高考数学一轮复习　第六章 第1节平面向量的概念及线性运算

这是一份高考数学一轮复习　第六章 第1节平面向量的概念及线性运算，共16页。试卷主要包含了了解向量的实际背景；2，向量的线性运算，共线向量定理等内容，欢迎下载使用。
考试要求 1.了解向量的实际背景；2.理解平面向量的意义和两个向量相等的含义；3.理解向量的几何表示和基本要素；4.掌握向量加法、减法的运算，并理解其几何意义；5.掌握向量数乘的运算及其几何意义，理解两个向量共线的含义；6.了解向量线性运算的性质及其几何意义.
知 识 梳 理
1.向量的有关概念
(1)向量：既有大小又有方向的量叫做向量，向量的大小叫做向量的长度(或模).
(2)零向量：长度为0的向量，其方向是任意的.
(3)单位向量：长度等于1个单位的向量.
(4)平行向量：方向相同或相反的非零向量.平行向量又叫共线向量.规定：0与任一向量平行.
(5)相等向量：长度相等且方向相同的向量.
(6)相反向量：长度相等且方向相反的向量.
2.向量的线性运算
3.共线向量定理
向量a(a≠0)与b共线的充要条件是存在唯一一个实数λ，使得b＝λa.
[微点提醒]
1.一般地，首尾顺次相接的多个向量的和等于从第一个向量起点指向最后一个向量终点的向量，即eq \(A1A2,\s\up6(→))＋eq \(A2A3,\s\up6(→))＋eq \(A3A4,\s\up6(→))＋…＋An－1An＝eq \(A1An,\s\up6(→))，特别地， 一个封闭图形，首尾连接而成的向量和为零向量.
2.若P为线段AB的中点，O为平面内任一点，则eq \(OP,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)(eq \(OA,\s\up6(→))＋eq \(OB,\s\up6(→))).
基 础 自 测
1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”)
(1)零向量与任意向量平行.( )
(2)若a∥b，b∥c，则a∥c.( )
(3)向量eq \(AB,\s\up6(→))与向量eq \(CD,\s\up6(→))是共线向量，则A，B，C，D四点在一条直线上.( )
(4)当两个非零向量a，b共线时，一定有b＝λa，反之成立.( )
解析 (2)若b＝0，则a与c不一定平行.
(3)共线向量所在的直线可以重合，也可以平行，则A，B，C，D四点不一定在一条直线上.
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√
2.(必修4P78A6改编)给出下列命题：①零向量的长度为零，方向是任意的；②若a，b都是单位向量，则a＝b；③向量eq \(AB,\s\up6(→))与eq \(BA,\s\up6(→))相等.则所有正确命题的序号是( )
A.① B.③ C.①③ D.①②
解析 根据零向量的定义可知①正确；根据单位向量的定义可知，单位向量的模相等，但方向不一定相同，故两个单位向量不一定相等，故②错误；向量eq \(AB,\s\up6(→))与eq \(BA,\s\up6(→))互为相反向量，故③错误.
答案 A
3.(必修4P92A12改编)设M为平行四边形ABCD对角线的交点，O为平行四边形ABCD所在平面内任意一点，则eq \(OA,\s\up6(→))＋eq \(OB,\s\up6(→))＋eq \(OC,\s\up6(→))＋eq \(OD,\s\up6(→))等于( )
A.eq \(OM,\s\up6(→)) B.2eq \(OM,\s\up6(→))
C.3eq \(OM,\s\up6(→)) D.4eq \(OM,\s\up6(→))
解析 eq \(OA,\s\up6(→))＋eq \(OB,\s\up6(→))＋eq \(OC,\s\up6(→))＋eq \(OD,\s\up6(→))＝(eq \(OA,\s\up6(→))＋eq \(OC,\s\up6(→)))＋(eq \(OB,\s\up6(→))＋eq \(OD,\s\up6(→)))＝2eq \(OM,\s\up6(→))＋2eq \(OM,\s\up6(→))＝4eq \(OM,\s\up6(→)).
答案 D
4.(2019·东莞调研)如图所示，已知eq \(AC,\s\up6(→))＝3eq \(BC,\s\up6(→))，eq \(OA,\s\up6(→))＝a，eq \(OB,\s\up6(→))＝b，eq \(OC,\s\up6(→))＝c，则下列等式中成立的是( )
A.c＝eq \f(3,2)b－eq \f(1,2)a
B.c＝2b－a
C.c＝2a－b
D.c＝eq \f(3,2)a－eq \f(1,2)b
解析 因为eq \(AC,\s\up6(→))＝3eq \(BC,\s\up6(→))，eq \(OA,\s\up6(→))＝a，eq \(OB,\s\up6(→))＝b，所以eq \(OC,\s\up6(→))＝eq \(OA,\s\up6(→))＋eq \(AC,\s\up6(→))＝eq \(OA,\s\up6(→))＋eq \f(3,2)eq \(AB,\s\up6(→))＝eq \(OA,\s\up6(→))＋eq \f(3,2)(eq \(OB,\s\up6(→))－eq \(OA,\s\up6(→)))＝eq \f(3,2)eq \(OB,\s\up6(→))－eq \f(1,2)eq \(OA,\s\up6(→))＝eq \f(3,2)b－eq \f(1,2)a.
