2012年高三理科数学第一轮复习向量(2)平面向量基本定理及坐标表示
【原创】高考理科数学一轮复习 第五章 第二节 平面向量基本定理及坐标表示 (2)
第二节 平面向量基本定理及坐标表示[考纲要求]1.了解平面向量基本定理及其意义. 2.掌握平面向量的正交分解及其坐标表示. 3.会用坐标表示平面向量的加法、减法与数乘运算. 4.理解用坐标表示的平面向量共线的条件.突破点一 平面向量基本定理[基本知识]如果e 1,e 2是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,有且只有一对实数λ1,λ2,使a =λ1e 1+λ2e 2.其中,不共线的向量e 1,e 2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底.[基本能力]一、判断题(对的打“√”,错的打“×”)(1)平面内的任何两个向量都可以作为一组基底.( )(2)在△ABC 中,设AB ―→=a ,BC ―→=b ,则向量a 与b 的夹角为∠ABC .( ) (3)若a ,b 不共线,且λ1a +μ1b =λ2a +μ2b ,则λ1=λ2,μ1=μ2.( ) 答案:(1)× (2)× (3)√ 二、填空题1.如图,在平行四边形ABCD 中,E 为DC 边的中点,且AB ―→=a ,AD ―→=b ,则BE ―→等于________.答案:b -12a2.设e 1,e 2是平面内一组基底,若λ1e 1+λ2e 2=0,则λ1+λ2=________. 答案:03.设e 1,e 2是平面内一组基底,且a =e 1+2 e 2,b =-e 1+e 2,则2a -b =________. 答案:3 e 1+3 e 2[典例感悟]1.(2019·郑州模拟)如图,在直角梯形ABCD 中,AB =2AD =2DC ,E 为BC 边上一点,BC ―→=3EC ―→,F 为AE 的中点,则BF ―→=( )A.23AB ―→-13AD ―→B.13AB ―→-23AD ―→ C .-23AB ―→+13AD ―→D .-13AB ―→+23AD ―→解析:选C 如图,取AB 的中点G ,连接DG ,CG ,易知四边形DCBG 为平行四边形,所以BC ―→=GD ―→=AD ―→-AG ―→=AD ―→-12AB ―→,∴AE ―→=AB ―→+BE ―→=AB ―→+23BC ―→=AB ―→+23⎝⎛⎭⎫AD ―→-12AB ―→=23AB ―→+23AD ―→,于是BF ―→=AF ―→-AB ―→=12AE ―→-AB ―→=12⎝⎛⎭⎫23AB ―→+23 AD ―→-AB ―→=-23AB ―→+13AD ―→,故选C.2.在△ABC 中,点P 是AB 上一点,且CP ―→=23CA ―→+13CB ―→,Q 是BC 的中点,AQ 与CP 的交点为M ,又CM ―→=t CP ―→,则实数t 的值为________.解析:因为CP ―→=23CA ―→+13CB ―→,所以3CP ―→=2CA ―→+CB ―→,即2CP―→-2CA ―→=CB ―→-CP ―→,所以2AP ―→=PB ―→.即P 为AB 的一个三等分点(靠近A 点), 又因为A ,M ,Q 三点共线,设AM ―→=λAQ ―→.所以CM ―→=AM ―→-AC ―→=λAQ ―→-AC ―→=λ⎝⎛⎭⎫12AB ―→+12 AC ―→-AC ―→=λ2AB ―→+λ-22AC ―→,又CM ―→=t CP ―→=t (AP ―→-AC ―→)=t ⎝⎛⎭⎫13AB ―→-AC ―→=t 3AB ―→-t AC ―→. 故⎩⎨⎧λ2=t 3,λ-22=-t ,解得⎩⎨⎧t =34,λ=12.故t 的值是34.答案:34[方法技巧]平面向量基本定理的实质及解题思路(1)应用平面向量基本定理表示向量的实质是利用平行四边形法则或三角形法则进行向量的加、减或数乘运算.(2)用向量基本定理解决问题的一般思路是先选择一组基底,并运用该基底将条件和结论表示成向量的形式,再通过向量的运算来解决.[针对训练]1.在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,AB =2CD ,M ,N 分别为CD ,BC 的中点.若AB ―→=λAM ―→+μAN ―→,则λ+μ等于( )A.15B.25C.35D.45解析:选D 因为AB ―→=AN ―→+NB ―→=AN ―→+CN ―→=AN ―→+(CA ―→+AN ―→)=2AN ―→+CM ―→+MA ―→=2AN ―→-14AB ―→-AM ―→,所以AB ―→=85AN ―→-45AM ―→,所以λ=-45,μ=85,所以λ+μ=45.2.如图,已知平行四边形ABCD 的边BC ,CD 的中点分别是K ,L ,且AK ―→=e 1,AL ―→=e 2,试用e 1,e 2表示BC ―→,CD ―→.解:设BC ―→=x ,CD ―→=y ,则BK ―→=12x ,DL ―→=-12y .由AB ―→+BK ―→=AK ―→,AD ―→+DL ―→=AL ―→,得⎩⎨⎧-y +12x =e 1, ①x -12y =e 2, ②①+②×(-2),得12x -2x =e 1-2e 2,即x =-23(e 1-2e 2)=-23e 1+43e 2,所以BC ―→=-23e 1+43e 2.同理可得y =-43e 1+23e 2,即CD ―→=-43e 1+23e 2.突破点二 平面向量的坐标表示[基本知识]1.平面向量的坐标运算(1)向量加法、减法、数乘的坐标运算及向量的模 设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则:a +b =(x 1+x 2,y 1+y 2),a -b =(x 1-x 2,y 1-y 2),λa =(λx 1,λy 1),|a |=x 21+y 21.(2)向量坐标的求法若向量的起点是坐标原点,则终点坐标即为向量的坐标.一般地,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则AB ―→=(x 2-x 1,y 2-y 1).2.平面向量共线的坐标表示设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),其中b ≠0,则a ∥b ⇔x 1y 2-x 2y 1=0.[基本能力]1.若a =(2,3),b =(-1,4),则2a -b =________. 答案:(5,2)2.已知点A (0,1),B (3,2),向量AC ―→=(-4,-3),则向量BC ―→=________.解析:设C (x ,y ),则AC ―→=(x ,y -1)=(-4,-3),所以⎩⎪⎨⎪⎧ x =-4,y -1=-3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-4,y =-2,从而BC ―→=(-4,-2)-(3,2)=(-7,-4).答案:(-7,-4)3.已知向量a =(m ,4),b =(3,-2),且a ∥b ,则m =________. 解析:∵a =(m ,4),b =(3,-2),a ∥b ,∴-2m -4×3=0.∴m =-6. 答案:-64.已知A (1,4),B (-3,2),向量BC ―→=(2,4),D 为AC 的中点,则BD ―→=________. 解析:设C (x ,y ),则BC ―→=(x +3,y -2)=(2,4),所以⎩⎪⎨⎪⎧ x +3=2,y -2=4,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =6,即C (-1,6).由D 为AC 的中点可得点D 的坐标为(0,5), 所以BD ―→=(0+3,5-2)=(3,3). 答案:(3,3)[全析考法]考法一 平面向量的坐标运算[例1] (1)若α,β是一组基底,向量γ=xα+yβ(x ,y ∈R),则称(x ,y )为向量γ在基底α,β下的坐标,现已知向量a 在基底p =(1,-1),q =(2,1)下的坐标为(-2,2),则a 在另一组基底m =(-1,1),n =(1,2)下的坐标为( )A .(2,0)B .(0,-2)C .(-2,0)D .(0,2)(2)(2019·内蒙古包钢一中月考)已知在平行四边形ABCD 中,AD ―→=(3,7),AB ―→=(-2,3),对角线AC 与BD 交于点O ,则CO ―→的坐标为( )A.⎝⎛⎭⎫-12,5 B.⎝⎛⎭⎫12,5 C.⎝⎛⎭⎫-12,-5 D.⎝⎛⎭⎫12,-5[解析] (1)因为a 在基底p ,q 下的坐标为(-2,2),即a =-2p +2q =(2,4),令a =x m+y n =(-x +y ,x +2y ),所以⎩⎪⎨⎪⎧ -x +y =2,x +2y =4,即⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =2.所以a 在基底m ,n 下的坐标为(0,2).(2)因为在平行四边形ABCD 中,AD ―→=(3,7),AB ―→=(-2,3),对角线AC 与BD 交于点O ,所以CO ―→=-AO ―→=-12(AD ―→+AB ―→)=⎝⎛⎭⎫-12,-5.故选C. [答案] (1)D (2)C [方法技巧]平面向量坐标运算的技巧(1)向量的坐标运算主要是利用向量加、减、数乘运算的法则来进行求解的,若已知有向线段两端点的坐标,则应先求向量的坐标.(2)解题过程中,常利用向量相等则其坐标相同这一原则,通过列方程(组)来进行求解.考法二 平面向量共线的坐标表示[例2] (2019·文登二中模拟)平面内给定三个向量a =(3,2),b =(-1,2),c =(4,1). (1)若(a +k c )∥(2b -a ),求实数k ;(2)若d 满足(d -c )∥(a +b ),且|d -c |=5,求d 的坐标. [解] (1)a +k c =(3+4k ,2+k ),2b -a =(-5,2), 由题意得2×(3+4k )-(-5)×(2+k )=0, 解得k =-1613.(2)设d =(x ,y ),则d -c =(x -4,y -1), 又a +b =(2,4),| d -c |=5,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 4(x -4)-2(y -1)=0,(x -4)2+(y -1)2=5,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =3,y =-1或⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =3. ∴d 的坐标为(3,-1)或(5,3). [方法技巧]向量共线的坐标表示中的乘积式和比例式(1)若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b ⇔x 1y 2-x 2y 1=0,这是代数运算,用它解决平面向量共线问题的优点在于不需要引入参数“λ”,从而减少了未知数的个数,而且它使问题的解决具有代数化的特点和程序化的特征.(2)当x 2y 2≠0时,a ∥b ⇔x 1x 2=y 1y 2,即两个向量的相应坐标成比例,这种形式不易出现搭配错误.(3)公式x 1y 2-x 2y 1=0无条件x 2y 2≠0的限制,便于记忆;公式x 1x 2=y 1y 2有条件x 2y 2≠0的限制,但不易出错.所以我们可以记比例式,但在解题时改写成乘积的形式.[集训冲关]1.[考法一]如果向量a =(1,2),b =(4,3),那么a -2b =( ) A .(9,8) B .(-7,-4) C .(7,4)D .(-9,-8)解析:选B a -2b =(1,2)-(8,6)=(-7,-4),故选B.2.[考法二]已知向量a =(1,-1),则下列向量中与向量a 平行且同向的是( ) A .b =(2,-2) B .b =(-2,2) C .b =(-1,2)D .b =(2,-1)解析:选A (2,-2)=2(1,-1),b =2a ,故选A.3.[考法一]已知向量a =(1,m ),b =(4,m ),若有(2|a |-|b |)(a +b )=0,则实数m =________. 解析:因为a +b =(5,2m )≠0,所以由(2|a |-|b |)(a +b )=0得2|a |-|b |=0,所以|b |=2|a |,所以42+m 2=212+m 2,解得m =±2.答案:±24.[考法二 ]已知向量a =(1,2),b =(-2,3),若m a -n b 与2a +b 共线(其中n ∈R ,且n ≠0),则mn =________.解析:由a =(1,2),b =(-2,3),得m a -n b =(m +2n ,2m -3n ),2a +b =(0,7),由m a -n b 与2a +b 共线,可得7(m +2n )=0,则mn =-2.答案:-2[课时跟踪检测][A 级 基础题——基稳才能楼高]1.(2019·内江模拟)下列各组向量中,可以作为基底的是( ) A .e 1=(0,0),e 2=(1,2) B .e 1=(-1,2),e 2=(5,7)C .e 1=(3,5),e 2=(6,10)D .e 1=(2,-3),e 2=⎝⎛⎭⎫12,-34 解析:选B A 选项中,零向量与任意向量都共线,故其不可以作为基底;B 选项中,不存在实数λ,使得e 1=λe 2,故两向量不共线,故其可以作为基底;C 选项中,e 2=2 e 1,两向量共线,故其不可以作为基底;D 选项中,e 1=4 e 2,两向量共线,故其不可以作为基底.故选B.2.