第二章2.42.4.11.在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,则AB·AC等于()A.-6B.-8C.8D.6解析:∵∠C=90°,∴AC·CB=0∴AB·AC=(AC+CB)·AC=AC2+AC·CB=AC2=6.答案:D2.向量a,b,c,实数λ,下列命题中真命题是()A.若a·b=0,则a=0或b=0B.若λa=0,则λ=0或a=0C.若a2=b2,则a=b或a=-bD.若a·b=a·c,则b=c解析:若a·b=0,表明a,b垂直,并不是a=0或b=0;若a2=b2,表明|a|2=|b|2,并不是a=b或a=-b;若a·b=a·c,则有|a||b|cosα=|a||c|cosβ,α,β分别是向量a,b和c,a的夹角,不只会是b=c.故只有B正确.答案:B3.已知|a|=|b|=2,a·b=-2,且(a+b)⊥(a+tb),则实数t的值为()A.-1B.1C.-2D.2解析:∵(a+b)⊥(a+tb),∴(a+b)·(a+tb)=0,∴a2+ta·b+a·b+tb2=0,∴4-2t-2+4t=0,∴t=-1.故选A.答案:A4.向量a、b满足|a|=|b|=1,a与b的夹角为60°,则a·a+a·b=________.解析:a·a+a·b=|a|2+|a||b|cos60°=1+=.答案:5.若|a|=4,a·b=6,则b在a方向上的投影等于________.解析:∵a·b=|a|·|b|cosθ=6,且|a|=4,∴|b|cosθ=,即b在a方向上的投影等于.答案:6.|a|=1,|b|=,且a-b与a垂直,求a与b的夹角.解:设a与b的夹角为θ,∵a-b与a垂直,∴(a-b)·a=0,即a2-b·a=0,∴a·b=a2=|a|2=1,∴cosθ===.∵0°≤θ≤180°,∴θ=45°,∴a与b的夹角为45°.(时间:30分钟满分:60分)知识点及角度难易度及题号1基础中档稍难求向量的数量积2、61用数量积求向量的模5、97用数量积研究垂直问题310用数量积求向量的夹角48一、选择题(每小题4分,共6分)1.如图,在△ABC中,AD⊥AB,BC=BD,|AD|=1,则AC·AD=()A.2B.C.D.解析:∵AB·AD=0,∴AC·AD=(AB+BC)·AD=(AB+BD)·AD=AB·AD+BD·AD=·|BD||AD|·cos∠ADB=|AD|2=.答案:D2.设a、b、c是平面内的任意非零向量,且相互不共线,则①(a·b)·c-(c·a)·b=0;②||a|-|b||<|a-b|;③(b·c)·a-(c·a)·b不与c垂直;④(3a+2b)·(3a-2b)=9|a|2-4|b|2.其中是真命题的有()A.①②B.②③C.③④D.②④解析:①③是假命题,②④是真命题.答案:D3.点O是△ABC所在平面上一点,且满足OA·OB=OB·OC=OC·OA,则点O是△ABC的()A.重心B.垂心C.内心D.外心解析:∵OA·OB=OB·OC=OC·OA,∴OB·(OA-OC)=0⇒OB·AC=0⇒OB⊥AC.同理可得OA⊥BC,OC⊥AB,故O为△ABC的垂心.答案:B4.若非零向量a,b满足|a|=|b|,(2a+b)·b=0,则a与b的夹角为()A.30°B.60°C.120°D.150°解析:由(2a+b)·b=0得2a·b=-|b|2,∴cos〈a,b〉===-.∵0°≤〈a,b〉≤180°,2∴〈a,b〉=120°.答案:C二、填空题(每小题4分,共12分)5.已知向量a和b的夹角为120°,|a|=1,|b|=3,则|5a-b|等于________.解析:|5a-b|2=25|a|2+|b|2-10a·b=49,|5a-b|=7.答案:76.已知平面上三点A、B、C满足|AB|=3,|BC|=4,|CA|=5,则AB·BC+BC·CA+CA·AB=______.解析:因为|AB|2+|BC|2=|CA|2,所以△ABC为直角三角形,其中∠B=90°.所以AB·BC+BC·CA+CA·AB=0+|BC||CA|·cos(π-C)+|CA||AB|cos(π-A)=-4×5×-5×3×=-25.答案:-257.已知a,b是平面内两个互相垂直的单位向量,若向量c满足(a-c)·(b-c)=0,|c|的最大值为________.解析:∵|a|=|b|=1,a·b=0,(a-c)·(b-c)=0⇒|c|2=c·(a+b)=|c|·|a+b|·cosθ,∴|c|=|a+b|cosθ=cosθ=cosθ=cosθ,则|c|的最大值是.答案:三、解答题8.(10分)若向量a与向量b的夹角为60°,|b|=4,(a+2b)·(a-3b)=-72.求:(1)|a|;(2)|a+b|.解:(1)(a+2b)·(a-3b)=|a|2-|a||b|cos60°-6|b|2=|a|2-2|a|-96=-72,即|a|2-2|a|-24=0,得|a|=6.(2)|a+b|2=a2+2a·b+b2=36+2·6·4·+6=76.∴|a+b|=2.9.(10分)已知a、b都是非零向量,且a+3b与7a-5b垂直,a-4b与7a-2b垂直,求a与b的夹角.解:由(a+3b)·(7a-5b)=0⇒7a2+6a·b-15b2=0①(a-4b)·(7a-2b)=0⇒7a2-30a·b+8b2=0②两式相减得2a·b=b2,代入①或②得:a2=b2设a、b的夹角为θ,则cosθ===,∴θ=60°.10.(12分)已知a⊥b,且|a|=2,|b|=1,若对两个不同时为零的实数k、t,使得a+(t-3)b与-ka+tb垂直,试求k的最小值.解:因为a⊥b,所以a·b=0.又由已知得[a+(t-3)b]·(-ka+tb)=0,所以-ka2+t(t-3)b2=0,因为|a|=2,|b|=1,所以-4k+t(t-3)=0,3所以k=(t2-3t)=2-(t≠0),故当t=时,k取最小值-.4