☉江蘇省南京市中華中學 薛安定
為了更好地應對2020年高考的數(shù)學備考,通過對近幾年全國新課標Ⅰ卷理科數(shù)學試題中平面向量知識點的試題分析,梳理出高考數(shù)學試題對平面向量的考查意圖,了解到高考數(shù)學試題中平面向量的命題方向,并結合考試說明進行對比,為新一屆考生的復習備考提供一些展望與指導.
考點分析與考查概況:
年份 題號 分值 考點2 0 1 3年 1 3 5分 平面向量的數(shù)量積及坐標運算2 0 1 4年 1 5 5分 兩平面向量的夾角2 0 1 5年 7 5分 平面向量的線性運算(分解)2 0 1 6年 1 3 5分 平面向量的數(shù)量積及坐標運算2 0 1 7年 1 3 5分 平面向量的模2 0 1 8年 6 5分 平面向量的基本定理
平面向量作為溝通代數(shù)、幾何與三角函數(shù)的一種工具,是高考中解決問題的一種有效的方法,試題一般以填空題的形式出現(xiàn),主要考查平面向量的模、平面向量的線性運算、平面向量的數(shù)量積及坐標運算等.
(1)從地位上看:平面向量在高考中一直占據(jù)著重要的地位,表現(xiàn)出總體穩(wěn)定、穩(wěn)中求新的特點.
(2)從方向上看:考題遵循《考試大綱》和《考試說明》,立足基礎,貼近教材,突出能力考查.
(3)從題型上看:以選擇題、填空題為主,有一至兩道題,小題分值在5分左右,大題主要作為一種工具來解決問題.
(4)從難度上看:以容易題和中檔題為主,小題一般處于選擇題的中間位置,以及填空題的前面位置.
(5)從考點上看:重點考查平面向量的坐標運算、數(shù)量積等相關內容,經(jīng)常利用數(shù)量積的形式作為一種解題工具來參與大題的破解.
例1(2017年全國Ⅱ卷文4)設非零向量a,b滿足|a+b|=|a-b|,則( ).
A.a⊥b B.|a|=|b|C.a∥b D.|a|>|b|
分析:結合題目條件,通過關系式|a+b|=|a-b|兩邊平方展開,結合數(shù)量積與兩平面向量的關系來判斷即可.
解:由|a+b|=|a-b|,可得|a+b|2=|a-b|2,則有a2+b2+2a·b=a2+b2-2a·b,即4a·b=0,則有a⊥b,故選擇答案:A.
點評:本題主要考查平面向量的數(shù)量積、平面向量的基本概念及其應用等.解決此類問題的關鍵是抓住問題的實質,結合平面向量中的相關概念、定理等加以推理與分析,進而作出正確的判斷或得到相應的答案.
例2(2018年全國Ⅰ卷文7;理6)在△ABC中,AD為BC邊上的中線,E為AD的中點,則( ).
分析:在解決平面向量的線性運算時,可以利用三角形法則加以轉化,也可以借助特殊的公式(如中線公式等)加以應用.
解:根據(jù)題目條件可得,故選擇答案:A.
點評:本題考查了平面向量的線性運算、三角形的性質,考查了化歸與轉化思想、運算求解能力.涉及平面向量的線性運算,關鍵是通過平面向量的分解,并建立相應的關系式來進行處理與轉化.
例3(2018年全國Ⅲ卷文、理13)已知向量a=(1,2),b=(2,-2),c=(1,λ),若c∥(2a+b),則λ=______.
分析:根據(jù)平面向量的坐標運算,并結合c∥(2a+b)建立相應的方程,通過解方程來求解對應參數(shù)的值即可.
解:依題可得2a+b=2(1,2)+(2,-2)=(4,2),因為c∥(2a+b),可得,解得,故填答案
點評:本題考查平面向量的坐標運算及平面向量的位置關系.平面向量的坐標運算往往與平面向量的基本概念、平面向量的位置關系等知識加以綜合與應用.
