简析的数学向量高考真题

学人智库 时间:2018-01-16 我要投稿
【www.unjs.com - 学人智库】

  对2017年的向量高考真题进行简要分析,我们就会发现其中以考查平面向量的线性运算、模、夹角、垂直与平行、基底、数量积这些基础知识的居多,大约有十多个省市把对向量内容的考查作为高考试卷上的低中档题.而从知识交汇点考查思维能力和创新意识的试题有天津卷、陕西卷、湖南卷和安徽卷,这些试题对考生的要求比较高.

  对于高考备考,我们一向强调夯实基础,回归课本.能力的提高不可能是空中楼阁,也必须从扎实的基本功中提炼升华而来.细看向量高考题,不难在课本中找到它们的“影子”.

  考查平面向量的线性运算、垂直或平行

  例1 (全国新课标卷)设[D,E,F]分别为[△ABC]的三边[BC,CA,AB]的中点,则[EB+FC=]( )

  A. [BC] B. [12AD]

  C. [AD] D. [12BC]

  解析 [EB+FC=(EC+CB)+(FB+BC)]

  原型 这道题直接考查平面向量的线性运算,解题思路中涉及相反向量及平行四边形加法法则,平行四边形两条对角线互相平分等内容.

  与此题最接近的是必修4课本第89面的例7:[?ABCD]的两条对角线相交于点[M],且[AB=a→,AD=b→],你能用[a→,b→]表示[MA,MB,MC]和[MD]吗?

  解析 此题的设问是[λ=]?,而题目条件支持我们轻松求出向量[a 和 b]的模,因此应该先将条件中的等式变形得到[b=-λaλ∈R],再运用数乘运算的概念来解决问题:[λ=|b||a|=51=5.]

  在2014年高考试题中还多次出现对向量垂直的考查,涉及的试卷有湖北卷、重庆卷和全国大纲卷.

  例3 (湖北卷)设向量[a=(3,3)],[b=(1,-1)],若[(a+λb)⊥(a-λb)],则实数[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.]

  考查向量的模和数量积

  山东卷比较单纯地考查了数量积的概念以及其坐标表示.

  例4 (山东卷)已知向量[a→=(1,3),b→=(3,m)]. [若向量a→,b→]的夹角为[π6],则实数[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 难度与必修4课本107面的例6相当.属于基本难度的考题.

  对向量数量积进行考查的还有江苏卷的第12题.

  例6 如图,在平行四边形[ABCD]中,已知[AB=8],[AD=5],[CP=3PD],[AP?BP=2],则[AB?AD]的值是 .

  解析 这道题属于中档题,已知条件是数量积,求解的也是数量积. 因此要分析条件和求解向量之间的关系.于是我们产生这样的想法,[以AB 和AD]为基底,表示[AP 和BP],再由已知[AP?BP=2]得到关于[AB?AD]的等式,从而求出结果.

  原型 向量的数量积是把向量的长度和三角函数联系了起来,为解决相关的几何问题提供了方便,是一种重要的思想方法. 因此同学们在复习中应该熟练掌握.比如在必修5正余弦定理的证明中就用到了向量数量积的方法,使得证明过程简洁明了.

  考查平面向量的夹角

  [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 对于某些向量问题,如果能够发现其几何意义,并依据几何意义解题会使求解过程非常轻松.以这道题目为例.

  因为[c=ma+b],且[c]与[a]的夹角等于[c]与[b]的夹角,由平行四边形法则可知,以[ma→和b→]为邻边,[c]为对角线的平行四边形是菱形,所以[ma→=b→],又因为[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标表示的基础,但有些同学在平时的学习中不够重视,因此在复习中强化对定理的充分认识和理解是很有必要的.

  例8 (福建卷)在下列向量组中,可以把向量[a]=(3,2)表示出来的是( )

  考查平面向量与其他知识的交汇

  数学的系统性决定了数学知识之间必然会存在联系.向量与高中数学一些主干知识,如三角、立体几何、解析几何、不等式等都存在着深刻的联系.它们之间容易形成知识的综合或交汇.因此,向量与其它知识交汇自然受到高考命题者的青睐,应该引起重视.

  1.平面向量与二次函数交汇

  例9 (浙江卷)设[θ]为两个非零向量[a],[b]的夹角,已知对任意实数[t],[|b+ta|]的最小值为1,( )

  A.若[θ]确定,惟[|a|]惟一确定

  B.若[θ]确定,惟[|b|]惟一确定

  C.若[|a|]确定,惟[θ]惟一确定

  D.若[|b|]确定,惟[θ]惟一确定

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

  [∵|a|≠0, |b|≠0, ]

  则当[t=-a?b|a|2=-|b|cosθ|a|]时,[f(t)]有最小值为[|b|2sin2θ,∴|b|2sin2θ=1.]

  因此,当[θ]确定时,[|b|]惟一确定.

  2.平面向量与三角函数或解析几何交汇

  例10 (湖南卷)在平面直角坐标系中,[O]为原点,[A(-1,0),B(0,3),C(3,0),]动点[D]满足[|CD|=1,]则[|OA|+OB+OD]的最大值是 .

  解法1 由[CD=1]知,点[D]在圆心为[C(3,0)],半径为1的圆上,

  可设[D(3+cosθ,sinθ), θ∈R. ]

  [∵OA+OB+OD=(2+cosθ,3+sinθ),]

  [∴OA+OB+OD=8+23sinθ+4cosθ]

  [=8+27sin(θ+φ),]

  利用三角函数知识可知,当且仅当[sin(θ+φ)=1]时,[OA+OB+OD]有最大值[7+1.]

  解法2 由解析几何知识知,因为动点[D]的轨迹是以[C]为圆心的单位圆,所以[D]点的轨迹方程为:[(x-3)2+y2=1.]

  又[∵OA+OB+OD=(x-1,y+3),]

  于是问题转化为求圆[C:(x-3)2+y2=1]上的点到点[M][(1,-3)]距离的最大值,最大值为[CM+1=7+1.]

  3.平面向量与线性规划交汇

  解析 [∵OP=mAB+nAC,]

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

  两式相减得:[y-x=m-n.]

  于是将问题转化为求[y-x]在[△ABC]内部及边界求最大值的问题.令[y-x=t,]由线性规划知识可知,当直线[y=x+t]过点[B(2,3)]时,[t]取得最大值1,所以[m-n]的最大值为1.

  总的来说,向量问题的解决途径一般有两个:一是基于几何直观的几何法,二是基于坐标运算的代数法.向量兼具几何与代数的双重特征,向量解题的工具性作用在于数形结合沟通形与数之间的关系.

[简析2017年的数学向量高考真题]