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平面向量的根本定理及坐标表示
课时作业
1.向量a,b满足a+b=(-1,5),a-b=(5,-3),那么b=( )
A.(-3,4) B.(3,4)
C.(3,-4) D.(-3,-4)
答案 A
解析 由a+b=(-1,5),a-b=(5,-3),得2b=(-1,5)-(5,-3)=(-6,8),所以b=(-6,8)=(-3,4).
2.A(1,4),B(-3,2),向量=(2,4),D为AC的中点,那么=( )
A.(1,3) B.(3,3)
C.(-3,-3) D.(-1,-3)
答案 B
解析 设C(x,y),那么=(x+3,y-2)=(2,4),所以解得即C(-1,6).
由D为AC的中点可得点D的坐标为(0,5),所以=(0+3,5-2)=(3,3).
3.(2022·吉林白山模拟)AC为平行四边形ABCD的一条对角线,=(2,4),=(1,3),那么=( )
A.(2,4) B.(3,7)
C.(1,1) D.(-1,-1)
答案 D
解析 ∵=-=(-1,-1),∴==(-1,-1).
4.向量与向量a=(1,-2)反向共线,||=2,点A的坐标为(3,-4),那么点B的坐标为( )
A.(1,0) B.(0,1)
C.(5,-8) D.(-8,5)
答案 A
解析 依题意,设=λa,其中λ<0,那么有||=|λa|=-λ|a|,即2=-λ,∴λ=-2,∴=-2a=(-2,4),因此点B的坐标是(-2,4)+(3,-4)=(1,0).应选A.
5.点O为正六边形ABCDEF的中心,那么可作为基底的一对向量是( )
A., B.,
C., D.,
答案 B
解析 如图,在正六边形ABCDEF中,与,与,与共线,不能作为基底向量,与不共线,可以作为基底向量.应选B.
6.在△ABC中,P,Q分别是AB,BC的三等分点,且AP=AB,BQ=BC,假设=a,=b,那么P=( )
A.a+b B.-a+b
C.a-b D.-a-b
答案 A
解析 由题意知=+=+=+(-)=+=a+b.
7.假设α,β是一组基底,向量γ=xα+yβ(x,y∈R),那么称(x,y)为向量γ在基底α,β下的坐标.现向量a在基底p=(1,-1),q=(2,1)下的坐标为(-2,2),那么a在基底m=(-1,1),n=(1,2)下的坐标为( )
A.(2,0) B.(0,-2)
C.(-2,0) D.(0,2)
答案 D
解析 由,可得a=-2p+2q=(-2,2)+(4,2)=(2,4).设a=xm+yn,那么(2,4)=x(-1,1)+y(1,2)=(-x+y,x+2y),∴解得x=0,y=2.应选D.
8.(2022·德州模拟)如图,向量e1,e2,a的起点与终点均在正方形网格的格点上,那么向量a可用基底e1,e2表示为( )
A.e1+e2 B.-2e1+e2
C.2e1-e2 D.2e1+e2
答案 B
解析 由题意可取e1=(1,0),e2=(-1,1),a=(-3,1),设a=xe1+ye2=x(1,0)+y(-1,1)=(x-y,y),即解得故a=-2e1+e2.
9.在平面直角坐标系xOy中,点A(1,0),B(0,1),C为坐标平面第一象限内一点且∠AOC=,|OC|=2,假设 =λ+μ,那么λ+μ=( )
A.2 B.
C.2 D.4
答案 A
解析 因为|OC|=2,∠AOC=,所以C(,),又因为=λ+μ,所以(,)=λ(1,0)+μ(0,1)=(λ,μ),所以λ=μ=,所以λ+μ=2.
10.(2022·益阳市高三期末)在△ABC中,M为AC的中点,=,=x+y,那么x+y=( )
A.1 B.
C. D.
答案 B
解析 如图,∵M为AC的中点,=,
∴=+=+=+(-)=-+.
又=x+y,且,不共线,
∴根据平面向量根本定理得,x=-1,y=,
∴x+y=.应选B.
11.在△ABC中,点D在线段BC的延长线上,且=3,点O在线段CD上(与点C,D不重合),假设=x+(1-x),那么x的取值范围是( )
A. B.
C. D.
答案 D
解析 解法一:由有+=x+-x,那么=x(-)=x=-3x,
因为0<-3x<1,所以x∈.
解法二:设=y,因为=+=+y=+y(-)=-y+(1+y).
因为=3,点O在线段CD上(与点C,D不重合),所以y∈.因为=x+(1-x),
所以x=-y,所以x∈.应选D.