(2019·石家庄模拟)已知向量a =(1,m ),b =(m ,1),则“m =1”是“a ∥b ”成立的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A 向量a =(1,m ),b =(m ,1),若a ∥b ,则m 2=1,即m =±1,故“m =1”是“a ∥b ”的充分不必要条件,选A.3.(2019·天津六校期中联考)已知向量a =(1,2),a -b =(4,5),c =(x,3),若(2a +b )∥c ,则x =( )A .-1B .-2C .-3D .-4解析:选C ∵a =(1,2),a -b =(4,5),∴b =a -(a -b )=(1,2)-(4,5)=(-3,-3),∴2a +b =2(1,2)+(-3,-3)=(-1,1).又∵c =(x,3),(2a +b )∥c ,∴-1×3-x =0,∴x =-3.故选C.4.(2019·兰州模拟)已知向量a =(1-sin θ,1),b =⎝⎛⎭⎫12,1+sin θ,若a ∥b ,则锐角θ=( )A.π6 B.π4 C.π3D.5π12解析:选B 因为a ∥b ,所以(1-sin θ)×(1+sin θ)-1×12=0,得sin 2θ=12,所以sin θ=±22,故锐角θ=π4.5.(2019·福建莆田二十四中期中)在平行四边形ABCD 中,AC 与BD 交于点O ,F 是线段DC 上的点.若DC =3DF ,设AC ―→=a ,BD ―→=b ,则AF ―→=( )A.14a +12bB.23a +13b C.12a +14b D.13a +23b 解析:选B 如图所示,平行四边形ABCD 中,AC 与BD 交于点O ,F 是线段DC 上的点,且DC =3DF ,∴DF ―→=13DC ―→=13(OC ―→-OD ―→)=16(AC ―→-BD ―→),AD ―→=OD ―→-OA ―→= 12BD ―→+12AC ―→.则AF―→=AD ―→+DF ―→=⎝⎛⎭⎫12 BD ―→+12 AC ―→+16(AC ―→-BD ―→)=13BD ―→+23AC ―→=23a + 13b .故选B. [B 级 保分题——准做快做达标]1.(2019·福州期末)已知a =(1,2),b =(-1,1),c =2a -b ,则| c |=( ) A.26 B .3 2 C.10D. 6解析:选B ∵a =(1,2),b =(-1,1),∴c =2a -b =(3,3),∴| c |=9+9=32,故选B.2.(2019·长沙一模)已知向量OA ―→=(k ,12),OB ―→=(4,5),OC ―→=(-k ,10),且A ,B ,C 三点共线,则k 的值是( )A .-23B.43C.12D.13解析:选A AB ―→=OB ―→-OA ―→=(4-k ,-7),AC ―→=OC ―→-OA ―→=(-2k ,-2). ∵A ,B ,C 三点共线,∴AB ―→,AC ―→共线,∴-2×(4-k )=-7×(-2k ),解得k =-23.3.(2019·丹东五校协作体联考)向量a =⎝⎛⎭⎫13,tan α,b =(cos α,1),且a ∥b ,则cos 2α=( )A.13 B .-13C.79D .-79解析:选C ∵a ∥b ,a =⎝⎛⎭⎫13,tan α,b =(cos α,1),∴13-tan α·cos α=0,∴sin α=13,∴cos 2α=1-2sin 2α=1-2×⎝⎛⎭⎫132=79.故选C.4.(2019·深圳模拟)如图,在正方形ABCD 中,M 是BC 的中点,若AC ―→=λAM ―→+μBD ―→,则λ+μ=( )A.43B.53C.158D .2解析:选B 以点A 为坐标原点,分别以AB ―→,AD ―→的方向为x ,y 轴的正方向,建立平面直角坐标系.设正方形的边长为2,则A (0,0),C (2,2),M (2,1),B (2,0),D (0,2),所以AC ―→=(2,2),AM ―→=(2,1),BD ―→=(-2,2),所以λAM ―→+μBD ―→=(2λ-2μ,λ+2μ),因为AC ―→=λAM―→+μBD ―→,所以⎩⎪⎨⎪⎧2λ-2μ=2,λ+2μ=2,解得⎩⎨⎧λ=43,μ=13,所以λ+μ=53.故选B.5.(2019·邹城期中)在△ABC 所在平面上有三点P ,Q ,R ,满足PA ―→+PB ―→+PC ―→=AB ―→,QA ―→+QB ―→+QC ―→=BC ―→,RA ―→+RB ―→+RC ―→=CA ―→,则△PQR 的面积与△ABC 的面积之比是( )A .1∶2B .1∶3C .1∶4D .1∶5解析:选B 由PA ―→+PB ―→+PC ―→=AB ―→,得PA ―→+PC ―→=-PB ―→+AB ―→,即PA ―→+PC ―→=AB ―→+BP ―→=AP ―→,∴PC ―→=2AP ―→,则P 为线段AC 的一个三等分点,同理可得Q ,R 的位置.∴△PQR 的面积为△ABC 的面积减去三个小三角形面积.设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,则S △PQR =S △ABC -( 12×2c 3×13b sin A +12×13c ×2a 3sin B +12×13a ×2b3sin C )=S △ABC -29×3S △ABC =13S △ABC ,∴△PQR 与△ABC 的面积比为1∶3.故选B.6.已知平面直角坐标系内的两个向量a =(m ,3 m -4),b =(1,2),且平面内的任意向量c 都可以唯一地表示成c =λa +μb (λ,μ为实数),则m 的取值范围是( )A .(-∞,4)B .(4,+∞)C .(-∞,4)∪(4,+∞)D .(-∞,+∞)解析:选C 平面内的任意向量c 都可以唯一地表示成c =λa +μb ,由平面向量基本定理可知,向量a ,b 可作为该平面所有向量的一组基底,即向量a ,b 是不共线向量.又因为a =(m ,3 m -4),b =(1,2),则m ×2-(3 m -4)×1≠0,即m ≠4,所以m 的取值范围为(-∞,4)∪(4,+∞).7.(2019·淮南一模)已知G 是△ABC 的重心,过点G 作直线MN 与AB ,AC 分别交于点M ,N ,且AM ―→=x AB ―→,AN ―→=y AC ―→(x ,y >0),则3x +y 的最小值是( )A.83B.72C.52D.43+233解析:选D 如图.AC ―→=1y AN ―→,AB ―→=1x AM ―→,又∵AG ―→=13AB ―→+13AC ―→,∴AG ―→=13x AM ―→+13y AN ―→,又∵M ,G ,N 三点共线,∴13x +13y=1.∵x >0,y >0,∴3x +y =(3x +y )·⎝⎛⎭⎫13x +13y =1+13+y 3x +x y ≥43+233.当且仅当y =3x 时取等号.故选D.8.在平面直角坐标系xOy 中,已知A (1,0),B (0,1),C 为坐标平面内第一象限内一点且∠AOC =π4,|OC ―→|=2,若OC ―→=λOA ―→+μOB ―→,则λ+μ=( )A .2 2 B. 2 C .2D .4 2解析:选A 因为|OC ―→|=2,∠AOC =π4,所以C (2,2),又OC ―→=λOA ―→+μOB ―→,所以(2,2)=λ(1,0)+μ(0,1)=(λ,μ),所以λ=μ=2,λ+μ=2 2.9.如图,A ,B ,C 是圆O 上的三点,CO 的延长线与线段BA 的延长线交于圆O 外一点D ,若OC ―→=m OA ―→+n OB ―→,则m +n 的取值范围是( )A .(0,1)B .(1,+∞)C .(-∞,-1)D .(-1,0)解析:选D 由点D 是圆O 外一点,可设BD ―→=λBA ―→ (λ>1),则OD ―→=OB―→+λBA ―→=λOA ―→+(1-λ)OB ―→.又C ,O ,D 三点共线,令OD ―→=-μOC ―→ (μ>1),则OC ―→=-λμOA ―→-1-λμ·OB ―→ (λ>1,μ>1),所以m =-λμ,n =-1-λμ,则m +n =-λμ-1-λμ=-1μ∈(-1,0).10.(2019·福清校际联盟期中)已知向量a =(1,2),b =(3,4),则a +b =________. 解析:a +b =(1,2)+(3,4)=(4,6). 答案:(4,6)11.如图,在△ABC 中,已知43BN ―→-BA ―→=13BC ―→,点P 在线段BN 上,若AP ―→=λAB ―→+316AC ―→,则实数λ的值为________.解析:43BN ―→-BA ―→=13BC ―→可化为AN ―→=13NC ―→,即AN ―→=14AC ―→,因为AP ―→=λAB ―→+316AC ―→,所以AP ―→=λAB ―→+34AN ―→.由B ,P ,N 三点共线可得λ=14. 答案:1412.已知点A (2,3),B (4,5),C (7,10),若AP ―→=AB ―→+λAC ―→ (λ∈R),且点P 在直线x -2y =0上,则λ的值为________.解析:设P (x ,y ),则由AP ―→=AB ―→+λAC ―→,得(x -2,y -3)=(2,2)+λ(5,7)=(2+5λ,2+7λ),所以x =5λ+4,y =7λ+5.又点P 在直线x -2y =0上,故5λ+4-2(7λ+5)=0,解得λ=-23. 答案:-2313.如图,O 点在△ABC 的内部,E 是BC 边的中点,且有OA ―→+2OB―→+3OC ―→=0,则△AEC 的面积与△AOC 的面积的比为________.解析:取AC 的中点D ,连接OE ,OD .因为D ,E 分别是AC ,BC边的中点,所以OA ―→+OC ―→=2OD ―→,OB ―→+OC ―→=2OE ―→,因为OA ―→+2OB ―→+3OC ―→=0,所以2OD ―→+4OE ―→=0,所以O ,D ,E 三点共线,且|DE ||OD |=32.又因为△AEC 与△AOC 都以AC 为底,所以△AEC 的面积与△AOC 的面积的比为3∶2.答案:3∶214.如图,AB 是圆O 的直径,C ,D 是圆O 上的点,∠CBA =60°,∠ABD=45°,CD ―→=x OA ―→+y BC ―→,求x +y 的值.解:不妨设圆O 的半径为1,则A (-1,0),B (1,0),D (0,1),C ⎝⎛⎭⎫12,-32,所以CD ―→=⎝⎛⎭⎫-12,1+32, BC ―→=⎝⎛⎭⎫-12,-32.又CD ―→=x OA ―→+y BC ―→,所以⎝⎛⎭⎫-12,1+32 =x (-1,0)+y ⎝⎛⎭⎫-12,-32. 所以⎩⎨⎧ -12=-x -12y ,1+32=-32y ,解之得⎩⎪⎨⎪⎧ x =3+33,y =-3+233, 所以x +y =3+33-3+233=-33. 15.已知A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4).设AB ―→=a ,BC ―→=b ,CA ―→=c ,且CM ―→=3c ,CN ―→=-2b .(1)求3a +b -3c ;(2)求满足a =m b +n c 的实数m ,n ;(3)求M ,N 的坐标及向量MN ―→的坐标.解:由已知得a =(5,-5),b =(-6,-3),c =(1,8).(1)3a +b -3c =3(5,-5)+(-6,-3)-3(1,8)=(15-6-3,-15-3-24)=(6,-42).(2)因为m b +n c =(-6m +n ,-3m +8 n ),所以⎩⎪⎨⎪⎧ -6m +n =5,-3m +8n =-5,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-1,n =-1. (3)设O 为坐标原点,因为CM ―→=OM ―→-OC ―→=3c ,所以OM ―→=3c +OC ―→=(3,24)+(-3,-4)=(0,20).所以M (0,20).又因为CN ―→=ON ―→-OC ―→=-2b ,所以ON ―→=-2b +OC ―→=(12,6)+(-3,-4)=(9,2),所以N (9,2).所以MN ―→=(9,-18).。
高考理科第一轮复习课件(4.2平面向量的坐标运算)
(λ x,λ y) 设a=(x,y),λ ∈R,则λ a=____________
标
(x2-x1,y2-y1) _______________
4.向量平行的坐标表示 设a,b是非零向量且a=(x1,y1),b=(x2,y2),y1,y2≠0,则 x1y2-x2y1=0 a∥b⇔__________. 定理1:若两个向量(与坐标轴不平行)平行,则它们相应的 成比例 坐标_______.
【互动探究】在本例题(2)图中,连接CD交AM于点P,若
AP AM,CP CD 求λ ,μ 的值. ,
【解析】CD AD AC 2 AB AC 2 a b,
3 3 1 1 AM (AB AC) (a b). 2 2 AC AP PC AP CP AM CD
则向量 MN =______. CM 3CA CN 2CB , ,
【思路点拨】(1)利用向量坐标运算的法则求解即可.
(2)根据向量的共线及向量坐标运算的法则逐一验证即可.
(3)利用平面向量的基本概念及其坐标表示求解.
【规范解答】(1)选B.设b=(x,y),则2b-a=(2x-3,2y-3)= (-1,1), 故
)
(4)平面向量的基底不唯一,只要基底确定后,平面内的任 何一个向量都可被这组基底唯一表示.( )
(5)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b的充要条件可表示 成 x1 = y1 . (
x2 y2
)
【解析】(1)错误.只有不共线的两个向量才能作为平面的一 组基底.
