2019_2020学年新教材高中数学第六章平面向量初步6.2.2直线上向量的坐标及其运算6.3.1平面向量的坐标及运算
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解析:由O→P=O→A+tA→B,得A→P=tA→B.所以当 t=2 时,A→P=2A→B, B 为线段 AP 的中点.
答案:2 由 B 是 AP 的中点,得A→P=2A→B,求出 t 的值.
知识点三 平面向量的坐标表示
一般地,给定平面内两个相互垂直的单位向量 e1,e2,对于平 面内的向量 a,如果 a=xe1+ye2,则称(x,y)为向量 a 的坐标,记 作 a=(x,y).
状元随笔 1.对平面向量坐标的几点认识
(1)设O→A=x→i +y→j (O 为坐标原点),则向量O→A的坐标(x,y) 就是终点 A 的坐标;反过来,终点 A 的坐标就是向量O→A的坐标(x, y).因此,在直角坐标系内,每一个平面向量都可以用一个有序实 数对唯一表示,即以原点为起点的向量与实数对是一一对应的.
跟踪训练 2 在直角坐标系 xOy 中,向量 a,b 的方向如图所示, 且|a|=2,|b|=3,分别求出它们的坐标.
解析:设点 A(x,y),B(x0,y0), ∵|a|=2,且∠AOx=45°,
∴x=2cos 45°= 2,且 y=2sin 45°= 2.又|b|=3,∠xOB=90°
+30°=120°,
故x2-x+2y3=y=4, 1, 解得xy= =2-,1. 所以 c=2a-b. 答案:(1)(-18,18) (-3,-3) (2)2a-b
(1)先求A→B,B→C,A→C坐标,再计算A→B+2B→C,B→C-12A→C的值. (2)设→c =x→a +y→b ,建立方程组,求出 x,y.
方法归纳
向量中含参数问题的求解策略 (1)向量的坐标含有两个量:横坐标和纵坐标,如果纵坐标或横 坐标是一个变量,则表示向量的点的坐标的位置会随之改变. (2)解答这类由参数决定点的位置的题目,关键是列出满足条件 的含参数的方程(组),解这个方程(组),就能达到解题的目的.
跟踪训练 4 若保持本例条件不变,B 为线段 AP 的中点,则 t =______.
【解析】 (1)方法一 设 C(x,y),则A→C=(x,y-1)=(-4,
-3),所以xy= =- -42, , 从而B→C=(-4,-2)-(3,2)=(-7,-4).故 选 A.
方法二 A→B=(3,2)-(0,1)=(3,1), B→C=A→C-A→B=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4),故选 A. 方法一先求 C 点坐标,再求B→C. 方法二先求A→B,再求B→C. 【答案】 (1)A
题型四 向量坐标运算的应用[经典例题] 例 4 已知点 O(0,0),A(1,2),B(4,5),及O→P=O→A+tA→B. (1)t 为何值时,点 P 在 x 轴上?点 P 在 y 轴上?点 P 在第二象 限? (2)四边形 OABP 能为平行四边形吗?若能,求出 t 的值;若不 能,请说明理由.
方法归纳
平面向量坐标(线性)运算的方法 (1)若已知向量的坐标,则直接应用两个向量和、差及向量数乘 的运算法则进行. (2)若已知有向线段两端点的坐标,则必须先求出向量的坐标, 然后再进行向量的坐标运算. (3)向量的线性坐标运算可类比数的运算进行.
跟踪训练 3 (1)已知 A、B、C 的坐标分别为(2,-4)、(0,6)、 (-8,10),则A→B+2B→C=____________,B→C-12A→C=____________;
跟踪训练 1 数轴上向量 a 的坐标为-2,b 的坐标为 3,则 a +2b 的坐标为( )
A.-1 B.-8 C.4 D.1
解析:∵b 的坐标为 3,∴2b 的坐标为 6, ∴a+2b 的坐标为-2+6=4. 答案:C
题型二 求向量的坐标[经典例题] 例 2 如图,分别用基底{x,y}表示向量 a,b,c,d,并求出 它们的坐标.
(2)两向量相等的等价条件是它们对应的坐标相等. (3)要把点的坐标与向量的坐标区别开来,相等的向量的坐标是 相同的,但起点和终点的坐标却可以不同.
2.符号(x,y)的意义 符号(x,y)在直角坐标系中有两重意义,它既可以表示一个固 定的点,又可以表示一个向量,为了加以区分,在叙述中,就常说 点(x,y)或向量(x,y).