答案 A
5.(2018·上海静安区月考)若四边形ABCD满足eq \(AD,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)eq \(BC,\s\up6(→))且|eq \(AB,\s\up6(→))|＝|eq \(DC,\s\up6(→))|，则四边形ABCD的形状是( )
A.等腰梯形 B.矩形
C.正方形 D.菱形
解析 因为eq \(AD,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)eq \(BC,\s\up6(→))，所以eq \(AD,\s\up6(→))∥eq \(BC,\s\up6(→))，且|eq \(AD,\s\up6(→))|＝eq \f(1,2)|eq \(BC,\s\up6(→))|，所以四边形ABCD为以AD为上底，BC为下底的梯形.又|eq \(AB,\s\up6(→))|＝|eq \(DC,\s\up6(→))|，所以梯形ABCD的两腰相等.因此四边形ABCD是等腰梯形.
答案 A
6.(2019·菏泽调研)设a与b是两个不共线向量，且向量a＋λb与－(b－2a)共线，则λ＝________.
解析 依题意知向量a＋λb与2a－b共线，设a＋λb＝k(2a－b)，则有(1－2k)a＋(k＋λ)b＝0，所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(1－2k＝0，,k＋λ＝0，))
解得k＝eq \f(1,2)，λ＝－eq \f(1,2).
答案 －eq \f(1,2)
考点一 平面向量的概念
【例1】 (1)设a，b都是非零向量，下列四个条件中，一定能使eq \f(a,|a|)＋eq \f(b,|b|)＝0成立的是( )
A.a＝2b B.a∥b
C.a＝－eq \f(1,3)b D.a⊥b
(2)给出下列四个命题：
①若|a|＝|b|，则a＝b；
②若A，B，C，D是不共线的四点，则“eq \(AB,\s\up6(→))＝eq \(DC,\s\up6(→))”是“四边形ABCD为平行四边形”的充要条件；
③若a＝b，b＝c，则a＝c；
④a＝b的充要条件是|a|＝|b|且a∥b.
其中正确命题的序号是( )
A.②③ B.①② C.③④ D.②④
解析 (1)由eq \f(a,|a|)＋eq \f(b,|b|)＝0得eq \f(a,|a|)＝－eq \f(b,|b|)≠0，即a＝－eq \f(b,|b|)·|a|≠0，则a与b共线且方向相反，因此当向量a与向量b共线且方向相反时，能使eq \f(a,|a|)＋eq \f(b,|b|)＝0成立.对照各个选项可知，选项A中a与b的方向相同；选项B中a与b共线，方向相同或相反；选项C中a与b的方向相反；选项D中a与b互相垂直.
(2)①不正确.两个向量的长度相等，但它们的方向不一定相同.
②正确.∵eq \(AB,\s\up6(→))＝eq \(DC,\s\up6(→))，∴|eq \(AB,\s\up6(→))|＝|eq \(DC,\s\up6(→))|且eq \(AB,\s\up6(→))∥eq \(DC,\s\up6(→))，又A，B，C，D是不共线的四点，∴四边形ABCD为平行四边形；反之，若四边形ABCD为平行四边形，则|eq \(AB,\s\up6(→))|＝|eq \(DC,\s\up6(→))|，
eq \(AB,\s\up6(→))∥eq \(DC,\s\up6(→))且eq \(AB,\s\up6(→))，eq \(DC,\s\up6(→))方向相同，因此eq \(AB,\s\up6(→))＝eq \(DC,\s\up6(→)).
③正确.∵a＝b，∴a，b的长度相等且方向相同，又b＝c，∴b，c的长度相等且方向相同，∴a，c的长度相等且方向相同，故a＝c.
④不正确.当a∥b且方向相反时，即使|a|＝|b|，也不能得到a＝b，故|a|＝|b|且a∥b不是a＝b的充要条件，而是必要不充分条件.
综上所述，正确命题的序号是②③.
答案 (1)C (2)A
规律方法 对于向量的有关概念应注意以下几点：
(1)平行向量就是共线向量，二者是等价的，它们均与起点无关；非零向量的平行具有传递性；相等向量一定是平行向量，而平行向量未必是相等向量；相等向量具有传递性.
(2)向量与数量不同，数量可以比较大小，向量则不能，但向量的模是非负数，可以比较大小.
(3)向量可以平移，平移后的向量与原向量是相等向量，解题时，不要把它与函数图象的平移混为一谈.
(4)非零向量a与eq \f(a,|a|)的关系：eq \f(a,|a|)是与a同方向的单位向量.
