2023届高考数学一轮复习(全国版)——第34课平面向量综合应用学案(含答案)

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2023届高考数学一轮复习(全国版)——第34课平面向量综合应用学案(含答案)

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第34课 平面向量综合运用
一、目标导引
如图,中,,(),则 .
解答:法一(向量法)


法二(坐标法)
由于本题为填空题且题设中没限制三角的形状,所以可取特殊的三角形:,取,建立直角坐标系,则,,∵,很快可得,.
二、知识梳理
利用平面向量知识解决问题的一般步骤:
向量法 坐标法
在解题过程中如何根据题目给定的条件确定运用哪种方法,在两种方法都可以的情况下,选择哪种方法能更快捷,在平时训练中要注意体会。
三、问题研讨
问题1:平面向量与三角函数的综合问题
例题1: 设向量,,.
(1)若与垂直,求的值;
(2)求的最大值;
(3)若,求证:.
问题2:平面向量与解析几何的综合问题
例题2:已知平面上一定点和直线,为该平面上一动点,作,垂足为,且.
(1)求动点的轨迹方程;
(2)若为圆的任一条直径,求的最值.
问题3:向量与平面几何的综合问题
例题3:在平行四边形中,,,为的中点.
若,则的长为________.
点评:以为基底是解题的关键,通过假设未知数,列方程求解是重要方法。
(课堂练习)已知菱形的边长为,,点, 分别在边,上,,.若,则 的值为________.
[方法技巧]
平面向量与平面几何综合问题的求解方法
(1)坐标法:把几何图形放在适当的坐标系中,则有关点与向量就可以用坐标表示,这样就能进行相应的代数运算和向量运算,从而使问题得到解决.
(2)基向量法:适当选取一组基底,沟通向量之间的联系,利用向量间的关系构造关于未知量的方程来进行求解.
问题4:向量与不等式的综合问题
例题5:已知点,,.若平面区域由所有满足()的点组成,则的面积为 .
四、总结提升
平面向量作为一种运算工具,经常与函数、不等式、三角函数、数列、解析几何、平面几何等知识结合,由向量平行或垂直、向量的几何意义、向量的数量积等条件可以得到关于未知数的关系式,在此基础上,可以求解有关函数、不等式、三角函数、数列的综合问题.
此类问题的解题思路是利用向量的几何意义或转化为坐标运算.
五、即时检测
1.(与平面区域、概率综合)已知,动点满足且,其中为坐标原点,则点到点的距离大于的概率为________.
第34课 平面向量综合运用
一、目标导引
如图,中,,(),则 .
解答:法一(向量法)


法二(坐标法)
由于本题为填空题且题设中没限制三角的形状,所以可取特殊的三角形:,取,建立直角坐标系,则,,∵,很快可得,.
二、知识梳理
利用平面向量知识解决问题的一般步骤:
向量法 坐标法
在解题过程中如何根据题目给定的条件确定运用哪种方法,在两种方法都可以的情况下,选择哪种方法能更快捷,在平时训练中要注意体会。
三、问题研讨
问题1:平面向量与三角函数的综合问题
例题1: 设向量,,.
(1)若与垂直,求的值;
(2)求的最大值;
(3)若,求证:.
解:(1)∵与垂直,


∴。
(2)由,得

当即时,等号成立,所以的最大值为。
(3)由,得,所以。
问题2:平面向量与解析几何的综合问题
例题2:已知平面上一定点和直线,为该平面上一动点,作,垂足为,且。
(1)求动点的轨迹方程;
(2)若为圆的任一条直径,求的最值。
解:(1)设,则,
由,得,
即,化简得,
所以点在椭圆上,其方程为。
(2)

是椭圆上的任一点,设,则有,即,
又,所以,
因,
所以当时,取得最大值,故的最大值为;
当时,取得最小值为,故的最小值为。
问题3:向量与平面几何的综合问题
例题3:在平行四边形中,,,为的中点.
若,则的长为________.
答案:
解析:设,,则.
又,解得,
所以的长为.
点评:以为基底是解题的关键,通过假设未知数,列方程求解是重要方法。
(课堂练习)已知菱形的边长为,,点, 分别在边,上,,.若,则 的值为________.
答案:
解析:由题意可得,
在菱形中,易知,,
所以,

,解得.
[方法技巧]
平面向量与平面几何综合问题的求解方法
(1)坐标法:把几何图形放在适当的坐标系中,则有关点与向量就可以用坐标表示,这样就能进行相应的代数运算和向量运算,从而使问题得到解决.
(2)基向量法:适当选取一组基底,沟通向量之间的联系,利用向量间的关系构造关于未知量的方程来进行求解.
问题4:向量与不等式的综合问题
例题5:已知点,,.若平面区域由所有满足()的点组成,则的面积为 .
解析:设,∴,,.
∵,
∴,解得,
又,∴,此不等式组表示的可行域为平行四边形,如图所示,
由于,,所以,点到直线的距离,
∴其面积。
四、总结提升
平面向量作为一种运算工具,经常与函数、不等式、三角函数、数列、解析几何、平面几何等知识结合,由向量平行或垂直、向量的几何意义、向量的数量积等条件可以得到关于未知数的关系式,在此基础上,可以求解有关函数、不等式、三角函数、数列的综合问题.
此类问题的解题思路是利用向量的几何意义或转化为坐标运算.
五、即时检测
1.(与平面区域、概率综合)已知,动点满足且,其中为坐标原点,则点到点的距离大于的概率为________.
答案:.

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