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平面向量在历届高考题中很少单独出现,这部分试题难度不大,但从近年高考来看平面向量与其他章节的综合题已经大量出现,且有一定难度. 因此,在复习中一方面要重视教材的基础作用,加强基本知识的学习,做到概念清楚、运算准确. 对定比分点、图形的平移等掌握公式及寻求解题规律;另一方面,也要注意综合能力的训练. 由于平面向量融数、形于一体,具有代数形式和几何形式的双重身份,因而成为联系数与形的重要纽带,容易与函数、三角函数、解析几何、数列、不等式等许多重要内容交汇综合,因此在复习时要特别注意向量与三角函数、解析几何等相关联问题的解决方法,使向量真正成为解数学题的一件利器.
一、向量的基本概念与运算问题
例1 已知向量[a=(1,2)],[b=(-2,-4)],[|c|=5],若[(a+b)⋅c=52],則[a]与[c]的夹角为( )
A. 30° B. 60°
C. 120° D. 150°
答案 B.
点拨 有关纯向量的基本概念与运算问题经常出现在选择题与填空题中,主要考查向量的坐标运算、数量积运算、模的运算及几何意义,两向量共线、垂直的充要条件等基本知识.
例2 在[△ABC]中,[O]为中线[AM]上的一个动点,若[AM=2],则[OA⋅(OB+OC)]的最小值是 .
分析 构造函数是求最值的常用方法,关键是引入合适的变量[x].
解 如图,设[|OA|=x],则[|OM|=2-x](0≤[x]≤2).
由M为BC的中点,知[OB+OC=2OM],而
[OA⋅(OB+OC)][=OA⋅2OM=2x(2-x)cos180°]
[=2x2-4x=2(x-1)2-2(0≤x≤2)].
所以当[x=1]时,取最小值–2.
点拨 (1)与平面向量有关的最值问题常常有两种解法,一是利用平面几何性质求解,二是构造函数求解;(2)解平面向量与平面几何综合题要注意:一要利用向量共线、垂直的充要条件及平面向量基本定理求解,二要注意分清三角形内心、重心、外心、垂心、中线、高、角平分线等有关概念,掌握它们的几何性质.
二、与平面向量有关的函数问题
例3 已知向量[m→=(a-sinθ,-12)],[n→=(12,cosθ)].
(1)当[a=22],且[m→⊥n→]时,求[sin2θ]的值;
(2)当[a=0],且[m→]∥[n→]时,求[tanθ]的值.
分析 将向量平行与垂直的充要条件的坐标形式代入,再三角变形.
解 (1)当[a=22]时,[m→=(22-sinθ,-12)],
[∵][m→⊥n→], [∴][m→⋅n→=0],
得[sinθ+cosθ=22],
两边平方得[1+sin2θ=12],因此[sin2θ=-12].
(2)当[a=0]时,[m→=(-sinθ,-1)],
由[m→]∥[n→],得[sinθcosθ=14,]即[sin2θ=12].
[∵sin2θ=2sinθcosθsin2θ+cos2θ=2tanθ1+tan2θ],
[∴][tanθ=2+3]或 [2-3].
点拨 (1)理解平面向量的平行和垂直关系,并合理转化为三角函数变形求值问题.
(2)向量与函数的综合题也是通过坐标来结合的,我们可以把问题先通过向量的坐标运算转化为代数关系式,再利用函数的单调性、值域,导数等知识实现由已知向未知的过度,进而运用相关知识来求解.
三、平面向量与解析几何的综合问题
例4 已知[F1]、[F]椭圆[x26+y22=1]的两个焦点,过点[F]的直线[BC]交椭圆于[B、C]两点,
(1)[OM=12(OC+OB)],求点[M]的轨迹方程;
(2)若相应于焦点[F]的准线[l]与[x]轴相交于点[A],[|OF|=2|FA|],过点[A]的直线与椭圆相交于[P、Q]两点. 设[AP=λAQ]([λ>1]),过点[P]且平行于准线[l]的直线与椭圆相交于另一点[M],证明:[FM=-λFQ].
