2021高考数学总复习(湖北理科)课后达标检测：第4章-第3课时.docx

[基础达标]
一、选择题
1．(2022·武汉市调研)已知向量a＝(－3,2)，b＝(－1,0)，若λa＋b与a－2b垂直，则实数λ的值为(　　)
A．－　　 　　　　　　　 B.
C．－ D.
解析：选A.由于向量a＝(－3,2)，b＝(－1,0)，所以λa＋b＝(－3λ，2λ)＋(－1,0)＝(－3λ－1,2λ)，
a－2b＝(－3,2)－2(－1,0)＝(－1,2)．又λa＋b与a－2b垂直，所以－1·(－3λ－1)＋2·2λ＝0，解得λ＝－，故选A.
2．(2021·高考福建卷)在四边形ABCD中，＝(1,2)，＝(－4,2)，则该四边形的面积为(　　)

A. B．2
C．5 D．10
解析：选C.∵·＝(1,2)·(－4,2)＝－4＋4＝0，∴⊥，∴S四边形ABCD＝||·||＝××2＝5.
3．在△ABC中，C＝90°，且CA＝CB＝3，点M在AB上，且满足＝2，则·等于(　　)
A．2 B．3
C．4 D．6
解析：选B.由题意可知，
·＝(＋)·
＝·＋·
＝0＋×3×3cos 45°＝3.故选B.
4．(2022·湖南长沙模拟)关于平面对量a，b，c，有下列三个命题：
①若a·b＝a·c，则a＝0或b＝c；
②若a＝(1，k)，b＝(－2,6)且a⊥b，则k＝；
③非零向量a，b满足|a|＝b|＝|a－b|，则a与a＋b的夹角为30°.其中全部真命题的个数为(　　)
A．0 B．1
C．2 D．3
解析：选C.若a·b＝a·c，则a·(b－c)＝0，可得a＝0或b＝c或a⊥(b－c)，即命题①不正确；若a＝(1，k)，b＝(－2，6)且a⊥b，则a·b＝－2＋6k＝0，得k＝，即命题②正确；非零向量a，b满足|a|＝|b|＝|a－b|，则可得出一个等边三角形，且a与a＋b的夹角为30°，即命题③正确，综上可得真命题有2个，故应选C.
5．(2022·武汉市部分学校高三调研测试)设x∈R，向量a＝(x,1)，b＝(1，－2)，且a⊥b，则|a＋b|＝(　　)
A B.
C．2 D．10
解析：选B.由a⊥b，得a·b＝(x,1)·(1，－2)＝x－2＝0，解得x＝2.所以|a＋b|＝|(3，－1)|＝.
二、填空题
6．(2021·高考重庆卷)在OA为边，OB为对角线的矩形中，＝(－3,1)，＝(－2，k)，则实数k＝________.
解析：如图所示，由于＝(－3,1)，＝(－2，k)，所以＝－＝(1，k－1)．

在矩形中，由⊥得 ·＝0，所以(－3,1)·(1，k－1)＝0，即－3×1＋1×(k－1)＝0，解得k＝4.
答案：4
7．(2022·辽宁大连模拟)已知向量a＝(2，－1)，b＝(x，－2)，c＝(3，y)，若a∥b，(a＋b)⊥(b－c)，M(x，y)，N(y，x)，则向量的模为__________．
解析：∵a∥b，∴x＝4，∴b＝(4，－2)，
∴a＋b＝(6，－3)，b－c＝(1，－2－y)．
∵(a＋b)⊥(b－c)，∴(a＋b)·(b－c)＝0，
即6－3(－2－y)＝0，∴y＝－4，
故向量＝(－8,8)，||＝8.
答案：8
8．已知向量a，b满足|a|＝2，|b|＝1，且(a＋b)⊥(a－b)，则a与b的夹角为________．
解析：由于(a＋b)⊥(a－b)，所以a2－b2－a·b＝0.又由于|a|＝2，|b|＝1，所以4－－a·b＝0，所以a·b＝1.又a·b＝|a|·|b|cos〈a，b〉＝1，所以cos〈a，b〉＝.又a与b的夹角范围为[0，π]，所以a与b的夹角为.
答案：
三、解答题
9．已知a＝(1,2)，b＝(－2，n)，a与b的夹角是45°，
(1)求b；
(2)若c与b同向，且a与c－a垂直，求c.
解：(1)∵a·b＝2n－2，|a|＝，|b|＝，
∴cos 45°＝＝，
∴3n2－16n－12＝0(n>1)．
∴n＝6或n＝－(舍去)，∴b＝(－2,6)．
(2)由(1)知，a·b＝10，|a|2＝5.
又∵c与b同向，故可设c＝λb(λ>0)．
∵(c－a)·a＝0，∴λb·a－|a|2＝0，
∴λ＝＝＝.
∴c＝b＝(－1,3)．
10．(2022·江苏徐州模拟)已知向量a＝(4,5cos α)，b＝(3，－4tan α)，α∈(0，)，a⊥b，求：
(1)|a＋b|；
(2)cos(α＋)的值．
解：(1)由于a⊥b，所以4×3＋5cos α×(－4tan α)＝0，
解得sin α＝.又由于α∈(0，)，
所以cos α＝，tan α＝＝，
所以a＋b＝(7,1)，
因此|a＋b|＝＝5.
(2)cos(α＋)＝cos αcos－sin αsin
＝×－×＝.
[力气提升]
一、选择题
1．(2022·云南昆明质检)在直角三角形ABC中，∠C＝，AC＝3，取点D使＝2，那么·＝(　　)
A．3 B．4
C．5 D．6

