𝜇=−27.故选:C.6.(3分)(2022秋·江苏南京·高二阶段练习)在矩形𝐴𝐵𝐶𝐷中,𝐴𝐵=1,𝐴𝐷=2,动点𝑃在矩形𝐴𝐵�
�𝐷所在平面内,且满足𝐴𝑃⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝐷𝑃⃗⃗⃗⃗⃗⃗=3.若𝐴𝑃⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑚𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝑛𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗,则𝑚+𝑛的取值不可能为()A.−1B.1C.2D.3【解题思路】根
据已知条件建系计算,结合向量运算和辅助角公式,计算范围即可【解答过程】根据矩形𝐴𝐵𝐶𝐷,𝐴𝐵=1,𝐴𝐷=2,以𝐴为坐标原点,以𝐴𝐷,𝐴𝐵分别为𝑥,𝑦轴,则𝐴(0,0),𝐷(2,0)
,𝐵(0,1),𝐴𝑃⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑚𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝑛𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑚(0,1)+𝑛(2,0)=(2𝑛,𝑚)又因𝐷𝑃⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝐷𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝐴𝑃⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(
−2,0)+(2𝑛,𝑚)=(2𝑛−2,𝑚),则𝐴𝑃⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝐷𝑃⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(2𝑛−2)⋅2𝑛+𝑚2=3,𝑚2+4𝑛2−4𝑛=3,即𝑚2+4(𝑛−12)2=4,设𝑚=2cos𝛼,𝑛−12=sin𝛼𝑚+𝑛=2c
os𝛼+sin𝛼+12=√5sin(𝛼+𝜑)+12∈[−√5+12,√5+12]且tan𝜑=2,所以𝑚+𝑛可取-1,1,2;又√5+12<3,所以𝑚+𝑛的取值不可能为3.故选:D.7.(3分)(2022秋
·山东潍坊·高三阶段练习)锐角三角形ABC中,D为边BC上一动点(不含端点),点O满足𝐴𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗=3𝑂𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗,且满足𝐴𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝜆𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝜇𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗,则1𝜆+1𝜇的最小值为()A.43B.34C.3D.163【解题思路】
根据向量线性运算表示出𝐴𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗,由此求得𝜆,𝜇,再根据基本不等式求得1𝜆+1𝜇的最小值.【解答过程】依题意𝐴𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗=3𝑂𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=34𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗=34(𝐴𝐵
⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝐵𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗)=34𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+34𝐵𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗,设𝐵𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑥𝐵𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗(0<𝑥<1),则𝐴𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗=34𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+3𝑥4𝐵�
