高中数学人教A版必修四课时训练24平面向量的数量积242Word版含答案

2.4.2平面向量数量积的坐标表示、模、夹角课时目标1.掌握数量积的坐标表示，会进行平面向量数量积的坐标运算.2.能运用数量积的坐标表示求两个向量的夹角，会用数量积的坐标表示判断两个平面向量的垂直关系，会用数量的坐标表示求向量的模．1．平面向量数量积的坐标表示若a＝(x1，y1)，b＝(x2，y2)，则a·b＝____________.即两个向量的数量积等于________________．2．两个向量垂直的坐标表示设两个非零向量a＝(x1，y1)，b＝(x2，y2)，则a⊥b⇔________________.3．平面向量的模(1)向量模公式：设a＝(x1，y1)，则|a|＝________________.(2)两点间距离公式：若A(x1，y1)，B(x2，y2)，则|AB→|＝________________________.4．向量的夹角公式设两非零向量a＝(x1，y1)，b＝(x2，y2)，a与b的夹角为θ，则cosθ＝________＝__________.一、选择题1．已知向量a＝(1，n)，b＝(－1，n)，若2a－b与b垂直，则|a|等于()A．1B.2C．2D．42．平面向量a与b的夹角为60°，a＝(2,0)，|b|＝1，则|a＋2b|等于()A.3B．23C．4D．123．已知a，b为平面向量，a＝(4,3)，2a＋b＝(3,18)，则a，b夹角的余弦值等于()A.865B．－865C.1665D．－16654．已知向量a＝(1,2)，b＝(2，－3)．若向量c满足(c＋a)∥b，c⊥(a＋b)，则c等于()A.79，73B.－73，－79C.73，79D.－79，－735．已知向量a＝(2,1)，a·b＝10，|a＋b|＝52，则|b|＝()A.5B.10C．5D．256．已知a＝(－3,2)，b＝(－1,0)，向量λa＋b与a－2b垂直，则实数λ的值为()A．－17B.17C．－16D.16题号123456答案二、填空题7．已知a＝(3，3)，b＝(1,0)，则(a－2b)·b＝________.8．若平面向量a＝(1，－2)与b的夹角是180°，且|b|＝45，则b＝________.9．若a＝(2,3)，b＝(－4,7)，则a在b方向上的投影为______．10．已知a＝(－2，－1)，b＝(λ，1)，若a与b的夹角α为钝角，则λ的取值范围为________．三、解答题11．已知a与b同向，b＝(1,2)，a·b＝10.(1)求a的坐标；(2)若c＝(2，－1)，求a(b·c)及(a·b)c.12．已知三个点A(2,1)，B(3,2)，D(－1,4)，(1)求证：AB⊥AD；(2)要使四边形ABCD为矩形，求点C的坐标并求矩形ABCD两对角线所成的锐角的余弦值．能力提升13．已知向量a＝(1,1)，b＝(1，a)，其中a为实数，O为原点，当此两向量夹角在0，π12变动时，a的范围是()A．(0,1)B.33，3C.33，1∪(1，3)D．(1，3)14．若等边△ABC的边长为23，平面内一点M满足CM→＝16CB→＋23CA→，则MA→·MB→＝________.1．向量的坐标表示简化了向量数量积的运算．为利用向量法解决平面几何问题以及解析几何问题提供了完美的理论依据和有力的工具支持．2．应用数量积运算可以解决两向量的垂直、平行、夹角以及长度等几何问题，在学习中要不断地提高利用向量工具解决数学问题的能力．2．4.2平面向量数量积的坐标表示、模、夹角答案知识梳理1．x1x2＋y1y2相应坐标乘积的和2．x1x2＋y1y2＝03．