分析 第一问利用向量相等的充要条件得到坐标的两个方程,消参可得,也可以用设而不求的方法直接得出;第二问方法类似.
解 (1)[(x-1)2+3y2=1].
(2)证明:[AP=(x1-3, y1), AQ=(x2-3, y2)]. 由已知得方程组[x1-3=λ(x2-3),y1=λy2,x216+y212=1,x226+y222=1.]
注意[λ>1],解得[x2=5λ-12λ].
因为[F(2, 0), M(x1, -y1)],
故[FM=(x1-2, -y1)=(λ(x2-3)+1, -y1)]
[=(1-λ2, -y1)=-λ(λ-12λ, y2)].
而[FQ][=(x2-2, y2)=(λ-12λ, y2)],
所以[FM=-λFQ].
点拨 (1)注意挖掘向量语言中蕴含的几何条件;(2)利用坐标运算将几何转化为代数问题,再用代数方法解决.
四、平面向量在不等式证明中的应用
例5 已知[0 分析 根据左右两边的结构,构造合适的向量使向量不等式[m⋅n≤mn]出现.
证明 设[m=ax,b1-x],[n=(x,1-x)],
则[m=a2x+b21-x], [n=1],
[m⋅n=a+b.]
由[m⋅n≤mn],得
[a2x+b21-x≥a+b],即[a2x+b21-x≥(a+b)2.]
点拨 柯西不等式是选修4-5的内容,而它的向量形式更便于理解和应用.
五、向量在物理中的应用
例6 一条河流的两岸平行,河的宽度[d=]500m,一艘船从[A]处出发到河对岸. 已知船的速度[|v1|=]10km/h,水流的速度[|v2|=]2km/h. 问:(1)行驶航程最短时,所用的时间是多少?(2)行驶时间最短时,所用的时间是多少?
分析 速度是向量,速度的分解满足平行四边形法则. (1)行驶航程最短时,即保证船只在垂直对面的方向上行驶,此时合速度的方向和河岸垂直. (2)行驶时间最短时,即保证其中船的分速度朝向对岸,此时,船只停靠位置在对岸的下游,如图所示.
解 (1)根据题意[v1→+v2→=v→, v2→⊥v→],
则[|v→|=(v1→)2-(v2→)2=102-22=46.]
则有[t=sv→=50046=12566s.]
(2)[t=sv1→=0.510=0.05h=3分钟.]
点拨 在物理学中,作用力、位移、速度、加速度等物理量都是向量,它们的合成与分解都可用平行四边形法则和三角形法则.
例7 已知力[F]与水平方向的夹角为[30°](斜向上),[F]的大小为[50N],[F]拉着一个重[80N]的木块在摩擦因数[μ=0.02]的水平面上运动了[20mm],问[F]、摩擦力[f]所做的功分别为多少?
分析 “功”是作用力与位移的数量积.
解 设木块的位移为[s],
则[F⋅s=F•scos30°=50×20×32=5003J,]
[F在竖直方向上的分力的大小为]
[Fsin30°=50×12=25(N),]
[f=(80-25)×0.02=1.1(N),]
[所以f⋅s=f•scos180°=1.1×20×(-1)=-22(J)]
[即F,f所做的功分别是5003J、-22J]
点拨 用向量方法解决物理问题的步骤:一是把物理问题中的相关量用向量表示;二是转化为向量问题的模型,通过向量运算解决问题;三是将结果还原成物理问题.
六、以平面向量为载体的数列问题
例8 设[{an}]为首项是–10,公差是2的等差数列,[{bn}]为首项是[-12],公差是[12]的等差数列,O是原点,向量[OA=(-1,1),OB=(1,1)],点列{Pn}满足[OPn=an⋅OA+bn⋅OB]([n∈]N*).
(1)证明:[P1,P2,…,Pn]共线;
(2)若点[Pk(k∈N*)]表示点列[{Pn}]中处于第一象限的点,求[k]的值.
分析 第一问用向量平行的充要条件即可;第二问用向量的坐标形式求解.