�⃗⃗⃗⃗⃗⃗𝐴𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗=34𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+3𝑥4(𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗−𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗)=3−3𝑥4𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+3𝑥4𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗,所以𝜆=3−3𝑥4,𝜇=3𝑥4,1𝜆=43−3𝑥,1𝜇=4
3𝑥,所以1𝜆+1𝜇=43−3𝑥+43𝑥=43(11−𝑥+1𝑥)(1−𝑥+𝑥)=43(2+𝑥1−𝑥+1−𝑥𝑥)≥43(2+2√𝑥1−𝑥⋅1−𝑥𝑥)=163,当且仅当𝑥1−𝑥=1−𝑥𝑥,𝑥=1−𝑥,𝑥=12时等号成立
.故选:D.8.(3分)(2022秋·山东·高三阶段练习)若点𝐺是△𝐴𝐵𝐶所在平面上一点,且𝐴𝐺⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝐵𝐺⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝐶𝐺⃗⃗⃗⃗⃗⃗=0→,𝐻是直线𝐵𝐺上一点,𝐴𝐻⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑥𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗
⃗⃗+𝑦𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗,则𝑥2+4𝑦2的最小值是().A.2B.1C.12D.14【解题思路】根据向量的运算确定G的位置,可得B、H、D三点共线,利用三点共线得𝑥+2𝑦=1,再由不等式求最值即可.【解答过程】设𝐺(�
�,𝑦),𝐴(𝑥1,𝑦1),𝐵(𝑥2,𝑦2),𝐶(𝑥3,𝑦3),因为𝐴𝐺⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝐵𝐺⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝐶𝐺⃗⃗⃗⃗⃗⃗=0⃗⃗,所以𝑥=𝑥1+𝑥2+𝑥33,𝑦=𝑦1+𝑦2+𝑦33,所以点G是△𝐴𝐵𝐶的重心,设点D是AC的中点,则𝐴𝐶
⃗⃗⃗⃗⃗⃗=2𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗,B、G、D共线,如图,又𝐴𝐻⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑥𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+2𝑦𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗.因为B、H、D三点共线,所以𝑥+2𝑦=1,所以𝑥2+4𝑦2=𝑥2+(2𝑦)2≥(�
�+2𝑦)22=12,当且仅当𝑥=2𝑦,即𝑥=12,𝑦=14时取等号,即𝑥2+4𝑦2的最小值是12.故选:C.二.多选题(共4小题,满分16分,每小题4分)9.(4分)(2022秋·福建福州·高三期中)已知向量𝑎⃗=(2,−1),𝑏⃗⃗=(𝑚,2)
,则下列结论正确的是()A.若𝑎⃗∥𝑏⃗⃗,则𝑚=−4B.若𝑎⃗⊥𝑏⃗⃗,则𝑚=1C.若|2𝑎⃗−𝑏⃗⃗|=|𝑎⃗+𝑏⃗⃗|,则𝑚=1D.若|𝑎⃗+𝑏⃗⃗|=|𝑎⃗|,则𝑚=−4【解题思路】根据向量平行的坐标表示判断A,根
据向量垂直的坐标表示判断B,根据向量的模的坐标表示判断C,D.【解答过程】对于A,因为𝑎⃗∥𝑏⃗⃗,所以2×2=(−1)×𝑚,所以𝑚=−4,A正确;对于B,因为𝑎⃗⊥𝑏⃗⃗,所以2×𝑚+(−1)×2=0,所以𝑚=1
,B正确;对于C,因为|2𝑎⃗−𝑏⃗⃗|=|𝑎⃗+𝑏⃗⃗|,所以3(𝑎⃗)2−6𝑎⃗⋅𝑏⃗⃗=0,所以𝑚=94,C错误;对于D,因为|𝑎⃗+𝑏⃗⃗|=|𝑎⃗|,所以(𝑏⃗⃗)2+2𝑎⃗⋅𝑏⃗⃗=0,所以𝑚=0或𝑚=−4,D错误;故选:AB.10.(4分)(20
22·全国·高三专题练习)如图,直角三角形ABC中,D,E是边AC上的两个三等分点,G是BE的中点,直线AG分别与BD,BC交于点F,H设𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗=𝑎,𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗=𝑏⃗,则()A.𝐴𝐺⃗⃗⃗⃗⃗=12𝑎+13𝑏⃗B.𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗
=13𝑎+16𝑏⃗C.𝐸𝐺⃗⃗⃗⃗⃗=12𝑎−13𝑏⃗D.𝐴𝐻⃗⃗⃗⃗⃗⃗=35𝑎+25𝑏⃗【解题思路】以A为坐标原点,分别以𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗,𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗的方向为x轴,y轴的正方向建立平面直角坐标系,分别
写出各点坐标,特别联立方程组解得𝐻,再根据选项一一判断即可.【解答过程】以A为坐标原点,分别以𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗,𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗的方向为x轴,y轴的正方向建立平面直角坐标系,设𝐴𝐵=𝑎,𝐴𝐶=𝑏,则𝐴(
0,0),𝐷(𝑏3,0),𝐸(2𝑏3,0),𝐶(𝑏,0),𝐵(0,𝑎),𝐺(𝑏3,𝑎2).又F为△𝐴𝐵𝐸的重心,则𝐹(2𝑏9,𝑎3),直线AG的方程为𝑦=3𝑎2𝑏𝑥,直线BC的方程为𝑥𝑏+𝑦𝑎=1,联立解得𝐻(25𝑏,35�
�),则𝐴𝐺⃗⃗⃗⃗⃗=(𝑏3,𝑎2),𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗=(2𝑏9,𝑎3),𝐸𝐺⃗⃗⃗⃗⃗=(−𝑏3,𝑎2),𝐴𝐻⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(25𝑏,35𝑎),因为𝑎=𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗=(0,𝑎),𝑏⃗=𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗=(𝑏,0),所以�
�𝐺⃗⃗⃗⃗⃗=12𝑎+13𝑏⃗,𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗=13𝑎+29𝑏⃗,𝐸𝐺⃗⃗⃗⃗⃗=12𝑎−13𝑏⃗,𝐴𝐻⃗⃗⃗⃗⃗⃗=35𝑎+25𝑏⃗.故选:ACD.11.(4分)(2022·浙江·模拟预测)已知向量
𝑎⃗=(sin2𝜔𝑥,1),𝑏⃗⃗=(1,cos2𝜔𝑥),(𝜔>0),函数𝑓(𝑥)=𝑎⃗2+𝑏⃗⃗2+𝑎⃗⋅𝑏⃗⃗的最小正周期是π,则()A.𝜔=2B.𝑓(𝑥)在[3π8,5π8]上单调递减C.𝑓(𝑥)的图象向左移π4个单位,图像关于𝑦轴对称D.�
�(𝑥)取最大值时,x的取值集合为{𝑥|𝑥=𝑘π+π8,𝑘∈Z}【解题思路】化简𝑓(𝑥),根据最小正周期是π可得𝜔=1,从而得到𝑓(𝑥)=3+√2sin(2𝑥+π4),再根据正弦型函数的单调性、图像平移与对
称性,结合对称轴方程逐个判断即可.【解答过程】因为𝑎⃗=(sin2𝜔𝑥,1),𝑏⃗⃗=(1,cos2𝜔𝑥),则𝑓(𝑥)=𝑎⃗2+𝑏⃗⃗2+𝑎⃗⋅𝑏⃗⃗=sin22𝜔𝑥+1+cos22𝜔𝑥+1+sin2𝜔𝑥+cos2𝜔𝑥=3+√2sin(2𝜔𝑥+
π4),由2π2𝜔=π,可得𝜔=1,则𝑓(𝑥)=3+√2sin(2𝑥+π4)选项A:𝜔=1.判断错误;选项B:由𝑥∈[3π8,5π8],可得2𝑥+π4∈[π,3π2],由[π,3π2]⊆[2𝑘π+π2,2𝑘π+3π2],�
�∈Z,得𝑓(𝑥)在[3π8,5π8]上单调递减.判断正确;选项C:𝑓(𝑥)的图象向左移π4个单位,可得𝑦=3+√2sin(2𝑥+3π4),图像不关于𝑦轴对称.判断错误选项D:由2𝑥+π4=2𝑘π+π2,可得𝑥=𝑘π+π8,𝑘∈Z则𝑓(𝑥)取最大值时,x的取值集合
为{𝑥|𝑥=𝑘π+π8,𝑘∈Z}.判断正确.故选:BD.12.(4分)(2022秋·福建三明·高三期中)如下图所示,B是AC的中点,𝐵𝐸⃗⃗⃗⃗⃗=2𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗,P是平行四边形BCDE内(含边界)的一点,且𝑂𝑃⃗⃗⃗⃗⃗=𝑥𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗+𝑦𝑂
𝐵⃗⃗⃗⃗⃗(𝑥,𝑦∈R),以下结论中正确的是()A.当P是线段CE的中点时,𝑥=−12,𝑦=94B.当𝑥=−12时,𝑦∈[32,4]C.若𝑥+𝑦为定值2时,则在平面直角坐标系中,点P的轨迹是一条线段D.𝑥−𝑦的最大值为−1【解题思路】结合平面向
量的线性运算、三点共线等知识对选项进行分析,从而确定正确选项.【解答过程】依题意,𝐵𝐶⃗⃗⃗⃗⃗=𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗=𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗−𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗,𝐵𝐸⃗⃗⃗⃗⃗=2𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗,A选项,当𝑃是线段𝐶�
�的中点时,𝑂𝑃⃗⃗⃗⃗⃗=𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗+𝐵𝑃⃗⃗⃗⃗⃗=𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗+12(𝐵𝐶⃗⃗⃗⃗⃗+𝐵𝐸⃗⃗⃗⃗⃗)=𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗+12(𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗−𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗+2𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗)=−12�
�𝐴⃗⃗⃗⃗⃗+52𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗,A选项错误.B选项,若𝑂𝑃⃗⃗⃗⃗⃗=−12𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗+𝑦𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗(𝑦∈R)设𝐹,𝐺分别是𝐵𝐶,𝐷𝐸的中点,连接𝐺𝐹并延长,交𝐴𝑂的延长线于𝐴′,则𝑂𝐸//𝐴′𝐺,且𝐴𝐵𝐵𝐹=𝐴𝑂𝑂
𝐴′=2,所以𝑂𝐴′→=12𝑂𝐴→,则𝑃点的轨迹是𝐹𝐺,𝐴′𝐹𝑂𝐵=32,𝐴′𝐹=32𝑂𝐵,𝐹𝐺=𝐵𝐸=2𝑂𝐵,𝐴′𝐺=72𝑂𝐵,所以𝑦∈[32,72],B选项错误.C选项,𝑂𝑃⃗⃗⃗⃗⃗=𝑥𝑂
𝐴⃗⃗⃗⃗⃗+𝑦𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗(𝑥,𝑦∈R),12𝑂𝑃⃗⃗⃗⃗⃗=𝑥2𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗+𝑦2𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗(𝑥,𝑦∈R),令𝑥2=𝑚,𝑦2=𝑛、𝑂𝑃的中点为𝑄,𝑂𝑄⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑚𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗+𝑛𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗(𝑚,
𝑛∈R)由于𝑥+𝑦=2,𝑥2+𝑦2=1,即𝑚+𝑛=1,所以𝑄,𝐴,𝐵三点共线.设𝐻,𝐼分别是𝐵𝐸,𝐶𝐷的中点,连接𝐻𝐼,交𝐵𝐶于𝐽,则𝐻𝐼//𝐵𝐶//𝐷𝐸,𝐵是�
�𝐻的中点,𝐽是𝐵𝐶的中点,则𝑄点的轨迹是𝐵𝐽,𝑃点的轨迹是𝐻𝐼,所以C选项正确.D选项,𝑂𝑃⃗⃗⃗⃗⃗=𝑥𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗+𝑦𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗(𝑥,𝑦∈R),由于平行四边形𝐵𝐶
𝐷𝐸在𝑂𝐸的左上方,𝑂,𝐵,𝐸三点共线,所以𝑥≤0,𝑦≥1,故当𝑥取得最大值0,𝑦取得最小值1时,𝑥−𝑦取得最大值−1,D选项正确.故选:CD.三.填空题(共4小题,满分16分,每小题4分)13.(4
分)(2023·高一课时练习)设𝑎⃗=(4,−3),𝑏⃗⃗=(𝑥,5),𝑐⃗=(−1,𝑦),若𝑎⃗+𝑏⃗⃗=𝑐⃗,则(𝑥,𝑦)=(−5,2).【解题思路】应用向量线性关系的坐标表示列方程组求参数x、y,即可得结果.【解答过程】由题设(4,−3)+(𝑥,5)
=(𝑥+4,2)=(−1,𝑦),所以{𝑥+4=−1𝑦=2,即{𝑥=−5𝑦=2,故(𝑥,𝑦)=(−5,2).故答案为:(−5,2).14.(4分)(2023·高一课时练习)已知𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(3,1),
𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(−1,2),𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗⊥𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗,𝐵𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗∥𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗,又𝑂𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗,则𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗的坐标为(8,5).【解题思路】设𝑂
𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(𝑥,𝑦),根据已知条件可求出𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(14,7),进而得到𝑂𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(11,6),即可求出𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗.【解答过程】设𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(𝑥,𝑦),则𝐵𝐶⃗⃗
⃗⃗⃗⃗=𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗−𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(𝑥,𝑦)−(−1,2)=(𝑥+1,𝑦−2).则由𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗⊥𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗可得𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗=0,即−𝑥
+2𝑦=0,即𝑥=2𝑦.又𝐵𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗∥𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗,所以有3(𝑦−2)−1×(𝑥+1)=0,即𝑥=3𝑦−7.所以有2𝑦=3𝑦−7,解得𝑦=7,所以𝑥=14,所以𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(14,7).由𝑂𝐷⃗⃗
⃗⃗⃗⃗⃗+𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗可得,𝑂𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗=−𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=−(3,1)+(14,7)=(11,6),所以,𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑂𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗
−𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(11,6)−(3,1)=(8,5).故答案为:(8,5).15.(4分)(2022春·广东广州·高一阶段练习)在矩形𝐴𝐵𝐶𝐷中,𝐴𝐵=6,𝐴𝐷=4,𝐸为𝐶𝐷的中点,若𝐸𝐹⃗⃗⃗⃗⃗=2𝐹
𝐵⃗⃗⃗⃗⃗,𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗=𝜆𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗+𝜇𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗,则𝜆+𝜇=76.【解题思路】建立如下图的平面直角坐标系,求出各点坐标,由平面向量线性运算的坐标表示可得𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗的坐标,由𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗=(6𝜆,4𝜇),列方程组,解方程组可得𝜆和𝜇的值即
可求解.【解答过程】建立如下图的平面直角坐标系,由已知得𝐵(6,0),𝐷(0,4),𝐸(3,4),𝐸𝐵⃗⃗⃗⃗⃗=(3,−4),由𝐸𝐹⃗⃗⃗⃗⃗=2𝐹𝐵⃗⃗⃗⃗⃗得𝐸𝐹⃗⃗⃗⃗⃗=23𝐸𝐵⃗⃗⃗⃗⃗=(2,−83),设𝐹(𝑥,𝑦),则(𝑥−3,𝑦−4)=(2
,−83),可得{𝑥−3=2𝑦−4=−83,解得{𝑥=5𝑦=43,所以𝐹(5,43),𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗=(5,43),又因为𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗=𝜆𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗+𝜇𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗=𝜆(6,0)+𝜇(0,4)=(6𝜆,4
