2013届高三数学一轮复习教案(平面向量)

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高三数学一轮复习讲义 平面向量的基本定理及坐标表示教案 新人教A版

高三数学一轮复习讲义 平面向量的基本定理及坐标表示教案 新人教A版

平面向量的基本定理及坐标表示自主梳理1.平面向量基本定理定理:如果e 1,e 2是同一平面内的两个________向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,__________一对实数λ1,λ2,使a =______________.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________.1.不共线 有且只有 λ1e 1+λ2e 2 基底 2.夹角(1)已知两个非零向量a 和b ,作OA →=a ,OB →=b ,则∠AOB =θ叫做向量a 与b 的________.(2)向量夹角θ的范围是________,a 与b 同向时,夹角θ=____;a 与b 反向时,夹角θ=____.(3)如果向量a 与b 的夹角是________,我们说a 与b 垂直,记作________.2.(1)夹角 (2)[0,π] 0 π (3)π2a ⊥b3.平面向量的正交分解:把一个向量分解为两个____________的向量,叫做把向量正交分解.3.互相垂直4.平面向量的坐标表示:①在平面直角坐标系中,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,对于平面内的一个向量a ,有且只有一对实数x ,y 使a =x i +y j ,我们把有序数对______叫做向量a 的________,记作a =________,其中x 叫a 在________上的坐标,y 叫a 在________上的坐标.4.(x ,y ) 坐标 (x ,y ) x 轴 y 轴 ②设OA →=x i +y j ,则向量OA →的坐标(x ,y )就是________的坐标,即若OA →=(x ,y ),则A 点坐标为__________,反之亦成立.(O 是坐标原点)②终点A (x ,y )注意:要区分点的坐标与向量坐标的不同,尽管在形式上它们完全一样,但意义完全不同,向量坐标中既有方向也有大小的信息. 5.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已知向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2)和实数λ,那么a +b =________________________,a -b =________________________,λa =________________.|a |=____________.(x 1+x 2,y 1+y 2) (x 1-x 2,y 1-y 2) (λx 1,λy 1) 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.已知A (11x y ,),B (22x y ,),则AB →=OB →-OA →=(x 2,y 2)-(x 1,y 1)=(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__________的坐标减去__________的坐标. |AB →|=______________. (2)终点 始点x 2-x 12+y 2-y 126.若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2) (b ≠0),则a ∥b 的充要条件是________________________. x 1y 2-x 2y 1=0注意:.若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件不能表示成x 1x 2=y 1y 2,因为x 2,y 2有可能等于0,所以应表示为x 1y 2-x 2y 1=0.同时,a∥b 的充要条件也不能错记为x 1x 2-y 1y 2=0,x 1y 1-x 2y 2=0等.7.(1)P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),则P 1P 2的中点P 的坐标为_____________________.(2)P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),P 3(x 3,y 3),则△P 1P 2P 3的重心P 的坐标为_______________.7.(1)⎝⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,y 1+y 22 (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 2+x 33,y 1+y 2+y 331.基底的不唯一性只要两个向量不共线,就可以作为平面的一组基底,对基底的选取不唯一,平面内任意向量a 都可被这个平面的一组基底e 1,e 2线性表示,且在基底确定后,这样的表示是唯一的. 2.向量坐标与点的坐标的区别在平面直角坐标系中,以原点为起点的向量OA →=a ,点A 的位置被向量a 唯一确定,此时点A 的坐标与a 的坐标统一为(x ,y ),但应注意其表示形式的区别,如点A (x ,y ),向量a =OA →=(x ,y ). 当平面向量OA →平行移动到O 1A 1→时,向量不变即O 1A 1→=OA →=(x ,y ),但O 1A 1→的起点O 1和终点A 1的坐标都发生了变化.基础检测1.设平面向量a =(3,5),b =(-2,1),则a -2b =__________.(7,3)2.在▱ABCD 中,AC 为一条对角线,AB →=(2,4),AC →=(1,3),则向量BD →的坐标为____.(-3,-5)3.已知向量a =(1,2),b =(-3,2),若k a +b 与b 平行,则k =________.04.在平面坐标系内,已知点A (2,1),B (0,2),C (-2,1),O (0,0).给出下面的结论:①直线OC 与直线BA 平行;②AB →+BC →=CA →; ③OA →+OC →=OB →;④AC →=OB →-2OA →.其中正确结论的个数是A.1B.2C.3D.45.若向量a =(1,1),b =(-1,1),c =(4,2),则c 等于 ( B )A.3a +bB.3a -bC.-a +3bD.a +3b6.若向量a =(x,3)(x ∈R ),则“x =4”是“|a |=5”的 ( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分又不必要条件A [由x =4知|a |=42+32=5;由|a |=x 2+32=5,得x =4或x =-4.故“x =4”是“|a |=5”的充分而不必要条件.]7.设a =⎝ ⎛⎭⎪⎫32,sin α,b =⎝⎛⎭⎪⎫cos α,13,且a∥b ,则锐角α为( )A .30°B .45°C .60°D .75°B [∵a ∥b ,∴32×13-sin αcos α=0,∴sin 2α=1,2α=90°,α=45°.] 8.已知向量a =(6,-4),b (0,2),OC →=c =a +λb ,若C 点在函数y =sin π12x 的图象上,则实数λ等于( ) A.52 B.32 C .-52 D .-32A [c =a +λb =(6,-4+2λ),代入y =sin π12x 得,-4+2λ=sin π2=1,解得λ=52.]9.已知向量a =(2,-1),b =(-1,m ),c =(-1,2),若(a +b )∥c ,则m =________.解析 a +b =(1,m -1),由(a +b )∥c , 得1×2-(m -1)×(-1)=0,所以m =-1.10.给定两个长度为1的平面向量OA →和OB →,它们的夹角为120° .如图所示,点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上变动,若OC →=xOA→+yOB →,其中x ,y ∈R ,则x +y 的最大值是______. 解析 建立如图所示的坐标系,则A (1,0),B (cos 120°,sin 120°),即B (-12,32).设AOC ∠=α,则OA →= (cos α,sin α).∵OC →=xOA→+yOB →=(x,0)+⎝⎛⎭⎪⎪⎫-y 2,32y =(cos α,sin α). ∴⎩⎪⎨⎪⎧x -y2=cos α,32y =sin α.∴错误!∴x +y =3sin α+cos α=2sin(α+30°).∵0°≤α≤120°,∴30°≤α+30°≤150°. ∴x +y 有最大值2,当α=60°时取最大值. 探究点一 平面向量基本定理的应用例1如图,在平行四边形ABCD 中,M ,N 分别为DC ,BC 的中点,已知AM →=c ,AN →=d ,试用c ,d表示AB →,AD →.解 方法一 设AB →=a ,AD →=b ,则a =AN →+NB →=d +⎝ ⎛⎭⎪⎫-12b , ①b =AM →+MD →=c +⎝ ⎛⎭⎪⎫-12a . ②将②代入①得a =d +⎝ ⎛⎭⎪⎫-12⎣⎢⎡⎦⎥⎤c +⎝ ⎛⎭⎪⎫-12a∴a =43d -23c =23(2d -c ),代入②得b =c +⎝ ⎛⎭⎪⎫-12×23(2d -c )=23(2c -d ).∴AB →=23(2d -c ),AD →=23(2c -d ).方法二 设AB →=a ,AD→=b .因M ,N 分别为CD ,BC 的中点,所以BN →=12b ,DM →=12a ,因而⎩⎪⎨⎪⎧c =b +12ad =a +12b⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =232d -c b =232c -d,即AB →=23(2d -c ),AD →=23(2c -d ). 变式训练1 (1)如图,平面内有三个向量OA →、OB →、OC →,其中OA →与OB →的夹角为120°,OA →与OC →的夹角为30°,且|OA →|=|OB →|=1,|OC →|=23,若OC →=λOA →+μOB →(λ、μ∈R ),则λ+μ的值为________.解析 如右图,OC →=OD →+OE → =λOA →+μOB →在△OCD 中,∠COD =30°,∠OCD =∠COB =90°, 可求|OD →|=4,同理可求|OE →|=2, ∴λ=4,μ=2,λ+μ=6.(2)在△ABC 中,AD →=14AB →,DE ∥BC ,与边 AC 相交于点E ,△ABC 的中线AM 与DE 相交于点N ,如图,设AB→=a,AC→=b,试用a和b表示DN→.解∵AD→=14AB→,DE∥BC,M为BC中点,∴DN→=14BM→=18BC→=18(b-a).探究点二平面向量的坐标运算例 2 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) 设O为坐标原点,∵CM→=OM→-OC→=3c,∴OM→=3c+OC→=(3,24)+(-3,-4)=(0,20).∴M(0,20).又∵CN→=ON→-OC→=-2b,∴ON→=-2b+OC→=(12,6)+(-3,-4)=(9,2),∴N(9,2).∴MN→=(9,-18).变式训练2(1)已知点A(1,-2),若向量|AB→与a=(2,3)同向,|AB→|=213,则点B的坐标为________.解析∵向量AB→与a同向,∴设AB→=(2t,3t) (t>0).由|AB→|=213,∴4t2+9t2=4×13.∴t2=4.∵t>0,∴t=2.∴AB→=(4,6).设B为(x ,y ),∴⎩⎪⎨⎪⎧x -1=4,y +2=6.∴⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =4.(5,4)(2)已知平行四边形三个顶点的坐标分别为(-1,0),(3,0),(1,-5),求第四个顶点的坐标.解 如图所示,设A (-1,0),B (3,0),C (1,-5), D (x ,y ). (1)若四边形ABCD 1为平行四边形,则AD 1→=BC →, 而AD 1→=(x +1,y ),BC →=(-2,-5).由AD 1→=BC →,得⎩⎪⎨⎪⎧x +1=-2,y =-5.∴⎩⎪⎨⎪⎧x =-3,y =-5.∴D 1(-3,-5).(2)若四边形ACD 2B 为平行四边形,则AB →=CD →2. 而AB →=(4,0),CD →2=(x -1,y +5).∴⎩⎪⎨⎪⎧x -1=4,y +5=0.∴⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =-5.∴D 2(5,-5).(3)若四边形ACBD 3为平行四边形,则AD →3=CB →. 而AD →3=(x +1,y ),CB →=(2,5),∴⎩⎪⎨⎪⎧x +1=2,y =5.∴⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =5.∴D 3(1,5).综上所述,平行四边形第四个顶点的坐标为(-3,-5)或(5,-5)或(1,5).探究点三 在向量平行下求参数问题例3 已知平面内三个向量:a =(3,2),b =(-1,2),c =(4,1).(1)求满足a =m b +n c 的实数m 、n ; (2)若(a +k c )∥(2b -a ),求实数k .(3)若d 满足(d -c )∥(a +b ),且|d -c |=5,求d . 解 (1)∵a =m b +n c ,m ,n ∈R ,∴(3,2)=m (-1,2)+n (4,1)=(-m +4n,2m +n ).∴⎩⎪⎨⎪⎧-m +4n =3,2m +n =2,解之得⎩⎪⎨⎪⎧m =59,n =89.(2)∵(a +k c )∥(2b -a ),且a +k c =(3+4k,2+k ),2b -a =(-5,2), ∴(3+4k )×2-(-5)×(2+k )=0,∴k =-1613.(3)设d =(x ,y ),d -c =(x -4,y -1), a +b =(2,4), 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧4x -4-2y -1=0x -42+y -12=5,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3y =-1或⎩⎪⎨⎪⎧x =5y =3,∴d =(3,-1)或d =(5,3).变式训练3 (1)已知向量a =(3,1),b =(1,3),c =(k,7),若(a -c )∥b ,则k =________.解析 ∵a -c =(3,1)-(k,7)=(3-k ,-6),且(a -c )∥b ,∴3-k 1=-63,∴k =5.(2)已知a =(1,0),b =(2,1). ①求|a +3b |;②当k 为何实数时,k a -b 与a +3b 平行,平行时它们是同向还是反向?解 ① 因为a =(1,0),b =(2,1),所以a +3b =(7,3),∴|a +3b |=72+32=58.②k a -b =(k -2,-1),a +3b =(7,3), 因为k a -b 与a +3b 平行, 所以3(k -2)+7=0,即k =-13.此时k a -b =(k -2,-1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫-73,-1,a +3b =(7,3),则a +3b =-3(k a -b ),即此时向量a +3b 与k a -b 方向相反.(3)已知点O (0,0),A (1,2),B (4,5),OP →=t 1OA →+t 2AB →, ①求点P 在第二象限的充要条件.②证明:当t 1=1时,不论t 2为何实数,A ,B ,P 三点共线; ③试求当t 1,t 2满足什么条件时,O ,A ,B ,P 能组成一个平行四边形.①解 OP→=t 1(1,2)+t 2(3,3)=(t 1+3t 2,2t 1+3t 2),P在第二象限的充要条件是⎩⎪⎨⎪⎧t 1+3t 2<02t 1+3t 2>0有解.∴-32t 2<t 1<-3t 2且t 2<0.②证明 当t 1=1时,有OP →-OA →=t 2AB →,∴AP →=t 2AB →,∴不论t 2为何实数,A ,B ,P 三点共线. ③解 由OP →=(t 1+3t 2,2t 1+3t 2),得点P (t 1+3t 2,2t 1+3t 2),∴O ,A ,B ,P 能组成一个平行四边形有三种情况.当OA →=BP →,有⎩⎪⎨⎪⎧t 1+3t 2-4=12t 1+3t 2-5=2⇒⎩⎪⎨⎪⎧t 1=2t 2=1;当OA →=PB→,有⎩⎪⎨⎪⎧t 1+3t 2-4=-12t 1+3t 2-5=-2⇒⎩⎪⎨⎪⎧t 1=0t 2=1;当OP →=BA →,有⎩⎪⎨⎪⎧t 1+3t 2=-32t 1+3t 2=-3⇒⎩⎪⎨⎪⎧t 1=0t 2=-1.点评:1.在解决具体问题时,合理地选择基底会给解题带来方便.在解有关三角形的问题时,可以不去特意选择两个基本向量,而可以用三边所在的三个向量,最后可以根据需要任意留下两个即可,这样思考问题要简单得多.2.平面直角坐标系中,以原点为起点的向量OA →=a ,点A 的位置被a 所唯一确定,此时a 的坐标与点A 的坐标都是(x ,y ).向量的坐标表示和以坐标原点为起点的向量是一一对应的,要把点的坐标与向量的坐标区分开,相等的向量坐标是相同的,但起点、终点的坐标可以不同,也不能认为向量的坐标是终点的坐标,如A (1,2),B (3,4),则AB →=(2,2).一、选择题1.已知a,b 是不共线的向量,若AB →=λ1a +b ,AC →=a +λ2b ,(λ1,λ2∈R ),则A 、B 、C 三点共线的充要条件为 ( )A .λ1=λ2=-1B .λ1=λ2=1C .λ1λ2-1=0D .λ1λ2+1=01.C [∵A 、B 、C 三点共线⇔AB →与AC →共线⇔AB →=k AC →⇔⎩⎪⎨⎪⎧λ1=k ,kλ2=1,∴λ1λ2-1=0.]2.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 ( D )A.(2,0)B.(0,-2)C.(-2,0)D.(0,2) 3.设两个向量a =(λ+2,λ2-cos 2α)和b =⎝ ⎛⎭⎪⎫m ,m2+sin α,其中λ、m 、α为实数.若a =2b ,则λm的取值范围是( )A .[-6,1]B .[4,8]C .(-∞,1]D .[-1,6]3.A [∵2b =(2m ,m +2sin α),∴λ+2=2m ,λ2-cos 2α=m +2sin α,∴(2m -2)2-m =cos 2α+2sin α,即4m 2-9m +4=1-sin 2α+2sin α.又∵-2≤1-sin 2α+2sin α≤2,∴-2≤4m 2-9m +4≤2,解得14≤m ≤2,∴12≤1m ≤4.又∵λ=2m -2, ∴λm =2-2m ,∴-6≤2-2m≤1.] 4.设0≤θ≤2π时,已知两个向量OP1→=(cos θ,sin θ),OP 2→=(2+sin θ,2-cos θ),则向量P 1P 2→长度的最大值是( )A. 2B. 3 C .3 2 D .23 5.在平行四边形ABCD 中,AC 为一条对角线,若AB →=(2,4),AC →=(1,3),则BD →等于( )A .(-2,-4)B .(-3,-5)C .(3,5)D .(2,4) 二、填空题6.如图所示,在△ABC 中,点O 是BC 的中点.过点O 的直线分别交直线AB 、AC 于不同的两点M 、N ,若AB →=mAM →,AC →=nAN →,则m +n 的值为______.6.2解析 方法一 若M 与B 重合,N 与C 重合, 则m +n =2.方法二 ∵2AO →=AB →+AC →=mAM→+nAN →,AO →=m 2AM →=m 2AM →.∵O 、M 、N 共线,∴m 2+n 2=1. ∴m +n =2.7.在平面直角坐标系xOy 中,四边形ABCD 的边AB ∥DC ,AD ∥BC .已知A (-2,0),B (6,8),C (8,6),则D 点的坐标为________.(0,-2)解析 设D 点的坐标为(x ,y ),由题意知BC→=AD→,即(2,-2)=(x +2,y ),所以x =0,y =-2,∴D (0,-2)8.在四边形ABCD 中,AB →=DC →=(1,1),1|BA →|·BA →+1|BC →|·BC →=3|BD →|·BD →,则四边形ABCD 的面积为________.3 S =|AB →|=|BC→|sin 60°=2×2×32= 3.三、解答题 9.(12分)已知A 、B 、C 三点的坐标分别为(-1,0)、(3,-1)、(1,2),并且AE →=13AC →,BF →=13BC →.求证:EF →∥AB →. 9.证明 设E 、F 两点的坐标分别为(x 1,y 1)、(x 2,y 2),则依题意,得AC→=(2,2),BC→=(-2,3),AB →=(4,-1).∴A E→=13AC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫23,23,BF→=13BC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,1.∴A E→=(x 1,y 1)-(-1,0)=⎝ ⎛⎭⎪⎫23,23,BF→=(x 2,y 2)-(3,-1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,1.∴(x 1,y 1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫23,23+(-1,0)=⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,23,(x 2,y 2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,1+(3,-1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫73,0.∴EF→=(x 2,y 2)-(x 1,y 1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫83,-23.又∵AB →=(4,-1),∴4×⎝ ⎛⎭⎪⎫-23-(-1)×83=0,∴EF→∥AB →.10.在△ABC 中,a 、b 、c 分别是角A 、B 、C 的对边,已知向量m=(a ,b ),向量n =(cos A ,cos B ),向量p =(22sin B +C2,2sinA ),若m ∥n ,p 2=9,求证:△ABC 为等边三角形. 证明 ∵m ∥n ,∴a cosB =b cos A .由正弦定理,得sin A cos B =sin B cos A ,即sin(A -B )=0. ∵A 、B 为三角形的内角,∴-π<A -B <π.∴A =B . ∵p 2=9,∴8sin 2B +C 2+4sin 2A =9.∴4[1-cos(B +C )]+4(1-cos 2A )=9.∴4cos 2A -4cos A +1=0,解得cos A =12.又∵0<A <π,∴A =π3.∴△ABC 为等边三角形.11.如图,在边长为1的正△ABC 中,E ,F 分别是边AB ,AC 上的点,若AE →=mAB →,AF →=nAC→,m ,n ∈(0,1).设EF 的中点为M ,BC 的中点为N .(1)若A ,M ,N 三点共线,求证:m =n ; (2)若m +n=1,求MN 的最小值.11.解 (1)由A ,M ,N 三点共线,得A M→∥A N→,设A M→=λAN →(λ∈R ),即12(AE →+A F→)=12λ(AB →+AC →), 所以m AB →+nAC →=λ(AB →+AC →),所以m =n .(2)因为MN →=AN →-AM →=12(AB →-AC →)=12(AE →-AF →)=12(1-m )AB → +12(1-n )AC →, 又m +n =1,所以MN →=12 (1-m )AB → +12mAC →, 所以|MN →|2=14(1-m )2AB →2+14m 2AC →2+12(1-m )mAB→·AC →=14(1-m )2+14m 2+14(1-m )m =14(m -12)2+316.故当m =12时,|MN →|min =34. 一、选择题1.与向量a =(12,5)平行的单位向量为 (C )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫1213,-513B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-1213,-513C.⎝ ⎛⎭⎪⎫1213,513或⎝ ⎛⎭⎪⎫-1213,-513D.⎝ ⎛⎭⎪⎫±1213,±5132.在△ABC 中,点P 在BC 上,且BP →=2PC →,点Q 是AC 的中点,若PA →=(4,3),PQ →=(1,5),则BC →等于 (B )A.(-2,7)B.(-6,21)C.(2,-7)D.(6,-21)3.已知向量a =(2,3),b =(-1,2),若(m a +n b )∥(a -2b ),则mn等于 ( C )A.-2B.2C.-12D.124.若平面向量b 与向量a =(1,-2)的夹角是180°,且|b |=35,则b 等于 ( A )A.(-3,6)B.(3,-6)C.(6,-3)D.(-6,3) 5.设向量a =(1,-3),b =(-2,4),c =(-1,-2).若表示向量4a 、4b -2c 、2(a -c )、d 的有向线段首尾相接能构成四边形,则向量d 为 ( D )A.(2,6)B.(-2,6)C.(2,-6)D.(-2,-6)二、填空题6.若平面向量a ,b 满足|a +b |=1,a +b 平行于y 轴,a =(2,-1),则b =___.(-2,0)或(-2,2)____________.7.△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若p =(a +c ,b ),q =(b -a ,c -a ),且p∥q ,则角C =__60°______.8.已知A (7,1)、B (1,4),直线y =12ax 与线段AB 交于C ,且AC →=2CB →,则实数a =___2_____.9.已知向量a =(1,2),b =(x,1),u =a +2b ,v =2a -b ,且u ∥v ,则实数x 的值为___12_____.10.设OA →=(1,-2),OB →=(a ,-1),OC →=(-b,0),a >0,b >0,O 为坐标原点,若A 、B 、C 三点共线,则1a +2b的最小值是___8_____. 三、解答题11.a =(1,2),b =(-3,2),当k 为何值时,k a +b 与a -3b 平行?平行时它们是同向还是反向?解 k a +b =k (1,2)+(-3,2)=(k -3,2k +2),a -3b =(1,2)-3(-3,2)=(10,-4),当k a +b 与a -3b 平行时,存在唯一实数λ使k a +b =λ(a -3b ),由(k -3,2k +2)=λ(10,-4)得,⎩⎪⎨⎪⎧k -3=10λ,2k +2=-4λ.解得k =λ=-13,∴当k =-13时,k a +b 与a -3b 平行,这时k a +b =-13a +b =-13(a -3b ).∵λ=-13<0,∴k a +b 与a -3b 反向.12.如图所示,P 是△ABC 内一点,且满足PA →+2PB → +3PC →=0,设Q 为CP 延长线与AB 的交点,令 CP →=p ,试用p 表示PQ →.解 设PA →=a ,PB →=b ,由已知条件3CP →=PA →+2PB →,即3p =a +2b ,PQ →=λCP →=λ3(a +2b ),又PQ →=PA →+AQ →=PA →+μAB →=PA →+μ(PB →-PA→)=(1-μ)a +μb ,由平面向量基本定理⎩⎪⎨⎪⎧λ3=1-μ2λ3=μ.解得λ=1,因此PQ →=λCP →=p .13.如图,已知平行四边形ABCD 的顶点A (0,0),B (4,1),C (6,8).(1)求顶点D 的坐标;(2)若DE →=2EC →,F 为AD 的中点,求AE 与BF 的交点I 的坐标. 解 (1)设点D (x ,y ),因为AD →=BC →,所以(x ,y )=(6,8)-(4,1)=(2,7), 所以顶点D 的坐标为(2,7).(2)设点I (x ,y ),则有F 点坐标为⎝⎛⎭⎪⎫1,72,(x E -2,y E -7)=2(6-x E,8-y E )⇒E ⎝ ⎛⎭⎪⎫143,233,BF →=⎝⎛⎭⎪⎫-3,52,BI →=(x -4,y -1),BF →∥BI →⇒52(x -4)=-3(y -1),又AE →∥AI →⇒233x =143y ,联立方程组可得x =9152,y =299104, 则点I的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫9152,299104.14.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 三点都共线;(3)若t 1=a 2,求当OM →⊥AB→且△ABM 的面积为12时a 的值.8.(1)解 OM →=t 1OA →+t 2AB →=t 1(0,2)+t 2(4,4)=(4t 2,2t 1+4t 2). 当点M 在第二或第三象限时,有⎩⎪⎨⎪⎧4t 2<0,2t 1+4t 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). ∵AB →=OB →-OA →=(4,4), AM →=OM →-OA→=(4t 2,4t 2)=t 2(4,4)=t 2AB →,∴A 、B 、M 三点共线.(3)解 当t 1=a 2时,OM →=(4t 2,4t 2+2a 2).又AB →=(4,4),OM →⊥AB →,∴4t 2×4+(4t 2+2a 2)×4=0, ∴t 2=-14a 2,故OM →=(-a 2,a 2).又|AB →|=42,点M 到直线AB :x -y +2=0的距离d =|-a 2-a 2+2|2=2|a 2-1|.∵S △ABM =12,∴12|AB |·d =12×42×2|a 2-1|=12,解得a =±2,故所求a 的值为±2.。

