故选A。
答案
(1)A
(2)A
解决以平面图形为载体的向量线性运算问题的方法
(1)充分利用平行四边形法则与三角形法则,结合平面向量基本定理、共线定理等知识进行解答。
(2)如果图形比较规则,向量比较明确,则可考虑建立平面直角坐标系,利用坐标运算来解决。
变|式|训|练
1.(2018·陕西检测)已知P为△ABC所在平面内一点,++=0,||=||=||=2,则△ABC的面积等于( )
A.B.2
C.3D.4
解析 由||=||得,△PBC是等腰三角形,取BC的中点为D,则PD⊥BC,又++=0,所以=-(+)=-2,所以PD=AB=1,且PD∥AB,故AB⊥BC,即△ABC是直角三角形,由||=2,|PD|=1可得||=,则||=2,所以△ABC的面积为×2×2=2。
故选B。
答案 B
2.(2018·全国卷Ⅲ)已知向量a=(1,2),b=(2,-2),c=(1,λ)。
若c∥(2a+b),则λ=________。
解析 由题可得2a+b=(4,2)。
因为c∥(2a+b),c=(1,λ),所以4λ-2=0,即λ=。
答案
微考向2:
平面向量的数量积运算
【例2】
(1)(2018·全国卷Ⅱ)已知向量a,b满足|a|=1,a·b=-1,则a·(2a-b)=( )
A.4B.3
C.2D.0
(2)圆O为△ABC的外接圆,半径为2,若+=2,且||=||,则向量在向量方向上的投影为________。
(3)如图所示,在平行四边形ABCD中,AD=1,∠BAD=60°,E为CD的中点。
若·=1,则AB的长为______。
解析
(1)因为a·(2a-b)=2a2-a·b=2|a|2-(-1)=2+1=3。
故选B。
(2)因为+=2,所以O是BC的中点。
所以△ABC为直角三角形。
在△AOC中,有||=||,所以∠B=30°。
由定义,得向量在向量方向上的投影为||cosB=2×=3。
(3)解法一:
由题意可知=+,=-+。
因为·=1,所以(+)·=1,即2+·-2=1。
①
因为||=1,∠BAD=60°,所以·=||。
因此①式可化为1+||-2=1,解得||=0(舍去)或||=。
所以AB的长为。
解法二:
以A为原点,AB所在直线为x轴建立如图所示的平面直角坐标系,过点D作DM⊥AB于点M。
由AD=1,∠BAD=60°,可知AM=,DM=。
设|AB|=m(m>0),则B(m,0),C,D。
因为E是CD的中点,所以E。
所以=,=。
由·=1可得+=1,即2m2-m=0。
所以m=0(舍去)或m=。
故AB的长为。
答案
(1)B
(2)3 (3)
解决以平面图形为载体的向量数量积问题的方法
(1)选择平面图形中的模与夹角确定的向量作为一组基底,用该基底表示构成数量积的两个向量,结合向量数量积运算律求解。
(2)若已知图形中有明显的适合建立直角坐标系的条件,可建立直角坐标系将向量数量积运算转化为代数运算来解决。
变|式|训|练
1.平面向量a与b的夹角为45°,a=(1,1),|b|=2,则|3a+b|=( )
A.13+6B.2
C.D.
解析 依题意得|a|=,a·b=×2×cos45°=2,则|3a+b|====。
故选D。
答案 D
2.已知菱形ABCD的边长为2,∠BAD=120°,点E,F分别在边BC,DC上,BC=3BE,DC=λDF。
若·=1,则λ的值为________。
解析 解法一:
如图,由题意可得·=||·||cos120°=2×2×=-2。
在菱形ABCD中,易知=,=,所以=+=+,=+=+,·=·=+-2=1,解得λ=2。
解法二:
以A为原点建立直角坐标系如图,则A(0,0),B(2,0),C(1,),D(-1,),E,设F(x0,),则·=·(x0,)=1,则x0+1=1,则x0=0,所以F为DC中点,所以DC=2DF,即λ=2。
答案 2
微考向3:
平面向量的最值问题
【例3】 (2018·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,向量b满足b2-4e·b+3=0,则|a-b|的最小值是( )
A.-1B.+1
C.2D.2-
解析 解法一:
设O为坐标原点,a=,b==(x,y),e=(1,0),由b2-4e·b+3=0得x2+y2-4x+3=0,即(x-2)2+y2=1,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,所以不妨令点A在射线y=x(x>0)上,如图,数形结合可知|a-b|min=||-||=-1。
故选A。
解法二:
由b2-4e·b+3=0得b2-4e·b+3e2=(b-e)·(b-3e)=0。
