2021届高考数学（全国统考版）二轮复习梳理纠错预测学案：专题四 平面向量（理） WORD版含解析.docx

1、专题4平面向量命题趋势平面向量主要考查平面向量的模、数量积的运算、线性运算等，难度一般偏简单，有时也会与三角函数、圆锥曲线结合考查，难度中等考点清单一、平面向量及其线性运算1向量的有关概念名称定义备注向量既有大小又有方向的量；向量的大小叫做向量的长度(或称模)一般用有向线段来表示向量零向量长度为0的向量记作，其方向是任意的单位向量长度等于1个单位的向量非零向量a的单位向量为平行向量方向相同或相反的非零向量(又叫做共线向量)与任一向量平行或共线相等向量长度相等且方向相同的向量两向量只有相等或不相等，不能比较大小相反向量长度相等且方向相反的向量的相反向量为2向量的线性运算向量运算定义法则(或几何意

2、义)运算律加法求两个向量和的运算三角形法则平行四边形法则（1）交换律：a+b=b+a；（2）结合律：(a+b)+c=a+(b+c)减法若b+x=a，则向量x叫做a与b的差，求两个向量差的运算，叫做向量的减法三角形法则a-b=a+(-b)数乘实数与向量a相乘，叫做向量的数乘（1）|a|=|a|；（2）当0时，a的方向与a的方向相同；当0时，a的方向与a的方向相反；当=0时，a=0(a)=()a；(+)a=a+a；(a+b)=a+b3共线向量定理向量与b共线，当且仅当有唯一一个实数，使得二、平面向量基本定理和平面向量的坐标表示1平面向量基本定理如果，是同一平面内的两个不共线的非零向量，那么对于这一

3、平面内的任一向量a，有且只有一对实数1，2，使其中，不共线的非零向量，叫做表示这一平面内所有向量的一组基底2平面向量的坐标运算向量加法、减法、数乘向量及向量的模设，则，3平面向量共线的坐标表示设，其中b0三、平面向量的数量积1定义：已知两个非零向量a和b，它们的夹角为，则数量|a|b|cos叫做向量a和b的数量积，记作ab=|a|b|cos规定：零向量与任一向量的数量积为02投影：|a|cos叫做向量a在b方向上的投影3数量积的坐标运算：设向量，则（1）ab=x1x2+y1y2（2）abab=0x1x2+y1y2=0（3）四、平面向量的相关结论1“三点”共线的充要条件：O为平面上一点，则A，B

4、，P三点共线的充要条件是OP=1OA+2OB (其中1+2=1）2三角形中线向量公式：若P为OAB的边AB的中点，则精题集训（70分钟）经典训练题一、选择题1已知平面向量a，b满足|a|=2，|b|=1，a(a+2b)，则向量a，b的夹角为（）ABCD【答案】D【解析】a(a+2b)，a(a+2b)=0，即a2+2ab=0，ab=-1，故选D【点评】本题考查了向量的数量积，向量的夹角，以及向量垂直的条件，属于基础题2在等腰梯形ABCD中，AB=2CD，若AD=a，AB=b，则（）ABCD【答案】A【解析】解法一：如图，取AB的中点E，连结DE，因为四边形ABCD为等腰梯形，AB=2CD，所以，

5、所以四边形BCDE为平行四边形，所以，故选A解法二：如图，取AB的中点E，连结DE，因为四边形ABCD为等腰梯形，AB=2CD，所以，所以四边形BCDE为平行四边形，所以，故选A【点评】在几何图形中进行向量运算：（1）构造向量加、减法的三角形法则和平行四边形法则；（2）树立“基底”意识，利用基向量进行线性运算3若平面向量a与b的夹角为，a=1，b=2，则2a+b=（）A32B23C18D12【答案】B【解析】2a+b2=4a2+4ab+b2=12，2a+b=23，故选B【点评】本题主要考了向量的运算以及向量的模长，属于基础题4已知向量，b=(3，-2)，c=(1，m)，若(a-b)c，则（）A

6、1B2C3D2【答案】B【解析】由题设可得a-b=-1，1，因为(a-b)c，故-11+1m=0，解得m=1，所以c=1，1，故c=2，故选B【点评】本题考了向量的坐标运算以及向量的垂直的条件，模长的计算，属于基础题5若向量，BC=3，1，则ABC的面积为（）ABCD【答案】A【解析】因为，BC=3，1，所以，BA=1，BC=2，则，所以，故选A【点评】本题考点为向量夹角的计算，以及三角形面积的计算，属于基础题6已知ABC为等边三角形，AB=2，设点D，E满足BD=DC，AD与交于点P，则（）ABC1D2【答案】D【解析】因为，所以，所以EC=2AE，所以E为AC的一个靠近A的三等分点，又因为