12.在等腰直角△ABC中,AC=BC,D在AB边上且满足=t+(1-t),假设∠ACD=60°,那么t的值为( )
A. B.-1
C. D.
答案 A
解析 由题意知∠ACB=90°,建立如下图的平面直角坐标系,设AC=BC=1,那么C(0,0),A(1,0),B(0,1),直线AB的方程为x+y=1,直线CD的方程为y=x,联立解得,x=,y=,故D,故=,=(1,0),=(0,1),故=t+(1-t)=(t,1-t),故=(t,1-t),故t=.
13.(2022·江苏无锡模拟)向量a=(2,1),b=(1,-2),假设ma+nb=(9,-8)(m,n∈R),那么m-n的值为________.
答案 -3
解析 ∵ma+nb=(2m+n,m-2n)=(9,-8),
∴∴∴m-n=2-5=-3.
14.梯形ABCD,其中AB∥CD,且DC=2AB,三个顶点A(1,2),B(2,1),C(4,2),那么点D的坐标为________.
答案 (2,4)
解析 因为在梯形ABCD中,DC=2AB,AB∥CD,所以=2.
设点D的坐标为(x,y),
那么=(4,2)-(x,y)=(4-x,2-y),
=(2,1)-(1,2)=(1,-1),
所以(4-x,2-y)=2(1,-1),
即(4-x,2-y)=(2,-2),
所以解得故点D的坐标为(2,4).
15.向量a,b,c在正方形网格中的位置如下图.假设c=λa+μb(λ,μ∈R),那么=________.
答案 4
解析 以向量a和b的交点为坐标原点建立如下图的坐标系,设每个小正方形的边长为1个单位,那么A(1,-1),B(6,2),C(5,-1),所以a==(-1,1),b==(6,2),c==(-1,-3).由c=λa+μb可得
解得所以=4.
16.(2022·石家庄重点高中摸底)在▱ABCD中,M为BC的中点,假设=λ+μ,那么λμ=________.
答案
解析 =+=+,①
=+=-,②
由①②消去得2+=3,
即=+,∴λ=,μ=.故λμ=.
17.a=(1,0),b=(2,1).
(1)当k为何值时,ka-b与a+2b共线;
(2)假设=2a+3b,=a+mb,且A,B,C三点共线,求m的值.
解 (1)∵a=(1,0),b=(2,1),
∴ka-b=k(1,0)-(2,1)=(k-2,-1),
a+2b=(1,0)+2(2,1)=(5,2),
∵ka-b与a+2b共线,
∴2(k-2)-(-1)×5=0,∴k=-.
(2)=2(1,0)+3(2,1)=(8,3).
=(1,0)+m(2,1)=(2m+1,m).
∵A,B,C三点共线,∴∥,
∴8m-3(2m+1)=0,∴m=.
18.假设点M是△ABC所在平面内一点,且满足=+.
(1)求△ABM与△ABC的面积之比;
(2)假设N为AB的中点,AM与CN交于点O,设=x+y,求x,y的值.
解 (1)由=+,可知M,B,C三点共线.
如图令=λ得=+=+λ=+λ(-)=(1-λ)+λ,所以λ=,所以=,即面积之比为1∶4.
(2)由=x+y得=x+,=+y,
由O,M,A三点共线及O,N,C三点共线
⇒⇒
19.(2022·启东模拟)如图,G是△OAB的重心,P,Q分别是边OA,OB上的动点,且P,G,Q三点共线.
(1)设=λ,将用λ,,表示;
(2)设=x,=y,证明:+是定值.
解 (1)=+=+λ=+λ(-)=(1-λ)+λ.
(2)证明:由(1),得=(1-λ)+λ
=(1-λ)x+λy,①
∵G是△OAB的重心,
∴==×(+)
=+.②
而,不共线,
∴由①②,得解得
∴+=3(定值).
20.(2022·衡水中学调研)如图,平面内有三个向量,,,其中与的夹角为120°,与的夹角为30°,且||=||=1,||=2.假设=λ+μ(λ,μ∈R),求λ+μ的值.
解 解法一:如图,作平行四边形OB1CA1,那么=+,因为与的夹角为120°,与的夹角为30°,所以∠B1OC=90°.
在Rt△OB1C中,∠OCB1=30°,|OC|=2,
所以|OB1|=2,|B1C|=4,
所以|OA1|=|B1C|=4,所以=4+2,所以λ=4,μ=2,所以λ+μ=6.
解法二:以O为坐标原点,建立如下图的平面直角坐标系,那么A(1,0),B,C(3,).
由=λ+μ,得解得
所以λ+μ=6.
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