𝜇),所以{4𝜇=436𝜆=5,解得𝜆=56,𝜇=13,则𝜆+𝜇=76.故答案为:76.16.(4分)(2022·全国·高三专题练习)如图,在△𝐴𝐵𝐶中,O为线段BC上一点,且𝐵𝑂⃗
⃗⃗⃗⃗⃗=2𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗,G为线段AO的中点,过点G的直线分别交直线AB,AC于D,E两点,𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑚𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗(𝑚>0),𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑛𝐴𝐸⃗⃗⃗⃗⃗⃗(�
�>0),则1𝑚+9𝑚+4𝑛的最小值为43.【解题思路】利用共线定理求出𝑚、𝑛的关系式,再用基本不等式即可求解.【解答过程】因为𝐵𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗=2𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗,所以𝐴𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗−𝐴𝐵⃗
⃗⃗⃗⃗⃗=2(𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗−𝐴𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗),即𝐴𝑂⃗⃗⃗⃗⃗⃗=13𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+23𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗,又因为G为线段AO的中点,所以𝐴𝐺⃗⃗⃗⃗⃗⃗=12(13𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+23�
�𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗)=16𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗+13𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗,因为𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑚𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗,𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑛𝐴𝐸⃗⃗⃗⃗⃗⃗,所以𝐴𝐺⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑚6𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗+𝑛3𝐴𝐸⃗⃗⃗⃗⃗⃗,因为D、G、E三点共线,所以𝑚6
+𝑛3=1,即𝑚+2𝑛=6,所以1𝑚+9𝑚+4𝑛=(1𝑚+9𝑚+4𝑛)(𝑚+𝑚+4𝑛)12=112(10+𝑚+4𝑛𝑚+9𝑚𝑚+4𝑛)≥112(10+2√𝑚+4𝑛𝑚
⋅9𝑚𝑚+4𝑛)=112(10+2√9)=43,当且仅当𝑚+4𝑛𝑚=9𝑚𝑚+4𝑛,即𝑚=2𝑛=3时取等号.故答案为:43.四.解答题(共6小题,满分44分)17.(6分)(2022春·广东韶关·高一阶段练习)已知向量𝑎=(2,1),𝑏⃗=(−3
,4),𝑐=(4,7).(1)求2𝑎−3𝑏⃗+𝑐;(2)求满足𝑐=𝑚𝑎+𝑛𝑏⃗的实数𝑚,𝑛;【解题思路】(1)直接利用向量的坐标运算法则求解即可.(2)利用平面向量坐标运算和向量相等列出方程组即可求解.【解答过程】(1)解:∵𝑎⃗=(2,1),𝑏⃗
⃗=(−3,4),𝑐⃗=(4,7),∴2𝑎⃗−3𝑏⃗⃗+𝑐⃗=2(2,1)−3(−3,4)+(4,7)=(4,2)−(−9,12)+(4,7)=(17,−3).(2)解:因为𝑐⃗=𝑚𝑎⃗
+𝑛𝑏⃗⃗,所以(4,7)=𝑚(2,1)+𝑛(−3,4)=(2𝑚−3𝑛,𝑚+4𝑛),所以{2𝑚−3𝑛=4𝑚+4𝑛=7,解得{𝑚=3711𝑛=1011.即𝑚=3711、𝑛=1011.18.(6分)(2022春·重庆铜梁·高一阶段练习)已知向量𝑎=(3,2),𝑏
⃗=(-1,3),𝑐=(5,2).(1)求满足𝑎=𝑚𝑏+𝑛𝑐的实数m,n;(2)若(𝑎+𝑘𝑐)//(2𝑏-𝑎),求实数k.【解题思路】(1)利用向量加法的坐标运算即可求解;(2)利用向量共线的坐标表示即可求解.【
解答过程】(1)∵𝑎=𝑚𝑏⃗+𝑛𝑐,∴(3,2)=𝑚(−1,3)+𝑛(5,2)=(−𝑚+5𝑛,3𝑚+2𝑛).∴{−𝑚+5𝑛=3,3𝑚+2𝑛=2,解得{𝑚=417,𝑛=1117.(2∵(𝑎+𝑘𝑐)//(
