第1课时 平面向量及其线性运算
2020年高一下学期第1讲:平面向量的基本概念与线性运算(含解析)
4若两个向量相等,则它们的起点和终点分另重合;
5若a//b,b//c,则a//C.
A.0个B.1个C.2个D.3个
2.下列命题中,正确的是()
a.a与b共线,b与c共线,则a与c也共线
B.任意两个相等的非零向量的始点与终点总是一平行四边形的四个顶点
十、十muruur r
和0A交于E,设AB占,AO b
(1)用向量a与b表示向量Oc,CD;
…uuumu,亠
(2)若OE OA,求实数的值.
26.如图,已知ABC的面积为14,D、E分别为边AB、BC上的点,且AD:DB BE:EC2:1,AE
(1)求及;
rr uuu
(2)用aLeabharlann b表示BP;(3)求PAC的面积.
动点
uuu
P满足OP
uur
OA
uuur
/AB
(uuu
|AB|
uuur
AC、
-uuu^),
|AC|
[0,),则P的轨迹一定通过
ABC的()
A.外心
B.内心
C.重心
D.垂心
1 2.如图,四边形ABCD是正方形,
延长CD至E,
使得
DE CD.若动点P从点A出发,沿正方形
A点,其中
UUU
AP
UUL
AB
AE,下列判断正确的是()
3
|CB|,
若
AB BC,贝U(
)
2
2
5
5
A .-
B .-
C.
D.
3
3
3
3
5.已知|a11,
rrr
《平面向量》第1讲 平面向量的概念和线性运算
小结
1. 基本概念.
2. 向量的线性运算(加法、减法、数乘).
运算结果仍然是一个向量.
3. 两个向量共线的充要条件.
三点共线的应用.
一.向量的基本概念
[例题1]. 下列说法正确的是 .
(1).0 的方向是任意的;
(2).0// a;
(3). 0 0;
(4).0 a a 0 a;
(5). 0 0; (6).0 a 0.
二.向量的线性运算
[例题2]. 设O是正六边形ABCDEF的中点. (1) 与 OA 相等的向量有 (2) 设 AC a, BD b, 请用这两个向量表示 CD . .
课题:
向量的基本概念与线性运算
知识点1.向量的基本概念
(1) 既有大小,又有方向的量叫向量. (2) 长度为0的向量叫零向量. (3) 长度等于1的向量单位向量.
[ [
Y Y
] ]
[ (4) 方向相同的非零向量叫平行向量. [ (5) 平行向量又叫共线向量. [ [ (6) 长度相等的向量叫相等向量.
BC CD
(2) 证明:A、B、D三点共线.
(3) 试确定实数k,使k a+b和a+k b共线.
二.向量的线性运算
变式1. 设 a , b 是两个非零的不共线向量 . 且向量 a , b 的起点相同,当t= 时,
1 ab 三个向量 a , tb, 3
的终点共线 .
二.向量的线性运算
(7) 方向相反的向量叫相反向量.
[
Y ] N ] Y ] N ] N ]
知识点2、向量的线性运算.
类型 加 法 代数运算
几何运算
a
坐标运算
第01讲 平面向量的概念及线性运算(六大题型)(课件)高考数学一轮复习(新教材新高考)
题型突破·考法探究
题型二:平面向量的线性运算及求参数问题
【典例2-1】若 = 7, = 4 ,则 的取值范围是( )
A.[3,7]
B. 3,7
C. 3,11
D.(3,11)
【答案】C
【解析】由题意知 = 7, = 4,且 = | − |,
当, 同向时, 取得最小值, = | − | = ||| − ||| = |4 − 7| = 3;
【答案】C
【解析】对于A,向量的模为非负数,它们可以比较大小,但向量不可以比较大小,故
A错误.
对于B,两个向量的模相等,但方向可以不同,故B错误.
对于C,若Ԧ = ,则,
,故C成立.
Ԧ 必定共线,故//
Ԧ
对于D,当Ԧ ≠ 时,它们可以模长不相等,但可以同向或反向,
故与
Ԧ 可以为共线向量,故D错误.故选:C
后一个向量终点的向量.
即 + + ⋯ + − = .
(2)||| − ||| ≤ | ± | ≤ || + ||,当且仅当, 至少有一个为时,向量不等式的等号成
立.
(3)特别地:||| − ||| ≤ | ± |或| ± | ≤ || + ||当且仅当, 至少有一个为时或者
与向量长度无关,两个向量方向相同
且长度相等,就是相等向量.
