2023年高考数学总复习高中数学平面向量综合讲义.pdf
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1、SYSU荣荣珠海珠海1平面向量平面向量综合讲义综合讲义前前言言.02近七年全国近七年全国卷高考真题卷高考真题.06.06第第 1 讲讲数量积基础数量积基础.071.1平行平行(共线共线).071.2垂直垂直.071.3夹角夹角.081.4模长模长.091.5投影投影.10第第 2 讲讲平面向量基本定理平面向量基本定理.13第第 3 讲讲最值(范围)最值(范围).15第第 4 讲讲等和线等和线.18第第 5 讲讲极化恒等式极化恒等式.20第第 6 讲讲“五心问题五心问题”(奔驰定理)(奔驰定理).22第第 7 讲讲矩形的两个小性质矩形的两个小性质.24第第 8 讲讲向量与其他知识综合向量与其他知
2、识综合.25第第 9 讲讲斜坐标系斜坐标系.26SYSU荣荣珠海珠海2前言前言【高考命题规律】【高考命题规律】年份题号题型考查内容思想方法分值20112011 年年理 10选择题向量积与三角函数、不等式模平方5 分文 13填空题单位向量,向量垂直方程思想5 分20122012 年年理 13填空题向量模长,夹角模平方5 分文 15填空题向量模长,夹角模平方5 分20132013 年年理 13填空题向量垂直方程思想5 分文 13填空题向量垂直方程思想5 分20142014 年年理 15填空题三点共线数形结合思想5 分文 6选择题平面向量基本定理数形结合思想5 分20152015 年年理 7选择题平
3、面向量基本定理数形结合思想5 分文 2选择题向量加减法数形结合思想5 分20162016 年年理 13填空题模运算模平方5 分文 13填空题垂直方程思想5 分20172017 年年理 13填空题模运算,平方模平方5 分文 13填空题垂直方程思想5 分全国卷向量主要以客观题形式出现,属于基础题,解决此类问题一要准确记忆公式一要准确记忆公式,二要准确运算二要准确运算。主要考察内容为向量的向量积运算以及坐标运算,涉及到模长问题牢记平方模长问题牢记平方(后开方后开方)的思路,便能直捣黄龙,一举破题。另外,虽然这几年全国卷平面向量不涉及到较难知识以及能力考查,但是备考方面还是应当适当提高训练训练难度,如
4、建系解决棘手数量积问题等,至于等和线、奔驰定理、极化恒等式等进阶知识则因人因地因时制宜。SYSU荣荣珠海珠海3【基础知识基础知识】一、一、向量的有关概念向量的有关概念1、向量、向量:既有大小又有方向的量叫做向量.向量的大小叫向量的模(也就是用来表示向量的有向线段的长度).2、向量的表示方法、向量的表示方法:(1)字母表示法:如,a b c 等.(2)几何表示法:用一条有向线段表示向量.如AB,CD 等.(3)坐标表示法:在平面直角坐标系中,设向量OA 的起点O为在坐标原点,终点A坐标为,x y,则,x y称为OA 的坐标,记为OA=,x y.注:向量既有代数特征,又有几何特征,它是数形兼备的好
5、工具.3、相等向量、相等向量:长度相等且方向相同的向量.向量可以自由平移,平移前后的向量相等.两向量a与b相等,记为ab.注:向量不能比较大小4、零向量、零向量:长度为零的向量叫零向量.零向量只有一个,其方向是任意的.5、单位向量、单位向量:长度等于 1 个单位的向量.单位向量有无数个,每一个方向都有一个单位向量.6 6、共线共线(平行平行)向量向量:方向相同或相反的非零向量,叫共线向量.任一组共线向量都可以移到同一直线上.规定规定:0与任一向量共线与任一向量共线.7 7、相反向量相反向量:长度相等且方向相反的向量.二、向量的运算二、向量的运算1、三角形法则与平行四边形法则三角形法则与平行四边
6、形法则OAOBOC ,OBOAAB 注:abababSYSU荣荣珠海珠海42、数乘运算、数乘运算(1)规定:实数与向量a的积是一个向量,这种运算叫做向量的数乘.记作:a(2)平面向量共线定理:向量(0)a a 与b共线,当且仅当有唯一一个实数,使ba.3 3、平面向量数量积、平面向量数量积(1)cosa ba b (2)a在b方向上的投影为:cosa(3)222=aaaa向量夹角的确定:向量,a b 的夹角指的是将,a b 的起点重合所成的角,0,4 4、平面向量基本定理、平面向量基本定理如果12,e e 是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内任一向量a,有且只有一对实数12,,使1