设b=,e=,3e=,所以b-e=,b-3e=,所以·=0,取EF的中点为C,则B在以C为圆心,EF为直径的圆上,如图。
设a=,作射线OA,使得∠AOE=,所以|a-b|=|(a-2e)+(2e-b)|≥|a-2e|-|2e-b|=||-||≥-1。
故选A。
答案 A
平面向量的最值问题的两种解法
(1)坐标法:
建立平面直角坐标系,计算有关向量的坐标,利用向量的坐标计算。
(2)几何法:
根据向量的几何意义构造图形,通过分析图形得出结论。
变|式|训|练
已知A,B,C是圆O:
x2+y2=1上的动点,且AC⊥BC,若点M的坐标是(1,1),则|++|的最大值为( )
A.3B.4
C.3-1D.3+1
解析 解法一:
因为A,B,C是圆O:
x2+y2=1上的动点,且AC⊥BC,所以设A(cosθ,sinθ),B(-cosθ,-sinθ),C(cosα,sinα),其中0≤θ<2π,0≤α<2π,因为M(1,1),所以++=(cosθ-1,sinθ-1)+(-cosθ-1,-sinθ-1)+(cosα-1,sinα-1)=(cosα-3,sinα-3),所以|++|
=
=
=,当且仅当sin=-1时,|++|取得最大值,最大值为=3+1。
故选D。
解法二:
连接AB,因为AC⊥BC,所以AB为圆O的直径,所以+=2,所以|++|=|2+|≤|2|+||=2+||,易知点M与圆上动点C的距离的最大值为+1,所以||≤+1,所以|++|≤3+1。
故选D。
答案 D
考向二复数的运算
【例4】
(1)(2018·全国卷Ⅱ)=( )
A.--iB.-+i
C.--iD.-+i
(2)(2018·北京高考)在复平面内,复数的共轭复数对应的点位于( )
A.第一象限B.第二象限
C.第三象限D.第四象限
解析
(1)因为===-+i。
故选D。
(2)==+i,其共轭复数为-i,对应的点为。
故选D。
答案
(1)D
(2)D
复数问题的解题思路
(1)以复数的基本概念、几何意义、相等的条件为基础,结合四则运算,利用复数的代数形式列方程或方程组解决问题。
(2)若与其他知识结合考查,则要借助其他的相关知识解决问题。
变|式|训|练
1.设i是虚数单位,若复数a+(a∈R)是纯虚数,则a=( )
A.-1B.1
C.-2D.2
解析 因为a+=a+=a-2+i为纯虚数,所以a-2=0,得a=2。
故选D。
答案 D
2.复数z=(i为虚数单位)在复平面内对应点的坐标为( )
A.(3,3)B.(-1,3)
C.(3,-1)D.(2,4)
解析 因为z====-1+3i,所以其在复平面内对应的点的坐标为(-1,3)。
故选B。
答案 B
3.复数z满足=i(i为虚数单位),则=( )
A.1+i B.1-iC. D.
解析 因为=i,所以z=(z-i)i=zi+1,z==,=,故选D。
答案 D
1.(考向一)(2018·河北、河南、山西联考)如图,在等边△ABC中,O为△ABC的重心,点D为BC边上靠近B点的四等分点,若=x+y,则x+y=( )
A.B.
C.D.
解析 设点E为BC的中点,连接AE,可知O在AE上,由=+=+=(+)+(-)=-,故x=,y=-,x+y=。
故选B。
答案 B
2.(考向一)(2018·天津高考)如图,在平面四边形ABCD中,AB⊥BC,AD⊥CD,∠BAD=120°,AB=AD=1。
若点E为边CD上的动点,则·的最小值为( )
A.B.
C.D.3
解析 解法一:
如图,以D为原点DA所在直线为x轴,DC所在直线为y轴,建立平面直角坐标系,则A(1,0),B,C(0,),令E(0,t),t∈[0,],所以·=(-1,t)·=t2-t+,因为t∈[0,],所以当t=-=时,·取得最小值,(·)min=-×+=。
故选A。
解法二:
令=λ(0≤λ≤1),由已知可得DC=,因为=+λ,所以=+=++λ,所以·=(+λ)·(++λ)=·+2+λ·+2=3λ2-λ+。
当λ=-=时,·取得最小值。
故选A。
答案 A
3.(考向二)(2018·株洲二模)设i为虚数单位,1-i=,则实数a=( )
A.2B.1
C.0D.-1
解析 因为1-i=,所以2+ai=(1-i)(1+i)=2,所以a=0。
故选C。
答案 C
4.(考向二)已知复数z的共轭复数为,若(1-2i)=5-i(i为虚数单位),则在复平面内,复数z对应的点位于( )
A.第一象限B.第二象限
C.第三象限D.第四象限
解析 依题意,设z=a+bi(a,b∈R),则+=2a+bi,故2a+bi==1+i,故a=,b=,则在复平面内,复数z对应的点为,位于第一象限。
故选A。
答案 A