2025高考帮备考教案数学第六章 平面向量、复数突破1 平面向量中的综合问题含答案.docx
《2025高考帮备考教案数学第六章 平面向量、复数突破1 平面向量中的综合问题含答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2025高考帮备考教案数学第六章 平面向量、复数突破1 平面向量中的综合问题含答案.docx(31页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、2025高考帮备考教案数学第六章平面向量、复数突破1平面向量中的综合问题命题点1平面向量与其他知识的综合角度1平面向量与平面几何例1 在ABC中,M是边BC的中点,N是线段BM的中点.若BAC6,ABC的面积为3,则AMAN取最小值时,BC(A)A.2B.4C.23D.43解析设ABC的内角BAC,B,C的对边分别为a,b,c,由题意知,SABC12bcsin63,bc43,ABACbccos66.M为BC的中点,N为BM的中点,故AM12AB12AC,AN34AB14AC,AMAN(12AB12AC)(34AB14AC)18b238c2321838bc36,当且仅当b3c,即b23,c2时等
2、号成立,AMAN取到最小值,此时ab2c22bccos62,即BC2.故选A.角度2平面向量与三角函数例2 多选/2021新高考卷已知O为坐标原点,点P1(cos ,sin ),P2(cos ,sin ),P3(cos(),sin(),A(1,0),则(AC)A.OP1OP2B.AP1AP2C.OAOP3OP1OP2D.OAOP1OP2OP3解析由题可知,OP1cos2sin21,OP2cos2(sin)21,所以OP1OP2,故A正确;取4,则P1(22,22),取54,则P2(22,22),则AP1AP2,故B错误;因为OAOP3cos(),OP1OP2cos cos sin sin co
3、s(),所以OAOP3OP1OP2,故C正确;因为OAOP1cos ,OP2OP3cos cos()sin sin()cos(2), 取4,4,(用取特殊值法进行排除)则OAOP122,OP2OP3cos3422,所以OAOP1OP2OP3,故D错误.故选AC.角度3平面向量与解析几何例3 2023辽宁省实验中学第五次模拟已知向量b,c和单位向量a满足ab2b,caca4,则bc的最大值为(C)A.423B.2C.2D.52解析设a(1,0),b(x,y),由ab2b可得(x1)2y24(x2y2),化简可得3x23y22x10,即(x13)2y249.设c(x0,y0),则由caca4,可得
4、(x01)2y02(x0+1)2y024,故点(x0,y0)的轨迹是以(1,0),(1,0)为焦点,长轴2a4的椭圆,其方程为x24y231.设b,c夹角为,则bcbccos ,如图,由圆与椭圆的性质可得,b23131,c2,cos 1,三者可同时取等号,故当b,c同向且方向与x轴正方向相反时,bc取得最大值2.故选C.方法技巧1.解平面向量与平面几何综合问题的步骤(1)设出向量或将某些向量用其他向量进行表示,将几何问题转化为向量问题;(2)利用向量之间的计算解决几何图形上的长度、夹角等问题.2.平面向量与三角函数综合问题的解题思路运用向量共线或垂直的坐标表示,向量的有关运算等,得到三角函数的
5、关系式,然后求解.3.平面向量与解析几何综合问题的解题思路利用向量的意义、运算脱去“向量外衣”,将条件转化求解.训练1 (1)全国卷设抛物线C:y24x的焦点为F,过点(2,0)且斜率为23的直线与C交于M,N两点,则FMFN(D)A.5B.6C.7D.8解析过点(2,0)且斜率为23的直线方程为y23(x2),由y23(x+2),y2=4x,消元整理得x25x40,解得x1或x4,所以x=1,y=2或x=4,y=4.不妨设M(1,2),N(4,4),易知F(1,0),所以FM(0,2),FN(3,4),所以FMFN8.故选D.(2)多选/2023广东汕头二模在ABC中,已知AB2,AC5,B
6、AC60,BC,AC边上的中线AM,BN相交于点P,下列结论正确的是(ABD)A.AM392B.BN212C.cosMPN2121D.PAPBPC0解析因为M是BC的中点,所以AM12(ABAC).对于A,AMAM12(ABAC)212AB2AC2+2ABAC392,故A正确.对于B,BNBN(12ACAB)214AC2AB2ABAC212,故B正确.对于C,AMBN12(ABAC)(12ACAB)14AC214ABAC12AB23,cosMPNcosAM,BNAMBNAM|BN49191,故C错误.对于D,由题意知,P为ABC的重心,则PAPBPC13(ABAC)13AC23AB23AC13