平面向量的基本定理及坐标表示(高三一轮复习)
2012届高三数学平面向量基本定理及向量坐标表示
考 考
点
探
答案:23 a+ 13b
究 • 挑 战
高
考
考 向 瞭 望 • 把 脉 高 考
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第4章 平面向量、数系的扩充与复数的引入
双
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考点探究•挑战高考
习 •
面
对
考点突破
高 考
考
平面向量基本定理及其应用
点 探
究
•
挑
战
利用平面向量基本定理表示向量时,要选择一
高
考
组恰当的基底来表示其他向量,即用特殊向量
究 • 挑
战
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n)O→B-nO→A=xO→A+yO→B,而O→A与O→B不共线,∴x
考 考
向
=-n≤0,y=m+n,即 m=x+y.故应填:x≤0 且
瞭 望
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0≤x+y≤1.
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考
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【答案】 x≤0且0≤x+y≤1
基 研
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()
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A.-2
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C.1
D.2
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答案:D
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第4章 平面向量、数系的扩充与复数的引入
双
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3.若向量 a=(x+3,x2-3x-4)与A→B相等,其中 考
A(1,2),B(3,2),则 x 等于( )
高考数学一轮复习 平面向量 第2讲 平面向量基本定理及坐标表示教案 文 新人教A版-新人教A版高三全
第2讲 平面向量基本定理及坐标表示一、知识梳理 1.平面向量基本定理(1)定理:如果e 1、e 2是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,有且只有一对实数λ1,λ2,使a =λ1e 1+λ2e 2.(2)基底:不共线的向量e 1、e 2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底. 2.平面向量的坐标运算(1)向量加法、减法、数乘向量及向量的模 设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a +b =(x 1+x 2,y 1+y 2),a -b =(x 1-x 2,y 1-y 2),λa =(λx 1,λy 1),|a |=x 21+y 21.(2)向量坐标的求法①若向量的起点是坐标原点,则终点坐标即为向量的坐标; ②设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则AB →=(x 2-x 1,y 2-y 1), |AB →|=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2. 3.平面向量共线的坐标表示设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),a ∥b ⇔x 1y 2-x 2y 1=0. [提醒] 当且仅当x 2y 2≠0时,a ∥b 与x 1x 2=y 1y 2等价. 即两个不平行于坐标轴的共线向量的对应坐标成比例. 常用结论1.若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2)且a =b ,则x 1=x 2且y 1=y 2. 2.已知P 为线段AB 的中点,若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则P 点的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,y 1+y 22.3.向量的坐标与表示向量的有向线段的起点、终点的相对位置有关系.两个相等的向量,无论起点在什么位置,它们的坐标都是相同的.二、习题改编1.(必修4P99例8改编)若P 1(1,3),P 2(4,0)且P 是线段P 1P 2的一个三等分点,则点P 的坐标为( )A .(2,2)B .(3,-1)C .(2,2)或(3,-1)D .(2,2)或(3,1)解析:选D.由题意得P 1P →=13P 1P 2→或P 1P →=23P 1P 2→,P 1P 2→=(3,-3).设P (x ,y ),则P 1P →=(x-1,y -3),当P 1P →=13P 1P 2→时,(x -1,y -3)=13(3,-3),所以x =2,y =2,即P (2,2);当P 1P →=23P 1P 2→时,(x -1,y -3)=23(3,-3),所以x =3,y =1,即P (3,1).故选D.2.(必修4P119A 组T8改编)已知向量a =(2,3),b =(-1,2),若m a +n b 与a -2b 共线,则m n=( )A .-12B.12 C .-2D .2解析:选A.由向量a =(2,3),b =(-1,2),得m a +n b =(2m -n ,3m +2n ),a -2b =(4,-1).由m a +n b 与a -2b 共线,得-(2m -n )=4(3m +2n ),所以m n =-12.故选A.一、思考辨析判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)平面内的任何两个向量都可以作为一组基底.( ) (2)在△ABC 中,向量AB →,BC →的夹角为∠ABC .( ) (3)同一向量在不同基底下的表示是相同的.( )(4)若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件可表示成x 1x 2=y 1y 2.( ) (5)若a ,b 不共线,且λ1a +μ1b =λ2a +μ2b ,则λ1=λ2 ,μ1=μ2.( ) 答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ 二、易错纠偏常见误区(1)利用平面向量基本定理的前提是基底不能共线; (2)由点的坐标求向量坐标忽视起点与终点致误.1.设O 是平行四边形ABCD 的两条对角线AC ,BD 的交点,则给出下列向量组:①AD →与AB →;②DA →与BC →;③CA →与DC →;④OD →与OB →.其中可作为这个平行四边形所在平面的一组基底的是( ) A .①② B .①③ C .①④D .③④解析:选B.平面内任意两个不共线的向量都可以作为基底,如图:对于①,AD →与AB →不共线,可作为基底; 对于②,DA →与BC →为共线向量,不可作为基底; 对于③,CA →与DC →是两个不共线的向量,可作为基底;对于④,OD →与OB →在同一条直线上,是共线向量,不可作为基底. 2.已知点A (0,1),B (3,2),向量AC →=(-4,-3),则向量BC →=( ) A .(-7,-4) B .(7,4) C .(-1,4)D .(1,4)解析:选A.法一:设C (x ,y ), 则AC →=(x ,y -1)=(-4,-3),所以⎩⎪⎨⎪⎧x =-4,y =-2,从而BC →=(-4,-2)-(3,2)=(-7,-4).故选A. 法二:AB →=(3,2)-(0,1)=(3,1), BC →=AC →-AB →=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4).故选A.平面向量基本定理及其应用(师生共研)(1)在△ABC 中,点D ,E 分别在边BC ,AC 上,且BD →=2DC →,CE →=3EA →,若AB →=a ,AC→=b ,则DE →=( )A.13a +512bB.13a -1312b C .-13a -512bD .-13a +1312b(2)(2020·某某市第一次质量预测)如图,在平行四边形ABCD 中,E ,F 分别为边AB ,BC 的中点,连接CE ,DF ,交于点G .若CG →=λCD →+μCB →(λ,μ∈R ),则λμ=.【解析】 (1)DE →=DC →+CE →=13BC →+34CA → =13(AC →-AB →)-34AC → =-13AB →-512AC →=-13a -512b .(2)由题图可设CG →=xCE →(x >0),则CG →=x (CB →+BE →)=x ⎝⎛⎭⎪⎫CB →+12CD →=x 2CD →+xCB →.因为CG →=λCD →+μCB →,CD →与CB →不共线,所以λ=x 2,μ=x ,所以λμ=12.【答案】 (1)C (2)12运算遵法则 基底定分解(1)应用平面向量基本定理表示向量的实质是利用平行四边形法则或三角形法则进行向量的加、减或数乘运算.一般将向量“放入”相关的三角形中,利用三角形法则列出向量间的关系.(2)用向量基本定理解决问题的一般思路是:先选择一组基底,并运用该组基底将条件和结论表示成向量的形式,再通过向量的运算来解决.注意同一个向量在不同基底下的分解是不同的,但在每组基底下的分解都是唯一的.1.在△ABC 中,P ,Q 分别是AB ,BC 的三等分点,且AP =13AB ,BQ =13BC ,若AB →=a ,AC→=b ,则PQ →=( )A.13a +13b B .-13a +13bC.13a -13b D .-13a -13b解析:选A.由题意知PQ →=PB →+BQ →=23AB →+13BC →=23AB →+13(AC →-AB →)=13AB →+13AC →=13a +13b ,故选A.2.已知点A ,B 为单位圆O 上的两点,点P 为单位圆O 所在平面内的一点,且OA →与OB →不共线.(1)在△OAB 中,点P 在AB 上,且AP →=2PB →,若AP →=rOB →+sOA →,求r +s 的值; (2)已知点P 满足OP →=mOA →+OB →(m 为常数),若四边形OABP 为平行四边形,求m 的值. 解:(1)因为AP →=2PB →,所以AP →=23AB →,所以AP →=23(OB →-OA →)=23OB →-23OA →,又因为AP →=rOB →+sOA →, 所以r =23,s =-23,所以r +s =0.(2)因为四边形OABP 为平行四边形, 所以OB →=OP →+OA →, 又因为OP →=mOA →+OB →, 所以OB →=OB →+(m +1)OA →,依题意OA →,OB →是非零向量且不共线, 所以m +1=0, 解得m =-1.平面向量的坐标运算(师生共研)已知A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4).设AB →=a ,BC →=b ,CA →=c ,且CM →=3c ,→=-2b .(1)求3a +b -3c ;(2)求满足a =m b +n c 的实数m ,n 的值; (3)求M ,N 的坐标及向量MN →的坐标.【解】 由已知得a =(5,-5),b =(-6,-3),c =(1,8). (1)3a +b -3c =3(5,-5)+(-6,-3)-3(1,8) =(15-6-3,-15-3-24)=(6,-42). (2)因为m b +n c =(-6m +n ,-3m +8n ),所以⎩⎪⎨⎪⎧-6m +n =5,-3m +8n =-5,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-1,n =-1. (3)设O 为坐标原点,因为CM →=OM →-OC →=3c , 所以OM →=3c +OC →=(3,24)+(-3,-4)=(0,20). 所以M (0,20).又因为→=ON →-OC →=-2b ,所以ON →=-2b +OC →=(12,6)+(-3,-4)=(9,2), 所以N (9,2).所以MN →=(9,-18).向量坐标运算问题的一般思路(1)向量问题坐标化:向量的坐标运算,使得向量的线性运算都可以用坐标来进行,实现了向量运算完全代数化,将数与形紧密结合起来,通过建立平面直角坐标系,使几何问题转化为数量运算.(2)巧借方程思想求坐标:向量的坐标运算主要是利用加法、减法、数乘运算法则进行,若已知有向线段两端点的坐标,则应先求出向量的坐标,求解过程中要注意方程思想的运用.1.已知O 为坐标原点,点C 是线段AB 上一点,且A (1,1),C (2,3),|BC →|=2|AC →|,则向量OB →的坐标是.解析:由点C 是线段AB 上一点,|BC →|=2|AC →|,得BC →=-2AC →.设点B 为(x ,y ),则(2-x ,3-y )=-2(1,2),即⎩⎪⎨⎪⎧2-x =-2,3-y =-4,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =4,y =7.所以向量OB →的坐标是(4,7). 答案:(4,7)2.如图所示,以e 1,e 2为基底,则a =.解析:以e 1的起点为原点建立平面直角坐标系,则e 1=(1,0),e 2=(-1,1),a =(-3,1),令a =x e 1+y e 2,即(-3,1)=x (1,0)+y (-1,1),则⎩⎪⎨⎪⎧x -y =-3,y =1,所以⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =1,即a =-2e 1+e 2.答案:-2e 1+e 2平面向量共线的坐标表示(多维探究) 角度一 利用向量共线求向量或点的坐标已知梯形ABCD ,其中AB ∥CD ,且DC =2AB ,三个顶点A (1,2),B (2,1),C (4,2),则点D 的坐标为.【解析】 因为在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,DC =2AB ,所以DC →=2AB →.设点D 的坐标为(x ,y ),则DC →=(4,2)-(x ,y )=(4-x ,2-y ),AB →=(2,1)-(1,2)=(1,-1),所以(4-x ,2-y )=2(1,-1),即(4-x ,2-y )=(2,-2),所以⎩⎪⎨⎪⎧4-x =2,2-y =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =4,故点D 的坐标为(2,4).