∴x0=3cos 120°=-32,y0=3sin 120°=323.故 a=O→A=( 2,
2),b=O→B=-32,3
2
3 .
由于向量→a ,→b 的起点在坐标原点,因此只需求出终点 A,B
的坐标.
题型三 平面向量的坐标运算[经典例题] 例 3 (1)已知点 A(0,1),B(3,2),向量A→C=(-4,-3),则向量 B→C=( ) A.(-7,-4) B.(7,4) C.(-1,4) D.(1,4)
【解析】 (1)由题意得O→A的坐标为 3,O→B的坐标为-7,又因 为A→B=O→B-O→A,所以A→B的坐标为-7-3=-10,而且
AB=|A→B|=|-10|=10. (2)设线段 AB 中点的坐标为 x,则 x=3+2-7=-2.
教材反思
数轴上 A 点坐标 x1,B 点坐标 x2 (1)则A→B坐标 x2-x1,|A→B|=|x2-x1| (2)线段 AB 的中点坐标x1+2 x2
(2)已知向量 a=(1,2),b=(-2,3),c=(4,1),若用 a 和 b 表示 c, 则 c=____________.
解析:(1)∵A(2,-4),B(0,6),C(-8,10), ∴A→B=(-2,10),B→C=(-8,4),A→C=(-10,14), ∴A→B+2B→C=(-18,18),B→C-12A→C=(-3,-3). (2)设 c=xa+yb,则(x,2x)+(-2y,3y)=(x-2y,2x+3y)=(4,1).
知识点四 平面向量的坐标运算
(1)已知向量 a=(x1,y1),b=(x2,y2)和实数 λ,那么 a+b=_(_x_1_+__x2_,__y_1_+__y_2)__, a-b=_(x_1_-__x_2_,__y_1-__y_2_)_, λa=(λx1,λy1). (2)已知 A(x1,y1),B(x2,y2),O 为坐标原点,则A→B=O→B-O→A =(x2,y2)-(x1,y1)=__(x_2_-__x_1,__y_2_-__y_1_) . 即一个向量的坐标等于表示此向量的有向线段的_终__点__的坐标
(2)O→A=(1,2),P→B=(3-3t,3-3t). 若四边形 OABP 为平行四边形,则O→A=P→B,
所以33--33tt==12,, 该方程组无解. 故四边形 OABP 不能为平行四边形. (1)O→P=(1+3t,2+3t),利用点在坐标轴及象限的特征求解. (2)若四边形 OABP 为平行四边形,则有O→A=P→B.
最新课程标准: 1.掌握平面向量的正交分解及其坐标表示.2.会用坐标表示平面 向量的加法,减法与数乘运算.3.理解用坐标表示的平面向量共线的 条件.
第1课时 平面向量的坐标及运算
知识点一 直线上向量的坐标 1.对于直线 l 上的任意一个向量 a,一定存在唯一的实数 x, 使得 a=xe,此时,x 称为向量 a 的坐标.
【解析】 (1)O→P=O→A+tA→B=(1,2)+t(3,3)=(1+3t,2+3t). 若点 P 在 x 轴上,则 2+3t=0, 所以 t=-23. 若点 P 在 y 轴上,则 1+3t=0, 所以 t=-13. 若点 P 在第二象限,则12+ +33tt< >00, ,
所以-23<t<-13.
(2)已知向量 a,b 的坐标分别是(-1,2),(3,-5),求 a+b, a-b,3a,2a+3b 的坐标.
【解析】 (2)a+b=(-1,2)+(3,-5)=(2,-3), a-b=(-1,2)-(3,-5)=(-4,7),3a=3(-1,2)=(-3,6), 2a+3b=2(-1,2)+3(3,-5)=(-2,4)+(9,-15)=(7,-11). 【答案】 (2)见解析
2.事实上,设 A(x1),B(x2)是数轴上两点,O 为坐标原点,则O→A =x1e,O→B=x2e,因此A→B=O→B-O→A=x2e-x1e=(x2-x1)e,所以不 难看出 AB=|A→B|=|x2-x1|.这就是数轴上两点之间的距离公式.
3.另外,假设 M(x)是线段 AB 的中点,则O→M=12(O→A+O→B)= x1e+2 x2e=x1+2 x2e,又因为O→M=xe,因此 x=x1+2 x2.这就是数轴上的 中点坐标公式.
解析:N→M=(2-3,3-1)=(-1,2). 答案:B
3.若向量B→A=(2,3),C→A=(4,7),则B→C=________.