(完整word版)高三一轮复习平面向量复习优秀教案

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平面向量第一课时平面向量的概念【重要知识】知识点一:向量的概念既有大小又有方向的量叫向量。

注意数量与向量的区别:数量只有大小,是一个代数量,可以进行代数运算、比较大小;向量有方向,大小,双重性,不能比较大小.知识点二:向量的表示法①用有向线段表示;②用字母a、b(黑体,印刷用)等表示;①用有向线段表示;③用有向线段的起点与终点字母:AB;④向量AB的大小――长度称为向量的模,记作|AB|.知识点三:有向线段(1)有向线段:具有方向的线段就叫做有向线段,三个要素:起点、方向、长度.(2)向量与有向线段的区别:①向量只有大小和方向两个要素,与起点无关,只要大小和方向相同,则这两个向量就是相同的向量;②有向线段有起点、大小和方向三个要素,起点不同,尽管大小和方向相同,也是不同的有向线段.知识点四:两个特殊的向量(1)零向量:长度为0的向量叫零向量,记作0. 0的方向是任意的.注意0与0的含义与书写区别.(2)单位向量:长度为1个单位长度的向量,叫单位向量.说明:零向量、单位向量的定义都只是限制了大小。

知识点五:平行向量、共线向量(1)定义:方向相同或相反的非零向量叫平行向量。

(2)规定:规定0与任一向量平行.(3)共线向量与平行向量关系:平行向量就是共线向量,这是因为任一组平行向量都可移到同一直线上(与有向线段的起点无关).说明:①综合(1)、(2)才是平行向量的完整定义;a b c平行,记作a∥b∥c②向量,,③平行向量可以在同一直线上,要区别于两平行线的位置关系;④共线向量可以相互平行,要区别于在同一直线上的线段的位置关系.知识点六:相等向量(1) 定义长度相等且方向相同的向量叫相等向量.(2)向量a 与b 相等,记作a b =;(3)零向量与零向量相等;(4)任意两个相等的非零向量,都可用同一条有向线段来表示,并且与有向线段的起点无关.【典型例题】1.下列命题正确的是 ( )A .向量AB 与BA 是两平行向量B .若b a 、都是单位向量,则a b =C .若AB =DC ,则A 、B 、C 、D 四点构成平行四边形D .两向量相等的充要条件是它们的始点、终点相同2.若b a 、都是单位向量,则||b a -的取值范围是 () A .(1,2) B .(0,2)C .[1,2] D .[0,2]3.在正六边形ABCDEF 中,O 为其中心,则2FA AB BO ED +++等于( )A .FE B.AC C DC D FC 4. 如图,在△ABC 中,AB = a , BC = b ,AD 为边BC 的中线,G 为△ABC 的重心,求:向量AG .5.已知△ABC 及一点O ,求证:O 为△ABC 的重心的充要条件是.O OC OB OA =++D A B C ab G·6.设平面内有四边形ABCD 和O 点,,,,OA a OB b OC c OD d ====,若a c b d +=+,则四边形ABCD 的形状为 。

高考数学一轮复习讲义平面向量数量积

高考数学一轮复习讲义平面向量数量积

变式训练 1
(1)若向量 a 的方向是正南方向,向量 b 的方向是正东方向,且|a|
=|b|=1,则(-3a)·(a+b)=______.
(1)如图所示,由已知,作O→A=a, O→B=b,O→A、O→B的方向分别是正南、正东方 向,且|a|=|b|=1,则O→C=-3a 的方向是正北 方向,|O→C|=|-3a|=3|a|=3,O→D=O→A+O→B= a+b 的方向是东南方向,|a+b|= 2(四边形 OADB 是正方形), 且O→C与O→D的夹角是∠COD=135°,所以(-3a)·(a+b)=3× 2 ×cos 135°=3 2×- 22=-3.
探究提高
方法一的难点是如何利用条件建立|c|的表达式,突破这一难点的 方法就是结合条件利用向量的数量积将|c|用|a+b|cos θ= 2cos θ 来表示即可.方法二的难点是如何建立 c 坐标的关系式,要突 破这一难点就要先设向量 a=(1,0),b=(0,1),c=(x,y),再由 条件建立 c 的坐标的关系式x-122+y-122=12即可.方法三的 难点是对向量几何意义的挖掘,突破这一难点,要由条件得出向 量 c 是向量 a,b,a-c,b-c 构成的圆内接四边形的对角线.
答案 (1)-3 (2) 3
向量的夹角与向量的模
例 2 已知|a|=4,|b|=3,(2a-3b)·(2a+b)=61, (1)求 a 与 b 的夹角 θ; (2)求|a+b|; (3)若A→B=a,B→C=b,求△ABC 的面积.
运用数量积的定义和|a|= a·a. 解 (1)∵(2a-3b)·(2a+b)=61, ∴4|a|2-4a·b-3|b|2=61. 又|a|=4,|b|=3,∴64-4a·b-27=61,∴a·b=-6. ∴cos θ=|aa|·|bb|=4-×63=-12.

