- 平面向量的综合应用
- 共1136题
已知椭圆C:+
=1(a>b>0)的离心率为
,其左、右焦点分别是F1、F2,点P是坐标平面内的一点,且|OP|=
,
•
=
(点O为坐标原点).
(1)求椭圆C的方程;
(2)直线y=x与椭圆C在第一象限交于A点,若椭圆C上两点M、N使+
=λ
,λ∈(0,2)求△OMN面积的最大值.
正确答案
(1)设P(x0,y0),F1(-c,0),F2(c,0),
由|OP|=得x02+y02=
,
由•
=
,得(-c-x0,-y0)•(c-x0,-y0)=
,
即x02+y02-c2=,
所以c=,又因为
=
,所以a2=3,b2=1,
椭圆C的方程为:+y2=1;
(2)由得A(
,
),
设直线MN的方程为y=kx+m,联立方程组
消去y得:(1+3k2)x2+6kmx+3m2-3=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
则x1+x2=-,x1x2=
,
∴y1+y2=k(x1+x2)+2m=,
∵+
=λ
,∴x1+x2=
λ,y1+y2=
λ,
得kMN=-,m=
λ,于是x1+x2=
,x1x2=
,
∴|MN|=|x1-x2|=
=
,
∵λ>0,O(0,0)到直线MN的距离为d=,
∴S△OMN=|MN|d=
•
=≤
,
当m=,即λ=
时等号成立,S△OMN的最大值为
.
求证:A(1,0),B(5,-2),C(8,4),D(4,6)为顶点的四边形是一个矩形.
正确答案
证明:=(4,-2),
=(4,-2),
=(3,6)
∴=
,
∴AB∥DC,AB=DC,
∴四边形ABCD是平行四边形,
而•
=12-12=0,
因此⊥
,
∴AB⊥BC
∴四边形ABCD是矩形.
设两个非零向量和
不共线.
(1)如果=
+
,
=2
+8
,
=3
-3
,求证:A、B、D三点共线;
(2)若||=2,|
|=3,
与
的夹角为60°,是否存在实数m,使得m
+
与
-
垂直?
正确答案
证明:(1)∵=
+
+
=(
+
)+(2
+8
)+(3
-3
)=6(
+
)=6
∴∥
且
与
有共同起点,∴A、B、D三点共线
(2)假设存在实数m,使得m+
与
-
垂直,则(m
+
)•(
-
)=0
∴m
e1
2+(1-m)•
-
e2
2=0,
∵||=2,|
|=3,
与
的夹角为60°
∴
e1
2=||2=4,
e2
2=||2=9,
•
=|
||
|cosθ=2×3×cos60°=3
∴4m+3(1-m)-9=0,
∴m=6,故存在实数m=6,使得m+
与
-
垂直.
设向量=(3,-
),
=(cosθ,sinθ),其中0≤θ≤
.
(1)若||=
,求tanθ的值;
(2)求△AOB面积的最大值.
正确答案
(1):依题意得,=
-
=(cosθ-3,sinθ+
),…(2分)
所以||2=(cosθ-3)2+(sinθ+
)2=13-6cosθ+2
sinθ=13,…(4分)
所以sinθ=3cosθ.因为cosθ≠0,所以tanθ=
.…(7分)
(2):由0≤θ≤,得∠AOB=θ+
.…(9分)
所以S△AOB=|
||
|sin∠AOB=
×2
×1×sin(θ+
)=
sin(θ+
)…(12分)
所以当θ=时,△AOB的面积取得最大值
.…(14分)
已知四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为菱形,∠ABC=60°,PA⊥平面ABCD,E为BC中点,求证:AE⊥PD.
正确答案
证:设=
,
=
,
=
,
∵PA⊥平面ABCD,
∴•
=0,
•
=0,
∵∠ABC=60°,四边形ABCD为菱形,
∴•
=|
|•|
|•cos∠BAD=|
|2•cos120°
=-|
|2.
=
+
=
+
,
=
+
+
+
=-
+
+
-
=
-
,
•
=(
+
)•(
-
)
=•
+
|
|2-
•
-
•
=-|
|2+
|
|2=0,
∴⊥
,
∴AE⊥PD.
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