2𝑏⃗−𝑎),𝑎+𝑘𝑐=(3+5𝑘,2+2𝑘),2𝑏⃗−𝑎=(−5,4).∴4×(3+5𝑘)−(−5)×(2+2𝑘)=0,∴𝑘=−1115.19.(8分)(2022秋·山东济宁·高三阶段练习)如图所示,已知在△O
CB中,A是CB的中点,D是将𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗分成2∶1的一个内分点,DC和OA交于点E,设𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗=𝑎,𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗=𝑏⃗.(1)用𝑎和𝑏⃗表示向量𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗,𝐷𝐶⃗⃗⃗⃗⃗;(
2)若𝑂𝐸⃗⃗⃗⃗⃗=𝜆𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗,求实数λ的值.【解题思路】(1)根据向量的加减运算,即可求得答案;(2)用𝑎和𝑏⃗表示出𝐶𝐸⃗⃗⃗⃗⃗,结合𝐶𝐸⃗⃗⃗⃗⃗与𝐷𝐶⃗⃗⃗⃗⃗共线,即可求得答案.【解答过程】(1)依题意,A是BC的中点,∴2𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗=𝑂�
�⃗⃗⃗⃗⃗+𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗,即𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗=2𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗−𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗⃗=2𝑎−𝑏⃗;𝐷𝐶⃗⃗⃗⃗⃗=𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗−𝑂𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗=𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗−23𝑂𝐵⃗⃗⃗⃗
⃗=2𝑎−𝑏⃗−23𝑏⃗=2𝑎−53𝑏⃗.(2)设𝑂𝐸⃗⃗⃗⃗⃗=𝜆𝑂𝐴⃗⃗⃗⃗⃗(0<𝜆<1),则𝐶𝐸⃗⃗⃗⃗⃗=𝑂𝐸⃗⃗⃗⃗⃗−𝑂𝐶⃗⃗⃗⃗⃗=𝜆𝑎−(2𝑎−𝑏⃗)=(𝜆−2)𝑎+𝑏⃗∵𝐶𝐸⃗⃗⃗⃗
⃗与𝐷𝐶⃗⃗⃗⃗⃗共线,∴存在实数k,使𝐶𝐸⃗⃗⃗⃗⃗=𝑘𝐷𝐶⃗⃗⃗⃗⃗,即(𝜆−2)𝑎+𝑏⃗=𝑘(2𝑎−53𝑏⃗),则{𝜆−2=2𝑘1=−53𝑘,解得𝜆=45.20.(8分)(2022·高二课时练习)已知平行四边形𝐴𝐵𝐶𝐷中,𝐴𝐵=3,𝐵𝐶
=6,∠𝐷𝐴𝐵=60o,点𝐸是线段𝐵𝐶的中点.(1)求𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗的值;(2)若𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗=𝐴𝐸⃗⃗⃗⃗⃗+𝜆𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗,且𝐵𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⊥𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗,求𝜆的值.【解题思路】
(1)以A点为坐标原点,AB所在直线为x轴建立如图所示的平面直角坐标系,分别求出𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗,𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗,再根据数量积的坐标运算即可得解;(2)根据平面向量线性运算的坐标表示球的𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗,由𝐵𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⊥
𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗,得𝐵𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗=0,从而可得出答案.【解答过程】(1)解:以A点为坐标原点,AB所在直线为x轴建立如图所示的平面直角坐标系,则𝐴(0,0),𝐶(6,3√3),𝐸(92,3√32)