题型突破·考法探究
题型一:平面向量的基本概念
【变式1-1】下列说法中,正确的是(
)
A.若||
Ԧ > ||,则Ԧ >
C.若Ԧ = ,则//
Ԧ
B.若||
Ԧ = ||,则Ԧ =
D.若Ԧ ≠ ,则与
第1讲 平面向量的概念及线性运算
第1讲 平面向量的概念及线性运算
1
2
必备知识
核心考点
自主排查
师生共研
3
高 考 总 复 习
课标要求
考情分析
1.了解向量的实际背景,理解平面向量
的概念和两个向量相等的含义,理解向 虽然近两年在本讲没有直接命
量的几何表示.
题,但在考查其他知识点时,
2.掌握向量加法、减法的运算,理解其
形为(
A.平行四边形
)
B.菱形
C.矩形
√
D.梯形
解析:选C.因为 = −,可得 = ,所以四边形是平行四
边形.
又 − = + ,可得 = ,
所以平行四边形的对角线相等,
因此四边形是矩形.故选C.
37
高 考 总 复 习
A. +
B. −
C. −
√
)
D. +
解析:选C. = + = + = + ( − ) = − .
故选C.
高 考 总 复 习
3.(人教A版必修第二册P22T4改编)化简:
(1) − + + =____;
经常涉及向量的加法、减法及
几何意义.
数乘运算以及它们的几何意义.
3.掌握向量的数乘运算及其几何意义,
预计2025年高考仍会考查线性
理解两个向量共线的含义.
运算,题型以选择题、填空题
4.了解向量线性运算的性质及其几何意
为主,难度属中、低档.
义.
PART
1
必备知识
第五章
自主排查
5
第1节 平面向量的概念及线性运算--2025年高考数学复习讲义及练习解析
第一节平面向量的概念及线性运算课标解读考向预测1.理解平面向量的意义、几何表示及向量相等的含义.2.掌握向量的加法、减法运算,并理解其几何意义及向量共线的含义.3.了解向量线性运算的性质及其几何意义.预计2025年高考对本节内容的考查会以线性运算、共线向量定理为主,主要以选择题、填空题的形式出现,难度属中、低档.必备知识——强基础1.向量的有关概念名称定义表示向量在平面中,既有大小又有方向的量用a ,b ,c ,…或AB →,BC →,…表示向量的模向量a 的大小,也就是表示向量a 的有向线段AB →的长度(或称模)|a |或|AB →|零向量长度为0的向量用0表示单位向量长度等于1个单位的向量用e 表示,|e |=1平行向量方向相同或相反的非零向量(或称共线向量)a ∥b 相等向量长度相等且方向相同的向量a =b相反向量长度相等,方向相反的向量向量a 的相反向量是-a说明:零向量的方向是不确定的、任意的.规定:零向量与任一向量平行.2.向量的线性运算向量运算法则(或几何意义)运算律加法交换律:a +b =01b +a ;结合律:(a +b)+c =02a+(b +c )减法a -b =03a +(-b )数乘|λa |=|λ||a |,当λ>0时,λa 的方向与a 的方向04相同;当λ<0时,λa 的方向与a 的方向05相反;当λ=0时,λa =060λ(μa )=07(λμ)a ;(λ+μ)a =08λa +μa ;λ(a +b )=09λa +λb3.向量共线定理向量a (a ≠0)与b 共线的充要条件是:存在唯一一个实数λ,使得b =λa .提醒:当a ≠0时,定理中的实数λ才唯一.1.一般地,首尾顺次相接的多个向量的和等于从第一个向量的起点指向最后一个向量的终点的向量,即A 1A 2→+A 2A 3→+A 3A 4→+…+A n -1A n =A 1A n →.特别地,一个封闭图形,首尾连接而成的向量和为零向量.2.若F 为线段AB 的中点,O 为平面内任意一点,则OF →=12OA →+OB →).3.若A ,B ,C 是平面内不共线的三点,则PA →+PB →+PC →=0⇔P 为△ABC 的重心,AP →=13(AB→+AC →).4.若OA →=λOB →+μOC →(λ,μ为常数),则A ,B ,C 三点共线的充要条件是λ+μ=1.5.对于任意两个向量a ,b ,都有||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |.1.概念辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)|a |与|b |是否相等,与a ,b 的方向无关.()(2)若向量a 与b 同向,且|a |>|b |,则a >b .()(3)若向量AB →与向量CD →是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点在一条直线上.()(4)起点不同,但方向相同且模相等的向量是相等向量.()答案(1)√(2)×(3)×(4)√2.