【答案】 (2,4)角度二 利用两向量共线求参数已知向量OA →=(k ,12),OB →=(4,5),OC →=(-k ,10),且A ,B ,C 三点共线,则k 的值是( )A .-23B.43C.12D .13【解析】 AB →=OB →-OA →=(4-k ,-7), AC →=OC →-OA →=(-2k ,-2).因为A ,B ,C 三点共线,所以AB →,AC →共线, 所以-2×(4-k )=-7×(-2k ),解得k =-23.【答案】 A(1)向量共线的两种表示形式设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),①a ∥b ⇒a =λb (b ≠0);②a ∥b ⇔x 1y 2-x 2y 1=0,至于使用哪种形式,应视题目的具体条件而定,一般情况涉及坐标的应用②.(2)两向量共线的充要条件的作用判断两向量是否共线(平行),可解决三点共线的问题;另外,利用两向量共线的充要条件可以列出方程(组),求出未知数的值.1.已知向量a =(2,-1),b =(-1,m ),c =(-1,2),若(a +b )∥c ,则m =. 解析:因为a =(2,-1),b =(-1,m ), 所以a +b =(1,m -1). 因为(a +b )∥c ,c =(-1,2), 所以2-(-1)·(m -1)=0. 所以m =-1. 答案:-12.已知a =(1,0),b =(2,1). (1)当k 为何值时,k a -b 与a +2b 共线?(2)若AB →=2a +3b ,BC →=a +m b 且A ,B ,C 三点共线,求m 的值. 解:(1)k a -b =k (1,0)-(2,1)=(k -2,-1),a +2b =(1,0)+2(2,1)=(5,2).因为k a -b 与a +2b 共线,所以2(k -2)-(-1)×5=0, 即2k -4+5=0,得k =-12.(2)法一:因为A ,B ,C 三点共线, 所以AB →=λBC →,即2a +3b =λ(a +m b ),所以⎩⎪⎨⎪⎧2=λ3=mλ,解得m =32.法二:AB →=2a +3b =2(1,0)+3(2,1)=(8,3), BC →=a +m b =(1,0)+m (2,1)=(2m +1,m ).因为A 、B 、C 三点共线,所以AB →∥BC →.所以8m -3(2m +1)=0,即2m -3=0,所以m =32.思想方法系列8 坐标法解决平面向量的线性运算(2020·某某某某调研)在直角三角形ABC 中,∠A =90°,AB =3,AC =4,P 在△ABC斜边BC 的中线AD 上,则AP →·(PB →+PC →)的最大值为( )A.2516B.258C.254D .252【解析】 以A 为坐标原点,AB →,AC →的方向分别为x 轴、y 轴正方向建立平面直角坐标系,则B (3,0),C (0,4),BC 中点D ⎝ ⎛⎭⎪⎫23,2,则直线AD 的方程为y =43x .设P ⎝ ⎛⎭⎪⎫x ,43x ,所以PB →=⎝ ⎛⎭⎪⎫3-x ,-43x ,PC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-x ,4-43x ,AP→=⎝ ⎛⎭⎪⎫x ,43x ,AP →·(PB →+PC →)=-509x 2+253x =-509⎝ ⎛⎭⎪⎫x -342+258,所以当x =34时,AP →·(PB →+PC →)的最大值为258.故选B. 【答案】 B系要建得巧,题就解得妙坐标是向量代数化的媒介,而坐标的获得又要借助于直角坐标系,对于某些平面向量问题,若能建立适当的直角坐标系,往往能很快实现问题的转化.常见的建系方法如下:(1)利用图形中现成的垂直关系若图形中有明显互相垂直且相交于一点的两条直线(如矩形、直角梯形等),可以利用这两条直线建立坐标系;(2)利用图形中的对称关系图形中虽没有明显互相垂直交于一点的两条直线,但有一定对称关系(如:等腰三角形、等腰梯形等),可利用自身对称性建系.建立平面直角坐标系的基本原则是尽可能地使顶点在坐标轴上,或在同一象限.如图,在正方形ABCD 中,M ,N 分别是BC ,CD 的中点,若AC →=λAM →+μBN →,则λ+μ=.解析:法一:以AB ,AD 所在直线分别为x 轴,y 轴,建立平面直角坐标系,如图所示,设正方形的边长为1,则AM →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12,BN →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1,AC →=(1,1).因为AC →=λAM →+μBN→=⎝ ⎛⎭⎪⎫λ-μ2,λ2+μ,所以⎩⎪⎨⎪⎧λ-μ2=1,λ2+μ=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=65,μ=25,所以λ+μ=85.法二:由AM →=AB →+12AD →,BN →=-12AB →+AD →,得AC →=λAM →+μBN →=⎝ ⎛⎭⎪⎫λ-μ2AB →+⎝ ⎛⎭⎪⎫λ2+μAD →,又AC →=AB →+AD →,所以⎩⎪⎨⎪⎧λ-μ2=1,λ2+μ=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=65,μ=25.所以λ+μ=85.答案:85[基础题组练]1.已知e 1=(2,1),e 2=(1,3),a =(-1,2).若a =λ1e 1+λ2e 2,则实数对(λ1,λ2)为( )A .(1,1)B .(-1,1)C .(-1,-1)D .(1,-1)解析:选B.因为e 1=(2,1),e 2=(1,3),所以a =λ1e 1+λ2e 2=λ1(2,1)+λ2(1,3)=(2λ1+λ2,λ1+3λ2).又因为a =(-1,2),所以⎩⎪⎨⎪⎧2λ1+λ2=-1,λ1+3λ2=2,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ1=-1,λ2=1.故选B.2.(2020·某某某某三模)设向量e 1,e 2是平面内的一组基底,若向量a =-3e 1-e 2与b =e 1-λe 2共线,则λ=( )A.13 B .-13C .-3D .3解析:选B.法一:因为a 与b 共线,所以存在μ∈R ,使得a =μb ,即-3e 1-e 2=μ(e 1-λe 2).故μ=-3,-λμ=-1,解得λ=-13.故选B.法二:因为向量e 1,e 2是平面内的一组基底, 故由a 与b 共线可得,1-3=-λ-1,解得λ=-13.故选B.3.已知OB 是平行四边形OABC 的一条对角线,O 为坐标原点,OA →=(2,4),OB →=(1,3),若点E 满足OC →=3EC →,则点E 的坐标为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,-23B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,-13C.⎝ ⎛⎭⎪⎫13,13D .⎝ ⎛⎭⎪⎫23,23 解析:选A.易知OC →=OB →-OA →=(-1,-1),则C (-1,-1),设E (x ,y ),则3EC →=3(-1-x ,-1-y )=(-3-3x ,-3-3y ),由OC →=3EC →知⎩⎪⎨⎪⎧-3-3x =-1,-3-3y =-1,所以⎩⎪⎨⎪⎧x =-23,y =-23,所以E ⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,-23.4.(2020·某某豫水中学质检)已知在Rt △ABC 中,∠BAC =90°,AB =1,AC =2,D 是△ABC 内一点,且∠DAB =60°,设AD →=λAB →+μAC →(λ,μ∈R ),则λμ=( )A.233B.33C .3D .2 3解析:选A.如图,以A 为原点,AB 所在直线为x 轴,AC 所在直线为y 轴建立平面直角坐标系,则B 点的坐标为(1,0),C 点的坐标为(0,2),因为∠DAB =60°,所以设D 点的坐标为(m ,3m )(m ≠0). AD →=(m ,3m )=λAB →+μAC →=λ(1,0)+μ(0,2)=(λ,2μ),则λ=m ,且μ=32m ,所以λμ=233.5.设向量a =(1,2),b =(2,3),若向量λa +b 与向量c =(-4,-7)共线,则λ=.解析:因为a =(1,2),b =(2,3),所以λa +b =(λ,2λ)+(2,3)=(λ+2,2λ+3).因为向量λa +b 与向量c =(-4,-7)共线, 所以-7(λ+2)+4(2λλ=2. 答案:26.已知点A (2,3),B (4,5),C (7,10),若AP →=AB →+λAC →(λ∈R ),且点P 在直线x -2y =0上,则λ的值为.解析:设P (x ,y ),则由AP →=AB →+λAC →,得(x -2,y -3)=(2,2)+λ(5,7)=(2+5λ,2+7λ),所以x =5λ+4,y =7λP 在直线x -2y =0上,故5λ+4-2(7λ+5)=0,解得λ=-23.答案:-237.在平行四边形ABCD 中,E 和F 分别是CD 和BC 的中点.若AC →=λAE →+μAF →,其中λ,μ∈R ,则λ+μ=.解析:选择AB →,AD →作为平面向量的一组基底, 则AC →=AB →+AD →,AE →=12AB →+AD →,AF →=AB →+12AD →,又AC →=λAE →+μAF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12λ+μAB →+⎝ ⎛⎭⎪⎫λ+12μAD →,于是得⎩⎪⎨⎪⎧12λ+μ=1,λ+12μ=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=23,μ=23,所以λ+μ=43.答案:438.已知点O 为坐标原点,A (0,2),B (4,6),OM →=t 1OA →+t 2AB →. (1)求点M 在第二或第三象限的充要条件;(2)求证:当t 1=1时,不论t 2为何实数,A ,B ,M 三点共线. 解:(1)OM →=t 1OA →+t 2AB →=t 1(0,2)+t 2(4,4)=(4t 2,2t 1+4t 2).点M 在第二或第三象限⇔⎩⎪⎨⎪⎧4t 2<0,2t 1+4t 2≠0,解得t 2<0且t 1+2t 2≠0.故所求的充要条件为t 2<0且t 1+2t 2≠0.(2)证明:当t 1=1时,由(1)知OM →=(4t 2,4t 2+2). 因为AB →=OB →-OA →=(4,4), AM →=OM →-OA →=(4t 2,4t 2)=t 2(4,4)=t 2AB →,所以A ,B ,M 三点共线.[综合题组练]1.若α,β是一组基底,向量γ=x α+y β(x ,y ∈R ),则称(x ,y )为向量γ在基底α,β下的坐标,现已知向量a 在基底p =(1,-1),q =(2,1)下的坐标为(-2,2),则a 在另一组基底m =(-1,1),n =(1,2)下的坐标为( )A .(2,0)B .(0,-2)C .(-2,0)D .(0,2)解析:选D.因为a 在基底p ,q 下的坐标为(-2,2), 即a =-2p +2q =(2,4), 令a =x m +y n =(-x +y ,x +2y ),所以⎩⎪⎨⎪⎧-x +y =2,x +2y =4,即⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =2.所以a 在基底m ,n 下的坐标为(0,2).2.给定两个长度为1的平面向量OA →和OB →,它们的夹角为90°,如图所示,点C 在以O 为圆心的圆弧AB ︵上运动,若OC →=xOA →+yOB →,其中x ,y ∈R ,则x +y 的最大值是( )A .1 B. 2 C. 3D .2解析:选B.因为点C 在以O 为圆心的圆弧AB ︵上,所以|OC →|2=|xOA →+yOB →|2=x 2+y 2+2xyOA →·OB →=x 2+y 2,所以x 2+y 2=1,则2xy ≤x 2+y 2=1. 又(x +y )2=x 2+y 2+2xy ≤2, 故x +y 的最大值为 2.3.设OA →=(-2,4),OB →=(-a ,2),OC →=(b ,0),a >0,b >0,O 为坐标原点,若A ,B ,C 三点共线,则1a +1b的最小值为.解析:由已知得AB →=(-a +2,-2),AC →=(b +2,-4), 因为A ,B ,C 三点共线,所以(-a +2,-2)=λ(b +2,-4),即⎩⎪⎨⎪⎧-a +2=λ(b +2),-2=-4λ,整理得2a +b =2, 所以1a +1b =12(2a +b )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b =12⎝ ⎛⎭⎪⎫3+2a b +b a ≥12⎝ ⎛⎭⎪⎫3+22a b ·b a =32+2(当且仅当a =2-2,b =22-2时等号成立).答案:32+ 24.(2020·某某某某二模)已知W 为△ABC 的外心,AB =4,AC =2,∠BAC =120°,设AW →=λ1AB →+λ2AC →,则2λ1+λ2=.解析:以A 为坐标原点,AB 所在直线为x 轴建立平面直角坐标系,如图所示.根据已知条件可知A (0,0),B (4,0),C (-1,3). 根据外心的性质可知点W 在直线x =2上(如图所示).易知线段AC 中点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,32,直线AC 的斜率为-3,故线段AC 的中垂线l的斜率为33(如图所示),方程为y -32=33⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12. 令x =2,解得y =433,故W ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,433.由AW →=λ1AB →+λ2AC →得⎝ ⎛⎭⎪⎫2,433=λ1(4,0)+λ2(-1,3),即⎩⎪⎨⎪⎧4λ1-λ2=2,3λ2=433,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ1=56,λ2=43.所以2λ1+λ2=53+43=3.答案:3。
人教A版2012高三数学理全套解析一轮复习课件:4-2 平面向量的基本定理及坐标表示]
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即时训练已知点 A(-1,-5)和向量 a=(2,3),若A→B=3a,则 点 B 的坐标为________.
解析:设 B(m,n),则A→B=(m+1,n+5)=3a=3(2,3)=(6,9), ∴m+1=6,n+5=9.∴m=5,n=4.
即点 D 坐标为2,72. 答案:A
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5.在平行四边形 ABCD 中,E 和 F 分别是边 CD 和 BC 的中 点,若A→C=λA→E+μA→F,其中 λ、μ∈R,则 λ+μ=________.