7、BD=DC，所以D为BC的中点，过E作EFAD交AD于F点，如下图所示：因为且BD=CD，所以，所以，所以，所以，故选D【点评】解答本题的关键是确定点E，D，P的位置，通过将待求的向量都转化为BA，BC，即可直接根据数量积的计算公式完成求解7若向量a，b满足a=2，a+2ba=6，则b在a方向上的投影为（）A1BCD【答案】B【解析】设a，b的夹角为，则，则，即b在a方向上的投影为，故选B【点评】本题考查了向量数量积的运算，向量投影的计算公式，考查了计算能力，属于基础题8已知向量a，b为平面内的单位向量，且，向量c与a+b共线，则|a+c|的最小值为（）A1BCD【答案】D【解析】因为向量c与

8、a+b共线，所以存在唯一的实数t，使得c=t(a+b)，所以a+c=(t+1)a+tb，所以(a+c)2=(t+1)2a2+2t(t+1)ab+t2b2，又向量a，b为平面内的单位向量，所以|a|=1，又，所以，所以，所以|a+c|的最小值为，故选D【点评】本题主要考查共线定理的应用及平面向量数量积，关键是根据共线，利用共线定理将c用向量a，b表示，再通过平方转化为二次函数最值问题9如图，延长正方形ABCD的边CD至点E，使得DE=CD，动点P从点A出发，沿正方形的边按逆时针方向运动一周后回到点A，若，则下列判断正确的是（）A满足的点P必为BC的中点B满足的点P有且只有一个C满足的点P有且只有

9、一个D的点P有且只有一个【答案】C【解析】如图建系，取AB=1，AE=AD+DE=AD-AB，动点P从点A出发，沿正方形的边按逆时针方向运动一周回到A点，当PAB时，有0-1且=0，01，0+1，当PBC时，有-=1且01，则=+1，12，1+3，当PCD时，有0-1且=1，则+1，12，2+3，当PAD时，有-=0且01，则=，01，0+2，综上，0+3选项A，取=1，满足+=2，此时AP=AB+AE=AD，因此点P不一定是BC的中点，故A错误；选项B，当点P取B点或AD的中点时，均满足+=1，此时点P不唯一，故B错误；选项C，当点P取C点时，-=1且=1，解得=2，+为3，故C正确；选项D

10、，当点P取BC的中点或DE的中点时，均满足，此时点P不唯一，故D错误，故选C【点评】求解本题的关键在于根据题中所给条件，利用建系的方法，讨论P的位置，根据，确定+的范围，即可求解（向量用坐标表示后，向量的计算和证明都归结为数的运算，这使问题大大简化）10在ABC中，点M是AB的中点，线段CM与BN交于点O，动点P在BOC内部活动（不含边界），且AP=AB+AN，其中、R，则+的取值范围是（）ABCD【答案】D【解析】如下图所示，连接BP并延长交AC于点G，设NG=mAN，PG=nBG，则，0n1，AG=m+1AN，又AP=AB+AN，=n，=m+1-mn-n，+=m+1-mn=m1-n+1，0

11、1-n1，则，即，即，因此，+的取值范围是，故选D【点评】本题考查利用平面向量的基本定理求与参数有关的代数式的取值范围，解题的关键在于引入参数表示、，并结合不等式的基本性质求出+的取值范围二、填空题11已如|AB|=1，|BC|=2，且ABBC=1，ADDC=0，则BD的最大值为_【答案】【解析】因为|AB|=1，|BC|=2，ABBC=1，且ABBC=ABBCcos，所以，因为0，所以AB与BC的夹角为，即，因为ADDC=0，所以ADDC，即点D是以AC为直径的圆上的点，以B为原点，BC为x轴正方向建系，如图所示：所以，设以AC为直径的圆的圆心为P，所以，且，所以D的轨迹的方程为，BD的最大

