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簡析的數(shù)學(xué)向量高考真題

學(xué)人智庫 時(shí)間:2018-01-16 我要投稿
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  對2017年的向量高考真題進(jìn)行簡要分析,我們就會發(fā)現(xiàn)其中以考查平面向量的線性運(yùn)算、模、夾角、垂直與平行、基底、數(shù)量積這些基礎(chǔ)知識的居多,大約有十多個(gè)省市把對向量內(nèi)容的考查作為高考試卷上的低中檔題.而從知識交匯點(diǎn)考查思維能力和創(chuàng)新意識的試題有天津卷、陜西卷、湖南卷和安徽卷,這些試題對考生的要求比較高.

  對于高考備考,我們一向強(qiáng)調(diào)夯實(shí)基礎(chǔ),回歸課本.能力的提高不可能是空中樓閣,也必須從扎實(shí)的基本功中提煉升華而來.細(xì)看向量高考題,不難在課本中找到它們的“影子”.

  考查平面向量的線性運(yùn)算、垂直或平行

  例1 (全國新課標(biāo)卷)設(shè)[D,E,F(xiàn)]分別為[△ABC]的三邊[BC,CA,AB]的中點(diǎn),則[EB+FC=]( )

  A. [BC] B. [12AD]

  C. [AD] D. [12BC]

  解析 [EB+FC=(EC+CB)+(FB+BC)]

  原型 這道題直接考查平面向量的線性運(yùn)算,解題思路中涉及相反向量及平行四邊形加法法則,平行四邊形兩條對角線互相平分等內(nèi)容.

  與此題最接近的是必修4課本第89面的例7:[?ABCD]的兩條對角線相交于點(diǎn)[M],且[AB=a→,AD=b→],你能用[a→,b→]表示[MA,MB,MC]和[MD]嗎?

  解析 此題的設(shè)問是[λ=]?,而題目條件支持我們輕松求出向量[a 和 b]的模,因此應(yīng)該先將條件中的等式變形得到[b=-λaλ∈R],再運(yùn)用數(shù)乘運(yùn)算的概念來解決問題:[λ=|b||a|=51=5.]

  在2014年高考試題中還多次出現(xiàn)對向量垂直的考查,涉及的試卷有湖北卷、重慶卷和全國大綱卷.

  例3 (湖北卷)設(shè)向量[a=(3,3)],[b=(1,-1)],若[(a+λb)⊥(a-λb)],則實(shí)數(shù)[λ] .

  解析

  [∵a→+λb→=(3+λ,3-λ), a→-λb→=(3-λ,3+λ),]

  由[(a+λb)⊥(a-λb)]知,

  [(3+λ)(3-λ)+(3-λ)(3+λ)=0,]

  [∴λ=±3.]

  考查向量的模和數(shù)量積

  山東卷比較單純地考查了數(shù)量積的概念以及其坐標(biāo)表示.

  例4 (山東卷)已知向量[a→=(1,3),b→=(3,m)]. [若向量a→,b→]的夾角為[π6],則實(shí)數(shù)[m=]( )

  A. [23] B. [3] C. 0 D. [-3]

  解析 [由a→?b→=a→?b→cosπ6得,cosπ6=32=a→?b→a→?b→]

  [=3+3m2?9+m2,解得m=3.]

  原型 難度與必修4課本107面的例6相當(dāng).屬于基本難度的考題.

  對向量數(shù)量積進(jìn)行考查的還有江蘇卷的第12題.

  例6 如圖,在平行四邊形[ABCD]中,已知[AB=8],[AD=5],[CP=3PD],[AP?BP=2],則[AB?AD]的值是 .

  解析 這道題屬于中檔題,已知條件是數(shù)量積,求解的也是數(shù)量積. 因此要分析條件和求解向量之間的關(guān)系.于是我們產(chǎn)生這樣的想法,[以AB 和AD]為基底,表示[AP 和BP],再由已知[AP?BP=2]得到關(guān)于[AB?AD]的等式,從而求出結(jié)果.

  原型 向量的數(shù)量積是把向量的長度和三角函數(shù)聯(lián)系了起來,為解決相關(guān)的幾何問題提供了方便,是一種重要的思想方法. 因此同學(xué)們在復(fù)習(xí)中應(yīng)該熟練掌握.比如在必修5正余弦定理的證明中就用到了向量數(shù)量積的方法,使得證明過程簡潔明了.

  考查平面向量的夾角

  [又cosc,a=c?a|c|?|a|],[cosc,b=c?b|c|?|b|],

  [∴c?a|c|?|a|=c?b|c|?|b|].

  又[|b|=2|a|],[∴2c?a=c?b].

  即[2[(m+4)+2(2m+2)]=4(m+4)+2(2m+2),]

  [∴m=2.]

  解法2 [由a→=5,b→=25,a→?b→=8可得,]

  [c→?a→=(ma→+b→)?a→=ma→2+b→?a→=5m+8.]