高考数学第一轮复习教案 专题8平面向量

高考数学第一轮复习教案 专题8平面向量

专题八 平面向量一、考试内容:向量.向量的加法与减法.实数与向量的积.平面向量的坐标表示.线段的定比分点.平面向量的数量积.平面两点间的距离、平移. 二、考试要求:(1)理解向量的概念,掌握向量的几何表示,了解共线向量的概念. (2)掌握向量的加法和减法.(3)掌握实数与向量的积,理解两个向量共线的充要条件.(4)了解平面向量的基本定理,理解平面向量的坐标的概念,掌握平面向量的坐标运算. (5)掌握平面向量的数量积及其几何意义,了解用平面向量的数量积可以处理有关长度、角度和垂直的问题,掌握向量垂直的条件.(6)掌握平面两点间的距离公式,以及线段的定比分点和中点坐标公式,并且能熟练运用掌握平移公式. 三、命题热点高考对解析几何的考查主要包括以下内容:平面向量的概念和线性运算、平面向量的数量积、平面向量的应用。

虽然该部分内容在试卷中试题数量多、占有的分值较多,但是试题以考查基础为主,试题的难度一般是中等偏下。

在高考中重点考查:平面向量的数量积、平面向量的几何意义等。

四、知识回顾(一)本章知识网络结构(二)向量的概念(1)向量的基本要素:大小和方向.(2)向量的表示:几何表示法 AB ;字母表示:a ;坐标表示法 a =xi+yj =(x,y). (3)向量的长度:即向量的大小,记作|a |. (4)特殊的向量:零向量a =O ⇔|a |=O .单位向量a O 为单位向量⇔|a O |=1.(5)相等的向量:大小相等,方向相同(x1,y1)=(x2,y2)⎩⎨⎧==⇔2121y y x x(6) 相反向量:a =-b ⇔b =-a ⇔a +b =0(7)平行向量(共线向量):方向相同或相反的向量,称为平行向量.记作a ∥b .平行向量也称为共线向量. 运算类型几何方法坐标方法运算性质向量的 加法1.平行四边形法则2.三角形法则1212(,)a b x x y y +=++a b b a +=+()()a b c a b c ++=++AC BC AB =+向量的 减法三角形法则1212(,)a b x x y y -=--()a b a b -=+-AB BA =-,AB OA OB =-数 乘 向 量1.a λ是一个向量,满足:||||||a a λλ=2.λ>0时, a a λ与同向;λ<0时, a a λ与异向;λ=0时, 0a λ=.(,)a x y λλλ=()()a a λμλμ=()a a a λμλμ+=+()a b a b λλλ+=+//a b a b λ⇔=向 量 的 数 量 积a b •是一个数1.00a b ==或时,0a b •=.2.00||||cos(,)a b a b a b a b ≠≠=且时,1212a b x x y y •=+a b b a •=•()()()a b a b a b λλλ•=•=•()a b c a c b c +•=•+•2222||||=a a a x y =+即||||||a b a b •≤4.重要定理、公式(1)平面向量基本定理e 1,e 2是同一平面内两个不共线的向量,那么,对于这个平面内任一向量,有且仅有一对实数λ1,λ2,使a =λ1e 1+λ2e 2.(2)两个向量平行的充要条件a ∥b ⇔a =λb (b ≠0)⇔x 1y 2-x 2y 1=O. (3)两个向量垂直的充要条件a ⊥b ⇔a ·b =O ⇔x 1x 2+y 1y 2=O. (4)线段的定比分点公式设点P 分有向线段21P P 所成的比为λ,即P P 1=λ2PP ,则OP =λ+111OP +λ+112OP (线段的定比分点的向量公式)⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++=++=.1,12121λλλλy y y x x x (线段定比分点的坐标公式) 当λ=1时,得中点公式:OP =21(1OP +2OP )或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=.2,22121y y y x x x (5)平移公式设点P (x ,y )按向量a =(h,k)平移后得到点P ′(x ′,y ′), 则P O '=OP +a 或⎩⎨⎧+='+='.,k y y h x x曲线y =f (x )按向量a =(h,k)平移后所得的曲线的函数解析式为: y -k=f (x -h)(6)正、余弦定理 正弦定理:.2sin sin sin R CcB b A a === 余弦定理:a 2=b 2+c 2-2bc cos A , b 2=c 2+a 2-2ca cos B , c 2=a 2+b 2-2ab cos C .(7)三角形面积计算公式:设△ABC 的三边为a ,b ,c ,其高分别为h a ,h b ,h c ,半周长为P ,外接圆、内切圆的半径为R ,r .①S △=1/2ah a =1/2bh b =1/2ch c ②S △=Pr ③S △=abc/4R④S △=1/2sin C ·ab=1/2ac ·sin B=1/2cb ·sin A ⑤S △=()()()c P b P a P P --- [海伦公式] ⑥S △=1/2(b+c-a )r a [如下图]=1/2(b+a-c )r c =1/2(a+c-b )r b[注]:到三角形三边的距离相等的点有4个,一个是内心,其余3个是旁心. 如图:图1 图2 图3 图4图1中的I 为S △ABC 的内心, S △=PrAB Oa cI A BC D EF IAB C D EF r ar ar abc a a b c ACN E F图2中的I 为S △ABC 的一个旁心,S △=1/2(b+c-a )r a附:三角形的五个“心”; 重心:三角形三条中线交点.外心:三角形三边垂直平分线相交于一点. 内心:三角形三内角的平分线相交于一点. 垂心:三角形三边上的高相交于一点.旁心:三角形一内角的平分线与另两条内角的外角平分线相交一点.⑸已知⊙O 是△ABC 的内切圆,若BC =a ,AC =b ,AB =c [注:s 为△ABC 的半周长,即2cb a ++] 则:①AE=a s -=1/2(b+c-a ) ②BN=b s -=1/2(a+c-b ) ③FC=c s -=1/2(a+b-c )综合上述:由已知得,一个角的邻边的切线长,等于半周长减去对边(如图4). 特例:已知在Rt △ABC ,c 为斜边,则内切圆半径r =cb a abc b a ++=-+2(如图3). ⑹在△ABC 中,有下列等式成立C B A C B A tan tan tan tan tan tan =++. 证明:因为,C B A -=+π所以()()C B A -=+πtan tan ,所以C BA BA tan tan tan 1tan tan -=-+,∴结论!⑺在△ABC 中,D 是BC 上任意一点,则DC BD BCBCAB BD AC AD ⋅-+=222.证明:在△ABCD 中,由余弦定理,有 B BD AB BD AB AD cos 2222⋅⋅-+=① 在△ABC 中,由余弦定理有 BC AB AC BC AB B ⋅-+=2cos 222②,②代入①,化简可得,DC BD BCBCAB BD AC AD ⋅-+=222(斯德瓦定理)①若AD 是BC 上的中线,2222221a cb m a -+=; ②若AD 是∠A 的平分线,()a p p bc cb t a -⋅+=2,其中p为半周长; ③若AD 是BC 上的高,()()()c p b p a p p ah a ---=2,其中p 为半周长.⑻△ABC 的判定:⇔+=222b a c △ABC 为直角△⇔∠A + ∠B =2π2c <⇔+22b a △ABC 为钝角△⇔∠A + ∠B <2π 2c >⇔+22b a △ABC 为锐角△⇔∠A + ∠B >2π 附:证明:abc b a C 2cos 222-+=,得在钝角△ABC 中,222222,00cos c b a c b a C +⇔-+⇔⑼平行四边形对角线定理:对角线的平方和等于四边的平方和.)2=DACB图5空间向量1.空间向量的概念:具有大小和方向的量叫做向量 注:⑴空间的一个平移就是一个向量⑵向量一般用有向线段表示同向等长的有向线段表示同一或相等的向量⑶空间的两个向量可用同一平面内的两条有向线段来表示 2.空间向量的运算定义:与平面向量运算一样,空间向量的加法、减法与数乘向量运算如下b a AB OA OB+=+= b a OB OA BA-=-=)(R a OP ∈=λλ运算律:⑴加法交换律:a b b a+=+ ⑵加法结合律:)()(c b a c b a ++=++⑶数乘分配律:b a b aλλλ+=+)(3 共线向量表示空间向量的有向线段所在的直线互相平行或重合,则这些向量叫做共线向量或平行向量.a 平行于b 记作b a//.当我们说向量a 、b 共线(或a //b )时,表示a 、b的有向线段所在的直线可能是同一直线,也可能是平行直线. 4.共线向量定理及其推论:共线向量定理:空间任意两个向量a 、b (b ≠0 ),a //b的充要条件是存在实数λ,使a=λb .推论:如果l 为经过已知点A 且平行于已知非零向量a的直线,那么对于任意一点O ,点P 在直线l 上的充要条件是存在实数t 满足等式t OA OP +=a.其中向量a叫做直线l 的方向向量. 5.向量与平面平行:已知平面α和向量a ,作OA a =,如果直线OA 平行于α或在α内,那么我们说向量a 平行于平面α,记作://a α.通常我们把平行于同一平面的向量,叫做共面向量 说明:空间任意的两向量都是共面的6.共面向量定理:如果两个向量,a b 不共线,p 与向量,a b 共面的充要条件是存在实数,x y 使p xa yb =+推论:空间一点P 位于平面MAB 内的充分必要条件是存在有序实数对,x y ,使MP xMA yMB =+或对空间任一点O ,有OP OM xMA yMB =++ ① ①式叫做平面MAB 的向量表达式7 空间向量基本定理:如果三个向量,,a b c 不共面,那么对空间任一向量p ,存在一个唯一的有序实数组,,x y z ,使p xa yb zc =++推论:设,,,O A B C 是不共面的四点,则对空间任一点P ,都存在唯一的三个 有序实数,,x y z ,使OP xOA yOB zOC =++8 空间向量的夹角及其表示:已知两非零向量,a b ,在空间任取一点O ,作,OA a OB b ==,则AOB ∠叫做向量a 与b 的夹角,记作,a b <>;且规定0,a b π≤<>≤,显然有,,a b b a <>=<>;若,2a b π<>=,则称a 与b 互相垂直,记作:a b ⊥.9.向量的模:设OA a =,则有向线段OA 的长度叫做向量a 的长度或模,记作:||a . 10.向量的数量积: a b ⋅=||||cos ,a b a b ⋅⋅<>.已知向量AB a =和轴l ,e 是l 上与l 同方向的单位向量,作点A 在l 上的射影A ',作点B 在l 上的射影B ',则A B ''叫做向量AB 在轴l 上或在e 上的正射影.可以证明A B ''的长度||||cos ,||A B AB a e a e ''=<>=⋅. 11.空间向量数量积的性质:(1)||cos ,a e a a e ⋅=<>.(2)0a b a b ⊥⇔⋅=.(3)2||a a a =⋅. 12.空间向量数量积运算律:(1)()()()a b a b a b λλλ⋅=⋅=⋅.(2)a b b a ⋅=⋅(交换律)(3)()a b c a b a c ⋅+=⋅+⋅(分配律).空间向量的坐标运算一.知识回顾:(1)空间向量的坐标:空间直角坐标系的x 轴是横轴(对应为横坐标),y 轴是纵轴(对应为纵轴),z 轴是竖轴(对应为竖坐标).①令a =(a 1,a 2,a 3),),,(321b b b b =,则),,(332211b a b a b a b a ±±±=+))(,,(321R a a a a ∈=λλλλλ332211b a b a b a b a ++=⋅a ∥)(,,332211Rb a b a b a b ∈===⇔λλλλ332211b a b a b a ==⇔ 0332211=++⇔⊥b a b a b a b a222321a a a ++==(a a =⇒⋅=) 232221232221332211||||,cos b b b a a a b a b a b a b a ba b a ++⋅++++=⋅⋅>=<②空间两点的距离公式:212212212)()()(z z y y x x d -+-+-=.(2)法向量:若向量a 所在直线垂直于平面α,则称这个向量垂直于平面α,记作α⊥a ,如果α⊥a 那么向量a 叫做平面α的法向量.(3)用向量的常用方法:①利用法向量求点到面的距离定理:如图,设n 是平面α的法向量,AB 是平面α的一条射线,其中α∈A ,则点B 到平面α||n ②利用法向量求二面角的平面角定理:设21,n n 分别是二面角βα--l 中平面βα,的法向量,则21,n n 所成的角就是所求二面角的平面角或其补角大小(21,n n 方向相同,则为补角,21,n n 反方,则为其夹角).③证直线和平面平行定理:已知直线≠⊄a 平面α,α∈⋅∈⋅D C a B A ,,且CDE 三点不共线,则a ∥α的充要条件是存在有序实数对μλ⋅使CE CD AB μλ+=.(常设CE CD AB μλ+=求解μλ,若μλ,存在即证毕,若μλ,不存在,则直线AB 与平面相交).AB五、典型例题例1在下列各命题中为真命题的是( )①若a =(x 1,y 1)、b =(x 2,y 2),则a ·b =x 1y 1+x 2y 2 ②若A(x 1,y 1)、B(x 2,y 2),则|AB |=221221)()(y y x x -+-③若a =(x 1,y 1)、b =(x 2,y 2),则a ·b =0⇔x 1x 2+y 1y 2=0④若a =(x 1,y 1)、b =(x 2,y 2),则a ⊥b ⇔x 1x 2+y 1y 2=0 A 、①② B 、②③ C 、③④ D 、①④解:根据向量数量积的坐标表示;若a =(x 1,y 1), b =(x 2,y 2),则a ·b =x 1x 2+y 1y 2,对照命题(1)的结论可知,它是一个假命题、于是对照选择支的结论、可以排除(A)与(D),而在(B)与(C)中均含有(3)、故不必对(3)进行判定,它一定是正确的、对命题(2)而言,它就是两点间距离公式,故它是真命题,这样就以排除了(C),应选择(B)、说明:对于命题(3)而言,由于a ·b =0⇔a =0或b =0或a ⊥b ⇔x 1x 2+y 1y 2=0,故它是一个真命题、而对于命题(4)来讲,a ⊥b ⇒x 1x 2+y 1y 2=0、但反过来,当x 1x 2+y 1y 2=0时,可以是x 1=y 1=0,即a =0,而我们的教科书并没有对零向量是否与其它向量垂直作出规定,因此x 1x 2+y 1y 2=0⇒/a ⊥b ),所以命题(4)是个假命题、 例2已知a =(-3,-1), b =(1,3),那么a ,b 的夹角θ=( )A 、30°B 、60°C 、120°D 、150°解:a ·b =(-3,-1)·(1,3)=-23|a |=22)1()3(-+-=2 |b |=22)3(1+=2 ∴b a 2232⨯-=23- 例3已知a =(2,1), b =(-1,3),若存在向量c 使得:a ·c =4, b ·c =-9,试求向量c 的坐标、 解:设c =(x ,y ),则由a ·c =4可得: 2x +y =4;又由b ·c =-9可得:-x +3y =-9 于是有:⎩⎨⎧=+-=+9342y x y x )2()1(由(1)+2(2)得7y =-14,∴y =-2,将它代入(1)可得:x =3∴c =(3,-2)、说明:已知两向量a ,b 可以求出它们的数量积a ·b ,但是反过来,若已知向量a 及数量积a ·b ,却不能确定b 、 例4求向量a =(1,2)在向量b =(2,-2)方向上的投影、解:设向量a 与b 的夹角θ、 有cosθ=ba b a •• =2222)2(221)2(221-++-⨯+⨯=-1010 ∴a 在b 方向上的投影=|a |cosθ=5×(-1010)=-22 例5已知△ABC 的顶点分别为A(2,1),B(3,2),C(-3,-1),BC 边上的高AD ,求AD 及点D 的坐标、解:设点D 的坐标为(x ,y ) ∵AD 是边BC 上的高, ∴AD ⊥BC ,∴AD ⊥BC 又∵C 、B 、D 三点共线, ∴BC ∥BD又AD =(x -2,y -1), BC =(-6,-3)BD =(x -3,y -2)∴⎩⎨⎧=-+--=----0)3(3)2(60)1(3)2(6x y y x解方程组,得x =59,y =57 ∴点D 的坐标为(59,57),AD 的坐标为(-51,52) 例6设向量a 、b 满足:|a |=|b |=1,且a +b =(1,0),求a ,b 、解:∵|a |=|b |=1,∴可设a =(cosα,sinα), b =(cosβ,sinβ)、 ∵a +b =(cosα+cosβ,sinα+sinβ)=(1,0),⎩⎨⎧=+=+)2(0βsin αsin )1(1βcos αcos 由(1)得:cosα=1-cosβ……(3) 由(2)得:sinα=-sinβ……(4) ∴cosα=1-cosβ=21∴sinα=±23,sinβ= 23 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=23,2123,21b a 或⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=23,2123,21b a例7对于向量的集合A={v =(x ,y )|x 2+y 2≤1}中的任意两个向量1v 、2v 与两个非负实数α、β;求证:向量α1v +β2v 的大小不超过α+β、证明:设1v =(x 1,y 1),2v =(x 2,y 2) 根据已知条件有:x 21+y 21≤1,x 22+y 22≤1又因为|α1v +β2v |=221221)βα()βα(y y x x ++ =)(αβ2)(β)(α21212222221212y y x x y x y x +++++其中x 1x 2+y 1y 2≤2121y x +2222y x +≤1 所以|α1v +β2v |≤αβ2βα22++=|α+β|=α+β例8已知梯形ABCD 中,AB ∥CD ,∠CDA=∠DAB=90°,CD=DA=21AB 、 求证:AC ⊥BC证明:以A 为原点,AB 所在直线为x 轴,建立直角坐标系、如图,设AD=1 则A(0,0)、B(2,0)、C(1,1)、D(0,1)∴BC =(-1,1), AC =(1,1)BC ·AC =-1×1+1×1=0∴BC ⊥AC 、例9已知A(0,a ),B(0,b),(0<a <b),在x 轴的正半轴上求点C ,使∠ACB 最大,并求出最大值、解,设C(x ,0)(x >0) 则CA =(-x ,a ), CB =(-x ,b)则CA ·CB =x 2+a b 、 cos ∠ACB=CBCA CB CA ••=22222bx ax ab x +++令t=x 2+a b 故cos ∠ACB=11)(1)(1222+•-+--t b a tb a ab当t 1=ab 21即t=2a b 时,cos ∠ACB 最大值为ba ab +2、 当C 的坐标为(ab ,0)时,∠ACB 最大值为arccosba ab+2、例10如图,四边形ABCD 是正方形,P 是对角线BD 上的一点,PECF 是矩形,用向量法证明(1)PA=EF (2)PA ⊥EF证明:建立如图所示坐标系,设正方形边长为1, |OP |=λ,则A(0,1),P(22λ,22λ),E(1,22λ),F(22λ,0) ∴PA =(-22λ,1-22λ), EF =(22λ-1,- 22λ) (1)|PA |2=(-22λ)2+(1-22λ)2=λ2-2λ+1|EF |2=(22λ-1)2+(-22λ)2=λ2-2λ+1 ∴|PA |2=|EF |2,故PA=EF(2) PA ·EF =(-22λ)(22λ-1)+(1-22λ)(-22λ)=0 ∴PA ⊥EF ∴PA ⊥EF 、例11已知).1,2(),0,1(==b a① 求|3|b a+;②当k 为何实数时,k -a b 与b a3+平行, 平行时它们是同向还是反向?解:①b a3+= (1,0) + 3(2,1) = ( 7,3) , ∴|3|b a += 2237+=58.②k -ab= k(1,0)-(2,1)=(k -2,-1).设k -a b=λ(b a 3+),即(k -2,-1)= λ(7,3),∴⎩⎨⎧=-=-λ31λ72k ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=⇒31λ31k .故k= 31-时, 它们反向平行. 例12已知,1||,2||==b a a 与b 的夹角为3π,若向量b k a +2与b a +垂直, 求k.解:3πcos ||||b a b a =⋅=2×1×21=1.∵b k a+2与b a +垂直,∴(b k a+2))(b a +⋅= 0 ,∴20222=++⋅+b k b a k b a a ⇒ k = - 5.例13如果△ABC 的三边a 、b 、c 满足b 2 + c 2 = 5a 2,BE 、CF 分别为AC 边与AB 上的中线, 求证:BE ⊥CF.解:22222222211(),()221()41111[()()(4222BE BA BC CF CB CA BE CF BA BC AB AC BC CB CA BA BC AC AB AC BC BC CA C =+=+∴⋅=-⋅+⋅--⋅=-+-++---+22222222)]11(5)(5)0,88B BA AB AC BC b c a -=+-=+-=∴BE ⊥CF , 即 BE ⊥CF .例14是否存在4个平面向量,两两不共线,其中任何两个向量之和均与其余两个向量之和垂直?解:如图所示,在正△ABC 中,O 为其内心,P 为圆周上一点, 满足PA ,PB ,PC ,PO 两两不共线,有 (PA +PB )·(PC +PO )=(PO +OA +PO +OB )·(PO +OC +PO ) =(2PO +OA +OB )·(2PO +OC ) =(2PO -OC )·(2PO +OC ) =4PO 2-OC 2 =4PO 2-OC 2=0有(PA +PB )与(PC +PO )垂直、同理证其他情况、从而PA ,PB ,PC ,PO 满足题意、故存在这样4个平面向量、 利用向量的坐标运算,解决两直线的夹角,判定两直线平行、垂直问题例15已知向量321,,OP OP OP 满足条件0321=++OP OP OP ,1321===OP OP OP ,求证:321P P P ∆是正三角形解:令O 为坐标原点,可设()()()333222111sin ,cos ,sin ,cos ,sin ,cos θθθθθθP P P 由321OP OP OP -=+,即()()()332211θsin θcos θsin ,θcos θsin ,θcos --=+⎩⎨⎧-=+-=+321321θsin θsin θsin θcos θcos θcos 两式平方和为()11θθcos 2121=+-+,()21θθcos 21-=-, 由此可知21θθ-的最小正角为0120,即1OP 与2OP 的夹角为0120, 同理可得1OP 与3OP 的夹角为0120,2OP 与3OP 的夹角为0120, 这说明321,,P P P 三点均匀分部在一个单位圆上, 所以321P P P ∆为等腰三角形.例16求等腰直角三角形中两直角边上的中线所成的钝角的度数①②解:如图,分别以等腰直角三角形的两直角边为x 轴、y 轴建立直角坐标系,设()()a B a A 2,0,0,2,则()()a C a D ,0,0,, 从而可求:()()a a BD a a AC 2,,,2-=-=,()()aa a a a a BDAC BD AC 552,,2θcos ⋅-⋅-=⋅==545422-=-a a . ⎪⎭⎫⎝⎛-=∴54arccos θ.利用向量的坐标运算,解决有关线段的长度问题例17已知ABC ∆,AD 为中线,求证()2222221⎪⎭⎫⎝⎛-+=BC AC AB AD证明:以B 为坐标原点,以BC 所在的直线为x 轴建立如图2直角坐标系, 设()()0,,,c C b a A ,⎪⎭⎫⎝⎛0,2c D ,()22222402b a ac c b a c AD ++-=-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=, 221⎪⎭⎝-⎪⎭⎫+BC AC AB . =()442122222222c ac b a c b a c b a +-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-++, =AD 221⎪⎭ ⎝-⎪⎭⎫+BC AC AB ,()2222221⎪⎭⎫⎝⎛-+=BC AC AB AD .利用向量的坐标运算,用已知向量表示未知向量例18已知点O 是,,内的一点,090BOC 150AOB =∠=∠∆ABC,,,OA c OC b OB a ===设,312===c b a 试用.,c b a 表示和解:以O 为原点,OC ,OB 所在的直线为x 轴和y 轴建立如图3所示的坐标系.由OA=2,0120=∠AOx ,所以()(),31-A ,120sin 2,120cos 200,即A ,易求()()3,0C 1-0B ,,,设 ()()()12121212OA ,-130-13,0-3-13.13--3OB OC λλλλλλλλ=+=+⎧==⎧⎪⎪⎨⎨==⎪⎪⎩⎩即,,,,133a b c =--.例19如图,001,OB 120OC OA 30,OC 5OA OB OA ===与的夹角为,与的夹角为, 用OA OB ,表示.OC 解:以O 为坐标原点,以OA 所在的直线为x 轴,建立如图所示的直角坐标系,则()0,1A ,(),,即,所以由⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∠25235C ,30sin 5,5cos30C 30COA 000 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛-23,21B 同理可求 ()121253513OC ,10-,2222OA OB λλλλ⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭即,, .335λ3310λλ2325λ21-λ23521221⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==, OB OA OC 3353310+=∴. 利用向量的数量积解决两直线垂直问题例20如图,已知平行六面体ABCD —A 1B 1C 1D 1的底面ABCD 是菱形,且∠C 1CB =∠C 1CD =∠BCD . (1)求证:C 1C ⊥BD . (2)当1CC CD的值为多少时,能使A 1C ⊥平面C 1BD ?请给出证明.(1)证明:设CD =a , CD =b ,1CC =c ,依题意,|a |=|b |,CD 、CB 、1CC 中两两所成夹角为θ,于是DB CD BD -==a -b ,BD CC ⋅1=c (a -b )=c ·a -c ·b =|c |·|a |cos θ-|c |·|b |cos θ=0,∴C 1C ⊥BD .(2)解:若使A 1C ⊥平面C 1BD ,只须证A 1C ⊥BD ,A 1C ⊥DC 1, 由)()(1111CC CD AA CA D C CA -⋅+=⋅=(a +b +c )·(a -c )=|a |2+a ·b -b ·c -|c |2=|a |2-|c |2+|b |·|a |cos θ-|b |·|c |·cos θ=0,得 当|a |=|c |时,A 1C ⊥DC 1,同理可证当|a |=|c |时,A 1C ⊥BD , ∴1CC CD=1时,A 1C ⊥平面C 1BD . 例21如图,直三棱柱ABC —A 1B 1C 1,底面△ABC 中,CA =CB =1,∠BCA =90°,AA 1=2,M 、N 分别是A 1B 1、A 1A 的中点. (1)求BN 的长;(2)求cos<11,CB BA >的值; (3)求证:A 1B ⊥C 1M .解:(1)如图,以C 为原点建立空间直角坐标系O -xyz . 依题意得:B (0,1,0),N (1,0,1) ∴|BN |=3)01()10()01(222=-+-+-.(2)解:依题意得:A 1(1,0,2),C (0,0,0),B 1(0,1,2). ∴1BA =1),2,1,1(CB -=(0,1,2)11CB BA ⋅=1×0+(-1)×1+2×2=3|1BA |=6)02()10()01(222=-+-+-5)02()01()00(||2221=-+-+-=CB .1030563||||,cos 111111=⋅=⋅⋅>=<∴CB BC CB BA CB BA(3)证明:依题意得:C 1(0,0,2),M (2,21,21))2,1,1(),0,21,21(11--==B A M C∴,,00)2(21121)1(1111M C B A M C B A ⊥∴=⨯-+⨯+⨯-=⋅∴A 1B ⊥C 1M .利用向量的数量积解决有关距离的问题,距离问题包括点到点的距离,点的线的距离,点到面的距离,线到线的距离,线到面的距离,面到面的距离. 例22求平面内两点),(),,(2211y x B y x A 间的距离公式解:设点),(),,(2211y x B y x A ,),(1212y y x x AB --=∴212212)()(||y y x x AB -+-=∴ ,而||||AB AB =∴点A 与点B 之间的距离为:212212)()(||y y x x AB -+-=利用向量的数量积解决线与线的夹角及面与面的夹角问题. 例23证明:βαβαβαsin sin cos cos )cos(+=-证明:在单位圆O 上任取两点B A ,,以Ox 为始边,以OB OA ,为终边的角分别为αβ,,则A 点坐标为),sin ,(cos ββB 点坐标为)sin ,(cos αα;则向量=OA ),sin ,(cos ββ=OB )sin ,(cos αα,它们的夹角为βα-,,1||||==OB OA βαβαsin sin cos cos +=⋅OB OA ,由向量夹角公式得:==-||||)βαcos(OB OA OB OA βαβαsin sin cos cos +,从而得证.注:用同样的方法可证明=+)cos(βαβαβαsin sin cos cos - 利用向量的数量积解决有关不等式、最值问题.例24证明柯西不等式2212122222121)()()(y y x x y x y x +≥+⋅+证明:令),(),,(2211y x b y x a ==(1) 当0 =a 或0 =b 时,02121=+=⋅y y x x b a,结论显然成立; (2) 当0 ≠a 且0 ≠b 时,令θ为b a ,的夹角,则],0[πθ∈θcos ||||2121b a y y x x b a=+=⋅. 又 1|cos |≤θ||||||b a b a≤⋅∴(当且仅当b a //时等号成立)222221212121||y x y x y y x x +⋅+≤+∴∴2212122222121)()()(y y x x y x y x +≥+⋅+.(当且仅当2211y x y x =时等号成立) 平面向量的坐标运算1、已知向量a =(2,3),b =(-1,2),若m a +n b 与a -2b 共线,则mn=________.解析 m a +n b =(2m,3m )+(-n,2n )=(2m -n,3m +2n ), a -2b =(2,3)-(-2,4)=(4,-1).由于m a +n b 与a -2b 共线,则有2m -n 4=3m +2n-1,∴n -2m =12m +8n ,∴m n =-12.答案 -12六、近几年高考试题分析 (2009·湖南文)如图,两块斜边长相等的直角三角板拼在一起, 若,AC y AB x AD +=则x =___________________________, y =__________.解析 ,AC y AB x AD += 又,BD AB AD +=.)1(,AC y AB x BD AC y AB x BD AB +-=∴+=+∴又,AB AC ⊥.)1(2AB x AB BD -=⋅∴设,1||=AB 则由题意知.2||||==BC DE又∵∠BED =60°,,26||=∴BD 显然BD 与AB 的夹角为45°. ∴由2)1(AB x AB BD -=⋅得62×1×cos 45°=(x -1)×12. ∴x =32+1.同理,在AC y AB x BD +-=)1(两边与数量积可得 y =32. 答案 1+32 32(2011湖南文科)14、在边长为1的正三角形ABC 中,设2,3BC BD CA CE ==,则________AD BE ⋅=。