例4(2018年全國Ⅱ卷文、理4)已知向量a,b滿足|a|=1,a·b=-1,則a·(2a-b)=( ).
A.4 B.3 C.2 D.0
分析:結合題目條件,對關系式a·(2a-b)進行展開,結合平面向量的模運算與數(shù)量積運算求解即可.
解:由于a·(2a-b)=2a2-a·b=2×12+1=3,故選擇答案:B.
點評:本題主要考查平面向量的模與數(shù)量積等相關知識.涉及平面向量的數(shù)量積的求解與運算問題,可以通過平面向量的數(shù)量積的定義或坐標運算公式來進行轉化,關鍵是根據(jù)題目條件來合理選擇與應用.
例5(2017年江蘇卷16)已知向量a=(cosx,sinx),
(1)若a∥b,求x的值;
(2)記f(x)=a·b,求f(x)的最大值和最小值,以及對應的x的值.
分析:(1)利用平面向量共線的坐標運算法則及同角三角函數(shù)關系求解即可;(2)利用數(shù)量積的坐標運算及兩角和的余弦公式,結合三角函數(shù)的圖像與性質來求解相應的最值問題.
解:(1) 因為
π],a∥b,所以.若cosx=0,則sinx=0,與矛盾,故cosx≠0,于是
又x∈[0,π],所以
點評:本題考查平面向量的共線性質、數(shù)量積的概念及運算、同角三角函數(shù)的基本關系式與輔助角公式、三角函數(shù)的圖像與性質等有關知識,通過平面向量與三角函數(shù)的知識交匯來考查能力與應用.平面向量的交匯問題往往離不開三角函數(shù)知識,通過結合平面幾何的相關知識來綜合考查.
(1)準確理解相應知識的本質,重視對相關概念、定理等的理解和掌握.如相等向量與相反向量、單位向量、共線向量(或平行向量)及其基本定理、平面向量的基本定理、平面向量的模及夾角、平面向量的數(shù)量積等.
(2)重視對相關運算法則及相關公式的理解和掌握.如平面向量的線性運算、坐標運算、平面向量的數(shù)量積的相關運算公式及應用等.
(3)注意解題方法和解題規(guī)律的總結與應用.如平面向量的平行或垂直與平面向量的坐標、數(shù)量積的關系與轉化等.
(4)重視數(shù)學思想方法和數(shù)學素養(yǎng)的應用.平面向量富含數(shù)學思想方法,如函數(shù)與方程思想、數(shù)形結合思想、化歸與轉化思想等經(jīng)常用來解決一些相關的平面向量問題.
在近幾年的高考中,特別是對平面向量部分知識的考查與應用,以基礎知識為主,命題主要立足于教材,適當變形,適度整合,拓展提升,同時滲透相關的數(shù)學思想方法,這已經(jīng)是高考命題的一個常態(tài).因此,在平面向量的復習過程中,萬變不離其宗,好好吃透教材的例(習)題,并在此基礎上加以適當變式探究.
在高考復習中,一定量的練習是非常有必要的,但不能盲目地陷入題海當中,要注重“一題多解”、“一題多變”與“多題一解”等的學習實踐,養(yǎng)成變式思維,跳出題海,注重對經(jīng)典題型的變式訓練.在此基礎上,不斷提高數(shù)學運算能力、抽象思維能力、邏輯推理能力等,提升思維,培養(yǎng)數(shù)學核心素養(yǎng).
從2012年全國新課標Ⅰ卷開始,平面向量是高考必考內容之一,每年都會有一道小題(選擇題或填空題)出現(xiàn),難度相對中等或簡單,主要考查平面向量的概念、線性運算與坐標表示,以及數(shù)量積的運算與應用等.縱觀近幾年的高考命題及新課標的要求,向量考查多以基礎知識、基本方法為主,并以向量為背景考查函數(shù)、不等式、三角函數(shù)、平面幾何、立體幾何、解析幾何等的基礎知識,發(fā)揮了其工具性作用,并成為了命題發(fā)展的趨勢.