  [c→?b→=(ma→+b→)?b→=ma→?b→+b→2=8m+20.]

  [∴5m+85=8m+2025,∴m=2.]

  解法3 對于某些向量問題,如果能夠發(fā)現(xiàn)其幾何意義,并依據(jù)幾何意義解題會使求解過程非常輕松.以這道題目為例.

  因?yàn)閇c=ma+b],且[c]與[a]的夾角等于[c]與[b]的夾角,由平行四邊形法則可知,以[ma→和b→]為鄰邊,[c]為對角線的平行四邊形是菱形,所以[ma→=b→],又因?yàn)閇a→=5,b→=25,] 所以[m=2].

  考查平面向量的基本定理

  平面向量基本定理是平面向量正交分解和坐標(biāo)表示的基礎(chǔ),但有些同學(xué)在平時(shí)的學(xué)習(xí)中不夠重視,因此在復(fù)習(xí)中強(qiáng)化對定理的充分認(rèn)識和理解是很有必要的.

  例8 (福建卷)在下列向量組中,可以把向量[a]=(3,2)表示出來的是( )

  考查平面向量與其他知識的交匯

  數(shù)學(xué)的系統(tǒng)性決定了數(shù)學(xué)知識之間必然會存在聯(lián)系.向量與高中數(shù)學(xué)一些主干知識,如三角、立體幾何、解析幾何、不等式等都存在著深刻的聯(lián)系.它們之間容易形成知識的綜合或交匯.因此,向量與其它知識交匯自然受到高考命題者的青睞,應(yīng)該引起重視.

  1.平面向量與二次函數(shù)交匯

  例9 (浙江卷)設(shè)[θ]為兩個(gè)非零向量[a],[b]的夾角,已知對任意實(shí)數(shù)[t],[|b+ta|]的最小值為1,( )

  A.若[θ]確定,惟[|a|]惟一確定

  B.若[θ]確定,惟[|b|]惟一確定

  C.若[|a|]確定,惟[θ]惟一確定

  D.若[|b|]確定,惟[θ]惟一確定

  解析 令二次函數(shù)[f(t)=|b+ta|2=|a|2t2+2a?bt+|b|2,]

  [∵|a|≠0, |b|≠0, ]

  則當(dāng)[t=-a?b|a|2=-|b|cosθ|a|]時(shí),[f(t)]有最小值為[|b|2sin2θ,∴|b|2sin2θ=1.]

  因此,當(dāng)[θ]確定時(shí),[|b|]惟一確定.

  2.平面向量與三角函數(shù)或解析幾何交匯

  例10 (湖南卷)在平面直角坐標(biāo)系中,[O]為原點(diǎn),[A(-1,0),B(0,3),C(3,0),]動點(diǎn)[D]滿足[|CD|=1,]則[|OA|+OB+OD]的最大值是 .

  解法1 由[CD=1]知,點(diǎn)[D]在圓心為[C(3,0)],半徑為1的圓上,

  可設(shè)[D(3+cosθ,sinθ), θ∈R. ]

  [∵OA+OB+OD=(2+cosθ,3+sinθ),]

  [∴OA+OB+OD=8+23sinθ+4cosθ]

  [=8+27sin(θ+φ),]

  利用三角函數(shù)知識可知,當(dāng)且僅當(dāng)[sin(θ+φ)=1]時(shí),[OA+OB+OD]有最大值[7+1.]

  解法2 由解析幾何知識知,因?yàn)閯狱c(diǎn)[D]的軌跡是以[C]為圓心的單位圓,所以[D]點(diǎn)的軌跡方程為:[(x-3)2+y2=1.]

  又[∵OA+OB+OD=(x-1,y+3),]

  于是問題轉(zhuǎn)化為求圓[C:(x-3)2+y2=1]上的點(diǎn)到點(diǎn)[M][(1,-3)]距離的最大值,最大值為[CM+1=7+1.]

  3.平面向量與線性規(guī)劃交匯

  解析 [∵OP=mAB+nAC,]

  [∴(x,y)=(m+2n,2m+n), ][即x=m+2n, y=2m+n.]

  兩式相減得:[y-x=m-n.]

  于是將問題轉(zhuǎn)化為求[y-x]在[△ABC]內(nèi)部及邊界求最大值的問題.令[y-x=t,]由線性規(guī)劃知識可知,當(dāng)直線[y=x+t]過點(diǎn)[B(2,3)]時(shí),[t]取得最大值1,所以[m-n]的最大值為1.

  總的來說,向量問題的解決途徑一般有兩個(gè):一是基于幾何直觀的幾何法,二是基于坐標(biāo)運(yùn)算的代數(shù)法.向量兼具幾何與代數(shù)的雙重特征,向量解題的工具性作用在于數(shù)形結(jié)合溝通形與數(shù)之間的關(guān)系.

[簡析2017年的數(shù)學(xué)向量高考真題]