解 (1)[an=-10+(n-1)×2=2n-12,]
[bn=-12+(n-1)×12=12n-1],
所以[OP1=a1⋅OA+b1⋅OB]
[=-10(-1, 1)+(-12)(1,1)=(192,-212)],
[OPn=(2n-12)(-1,1)+(12n-1)(1,1)]
[=(-3n2+11,52n-13).]
所以[P1Pn=OPn-OP1=(-32n+32,5n2-52)]
[=n-12(-3,5)=λ][c],
[λ=n-12,][c=(-3,5)],故[P1,P2,…,Pn]共线.
(2)因为[Pk=(-32k+11,52k-13)]在第一象限,所以[11-32k>0,52k-13>0⇒515 所以[k=6,7.]
点拨 向量与数列综合要注意与纯数列问题的区别与联系,此类问题可转化为纯数列或纯向量问题讨论,而向量求和须应用向量的坐标运算转化为纵、横坐标构建的数列求和问题.
充分认识平面向量具有几何形式和代数形式的双重身份,重视向量的工具作用. 利用向量解题的基本思路有两种,一是几何法:利用向量的加减法的法则,抓住几何特征解题;二是坐标法:建立适当的坐标系,利用向量的坐标运算解题. 涉及到的向量知识有:(1)向量的坐标表示及加减法,数乘向量;(2)向量的数量积;(3)向量平行,垂直的充要条件;(4)向量的模与夹角;(5)三角形的四心与向量有关的结论. 如果题设中没有向量,则需要有向量的应用意识,强化知识的联系,善于构造向量解决问题.
【专题训练五】
1. 已知[△ABC]的三个顶点[A、B、C]及所在平面内一点[P]满足[PA+PB+PC=AB],则点[P]与[△ABC]的关系为( )
A. [P]在[△ABC]内部
B. [P]在[△ABC]外部
C. [P]在[AB]边所在直线上
D. [P]在[△ABC]的[AC]边的一个三等分点上
2. 已知向量[OP=(1,1),OP1=(4,-4)],且[P2]点分有向线段[PP1] 所成的比为-2,则[OP2]的坐标是( )
A. ([-52,32)] B. ([52,-32])
C. (7,-9) D. (9,-7)
3. 设平面上有四个互异的点[A、B、C、D,]已知([DB+DC-2DA)⋅(AB-AC)=0,]则[△ABC]的形状是( )
A. 直角三角形 B. 等腰三角形
C. 等腰直角三角形 D. 等边三角形
4. 已知[P]是以[F1、F2]为焦点的椭圆[x2a2+y2b2=1]([a>b>0])上一点,若[PF1⋅PF2=0],[tan∠PF1F2=12],则椭圆的离心率为( )
A. [12] B. [23]
C. [13] D. [53]
5. 已知向量[OB=](2,0),[OC=](2,2),[CA]=([2]cosα,[2]sinα),则向量[OA]与[OB]的夹角范围为( )
A.[0,π4] B.[π4,5π12] C.[5π12,π2] D.[π12,5π12]
6. 把一个函数图象按向量[a=(π3,-2)]平移后,得到的图象的表达式为[y=sin(x+π6)-2],则原函数的解析式为 .
7. 已知[M=(1+cos2x,1)],[N=(1,3sin2x+a)][(x,a∈R,a]是常数),且[y=OM]•[ON] ([O]是坐标原点)(1)求[y]关于[x]的函数关系式[y=f(x)];
(2)若[x∈[0,π2]],[f(x)]的最大值为4,求[a]的值,并说明此时[f(x)]的图象可由[y=2sin(x+π6])的图象经过怎样的变换而得到?
8. 已知二次函数[f(x)]对任意[x∈R],都有[f (1-x)][=f (1+x)]成立,设向量[a=(sinx,2)], [b=(2sinx,12]),[c=(cos2x,1),d=(1,2). ]
(1)分别求[a⋅b]和[c⋅d]的取值范围;
(2)当[x∈[0,π]]时,求不等式[f(a⋅b)>f(c⋅d)]的解集.
9. 已知[i、j]分别是[x]轴,[y]轴方向上的单位向量, [OA1=j, OA2=10j, 且 An-1An=3AnAn+1]
[(n=2,3,4,⋯). 在射线 y=x, x≥0上从下到上依次有][Bn,n=1,2,3,⋯,OB1=3i+3j,][且Bn-1Bn][=22(n=][2,3,4⋯).]