解析:设A→B=a,A→D=b, 那么A→E=12a+b,
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[思维拓展] (1)本题主要涉及平面向量的模、夹角、共线的充要条 件等基础知识,以及运算能力、分析能力和数形结合能力.注意“若a= (x1,y1),b=(x2,y2),a∥b的充要条件是x1y2-x2y1=0.”的使用;
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[课堂记录] 设 C、D 的坐标为(x1,y1)、(x2,y2). 由题意得A→C=(x1+1,y1-2),A→B=(3,6) D→A=(-1-x2,2-y2),B→A=(-3,-6) 又A→C=13A→B,D→A=-13B→A ∴(x1+1,y1-2)=13(3,6), (-1-x2,2-y2)=-13(-3,-6)
答案:(5,4)
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高考数学一轮复习第2讲 平面向量的基本定理及坐标表示
第2讲 平面向量的基本定理及坐标表示1.平面向量的基本定理如果e 1,e 201不共线向量,那么对这一平面内的任一向量a ,有且只有一对实数λ1,λ2使a 02λ1e 1+λ2e 2.2.平面向量的坐标表示03x 轴、y 轴正方向相同的两个单位向量i ,j 作为基底,对任一向量a ,有唯一一对实数x ,y ,使得a =x i +y j 04(x ,y )叫做向量a 的直角坐标,记作a =(x ,y ),显然i 05(1,0),j 06(0,1),0=07(0,0).3.平面向量的坐标运算 (1)设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2), 则a +b 08(x 1+x 2,y 1+y 2), a -b 09(x 1-x 2,y 1-y 2), λa 10(λx 1,λy 1). (2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则AB →11(x 2-x 1,y 2-y 1), |AB→|12 错误!. 4.平面向量共线的坐标表示设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),其中b ≠0,则a ∥b ⇔a =λb (λ∈R )⇔13x 1y 2-x 2y 1=0.1.平面向量一组基底是两个不共线向量,平面向量基底可以有无穷多组. 2.当且仅当x 2y 2≠0时,a ∥b 与x1x2=y1y2等价,即两个不平行于坐标轴的共线向量的对应坐标成比例.3.若a 与b 不共线,且λa +μb =0,则λ=μ=0.4.已知P 为线段AB 的中点,若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x1+x22,y1+y22. 5.已知△ABC 的顶点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3),则△ABC 的重心G 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x1+x2+x33,y1+y2+y33. 6.A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3)三点共线的充要条件为(x 2-x 1)(y 3-y 1)-(x 3-x 1)(y 2-y 1)=0,或(x 2-x 1)(y 3-y 2)=(x 3-x 2)(y 2-y 1),或(x 3-x 1)(y 3-y 2)=(x 3-x 2)(y 3-y 1).1.已知向量a =(2,4),b =(-1,1),则2a +b 等于( ) A .(5,7) B .(5,9) C .(3,7) D .(3,9)答案 D解析 2a +b =2(2,4)+(-1,1)=(3,9),故选D.2.设向量a =(x,1),b =(4,x ),若a ,b 方向相反,则实数x 的值是( ) A .0 B .±2 C .2D .-2答案 D解析 由题意可得a ∥b ,所以x 2=4,解得x =-2或2,又因为a ,b 方向相反,所以x =-2.故选D.3.下列各组向量中,可以作为基底的是( ) A .e 1=(0,0),e 2=(1,-2) B .e 1=(-1,2),e 2=(5,7) C .e 1=(3,5),e 2=(6,10) D .e 1=(2,-3),e 2=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12,-34答案 B解析 两个不共线的非零向量构成一个基底,A 中向量e 1为零向量,C ,D 中两向量共线,B 中e 1≠0,e 2≠0,且e 1与e 2不共线.故选B.4.设向量a =(-1,2),向量b 是与a 方向相同的单位向量,则b =( ) A .(1,-2) B .⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-55,255 C.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-15,25 D .⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫55,-255 答案 B解析 因为向量b 是与a 方向相同的单位向量,所以b =a|a|=错误!(-1,2)=错误!(-1,2)=⎝⎛⎭⎪⎪⎫-55,255.故选B. 5.已知▱ABCD 的顶点A (-1,-2),B (3,-1),C (5,6),则顶点D 的坐标为________.答案 (1,5)解析 设D (x ,y ),则由AB →=DC →,得(4,1)=(5-x,6-y ),即⎩⎪⎨⎪⎧4=5-x ,1=6-y ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =5.6.已知向量a =(2,3),b =(-1,2),若m a +n b 与a -2b 共线,则mn =________.答案 -12解析 由向量a =(2,3),b =(-1,2),得m a +n b =(2m -n,3m +2n ),a -2b =(4,-1).由m a +n b 与a -2b 共线,得2m -n 4=3m +2n -1,所以m n =-12.考向一 平面向量基本定理的应用例1 (1)如图,点A ,B ,C ,P 均在正方形网格的格点上.若AP →=λAB →+μAC →(λ,μ∈R ),则λ+2μ=( )A .1B .32C .43D .2答案 B解析 设在正方形网格上方向为水平向右,长度为一格的向量为i ,方向为竖直向上,长度为一格的向量为j ,∴AB→=-2i +2j ,AC →=4i ,AP →=i +j ,∵AP →=λAB →+μAC →(λ,μ∈R ),即i +j =λ(-2i +2j )+μ×4i ,i +j =(4μ-2λ)i +2λj ,∴⎩⎪⎨⎪⎧4μ-2λ=1,2λ=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=12,μ=12,∴λ+2μ=32.故选B.(2) 如图,以向量OA →=a ,OB →=b 为邻边作平行四边形OADB ,BM →=13BC →,CN →=13CD →,用a ,b 表示OM →,ON →,MN →.解 ∵BA →=OA →-OB →=a -b ,BM →=16BA →=16a -16b ,∴OM →=OB →+BM →=b +⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫16a -16b =16a +56b .∵OD →=a +b ,∴ON →=OC →+13CD →=12OD →+16OD →=23OD →=23a +23b ,∴MN →=ON →-OM →=23a +23b -16a -56b =12a -16b .综上,OM →=16a +56b ,ON →=23a +23b ,MN →=12a -16b .应用平面向量基本定理表示向量的方法应用平面向量基本定理表示向量的实质是利用平行四边形法则或三角形法则进行向量的加法、减法或数乘运算,基本方法有两种:(1)运用向量的线性运算法则对待求向量不断进行化简,直至用基底表示为止. (2)将向量用含参数的基底表示,然后列方程或方程组,利用基底表示向量的唯一性求解.1.(2020·北京市朝阳区一模)如图,在△ABC 中,点D ,E 满足BC→=2BD→,CA →=3CE →.若DE →=x AB →+y AC →(x ,y ∈R ),则x +y =( )A .-12B .-13C.12 D .13答案 B解析 △ABC 中,点D ,E 满足BC →=2BD →,CA →=3CE →.DE →=DC →+CE →=12BC →+13CA→=12(AC →-AB →)-13AC →=-12AB →+16AC →,又DE →=x AB →+y AC →(x ,y ∈R ),∴⎩⎪⎨⎪⎧x =-12,y =16,∴x +y =-12+16=-13.故选B.2.(2020·青岛市高三上学期期末)在△ABC 中,AB →+AC →=2AD →,AE →+2DE →=0,若EB→=x AB →+y AC →,则( ) A .y =2x B .y =-2x C .x =2y D .x =-2y答案 D解析 如图所示,∵AB→+AC →=2AD →,∴点D 为边BC 的中点.∵AE →+2DE →=0,∴AE →=-2DE →,∴DE →=-13AD →=-16(AB →+AC →).又DB →=12CB →=12(AB →-AC →),∴EB →=DB →-DE →=12(AB →-AC →)+16(AB →+AC →)=23AB →-13AC →.又EB →=x AB →+y AC →,∴x =23,y =-13,即x =-2y .故选D.考向二 平面向量的坐标运算例2 (1)若向量AB →=DC →=(2,0),AD →=(1,1),则AC →+BC →等于( ) A .(3,1) B .(4,2) C .(5,3)D .(4,3)答案 B解析 AC→=AD →+DC →=(3,1),又BD →=AD →-AB →=(-1,1),则BC →=BD →+DC →=(1,1),所以AC→+BC →=(4,2).(2)(2020·辽宁省辽南协作校二模)已知a =(5,-2),b =(-4,-3),若a -2b +3c =0,则c =( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫133,83 B .⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-133,-83C.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫133,43 D .⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-133,-43答案 D解析 ∵a -2b +3c =0,∴c =-13(a -2b )=-13(5+4×2,-2+2×3)=⎝⎛⎭⎪⎪⎫-133,-43.故选D. (3)(2020·天津和平区模拟) 如图,在直角梯形ABCD 中,AB ∥DC ,AD ⊥DC ,AD =DC =2AB ,E 为AD 的中点,若CA→=λCE →+μDB →(λ,μ∈R ),则λ+μ的值为( )A.65B .85C .2D .83答案 B解析 建立如图所示的平面直角坐标系,则D (0,0).不妨设AB =1,则CD =AD=2,∴C (2,0),A (0,2),B (1,2),E (0,1),∴CA→=(-2,2),CE →=(-2,1),DB →=(1,2),∵CA →=λCE →+μDB →,∴(-2,2)=λ(-2,1)+μ(1,2),∴⎩⎪⎨⎪⎧-2λ+μ=-2,λ+2μ=2,解得λ=65,μ=25,则λ+μ=85.故选B.平面向量坐标运算的技巧(1)向量的坐标运算主要是利用向量加、减、数乘运算的法则来进行求解的,若已知有向线段两端点的坐标,则应先求向量的坐标.(2)解题过程中,常利用向量相等则其坐标相同这一原则,通过列方程(组)来进行求解,并注意方程思想的应用.3.若向量a =(2,1),b =(-1,2),c =⎝⎛⎭⎪⎪⎫0,52,则c 可用向量a ,b 表示为( )A .c =12a +bB .c =-12a -bC .c =32a +12bD .c =32a -12b答案 A解析设c =x a +y b ,易知⎩⎪⎨⎪⎧ 0=2x -y ,52=x +2y ,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =12,y =1.∴c =12a +b .故选A.4.已知OB 是平行四边形OABC 的一条对角线,O 为坐标原点,OA →=(2,4),OB →=(1,3),若点E 满足OC→=3EC →,则点E 的坐标为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-23,-23B .⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-13,-13C.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫13,13 D .⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫23,23答案 A解析 解法一:易知OC→=OB →-OA →=(-1,-1),则C (-1,-1),设E (x ,y ),则3EC→=3(-1-x ,-1-y )=(-3-3x ,-3-3y ), 由OC →=3EC →,知⎩⎪⎨⎪⎧-3-3x =-1,-3-3y =-1,所以⎩⎪⎨⎪⎧x =-23,y =-23,所以点E 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-23,-23.解法二:易知OC→=OB →-OA →=(-1,-1),由OC →=3EC →得OC →=3(OC →-OE →),所以OE→=23OC→=⎝⎛⎭⎪⎪⎫-23,-23,所以点E的坐标为⎝⎛⎭⎪⎪⎫-23,-23.考向三平面向量共线的坐标表示例3(1)(2020·山东省菏泽市一模)已知向量a,b满足a=(1,2),a+b=(1+m,1),若a∥b,则m=()A.2 B.-2C.12D.-12答案 D解析b=(a+b)-a=(1+m,1)-(1,2)=(m,-1).因为a∥b,所以2m+1=0,解得m=-12.故选D.(2)(2021·海口市海南中学高三月考)已知向量a=(1,1),点A(3,0),点B为直线y=2x上的一个动点,若AB→∥a,则点B的坐标为________.答案(-3,-6)解析由题意,设B(x,2x),则AB→=(x-3,2x),∵AB→∥a,∴x-3-2x=0,解得x =-3,∴B(-3,-6).利用两向量共线解题的技巧(1)一般地,在求与一个已知向量a共线的向量时,可设所求向量为λa(λ∈R),然后结合其他条件列出关于λ的方程,求出λ的值后代入λa即可得到所求的向量.(2)如果已知两向量共线,求某些参数的取值时,那么利用“若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b的充要条件是x1y2=x2y1”解题比较方便.5.已知点A(4,0),B(4,4),C(2,6),则AC与OB的交点P的坐标为________.答案(3,3)解析 解法一:由O ,P ,B 三点共线,可设OP →=λOB →=(4λ,4λ),则AP →=OP →-OA→=(4λ-4,4λ). 又AC→=OC →-OA →=(-2,6), 由AP→与AC →共线,得(4λ-4)×6-4λ×(-2)=0, 解得λ=34,所以OP →=34OB →=(3,3),所以点P 的坐标为(3,3).解法二:设点P (x ,y ),则OP →=(x ,y ),因为OB →=(4,4),且OP →与OB →共线,所以x 4=y4,即x =y .