解析：选D.如图，＝＋.
又∵＝2，
∴＝＋＝＋(－)，
即＝＋，
∵∠C＝，∴·＝0，
∴·＝·
＝2＋·＝6，故选D.
2．在边长为1的正方形ABCD中，M为BC的中点，点E在线段AB上运动，则·的取值范围是(　　)
A．[，2] B．[0，]
C．[，] D．[0,1]

解析：选C.将正方形放入如图所示的平面直角坐标系中，设E(x,0)，0≤x≤1.又M(1，)，C(1,1)，所以＝(1－x，)，＝(1－x,1)，所以·＝(1－x，)·(1－x,1)＝(1－x)2＋.由于0≤x≤1，所以≤(1－x)2＋≤，即·的取值范围是[，]．
二、填空题
3．(2022·高考湖北卷)已知向量a＝(1,0)，b＝(1,1)，则
(1)与2a＋b同向的单位向量的坐标表示为__________；
(2)向量b－3a与向量a夹角的余弦值为__________．
解析：(1)∵2a＋b＝(3,1)，∴|2a＋b|＝＝.
∴与2a＋b同向的单位向量的坐标表示为＝.
(2)∵b－3a＝(－2,1)，∴|b－3a|＝，|a|＝1，
(b－3a)·a＝(－2,1)·(1,0)＝－2，
∴cos〈b－3a，a〉＝＝＝－.
答案：(1)　(2)－
4．(2022·江苏常州模拟)在△ABC中，有如下命题，其中正确的是________．
①－＝；②＋＋＝0；③若(＋)·(－)＝0，则△ABC为等腰三角形；④若·>0，则△ABC为锐角三角形．
解析：在△ABC中，－＝，①错误；若·>0，则∠B是钝角，△ABC是钝角三角形，④错误．
答案：②③
三、解答题
5．已知向量a＝(1,2)，b＝(cos α，sin α)，设m＝a＋tb(t为实数)．
(1)若α＝，求当|m|取最小值时实数t的值；
(2)若a⊥b，问：是否存在实数t，使得向量a－b和向量m的夹角为？若存在，恳求出t；若不存在，请说明理由．
解：(1)由于α＝，所以b＝，a·b＝，
则|m＝＝＝＝ ，
所以当t＝－时，|m|取到最小值，最小值为.
(2)存在实数t满足条件，理由如下：
假设存在满足条件的实数t，
则cos ＝，
由于a⊥b，所以a·b＝0，
得|a－b|＝＝，
|a＋tb|＝＝，
(a－b)·(a＋tb)＝5－t，
则有＝，且t<5，
整理得t2＋5t－5＝0，所以存在t＝满足条件．
6．(选做题)已知向量a＝，b＝，且x∈.
(1)求a·b及|a＋b|；
(2)若f(x)＝a·b－2λ|a＋b|的最小值为－，求正实数λ的值．
解：(1)a·b＝cos xcos －sin x sin
＝cos＝cos 2x，
|a＋b|2＝2＋2
＝2＋2cos 2x＝4cos2x，
∵x∈，∴cos x≥0，
∴|a＋b|＝2 cos x.
(2)∵f(x)＝cos 2x－4λcos x＝2cos2x－4λcos x－1，
∴f(x)＝2(cos x－λ)2－1－2λ2.
∵x∈，∴cos x∈[0,1]．
①当0≤λ≤1时，当且仅当cos x＝λ时，
f(x)取最小值－1－2λ2＝－，解得λ＝.
②当λ>1时，当且仅当cos x＝1时，f(x)取最小值1－4λ＝－，解得λ＝与λ>1冲突．
综上所述，λ＝即为所求．