【训练1】 (1)如图，等腰梯形ABCD中，对角线AC与BD交于点P，点E，F分别在两腰AD，BC上，EF过点P，且EF∥AB，则下列等式中成立的是( )
A.eq \(AD,\s\up6(→))＝eq \(BC,\s\up6(→)) B.eq \(AC,\s\up6(→))＝eq \(BD,\s\up6(→))
C.eq \(PE,\s\up6(→))＝eq \(PF,\s\up6(→)) D.eq \(EP,\s\up6(→))＝eq \(PF,\s\up6(→))
(2)给出下列说法：
①非零向量a与b同向是a＝b的必要不充分条件；
②若eq \(AB,\s\up6(→))与eq \(BC,\s\up6(→))共线，则A，B，C三点在同一条直线上；
③a与b是非零向量，若a与b同向，则a与－b反向；
④设λ，μ为实数，若λa＝μb，则a与b共线.
其中错误说法的序号是________.
解析 (1)根据相等向量的定义，分析可得eq \(AD,\s\up6(→))与eq \(BC,\s\up6(→))不平行，eq \(AC,\s\up6(→))与eq \(BD,\s\up6(→))不平行，所以eq \(AD,\s\up6(→))＝eq \(BC,\s\up6(→))，eq \(AC,\s\up6(→))＝eq \(BD,\s\up6(→))均错误，eq \(PE,\s\up6(→))与eq \(PF,\s\up6(→))平行，但方向相反也不相等，只有eq \(EP,\s\up6(→))与eq \(PF,\s\up6(→))方向相同，且大小都等于线段EF长度的一半，所以eq \(EP,\s\up6(→))＝eq \(PF,\s\up6(→)).
(2)根据向量的有关概念可知①②③正确，④错误.
答案 (1)D (2)④
考点二 平面向量的线性运算 多维探究
角度1 向量的线性运算
【例2－1】 (2018·全国Ⅰ卷)在△ABC中，AD为BC边上的中线，E为AD的中点，则eq \(EB,\s\up6(→))＝( )
A.eq \f(3,4)eq \(AB,\s\up6(→))－eq \f(1,4)eq \(AC,\s\up6(→)) B.eq \f(1,4)eq \(AB,\s\up6(→))－eq \f(3,4)eq \(AC,\s\up6(→))
C.eq \f(3,4)eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \f(1,4)eq \(AC,\s\up6(→)) D.eq \f(1,4)eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \f(3,4)eq \(AC,\s\up6(→))
解析 ∵E是AD的中点，∴eq \(EA,\s\up6(→))＝－eq \f(1,2)eq \(AD,\s\up6(→))，
∴eq \(EB,\s\up6(→))＝eq \(EA,\s\up6(→))＋eq \(AB,\s\up6(→))＝－eq \f(1,2)eq \(AD,\s\up6(→))＋eq \(AB,\s\up6(→))，
又知D是BC的中点，
∴eq \(AD,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)(eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \(AC,\s\up6(→)))，
因此eq \(EB,\s\up6(→))＝－eq \f(1,4)(eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \(AC,\s\up6(→)))＋eq \(AB,\s\up6(→))＝eq \f(3,4)eq \(AB,\s\up6(→))－eq \f(1,4)eq \(AC,\s\up6(→)).
答案 A
角度2 利用向量线性运算求参数
【例2－2】 (1)如图，在平行四边形ABCD中，AC，BD相交于点O，E为线段AO的中点.若eq \(BE,\s\up6(→))＝λeq \(BA,\s\up6(→))＋μeq \(BD,\s\up6(→))(λ，μ∈R)，则λ＋μ等于( )
A.1 B.eq \f(3,4) C.eq \f(2,3) D.eq \f(1,2)
(2)在锐角△ABC中，eq \(CM,\s\up6(→))＝3eq \(MB,\s\up6(→))，eq \(AM,\s\up6(→))＝xeq \(AB,\s\up6(→))＋yeq \(AC,\s\up6(→))(x，y∈R)，则eq \f(x,y)＝________.
解析 (1)∵E为线段AO的中点，
∴eq \(BE,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)eq \(BA,\s\up6(→))＋eq \f(1,2)eq \(BO,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)eq \(BA,\s\up6(→))＋eq \f(1,2)×eq \f(1,2)eq \(BD,\s\up6(→))
＝eq \f(1,2)eq \(BA,\s\up6(→))＋eq \f(1,4)eq \(BD,\s\up6(→))＝λeq \(BA,\s\up6(→))＋μeq \(BD,\s\up6(→))，
∴λ＋μ＝eq \f(1,2)＋eq \f(1,4)＝eq \f(3,4).
(2)由题设可得eq \(AM,\s\up6(→))＝eq \(CM,\s\up6(→))－eq \(CA,\s\up6(→))＝eq \f(3,4)eq \(CB,\s\up6(→))＋eq \(AC,\s\up6(→))
＝eq \f(3,4)(eq \(AB,\s\up6(→))－Aeq \(C,\s\up6(→)))＋eq \(AC,\s\up6(→))＝eq \f(3,4)eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \f(1,4)eq \(AC,\s\up6(→))，
则x＝eq \f(3,4)，y＝eq \f(1,4).故eq \f(x,y)＝3.