(1)求[A4A5];(2)求[OAn],[OBn];(3)求四边形[AnAn+1Bn+1Bn]面积的最大值.
10. 如图,四边形[MNPQ]是[⊙C]的内接梯形,[C]是圆心,[C]在[MN]上,向量[CM]与[PN]的夹角为120°,[QC⋅•QM=2.]
(1)求[⊙C]的方程;
(2)求以[M、N]為焦点且过点[P、Q]的椭圆的方程.
11. 如图,已知椭圆[C:6x2+10y2=15m2(m>0)],经过椭圆[C]的右焦点[F]且斜率为[k(k≠0)]的直线l交椭圆[C]于[A、B]两点,[M]为线段[AB]的中点,设[O]为椭圆的中心,射线[OM]交椭圆于[N]点.
(1)是否存在[k],使对任意[m>0],总有[OA+OB=ON]成立?若存在,求出所有[k]的值;
(2)若[OA⋅•OB=-12(m3+4m)],求实数[k]的取值范围.
12. 设抛物线[y2=2px(p>0)]的焦点为[F],准线与[x]轴交点为[Q],过[Q]点的直线[l]交抛物线于[A、B]两点.
(1)直线[l]的斜率为[22],求证:[FA⋅FB=0].
(2)设直线[FA、FB]的斜率为[kFA]、[kFB]探究[kFB]与[kFA]之间的关系并说明理由.
【参考答案】
1. D 2. C 3. B 4. D 5. D 6. [y=cosx]
7. (1)[f(x) =1+cos2x+3sin2x+a]
(2)将[y=2sin(x+π6])的图象的每一点的横坐标缩短到原来的一半,纵坐标保持不变,再向上平移2个单位长度可得[f(x)=2sin(2x+π6])+2的图象
8. (1)[a⋅b=2sin2x+1≥1,]
[c⋅d=2cos2x+1≥1 ] (2)[[0,π4)⋃(3π4,π]]
9. (1)[A4A5=13j] (2)[OAn=29-(13)n-42j][OBn][=(2n+1)i][+(2n+1)j] (3)[472]
10. (1)[x2+y2=4] (2)[x24+23+y223=1]
11. (1)存在 (2)[-77≤k≤77且k≠0.]
12. (1)略 (2)[kFA=-kFB或kFA+kFB=0]
一、向量的基本概念与运算问题
例1 已知向量[a=(1,2)],[b=(-2,-4)],[|c|=5],若[(a+b)⋅c=52],則[a]与[c]的夹角为( )
A. 30° B. 60°
C. 120° D. 150°
答案 B.
点拨 有关纯向量的基本概念与运算问题经常出现在选择题与填空题中,主要考查向量的坐标运算、数量积运算、模的运算及几何意义,两向量共线、垂直的充要条件等基本知识.
例2 在[△ABC]中,[O]为中线[AM]上的一个动点,若[AM=2],则[OA⋅(OB+OC)]的最小值是 .
分析 构造函数是求最值的常用方法,关键是引入合适的变量[x].
解 如图,设[|OA|=x],则[|OM|=2-x](0≤[x]≤2).
由M为BC的中点,知[OB+OC=2OM],而
[OA⋅(OB+OC)][=OA⋅2OM=2x(2-x)cos180°]
[=2x2-4x=2(x-1)2-2(0≤x≤2)].
所以当[x=1]时,取最小值–2.
点拨 (1)与平面向量有关的最值问题常常有两种解法,一是利用平面几何性质求解,二是构造函数求解;(2)解平面向量与平面几何综合题要注意:一要利用向量共线、垂直的充要条件及平面向量基本定理求解,二要注意分清三角形内心、重心、外心、垂心、中线、高、角平分线等有关概念,掌握它们的几何性质.
二、与平面向量有关的函数问题
例3 已知向量[m→=(a-sinθ,-12)],[n→=(12,cosθ)].
