[A 基础达标]
1.设向量a=(2,0),b=(1,1),则下列结论中正确的是( ) A.|a|=|b| C.(a-b)⊥b
解析:选C.因为a=(2,0),b=(1,1), 所以|a|=2,|b|=2,故|a|≠|b|,A错误; a·b=(2,0)·(1,1)=2×1+0×1=2,故B错误;
因为a-b=(1,-1),所以(a-b)·b=(1,-1)·(1,1)=0,所以(a-b)⊥b,故C正确. 因为2×1-0×1≠0,所以a与b不共线,故D错误.
2.已知向量a=(k,3),b=(1,4),c=(2,1),且(2a-3b)⊥c,则实数k=( ) 9
A.-
2C.3
B.0 15D. 21
B.a·b=
2D.a∥b
解析:选C.因为a=(k,3),b=(1,4),所以2a-3b=2(k,3)-3(1,4)=(2k-3,-6).因为(2a-3b)⊥c,所以(2a-3b)·c=(2k-3,-6)·(2,1)=2(2k-3)-6=0,解得k=3.故选C.
3.已知A(-2,1),B(6,-3),C(0,5),则△ABC的形状是( ) A.直角三角形 C.钝角三角形
B.锐角三角形 D.等边三角形
→→→→→解析:选A.由题设知AB=(8,-4),AC=(2,4),BC=(-6,8),所以AB·AC=2×8+(-→→4)×4=0,即AB⊥AC. 所以∠BAC=90°. 故△ABC是直角三角形.
→→→→4.已知O为坐标原点,向量OA=(2,2),OB=(4,1),在x轴上有一点P使得AP·BP有最小值,则点P的坐标是( ) A.(-3,0) C.(3,0)
B.(2,0) D.(4,0)
→→
解析:选C.设点P的坐标为(x,0),则AP=(x-2,-2),BP=(x-4,-1). →→AP·BP=(x-2)(x-4)+(-2)×(-1) =x2-6x+10=(x-3)2+1, →→所以当x=3时,AP·BP有最小值1.
所以点P的坐标为(3,0).
5.已知向量a=(1,2),b=(2,-3).若向量c满足(c+a)∥b,c⊥(a+b),则c=( ) 77?A.??9,3? 77?C.??3,9?
77
-,-? B.?9??377-,-? D.?3??9
解析:选D.设c=(x,y),则c+a=(1+x,2+y),a+b=(3,-1),由已知可得
{2(2+y)+3(x+1)=0,3x-y=0,
7777?
-,-?. 解得?x=-9,y=-3,即c=?3??9
?
→→
6.已知点A(-1,1)、B(1,2)、C(-2,-1),D(3,4),则向量CD在AB方向上的投影为________. →→→→→解析:因为AB=(2,1),CD=(5,5),所以AB·CD=(2,1)·(5,5)=15,|AB|=22+12=5.→→
AB·CD15→→→→→
设AB与CD的夹角为θ,所以向量CD在AB方向上的投影为|CD|·cos θ===35.
→5|AB|答案:35
7.若a=(2,-1),b=(x,-2),c=(3,y),若a∥b,(a+b)⊥(b-c),M(x,y),N(y,x),→
则向量MN的模为________.
解析:因为a∥b,所以x=4,所以b=(4,-2), 所以a+b=(6,-3),b-c=(1,-2-y), 因为(a+b)⊥(b-c),所以(a+b)·(b-c)=0, 即6-3(-2-y)=0,所以y=-4, →→
故向量MN=(-8,8),|MN|=82. 答案:82
8.如图,在矩形ABCD中,AB=2,BC=2,点E为BC的中点,点F在边CD→→→→
上,若AB·AF=2,则AE·BF的值是________.
解析:以A为原点,AB所在直线为x轴,AD所在直线为y轴建立平面直角坐→→→
标系(图略),设F(x,2),所以AE=(2,1),AF=(x,2),AB=(2,0), →→所以AB·AF=2x=2, 所以x=1,所以F(1,2),
→
所以BF=(1,2)-(2,0)=(1-2,2), →→所以AE·BF=2. 答案:2
9.已知向量a=(1,2),b=(-3,4). (1)求a+b与a-b的夹角; (2)若a⊥(a+λb),求实数λ的值. 解:(1)因为a=(1,2),b=(-3,4), 所以a+b=(-2,6),a-b=(4,-2), 设a+b与a-b的夹角为θ,
(-2,6)·(4,-2)-2024π
所以cos θ===-.又因为θ∈[0,π],所以θ=. 2440×2040×20(2)当a⊥(a+λb)时,a·(a+λb)=0, 所以(1,2)·(1-3λ,2+4λ)=0, 则1-3λ+4+8λ=0, 所以λ=-1.
10.已知向量a=(1,3),b=(-2,0). (1)求a-b的坐标以及a-b与a之间的夹角; (2)当t∈[-1,1]时,求|a-tb|的取值范围.
解:(1)因为向量a=(1,3),b=(-2,0),所以a-b=(1,3)-(-2,0)=(3,3), (a-b)·a6
所以cos〈a-b,a〉== |a-b|·|a|43=3
. 2
π
因为〈a-b,a〉∈[0,π],所以向量a-b与a的夹角为. 6(2)|a-tb|2=a2-2ta·b+t2b2=4t2+4t+4=4
?t+1?+3.易知当t∈[-1,1]时,|a-tb|2∈[3,
?2?2
12],所以|a-tb|的取值范围是[3,23].
[B 能力提升]
→→
11.在四边形ABCD中,AC=(1,2),BD=(-4,2),则该四边形的面积为( ) A.5 C.5
B.25 D.10
1→→→→→
解析:选C.因为AC·BD=(1,2)·(-4,2)=-4+4=0,所以AC⊥BD,所以S四边形ABCD=|AC
2→1|·|BD|=×5×25=5.
2
12.已知平面向量a=(1,2),b=(4,2),c=ma+b(m∈R),且c与a的夹角等于c与b的夹角,则m=________.
解析:因为向量a=(1,2),b=(4,2),所以c=ma+b=(m+4,2m+2),所以a·c=m+4