13.(20分)(2009·江苏高考)设向量a=(4cosα,sinα),b=(sinβ,4cosβ),c=(cosβ,-4sinβ).
(1)若a与b-2c垂直,求tan(α+β)的值;
(2)求|b+c|的最大值;
(3)若tanαtanβ=16,求证:a∥b.
解:(1)因为a与b-2c垂直,
b-2c=(sinβ-2cosβ,4cosβ+8sinβ),
所以a·(b-2c)=4cosαsinβ-8cosαcosβ+4sinαcosβ+8sinαsinβ=4sin(α+β)-8cos(α+β)=0,
因此tan(α+β)=2.
(2)由b+c=(sinβ+cosβ,4cosβ-4sinβ),得
|b+c|=
=≤4.
又当β=-时,等号成立,所以|b+c|的最大值为4.
(3)证明:由tanαtanβ=16得=,
所以a∥b.
12.(15分)已知向量=(3,-4),=(6,-3),=
(5-m,-3-m).
(1)若点A、B、C能够成三角形,求实数m应满足的条件;
(2)若点A、B、C构成以∠A为直角的直角三角形,求m的值.
解:(1)若点A、B、C能构成三角形,则这三点不共线.
由=(3,1)、=(2-m,1-m)不共线,得3(1-m)≠2-m.解得m≠.
(2)∵∠A为直角,∴⊥.
∴3(2-m)+(1-m)=0,得m=.
11.(15分)设i、j分别是平面直角坐标系Ox,Oy正方向上的单位向量,且=-2i+mj,=ni+j,=5i-j,若点A、B、C在同一条直线上,且m=2n,求实数m、n的值.
解:=-=(n+2)i+(1-m)j,
=-=(5-n)i+(-2)j,
因为A、B、C共线,所以与共线,
所以-2(n+2)=(1-m)(5-n). ①
又m=2n, ②
解①②组成的方程组得或
10.已知向量a=(1,1),b=(1,-1),c=(cosα,sinα)(α∈R),实数m、n满足ma+nb=c,则(m-3)2+n2的最大值为__________.
解析:由ma+nb=c得m(1,1)+n(1,-1)=
(cosα,sinα),∴∴m=(sinα+cosα),n=(cosα-sinα),∴(m-3)2+n2=m2+n2-6m+9=10-3(sinα+cosα)=10-6sin(α+),∴(m-3)2+n2的最大值为16.
答案:16
9.(2010·山东青岛模拟)若向量a=(1,2),b=(x,1),u=a+2b,v=2a-b且u∥v,则x=__________.
解析:u=(1,2)+2(x,1)=(1,2)+(2x,2)=(2x+1,4),
v=2(1,2)-(x,1)=(2,4)-(x,1)=(2-x,3).
由u∥v,一定存在λ∈R,使u=λv,
则有(2x+1,4)=((2-x)λ,3λ),
∴
∴(2x+1)=(2-x),解得x=.
也可由下面的方法求得:
由u∥v,得(2x+1)·3-4(2-x)=0.∴x=.
答案:
8.(2009·江西高考)已知向量a=(3,1),b=(1,3),c=(k,7),若(a-c)∥b,则k=________.
解析:a-c=(3-k,-6),b=(1,3),
∵(a-c)∥b,∴=.∴k=5.
答案:5
7.l1、l2是不共线向量,且a=-l1+3l2,b=4l1+2l2,c=-3l1+12l2,若b,c为一组基底,则a=__________.
解析:设a=λ1b+λ2c,即-l1+3l2=λ1(4l1+2l2)+λ2(-3l1+12l2),即-l1+3l2=(4λ1-3λ2)l1+(2λ1+12λ2)l2.
∴
解之,得λ1=-,λ2=.
答案:-b+c
6.直角坐标系xOy中,=(2,1),=(3,k),若三角形ABC是直角三角形,则k的可能值个数是
( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:若∠A=90°,则·=6+k=0,k=-6;
若∠B=90°,则·=·(-)=0,k=-1;
若∠C=90°,则·=·(-)=0⇔k2-k+3=0无解.
∴综上,k可能取-6,-1两个数.故选B.
答案:B
5.(2009·宁夏模拟)设=(1,-2),=(a,-1),=(-b,0),a>0,b>0,O为坐标原点,若A、B、C三点共线,则+的最小值是
( )
A.2 B.4
C.6 D.8
解析:kAB=,kAC=,
∵A、B、C三点共线,∴kAB=kAC,即=.
∴2a+b=1.
∴+=+
=4++≥4+2=8.(等号成立的条件为b=2a)
∴+的最小值是8.
答案:D
4.(2010·北京海淀模拟)已知向量a=(1-sinθ,1),b=
(,1+sinθ),且a∥b,则锐角θ等于
( )
A.30° B.45°
C.60° D.75°
解析:由a∥b可得(1-sinθ)(1+sinθ)-=0,即cosθ=±,而θ是锐角,故θ=45°.
答案:B
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