小题热身(1)如图,D ,E ,F 分别是△ABC 各边的中点,则下列结论错误的是()A .EF →=CD →B .AB →与DE →共线C .BD →与CD →是相反向量D .AE →=12|AC →|答案D解析AE →=12AC →,故D 错误.故选D.(2)(人教B 必修第二册6.2.1例3改编)设向量a ,b 不共线,向量λa +b 与a +2b 共线,则实数λ=________.答案12解析∵λa +b 与a +2b 共线,∴存在实数μ使得λa +b =μ(a +2b )=μ,=2μ,=12,=12.(3)(人教A 必修第二册6.2例6改编)已知▱ABCD 的对角线AC 和BD 交于点O ,且OA →=a ,OB →=b ,则DC →=________,BC →=________.(用a ,b 表示)答案b -a -a -b解析如图,DC →=AB →=OB →-OA →=b -a ,BC →=OC →-OB →=-OA →-OB →=-a -b .(4)(人教A 必修第二册习题6.2T10改编)若a ,b 满足|a |=3,|b |=5,则|a +b |的最大值为________,最小值为________.答案82解析|a +b |≤|a |+|b |=3+5=8,当且仅当a ,b 同向时取等号,所以|a +b |max =8.又|a +b |≥||a |-|b ||=|3-5|=2,当且仅当a ,b 反向时取等号,所以|a +b |min =2.考点探究——提素养考点一平面向量的有关概念例1(多选)下列命题中的真命题是()A .若|a |=|b |,则a =bB .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C .若a =b ,b =c ,则a =cD .a =b 的充要条件是|a |=|b |且a ∥b 答案BC解析A 是假命题,两个向量的长度相等,但它们的方向不一定相同;B 是真命题,∵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 →|,AB →∥DC →且AB →,DC →方向相同,因此AB →=DC →;C 是真命题,∵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 ;D 是假命题,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.故选BC.【通性通法】平面向量有关概念的四个关注点关注点一非零向量的平行具有传递性关注点二共线向量即为平行向量,它们均与起点无关关注点三向量可以平移,平移后的向量与原向量是相等向量关注点四a|a |是与a 同方向的单位向量【巩固迁移】1.(多选)下列命题正确的是()A .零向量是唯一没有方向的向量B .零向量的长度等于0C .若a ,b 都为非零向量,则使a |a |+b|b |=0成立的条件是a 与b 反向共线D .若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c 答案BC解析零向量是有方向的,其方向是任意的,故A 错误;由零向量的定义知,零向量的长度为0,故B 正确;因为a |a |与b |b |都是单位向量,所以只有当a |a |与b|b |是相反向量,即a 与b 反向共线时才成立,故C 正确;若b =0,则不共线的a ,c 也有a ∥0,c ∥0,故D 错误.考点二平面向量的线性运算(多考向探究)考向1平面向量加、减运算的几何意义例2设P 为▱ABCD 对角线的交点,O 为平面ABCD 内的任意一点,则OA →+OB →+OC →+OD →=()A .OP →B .2OP →C .3OP →D .4OP→答案D解析由题意知,P 为AC ,BD 的中点,所以在△OAC 中,OP →=12(OA →+OC →),即OA →+OC →=2OP →,在△OBD 中,OP →=12(OB →+OD →),即OB →+OD →=2OP →,所以OA →+OB →+OC →+OD →=4OP →.故选D.【通性通法】1.平面向量的线性运算技巧(1)不含图形的情况:可直接运用相应运算法则求解.(2)含图形的情况:将它们转化到三角形或平行四边形中,充分利用相等向量、相反向量、三角形的中位线等性质,把未知向量用已知向量表示出来.2.三种运算法则的要点(1)加法的三角形法则要求“首尾连”,平行四边形法则要求“共起点”.(2)减法的三角形法则要求“共起点,连终点,指被减”.(3)数乘运算的结果仍是一个向量,运算过程可类比实数运算.【巩固迁移】2.(2024·山东青岛二中月考)若|AB →|=|AC →|=|AB →-AC →|=2,则|AB →+AC →|=________.