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

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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。

高三数学一轮复习备考教学设计:平面向量的应用

高三数学一轮复习备考教学设计:平面向量的应用

《平面向量》一轮复习(文科)教学设计一.考纲要求平面向量是高中数学的新增内容是高考命题的基本素材和主要背景之一,也是近几年高考的热点。

向量有着极其丰富的实际背景,是近代数学中重要和基本的概念之一。

向量是沟通代数、几何与三角函数的一种工具,它同时具有代数的运算性和几何的直观性,是数形结合的典范。

向量知识、向量观点在数学、物理等学科的很多分支有着广泛的应用,能与中学数学教学内容的许多主干知识综合,形成知识交汇。

(一)、2016考试说明及解读(二)近三年全国卷部分考题展示:平面向量与解三角形交汇的题目3个选择题和7个填空题,其中有3道题是平面向量与解三角形的交汇(四)考情分析1.考查题型主要是以选择、填空为主,分值为10分左右,基本属容易题,也可以为中档的解答题.2.考查内容主要是平面向量的共线与垂直的充要条件,平面向量的线性运算和数量积运算,平面向量的应用等.(五)高考预测1.预计本章在今后的高考中,还将以向量的线性运算、向量的夹角、模、数量积为命题热点,将更加注重向量与其他知识的交汇,以考查基础知识、基本技能为主.2.题型主要以选择、填空为主,因此训练题的难度多数应该控制在中档即可,要适当增加以向量为载体考查平面几何,三角函数,解析几何,数列,不等式等问题的综合训练.3.对于能力型高考题的准备,向量具有基础知识的特点,是一种工具性和方法性知识,更要立足基本知识,基本方法,基本技能。

二.复习目标1、通过平面向量的线性运算和数量积运算,强化对平面向量基本概念的理解及提高向量运算求解能力。

2、通过向量与其它知识交汇的题型,体会向量的工具性作用。

特别是要关注向量与三角函数、解三角形、解析几何的结合。

3、关注数学思想方法在本章中的渗透:思想方法:数形结合的思想、类比的思想、分类讨论的思想、化归的思想、函数与方程的思想等。

解题方法:基向量法、坐标法、待定系数法、几何作图法、函数法等。

三.专题知识体系构建的方法与总体构思(复习计划)(一)进度安排本专题共有四讲内容:第一讲平面向量的概念及其线性运算第二讲平面向量基本定理及坐标表示第三讲平面向量的数量积第四讲平面向量应用举例前三讲每讲3课时,第四讲4课时,包括作业评讲,测试及评讲,共需两周时间。

第一节 平面向量的概念讲义--高三数学一轮复习备考

第一节 平面向量的概念讲义--高三数学一轮复习备考

平面向量与复数第一节平面向量的概念一、课程标准1.向量概念(1)通过对力、速度、位移等的分析,了解平面向量的实际背景,理解平面向量的意义和两个向量相等的含义;(2)理解平面向量的几何表示和基本要素.2.向量运算(1)借助实例和平面向量的几何表示,掌握平面向量加、减运算及运算规则,理解其几何意义;(2)通过实例分析,掌握平面向量数乘运算及运算规则,理解其几何意义.理解两个平面向量共线的含义;(3)了解平面向量的线性运算性质及其几何意义;(4)通过物理中功等实例,理解平面向量数量积的概念及物理意义,会计算平面向量的数量积;(5)通过几何直观了解平面向量投影的概念及投影向量的意义.新高考命题方向:主要考查平面向量的线性运算(加法、减法、数乘向量)及其几何意义、共线向量基本定理,有时也会有创新的新定义问题;题型以选择题、填空题为主,属于中低档题目,偶尔会在解答题中作为工具出现.考查理性思维、数学探究、数学抽象学科素养.二、知识梳理知识点一向量的有关概念名称定义备注向量既有又有的量;向量的大小叫做向量的(或称)平面向量是自由向量零向量长度为的向量记作,其方向是任意的单位向量长度等于长度的向量非零向量a的单位向量为±a|a|平行向量方向或的非零向量(又叫做共线向量)0与任意向量或共线相等向量长度且方向的向量两向量只有相等或不等,不能比较大小相反向量长度且方向的向量0的相反向量为01.对于平行向量易忽视两点:(1)零向量与任意向量平行;(2)表示两平行向量的有向线段所在的直线平行或重合,易忽视重合这一情况.2.单位向量的定义中只规定了长度,没有方向限制. 知识点二 向量的线性运算向量运算定义法则(或几何意义)运算律加法求两个向量和的运算法则法则(1)交换律:a +b = (2)结合律:(a +b )+c =减法 求a 与b 的相反向量-b 的和的运算叫做a 与b 的差法则a -b =a +(-b )数乘求实数λ与向量a 的积的运算|λa |= ;当λ>0时,λa 的方向与a 的方向 ;当λ<0时,λa 的方向与a 的方向相反;当λ=0时,λa =λ(μa )=(λμ)a ;(λ+μ)a = ;λ(a +b )=知识点三 共线向量定理向量a (a ≠0)与b 共线的充要条件是存在唯一一个实数λ,使得 . 知识点四 平面向量的数量积 1.向量的夹角 定义图示范围共线与垂直已知两个非零向量a 和b ,作OA →=a ,OB →=b ,则 就是a 与b 的夹角设θ是a 与b 的夹角,则θ的取值范围是θ=0或θ=π⇔ ,⇔a ⊥b• 温馨提醒 •对于两个非零向量a 与b ,由于当θ=0°时,a ·b >0,所以a ·b >0是两个向量a ,b 夹角为锐角的必要不充分条件;a ·b =0也不能推出a =0或b =0,因为a ·b =0时,有可能a ⊥b .2.平面向量的数量积 (1)投影向量①如图,设a ,b 是两个非零向量,AB → =a ,CD →=b ,分别过A ,B 作CD 的垂线,垂足分别为A 1,B 1,得到,我们称上述变换为向量a 向向量b 投影,叫做向量a 在向量b 上的投影向量.如图,在平面内任取一点O 作OM → =a ,ON →=b ,过M 作ON 的垂线,垂足为M 1,则就是向量a 在向量b 上的投影向量,设与b 方向相同的单位向量为e ,〈a ,b 〉为θ,则=(|a |cos θ)e .两个向量数量积的几何意义:a ·b 等于a 在b 上的投影数量与b 的模的乘积. (2)向量数量积的运算律①a ·b = ;②(λa )·b =λ(a ·b )= ;③(a +b )·c = .• 温馨提醒 •1.数量积运算律要准确理解、应用,例如,a ·b =a ·c (a ≠0)不能得出b =c ,两边不能约去一个向量.2.a ·b =0不能推出a =0或b =0,因为a ·b =0时,有可能a ⊥b . 3.在用|a |=a 2 求向量的模时,一定要先求出a 2再进行开方.三、基础自测1.若m ∥n ,n ∥k ,则向量m 与向量k ( )A .共线B .不共线C .共线且同向D .不一定共线 2.已知a·b =-122 ,|a |=4,a 和b 的夹角为135°,则|b |为( ) A .12 B .6 C .33 D .33.(易错题)已知两个非零向量a 与b 的夹角为θ,则“a ·b >0”是“θ为锐角”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4.已知向量a ,b 满足|a |=1,a ·b =-1,则a ·(2a -b )=( ) A .4 B .3 C .2 D .05.已知▱ABCD 的对角线AC 和BD 相交于点O ,且OA → =a ,OB → =b ,则DC → =________,BC →=________(用a ,b 表示).四、核心题型题型一 平面向量的有关概念及线性运算例1(1) (多选)已知a ,b 是两个单位向量,下列命题中正确的是( )A .|a |=|b |=1B .a ·b =1C .当a ,b 反向时,a +b =0D .当a ,b同向时,a =b(2)设a ,b 都是非零向量,下列四个条件中,一定能使a |a | +b|b |=0成立的是( )A .a =2bB .a ∥bC .a =-13b D .a ⊥b(3)在△ABC 中,D 为AB 的中点,点E 满足EB → =4EC → ,则ED →=( )A .56 AB → -43 AC → B .43 AB → -56 AC → C .56 AB → +43 AC →D .43AB → +56AC →题型二 平面向量共线定理的应用例2(1)已知两个非零向量a ,b 互相垂直,若向量m =4a +5b 与n =2a +λb 共线,则实数λ的值为( )A .5B .3C .52 D .2(2)设a ,b 是不共线的两个向量,已知BA → =a +2b ,BC → =4a -4b ,CD →=-a +2b ,则( )A .A ,B ,D 三点共线 B .B ,C ,D 三点共线 C .A ,B ,C 三点共线 D .A ,C ,D 三点共线(3)已知O 为△ABC 内一点,且AO → =12 (OB → +OC → ),AD → =tAC →,若B ,O ,D 三点共线,则t 的值为( )A .14B .13C .12D .23题型三 平面向量的数量积及应用例3(1)已知在矩形ABCD 中,AB =4,AD =2.若E ,F 分别为AB ,BC 的中点,则DE → ·DF →=( )A .8B .10C .12D .14(2)在如图所示的平面图形中,已知OM =1,ON =2,∠MON =120°,BM → =2MA → ,CN →=2NA → ,则BC → ·OM →的值为( )A .-15B .-9C .-6D .0(3) 已知|a |=6,e 为单位向量,当向量a ,e 的夹角θ分别等于45°,90°,135°时,求向量a 在向量e 上的投影向量.(4)(2021·全国甲卷)若向量a ,b 满足|a |=3,|a -b |=5,a·b =1,则|b |=________. (5)已知向量a ,b 满足(a +2b )·(5a -4b )=0,且|a |=|b |=1,则a 与b 的夹角θ为( )A .3π4B .π4C .π3D .2π3(6)(2020·全国Ⅱ卷)已知单位向量a ,b 的夹角为45°,k a -b 与a 垂直,则k =________.五、变式训练1.如图所示,在直角梯形ABCD 中,DC → =14 AB → ,BE → =2EC → ,且AE → =rAB → +sAD →,则2r +3s =( )A .1B .2C .3D .42..设两个非零向量a 与b 不共线.(1)若AB → =a +b ,BC → =2a +8b ,CD →=3(a -b ),求证:A ,B ,D 三点共线; (2)试确定实数k ,使k a +b 和a +k b 共线.3.已知a ,b 均为单位向量,它们的夹角为60°,那么|a +3b |=( )A .7B .10C .13D .44.非零向量a ,b ,c 满足a ·b =a ·c ,a 与b 的夹角为π6 ,|b |=4,则c 在a 上的投影向量的长度为( )A .2B .23C .3D .4六、作业一轮复习资料《课时作业》437页 A 组:全部 B 组:2、3。

