9平面向量数量积的坐标表示课时检测(附解析新人教A版必修第二册)
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2022-01-15 16:00:04
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平面向量数量积的坐标表示[A级 基础巩固]1.a=(-4,3),b=(5,6),则3|a|2-4a·b等于( )A.23 B.57C.63D.83解析:选D 3|a|2-4a·b=3[(-4)2+32]-4(-4×5+3×6)=83.故选D.2.已知A(2,1),B(3,2),C(-1,4),则△ABC是( )A.锐角三角形B.直角三角形C.钝角三角形D.任意三角形解析:选B 由已知=(1,1),=(-3,3),所以cosA===0,则A=.故选B.3.平面向量a与b的夹角为60°,a=(2,0),|b|=1,则|a+2b|等于( )A.B.2C.4D.12解析:选B a=(2,0),|b|=1,∴|a|=2,a·b=2×1×cos60°=1.∴|a+2b|==2.4.若向量=(3,-1),n=(2,1),且n·=7,则n·=( )A.-2B.2C.-2或2D.0解析:选B ∵+=,∴n·(+)=n·,即n·+n·=n·,∴n·=n·-n·=7-5=2.5.已知向量a=(0,-2),b=(1,),则向量a在向量b上的投影向量的坐标为( )A.B.C.D.解析:选D 向量a在向量b上的投影向量为·=·=-b,其坐标为-5
(1,)=.故选D.6.设向量a=(x+1,-x),b=(1,2),且a⊥b,则|a|=________.解析:因为a⊥b,所以a·b=0,则x+1+(-x)×2=0,解得x=1,则|a|==.答案:7.已知a=(-1,3),b=(1,y).若a与b的夹角为45°,则y=________.解析:a·b=-1+3y,|a|=,|b|=,∵a与b的夹角为45°,∴cos45°===.解得y=2或y=-(舍去).答案:28.已知向量a=(,1),b是不平行于x轴的单位向量,且a·b=,则b=________.解析:设b=(x,y).∵|b|==1,∴x2+y2=1.∵a·b=x+y=,∴x2+[(1-x)]2=1.∴4x2-6x+2=0.∴2x2-3x+1=0.∴x1=1,x2=,∴y1=0,y2=.∵(1,0)是与x轴平行的向量,舍去,∴b=.答案:9.已知向量a=e1-e2,b=4e1+3e2,其中e1=(1,0),e2=(0,1).(1)试计算a·b及|a+b|的值;(2)求向量a与b夹角的余弦值.解:(1)∵a=e1-e2=(1,0)-(0,1)=(1,-1),b=4e1+3e2=4(1,0)+3(0,1)=(4,3),∴a·b=4×1+3×(-1)=1,|a+b|===.(2)设a,b的夹角为θ,∵a·b=|a||b|cosθ,∴cosθ===.5
10.已知三点A(2,1),B(3,2),D(-1,4).(1)求证:AB⊥AD;(2)若四边形ABCD为矩形,求点C的坐标及矩形ABCD两对角线所夹的锐角的余弦值.解:(1)证明:∵A(2,1),B(3,2),D(-1,4),∴=(1,1),=(-3,3).又·=1×(-3)+1×3=0,∴⊥,∴AB⊥AD.(2)∵⊥,四边形ABCD为矩形,∴=.设点C的坐标为(x,y),则=(x+1,y-4).又=(1,1),∴解得∴点C的坐标为(0,5).∴=(-2,4),=(-4,2),∴||=2,||=2,·=8+8=16.设与的夹角为θ,则cosθ===.故矩形ABCD的两条对角线所夹的锐角的余弦值为.[B级 综合运用]11.已知在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90°,AB=BC=2,AD=1,梯形所在平面内一点P满足+=2,则·=( )A.-B.-1C.-2D.-2解析:选B 建立如图所示的平面直角坐标系,因为AD∥BC,∠ABC=90°,AB=BC=2,AD=1,所以B(0,0),A(0,2),C(2,0),D(1,2),所以=(0,2),=(2,0),因为+=2,所以2=(0,2)+(2,0)=(2,2),故=(1,1),故P(1,1),=(0,1),=(1,5
-1),所以·=0×1+1×(-1)=-1.12.已知a,b,c均为单位向量,且|a+b|=1,则(a-b)·c的取值范围是( )A.[0,1]B.[-1,1]C.[-,]D.[0,]解析:选C 由a,b为单位向量和|a+b|=1的几何意义,可知|a-b|=,设a-b与c的夹角为θ,则(a-b)·c=|a-b||c|·cosθ=cosθ,∵cosθ∈[-1,1],∴(a-b)·c的取值范围为[-,].13.设m=(a,b),n=(c,d),规定两向量m,n之间的一个运算“⊗”为m⊗n=(ac-bd,ad+bc),若已知p=(1,2),p⊗q=(-4,-3),则q的坐标为________.解析:设q=(x,y),则p⊗q=(x-2y,y+2x)=(-4,-3),∴∴∴q=(-2,1).答案:(-2,1)14.如图,在△ABC中,·=0,||=8,||=6,l为线段BC的垂直平分线,l与BC交于点D,E为l上异于D的任意一点.(1)求·的值;(2)判断·的值是否为一个常数,并说明理由.解:(1)以点D为坐标原点,BC所在直线为x轴,直线l为y轴建立平面直角坐标系(图略),由题意易知|BC|=10,则D(0,0),B(-5,0),C(5,0),A,此时=,=(-10,0),所以·=-×(-10)+×0=14.(2)是一个常数.理由如下:设点E的坐标为(0,y)(y≠0),此时=,所以·=-×(-10)+×0=14,为常数,故·5
的值是一个常数.[C级 拓展探究]15.在平面直角坐标系xOy中,给定A(x1,y1),B(x2,y2),假设O,A,B不在同一条直线上,如图所示,你能用A,B的坐标表示出△OAB的面积吗?并给出理由.解:S△OAB=|x1y2-x2y1|.理由如下:如图所示,记t=OA,a=(-y1,x1),则容易验证,a是与垂直的单位向量.过B作OA的垂线BC.因为a为单位向量,所以由向量数量积的几何意义可知BC=|a·|,因此,△OAB的面积为S=AO×BC=AO×|a·|=t×==.5