又AP →=(x -4,y ),AC →=(-2,6),且AP →与AC →共线,所以(x -4)×6-y ×(-2)=0,解得x =y =3,所以点P 的坐标为(3,3).6.(2020·长郡中学高三适应性考试)已知向量AC →=(1,sin α-1),BA →=(3,1),BD →=(2,cos α),若B ,C ,D 三点共线,则tan(2021π-α)=________.答案 -2解析 ∵B ,C ,D 三点共线, ∴BD→=x BC →=x (BA →+AC →), 即(2,cos α)=x (4,sin α),则⎩⎪⎨⎪⎧2=4x ,cosα=xsinα,得x =12,即cos α=12sin α,得tan α=2,则tan(2021π-α)=tan(-α)=-tan α=-2.一、单项选择题1.向量a ,b 满足a +b =(-1,5),a -b =(5,-3),则b =( ) A .(-3,4) B .(3,4) C .(3,-4) D .(-3,-4)答案 A解析 由a +b =(-1,5),a -b =(5,-3),得2b =(-1,5)-(5,-3)=(-6,8),所以b =12(-6,8)=(-3,4).2.(2021·山东聊城月考)已知平行四边形ABCD 中,AD →=(3,7),AB →=(-2,3),对角线AC 与BD 交于点O ,则CO→的坐标为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12,5 B .⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12,5C.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12,-5 D .⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12,-5答案 D解析 因为AC →=AB →+AD →=(-2,3)+(3,7)=(1,10),所以OC →=12AC →=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12,5,所以CO →=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12,-5.3. 如图,在梯形ABCD 中,DC →=14AB →,BE →=2EC→,且AE →=r AB →+s AD →,则2r +3s =( )A.1 B.2 C.3 D.4 答案 C解析根据题图,由题意可得AE→=AB→+BE→=AB→+23BC→=AB→+23(BA→+AD→+DC→)=13AB→+23(AD→+DC→)=13AB→+23⎝⎛⎭⎪⎪⎫AD→+14AB→=12AB→+23AD→.因为AE→=r AB→+s AD→,所以r=12,s=23,则2r+3s=1+2=3.4.已知向量a=(-1,2),b=(3,m),m∈R,则“m=-6”是“a∥(a+b)”的()A.充要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件答案 A解析由题意得a+b=(2,2+m),由a∥(a+b),得-1×(2+m)=2×2,所以m=-6,则“m=-6”是“a∥(a+b)”的充要条件.5.已知向量a=(2,1),b=(3,4),c=(1,m),若实数λ满足a+b=λc,则λ+m等于()A.5 B.6C.7 D.8答案 B解析由平面向量的坐标运算法则可得a+b=(5,5),λc=(λ,λm),据此有⎩⎪⎨⎪⎧λ=5,λm=5,解得λ=5,m =1,所以λ+m =6.6.(2020·青岛模拟)已知向量a =(1+cos x,2),b =(sin x,1),x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫0,π2,若a ∥b ,则sin x =( )A.45B .35C .25D .255答案 A解析 根据题意,向量a =(1+cos x,2),b =(sin x,1),若a ∥b ,则2sin x =1+cos x ,变形可得cos x =2sin x -1,又sin 2x +cos 2x =1,则有sin 2x +(2sin x -1)2=1,变形可得,5sin 2x -4sin x =0,解得sin x =0或sin x =45,又x ∈⎝⎛⎭⎪⎪⎫0,π2,则sin x =45.故选A.7. (2020·黑龙江省大庆一中三模)“勾3股4弦5”是勾股定理的一个特例.根据记载,西周时期的数学家商高曾经和周公讨论过“勾3股4弦5”的问题,比毕达哥拉斯发现勾股定理早了500多年,如图,在矩形ABCD 中,△ABC 满足“勾3股4弦5”,且AB =3,E 为AD 上一点,BE ⊥AC .若BA→=λBE →+μAC →,则λ+μ的值为( )A .-925 B .725C .1625D .1答案 B解析 由题意建立如图所示平面直角坐标系,因为AB =3,BC =4,则B (0,0),A (0,3),C (4,0),BA→=(0,3),AC →=(4,-3),设BE →=(a,3),因为BE ⊥AC ,所以AC →·BE →=4a -9=0,解得a =94.由BA →=λBE →+μAC →,得(0,3)=λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫94,3+μ(4,-3),所以⎩⎪⎨⎪⎧94λ+4μ=0,3λ-3μ=3,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=1625,μ=-925,所以λ+μ=725,故选B.8. 如图,扇形的半径为1,圆心角∠BAC =150°,点P 在弧BC 上运动,AP →=λAB →+μAC→,则3λ-μ的最小值是( )A .0B .3C .2D .-1答案 D解析 以A 为原点,AB 所在直线为x 轴,建立如图所示平面直角坐标系,则A (0,0),B (1,0),C (cos150°,sin150°)=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-32,12,设P (cos θ,sin θ)(0°≤θ≤150°),因为AP →=λAB →+μAC →,所以(cos θ,sin θ)=λ(1,0)+μ⎝⎛⎭⎪⎪⎫-32,12,于是⎩⎪⎨⎪⎧λ-32μ=cosθ,12μ=sinθ,解得λ=cos θ+3sin θ,μ=2sin θ,那么3λ-μ=sin θ+3cos θ=2sin(θ+60°),因为0°≤θ≤150°,所以60°≤θ+60°≤210°,故sin(θ+60°)≥-12,因此3λ-μ的最小值为-1.故选D.二、多项选择题9.设O 是平行四边形ABCD 的两条对角线AC ,BD 的交点,则可作为这个平行四边形所在平面的一组基底的向量组是( )A.AD →与AB →B .DA →与BC → C.CA →与DC →D .OD→与OB → 答案 AC解析 平面内任意两个不共线的向量都可以作为基底,如图,对于A ,AD →与AB →不共线,可作为基底;对于B ,DA→与BC →为共线向量,不可作为基底;对于C ,CA →与DC→是两个不共线的向量,可作为基底;对于D ,OD →与OB →在同一直线上,是共线向量,不可作为基底.10.已知向量OA→=(1,-3),OB →=(2,-1),OC →=(m +1,m -2),若点A ,B ,C 能构成三角形,则实数m 可以是( )A .-2B .12C .1D .-1答案 ABD解析 各选项代入验证,若A ,B ,C 三点不共线即可构成三角形.因为AB →=OB →-OA→=(2,-1)-(1,-3)=(1,2),AC →=OC →-OA →=(m +1,m -2)-(1,-3)=(m ,m +1).假设A ,B ,C 三点共线,则1×(m +1)-2m =0,即m =1.所以只要m ≠1,则A ,B ,C 三点可构成三角形,故选ABD.11.(2021·广东湛江高三模拟)若点D ,E ,F 分别为△ABC 的边BC ,CA ,AB 的中点,且BC→=a ,CA →=b ,则下列结论正确的是( ) A.AD →=-12a -bB .BE →=a +12bC.CF →=-12a +12bD .EF →=12a答案 ABC解析如图,在△ABC中,AD→=AC→+CD→=-CA→+12CB→=-b-12a,故A正确;BE→=BC→+CE→=a+12b,故B正确;AB→=AC→+CB→=-b-a,CF→=CA→+12AB→=b+12×(-b-a)=-12a+12b,故C正确;EF→=12CB→=-12a,故D不正确.故选ABC.12. (2020·山东潍坊高三模拟)如图所示,点A,B,C是圆O上的三点,线段OC 与线段AB交于圆内一点P,若AP→=λAB→,OC→=μOA→+3μOB→,则()A.P为线段OC的中点时,μ=1 2B.P为线段OC的中点时,μ=1 3C.无论μ取何值,恒有λ=3 4D.存在μ∈R,λ=1 2答案AC解析OP→=OA→+AP→=OA→+λAB→=OA→+λ(OB→-OA→)=(1-λ)OA→+λOB→,因为OP→与OC →共线,所以1-λμ=λ3μ,解得λ=34,故C 正确,D 错误;当P 为OC 的中点时,则OP →=12OC →,则1-λ=12μ,λ=12×3μ,解得μ=12,故A 正确,B 错误.故选AC.三、填空题13.(2020·哈尔滨六中二模)已知向量a =(log 2x,1),b =(log 23,-1),若a ∥b ,则x =________.答案13解析 因为a ∥b ,所以-log 2x =log 23,所以log 2x +log 23=0,所以log 2(3x )=0,所以3x =1,所以x =13.14.已知梯形ABCD ,其中AB ∥CD ,且DC =2AB ,三个顶点A (1,2),B (2,1),C (4,2),则点D 的坐标为________.答案 (2,4)解析 因为在梯形ABCD 中,DC =2AB ,AB ∥CD ,所以DC →=2AB →.设点D 的坐标为(x ,y ),则DC→=(4,2)-(x ,y )=(4-x,2-y ), AB→=(2,1)-(1,2)=(1,-1), 所以(4-x,2-y )=2(1,-1), 即(4-x,2-y )=(2,-2), 所以⎩⎪⎨⎪⎧4-x =2,2-y =-2,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =4,故点D 的坐标为(2,4).15. 向量a ,b ,c 在正方形网格中的位置如图所示.若c =λa +μb (λ,μ∈R ),则λμ=________.答案 4解析 以向量a 和b 的交点为坐标原点建立如图所示的平面直角坐标系,设每个小正方形的边长为1个单位,则A (1,-1),B (6,2),C (5,-1),所以a =AO→=(-1,1),b =OB→=(6,2),c =BC →=(-1,-3). 由c =λa +μb 可得⎩⎪⎨⎪⎧ -1=-λ+6μ,-3=λ+2μ,解得⎩⎪⎨⎪⎧ λ=-2,μ=-12,所以λμ=4.16.(2020·济南市高三上学期期末)平行四边形ABCD 中,M 为CD 的中点,点N 满足BN→=2NC →,若AB →=λAM →+μAN →,则λ+μ的值为________. 答案 12解析 因为M 为CD 的中点,点N 满足BN→=2NC →, 所以DM →=12DC →,BN →=23BC →. 又因为AB→=λAM →+μAN →, 所以AB→=λ(AD →+DM →)+μ(AB →+BN →) =λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AD →+12DC →+μ⎝⎛⎭⎪⎪⎫AB →+23BC → =λAD →+λ2DC →+μAB →+2μ3BC →.① 又因为在平行四边形ABCD 中,AB→=DC →,AD →=BC →, 所以①整理得,AB →=λAD →+λ2AB →+μAB →+2μ3AD →, 即⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1-λ2-μAB →=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫λ+2μ3AD →. 又因为AB→,AD →不共线,由平面向量基本定理得 ⎩⎪⎨⎪⎧ 1-λ2-μ=0,λ+2μ3=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ λ=-1,μ=32,所以λ+μ=12.。
高考数学(理科)一轮复习课件:第四章 第2讲 平面向量基本定理及坐标表示
解析:由题意,得B→D=A→D-A→B=B→C-A→B=(A→C-A→B)-A→B
=A→C-2A→B=(1,3)-2(2,4)=(-3,-5).
答案:B
(3)(2015 年江苏)已知向量 a=(2,1),b=(1,-2),若 ma+ nb=(9,-8)(m,n∈R),则 m-n 的值为__________.
B.c=a-2b
C.c=2b-a
D.c=2a-b
4.(2017 年山东)已知向量 a=(2,6),b=(-1,λ),若 a∥b,
则λ=___-__3____.
考点 1 平面向量基本定理的应用
例 1:(2017 年四川成都石室中学统测)在△ABC 中,D 是
BC 的中点,E 是 AB 的中点,CE 交 AD 于点 F,若E→F=λA→B+
第2讲 平面向量基本定理及坐标表示
平面向量的基本定理及坐标表示. (1)了解平面向量的基本定理及其意义. (2)掌握平面向量的正交分解及其坐标表示. (3)会用坐标表示平面向量的加法、减法与数乘运算. (4)理解用坐标表示的平面向量共线的条件.
1.平面向量基本定理
如果e1,e2是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这 一平面内的任意向量a,有且只有一对实数λ1,λ2,使a=λ1e1 +λ2e2,其中不共线的向量e1,e2叫做表示这一平面内所有向 量的一组基底.
易错、易混、易漏 ⊙利用方程的思想求解平面向量问题 例题:如图 4-2-1,在△ABO 中,O→C=14O→A,O→D=12O→B, AD 与 BC 相交于点 M,设O→A=a,O→B=b,试用 a 和 b 表示向 量O→M.
图 4-2-1
正解:设O→M=ma+nb, 则A→M=O→M-O→A=ma+nb-a=(m-1)a+nb, A→D=O→D-O→A=12O→B-O→A=-a+12b. ∵A,M,D 三点共线,∴A→M与A→D共线. ∴存在实数 t,使得A→M=tA→D, 即(m-1)a+nb=t-a+12b.
高考数学一轮复习专题5.2平面向量的基本定理及坐标表示知识点讲解理科版含解析
3.
4.A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)三点共线的充要条件为(x2-x1)(y3-y1)-(x3-x1)(y2-y1)=0,或(x2
-x1)(y3-y2)=(x3-x2)(y2-y1),或(x3-x1)(y3-y2)=(x3-x2)·(y3-y1).
【典型题分析】
高频考点一 平面向量基本定理及其应用
→ 1→ 1 → 1 → → → 所以AN= AM= xAB+ yAC=λAB+μAC.
22 2
1
1
所以λ+μ= (x+y)= .故选 A。
2
2
【方法技巧】平面向量基本定理的实质及解题思路
(1)先选择一组基底,并运用该基底将条件和结论表示为向量的形式,再通过向量的运算来解决.
(2)在基底未给出的情况下,合理地选取基底会给解题带来方便.另外,要熟练运用平面几何的一些性
BC 6,C 6,0 ,
∵
AB
3, ABC
60 ,∴
A 的坐标为
A
3,3 3 22
,
∵又∵
AD
1 6
BC
,则
D
5 2
,
3
3 2
,设
M
x,
0
,则
N
x
1, 0
(其中
0
x
5
),
DM
x
5 2
,
3
3 2
,
DN
x
3 2
,
3
3 2
,
DM DN
x
5 2
x
3 2
【解析】由已知得 a=(5,-5),b=(-6,-3),c=(1,8).