(1)当[a=22],且[m→⊥n→]时,求[sin2θ]的值;
(2)当[a=0],且[m→]∥[n→]时,求[tanθ]的值.
分析 将向量平行与垂直的充要条件的坐标形式代入,再三角变形.
解 (1)当[a=22]时,[m→=(22-sinθ,-12)],
[∵][m→⊥n→], [∴][m→⋅n→=0],
得[sinθ+cosθ=22],
两边平方得[1+sin2θ=12],因此[sin2θ=-12].
(2)当[a=0]时,[m→=(-sinθ,-1)],
由[m→]∥[n→],得[sinθcosθ=14,]即[sin2θ=12].
[∵sin2θ=2sinθcosθsin2θ+cos2θ=2tanθ1+tan2θ],
[∴][tanθ=2+3]或 [2-3].
点拨 (1)理解平面向量的平行和垂直关系,并合理转化为三角函数变形求值问题.
(2)向量与函数的综合题也是通过坐标来结合的,我们可以把问题先通过向量的坐标运算转化为代数关系式,再利用函数的单调性、值域,导数等知识实现由已知向未知的过度,进而运用相关知识来求解.
三、平面向量与解析几何的综合问题
例4 已知[F1]、[F]椭圆[x26+y22=1]的两个焦点,过点[F]的直线[BC]交椭圆于[B、C]两点,
(1)[OM=12(OC+OB)],求点[M]的轨迹方程;
(2)若相应于焦点[F]的准线[l]与[x]轴相交于点[A],[|OF|=2|FA|],过点[A]的直线与椭圆相交于[P、Q]两点. 设[AP=λAQ]([λ>1]),过点[P]且平行于准线[l]的直线与椭圆相交于另一点[M],证明:[FM=-λFQ].
分析 第一问利用向量相等的充要条件得到坐标的两个方程,消参可得,也可以用设而不求的方法直接得出;第二问方法类似.
解 (1)[(x-1)2+3y2=1].
(2)证明:[AP=(x1-3, y1), AQ=(x2-3, y2)]. 由已知得方程组[x1-3=λ(x2-3),y1=λy2,x216+y212=1,x226+y222=1.]
注意[λ>1],解得[x2=5λ-12λ].
因为[F(2, 0), M(x1, -y1)],
故[FM=(x1-2, -y1)=(λ(x2-3)+1, -y1)]
[=(1-λ2, -y1)=-λ(λ-12λ, y2)].
而[FQ][=(x2-2, y2)=(λ-12λ, y2)],
所以[FM=-λFQ].
点拨 (1)注意挖掘向量语言中蕴含的几何条件;(2)利用坐标运算将几何转化为代数问题,再用代数方法解决.
四、平面向量在不等式证明中的应用
例5 已知[0
证明 设[m=ax,b1-x],[n=(x,1-x)],
则[m=a2x+b21-x], [n=1],
[m⋅n=a+b.]
由[m⋅n≤mn],得
[a2x+b21-x≥a+b],即[a2x+b21-x≥(a+b)2.]
点拨 柯西不等式是选修4-5的内容,而它的向量形式更便于理解和应用.
五、向量在物理中的应用
例6 一条河流的两岸平行,河的宽度[d=]500m,一艘船从[A]处出发到河对岸. 已知船的速度[|v1|=]10km/h,水流的速度[|v2|=]2km/h. 问:(1)行驶航程最短时,所用的时间是多少?(2)行驶时间最短时,所用的时间是多少?
分析 速度是向量,速度的分解满足平行四边形法则. (1)行驶航程最短时,即保证船只在垂直对面的方向上行驶,此时合速度的方向和河岸垂直. (2)行驶时间最短时,即保证其中船的分速度朝向对岸,此时,船只停靠位置在对岸的下游,如图所示.
解 (1)根据题意[v1→+v2→=v→, v2→⊥v→],
则[|v→|=(v1→)2-(v2→)2=102-22=46.]
则有[t=sv→=50046=12566s.]
(2)[t=sv1→=0.510=0.05h=3分钟.]
点拨 在物理学中,作用力、位移、速度、加速度等物理量都是向量,它们的合成与分解都可用平行四边形法则和三角形法则.