12、值为，故答案为【点评】解题的关键是根据题意，分析可得D点的轨迹为圆，进而求得圆的方程，根据圆的几何性质求解，考查分析理解，数形结合的能力，属中档题12如图梯形ABCD，且AB=5，AD=2DC=4，E在线段BC上，ACBD=0，则AEDE的最小值为_【答案】【解析】因为，所以向量AD与AB的夹角和向量AD与DC的夹角相等，设向量AD与AB的夹角为，因为ACBD=0，所以AD+DCAD-AB=0，即AD2+DCAD-ADAB-DCAB=0，整理得16+8cos-20cos-10=0，解得，=60，如图，过点D作AB垂线，垂足为O，建立如图所示的直角坐标系，易知A-2，0，B3，0，D0，23，C

13、2，23，则BC=-1，23，BE=BC=-，23，01，E=3-，23，AE=5-，23，DE=3-，23-23，AEDE=5-3-+2323-23=132-20+15，因为01，所以当时，取最小值，最小值为，故答案为【点评】本题考查向量的数量积的求法，可通过建立直角坐标系的方式进行求解，考查向量的运算法则，考查向量的数量积的坐标表示，考查计算能力，考查转化与化归思想，是难题13已知向量的模长为1，平面向量m，n满足：|m-2e|=2，|n-e|=1，则mn的取值范围是_【答案】-1，8【解析】由题意知：不妨设e=1，0，m=x，y，n=a，b，则根据条件可得x-22+y2=4，a-12+b

14、2=1，根据柯西不等式得mn=ax+by=a-1x+by+x，因为a-1x+bya-12+b2x2+y2=4x，a-1x+by+x4x+x，x-4xa-1x+by+x，当且仅当bx=a-1y时取等号；令t=4x，则，又x-22+y2=4，则，所以t0，4，当t=4时，即mn8；，而t0，4，所以当t=2时，即mn-1，故mn的取值范围是-1，8【点评】设e=1，0，m=x，y，n=a，b，则根据条件可得：x-22+y2=4，a-12+b2=1，利用柯西不等式和换元法把问题转化为求二次函数的最值问题是解决本题的关键14已知，是平面向量，且，是互相垂直的单位向量，若对任意R均有的最小值为，则的最小

15、值为_【答案】3【解析】，即，所以，即，设为x轴的方向向量，为y轴方向向量，所以，对应的坐标为，所以x2-2y+1=0，得，因为为抛物线x2=2y向上平移个单位，所以焦点坐标为(0，1)，准线为y=0，所以点到(0，1)的距离与到y=0的距离相等，(1，3)-(x，y)+(x，y)-(0，1)=1-x，3-y+y3-y+y=3，当且仅当x=y=1时，取最小值故答案为3【点评】关于向量模长的问题，一般没有坐标时，利用平方公式展开计算；有坐标时，代入坐标公式求解，涉及模长的最值问题，一般需要转化为点与点之间的距离，或者点到线的距离等问题，利用几何方法求解三、解答题15已知向量，函数fx=mn（1）

16、若，求函数fx的最值；（2）若，且f=1，求的值【答案】（1）最大值为，最小值为；（2）【解析】（1）因为，所以，因为，所以，所以当，即时，最小，最小值为0，此时fx最大，最大值为；所以当，即时，最大，最大值为1，此时fx最小，最小值为即fx的最大值为，最小值为（2）由（1）得，又f=1，所以，所以，因为，所以，所以因为，所以，所以【点评】本题主要考查数量积的坐标表示，三角函数在闭区间上的最值求法，以及两角和的余弦公式的应用，意在考查学生的数学运算能力和转化能力，属于基础题解题关键是：整体思想的应用，一是将看成整体，利用三角函数图象求出最值；二是将看成整体，利用两角和的余弦公式展开求出高频易错

17、题一、解答题1已知a=2，b=1，向量a与向量b的夹角为，设向量，向量（1）求ab的值；（2）设ft=mn，求ft的表达式；若m与n的夹角为锐角，求实数t的取值范围【答案】（1）1；（2）f(t)=t2+6t+2，t-3+7且t2【解析】（1）（2）=4t+2t+t2+2=t2+6t+2，因为m与n的夹角为锐角，所以mn0，即t2+6t+20，解得t-3+7又由m和n共线，解得t=2，所以实数t的取值范围是t-3+7且t2【点评】本题考查向量的数量积向量m，n夹角为锐角是mn0的充分不必要条件，m，n夹角为0（即同向时）也有mn0，同样向量m，n夹角为钝角是mn0的充分不必要条件精准预测题一、