(1)3a+b-3c=3(5,-5)+(-6,-3)-3(1,8)
高考数学(理科)一轮复习课件:平面向量 第2节 平面向量基本定理及其坐标表示
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考点突破
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质疑探究1:已知两个不共线的向量e1,e2为平面内所 有向量的一组基底,可以表示出平面向量a,b,那么一定 能用a,b作为平面内所有向量的一组基底吗?为什么?
提示:不一定,用不共线向量 e1,e2 表示的向量 a,b 可能 共线,也可能不共线,当 a 与 b 共线时不能,如 a=e1+32e2,b =2e1+3e2.
(2)若a=(x,y),则λa=(λx,λy).
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质疑探究2:相等向量的坐标一定相同吗?相等向量起 点和终点坐标可以不同吗?
提示:相等向量的坐标一定相同.相等向量的起点和终点
坐标可以不同.例如 A(3,5),B(6,8), =(3,3);C(-5,3),
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用平面向量基本定理解决问题的一般思 路是:先选择一组基底,再用该基底表示向量,其实质就 是利用平行四边形法则或三角形法则进行向量的加减运算 和数乘运算.
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1.已知向量a=(1,-2),b=(m,4),且a∥b,那么2a
-b等于( )
A.(4,0)
B.(0,4)
C.(4,-8)
D.(-4,8)
解析:由a∥b,得-2m-4=0,
∴m=-2,∴b=(-2,4),
∴2a-b=2(1,-2)-(-2,4)=(4,-8).故选C.
解析:设 c=ma+nb, 则(4,2)=m(1,1)+n(-1,1)
高三数学一轮复习平面向量复习教案和学案
1、向量的概念及运算 一、考纲要求:(1)平面向量的实际背景及基本概念通过力和力的分析等实例,了解向量的实际背景,理解平面向量和向量相等的含义,理解向量的几何表示;(2)向量的线性运算①通过实例,掌握向量加、减法的运算,并理解其几何意义; ②通过实例,掌握向量数乘的运算,并理解其几何意义,以及两个向量共线的含义;③了解向量的线性运算性质及其几何意义.(3)平面向量的基本定理及坐标表示了解平面向量的基本定理及其意义;二、知识梳理:1.向量的概念①向量既有大小又有方向的量。
向量一般用c b a ,,……来表示,或用有向线段的起点与终点的大写字母表示,如:AB .几何表示法AB ,a ;坐标表示法),(y x j y i x a =+= 。
向量的大小即向量的模(长度),记作|AB |.即向量的大小,记作|a|。
向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小.②零向量长度为0的向量,记为0 ,其方向是任意的,0 与任意向量平行.零向量a =0 ⇔|a|=0。
由于0的方向是任意的,且规定0平行于任何向量,故在有关向量平行(共线)的问题中务必看清楚是否有“非零向量”这个条件。
(注意与0的区别)③单位向量 模为1个单位长度的向量,向量0a 为单位向量⇔|0a |=1。
④平行向量(共线向量)方向相同或相反的非零向量。
任意一组平行向量都可以移到同一直线上,方向相同或相反的向量,称为平行向量,记作a ∥b 。
由于向量可以进行任意的平移(即自由向量),平行向量总可以平移到同一直线上,故平行向量也称为共线向量。
数学中研究的向量是自由向量,只有大小、方向两个要素,起点可以任意选取,现在必须区分清楚共线向量中的“共线”与几何中的“共线”、的含义,要理解好平行向量中的“平行”与几何中的“平行”是不一样的.⑤相等向量长度相等且方向相同的向量.相等向量经过平移后总可以重合,记为b a =。
大小相等,方向相同),(),(2211y x y x =⎩⎨⎧==⇔2121y y x x 。
高中 平面向量的基本定理及向量坐标运算 知识点+例题
辅导讲义――平面向量的基本定理及向量坐标运算教学内容1.平面向量的基本定理:如果e 1、e 2是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,有且只有一对实数λ1、λ2,使a =λ1e 1+λ2e 2.其中,不共线的向量e 1、e 2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底.2.正交分解:一个平面向量用一组一组基底e 1、e 2表示成a =λ1e 1+λ2e 2的形式,我们称它为向量a 的分解. 当e 1、e 2所在的直线互相垂直时,这种分解也称为向量a 的正交分解.[例1] 若向量a ,b 不共线,则下列各组向量中,可以作为一组基底的是( C )A .b a 2-与b a 2+-B .b a 53-与b a 106-C .b a 2-与b a 75+D .b a 32-与b a 4321- [巩固] 已知向量a ,b 非零不共线,则下列各组向量中,可作为平面向量的一组基底的是( A )A .b a +,b a -B .b a -,a b -C .b a 21+,b a +2 D .b a 22-,b a - [例2] 在△ABC 中,D 是BC 边的中点,E 是AD 的中点,若AC n AB m BE +=,则n m +的值是__________.21-[巩固1] 在△ABC 中,已知D 是AB 边上一点,若DB AD 2=,CB CA CD μλ+=,则μλ的值为_________.21[巩固2] 设D 、E 分别是△ABC 的边AB 、BC 上的点,AB AD 41=,BC BE 32=,若),(2121R AC AB DE ∈+=λλλλ,则21λλ+的值为_________.43[巩固3] 如图,在△OAB 中,P 为线段AB 上的一点,OB y OA x OP +=,且PA BP 3=,则x=_______;y=______.43,41知识模块1平面向量的基本定理 精典例题透析[巩固4] 非零向量a ,b ,m a =,n b =,若向量b a c 21λλ+=,则c 的最大值为___________.n m 21λλ+[例3] 如图,已知Rt △BCD 的一条直角边BC 与等腰Rt △ABC 的斜边BC 重合,若AB=2,∠CBD=︒30,AC n AB m AD +=,n m -=_______.-1[巩固] 已知A (-3,0),B (0,2),O 为坐标原点,点C 在∠AOB 内,|OC |=22,且∠AOC =π4,设OC →= λOA →+OB →(λ∈R ),则λ的值为_________.答案 23解析 过C 作CE ⊥x 轴于点E .由∠AOC =π4,知|OE |=|CE |=2,所以OC →=OE →+OB →=λOA →+OB →, 即OE →=λOA →,所以(-2,0)=λ(-3,0),故λ=231.向量的坐标表示:在直角坐标系内,分别取与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量i 、j 作为基底,任作一个向量a ,由平面向量基本定理知,有且只有一对实数x 、y 使得:a =x i +y j .(x ,y )叫做向量a 的(直角)坐标,记作a =(x ,y ) 2.平面向量的坐标运算(1)向量加法、减法、数乘及向量的模 设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a +b =(x 1+x 2,y 1+y 2), a -b =(x 1-x 2,y 1-y 2), λa =(λx 1,λy 1), |a |=2121y x +.知识模块2平面向量的坐标表示[巩固] 已知向量)1,3(=a ,)1,0(-=b ,)3,(k c =,若b a 2-与c 共线,则k 的值为________.1题型一:平面向量基本定理的应用[例](1)在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,AB =2CD ,M ,N 分别为CD ,BC 的中点,若AB →=λAM →+μAN →,则λ+μ等于_______. (2)如图,在△ABC 中,AN →=13NC →,P 是BN 上的一点,若AP →=mAB →+211AC →,则实数m 的值为________.答案 (1) 45 (2)311解析 (1)因为AB →=AN →+NB →=AN →+CN →=AN →+(CA →+AN →)=2AN →+CM →+MA →=2AN →-14AB →-AM →,所以AB →=85AN →-45AM →,所以λ+μ=45.(2)设BP →=kBN →,k ∈R . 因为AP →=AB →+BP →=AB →+kBN →=AB →+k (AN →-AB →)=AB →+k (14AC →-AB →)=(1-k )AB →+k 4AC →,且AP →=mAB →+211AC →,所以1-k =m ,k 4=211,解得k =811,m =311.[巩固]已知△ABC 中,点D 在BC 边上,且CD →=2DB →,CD →=rAB →+sAC →,则r +s 的值是________.答案 0解析 ∵DB →=AB →-AD →,∴CD →=AB →-DB →-AC →=AB →-12CD →-AC →,∴32CD →=AB →-AC →,∴CD →=23AB →-23AC →. 又CD →=rAB →+sAC →,∴r =23,s =-23,∴r +s =0,题型二:平面向量的坐标运算[例]已知A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4).设AB →=a ,BC →=b ,CA →=c ,且CM →=3c ,CN →=-2b ,知识模块3经典题型且(a +λb )∥c ,∴1+λ3=24,∴λ=124.已知△ABC 和点M 满足MA →+MB →+MC →=0.若存在实数m ,使得AB →+AC →=mAM →成立,则m 等于________.解析 ∵MA →+MB →+MC →=0, ∴M 为△ABC 的重心.连接AM 并延长交BC 于D ,则D 为BC 的中点. ∴AM →=23AD →.又AD →=12(AB →+AC →),∴AM →=13(AB →+AC →),即AB →+AC →=3AM →,∴m =3,5.如图,在△OAB 中,P 为线段AB 上的一点,OP →=xOA →+yOB →,且BP →=2P A →,则x =_______,y =________.解析 由题意知OP →=OB →+BP →,又BP →=2P A →,所以OP →=OB →+23BA →=OB →+23(OA →-OB →)=23OA →+13OB →,所以x =23,y =13.6.若三点A (2,2),B (a,0),C (0,b ) (ab ≠0)共线,则1a +1b的值为________.答案 12解析 AB →=(a -2,-2),AC →=(-2,b -2),依题意,有(a -2)(b -2)-4=0,即ab -2a -2b =0,所以1a +1b =12.7.已知向量OA →=(1,-3),OB →=(2,-1),OC →=(k +1,k -2),若A ,B ,C 三点能构成三角形,则实数k 应满足的条件是________.答案 k ≠1解析 若点A ,B ,C 能构成三角形, 则向量AB →,AC →不共线.∵AB →=OB →-OA →=(2,-1)-(1,-3)=(1,2), AC →=OC →-OA →=(k +1,k -2)-(1,-3)=(k ,k +1), ∴1×(k +1)-2k ≠0,解得k ≠1.8.已知A (-3,0),B (0,3),O 为坐标原点,C 在第二象限,且∠AOC =30°,OC →=λOA →+OB →,则实数λ的值为________.答案 1解析 由题意知OA →=(-3,0),OB →=(0,3), 则OC →=(-3λ,3),即λa +b =t a +μt b ,又a ,b 是不共线的向量,∴⎩⎪⎨⎪⎧λ=t 1=μt ,∴λμ=1. 12.在△ABC 中,AB →=c ,AC →=b ,若点D 满足BD →=2DC →,若将b 与c 作为基底,则AD →等于____________. 解析 ∵BD →=2DC →,∴AD →-AB →=2(AC →-AD →), ∴AD →-c =2(b -AD →),∴AD →=13c +23b .13.设D ,E 分别是△ABC 的边AB ,BC 上的点,AD =12AB ,BE =23BC .若DE →=λ1AB →+λ2AC →(λ1,λ2为实数),则λ1+λ2的值为________. 答案 12解析 利用平面向量的加、减法的运算法则将DE →用AB →,AC →表示出来,对照已知条件,求出λ1,λ2的值即可. 由题意得DE →=BE →-BD →=23BC →-12BA →=23(AC →-AB →)+12AB →=-16AB →+23AC →, 于是λ1=-16,λ2=23,故λ1+λ2=12.14.设OA →=(-2,4),OB →=(-a,2),OC →=(b,0),a >0,b >0,O 为坐标原点,若A ,B ,C 三点共线,则1a +1b 的最小值为_________. 答案3+222解析 由已知得AB →=(-a +2,-2),AC →=(b +2,-4), 又AB →∥AC →,所以(-a +2,-2)=λ(b +2,-4),即⎩⎪⎨⎪⎧-a +2=λ(b +2),-2=-4λ,整理得2a +b =2, 所以1a +1b =12(2a +b )(1a +1b )=12(3+2a b +b a )≥12(3+22a b ·b a )=3+ 222.(当且仅当b =2a 时,等号成立) 15.给定两个长度为1的平面向量OA →和OB →,它们的夹角为2π3.如图所示,点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上运动.若OC →=xOA →+yOB →,其中x ,y ∈R ,求x +y 的最大值.解 以O 为坐标原点,OA →所在的直线为x 轴建立平面直角坐标系, 如图所示,则A (1,0), B (-12,32),设∠AOC =α(α∈[0,2π3]),则C (cos α,sin α),由OC →=xOA →+yOB →,11。
高三数学一轮复习 5.2 平面向量基本定理及向量的坐标表示
由平面向量基本定理,得
������-������ = 1, 2������ + ������ =
所以 1,
������
=
2 3
,
������
=
-
1 3
.
考点1
考点2
考点3
-17-
解题心得1.应用平面向量基本定理表示向量的实质是利用平行 四边形法则或三角形法则进行向量的加、减或数乘运算.
2.用平面向量基本定理解决问题的一般思路是:先选择一组基底, 再通过向量的加、减、数乘以及向量平行的充要条件,把相关向量 用这一组基底表示出来.