,𝐵(3,0),𝐷(3,3√3),则𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗=(3,3√3),𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗=(3,0),所以𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗=9;(2)解:𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗=𝐴𝐸⃗⃗⃗⃗⃗+
𝜆𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗=(92+3𝜆,32√3+3√3𝜆),𝐵𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗=(0,3√3),因为𝐵𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⊥𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗,所以𝐵𝐷⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅𝐴𝐹⃗⃗⃗⃗⃗=3√3(32√3+3√3𝜆)=0,解得
𝜆=−12.21.(8分)(2022春·湖北襄阳·高一期中)在平面直角坐标系𝑥𝑂𝑦中,设向量𝑎=(cos𝛼,sin𝛼),𝑏⃗=(−sin𝛽,cos𝛽),𝑐=(−12,√32).(1)若|𝑎+𝑏⃗|=|𝑐|,求sin(𝛼−𝛽)的值;(2
)设𝛼=5π6,0<𝛽<π,且𝑎//(𝑏⃗+𝑐),求𝛽的值.【解题思路】(1)利用向量的模长公式.(2)利用向量平行的坐标形式求解.【解答过程】(1)因为𝑎=(cos𝛼,sin𝛼),𝑏⃗=(−sin𝛽,cos𝛽),𝑐=(−12,√3
2),所以|𝑎|=|𝑏⃗|=|𝑐|=1,且𝑎⋅𝑏⃗=−cos𝛼sin𝛽+sin𝛼cos𝛽=sin(𝛼−𝛽).因为|𝑎+𝑏⃗|=|𝑐|,所以|𝑎+𝑏⃗|2=|𝑐|2,即𝑎2+𝑏⃗
2+2𝑎⋅𝑏⃗=1,所以1+1+2sin(𝛼−𝛽)=1,即sin(𝛼−𝛽)=−12.(2)因为𝛼=5π6,所以𝑎=(−√32,12).依题意,𝑏⃗+𝑐=(−sin𝛽−12,cos𝛽+√32).因为𝑎//(
𝑏⃗+𝑐),所以−√32(cos𝛽+√32)−12(−sin𝛽−12)=0.化简得,12sin𝛽−√32cos𝛽=12,所以sin(𝛽−π3)=12.因为0<𝛽<π,所以−π3<𝛽−π3<2π3.所以𝛽−π3=π
6,即𝛽=π2.22.(8分)(2022春·全国·高一期末)如图,已知四边形𝐴𝐵𝐷𝐸为平形四边形,𝐴𝐵=12𝐵𝐶,𝐴𝑀=13𝐴𝐷,设𝐴𝐸⃗⃗⃗⃗⃗=𝑎,𝐷𝐶⃗⃗⃗⃗⃗=𝑏⃗.(1)用向量𝑎,𝑏⃗表示𝐸𝐷⃗⃗⃗
⃗⃗;(2)若点P是线段CM上的一动点,𝐴𝑃⃗⃗⃗⃗⃗=𝑥𝑎+𝑦𝑏⃗(其中𝑥,𝑦∈𝑅),求𝑥2−𝑦的最小值.【解题思路】(1)根据平面向量线性运算法则及平面向量基本定理计算可得;(2)首先用向量𝑎,𝑏⃗表示出�
�𝑀⃗⃗⃗⃗⃗⃗、𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗,再根据平面向量共线定理的推论及平面向量基本定理得到{𝑥=32−𝑡𝑦=32−43𝑡,最后代入𝑥2−𝑦利用二次函数的性质计算可得;【解答过程】(1)解:依题意𝐴𝐸⃗⃗⃗⃗⃗+𝐸𝐷⃗⃗⃗⃗⃗=𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗,𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗−
𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗=𝐷𝐶⃗⃗⃗⃗⃗,𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗=3𝐴𝐵⃗⃗⃗⃗⃗=3𝐸𝐷⃗⃗⃗⃗⃗,所以3𝐸𝐷⃗⃗⃗⃗⃗−(𝐴𝐸⃗⃗⃗⃗⃗+𝐸𝐷⃗⃗⃗⃗⃗)=𝐷𝐶⃗⃗⃗⃗⃗,所以𝐸𝐷⃗⃗⃗⃗⃗=12(𝐴𝐸⃗⃗⃗⃗⃗+
𝐷𝐶⃗⃗⃗⃗⃗)=12𝑎+12𝑏⃗;(2)解:因为𝐴𝑀⃗⃗⃗⃗⃗⃗=13𝐴𝐷⃗⃗⃗⃗⃗=13(𝐴𝐸⃗⃗⃗⃗⃗+𝐸𝐷⃗⃗⃗⃗⃗)=13𝐴𝐸⃗⃗⃗⃗⃗+13×12(𝐴𝐸⃗⃗⃗⃗⃗+𝐷𝐶⃗⃗⃗⃗⃗)=12𝐴
𝐸⃗⃗⃗⃗⃗+16𝐷𝐶⃗⃗⃗⃗⃗=12𝑎+16𝑏⃗,𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗=3𝐸𝐷⃗⃗⃗⃗⃗=3×12(𝐴𝐸⃗⃗⃗⃗⃗+𝐷𝐶⃗⃗⃗⃗⃗)=32𝐴𝐸⃗⃗⃗⃗⃗+32𝐷𝐶⃗⃗⃗⃗⃗=32𝑎+32𝑏⃗,因为𝑃在线段𝑀�
�上,即𝑀、𝑃、𝐶三点共线,所以存在实数𝑡,𝑡∈[0,1],使得𝐴𝑃⃗⃗⃗⃗⃗=𝑡𝐴𝑀⃗⃗⃗⃗⃗⃗+(1−𝑡)𝐴𝐶⃗⃗⃗⃗⃗=𝑡(12𝑎+16𝑏⃗)+(1−𝑡)(32𝑎+32�
�⃗)=(32−𝑡)𝑎+(32−43𝑡)𝑏⃗,又𝐴𝑃⃗⃗⃗⃗⃗=𝑥𝑎+𝑦𝑏⃗,所以{𝑥=32−𝑡𝑦=32−43𝑡,所以𝑥2−𝑦=(32−𝑡)2−(32−43𝑡)=𝑡2−53𝑡
+34=(𝑡−56)2+118因为𝑡∈[0,1],所以当𝑡=56时𝑥2−𝑦取得最小值118.