答案 (1)B (2)3
规律方法 1.解题的关键在于熟练地找出图形中的相等向量，并能熟练运用相反向量将加减法相互转化.
2.用几个基本向量表示某个向量问题的基本技巧：(1)观察各向量的位置；(2)寻找相应的三角形或多边形；(3)运用法则找关系；(4)化简结果.
【训练2】 (1)如图所示，已知AB是圆O的直径，点C，D是半圆弧的两个三等分点，eq \(AB,\s\up6(→))＝a，eq \(AC,\s\up6(→))＝b，则eq \(AD,\s\up6(→))＝( )
A.a－eq \f(1,2)b B.eq \f(1,2)a－b
C.a＋eq \f(1,2)b D.eq \f(1,2)a＋b
(2)设D，E分别是△ABC的边AB，BC上的点，AD＝eq \f(1,2)AB，BE＝eq \f(2,3)BC.若eq \(DE,\s\up6(→))＝λ1eq \(AB,\s\up6(→))＋λ2eq \(AC,\s\up6(→))(λ1，λ2为实数)，则λ1＋λ2的值为________.
解析 (1)连接CD，由点C，D是半圆弧的三等分点，
得CD∥AB且eq \(CD,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)eq \(AB,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)a，
所以eq \(AD,\s\up6(→))＝eq \(AC,\s\up6(→))＋eq \(CD,\s\up6(→))＝b＋eq \f(1,2)a.
(2)eq \(DE,\s\up6(→))＝eq \(DB,\s\up6(→))＋eq \(BE,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \f(2,3)eq \(BC,\s\up6(→))
＝eq \f(1,2)eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \f(2,3)(eq \(AC,\s\up6(→))－eq \(AB,\s\up6(→)))＝－eq \f(1,6)eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \f(2,3)eq \(AC,\s\up6(→))，
∵eq \(DE,\s\up6(→))＝λ1eq \(AB,\s\up6(→))＋λ2eq \(AC,\s\up6(→))，
∴λ1＝－eq \f(1,6)，λ2＝eq \f(2,3)，
因此λ1＋λ2＝eq \f(1,2).
答案 (1)D (2)eq \f(1,2)
考点三 共线向量定理及其应用
【例3】 设两个非零向量a与b不共线.
(1)若eq \(AB,\s\up6(→))＝a＋b，eq \(BC,\s\up6(→))＝2a＋8b，eq \(CD,\s\up6(→))＝3(a－b).求证：A，B，D三点共线；
(2)试确定实数k，使ka＋b和a＋kb共线.
(1)证明 ∵eq \(AB,\s\up6(→))＝a＋b，eq \(BC,\s\up6(→))＝2a＋8b，eq \(CD,\s\up6(→))＝3(a－b).
∴eq \(BD,\s\up6(→))＝eq \(BC,\s\up6(→))＋eq \(CD,\s\up6(→))＝2a＋8b＋3(a－b)＝2a＋8b＋3a－3b＝5(a＋b)＝5eq \(AB,\s\up6(→)).∴eq \(AB,\s\up6(→))，eq \(BD,\s\up6(→))共线，又它们有公共点B，
∴A，B，D三点共线.
(2)解 ∵ka＋b与a＋kb共线，∴存在实数λ，
使ka＋b＝λ(a＋kb)，即ka＋b＝λa＋λkb，
∴(k－λ)a＝(λk－1)b.
∵a，b是不共线的两个非零向量，
∴k－λ＝λk－1＝0，∴k2－1＝0，∴k＝±1.
规律方法 1.证明三点共线问题，可用向量共线解决，但应注意向量共线与三点共线的区别与联系，当两向量共线且有公共点时，才能得出三点共线.
2.向量a，b共线是指存在不全为零的实数λ1，λ2，使λ1a＋λ2b＝0成立.
【训练3】 (1)已知a，b是不共线的向量，eq \(AB,\s\up6(→))＝λa＋b，eq \(AC,\s\up6(→))＝a＋μb，λ，μ∈R，则A，B，C三点共线的充要条件为( )
A.λ＋μ＝2 B.λ－μ＝1
C.λμ＝－1 D.λμ＝1
(2)(一题多解)已知A，B，C是直线l上不同的三个点，点O不在直线l上，则使等式x2eq \(OA,\s\up6(→))＋xeq \(OB,\s\up6(→))＋eq \(BC,\s\up6(→))＝0成立的实数x的取值集合为( )
A.{0} B.∅
C.{－1} D.{0，－1}
解析 (1)因为A，B，C三点共线，所以eq \(AB,\s\up6(→))∥eq \(AC,\s\up6(→))，设eq \(AB,\s\up6(→))＝meq \(AC,\s\up6(→))(m≠0)，则λa＋b＝m(a＋μb)，所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(λ＝m，,1＝mμ，))所以λμ＝1.