-所1 以(1+t)×(-2)=(1-t)×0=0,解得t=-1.
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解析 答案
知识梳理 双基自测 自测点评
12345
5.设向量a=(m,1),b=(1,2),且|a+b|2=|a|2+|b|2,则m=
-12-
.
∵|a+b|2=|a|2+|b|2, ∴(m+1)2+32=m2+1+5,解得m=-2.
(3)在△ABC中,向量 ������������, ������������ 的夹角为∠ABC. ( × )
(4)已知向量a,b是一组基底,若实数λ1,μ1,λ2,μ2满足
λ1a+μ1b=λ2a+μ2b,则λ1=λ2,μ1=μ2. ( √ ) (5)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b的充要条件可表示成
其中,不共线的向量e1,e2叫做表示这一平面内所有向量的一
组 基底
,记为{e1,e2}.a1e1+a2e2叫做向量a关于基底{e1,e2}的
高考理科数学(人教A版)一轮复习课件52平面向量基本定理及向量的坐标表示
x1y2-x2y1=0 .
5.向量的夹角
已知两个 非零 向量a和b,作 =a,=b ,则∠AOB=θ
(0°≤θ≤180°)叫做向量a与b的夹角.如果向量a与b的夹角是90°,我
a⊥b
们说a与b垂直,记作
.
-3-
知识梳理
考点自诊
1.若 a 与 b 不共线,λa+μb=0,则 λ=μ=0.
2.用平面向量基本定理解决问题的一般思路是:先选择一组基底,
再通过向量的加、减、数乘以及向量平行的充要条件,把相关向量
用这一组基底表示出来.
-11-
考点1
考点2
考点3
对点训练 1(1)(2019 河北衡水中学调研)一直线 l 与平行四边形
ABCD 中的两边 AB,AD 分别交于点 E,F,且交其对角线 AC 于点 M,
1.判断下列结论是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”.
(1)平面内的任何两个向量都可以作为一组基底. ( × )
(2)平面向量不论经过怎样的平移变换之后其坐标不变. ( √ )
(3)在△ABC中,向量 , 的夹角为∠ABC. ( × )
(4)已知向量a,b是一组基底,若实数λ1,μ1,λ2,μ2满足
2
A,B,D 三点共线,则 λ 的值为
.
(3)(2019 安徽安庆一中质检)如图所示,已知平行四边形 ABCD 的
边 BC,CD 的中点分别是 K,L,且=e1,=e2,则 , 用 e1,e2 表示
分别为
2
4
3
3
- e1+ e2
,
4
2
3
3
- e1+ e2
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2012年高三理科数学第一轮复习向量(2)平面向量基本定理及坐标表示考纲要求1、考查平面向量基本定理的应用.2、考查坐标表示下向量共线条件. 命题规律平面向量的坐标运算始终是高考命题的重点,主要是通过坐标运算进行垂直关系、平行关系的判定,夹角的求解。
这些内容在高考中既可单独命题,也可与三角函数、数列、立体几何、解析几何等知识结合出一些综合性解答题。
在解答题中有时会将一个条件以向量的形式出现。
考点解读考点1 平面向量基本定理的应用应用平面向量基本定理表示向量的实质是利用平行四边形法则或三角形法则进行向量的加、减或数乘运算,共线向量定理的应用起着至关重要的作用.当基底确定后,任一向量的表示都是唯一的.考点2 平面向量的坐标运算利用向量的坐标运算解题,主要就是根据相等的向量坐标相同这一原则,通过列方程(组)进行求解;在将向量用坐标表示时,要看准向量的起点和终点坐标,也就是要注意向量的方向,不要写错坐标. 考点突破考点1 平面向量基本定理的应用典例1 如图所示,在△ABC 中,H 为BC 上异于B ,C 的任一点,M 为AH 的中点,若AM →=λAB →+μAC →,则λ+μ=________.解题思路 由B ,H ,C 三点共线可用向量AB →,AC →来表示AH →.解题过程 由B ,H ,C 三点共线,可令AH →=xAB →+(1-x )AC →,又M 是AH 的中点,所以AM →=12AH →=12xAB →+12(1-x )AC →,又AM →=λAB →+μAC →.所以λ+μ=12x +12(1-x )=12. 易错点拨 运算中应特别注意三角形法则和平行四边形法则应用的准确性,防止运算出错变式1 如图,两块斜边长相等的直角三角板拼在一起.若AD →=xAB →+yAC →,则x =________,y =________.点拨 以AB 所在直线为x 轴,以A 为原点建立平面直角坐标系如图,令AB =2,则AB →=(2,0),AC →=(0,2),过D 作DF ⊥AB 交AB 的延长线于F ,由已知得DF =BF =3,则AD →=(2+3, 3).∵AD →=xAB →+yAC →,∴(2+3,3)=(2x,2y ).即有⎩⎨⎧2+3=2x ,3=2y ,解得⎩⎨⎧x =1+32,y =32.另解:AD →=AF →+FD →=⎝⎛⎭⎫1+32AB →+32AC →,所以x =1+32,y =32. 答案 1+32 32考点2 平面向量的坐标运算典例1 已知A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4),且CM →=3CA →,CN →=2CB →.求M ,N 的坐标和MN →.解题思路 求CA →,CB →的坐标,根据已知条件列方程组求M ,N . 解题过程 ∵A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4), ∴CA →=(1,8),CB →=(6,3).∴CM →=3CA →=3(1,8)=(3,24),CN →=2CB →=2(6,3)=(12,6). 设M (x ,y ),则CM →=(x +3,y +4).∴⎩⎪⎨⎪⎧ x +3=3,y +4=24,得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =20.∴M (0,20). 同理可得N (9,2),∴MN →=(9-0,2-20)=(9,-18).易错点拨 在将向量用坐标表示时,要看准向量的起点和终点坐标,也就是要注意向量的方向,不要写错坐标变式1 在平行四边形ABCD 中,AC 为一条对角线,若AB →=(2,4),AC →=(1,3),则BD →=( ). A .(-2,-4) B .(-3,-5) C .(3,5)D .(2,4)点拨 由题意得BD →=AD →-AB →=BC →-AB →=(AC →-AB →)-AB →=AC →-2AB →=(1,3)-2(2,4)=(-3,-5).答案 B典例2已知a =(1,2),b =(-3,2),是否存在实数k ,使得k a +b 与a -3b 共线,且方向相反? 解题思路 根据共线条件求k ,然后判断方向解题过程 若存在实数k ,则k a +b =k (1,2)+(-3,2)=(k -3,2k +2),a -3b =(1,2)-3(-3,2)=(10,-4). 若这两个向量共线,则必有 (k -3)×(-4)-(2k +2)×10=0. 解得k =-13.这时k a +b =⎝⎛⎭⎫-103,43, 所以k a +b =-13(a -3b ).即两个向量恰好方向相反, 故题设的实数k 存在.易错点拨 向量共线问题中,一般是根据其中的一些关系求解参数值,如果向量是用坐标表示的,就可以使用两个向量共线的充要条件的坐标表示列出方程,根据方程求解其中的参数值变式1 已知向量a =(1,2),b =(2,-3),若向量c 满足(c +a )∥b ,c ⊥(a +b ),则c =( ).A.⎝⎛⎭⎫79,73B.⎝⎛⎭⎫-73,-79C.⎝⎛⎭⎫73,79D.⎝⎛⎭⎫-79,-73 点拨 设c =(m ,n ),则a +c =(1+m,2+n ),a +b =(3,-1).∵(c +a )∥b ,∴-3×(1+m )=2×(2+n ),又c ⊥(a +b ), ∴3m -n =0,解得m =-79,n =-73.答案 D综合突破突破1 向量与平面几何知识相结合典例1 在边长为1的正三角形ABC 中,设BC →误.=2BD →,CA →=3CE →,则AD →·BE →=________.解题思路 首先选择一组基向量,把所有需要的向量都用基向量表示,然后再进行求解. 解题过程 由题意画出图形如图所示,取一组基底{AB →,AC →},结合图形可得AD →=12(AB →+AC →),BE →=AE →-AB →=23AC →-AB →,∴AD →·BE →=12(AB →+AC →)·⎝⎛⎭⎫23AC →-AB →=13AC →2- 12AB →2-16AB →·AC →=13-12-16cos 60°=-14. 易错点拨 搞错向量的夹角或计算错变式1 已知直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,∠ADC =90°,AD =2,BC =1,P 是腰DC 上的动点,则|P A →+3PB →|的最小值为________点拨 以D 为原点,分别以DA 、DC 所在直线为x 、y 轴建立如图所示的平面直角坐标系,设DC =a ,DP =x .∴D (0,0),A (2,0),C (0,a ),B (1,a ), P (0,x ),P A →=(2,-x ),PB →=(1,a -x ),∴P A →+3PB →=(5,3a -4x ),|P A →+3PB →|2=25+(3a -4x )2≥25,∴|P A →+3PB →|的最小值为5. 答案 5快乐训练1、已知a 1+a 2+…+a n =0,且a n =(3,4),则a 1+a 2+…+a n -1的坐标为( ).A .(4,3)B .(-4,-3)C .(-3,-4)D .(-3,4)2、若向量a =(1,1),b =(-1,1),c =(4,2),则c =( ).A .3a +bB .3a -bC .-a +3bD .a +3b3.设向量a =(m,1),b =(1,m ),如果a 与b 共线且方向相反,则m 的值为( ).A .-1B .1C .-2D .24.设向量a =(1,-3),b =(-2,4),若表示向量4a 、3b -2a 、c 的有向线段首尾相接能构成三角形,则向量c =( ).A .(4,6)B .(-4,-6)C .(4,-6)D .(-4,6)5、已知向量(1,0)a = , (0,1)b =,若ma b + 与2a b - 平行,则m 等于( )A.2- B.2 C.12- D.126、设,x y ∈R,向量()()()4,2,,1,1,-===c y b x a ,且c b c a //,⊥,则||a b +=( ) A .5B .10C .25D .107、已知()()3,2,1,0a b =-=-,向量a b λ+与2a b -垂直,则实数λ的值为()A.17-B.17C.16-D.168.已知向量a =(2,-1),b =(-1,m ),c =(-1,2),若(a +b )∥c ,则m =________.提高训练1、设向量(1,0)a =,11(,)22b = ,则下列结论中正确的是( )A ||||a b =B22a b ⋅= C //a b D a b - 与b 垂直2、已知平面向量a =,1x () ,b =2,x x (-), 则向量a b + ( ) A 平行于x 轴 B.平行于第一、三象限的角平分线 C.平行于y 轴D.平行于第二、四象限的角平分线3、定义平面向量之间的一种运算“ ”如下,对任意的(,)a m n = ,,)b p q =(,令-a b mq np =,下面说法错误的是( )A.若a 与b 共线,则0a b =B.a b b a =C.对任意的R λ∈,有)(a b λλ= ()a bD. 2222()()||||a b a b a b +⋅=4、已知{|(1,0)(0,1),},{|(1,1)(1,1),}P a a m m R Q b b n n R ==+∈==+-∈是两个向量集合,则P Q =I ( )A .{〔1,1〕} B. {〔-1,1〕} C. {〔1,0〕} D. {〔0,1〕}5、已知向量(1,2)=a ,(2,3)=-b .若向量c 满足()//+c a b ,()⊥+c a b ,则c = ( )A .77(,)93 B .77(,)39-- C .77(,)39 D .77(,)93--6、已知向量a =(2,-1),b =(-1,m ),c =(-1,2)若()//a b c +,则m =.解析:(1,1),()//12(1)(1)0a b m a b c m +=-+⨯--⨯-=由得,所以m=-17、已知a 、b 为非零向量,且11(,)a x y =,22(,)b x y = ,则下列命题中与a b ⊥ 等价的命题有:______________________①0a b ⋅=;②12120x x y y +=;③||||a b a b +=- ;④222()a b a b +=-8、设向量a ,b 满足:||3a = ,||4b = ,0a b ⋅= .以,,a b a b -的模为边长构成三角形,则它的边与半径为1的圆的公共点个数最多为 _____________.超越训练1、设D 是正123PP P ∆及其内部的点构成的集合,点0P 是123PP P ∆的中心,若集合0{|,||||,1,2,3}i S P P D PP PP i =∈≤=,则集合S 表示的平面区域是 ( ) A . 三角形区域 B .四边形区域C . 五边形区域D .六边形区域2、设向量(cos14,cos76)a = ,(cos59,cos21)b =,u a tb =+ (t R ∈). (1)求a b ⋅;(2)求||u的最小值.3、已知(1,2)a =- ,(3,1)b =- ,(11,7)c =- ,且c xa yb =+,(1)求x ,y 的值;(2)设2(2,--3)d x x = ,且//a d ,求实数x 的值;(3)求与a 相反方向的单位向量0a的坐标.4、已知向量3(sin ,),(cos ,1).2a xb x ==-(1)当//a b 时,求22cos sin 2x x -的值;(2)求b b a x f ⋅+=)()(在,02π⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上的值域.。