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簡析2017年的數學向量大學聯考真題

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對2017年的向量大學聯考真題進行簡要分析,我們就會發現其中以考查平面向量的線性運算、模、夾角、垂直與平行、基底、數量積這些基礎知識的居多,大約有十多個省市把對向量內容的考查作爲高考試捲上的低中檔題.而從知識交匯點考查思維能力和創新意識的試題有天津卷、陝西卷、湖南卷和安徽卷,這些試題對考生的要求比較高.

簡析2017年的數學向量大學聯考真題

對於大學聯考備考,我們一向強調夯實基礎,迴歸課本.能力的提高不可能是空中樓閣,也必須從紮實的基本功中提煉昇華而來.細看向量大學聯考題,不難在課本中找到它們的“影子”.

考查平面向量的線性運算、垂直或平行

例1 (全國新課標卷)設[D,E,F]分別爲[△ABC]的三邊[BC,CA,AB]的中點,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]的兩條對角線相交於點[M],且[AB=a→,AD=b→],你能用[a→,b→]表示[MA,MB,MC]和[MD]嗎?

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

在2014年大學聯考試題中還多次出現對向量垂直的考查,涉及的試卷有湖北卷、重慶卷和全國大綱卷.

例3 (湖北卷)設向量[a=(3,3)],[b=(1,-1)],若[(a+λb)⊥(a-λb)],則實數[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.]

考查向量的模和數量積

山東卷比較單純地考查了數量積的概念以及其座標表示.

例4 (山東卷)已知向量[a→=(1,3),b→=(3,m)]. [若向量a→,b→]的夾角爲[π6],則實數[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.屬於基本難度的考題.

對向量數量積進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 這道題屬於中檔題,已知條件是數量積,求解的'也是數量積. 因此要分析條件和求解向量之間的關係.於是我們產生這樣的想法,[以AB 和AD]爲基底,表示[AP 和BP],再由已知[AP?BP=2]得到關於[AB?AD]的等式,從而求出結果.

原型 向量的數量積是把向量的長度和三角函數聯繫了起來,爲解決相關的幾何問題提供了方便,是一種重要的思想方法. 因此同學們在複習中應該熟練掌握.比如在必修5正餘弦定理的證明中就用到了向量數量積的方法,使得證明過程簡潔明瞭.

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 對於某些向量問題,如果能夠發現其幾何意義,並依據幾何意義解題會使求解過程非常輕鬆.以這道題目爲例.

因爲[c=ma+b],且[c]與[a]的夾角等於[c]與[b]的夾角,由平行四邊形法則可知,以[ma→和b→]爲鄰邊,[c]爲對角線的平行四邊形是菱形,所以[ma→=b→],又因爲[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座標表示的基礎,但有些同學在平時的學習中不夠重視,因此在複習中強化對定理的充分認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

數學的系統性決定了數學知識之間必然會存在聯繫.向量與高中數學一些主幹知識,如三角、立體幾何、解析幾何、不等式等都存在着深刻的聯繫.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大學聯考命題者的青睞,應該引起重視.

1.平面向量與二次函數交匯

例9 (浙江卷)設[θ]爲兩個非零向量[a],[b]的夾角,已知對任意實數[t],[|b+ta|]的最小值爲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[f(t)=|b+ta|2=|a|2t2+2a?bt+|b|2,]

[∵|a|≠0, |b|≠0, ]

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

因此,當[θ]確定時,[|b|]惟一確定.

2.平面向量與三角函數或解析幾何交匯

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

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

可設[D(3+cosθ,sinθ), θ∈R. ]

[∵OA+OB+OD=(2+cosθ,3+sinθ),]

[∴OA+OB+OD=8+23sinθ+4cosθ]

[=8+27sin(θ+φ),]

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

解法2 由解析幾何知識知,因爲動點[D]的軌跡是以[C]爲圓心的單位圓,所以[D]點的軌跡方程爲:[(x-3)2+y2=1.]

又[∵OA+OB+OD=(x-1,y+3),]

於是問題轉化爲求圓[C:(x-3)2+y2=1]上的點到點[M][(1,-3)]距離的最大值,最大值爲[CM+1=7+1.]

3.平面向量與線性規劃交匯

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.]

於是將問題轉化爲求[y-x]在[△ABC]內部及邊界求最大值的問題.令[y-x=t,]由線性規劃知識可知,當直線[y=x+t]過點[B(2,3)]時,[t]取得最大值1,所以[m-n]的最大值爲1.

總的來說,向量問題的解決途徑一般有兩個:一是基於幾何直觀的幾何法,二是基於座標運算的代數法.向量兼具幾何與代數的雙重特徵,向量解題的工具性作用在於數形結合溝通形與數之間的關係.