解析:B→C=B→A+A→C=B→A-C→A=(2,3)-(4,7)=(-2,-4). 答案示[教材 P159 例 3] 例 1 设数轴上两点 A,B 的坐标分别为 3,-7,求: (1)向量A→B的坐标,以及 A 与 B 的距离; (2)线段 AB 中点的坐标.
【解析】 如题图可知,a=A→A1+A→A2=2x+3y, 所以 a=(2,3). 同理,
b=-2i+3j=(-2,3), c=-2i-3j=(-2,-3), d=2i-3j=(2,-3). 结合坐标系,写出→a 、→b 、→c 、→d 的坐标.
方法归纳
求点和向量坐标的常用方法 (1)求一个点的坐标,可以转化为求该点相对于坐标原点的位置 的坐标. (2)求一个向量时,可以首先求出这个向量的始点坐标和终点坐 标,再运用终点坐标减去始点坐标得到该向量的坐标.
状元随笔 值得注意的是,如果直线上向量→a 的坐标为 x,则
x 既能刻画→a 的模,也能刻画向量→a 的方向.事实上,此时 |→a |=|x→e |=|x||→e |=|x|; 而且:当 x>0 时,→a 的方向与→e 的方向相同;当 x=0 时,→a 是
零向量;当 x<0 时,→a 的方向与→e 的方向相反.也就是说,在直线 上给定了单位向量之后,直线上的向量完全被其坐标确定.
知识点二 正交分解
1.向量垂直 平面上的两个非零向量 a 与 b,如果它们所在的直线互相垂直, 我们就称向量 a 与 b 垂直,记作 a⊥b.为了方便起见,规定零向量 与任意向量都垂直.
2.正交分解 如果平面向量的基底{e1,e2}中,e1⊥e2,就称这组基底为正交 基底;在正交基底下向量的分解称为向量的正交分解.
减去_始__点__的坐标.
[基础自测]
1.数轴上两点,A 的坐标为 1,B 的坐标为-2,A→B的坐标为 ()
A.3 B.(3,0) C.-3 D.(-3,0) 解析:A 的坐标为 1,B 的坐标为-2,则A→B的坐标为-3. 答案:C
2.已知 M(2,3),N(3,1),则N→M的坐标是( ) A.(2,-1) B.(-1,2) C.(-2,1) D.(1,-2)
答案:2 由 B 是 AP 的中点,得A→P=2A→B,求出 t 的值.
知识点三 平面向量的坐标表示
一般地,给定平面内两个相互垂直的单位向量 e1,e2,对于平 面内的向量 a,如果 a=xe1+ye2,则称(x,y)为向量 a 的坐标,记 作 a=(x,y).
状元随笔 1.对平面向量坐标的几点认识
(1)设O→A=x→i +y→j (O 为坐标原点),则向量O→A的坐标(x,y) 就是终点 A 的坐标;反过来,终点 A 的坐标就是向量O→A的坐标(x, y).因此,在直角坐标系内,每一个平面向量都可以用一个有序实 数对唯一表示,即以原点为起点的向量与实数对是一一对应的.
跟踪训练 2 在直角坐标系 xOy 中,向量 a,b 的方向如图所示, 且|a|=2,|b|=3,分别求出它们的坐标.
解析:设点 A(x,y),B(x0,y0), ∵|a|=2,且∠AOx=45°,
∴x=2cos 45°= 2,且 y=2sin 45°= 2.又|b|=3,∠xOB=90°
+30°=120°,
故x2-x+2y3=y=4, 1, 解得xy= =2-,1. 所以 c=2a-b. 答案:(1)(-18,18) (-3,-3) (2)2a-b
(1)先求A→B,B→C,A→C坐标,再计算A→B+2B→C,B→C-12A→C的值. (2)设→c =x→a +y→b ,建立方程组,求出 x,y.
方法归纳
向量中含参数问题的求解策略 (1)向量的坐标含有两个量:横坐标和纵坐标,如果纵坐标或横 坐标是一个变量,则表示向量的点的坐标的位置会随之改变. (2)解答这类由参数决定点的位置的题目,关键是列出满足条件 的含参数的方程(组),解这个方程(组),就能达到解题的目的.
跟踪训练 4 若保持本例条件不变,B 为线段 AP 的中点,则 t =______.
【解析】 (1)方法一 设 C(x,y),则A→C=(x,y-1)=(-4,
-3),所以xy= =- -42, , 从而B→C=(-4,-2)-(3,2)=(-7,-4).故 选 A.