高考数学一轮复习讲义第五章平面向量概念及线性运算

高考数学一轮复习讲义第五章平面向量概念及线性运算

向量的线性运算
例 2 在△ABC 中,D、E 分别为 BC、AC 边上的中点,G 为 BE 上一点,且 GB=2GE,设A→B=a,A→C=b,试用 a,b 表示 A→D,A→G.
结合图形性质,准确灵活运用三角形法则和平行四边形法则是向 量加减运算的关键. 解 A→D=12(A→B+A→C)=12a+12b; A→G=A→B+B→G=A→B+23B→E=A→B+13(B→A+B→C) =23A→B+13(A→C-A→B)=13A→B+13A→C=13a+13b.
定义
法则(或几 何意义)
运算律
求两个向量 加法
和的运算
三角形 平行四边形
(1)交换律: a+b=b+a
(2)结合律: (a+b)+c= a+(b+c) .
要点梳理
忆一忆知识要点
求 a 与 b 的相
减法 反向量-b 的 和的运算叫做 a 与 b 的差
三角形 法则
a-b=a+(-b)
(1)|λa|= |λ||a| ;
一轮复习讲义
平面向量的概念及线性运算
要点梳理
忆一忆知识要点
1.向量的有关概念
名称
定义
备注
向量
既有大小又有方向的量;向 量的大小叫做向量的长度 平面向量是自由向量
(或称为模)
长度为 0 的向量;其方向
零向量 是任意的
记作 0
非零向量 a 的单位向量
单位向量 长度等于1个单位 的向量
为±|aa|
要点梳理
探究提高
(1)正确理解向量的相关概念及其含义是解题的关键. (2)相等向量具有传递性,非零向量的平行也具有传递性. (3)共线向量即为平行向量,它们均与起点无关. (4)向量可以平移,平移后的向量与原向量是相等向量.解题时, 不要把它与函数图象移动混为一谈. (5)非零向量 a 与|aa|的关系是:|aa|是 a 方向上的单位向量.

2013版高考数学人教A版一轮复习课件第4单元-平面向量(理科)

2013版高考数学人教A版一轮复习课件第4单元-平面向量(理科)

第四单元 │ 网络解读
(2)平面向量的线性运算是指平面向量的加法运算、减法运 算、数乘运算,这些运算都是从几何上进行定义的,要从几何 表示上弄清楚这些运算的含义,注意两个向量共线的充要条件 的应用. (3)平面向量的数量积是平面向量的另一种重要运算,是平 面向量的核心内容,主要是数量积的定义、性质和运算法则、 运用数量积表示两个向量的夹角、两向量垂直的充要条件,要 注意数量积的运算结果是一个数量,注意一个向量在另外一个 向量上的投影也是一个数量,注意向量的数量积和数的乘法运 算的区别.
(2)下列命题中: ①时间、速度、加速度都是向量; ②向量的模是一个正实数; ③所有的单位向量都相等; ④共线向量一定在同一直线上. 其中真命题的个数为( A.0 B.1 C.2 D.3 )
第24讲 │ 要点探究
(3)给出下列命题: ①若|a|=|b|,则 a=b; ②向量不可以比较大小; ③若 a=b,b=c,则 a=c; ④a=b 的充要条件是|a|=|b|且 a∥b; ⑤若 a∥b,b∥c,则 a∥c. 其中正确的命题有( A.1 个 C.3 个 B.2 个 D.4 个 )
第四单元 │ 使用建议
3.课时安排 本单元共3讲和一个45分钟滚动基础训练卷,第26讲建议 2课时完成,其余每讲建议1课时完成,45分钟滚动基础训练 卷,建议各1课时完成,共需6课时.
第24讲 │ 平面向量的概念及其线性运算
第24讲
平面向量的概念 及其线性运算
第24讲 │ 考纲要求 考纲要求
1.了解向量的实际背景,理解平面向量的概念,理 解两个向量相等的含义. 2.理解向量的几何意义. 3. 掌握向量加法、 减法的运算, 并理解其几何意义. 4.掌握向量数乘的运算及其意义,理解两个向量共 线的含义. 5.了解向量线性运算的性质及其几何意义.

高三数学高考第一轮复习课件:平面向量

高三数学高考第一轮复习课件:平面向量

第33讲 │ 知识要点
第33讲 │ 双基固化 双基固化
第33讲 │ 双基固化
第33讲 │ 双基固化
第33讲 │ 双基固化
第33讲 │ 双基固化
第33讲 │ 双基固化
第33讲 │ 双基固化
第33讲 │ 双基固化
第33讲 │ 双基固化
第33讲 │ 双基固化
第33讲 │ 双基固化
第33讲 │ 双基固化
第31讲 │ 双基固化
第31讲 │ 双基固化
第31讲 │ 双基固化
第31讲 │ 能力提升 能力提升
第31讲 │ 能力提升
第31讲 │ 能力提升
第31讲 │ 规律总结 规律总结
第32讲 │ 解斜三角形及应用举例
第32讲 解斜三角形及应用举例
第32讲 │ 编读互动 编读互动
第32讲 │ 知识要点 知识要点
第五单元 │ 考点解读
(6)掌握平面两点间的距离公式以及线段的定比分点 和中点坐标公式,并且能熟练运用,掌握平移公式.
(7)掌握正弦定理、余弦定理,并能初步运用它们解 斜三角形.
第五单元 │ 复习策略
复习策略
1.向量具有的几何形式和代数形式的“双重身份”,使 它成为中学数学知识的一个交汇点,成为多项内容的媒介.本 单元内容为新增知识点,在近几年的考试中所占分值比例正逐 年加大,分值在16~17分,较多情况是2小1大(一选择 一填空,解答题中一部分)或1小2大(选择或填空,解答题 以向量为背景或叙述形式). 2.本单元主要命题方式及考点: (1)主要考查向量的性质和运算法则以及基本运算技 能.要求掌握和、差、数乘和向量的数量积的运算法则,理解 其直观的几何意义.
第28讲 │ 双基固化
第28讲 │ 双基固化

2013年高考数学一轮复习 4.1 平面向量的基本概念及基本运算(

2013年高考数学一轮复习 4.1 平面向量的基本概念及基本运算(
①规定:零向量与任一向量的数量积为零. ②|a|cos θ(|b|cos θ)叫做向量 a 在向量 b 方向上(向量 b 在向 投影 . 量 a 方向上)的______
12.向量数量积的性质 设 a,b 都是非零向量,夹角为 θ,则
a· b=0 ; (1)a⊥b⇔________ 向量 a,b 共线 时取“=”号); (2)|ab|≤|a||b|(当且仅当______________ a2 ; (3)a· a=|a|2=a2,|a|=_____ a· b |a||b| (4)cos θ=_____.
长度相等、方向相反 7. __________________的向量叫相反向量. 平行四边形法则 和_____________ 8.向量加法的法则有________________ 三角形法则 . 结合律 和_______ 交换律 ,即( a+ b)+ c= 9.向量的加法满足_______ a +( b+c) 及 a+ b=________. b+a __________
点评 ①零向量在共线向量问题中是一个特例,解概念题时 应注意.②考察向量应考察其大小和方向,两者缺一不可.
方法点拨:对于向量的概念,应从大小和方向两个方面去 认识,还应注意零向量的特殊性.解决此类问题时,应观察式子 的结构特征,联想向量的运算法则及几何意义,进行正确地判 断.
考点二 向量的线性运算 →+ 示范2 (1)如图所示,已知 G 是△ABC 的重心,求证:GA → +GC → =0. GB
向量 ,向量的大小叫做向量 1.既有大小又有方向的量叫 ______
长度(或称模) . 的______________
任意的 . 2.长度为 0 的向量叫零向量,其方向是__________ 单位向量 . 3.模为 1 的向量叫做___________ 平行向量(或共线向量). 4.方向相同或相反的非零向量叫_____________________ 平行 . 5.规定 0 与任一向量_______ 长度相等、方向相同 的向量叫相等向量. 6.______________________