18、选择题1如图所示的ABC中，点D是线段AC上靠近A的三等分点，点E是线段AB的中点，则DE=（）ABCD【答案】B【解析】依题意，故选B【点评】本题主要考了向量的线性运算，属于基础题2如图，四边形OABC是边长为1的正方形，OD=3，点P为BCD内（含边界）的动点，设OP=OC+OD，R，则的最大值是（）ABCD【答案】D【解析】以O为原点，OD，OC为x，y轴建立如图所示的平面直角坐标系：因为四边形OABC是边长为1的正方形，OD=3，所以D(3，0)，B(1，1)，OD=(3，0)，OC=(0，1)，所以OP=OC+OD=(0，)+(3，0)=(3，)，设P(x，y)，则，所以，所以，即求

19、的最大值，因为点P为BCD内（含边界）的动点，所以由图可知，平移直线到经过点B(1，1)时，取得最大值，所以的最大值是，故选D【点评】建立平面直角坐标系，转化为线性规划求解是解题关键3如图，B是AC的中点，BE=2OB，P是平行四边形BCDE内（含边界）的一点，且OP=xOA+yOBx，yR，则下列结论正确的个数为（）当x=0时，y2，3；当P是线段CE的中点时，；若x+y为定值1，则在平面直角坐标系中，点P的轨迹是一条线段；x-y的最大值为-1A1B2C3D4【答案】C【解析】当x=0时，OP=yOB，则P在线段上，故1y3，故错；当P是线段CE的中点时，故对；x+y为定值1时，A，B，P三

20、点共线，又P是平行四边形BCDE内（含边界）的一点，故P的轨迹是线段，故对；如图，过P作，交OE于M，作，交AO的延长线于N，则：OP=ON+OM，又OP=xOA+yOB；x0，y1；由图形看出，当P与B重合时：OP=0OA+1OB；此时x取最大值0，y取最小值1；所以x-y取最大值-1，故正确，所以选项正确，故选C【点评】若OC=xOA+yOB，则三点共线x+y=1二、填空题4已知a=2，ab=-8，b=-3，4，则向量a与b的夹角的正切值为_【答案】【解析】设向量a与b的夹角为，因为b=-3，4，所以，又因为a=2，ab=-8，所以，即，又0，所以，即有，所以向量a与b的夹角的正切值为，故

21、答案为【点评】本题考查了利用向量的数量积求夹角的应用问题，属于基础题5已知单位向量，满足：，则向量与向量的夹角=_【答案】【解析】因为单位向量，所以，即，0，所以故答案为【点评】本题考查了向量垂直的条件，以及向量夹角的计算，属于基础题6已知向量，若，且，则x+y的最大值为_【答案】【解析】，且，与的夹角为，设，则，又，化简得x2+xy+y2=1，当且仅当时，等号成立，故答案为【点评】本题考查了平面向量的混合运算，还涉及利用基本不等式解决最值问题，考查学生的逻辑推理能力，属于中档题7如图，在直角梯形ABCD中，已知，DAB=90，AB=2，AD=CD=1，对角线AC交BD于点O，点M在AB上，且

22、满足OMBD，则AMBD的值为_【答案】【解析】如图以A为坐标原点，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，则，B(2，0)，C(1，1)，D(0，1)，则，因为AOBCOD，所以，所以O是AC的一个三等分点，且，所以设，则，因为OMBD，所以，解得，则，所以，故答案为【点评】本题考查向量的数量积的应用，考查向量的坐标表示，考查计算能力8已知平面内非零向量a，b，c，满足a=2，b=3，ab=3，若c2-2bc+8=0，则c-a的取值范围是_【答案】【解析】a=2，b=3，ab=3，又0，a，b的夹角为，建立如图所示直角坐标系，设，则A2，0，设Cx，y，则点C在以为圆心，1为半径的圆上，c-a的取值范围转化为圆上的点到定点2，0的距离的范围，圆心到点2，0的距离为，c-a的取值范围为，故答案为【点评】本题考查了向量垂直与数量积的关系，向量的坐标运算，考查了数形结合的思想方法以及圆上的点到定点距离的最大最小值，属于中档题9已知a，b，c分别为ABC的三个内角A，B，C的对边，a=c=5，且，G为ABC的重心，则GA=_【答案】【解析】由余弦定理得b2+c2-a2=2bccosA，将代入得，所以，设以AB，AC为邻边的平行四边形的另一个顶点为D，则，故答案为17【点评】本题考查余弦定理在解三角形中的应用，要熟练使用上弦定理角化边，并结合向量的数量积运算可更快的求解