方法二 A→B=(3,2)-(0,1)=(3,1), B→C=A→C-A→B=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4),故选 A. 方法一先求 C 点坐标,再求B→C. 方法二先求A→B,再求B→C. 【答案】 (1)A
题型四 向量坐标运算的应用[经典例题] 例 4 已知点 O(0,0),A(1,2),B(4,5),及O→P=O→A+tA→B. (1)t 为何值时,点 P 在 x 轴上?点 P 在 y 轴上?点 P 在第二象 限? (2)四边形 OABP 能为平行四边形吗?若能,求出 t 的值;若不 能,请说明理由.
方法归纳
平面向量坐标(线性)运算的方法 (1)若已知向量的坐标,则直接应用两个向量和、差及向量数乘 的运算法则进行. (2)若已知有向线段两端点的坐标,则必须先求出向量的坐标, 然后再进行向量的坐标运算. (3)向量的线性坐标运算可类比数的运算进行.
跟踪训练 3 (1)已知 A、B、C 的坐标分别为(2,-4)、(0,6)、 (-8,10),则A→B+2B→C=____________,B→C-12A→C=____________;
跟踪训练 1 数轴上向量 a 的坐标为-2,b 的坐标为 3,则 a +2b 的坐标为( )
A.-1 B.-8 C.4 D.1
解析:∵b 的坐标为 3,∴2b 的坐标为 6, ∴a+2b 的坐标为-2+6=4. 答案:C
题型二 求向量的坐标[经典例题] 例 2 如图,分别用基底{x,y}表示向量 a,b,c,d,并求出 它们的坐标.
(2)两向量相等的等价条件是它们对应的坐标相等. (3)要把点的坐标与向量的坐标区别开来,相等的向量的坐标是 相同的,但起点和终点的坐标却可以不同.
2.符号(x,y)的意义 符号(x,y)在直角坐标系中有两重意义,它既可以表示一个固 定的点,又可以表示一个向量,为了加以区分,在叙述中,就常说 点(x,y)或向量(x,y).
∴x0=3cos 120°=-32,y0=3sin 120°=323.故 a=O→A=( 2,
2),b=O→B=-32,3
2
3 .
由于向量→a ,→b 的起点在坐标原点,因此只需求出终点 A,B
的坐标.
题型三 平面向量的坐标运算[经典例题] 例 3 (1)已知点 A(0,1),B(3,2),向量A→C=(-4,-3),则向量 B→C=( ) A.(-7,-4) B.(7,4) C.(-1,4) D.(1,4)
【解析】 (1)由题意得O→A的坐标为 3,O→B的坐标为-7,又因 为A→B=O→B-O→A,所以A→B的坐标为-7-3=-10,而且
AB=|A→B|=|-10|=10. (2)设线段 AB 中点的坐标为 x,则 x=3+2-7=-2.
教材反思
数轴上 A 点坐标 x1,B 点坐标 x2 (1)则A→B坐标 x2-x1,|A→B|=|x2-x1| (2)线段 AB 的中点坐标x1+2 x2
(2)已知向量 a=(1,2),b=(-2,3),c=(4,1),若用 a 和 b 表示 c, 则 c=____________.
解析:(1)∵A(2,-4),B(0,6),C(-8,10), ∴A→B=(-2,10),B→C=(-8,4),A→C=(-10,14), ∴A→B+2B→C=(-18,18),B→C-12A→C=(-3,-3). (2)设 c=xa+yb,则(x,2x)+(-2y,3y)=(x-2y,2x+3y)=(4,1).
知识点四 平面向量的坐标运算
(1)已知向量 a=(x1,y1),b=(x2,y2)和实数 λ,那么 a+b=_(_x_1_+__x2_,__y_1_+__y_2)__, a-b=_(x_1_-__x_2_,__y_1-__y_2_)_, λa=(λx1,λy1). (2)已知 A(x1,y1),B(x2,y2),O 为坐标原点,则A→B=O→B-O→A =(x2,y2)-(x1,y1)=__(x_2_-__x_1,__y_2_-__y_1_) . 即一个向量的坐标等于表示此向量的有向线段的_终__点__的坐标
(2)O→A=(1,2),P→B=(3-3t,3-3t). 若四边形 OABP 为平行四边形,则O→A=P→B,
所以33--33tt==12,, 该方程组无解. 故四边形 OABP 不能为平行四边形. (1)O→P=(1+3t,2+3t),利用点在坐标轴及象限的特征求解. (2)若四边形 OABP 为平行四边形,则有O→A=P→B.