7、 122aee(1)不共线的向量即可作为一组基底表示所有的向量(2)唯一性:若1 122aee 且1 122aee,则11225 5、平面向量的坐标运算平面向量的坐标运算(1)设1122(,),(,)ax ybxy,则:1212(,)abxxyy1212(,)abxxyy11(,)axy1221/0ababx yx y121200aba bx xy y 121222221122cosx xy ya ba bxyxy (2)设2211,yxByxA,则:2121(,)ABxx yy 222121()()ABxxyy 在处理向量数量积问题时,若几何图形特殊(如正方形,等边三角形等),易于建系并写出
8、点的坐标,则考虑将向量坐标化,一旦所求向量用坐标表示,其数量积等问题迎刃而解。SYSU荣荣珠海珠海5常见的可考虑建系的图形:常见的可考虑建系的图形:(1)具备对称性质的图形:长方形,正方形,等边三角形,圆形(2)带有直角的图形:直角梯形,直角三角形(3)具备特殊角度的图形(30,45,60,120等)6、模长、模长(1)有关模长的不等问题:通常考虑利用“模长平方”或“坐标化”得到模长与某个变量间的函数关系,从而将问题转化为求函数最值问题(2)利用几何法求模长的条件:条件中的向量运算可构成特殊的几何图形,且所求向量与几何图形中的某条线段相关,则可考虑利用条件中的几何知识处理模长7 7、线段定比分
9、点、线段定比分点(1)12PP 定比分点坐标公式:设111(,)P x y、222(,)P xy、(,)P xy,12PPPP 则:121211xxxyyy1,特殊地,1当时得中点坐标公式:222121yyyxxx另外,注意一下定比分点的向量公式:O为平面内任意一点,12PPPP,则12(1)OPOPOP .(2)三角形重心公式及推导(见课本例 2):三角形重心公式:)3,3(321321yyyxxx8 8、点的平移公式、点的平移公式平移前的点为(,)P x y(原坐标),平移后的对应点为(,)P x y(新坐标),平移向量为(,)PPh k,则.xxhyyk ,从而函数()yf x的图像按向
10、量(,)ah k平移后的图像的解析式为().ykf xhSYSU荣荣珠海珠海6【近七年全国近七年全国卷真题卷真题】(2017 理理 13)已知向量,a b 的夹角为60,2,1ab则2ab_(2017 文文 13)已知向量(1,2),(,1)abm,若向量ab与a垂直,则m _(2016 理理 13)设向量(,1),(1,2)amb且222abab,则m(2016 文文 13)设向量(,1),(1,2)ax xb,且ab,则x(2015 理理 7)设D为ABC所在平面内一点3BCCD ,则()(A)1433ADABAC (B)1433ADABAC(C)4133ADABAC(D)4133ADAB
11、AC(2015 文文 2)已知点(0,1),(3,2)AB,向量(4,3)AC ,则向量BC ()(A)(7,4)(B)(7,4)(C)(1,4)(D)(1,4)(2014 理理 15)已知,A B C是圆O上的三点,若1()2AOABAC,则AB 与AC的夹角为(2014 文文 6)设,D E F分别为ABC的三边,BC CA AB的中点,则EBFC ()(A)AD(B)12AD(C)12BC(D)BC(2013 文理文理 13)已知两个单位向量,a b 的夹角为60,(1)ctat b,若0b c ,则t _(2012 文理文理 15,13)已知向量,a b 夹角为 45,且|1a,|2|