答案23解析因为|AB →|=|AC →|=|AB →-AC →|=2,所以△ABC 是边长为2的正三角形,所以|AB →+AC →|为△ABC 的边BC 上的高的2倍,所以|AB →+AC →|=23.考向2平面向量的线性运算例3(2022·新高考Ⅰ卷)在△ABC 中,点D 在边AB 上,BD =2DA ,记CA →=m ,CD →=n ,则CB →=()A .3m -2nB .-2m +3nC .3m +2nD .2m +3n答案B解析CD →=23CA →+13CB →,即CB →=-2CA →+3CD →=-2m +3n .故选B.【通性通法】平面向量的线性运算的求解策略【巩固迁移】3.(2023·江苏南通二模)在平行四边形ABCD 中,BE →=12BC →,AF →=13AE →.若AB →=mDF →+nAE →,则m +n =()A .12B .34C .56D .43答案D解析由题意可得AB →=AE →+EB →=AE →+12DA →=AE →+12(DF →+FA →)=AE→+12(DF →-13AE →)=12DF →+56AE →,所以m =12,n =56,所以m +n =43.故选D.考点三向量共线定理的应用(多考向探究)考向1判定向量共线、三点共线例4设两个非零向量a 与b 不共线.若AB →=a +b ,BC →=2a +8b ,CD →=3(a -b ),求证:A ,B ,D 三点共线.证明∵AB →=a +b ,BC →=2a +8b ,CD →=3(a -b ),∴BD →=BC →+CD →=2a +8b +3(a -b )=2a +8b +3a -3b =5(a +b )=5AB →,∴AB →,BD →共线,又它们有公共点B ,∴A ,B ,D 三点共线.【通性通法】共线向量定理的三个应用【巩固迁移】4.已知P 是△ABC 所在平面内的一点,若CB →=λPA →+PB →,其中λ∈R ,则点P 一定在()A .△ABC 的内部B .AC 边所在直线上C .AB 边所在直线上D .BC 边所在直线上答案B解析由CB →=λPA →+PB →,得CB →-PB →=λPA →,CP →=λPA →,则CP →,PA →为共线向量,又CP →,PA →有一个公共点P ,所以C ,P ,A 三点共线,即点P 在AC 边所在直线上.故选B.考向2利用向量共线定理求参数例5若a ,b 是两个不共线的向量,已知MN →=a -2b ,PN →=2a +k b ,PQ →=3a -b ,若M ,N ,Q 三点共线,则k =()A .-1B .1C .32D .2答案B解析由题意知,NQ →=PQ →-PN →=a -(k +1)b ,因为M ,N ,Q 三点共线,所以存在实数λ,使得MN →=λNQ →,即a -2b =λ[a -(k +1)b ],解得λ=1,k =1.【通性通法】一般通过构造三角形,利用向量运算的三角形法则进行加法或减法运算,然后通过建立方程(组)即可求得相关参数的值.【巩固迁移】5.如图,在△ABC 中,AD →=λDC →,E 是BD 上一点,若AE →=1116→+14AC →,则实数λ的值为()A .3B .4C .5D .6答案B解析由AD →=λDC →,得AC →=λ+1λAD →,因为AE →=1116AB →+14AC →,所以AE →=1116AB →+14·λ+1λAD →,因为E ,B ,D 三点共线,所以1116+λ+14λ=1,解得λ=4.故选B.课时作业一、单项选择题1.若a ,b 为非零向量,则“a |a |=b|b |”是“a ,b 共线”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B解析a |a |,b |b |分别表示与a ,b 同方向的单位向量,a |a |=b|b |,则有a ,b 共线,而a ,b 共线,则a |a |,b |b |是相等向量或相反向量,所以“a |a |=b|b |”是“a ,b 共线”的充分不必要条件.故选B.2.设a =(AB →+CD →)+(BC →+DA →),b 是一个非零向量,则下列结论不正确的是()A .a ∥bB .a +b =aC .a +b =bD .|a +b |=|a |+|b |答案B解析由题意得,a =(AB →+CD →)+(BC →+DA →)=AC →+CA →=0,且b 是一个非零向量,所以a ∥b成立,所以A 正确;因为a +b =b ,所以B 不正确,C 正确;因为|a +b |=|b |,|a |+|b |=|b |,所以|a +b |=|a |+|b |,所以D 正确.故选B.3.