(1)x21＋y21(2)x2－x12＋y2－y124.a·b|a||b|x1x2＋y1y2x21＋y21x22＋y22作业设计1．C[由(2a－b)·b＝0，则2a·b－|b|2＝0，∴2(n2－1)－(1＋n2)＝0，n2＝3.∴|a|＝1＋n2＝2.故选C.]2．B[a＝(2,0)，|b|＝1，∴|a|＝2，a·b＝2×1×cos60°＝1.∴|a＋2b|＝a2＋4×a·b＋4b2＝23.]3．C[∵a＝(4,3)，∴2a＝(8,6)．又2a＋b＝(3,18)，∴b＝(－5,12)，∴a·b＝－20＋36＝16.又|a|＝5，|b|＝13，∴cos〈a，b〉＝165×13＝1665.]4．D[设c＝(x，y)，由(c＋a)∥b有－3(x＋1)－2(y＋2)＝0，①由c⊥(a＋b)有3x－y＝0，②联立①②有x＝－79，y＝－73，则c＝(－79，－73)，故选D.]5．C[∵|a＋b|＝52，∴|a＋b|2＝a2＋2a·b＋b2＝5＋2×10＋b2＝(52)2，∴|b|＝5.]6．A[由a＝(－3,2)，b＝(－1,0)，知λa＋b＝(－3λ－1,2λ)，a－2b＝(－1,2)．又(λa＋b)·(a－2b)＝0，∴3λ＋1＋4λ＝0，∴λ＝－17.]7．1解析a－2b＝(1，3)，(a－2b)·b＝1×1＋3×0＝1.8．(－4,8)解析由题意可设b＝λa＝(λ，－2λ)，λ0，则|b|2＝λ2＋4λ2＝5λ2＝80，∴λ＝－4，∴b＝－4a＝(－4,8)．9.655解析设a、b的夹角为θ，则cosθ＝2×－4＋3×722＋32－42＋72＝55，故a在b方向上的投影为|a|cosθ＝13×55＝655.或直接根据a·b|b|计算a在b方向上的投影．10.－12，2∪(2，＋∞)解析由题意cosα＝a·b|a||b|＝－2λ－15·λ2＋1，∵90°α180°，∴－1cosα0，∴－1－2λ－15·λ2＋10，∴－2λ－10，－2λ－1－5λ2＋5，即λ－12，2λ＋125λ2＋5，即λ－12，λ≠2，∴λ的取值范围是－12，2∪(2，＋∞)．11．解(1)设a＝λb＝(λ，2λ)(λ0)，则有a·b＝λ＋4λ＝10，∴λ＝2，∴a＝(2,4)．(2)∵b·c＝1×2－2×1＝0，a·b＝1×2＋2×4＝10，∴a(b·c)＝0a＝0，(a·b)c＝10×(2，－1)＝(20，－10)．12．(1)证明∵A(2,1)，B(3,2)，D(－1,4)，∴AB→＝(1,1)，AD→＝(－3,3)，又∵AB→·AD→＝1×(－3)＋1×3＝0，∴AB→⊥AD→，即AB⊥AD.(2)解AB→⊥AD→，四边形ABCD为矩形，∴AB→＝DC→.设C点坐标为(x，y)，则AB→＝(1,1)，DC→＝(x＋1，y－4)，∴x＋1＝1，y－4＝1，得x＝0，y＝5.∴C点坐标为(0,5)．由于AC→＝(－2,4)，BD→＝(－4,2)，所以AC→·BD→＝8＋8＝16，|AC→|＝25，|BD→|＝25.设AC→与BD→夹角为θ，则cosθ＝AC→·BD→|AC→|·|BD→|＝1620＝450，∴解得矩形的两条对角线所成的锐角的余弦值为45.13．C[已知OA→＝(1,1)，即A(1,1)如图所示，当点B位于B1和B2时，a与b夹角为π12，即∠AOB1＝∠AOB2＝π12，此时，∠B1Ox＝π4－π12＝π6，∠B2Ox＝π4＋π12＝π3，故B11，33，B2(1，3)，又a与b夹角不为零，故a≠1，由图易知a的范围是33，1∪(1，3)．]14．－2解析建立如图所示的直角坐标系，根据题设条件即可知A(0,3)，B(－3，0)，M(0,2)，∴MA→＝(0,1)，MB→＝(－3，－2)．∴MA→·MB→＝－2.