12、10ab,则|b _(2011 理理 10)已知a与b均为单位向量,其夹角为,有下列四个命题12:10,)3Pab 22:1(,3Pab 3:10,)3Pab 1:1(,3Pab 其中的真命题是()(A)14,P P(B)13,P P(C)23,P P(D)24,P P(2011 文文 13)已知a与b为两个垂直的单位向量,k为实数,若向量ab与向量kab垂直,则k SYSU荣荣珠海珠海7第第 1 讲讲 数量积基础数量积基础1.1向量的概念向量的概念(2018.1 茂名一模)茂名一模)对于向量,a b c 和实数,下列命题中真命题是()(A)若0a b,则0a 或0b(B)若0a,则0或0a(
13、C)若22ab,则ab或ab(D)若a ba c ,则bc1.2 平行(共线)平行(共线)(2017 山东文山东文 11)已知向量(2,6),(1,)ab,若/ab则1、(2017.12 广州调研广州调研)已知向量,2ax x,3,4b ,若ab,则向量a的模为_2、(2017 衡水四调衡水四调)设向量(1,2),(,1)abm,若向量2ab与2ab平行,则m()(A)72(B)12(C)32(D)523、(2017 衡水五调衡水五调)已知向量2,1,1,3ab ,则()(A)/ab(B)ab(C)aab(D)/aab4、(2017.03 广一模)广一模)已知向量1,2a,,1bx,若/()a
14、ab,则a b SYSU荣荣珠海珠海81.3 垂直垂直1、(2017.12 广东五校联考广东五校联考)设平面向量m与向量n互相垂直,且2(11,2)mn,若|5m,则|n 2、(2017.04 深圳二调深圳二调)已知平面向量,a b,若3,2ab,a与b的夹角6,且()amba则m()(A)12(B)1(C)3(D)23、(2017 广广东东江江西西福福建建三省十校联考三省十校联考)已知平面向量,a b 满足2,1ab,a与b的夹角为23,且(+(2)abab),则实数的值为_4、(2017 河南安阳二模河南安阳二模)已知向量(3,1),(1,3),(,2)abck,若()()acab,则k
15、5、(2017.03 河南洛阳模拟河南洛阳模拟)已知,a b 是非零向量且满足(2),(2)aba bab,则a与b的夹角是()(A)6(B)3(C)23(D)566、(2017 广西广西 5 月考前联考月考前联考)设向量2log 3,am,3log 4,1b,且ab,则m的值为_SYSU荣荣珠海珠海91.4 夹角夹角1、(2017.12 衡水六调衡水六调)已知1,7,4aababa,则向量a与b的夹角为_2、(2017.03 广一模广一模)已知1,2ab,且()aab,则向量a与向量b的夹角是3 3、(2017.042017.04 江西八校联考江西八校联考)已知向量,a b 的夹角为3,且2
16、a,1b,则向量a与向量2ab的夹角为()(A)6(B)3(C)4(D)24 4、(2017.032017.03 湖北黄冈调研湖北黄冈调研)已知两个平面向量 ab,满足1 221aab,且a与b的夹角为120,则b 5、(2017 河北邯郸一模河北邯郸一模)已知向量,a b 满足2a|,3b|,()1aba,则a与b的夹角为()(A)6(B)3(C)4(D)26、(2017 山西烟台一模山西烟台一模)已知向量(1,3)a,向量c满足10c,若5a c ,则a与c的夹角大小为_7、(2017.12 化州一模化州一模)已知(2sin13,2sin77)a,1ab,a与ab的夹角为3,则a b()(
17、A)2(B)3(C)4(D)58 8、(2017.122017.12 广东五校联考广东五校联考)设平面向量m与向量n互相垂直,且2(11,2)mn,若|5m,则|n SYSU荣荣珠海珠海101.5模长模长利用代数方法处理向量的模长问题,主要采取模长平方数量积和坐标两种方式1、模长平方:通过22cos0aaaa可得:22aa,将模长问题转化为数量积问题,从而能够与条件中的已知向量(已知模长,夹角的基向量)找到联系。要注意计算完向量数量积后别忘记开方2、坐标运算:若,ax y,则22axy。某些题目如果能把几何图形放入坐标系中,则只要确定所求向量的坐标,即可求出(或表示)出模长3、有关模长的不等问