(2)法一 若要x2eq \(OA,\s\up6(→))＋xeq \(OB,\s\up6(→))＋eq \(BC,\s\up6(→))＝0成立，eq \(BC,\s\up6(→))必须与x2eq \(OA,\s\up6(→))＋xeq \(OB,\s\up6(→))共线，由于eq \(OA,\s\up6(→))－eq \(OB,\s\up6(→))＝eq \(BA,\s\up6(→))与eq \(BC,\s\up6(→))共线，所以eq \(OA,\s\up6(→))和eq \(OB,\s\up6(→))的系数必须互为相反数，则x2＝－x，解得x＝0或x＝－1，而当x＝0时，eq \(BC,\s\up6(→))＝0，此时B，C两点重合，不合题意，舍去.故x＝－1.
法二 ∵eq \(BC,\s\up6(→))＝eq \(OC,\s\up6(→))－eq \(OB,\s\up6(→))，∴x2eq \(OA,\s\up6(→))＋xeq \(OB,\s\up6(→))＋eq \(OC,\s\up6(→))－eq \(OB,\s\up6(→))＝0，
即eq \(OC,\s\up6(→))＝－x2eq \(OA,\s\up6(→))－(x－1)eq \(OB,\s\up6(→))，∵A，B，C三点共线，
∴－x2－(x－1)＝1，即x2＋x＝0，解得x＝0或x＝－1.当x＝0时，x2eq \(OA,\s\up6(→))＋xeq \(OB,\s\up6(→))＋eq \(BC,\s\up6(→))＝0，此时B，C两点重合，不合题意，舍去.故x＝－1.
答案 (1)D (2)C
[思维升华]
1.向量线性运算的三要素
向量的线性运算满足三角形法则和平行四边形法则，向量加法的三角形法则要素是“首尾相接，指向终点”；向量减法的三角形法则要素是“起点重合，指向被减向量”；平行四边形法则要素是“起点重合”.
2.三个常用结论
(1)O为△ABC的重心的充要条件是eq \(OA,\s\up6(→))＋eq \(OB,\s\up6(→))＋eq \(OC,\s\up6(→))＝0；
(2)四边形ABCD中，E为AD的中点，F为BC的中点，则eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \(DC,\s\up6(→))＝2eq \(EF,\s\up6(→))；
(3)对于平面上的任一点O，eq \(OA,\s\up6(→))，eq \(OB,\s\up6(→))不共线，满足eq \(OP,\s\up6(→))＝xeq \(OA,\s\up6(→))＋yeq \(OB,\s\up6(→))(x，y∈R)，则P，A，B共线⇔x＋y＝1.
注意向量共线与三点共线的区别.
[易错防范]
1.解决向量的概念问题要注意两点：一是不仅要考虑向量的大小，更重要的是要考虑向量的方向；二是考虑零向量是否也满足条件.要特别注意零向量的特殊性.
2.在利用向量减法时，易弄错两向量的顺序，从而求得所求向量的相反向量，导致错误.
基础巩固题组
(建议用时：35分钟)
一、选择题
1.已知下列各式：①eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \(BC,\s\up6(→))＋eq \(CA,\s\up6(→))；②eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \(MB,\s\up6(→))＋eq \(BO,\s\up6(→))＋eq \(OM,\s\up6(→))；③eq \(OA,\s\up6(→))＋eq \(OB,\s\up6(→))＋eq \(BO,\s\up6(→))＋eq \(CO,\s\up6(→))；④eq \(AB,\s\up6(→))－eq \(AC,\s\up6(→))＋eq \(BD,\s\up6(→))－eq \(CD,\s\up6(→))，其中结果为零向量的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析 由题知结果为零向量的是①④，故选B.
答案 B
2.如图，在正六边形ABCDEF中，eq \(BA,\s\up6(→))＋eq \(CD,\s\up6(→))＋eq \(EF,\s\up6(→))＝( )
A.0 B.eq \(BE,\s\up6(→))
C.eq \(AD,\s\up6(→)) D.eq \(CF,\s\up6(→))
解析 由题图知eq \(BA,\s\up6(→))＋eq \(CD,\s\up6(→))＋eq \(EF,\s\up6(→))＝eq \(BA,\s\up6(→))＋eq \(AF,\s\up6(→))＋eq \(CB,\s\up6(→))＝eq \(CB,\s\up6(→))＋eq \(BF,\s\up6(→))＝eq \(CF,\s\up6(→)).
答案 D
3.设a是非零向量，λ是非零实数，下列结论中正确的是( )
A.a与λa的方向相反 B.a与λ2a的方向相同
C.|－λa|≥|a| D.|－λa|≥|λ|·a
解析 对于A，当λ＞0时，a与λa的方向相同，当λ＜0时，a与λa的方向相反，B正确；对于C，|－λa|＝|－λ||a|，由于|－λ|的大小不确定，故|－λa|与|a|的大小关系不确定；对于D，|λ|a是向量，而|－λa|表示长度，两者不能比较大小.