高三数学平面向量复习讲义

高三数学平面向量复习讲义

高三数学平面向量复习讲义上高二中:喻国标一.高考要求:1.理解向量的概念,掌握向量的几何表示,了解共线向量的概念.2.掌握向量的加法和减法.3.掌握实数与向量的积,理解两个向量共线的充要条件.4.了解平面向量的基本定理,理解平面向量的坐标概念,掌握平面向量的坐标运算.5.掌握平面向量的数量积及其几何意义,了解用平面向量的数量积可以处理有关长度,角度和垂直的问题,掌握向量垂直的条件.6.掌握平面两点间的距离公式,以及线段的定比分点和中点坐标公式,并且能熟练运用,掌握平移公式.7.掌握正弦,余弦定理,并能初步运用它们解斜三角形.二:高考热点:本章的重点是向量的概念:向量的两种表示:共线向量,零向量的概念:向量的运算及坐标表示:线段的定比分点,平移:正弦定理,余弦定理在解斜三角形中的应用等.其中,向量的共线,数量积,向量的平行与垂直,夹角公式与模,正弦定理和余弦定理的应用则是高考考查的热点内容.三:高考预测:综观近几年高考试题,预测在今后高考中平面向量的试题主要有两类:一是考查平面向量的概念和运算,突出考查共线:垂直,向量的模,数量积以及应用向量的几何关系判定点,线位置关系:二是突出平面向量的工具作用,主要是与函数,三角函数,解析几何,立体几何,解斜三角形的综合题.四.向量问题解题入口有三:1.几何法 2.坐标法 3.概念性质法5.1 向量的概念与性质(1课时)一.内容精讲.1.向量的两个要素:(1)大小---------模; (2)方向2.向量的表示方法:(1)几何表示法:用有向线段表示,但不能说有向线段就是向量.(2)字母表示法:①大写字母AB;:②小写字母a:(3)坐标表示法: a=(x,y) AB的坐标=终点B的坐标减去起点A的坐标.3.特殊向量(1)零向量:长度为零的向量叫做零向量,记作0: 规定其方向是任意的.(2)单位向量:长度等于一个单位长度的向量叫做单位向量.记做为: (x,y)且221x y +=或(cos θ sin θ) (0<θ<2π)4. 相关关系向量:(1) 共线向量(平行向量):方向相同或相反的非零向量,记做a ∥b .规定: 0与任意一向量平行.(2) 相等向量:长度相等且方向相同,记做a =b注意: ①零向量与零向量相等; ②任意两个相等的非零向量都可以用一条有向线段表示,并且与有向线段的起点无关.(3) 相反向量: 长度相等方向相反,AB BA =-二. 练习1.已知向量2,56,72AB a b BC a b CD a b =+=-+=-,则一定共线的三点是( )A. A B DB. A B CC. B, C, DD. A, C , D2.已知向量(,12),(4,5),(,10),,,OA k OB OC k A B C ===-且三点共线则k=______3与直线3x+4y+5=0的方向向量共线的一个单位向量是( )A (3,4)B (4 , -3)C (34,)55D (43,)55- 4.设向量(3,3),(5,1),OM ON =-=--则12MN =( ) A (-2,-4) B (-1,-2) C ( 4 ,-1) D (-4 ,1),:(1):(2)0,(3)()()0,0,0ABC AB AC BC AB BC CA AB BC AB BC ABC AC AB ABC AC AB ABC ∆-=++=+•-=∆•>∆•>∆5.在中有命题若则为等要三角形;(4)若则为等要三角形;(5)若若则为锐角三角形.上述命题正确的是( )A. ① ② B ① ④ C ② ③ D ② ③ ④6.设P={ a ∣ a =(-1, 1) +m ( 1, 2), m ∈R }, Q={ β ∣ β=(1 , -2) +n( 2, 3), n ∈R }是两个向量集合,则P ∩Q=__________________7.下列命题中正确的个数是( )(1) 若,:a a a a 与b 为非零向量,且 b 时则+b 必与或b 的方向相同(2) 若,,e a e a =为单位向量且则∣a ∣e ;(3) a a a ⋅⋅=∣a ∣3 (4) 若,a b b c a c 与共线又与共线,则与必共线(5) 若平面内四点A,B,C,D,则必有AC BD BC AD +=+.8.下列条件中,能确定三点A,B,P 不共线的是( )A 22sin 20cos 20MP MA MB =+B 22sec 20tan 20MP MA MB =-C 22csc 31cot 31MP MA MB =-D 22sin 20cos 70MP MA MB =+9.已知向量(3,4),(6,3),(5,(3))OA OB OC m m =-=-=--+(1) 若点A,B,C能构成三角形,求实数m 应满足的条件:(2) 若△ABC为直角三角形,且∠A为直角,求实数m 的值5.2 向量的加法和减法运算(二课时)一:内容精讲:(一) 几何表示的向量加法和减法1.向量的加法运算(1) 法则a b + b b a b +a a三角形法则 平行四边形法则(2)运算法则交换律:a b b a +=+ 结合律:()()a b c a b c ++=++▲ 两向量平行时,平行四边形法则不适用,用三角形法则.2.向量的减法运算(1)运算原理:是加法的逆运算,()a b a b -=+-(2) 运算法则a ab -ba b -是连接a 与b 终点并指向被减数的向量▲ ①围成一周顺次始终相接的向量(向量链)的和为0②∣∣a ∣-∣b ∣∣≦∣a ±b ∣≦∣a ∣+∣b ∣要探讨等号成立的条件(二) 坐标表示的向量加法和减法已知: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 )几何意义:已知11222121(,),(,)(,)OA x y OB x y AB OB OA x x y y ===-=--则 故2(AB x =二.练习1.在直角坐标系XOY中,已知点A(0,1)和点B(-3,4),若点C在∠AOC的平分线上且∣OC ∣=2,则OC =______ 2.设向量a =(-1,2),b =(2,-1),则(a ·b )(a b +)等于( )A (1,1) B (-4,-4) C -4 D (-2,-2)3.已知四边形ABCD是菱形,点P在对角线AC上(不包括端点A,C)则AP 等于( )A.(),(0,1)AB AD λλ+∈ B.(),(0,1)AB AD λλ+∈ C.(),(0,1)AB AD λλ-∈ D,(),(0,2AB BC λλ-∈ 4.已知△ABC的三个顶点A,B,C及所在平面内一点P满足,PA PB PC AB ++=则点P及△ABC的关系为( )A. P 在△ABC 内部B. P 在△ABC 外部C. P 在AB 边所在的直线上 D P 在△ABC 的AC 边的一个三等分点上 5.已知P是△ABC所在平面内一点,若CB PA PB λλ=+∈,其中R,则点P一定在( )A △ABC 内部 B AC边所在直线上C AB边所在直线上 D BC边所在直线上6.已知向量集合M={ a ∣ a =(1, 2) +m ( 3, 4), m ∈R }, N={ β ∣ β=(-2 , -2) +n( -2, -2), n ∈R }则M∩N=( )A.{(1,1)} B.{(1,1),(-2,-2)} C.{(-2,-2)} D.∅ 7.知,,,OA a OB b AOB OM ==∠且它们均为单位向量则的平分线上的单位向量为 ( ) A.aba b + B.a ba b ++ C.a ba b ++ D.a ba b b a ++8.在△OAB中,,OA a OB b ==OD是AB边的高,则AD λ=等于( ) A.2()a b a a b ⋅-- B.2()a ab a b ⋅-- C.()a b a a b ⋅-- D. ()a a b a b ⋅--9.非零向量,,OA a OB b ==若点关于OA 所在直线的对称点为B1 ,则向量1OB 为( ) A.22()a b b b a ⋅⋅- B.2a b - C.22()a b a ba ⋅⋅- D.2()ab a ba ⋅⋅-10.设(0≦θ<2π)已知两个向量()1cos ,sin OP θθ=,212(2sin ,2cos ),OPPP θθ=+-则向量长度的最大值为( )B. 11.已知A,B,C是不在同一条直线上的三个点,O是平面内的一定点,P是平面ABC内的一动点,若[)1(),0,,2OP OA AB BC λλ-=+∈+∞则点P的轨迹一定过△ABC 的( ) A.外心 B.内心 C.重心 D.垂心5.3 实数与向量的积一.内容精讲:1.实数与向量的积(1) 定义:实数λ与向量a 的积是一个向量,记做λa ,其长度和方向规定如下: ①a a λλ⋅=⋅②0,a a λλ>当时的方向与的方向相同0,a a λλ<当时的方向与的方向相反0,0a λλ==当时(2) 运算律:结合律:()()ua u a λλ=第一分配律:()u a a ua λλ+=+第二分配律:()a b a b λλλ+=+(3) 坐标运算记a =(x,y) ,R λ∈则 (,)a x y λλλ=2.向量共线定理向量b 与非零向量a 共线的充要条件是有且只有一个实数λ使得b =λa▲ ①a ≠0②此定理是用向量研究几何问题的切入点③已知a =(x 1, y 1) , b =(x 2, y 2),则a ∥b .12210x y x y ⇔-=3.平面向量基本定理:如果12,e e 是同一平面内两个不共线的向量,则对这一平面内的任意一个向量a 有且只有一对实数12,λλ使得1122a e e λλ=+不共线的向量12,e e 叫做这个平面内所有向量的一组基底.▲ ①此定理是向量加法运算与共线定理有机结合②此定理是向量运算的坐标表示基础.4.向量的坐标表示――――直角坐标在直角坐标系内,分别取X轴和Y轴方向相同的两个单位向量,i j 作为基底,则对平面上任一向量a 均有唯一的一对实数X,Y使得a =Xi +Yj ,那么(X,Y)就叫做向量a 的(直角)坐标,记做a =(X,Y)▲ 与a =(X,Y)相等的向量的坐标都相等,均为(X,Y).二.练习1. 斜三角形ABC 的外接圆的圆心为O,两条边上的高的交点为H,()OH m OA OB OC =++实数m=_____________2. 已知向量(,12),(4,5),(,10)OA k OB OC k ===-且A,B,C 三点共线,则k=_______________________3. 在三角形OAB 中,(1,2),(2,1),OA OB ==-,,OD AB AD AB λλ==是边上的高若则实数_____________________4. 点P 在一平面上作匀速直线运动,速度向量为V=(4,-3)(既点P 的运动方向与V 相同),且每秒移动的距离为︱V ︱个单位).设开始时点P 的坐标为(-10,10),则5秒后P 的坐标为( )A. (-2,4)B. (-30,25)C. (10,-5)D. (5,-10)5. 在三角形ABC 中,设,AB a AC b ==,点D 在线段BC 上,且,3,,BD DC AD a b =则用,表示为______________________6. 在三角形ABC 内求一点P,使222AP BP CP ++取得最小值,该点是三角形的( )A.垂心B.内心C.重心D.外心7. 在直角坐标平面中,已知点P 1 (1, 2) , P 2 (2, 22 ), P 3 (3, 23 ) , ……..,P n (n,2n ) ,其中n 是正整数,对平面上任意一点,记A 1 为A 0关于点P 1的对称点, A 2为A 1关于点P 2的对称点,……… A 0 为A n-1关于点P n 的对称点.(1) 求向量的坐标(2) 当点A 0曲线C 上移动时,点A 2 的轨迹是函数()y f x =的图象,其中()f x 是以3为周期的周期函数,且当x ∈(0,]3时, ()lg f x x =,求以曲线C 为图象的函数在(1,]4上的解析式.(3) 对任意偶数n,用n 表示向量0n A A 的坐标.8. 已知向量a =(1,2), b =(-2,1),k,t 为正实数,向量21(1),x a t b y ka b t=++=+ (1) ,.x y k ⊥若求的最小值(2)是否存在k ,t,使x y , 若存在,求出k 的范围,若不存在,说明理由..5.4. 向量的数量积一. 内容精讲.1. 平面向量的数量积(1) 向量夹角的概念----------只对非零向量而言.两个非零向量a b 与的方向所在的射线形成的角θ,叫做a b 与的夹角 (0180θ≤≤)(2) 向量的数量积.①定义:两个非零向量a b 与,他们的夹角为θ,则cos a b θ叫做向量a b 与的数量积(或内积) 记做: cos ,00a b a b a θ==规定②投影:cos a θ叫做向量b 在a 方向上的投影③坐标运算:设a =(x 1, y 1) , b =(x 2, y 2),则1212a b x x y y =+2.运算律:设,,,R a b c λ∈ ① 结合律:()()a b a b a b λλλ==② 交换律: a b b a =③ 分配律: ()a b c a c b c +=+④ 符合多项式运算法则,但三个向量的数量积不满足结合律. 特别地:222()2a b a a b b ±=±+ 和 2222()()a b a b a b a b +-=-=-3.数量积的性质及应用121221222221122(1)00,,.(2)(4)cos 0,00,a b a b x x y y a b a a a a a a b a b y y a bb x y x y a b a b a b bc a cθ⊥⇔=⇔+==⇒=≤+==++*===*==非零,求距离的工具.(3)a a 不能说或不能说 二.练习1.已知非零向量,,a b c 满足a b a c ⋅=⋅,则b 与c 的关系是( ) A.相等 B.共线 C.垂直 D.不确定2.如果向量,a b 满足||3a =,||4b =,()(3)81a b a b +⋅+=,则a 与b 的夹角是( ) A.30° B.60° C.90° D.120°3.若,a b 是不共线的两向量,且12,AB a b AC a b λλ=+=+12(,)R λλ∈,则A,B,C 三点共线的充要条件是 A.121λλ==- B.121λλ== C.121λλ=- D.121λλ=( ) 4. .已知△ABC 中,,AB a CA b ==,当0a b ⋅>时,△ABC 为( ) A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.不确定5. 设向量a 的模等于4, a 与b 的夹角为5π6,则a 在方向b 上的投影为 ( ) A.2 3 B.-2 3 C.2 D.- 26. 已知a =(k,2),b =(-3,5),且a 与b 夹角为钝角,则k 的取值范围是( ) A.(103,+∞) B.[ 103,+∞] C.(-∞, 103) D. (-∞, 103) 7. 已知A(2,3),B(4,2),P 是x 轴上的动点,当P 点坐标为 时,AP BP ⋅最小,此时∠APB= .8.已知动点P 与定点M(1,1)为起点的向量与向量a =(4,-6)垂直,则动点P 的轨迹是 .9.已知A(a,0),B(0,a),a>0,点P 在线段AB 上,且AP t AB =(0≤t ≤1),则OA OP ⋅的最大值是 .10. 已知向量||),15sin ,15(cos ),75sin ,75(cos b a b a -==那么 的值是 ( )A .21 B .22 C .23 D .1 11. 若向量),sin ,(cos ),sin ,(cos ββαα==b a 则b a 与一定满足 ( ) A.b a 与的夹角等于βα- B.)(b a +⊥)(b a - C.a ∥b D.a ⊥b12. 若|a-b|=32041-,|a |=4,|b |=5,则向量a ·b = ( ) A.103 B.-103 C.102 D.1013. △ABC 的三边长分别为AB=7,BC=5,CA=6,则BC AB ⋅的值为 ( )(A )19 (B )-19 (C )-18 (D )-1414. 在△ABC 中,有命题①→AB -→AC =→BC ;②→AB +→BC +→CA =→0;③若(→AB +→AC )⋅(→AB -→AC )=0,则△ABC 是等腰三角形;④若→AB ⋅→AC >0,则△ABC 为锐角三角形.上述命题正确的是( )A .①②B .①④C .②③D .②③④15.已知平面上直线l 的方向向量→e =(-45,35),点O(0,0)和A(1,-2)在l 上的射影分别是O '和A ',则→O 'A '=λ→e ,其中λ= ( )A .115B .-115C .2D .-2 16.已知向量→a =(cos θ,sin θ),向量→b =(3,-1)则|2→a -→b |的最大值,最小值分别是A . 42,0B .4,4 2C .16,0D .4,0 ( )17.已知a 、b 为两个非零向量,有以下命题:①2a =2b ,②a ·b =2b ,③|a |、=|b |且a ∥b .其中可以作为a =b 的必要但不充分条件的命题是 ( ) A .② B .①③ C .②③ D .①②③ 18. 若向量a 与b 的夹角为60,||4,(2).(3)72b a b a b =+-=-,则向量a 的模为 ;19.设),,0(),0,1(),sin ,cos 1(),sin ,cos 1(παββαα∈=-=+=c b a )2,(ππβ∈,a 与c 的夹角1θ,b 与c 的夹角为θ2,且621πθθ=-,则4sin βα-的值为 。

高三数学一轮复习平面向量基本定理及坐标表示

高三数学一轮复习平面向量基本定理及坐标表示

A. 2
√B. 5
C. 10
D.5
解析 根据题意可得1×t=2×(-2),可得t=-4,
所以a+b=(-1,-2),
从而可求得|a+b|= 1+4= 5,故选 B.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
4.已知平面直角坐标系内的两个向量a=(1,2),b=(m,3m-2),且平面内的任
∴-2×(4-k)=-7×(-2k),解得 k=-23.
3 课时作业
PART THREE
基础保分练
1.已知 M(3,-2),N(-5,-1),且M→P=12M→N,则 P 点的坐标为
A.(-8,1)
√B.-1,-23
解析 设 P(x,y),则M→P=(x-3,y+2).
C.1,32
D.(8,-1)
而12M→N=12(-8,1)=-4,12,
x-3=-4, ∴y+2=12,
x=-1, 解得y=-32,
∴P-1,-23.故选 B.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2.(2019·山西榆社中学诊断)若向量A→B=D→C=(2,0),A→D=(1,1),则A→C+B→C等于
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=(x1,y1),b=(x2,y2),则 a+b= (x1+x2,y1+y2) ,a-b= (x1-x2,y1-y2) , λa= (λx1,λy1) ,|a|= x21+y21 .
(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(x1,y1),B(x2,y2),则 A→B= (x2-x1,y2-y1),|A→B|= x2-x12+y2-y12 . 3.平面向量共线的坐标表示 设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0.a,b共线⇔ x1y2-x2y1=0 .

高三数学一轮复习平面向量的数量积及应用教案

高三数学一轮复习平面向量的数量积及应用教案
命题走向
本讲以选择题、填空题考察本章的基本概念和性质,重点考察平面向量的数量积的概念及应用。重点体会向量为代数几何的结合体,此类题难度不大,分值5~9分。
平面向量的综合问题是“新热点”题型,其形式为与直线、圆锥曲线、三角函数等联系,解决角度、垂直、共线等问题,以解答题为主。
预测2017年高考:
(1)一道选择题和填空题,重点考察平行、垂直关系的判定或夹角、长度问题;属于中档题目。
法二: · = ·( + )
= ·( + + )
=2 · + ·
=2| |·| |·cos ,
=2×| |·| |·
=2×| |2=2×32=18.
(1)C (2) 18
由题悟法
平面向量数量积问题的类型及求法
(1)已知向量a,b的模及夹角θ,利用公式a·b=|a||b|·cosθ求解;
(2)已知向量a,b的坐标,利用数量积的坐标形式求解.
以题试法
2.(1)设向量a=(x-1,1),b=(-x+1,3),则a⊥(a-b)的一个充分不必要条件是( )
A.x=0或2 B.x=2
C.x=1 D.x=±2
(2)已知向量a=(1,0),b=(0,1),c=a+λb(λ∈R),向量d如图所示,则( )
A.存在λ>0,使得向量c与向量d垂直
B.存在λ>0,使得向量c与向量d夹角为60°
2.向量的应用
(1)向量在几何中的应用;
(2)向量在物理中的应用。
二.典例分析
(1)若向量a=(1, 1),b=(2,5),c=(3,x)满足条件(8a-b)·c=30,则x=( )
A.6B.5
C.4D.3
(2) (2012·湖南高考)如图,在平行四边形ABCD中,AP⊥BD,垂足为P,且AP=3,则 · =________.

