1、平面向量的数量积练习题一、选择题1已知|b|3,a在b方向上的投影是,则ab为 ()A.B.C3D2解析:由数量积的几何意义知所以ab32.答案:D2设向量a,b满足|ab|,|ab|,则ab()A1B2C3D5解析:因为|ab|2(ab)2a2b22ab10,|ab|2(ab)2a2b22ab6,两式相减得:4ab4,所以ab1.答案:A3已知向量a,b满足|a|2,|b|1,ab1,则向量a与ab的夹角为()A.B.C.D.解析:|ab| ,设向量a与ab的夹角为,则cos ,又0,所以.答案:A4(2015陕西卷)对任意向量a,b,下列关系式中不恒成立的是()A|ab|a|b| B|ab
2、|a|b|C(ab)2|ab|2 D(ab)(ab)a2b2解析:根据ab|a|b|cos ,又cos 1,知|ab|a|b|,A恒成立当向量a和b方向不相同时,|ab|a|b|,B不恒成立根据|ab|2a22abb2(ab)2,C恒成立根据向量的运算性质得(ab)(ab)a2b2,D恒成立答案:B5若向量a与b的夹角为60,|b|4,且(a2b)(a3b)72,则a的模为()A2B4C6D12解析:因为(a2b)(a3b)a2ab6b2|a|2|a|b|cos 606|b|2|a|22|a|9672,所以|a|22|a|240,所以|a|6.答案:C6已知向量a(1,2),b(x,4),且a
3、b,则|ab|()A5 B3 C2 D2解析:因为ab,所以42x0,所以x2,ab(1,2)(2,4)(3,6),所以|ab|3.答案:B7(2015杭州模拟)如图,在圆O中,若弦AB3,弦AC5,则的值是()A8 B1 C1 D8答案D解析取BC的中点D,连接AD、OD,则有ODBC,(),()()()(22)(5232)8,选D8(2015福建卷)设a(1,2),b(1,1),cak b若bc,则实数k的值等于()A B C. D.解析:cak b(1k,2k),又bc,所以1(1k)1(2k)0,解得k.答案:A9已知A、B、C是坐标平面上的三点,其坐标分别为A(1,2)、B(4,1)
4、、C(0,1),则ABC的形状为()A直角三角形 B等腰三角形 C等腰直角三角形 D以上均不正确解析:(1,3),(3,1)因为330,所以ACAB.又因为|,|,所以ACAB.所以ABC为等腰直角三角形 答案:C10点O是ABC所在平面上一点,且满足,则点O是ABC的()A重心 B垂心 C内心 D外心解析:因为,所以()0,即0, 则.同理,.所以O是ABC的垂心答案:B11在ABC所在的平面内有一点P,满足,则PBC与ABC的面积之比是()A. B. C. D.解析:由,得0,即2,所以点P是CA边上的三等分点,如图所示 故.答案:C12O是平面ABC内的一定点,P是平面ABC内的一动点,
5、若0,则O为ABC的()A内心 B外心 C重心 D垂心解析:因为()()0,则()()0,所以220,所以|.同理可得|,即|.所以O为ABC的外心答案:B二、填空题13如图所示,ABC中C90且ACBC4,点M满足,则_解析:()4.答案:414.如图所示,已知点A(1,1),单位圆上半部分上的点B满足0,则向量的坐标为_解析:设B(x,y),y0,所以.答案:15在ABC中, a, b,c,且满足:|a|1,|b|2,|c|,则abbcca的值为_解析:在ABC中,因为|a|1,|b|2,|c|,所以ABC为直角三角形,且BCBA,以BA,BC为x,y轴建立坐标系,则B(0,0),A(,0
6、),C(0,1),所以a(0,1),b(,1),c(,0)所以abbcac1304.答案:416在ABC中,已知|4,且 8,则这个三角形的形状是_解析:因为44cos A8,所以cos A,所以A,所以ABC是正三角形答案:正三角形三、解答题17已知向量a(2,0),b(1,4)(1)求|ab|的值;(2)若向量k ab与a2b平行,求k的值;(3)若向量k ab与a2b的夹角为锐角,求k的取值范围解:(1)因为a(2,0),b(1,4),所以ab(3,4),则|ab|5.(2)因为a(2,0),b(1,4),所以k ab(2k1,4),a2b(4,8);因为向量k ab与a2b平行,所以8
7、(2k1)16,则k.(3)因为a(2,0),b(1,4),所以k ab(2k1,4),a2b(4,8);因为向量k ab与a2b的夹角为锐角,所以解得k或k.18.如图所示,ABCD是正方形,M是BC的中点,将正方形折起使点A与M重合,设折痕为EF,若正方形面积为64,求AEM的面积解:如图所示,建立直角坐标系,显然EF是AM的中垂线,设AM与EF交于点N,则N是AM的中点,又正方形边长为8,所以M(8,4),N(4,2)设点E(e,0),则(8,4),(4,2),(e,0),(4e,2),由得0,即(8,4)(4e,2)0,解得e5,即|5.所以SAEM|5410.19设向量a,b满足|a
8、|b|1,|3ab|.(1)求|a3b|的值;(2)求3ab与a3b夹角的正弦值解:(1)由|3ab|,得(3ab)25,所以9a26abb25.因为a2|a|21,b2|b2|1,所以96ab15.所以ab.所以(a3b)2a26ab9b2169115.所以|a3b|.(2)设3ab与a3b的夹角为.因为(3ab)(a3b)3a28ab3b231831.所以cos .因为0 180,所以sin .所以3ab与a3b夹角的正弦值为.20在四边形ABCD中,已知AB9,BC6,2.(1)若四边形ABCD是矩形,求的值;(2)若四边形ABCD是平行四边形,且6,求与夹角的余弦值解:(1)因为四边形
9、ABCD是矩形,所以0.由2,得,.所以()()2368118.(2)由题意,所以2361818.又6,所以186,所以36.又|cos 96cos 54cos ,所以54cos 36,即cos .所以与夹角的余弦值为.21 (2015济宁模拟)已知向量a(cos,sin),0,向量b(,1)(1)若ab,求的值;(2)若|2ab|m恒成立,求实数m的取值范围解析(1)ab,cossin0,得tan,又0,.(2)2ab(2cos,2sin1),|2ab|2(2cos)2(2sin1)288(sincos)88sin(),又0,sin(),1,|2ab|2的最大值为16.|2ab|的最大值为4
10、.又|2ab|4.22(本题满分12分)(2015厦门模拟)已知向量a(cos,sin),b(cosx,sinx),c(sinx2sin,cosx2cos),其中0x.(1)若,求函数f(x)bc的最小值及相应的x的值;(2)若a与b的夹角为,且ac,求tan2的值解析b(cosx,sinx),c(sinx2sin,cosx2cos),.f(x)bccosxsinx2cosxsinsinxcosx2sinxcos2sinxcosx(sinxcosx)令tsinxcosx(x),则t(1,),且2sinxcosxt21.yt2t1(t)2,t(1,)当t时,ymin,此时sinxcosx.即sin(x),sin(x),x,x.x,即x.所以函数f(x)的最小值为,相应的x的值为.(2)a与b的夹角为,coscoscosxsinsinxcos(x),0x,0x.x,ac,cos(sinx2sin)sin(cosx2cos)0,化简得sin(x)2sin20.代入x得sin(2)2sin2sin2cos20,tan2.