已知AB →=a +5b ,BC →=-3a +6b ,CD →=4a -b ,则()A .A ,B ,D 三点共线B .A ,B ,C 三点共线C .B ,C ,D 三点共线D .A ,C ,D 三点共线答案A解析由题意得BD →=BC →+CD →=a +5b =AB →,又BD →,AB →有公共点B ,所以A ,B ,D 三点共线.故选A.4.(2024·安徽铜陵三模)在平行四边形ABCD 中,M 是CD 边上的中点,则2AM →=()A .AC →-2AB →B .AC →+2AB →C .2AC →-AB →D .2AC →+AB→答案C解析因为M 是平行四边形ABCD 的CD 边上的中点,所以CM →=-12AB →,所以AM →=AC →+CM→=AC →-12AB →,所以2AM →=2AC →-AB →.故选C.5.已知向量a 和b 不共线,向量AB →=a +m b ,BC →=5a +3b ,CD →=-3a +3b ,若A ,B ,D 三点共线,则m =()A .3B .2C .1D .-2答案A解析因为A ,B ,D 三点共线,所以存在实数λ,使得BD →=λAB →,BD →=BC →+CD →=2a +6b ,所以2a +6b =λa +mλb ,=λ,=mλ,解得m =3.故选A.6.矩形ABCD 的对角线相交于点O ,E 为AO 的中点,若DE →=λAB →+μAD →(λ,μ为实数),则λ2+μ2=()A .58B .14C .1D .516答案A解析DE →=AE →-AD →=14AC →-AD →=14(AB →+AD →)-AD →=14AB →-34AD →,∴λ=14,μ=-34.∴λ2+μ2=116+916=58.故选A.7.正方形ABCD 中,E 在CD 上且有CE →=2ED →,AE 与对角线BD 交于F ,则AF →=()A .13AB →+23AD→B .34AB →+14AD→C .14AB →+34AD→D .13AD →+AB→答案C解析如图,∵在正方形ABCD 中,E 在CD 上且有CE →=2ED →,AE 与对角线BD 交于F ,∴DE =13AB ,且DE ∥AB ,∴△DEF ∽△BAF ,可得EF AF =13,可得AF =34AE ,∴AF →=34AE →=34(AD→+DE →)+13AB =14AB →+34AD →.故选C.8.(2023·滁州模拟)已知P 为△ABC 所在平面内一点,AB →+PB →+PC →=0,|AB →|=|PB →|=|PC →|=2,则△ABC 的面积为()A .3B .23C .33D .43答案B解析设BC 的中点为D ,AC 的中点为M ,连接PD ,MD ,BM ,如图所示,则有PB →+PC →=2PD →.由AB →+PB →+PC →=0,得AB →=-2PD →,又D 为BC 的中点,M 为AC 的中点,所以AB →=-2DM →,则PD →=DM →,则P ,D ,M 三点共线且D 为PM 的中点,又D 为BC 的中点,所以四边形CPBM 为平行四边形.又|AB →|=|PB →|=|PC →|=2,所以|MC →|=|BP →|=2,则|AC →|=4,且|BM →|=|PC →|=2,所以△AMB 为等边三角形,∠BAC =60°,则S △ABC =12×2×4×32=2 3.故选B.二、多项选择题9.下列式子中,结果为零向量的是()A .AB →+BC →+CA →B .AB →+MB →+BO →+OM →C .OA →+OB →+BO →+CO →D .AB →-AC →+BD →-CD →答案AD解析利用向量运算,易知A ,D 中的式子结果为零向量.故选AD.10.点P 是△ABC 所在平面内一点,且满足|PB →-PC →|-|PB →+PC →-2PA →|=0,则△ABC 不可能是()A .钝角三角形B .直角三角形C .等腰三角形D .等边三角形答案AD解析因为点P 是△ABC 所在平面内一点,且|PB →-PC →|-|PB →+PC →-2PA →|=0,所以|CB →|-|(PB→-PA →)+(PC →-PA →)|=0,即|CB →|=|AB →+AC →|,所以|AB →-AC →|=|AC →+AB →|,等式两边平方并化简得AC →·AB →=0,所以AC →⊥AB →,∠BAC =90°,则△ABC 一定是直角三角形,也有可能是等腰直角三角形,不可能是钝角三角形和等边三角形.故选AD.11.