答案 B
4.已知eq \(AB,\s\up6(→))＝a＋2b，eq \(BC,\s\up6(→))＝－5a＋6b，eq \(CD,\s\up6(→))＝7a－2b，则下列一定共线的三点是( )
A.A，B，C B.A，B，D
C.B，C，D D.A，C，D
解析 因为eq \(AD,\s\up6(→))＝eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \(BC,\s\up6(→))＋eq \(CD,\s\up6(→))＝3a＋6b＝3(a＋2b)＝3eq \(AB,\s\up6(→))，又eq \(AB,\s\up6(→))，eq \(AD,\s\up6(→))有公共点A，所以A，B，D三点共线.
答案 B
5.设D，E，F分别为△ABC的三边BC，CA，AB的中点，则eq \(EB,\s\up6(→))＋eq \(FC,\s\up6(→))＝( )
A.eq \(BC,\s\up6(→)) B.eq \f(1,2)eq \(AD,\s\up6(→)) C.eq \(AD,\s\up6(→)) D.eq \f(1,2)eq \(BC,\s\up6(→))
解析 如图，eq \(EB,\s\up6(→))＋eq \(FC,\s\up6(→))＝eq \(EC,\s\up6(→))＋eq \(CB,\s\up6(→))＋eq \(FB,\s\up6(→))＋eq \(BC,\s\up6(→))＝eq \(EC,\s\up6(→))＋eq \(FB,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)(eq \(AC,\s\up6(→))＋eq \(AB,\s\up6(→)))＝eq \f(1,2)·2eq \(AD,\s\up6(→))＝eq \(AD,\s\up6(→)).
答案 C
6.(2019·唐山二模)已知O是正方形ABCD的中心.若eq \(DO,\s\up6(→))＝λeq \(AB,\s\up6(→))＋μeq \(AC,\s\up6(→))，其中λ，μ∈R，则eq \f(λ,μ)＝( )
A.－2 B.－eq \f(1,2) C.－eq \r(2) D.eq \r(2)
解析 eq \(DO,\s\up6(→))＝eq \(DA,\s\up6(→))＋eq \(AO,\s\up6(→))＝eq \(CB,\s\up6(→))＋eq \(AO,\s\up6(→))＝eq \(AB,\s\up6(→))－eq \(AC,\s\up6(→))＋eq \f(1,2)eq \(AC,\s\up6(→))＝eq \(AB,\s\up6(→))－eq \f(1,2)eq \(AC,\s\up6(→))，∴λ＝1，μ＝－eq \f(1,2)，因此eq \f(λ,μ)＝－2.
答案 A
7.如图所示，在△ABC中，点O是BC的中点，过点O的直线分别交直线AB，AC于不同的两点M，N，若eq \(AB,\s\up6(→))＝meq \(AM,\s\up6(→))，eq \(AC,\s\up6(→))＝neq \(AN,\s\up6(→))，则m＋n的值为( )
A.1 B.2C.3 D.4
解析 ∵O为BC的中点，
∴eq \(AO,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)(eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \(AC,\s\up6(→)))
＝eq \f(1,2)(meq \(AM,\s\up6(→))＋neq \(AN,\s\up6(→)))＝eq \f(m,2)eq \(AM,\s\up6(→))＋eq \f(n,2)eq \(AN,\s\up6(→))，
∵M，O，N三点共线，∴eq \f(m,2)＋eq \f(n,2)＝1，
∴m＋n＝2.
答案 B
8.在△ABC中，点D在线段BC的延长线上，且eq \(BC,\s\up6(→))＝3eq \(CD,\s\up6(→))，点O在线段CD上(与点C，D不重合)，若eq \(AO,\s\up6(→))＝xeq \(AB,\s\up6(→))＋(1－x)eq \(AC,\s\up6(→))，则x的取值范围是( )
A.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0，\f(1,2))) B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0，\f(1,3)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(－\f(1,2)，0)) D.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(－\f(1,3)，0))
解析 设eq \(CO,\s\up6(→))＝yeq \(BC,\s\up6(→))，
因为eq \(AO,\s\up6(→))＝eq \(AC,\s\up6(→))＋eq \(CO,\s\up6(→))＝eq \(AC,\s\up6(→))＋yeq \(BC,\s\up6(→))＝eq \(AC,\s\up6(→))＋y(eq \(AC,\s\up6(→))－eq \(AB,\s\up6(→)))＝－yeq \(AB,\s\up6(→))＋(1＋y)eq \(AC,\s\up6(→)).
因为eq \(BC,\s\up6(→))＝3eq \(CD,\s\up6(→))，点O在线段CD上(与点C，D不重合)，
所以y∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0，\f(1,3)))，
因为eq \(AO,\s\up6(→))＝xeq \(AB,\s\up6(→))＋(1－x)eq \(AC,\s\up6(→))，
所以x＝－y，所以x∈eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(－\f(1,3)，0)).