例7 已知力[F]与水平方向的夹角为[30°](斜向上),[F]的大小为[50N],[F]拉着一个重[80N]的木块在摩擦因数[μ=0.02]的水平面上运动了[20mm],问[F]、摩擦力[f]所做的功分别为多少?
分析 “功”是作用力与位移的数量积.
解 设木块的位移为[s],
则[F⋅s=F•scos30°=50×20×32=5003J,]
[F在竖直方向上的分力的大小为]
[Fsin30°=50×12=25(N),]
[f=(80-25)×0.02=1.1(N),]
[所以f⋅s=f•scos180°=1.1×20×(-1)=-22(J)]
[即F,f所做的功分别是5003J、-22J]
点拨 用向量方法解决物理问题的步骤:一是把物理问题中的相关量用向量表示;二是转化为向量问题的模型,通过向量运算解决问题;三是将结果还原成物理问题.
六、以平面向量为载体的数列问题
例8 设[{an}]为首项是–10,公差是2的等差数列,[{bn}]为首项是[-12],公差是[12]的等差数列,O是原点,向量[OA=(-1,1),OB=(1,1)],点列{Pn}满足[OPn=an⋅OA+bn⋅OB]([n∈]N*).
(1)证明:[P1,P2,…,Pn]共线;
(2)若点[Pk(k∈N*)]表示点列[{Pn}]中处于第一象限的点,求[k]的值.
分析 第一问用向量平行的充要条件即可;第二问用向量的坐标形式求解.
解 (1)[an=-10+(n-1)×2=2n-12,]
[bn=-12+(n-1)×12=12n-1],
所以[OP1=a1⋅OA+b1⋅OB]
[=-10(-1, 1)+(-12)(1,1)=(192,-212)],
[OPn=(2n-12)(-1,1)+(12n-1)(1,1)]
[=(-3n2+11,52n-13).]
所以[P1Pn=OPn-OP1=(-32n+32,5n2-52)]
[=n-12(-3,5)=λ][c],
[λ=n-12,][c=(-3,5)],故[P1,P2,…,Pn]共线.
(2)因为[Pk=(-32k+11,52k-13)]在第一象限,所以[11-32k>0,52k-13>0⇒515
点拨 向量与数列综合要注意与纯数列问题的区别与联系,此类问题可转化为纯数列或纯向量问题讨论,而向量求和须应用向量的坐标运算转化为纵、横坐标构建的数列求和问题.
充分认识平面向量具有几何形式和代数形式的双重身份,重视向量的工具作用. 利用向量解题的基本思路有两种,一是几何法:利用向量的加减法的法则,抓住几何特征解题;二是坐标法:建立适当的坐标系,利用向量的坐标运算解题. 涉及到的向量知识有:(1)向量的坐标表示及加减法,数乘向量;(2)向量的数量积;(3)向量平行,垂直的充要条件;(4)向量的模与夹角;(5)三角形的四心与向量有关的结论. 如果题设中没有向量,则需要有向量的应用意识,强化知识的联系,善于构造向量解决问题.
【专题训练五】
1. 已知[△ABC]的三个顶点[A、B、C]及所在平面内一点[P]满足[PA+PB+PC=AB],则点[P]与[△ABC]的关系为( )
A. [P]在[△ABC]内部
B. [P]在[△ABC]外部
C. [P]在[AB]边所在直线上
D. [P]在[△ABC]的[AC]边的一个三等分点上
2. 已知向量[OP=(1,1),OP1=(4,-4)],且[P2]点分有向线段[PP1] 所成的比为-2,则[OP2]的坐标是( )
A. ([-52,32)] B. ([52,-32])
C. (7,-9) D. (9,-7)
3. 设平面上有四个互异的点[A、B、C、D,]已知([DB+DC-2DA)⋅(AB-AC)=0,]则[△ABC]的形状是( )
A. 直角三角形 B. 等腰三角形
C. 等腰直角三角形 D. 等边三角形
4. 已知[P]是以[F1、F2]为焦点的椭圆[x2a2+y2b2=1]([a>b>0])上一点,若[PF1⋅PF2=0],[tan∠PF1F2=12],则椭圆的离心率为( )
A. [12] B. [23]
C. [13] D. [53]
5. 已知向量[OB=](2,0),[OC=](2,2),[CA]=([2]cosα,[2]sinα),则向量[OA]与[OB]的夹角范围为( )
A.[0,π4] B.[π4,5π12] C.[5π12,π2] D.[π12,5π12]
6. 把一个函数图象按向量[a=(π3,-2)]平移后,得到的图象的表达式为[y=sin(x+π6)-2],则原函数的解析式为 .