7、AB0,故D正确.故选ABD.命题点2和向量有关的最值(范围)问题角度1与平面向量基本定理有关的最值(范围)问题例4 2023福建省宁德市模拟在平面直角坐标系xOy中,点P为圆O:x2y21上的任意一点,点A(2,0),B(1,1),若OPOAOB,则2的最大值为(C)A.3B.2C.5D.6解析由已知可设点P(cos ,sin ),则OP(cos ,sin ),又OAOB(2,),OPOAOB,所以2cos,sin,即sincos2,sin,所以22sin cos 5sin(),其中tan 12,当sin()1时,2取得最大值5.故选C.角度2与数量积有关的最值(范围)问题例5 新高考卷已知
8、P是边长为2的正六边形ABCDEF内的一点,则APAB的取值范围是(A)A.(2,6)B.(6,2)C.(2,4)D.(4,6)解析解法一APABAPABcosPAB2APcosPAB,又APcosPAB表示AP在AB方向上的投影数量,所以结合图形可知(图略),当P与C重合时投影数量最大,当P与F重合时投影数量最小.又ACAB232cos 306,AFAB22cos 1202,故当点P在正六边形ABCDEF内部运动时,APAB(2,6).故选A.解法二以A为原点建立平面直角坐标系,如图所示,设点P(x,y),则AP(x,y),AB(2,0),APAB(x,y)(2,0)2x,易知x(1,3),
9、所以APAB(2,6).故选A.角度3与模有关的最值(范围)问题例6 2023山西省模拟已知平面向量a,b是单位向量,且ab1,向量c满足cab32,则c的最大值为 (A)A.332B.23C.31D.231解析平面向量a,b是单位向量,且ab1,a2b22ab22ab1,ab12,a,b3.设a(1,0),b(12,32),c(x,y),则cab(x32,y32),(cab)2(x32)2(y32)2(32)2,点(x,y)在以(32,32)为圆心、32为半径的圆上,cx2y2的最大值表示圆上的点到原点(0,0)距离的最大值,如图所示.设圆心为O,则OO94343,c的最大值为332332.
10、故选A.方法技巧平面向量中有关最值(或范围)问题的两种求解思路一是“形化”,即利用平面向量的几何意义先将问题转化为平面几何中的最值或范围问题,然后根据平面图形的特征直接进行判断;二是“数化”,即利用平面向量的坐标运算,先把问题转化为代数中的函数最值或值域、不等式的解集、方程有解等问题,然后利用函数、不等式、方程的相关知识解决.训练2 (1)如图,在平行四边形ABCD中,点E是CD的中点,点F为线段BD上的一动点,若AFxAEyDC(x0,y0),则23x4y2+1的最大值为(A)A.12B.34C.1D.2解析AFxAEyDCx(ADDE)yABx(AD12AB)yABxAD(x2y)AB.因
11、为D,F,B三点共线,所以32xy1,即23x2y,所以23x4y2+12y4y2+124y1y,因为x0,y0,所以4y1y24y1y4,当且仅当4y1y,即y12时等号成立,此时x13,所以23x4y2+124y1y2412.(2)在ABC中,AB2,AC3,BAC60,M是线段AC上任意一点,则MBMC的最小值是(B)A.12B.1C.2D.4解析解法一如图,由M是线段AC上任意一点,设AMMC,(0,),因为ABACABACcos 6023123,所以MBMC(ABAM)MC(AB+1AC)1+1AC1+1ABAC(+1)2AC263(+1)2.当12时,MBMC0,当12时,令63t
12、,t(3,0)(0,),则3+t6,MBMC63(+1)236tt2+18t+8136t81t+18,当t(0,)时,t81t1836(当且仅当t9时取等号),此时MBMC1;当t(3,0)时,t81t1812,此时MBMC无最值.所以当且仅当 t9,即2时,MBMC有最小值,最小值为1.故选B.解法二如图,以点A为坐标原点,AC所在直线为x轴建立平面直角坐标系,因为AC3,AB2,BAC60,所以B(1,3),C(3,0),设M(x,0),0x3,则MB(1x,3),MC(3x,0),MBMC(1x,3)(3x,0)x24x3(x2)21,当且仅当x2时,MBMC有最小值,最小值为1.故选B
13、.(3)浙江高考已知a,b,e是平面向量,e是单位向量.若非零向量a与e的夹角为3,向量b满足b24eb30,则ab的最小值是(A)A.31B.31C.2D.23解析解法一设O 为坐标原点,aOA,bOB(x,y),e(1,0),由b24eb30得x2y24x30,即(x2)2y21,所以点B的轨迹是以C(2,0)为圆心,1为半径的圆.因为a与e的夹角为3,所以不妨令点A在直线y3x(x0)上,如图所示,由数形结合可知,abminBAmin2sin 3131.(BA的最小值,即圆心C到OA的距离减去圆的半径)故选A. 解法二由b24eb30得b24eb3e2(be)(b3e)0.设bOB,eO