18、题:通常考虑利用“模长平方”或“坐标化”得到模长与某个变量间的函数关系,从而将问题转化为求函数最值问题例例 1:在ABC中,O为BC中点,若1,3,60ABACA,则OA _例例 2:已 知 平 面 向 量,OA OB 的 夹 角2,33,且3OAOB ,若1233OPOAOB ,则OP 的取值范围是_1 1、(2017.122017.12 化州一模化州一模)平面向量,a b 的夹角为060,(2,0)a,1b ,则2ab2 2、(2017.042017.04 山东德州二模山东德州二模)已知平面向量a和b的夹角为60,(2,0)a,|1b,则|2|ab()(A)20(B)12(C)4 3(D)
19、2 33、(2017 广西南宁一模广西南宁一模)已知非零向量,a b 满足2abab,且a与b的夹角的余弦值为14,则ab 等于()(A)12(B)23(C)32(D)2SYSU荣荣珠海珠海114、(2017 河南安阳一模河南安阳一模)已知平面向量(1,2),(2,)abm,且abab|,则2ab_5、(2017 吉林省市模拟吉林省市模拟)已知向量,a b 满足1abab,则2ab()(A)3(B)3(C)7(D)76、(2017 山东潍坊一模山东潍坊一模)已知向量,a b,其中2,1ab,且aba,则2ab_7 7、(2017.032017.03 安徽安庆二模安徽安庆二模)已知向量3,2,(
20、)0abaab,则ab8 8、(2017.122017.12 化州一模化州一模)平面向量,a b 的夹角为060,(2,0)a,1b,则2ab9 9、(2017.122017.12 福建华安一中福建华安一中)已知向量(1,1),(2,)aby,若aba b,则y _SYSU荣荣珠海珠海121.5投影投影投影的计算公式:aba bb 例:例:(2017 北京文北京文 12)已知点P在圆221xy上,点A的坐标为(2,0),O为原点,则AO AP 的最大值为_1、(2017 安徽黄山二模安徽黄山二模)已知13(,)22a,1,22bab,则b在a上的投影为_2、(2017.12 福建华安一中福建华
21、安一中)已知向量,a b 的夹角为060,且2ab,则向量ab在向量a方向上的投影为()(A)3(B)3(C)3(D)33、(2017 山西一模山西一模)在ABC中,已知2,1,60ABACA,D为AB的中点,则向量AD在BC 上的投影为_4、(2017 荆襄宜荆襄宜等等四地七校联考四地七校联考)如图,三个边长为的等边三角形有一条边在同一直线上,边33B C上 有10个 不 同 的 点1210,P PP,记2(1,2,10)iimAB AP i ,则1210mmm的值为()(A)15 3(B)45(C)60 3(D)1805、已 知M为 直 角 三 角 形ABC的 外 接 圆,OB是 斜 边A
22、C上 的 高,且6,2 2ACOB,AOOC,点P为线段OA的中点,若DE是M中绕圆心M运动的一条直径,则PD PE _SYSU荣荣珠海珠海13第第 2 讲讲平面向量基本定理平面向量基本定理应用平面向量基本定理表示向量的实质是利用平行四边形法则或三角形法则进行向量的加、减或数乘运算用向量基本定理解决问题的一般思路是:先选择一组基底,并运用该基底将条件和结论表示成向量的形式,再通过向量的运算来解决1、(2017 四川七中三诊四川七中三诊)设D为ABC中BC边上的中点,且O为AD边上靠近点A的三等分点,则()(A)5166BOABAC (B)1162BOABAC (C)5166BOABAC (D)
23、1162BOABAC 2、(2017 河北五个一联盟河北五个一联盟)已知点(1,0),(1,3)AB,点C在第二象限,且120AOC,4OCOAOB ,则_3、(2017.03 吉 林 长 春 二 模吉 林 长 春 二 模)在ABC中,D为 三 角 形 所 在 平 面 内 一 点,且1132ADABAC,则ABDABCSS()(A)23(B)13(C)16(D)124、(2017 湖北重点中学联考湖北重点中学联考)若等边ABC的边长为3,平面内一点M满足1132CMCBCA ,则AM MB 的值为_5、(2017 江西江西 4 月质检月质检)在矩形ABCD中,2AB,3AD,点F为CD的中点,
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