7. 已知[M=(1+cos2x,1)],[N=(1,3sin2x+a)][(x,a∈R,a]是常数),且[y=OM]•[ON] ([O]是坐标原点)(1)求[y]关于[x]的函数关系式[y=f(x)];
(2)若[x∈[0,π2]],[f(x)]的最大值为4,求[a]的值,并说明此时[f(x)]的图象可由[y=2sin(x+π6])的图象经过怎样的变换而得到?
8. 已知二次函数[f(x)]对任意[x∈R],都有[f (1-x)][=f (1+x)]成立,设向量[a=(sinx,2)], [b=(2sinx,12]),[c=(cos2x,1),d=(1,2). ]
(1)分别求[a⋅b]和[c⋅d]的取值范围;
(2)当[x∈[0,π]]时,求不等式[f(a⋅b)>f(c⋅d)]的解集.
9. 已知[i、j]分别是[x]轴,[y]轴方向上的单位向量, [OA1=j, OA2=10j, 且 An-1An=3AnAn+1]
[(n=2,3,4,⋯). 在射线 y=x, x≥0上从下到上依次有][Bn,n=1,2,3,⋯,OB1=3i+3j,][且Bn-1Bn][=22(n=][2,3,4⋯).]
(1)求[A4A5];(2)求[OAn],[OBn];(3)求四边形[AnAn+1Bn+1Bn]面积的最大值.
10. 如图,四边形[MNPQ]是[⊙C]的内接梯形,[C]是圆心,[C]在[MN]上,向量[CM]与[PN]的夹角为120°,[QC⋅•QM=2.]
(1)求[⊙C]的方程;
(2)求以[M、N]為焦点且过点[P、Q]的椭圆的方程.
11. 如图,已知椭圆[C:6x2+10y2=15m2(m>0)],经过椭圆[C]的右焦点[F]且斜率为[k(k≠0)]的直线l交椭圆[C]于[A、B]两点,[M]为线段[AB]的中点,设[O]为椭圆的中心,射线[OM]交椭圆于[N]点.
(1)是否存在[k],使对任意[m>0],总有[OA+OB=ON]成立?若存在,求出所有[k]的值;
(2)若[OA⋅•OB=-12(m3+4m)],求实数[k]的取值范围.
12. 设抛物线[y2=2px(p>0)]的焦点为[F],准线与[x]轴交点为[Q],过[Q]点的直线[l]交抛物线于[A、B]两点.
(1)直线[l]的斜率为[22],求证:[FA⋅FB=0].
(2)设直线[FA、FB]的斜率为[kFA]、[kFB]探究[kFB]与[kFA]之间的关系并说明理由.
【参考答案】
1. D 2. C 3. B 4. D 5. D 6. [y=cosx]
7. (1)[f(x) =1+cos2x+3sin2x+a]
(2)将[y=2sin(x+π6])的图象的每一点的横坐标缩短到原来的一半,纵坐标保持不变,再向上平移2个单位长度可得[f(x)=2sin(2x+π6])+2的图象
8. (1)[a⋅b=2sin2x+1≥1,]
[c⋅d=2cos2x+1≥1 ] (2)[[0,π4)⋃(3π4,π]]
9. (1)[A4A5=13j] (2)[OAn=29-(13)n-42j][OBn][=(2n+1)i][+(2n+1)j] (3)[472]
10. (1)[x2+y2=4] (2)[x24+23+y223=1]
11. (1)存在 (2)[-77≤k≤77且k≠0.]
12. (1)略 (2)[kFA=-kFB或kFA+kFB=0]