2013届高考一轮数学复习理科课件(人教版)专题研究______平面向量的综合应用

2013届高考一轮数学复习理科课件(人教版)专题研究______平面向量的综合应用

第五章
专题研究
高考调研
高三数学(新课标版· 理)
→· → =PB →· → ⇒PB →· → -PA → )=0⇒PB →· → =0,同 由PA PB PC (PC AC → → → → 理,有PA· BC=0,PC· AB=0. 则 P 为垂心,故选 C.
【答案】 C
第五章
专题研究
高考调研
高三数学(新课标版· 理)
第五章
专题研究
高考调研
→ |= 3,|OA → |=1, 又∵|OB 3→ → → → 故OD= 3 OA,OE= OB, 3
高三数学(新课标版· 理)
3→ 3 → → ∴OC= 3 OA+ 3 OB,此时 m= 3,n= 3 , m 3 ∴ = =3. n 3 3
第五章
专题研究
高考调研
高三数学(新课标版· 理)
第五章 专题研究
高考调研
高三数学(新课标版· 理)
→ |=|OB → |=|OC → |知 O 到 A、B、C 三点 【解析】 由|OA 的距离相等,即为外心. → → → → → 由NA+NB+NC=0, 设 D 为 BC 中点, 则有NA+2ND =0. 则 N 为中线靠近中点的三等分点,即为重心.
【答案】 3
第五章
专题研究
高考调研
高三数学(新课标版· 理)
例 2 (1)(2009· 海南、 宁夏)已知点 O, N, P 在△ABC → |= |OB → | = |OC → |, NA → +NB → +NC → =0, 所在平面内,且 |OA →· → =PB →· → =PC →· → ,则点 O,N,P 依次是△ABC 的 PA PB PC PA ( ) A.重心、外心、垂心 B.重心、外心、内心 C.外心、重心、垂心 D.外心、重心、内心

高三数学一轮复习平面向量复习教案和学案

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 。

2013届高考数学(理)一轮复习课件:第五篇 平面向量第2讲 平面向量基本定理及其坐标表示)

2013届高考数学(理)一轮复习课件:第五篇 平面向量第2讲 平面向量基本定理及其坐标表示)
x=3, ∴ y=-1.
).
x-y=4, 设c=xa+yb,则 x+y=2,
∴c=3a-b. 答案 B
3.(2012· 郑州月考)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.-1 ).
B.1 C.-2 D.2
解析 设a=λb(λ<0),即m=λ且1=λm.解得m=± 1,由于λ< 0,∴m=-1. 答案 A
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叫表示这一平面内所有向量的一组 基底.
2.平面向量坐标运算 (1)向量加法、减法、数乘向量及向量的模 设 a=(x1,y1),b=(x2,y2),则
(x1+x2,y1+y2) ,a-b= (x1-x2,y1-y2) = (λx1,λy1) ,|a|= x2+y2. 1 1
【ABCD中,AD∥BC,∠
→ → ADC=90° ,AD=2,BC=1,P是腰DC上的动点,则|PA +3PB | 的最小值为________. [尝试解析] 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.
4.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)
解析 设c=(x,y), 则4a+(3b-2a)+c=0,
4-6-2+x=0, ∴ -12+12+6+y=0, x=4, ∴ y=-6.
→ → → ∵AD=xAB+yAC,∴(2+ 3, 3)=(2x,2y). x=1+ 3, 2+ 3=2x, 2 即有 解得 3=2y, y= 3. 2 3→ → → → 3 → 另解:AD=AF+FD=1+ AB+ AC, 2 2 3 3 所以x=1+ 2 ,y= 2 . 3 答案 1+ 2 3 2

一轮复习教案高中数学

一轮复习教案高中数学

一轮复习教案高中数学
主题:数学复习
教学时间:3周
教学目标:
1. 完成对高中数学知识的全面复习,巩固知识点,提高解题能力。

2. 能够灵活运用数学方法解决实际问题。

3. 为高考数学打下坚实的基础。

教学内容:
第一周:函数与导数、数列和数学归纳法、平面向量
第二周:三角函数、立体几何、概率与统计
第三周:解析几何、三角、导数课程
教学方法:
1. 教师讲解:通过清晰简洁的讲解,帮助学生理解数学知识点。

2. 例题演练:通过实例演练,让学生掌握解题技巧。

3. 课堂练习:结合教材的习题,让学生在课堂上进行答题,巩固知识点。

4. 作业布置:每天布置适量的作业,让学生巩固所学知识。

评价方法:
1. 每周进行一次小测验,检验学生的掌握情况。

2. 每周进行一次模拟考试,检验学生的应用能力和解题能力。

3. 根据学生的表现,及时调整教学内容,帮助学生提高成绩。

复习建议:
1. 每天安排固定的学习时间,保持持续性的复习。

2. 多做题,多思考,找出解题方法和思路。

3. 认真对待每一次作业,及时批改并总结错误。

注意事项:
1. 考虑到学生吸收能力和注意力有限,教学过程中控制教学进度,确保学生理解。

2. 鼓励学生积极参与讨论和提问,激发学生的学习兴趣。

3. 督促学生遵守规定的学习计划和复习安排,确保高效学习。

希望以上教案能够对您进行高中数学的复习有所帮助,祝学习顺利!。

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高中数学讲座 高考中的平面向量问题龚天勇考纲解读▪ 要掌握平面向量的概念与性质(共线、模、夹角、垂直等); ▪ 在选择填空中要重视平面向量的几何运算,也要重视坐标运算(有时要自己建系);要注意三角形的重心、垂心的向量判断; ▪ 在其它知识如解析几何中要注意平面向量的工具作用(如平行、垂直可转化向量的关系求解)。

一、平面向量基本概念与性质: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 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 ||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a 是零向量⇔|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。

注意零向量与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。

注意:(1)、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,(2)、理解平行向量中的“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叫相等向量;相等向量经过平移后总可以重合,记为b a =。

两个向量相等的充要条件是对应坐标相等;即:),(),(2211y x y x =⎩⎨⎧==⇔2121y y x x 。

2.向量的运算(1)向量加法:求两个向量和的运算叫做向量的加法。

设,AB a BC b == ,则a +b =AB BC +=AC 。

规定:(1)a a a=+=+00;(2)向量加法满足交换律与结合律;向量加法的“三角形法则”与“平行四边形法则”(1)用平行四边形法则时,两个已知向量是始点重合,和向量是始点与两个已知向量的始点重合的那条对角线,而差向量是另一条对角线,方向是从减向量指向被减向量。

(2) 三角形法则的特点是在向量“首尾相接”时,由第一个向量的起点指向最后一个向量的终点的有向线段就表示这些向量的和;差向量是从减向量的终点指向被减向量的终点。

当两个向量的起点公共时,用平行四边形法则;当两向量是首尾连接时,用三角形法则。

向量加法的三角形法则可推广至多个向量相加:AB BC CD PQ QR AR +++++=,但这时必须“首尾相连”。

(2)向量的减法①相反向量:与a 长度相等、方向相反的向量,叫做a的相反向量。

记作a-,零向量的相反向量仍是零向量。

关于相反向量有: (i ))(a--=a;(ii) a+(a -)=(a -)+a =0 ;(iii)若a、b 是互为相反向量,则a =b -,b =a -,a +b =0 。

②向量减法:求两个向量差的运算,叫做向量的减法。

向量a 加上b 的相反向量叫做a与b 的差,记作:)(b a b a -+=-③作图法:当a 、b 有共同起点时,b a -可以表示为从b 的终点指向a的终点的向量;(3)实数与向量的积①实数λ与向量a 的积是一个向量,记作λa,它的长度与方向规定如下:(Ⅰ)aa⋅=λλ;(Ⅱ)当0>λ时,λa的方向与a的方向相同;当0<λ时,λa的方向与a的方向相反;当0=λ时,0 =a λ,方向是任意的。

②数乘向量满足交换律、结合律与分配律。

3.两个向量共线定理:向量b 与非零向量a 共线⇔有且只有一个实数λ,使得b =aλ。

4.平面向量的基本定理如果21,e e 是一个平面内的两个不共线向量,那么对这一平面内的任一向量a,有且只有一对实数21,λλ使:2211e e aλλ+=其中不共线的向量21,e e叫做表示这一平面内所有向量的一组基底。

5、平面向量的正交分解把一个向量分解为两个互相垂直的向量,叫做把向量正交分解. 6.平面向量的坐标表示(1)平面向量的坐标表示:在直角坐标系中,分别取与x 轴、y轴方向相同的两个单位向量,i j作为基底由平面向量的基本定理知,该平面内的任一向量a 可表示成a xi yj =+ ,由于a与数对(x,y)是一一对应的,因此把(x,y)叫做向量a 的坐标,记作a =(x,y),其中x 叫作a在x 轴上的坐标,y 叫做在y 轴上的坐标。

规定:相等的向量坐标相同,坐标相同的向量是相等的向量; 向量的坐标与表示该向量的有向线段的始点、终点的具体位置无关,只与其起点、终点的相对位置有关系。

(2)平面向量的坐标运算:①若()()1122,,,a x y b x y == ,则()1212,a b x x y y ±=±±; ②若()()2211,,,y x B y x A ,则()2121,AB x x y y =--;③若a =(x,y),则λa=(λx, λy);④若()()1122,,,a x y b x y == ,则1221//0a b x y x y ⇔-=。

7两个向量的夹角(1)定义:已知两个 非零 向量a 和b,作 OA =a ,OB=b ,则∠AOB=θ叫做向量a 与b 的夹角.(2)范围: 向量夹角θ的范围是 θ︒≤≤︒0180,a 与b 同向时, 夹角θ=0° ;a 与b 反向时,夹角θ= 180° (3)向量垂直如果向量a 与b 的夹角是 90°,则a 与b 垂直,记作 a ⊥b 8、.向量的数量积(1)两个非零向量的夹角已知非零向量a 与a ,作OA =a ,OB =b ,则∠A OA =θ(0≤θ≤π)叫a 与b 的夹角;说明:①当θ=0时,a 与b 同向;②当θ=π时,a 与b 反向; ③当θ=2π时,a 与b 垂直,记a ⊥b ;④注意在两向量的夹角定义,两向量必须是同起点的,范围0︒≤θ≤180︒。

(2)数量积的概念已知两个非零向量a 与b ,它们的夹角为θ,则a ·b =︱a︱·︱b ︱cos θ叫做a与b 的数量积(或内积)。

规定00a ⋅= ;向量的投影:︱b︱cos θ=||a ba ⋅ ∈R ,称为向量b 在a 方向上的投影。

投影的绝对值称为射影;(3)数量积的几何意义: a ·b 等于a 的长度与b 在a方向上的投影的乘积(4)向量数量积的性质①向量的模与平方的关系:22||a a a a ⋅==。

②乘法公式成立()()2222a b a b a bab +⋅-=-=- ;()2222ab a a bb ±=±⋅+ 222a ab b =±⋅+ ; ③平面向量数量积的运算律交换律成立:abba ⋅=⋅; 对实数的结合律成立:()()()()a b a b a b R λλλλ⋅=⋅=⋅∈; 分配律成立:()abca cbc ±⋅=⋅±⋅ ()c a b =⋅±。

④向量的夹角:cos θ=c o s ,a b a b a b ∙<>=∙ =222221212121y x y x y y x x +⋅++。

当且仅当两个非零向量a 与b 同方向时,θ=00,当且仅当a 与b 反方向时θ=1800,同时0与其它任何非零向量之间不谈夹角这一问题(5)两个向量的数量积的坐标运算已知两个向量1122(,),(,)ax y bx y == ,则a ·b=1212x x y y +。

(6)垂直:如果a 与b 的夹角为900则称a 与b 垂直,记作a ⊥b 。

两个非零向量垂直的充要条件:a ⊥b ⇔a·b =O ⇔02121=+y y x x ,平面向量数量积的性质。

(7)平面内两点间的距离公式设),(y x =,则222||y x +=或22||y x +=。

如果表示向量a 的有向线段的起点和终点的坐标分别为),(11y x 、),(22y x ,那么221221)()(||y y x x a -+-=(平面内两点间的距离公式) 二、题型举例题型1:平面向量的概念例1.给出下列命题:①若|a |=|b |,则a =b;②若A ,B ,C ,D 是不共线的四点,则AB DC =是四边形ABCD为平行四边形的充要条件;③若a =b ,b =c ,则a =c;④a =b 的充要条件是|a |=|b |且a //b ; ⑤ 若a //b ,b //c ,则a //c;其中正确的序号是 。

解析:①不正确.两个向量的长度相等,但它们的方向不一定相同;②正确;∵ AB DC = ,∴ ||||AB DC =且//AB DC ,又 A ,B ,C ,D 是不共线的四点,∴ 四边形 ABCD 为平行四边形;反之,若四边形ABCD 为平行四边形,则,//AB DC 且||||AB DC =,因此,AB DC = 。

③正确;∵ a =b ,∴ a ,b的长度相等且方向相同;又b =c ,∴ b ,c的长度相等且方向相同,∴ a ,c 的长度相等且方向相同,故a =c。

④不正确;当a //b 且方向相反时,即使|a |=|b |,也不能得到a =b,故|a |=|b |且a //b 不是a =b的充要条件,而是必要不充分条件; ⑤不正确;考虑b =0这种特殊情况;综上所述,正确命题的序号是②③。

点评:本例主要复习向量的基本概念。

向量的基本概念较多,因而容易遗忘。

为此,复习时一方面要构建良好的知识结构,另一方面要善于与物理中、生活中的模型进行类比和联想。

例2、设0a 为单位向量,(1)若a 为平面内的某个向量,则a =|a |·0a ;(2)若a 与a 0平行,则a =|a |·0a ;(3)若a 与0a 平行且|a |=1,则=0。

上述命题中,假命题个数是( )A .0B .1C .2D .3解析:向量是既有大小又有方向的量,与||0模相同,但方向不一定相同,故(1)是假命题;若a 与0a 平行,则a 与0a 方向有两种情况:一是同向二是反向,反向时a =-|a |0a ,故(2)、(3)也是假命题。

综上所述,答案选D 。

点评:向量的概念较多,且容易混淆,故在学习中要分清,理解各概念的实质,注意区分共线向量、平行向量、同向向量等概念。

题型2:平面向量的坐标及运算例3已知ABC 中,A(2,-1),B(3,2),C(-3,1),BC 边上的高为AD ,求AD 。

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