答案 D
二、填空题
9.如图，点O是正六边形ABCDEF的中心，在分别以正六边形的顶点和中心为始点和终点的向量中，与向量eq \(OA,\s\up6(→))相等的向量有________个.
解析 根据正六边形的性质和相等向量的定义，易知与向量eq \(OA,\s\up6(→))相等的向量有eq \(CB,\s\up6(→))，eq \(DO,\s\up6(→))，eq \(EF,\s\up6(→))，共3个.
答案 3
10.设向量a，b不平行，向量λa＋b与a＋2b平行，则实数λ＝____________.
解析 ∵向量a，b不平行，∴a＋2b≠0，又向量λa＋b与a＋2b平行，则存在唯一的实数μ，使λa＋b＝μ(a＋2b)成立，即λa＋b＝μa＋2μb，则得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(λ＝μ，,1＝2μ，))解得λ＝μ＝eq \f(1,2).
答案 eq \f(1,2)
11.在△ABC中，点M，N满足eq \(AM,\s\up6(→))＝2eq \(MC,\s\up6(→))，eq \(BN,\s\up6(→))＝eq \(NC,\s\up6(→)).若eq \(MN,\s\up6(→))＝xeq \(AB,\s\up6(→))＋yeq \(AC,\s\up6(→))，则x＋y＝________.
解析 由题中条件得，eq \(MN,\s\up6(→))＝eq \(MC,\s\up6(→))＋eq \(CN,\s\up6(→))＝eq \f(1,3)eq \(AC,\s\up6(→))＋eq \f(1,2)eq \(CB,\s\up6(→))＝eq \f(1,3)eq \(AC,\s\up6(→))＋eq \f(1,2)(eq \(AB,\s\up6(→))－eq \(AC,\s\up6(→)))
＝eq \f(1,2)eq \(AB,\s\up6(→))－eq \f(1,6)eq \(AC,\s\up6(→))＝xeq \(AB,\s\up6(→))＋yeq \(AC,\s\up6(→))，
所以x＝eq \f(1,2)，y＝－eq \f(1,6)，因此x＋y＝eq \f(1,2)－eq \f(1,6)＝eq \f(1,3).
答案 eq \f(1,3)
12.(2019·清华大学自主招生能力测试)设O在△ABC的内部，D为AB的中点，且eq \(OA,\s\up6(→))＋eq \(OB,\s\up6(→))＋2eq \(OC,\s\up6(→))＝0，则△ABC的面积与△AOC的面积的比值为________.
解析 ∵D为AB的中点，
则eq \(OD,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)(eq \(OA,\s\up6(→))＋eq \(OB,\s\up6(→)))，
又eq \(OA,\s\up6(→))＋eq \(OB,\s\up6(→))＋2eq \(OC,\s\up6(→))＝0，
∴eq \(OD,\s\up6(→))＝－eq \(OC,\s\up6(→))，∴O为CD的中点.
又∵D为AB的中点，
∴S△AOC＝eq \f(1,2)S△ADC＝eq \f(1,4)S△ABC，则eq \f(S△ABC,S△AOC)＝4.
答案 4
能力提升题组
(建议用时：15分钟)
13.已知点O，A，B不在同一条直线上，点P为该平面上一点，且2eq \(OP,\s\up6(→))＝2eq \(OA,\s\up6(→))＋eq \(BA,\s\up6(→))，则( )
A.点P在线段AB上
B.点P在线段AB的反向延长线上
C.点P在线段AB的延长线上
D.点P不在直线AB上
解析 因为2eq \(OP,\s\up6(→))＝2eq \(OA,\s\up6(→))＋eq \(BA,\s\up6(→))，所以2eq \(AP,\s\up6(→))＝eq \(BA,\s\up6(→))，所以点P在线段AB的反向延长线上，故选B.
答案 B
14.(2019·青岛二模)设D，E，F分别为△ABC三边BC，CA，AB的中点，则eq \(DA,\s\up6(→))＋2eq \(EB,\s\up6(→))＋3eq \(FC,\s\up6(→))＝( )
A.eq \f(1,2)eq \(AD,\s\up6(→)) B.eq \f(3,2)eq \(AD,\s\up6(→))
C.eq \f(1,2)eq \(AC,\s\up6(→)) D.eq \f(3,2)eq \(AC,\s\up6(→))
解析 因为D，E，F分别为△ABC三边BC，CA，AB的中点，所以eq \(DA,\s\up6(→))＋2eq \(EB,\s\up6(→))＋3eq \(FC,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)(eq \(BA,\s\up6(→))＋eq \(CA,\s\up6(→)))＋2×eq \f(1,2)(eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \(CB,\s\up6(→)))＋3×eq \f(1,2)×(eq \(AC,\s\up6(→))＋eq \(BC,\s\up6(→)))＝eq \f(1,2)eq \(BA,\s\up6(→))＋eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \(CB,\s\up6(→))＋eq \f(3,2)eq \(BC,\s\up6(→))＋eq \f(3,2)eq \(AC,\s\up6(→))＋eq \f(1,2)eq \(CA,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \f(1,2)eq \(BC,\s\up6(→))＋eq \(AC,\s\up6(→))＝eq \f(1,2)eq \(AC,\s\up6(→))＋eq \(AC,\s\up6(→))＝eq \f(3,2)eq \(AC,\s\up6(→)).