最新课程标准: 1.掌握平面向量的正交分解及其坐标表示.2.会用坐标表示平面 向量的加法,减法与数乘运算.3.理解用坐标表示的平面向量共线的 条件.
第1课时 平面向量的坐标及运算
知识点一 直线上向量的坐标 1.对于直线 l 上的任意一个向量 a,一定存在唯一的实数 x, 使得 a=xe,此时,x 称为向量 a 的坐标.
【解析】 (1)O→P=O→A+tA→B=(1,2)+t(3,3)=(1+3t,2+3t). 若点 P 在 x 轴上,则 2+3t=0, 所以 t=-23. 若点 P 在 y 轴上,则 1+3t=0, 所以 t=-13. 若点 P 在第二象限,则12+ +33tt< >00, ,
所以-23<t<-13.
(2)已知向量 a,b 的坐标分别是(-1,2),(3,-5),求 a+b, a-b,3a,2a+3b 的坐标.
【解析】 (2)a+b=(-1,2)+(3,-5)=(2,-3), a-b=(-1,2)-(3,-5)=(-4,7),3a=3(-1,2)=(-3,6), 2a+3b=2(-1,2)+3(3,-5)=(-2,4)+(9,-15)=(7,-11). 【答案】 (2)见解析
2.事实上,设 A(x1),B(x2)是数轴上两点,O 为坐标原点,则O→A =x1e,O→B=x2e,因此A→B=O→B-O→A=x2e-x1e=(x2-x1)e,所以不 难看出 AB=|A→B|=|x2-x1|.这就是数轴上两点之间的距离公式.
3.另外,假设 M(x)是线段 AB 的中点,则O→M=12(O→A+O→B)= x1e+2 x2e=x1+2 x2e,又因为O→M=xe,因此 x=x1+2 x2.这就是数轴上的 中点坐标公式.
解析:N→M=(2-3,3-1)=(-1,2). 答案:B
3.若向量B→A=(2,3),C→A=(4,7),则B→C=________.
解析:B→C=B→A+A→C=B→A-C→A=(2,3)-(4,7)=(-2,-4). 答案示[教材 P159 例 3] 例 1 设数轴上两点 A,B 的坐标分别为 3,-7,求: (1)向量A→B的坐标,以及 A 与 B 的距离; (2)线段 AB 中点的坐标.
【解析】 如题图可知,a=A→A1+A→A2=2x+3y, 所以 a=(2,3). 同理,
b=-2i+3j=(-2,3), c=-2i-3j=(-2,-3), d=2i-3j=(2,-3). 结合坐标系,写出→a 、→b 、→c 、→d 的坐标.
方法归纳
求点和向量坐标的常用方法 (1)求一个点的坐标,可以转化为求该点相对于坐标原点的位置 的坐标. (2)求一个向量时,可以首先求出这个向量的始点坐标和终点坐 标,再运用终点坐标减去始点坐标得到该向量的坐标.
状元随笔 值得注意的是,如果直线上向量→a 的坐标为 x,则
x 既能刻画→a 的模,也能刻画向量→a 的方向.事实上,此时 |→a |=|x→e |=|x||→e |=|x|; 而且:当 x>0 时,→a 的方向与→e 的方向相同;当 x=0 时,→a 是
零向量;当 x<0 时,→a 的方向与→e 的方向相反.也就是说,在直线 上给定了单位向量之后,直线上的向量完全被其坐标确定.
知识点二 正交分解
1.向量垂直 平面上的两个非零向量 a 与 b,如果它们所在的直线互相垂直, 我们就称向量 a 与 b 垂直,记作 a⊥b.为了方便起见,规定零向量 与任意向量都垂直.
2.正交分解 如果平面向量的基底{e1,e2}中,e1⊥e2,就称这组基底为正交 基底;在正交基底下向量的分解称为向量的正交分解.
减去_始__点__的坐标.
[基础自测]
1.数轴上两点,A 的坐标为 1,B 的坐标为-2,A→B的坐标为 ()
A.3 B.(3,0) C.-3 D.(-3,0) 解析:A 的坐标为 1,B 的坐标为-2,则A→B的坐标为-3. 答案:C
2.已知 M(2,3),N(3,1),则N→M的坐标是( ) A.(2,-1) B.(-1,2) C.(-2,1) D.(1,-2)