14、E,3eOF,所以beEB,b3eFB,所以EBFB0,取EF的中点为C,则点B在以C为圆心,EF为直径的圆上运动,如图.设aOA,作射线OA,使得AOE3,所以ab(a2e)(2eb)a2e2ebCABC31.故选A.1.命题点1角度1/江苏高考如图,在ABC中,AB4,AC3,BAC90,D在边BC上,延长AD到P,使得AP9,若PAmPB(32m)PC(m为常数),则CD的长度是185或0.解析解法一以点A为坐标原点,AB的方向为x轴的正方向,AC的方向为y轴的正方向建立平面直角坐标系,设CDCB,0,1,则D(4,33),ADACCBAB(1)AC,又点P在AD的延长线上,则可设APA
15、D,1,又PAm(PBPC)32PCmCB32PC,则PAm(ABAC)32(ACAP),12APmAB(32m)AC,则2mAB(32m)ACAPADAB(1)AC,所以2m,32m,所以3,又AP9,则AD3,所以(4)2(33)29,得1825或0,则CD1825CB18253242185或CD0CB0.解法二由题意可设PAPDPB(1)PCPB()PC,其中1,01,又PAmPB(32m)PC,所以m,32m,得32,即PAPD32,又PA9,则PD6,AD3,所以ADAC.当D与C重合时,CD0;当D不与C重合时,有ACDCDA,所以CAD1802ACD,在ACD中,由正弦定理可得C
16、DsinCADADsinACD,则CDADsin(1802ACD)sinACDsin2ACDsinACDAD2cosACDAD2353185.综上,CD185或0.2.命题点2角度2/2023天津高考在三角形ABC中,A3,BC1,D为线段AB的中点,E为线段CD的中点,若设ABa,ACb,则AE可用a,b表示为14a12b;若BF13BC,则AEAF的最大值为1324.解析因为E为CD的中点,所以AE12AD12AC,因为D为AB的中点,所以AD12AB,所以AE14AB12AC,又ABa,ACb,所以AE14a12b.因为BF13BC,所以AFAB13(ACAB),即AF23AB13AC2
17、3a13b,所以AEAF(14a12b)(23a13b)16a2512ab16b2.在三角形ABC中,A3,BC1,设三角形ABC的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则a1,ac,bb,所以abbccos3bc2,由余弦定理得a2b2c22bccos3,即1b2c2bcbc,当且仅当bc1时等号成立,所以AEAF16a2512ab16b216c2524bc16b216(bc1)524bc38bc1638161324.3.命题点2角度3已知向量a,b满足ab4,ab3,则ab的取值范围是(B)A.3,5B.4,5C.3,4D.4,7解析易知abmaxab,ab4,因为(ab)2a2b2
18、2ab2(a2b2)ab2ab225,当且仅当ab时等号成立,所以ab5,所以4ab5.4.命题点2/浙江高考已知平面单位向量e1,e2满足2e1e22.设ae1e2,b3e1e2,向量a,b的夹角为,则cos2的最小值是2829.解析解法一因为单位向量e1,e2满足2e1e22,所以2e1e2254e1e22,即e1e234.因为ae1e2,b3e1e2,a,b的夹角为,所以cos2(ab)2a2b2(e1e2)(3e1e2)2e1e223e1e22(4+4e1e2)2(2+2e1e2)(10+6e1e2)4+4e1e25+3e1e2.不妨设te1e2,则t34,cos24+4t5+3t,又
19、y4+4t5+3t在34,)上单调递增,所以cos24+35+942829,所以cos2的最小值为2829.解法二由题意,不妨设e1(1,0),e2(cos x,sin x).因为2e1e22,所以(2cosx)2sin2x2,得54cos x2,即cos x34.易知a(1cos x,sin x),b(3cos x,sin x),所以ab(1cos x)(3cos x)sin2x44cos x,a2(1cos x)2sin2x22cos x,b2(3cos x)2sin2x106cos x,所以cos2(ab)2a2b2(4+4cosx)2(2+2cosx)(10+6cosx)4+4cosx
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2025 高考 备考 教案 数学 第六 平面 向量 复数 突破 中的 综合 问题 答案
限制150内