答案 D
15.已知△ABC和点M满足eq \(MA,\s\up6(→))＋eq \(MB,\s\up6(→))＋eq \(MC,\s\up6(→))＝0，若存在实数m使得eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \(AC,\s\up6(→))＝meq \(AM,\s\up6(→))成立，则m＝________.
解析 由已知条件得eq \(MB,\s\up6(→))＋eq \(MC,\s\up6(→))＝－eq \(MA,\s\up6(→))，如图，延长AM交BC于D点，则D为BC的中点.
同理E，F分别是AC，AB的中点，因此点M是△ABC的重心，
∴eq \(AM,\s\up6(→))＝eq \f(2,3)eq \(AD,\s\up6(→))＝eq \f(1,3)(eq \(AB,\s\up6(→))＋eq \(AC,\s\up6(→)))，则m＝3.
答案 3
16.(2019·郑州模拟)设e1与e2是两个不共线向量，eq \(AB,\s\up6(→))＝3e1＋2e2，eq \(CB,\s\up6(→))＝ke1＋e2，eq \(CD,\s\up6(→))＝3e1－2ke2，若A，B，D三点共线，则k的值为________.
解析 由题意，A，B，D三点共线，故必存在一个实数λ，使得eq \(AB,\s\up6(→))＝λeq \(BD,\s\up6(→)).
又eq \(AB,\s\up6(→))＝3e1＋2e2，eq \(CB,\s\up6(→))＝ke1＋e2，eq \(CD,\s\up6(→))＝3e1－2ke2，
所以eq \(BD,\s\up6(→))＝eq \(CD,\s\up6(→))－eq \(CB,\s\up6(→))＝3e1－2ke2－(ke1＋e2)
＝(3－k)e1－(2k＋1)e2，
所以3e1＋2e2＝λ(3－k)e1－λ(2k＋1)e2，
又e1与e2不共线，
所以eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(3＝λ（3－k），,2＝－λ（2k＋1），))解得k＝－eq \f(9,4).
答案 －eq \f(9,4)
新高考创新预测
17.(多填题)在△ABC中有如下结论：“若点M为△ABC的重心，则eq \(MA,\s\up6(→))＋eq \(MB,\s\up6(→))＋eq \(MC,\s\up6(→))＝0.”设a，b，c分别为△ABC的内角A，B，C的对边，点M为△ABC的重心. 若aeq \(MA,\s\up6(→))＋beq \(MB,\s\up6(→))＋eq \f(\r(3),3)ceq \(MC,\s\up6(→))＝0，则内角A的大小为________，当a＝3时，△ABC的面积为________.
解析 由aeq \(MA,\s\up6(→))＋beq \(MB,\s\up6(→))＋eq \f(\r(3),3)ceq \(MC,\s\up6(→))＝aeq \(MA,\s\up6(→))＋beq \(MB,\s\up6(→))＋eq \f(\r(3),3)c(－eq \(MA,\s\up6(→))－eq \(MB,\s\up6(→)))＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(a－\f(\r(3),3)c))eq \(MA,\s\up6(→))＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(b－\f(\r(3),3)c))eq \(MB,\s\up6(→))＝0，且eq \(MA,\s\up6(→))与eq \(MB,\s\up6(→))不共线，∴a－eq \f(\r(3),3)c＝b－eq \f(\r(3),3)c＝0，∴a＝b＝eq \f(\r(3),3)c.△ABC中，由余弦定理可求得cs A＝eq \f(\r(3),2)，∴A＝eq \f(π,6).若a＝3，则b＝3，c＝3eq \r(3)，S△ABC＝eq \f(1,2)bcsin A＝eq \f(1,2)×3×3eq \r(3)×eq \f(1,2)＝eq \f(9\r(3),4).
答案 eq \f(π,6) eq \f(9\r(3),4)向量运算
定 义
法则(或几何意义)
运算律
加法
求两个向量和的运算
(1)交换律：
a＋b＝b＋a.
(2)结合律：
(a＋b)＋c＝a＋(b＋c)
减法
减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量
a－b＝a＋(－b)
数乘
求实数λ与向量a的积的运算
(1)|λa|＝|λ||a|；
(2)当λ＞0时，λa的方向与a的方向相同；当λ＜0时，λa的方向与a的方向相反；当λ＝0时，λa＝0
λ(μa)＝λμa；
(λ＋μ)a＝λa＋μa；
λ(a＋b)＝λa＋λb