(2023·安徽合肥期末)在△ABC 中,D ,E ,F 分别是边BC ,CA ,AB 的中点,点G 为△ABC 的重心,则下列结论中正确的是()A .AB →-BC →=CA →B .AG →=13(AB →+AC →)C .AF →+BD →+CE →=0D .GA →+GB →+GC →=0答案BCD解析如图,对于A ,AB →-BC →=AB →+CB →=2EB →≠CA →,故A 错误;对于B ,点G 为△ABC 的重心,则AG →=23→=23×12(AB →+AC →)=13(AB →+AC →),故B 正确;对于C ,AF →+BD →+CE →=12(AB →+BC →+CA →)=0,故C 正确;对于D ,GA →=-2GD →=-2×12(GB →+GC →),故GA →+GB →+GC →=0,故D 正确.故选BCD.三、填空题12.设向量a ,b 不平行,向量λa +b 与a +2b 平行,则实数λ=________.答案12解析∵向量a ,b 不平行,∴a +2b ≠0,又向量λa +b 与a +2b 平行,则存在唯一的实数μ,使λa +b =μ(a +2b )成立,即λa +b =μa +2μb ,=μ,=2μ,解得λ=μ=12.13.已知D ,E ,F 分别为△ABC 的边BC ,CA ,AB 的中点,且BC →=a ,CA →=b ,给出下列命题:①AD →=12a -b ;②BE →=a +12b ;③CF →=-12a +12b ;④AD →+BE →+CF →=0.其中正确的命题是________.答案②③④解析BC →=a ,CA →=b ,AD →=12AB →+12AC →=12(AC →+CB →)+12AC →=12CB →+AC →=-12a -b ,故①错误;BE →=BC →+12CA →=a +12b ,故②正确;CF →=12(CB →+CA →)=12(-a +b )=-12a +12b ,故③正确;AD→+BE →+CF →=-b -12a +a +12b +12b -12a =0,故④正确.14.(2024·丽江模拟)在△ABC 中,点D 在线段AC 上,且满足|AD →|=13|AC →|,点Q 为线段BD上任意一点,若实数x ,y 满足AQ →=xAB →+yAC →,则1x +1y 的最小值为________.答案4+23解析由题意知,点D 满足AD →=13AC →,故AQ →=xAB →+yAC →=xAB →+3yAD →,由Q ,B ,D 三点共线,可得x +3y =1,x >0,y >0,则1x +1y=x +3y )=4+3y x +x y ≥4+23,当且仅当3yx =x y ,即x =3-12,y =3-36时等号成立.所以1x +1y 的最小值为4+2 3.15.如图,在平行四边形ABCD 中,AB →=2AE →,AF →=FD →,点G 为CE 与BF 的交点,则AG →=()A .25AB →+15AC→B .15AB →+25AC→C .15AB →+415AC→D .310AB →+25AC→答案A解析由AB →=2AE →,AF →=FD →,知E ,F 分别为AB ,AD 的中点.如图,设AC 与BF 的交点为P ,易得△APF ∽△CPB ,所以AP CP =AF CB =AF AD =12,所以AP →=13AC →.因为E 是AB 的中点,所以AE →=12AB →.由P ,G ,B 三点共线知,存在m ∈R ,满足AG →=mAP →+(1-m )AB →=13mAC →+(1-m )AB →.由C ,G ,E 三点共线知,存在n ∈R ,满足AG →=nAE →+(1-n )AC →=12nAB →+(1-n )AC →,所以13mAC →+(1-m )AB →=12nAB →+(1-n )AC →.又因为AC →,AB →为不共线的非零向量,所以m =12n ,=1-n ,=35,=45,所以AG →=25AB →+15AC →.16.(多选)(2024·武汉模拟)瑞士数学家欧拉在1765年发表的《三角形的几何学》一书中有这样一个定理:三角形的外心、垂心和重心都在同一直线上,而且外心和重心间的距离是垂心和重心间的距离之半.这个定理就是著名的欧拉线定理.设△ABC 中,点O ,H ,G 分别是其外心、垂心、重心,BC 边的中点为D ,则下列结论中正确的是()A .GH →=2OG →B .OD ∥AHC .AH →=3OD →D .OA →=OB →=OC→答案AB解析由题意作图,如图所示,易知BC 的中点D 与A ,G 共线.对于A ,由题意,得AG →=2GD →,OD ⊥BC ,AH ⊥BC ,所以OD ∥AH ,所以GH →=2OG →,所以A ,B 正确;对于C ,由题意,知AG =2GD ,又GH =2OG ,∠AGH =∠DGO ,所以△AGH ∽△DGO ,所以AH →=2OD →,所以C 错误;对于D ,向量OA →,OB →,OC →的模相等,方向不同,所以D 错误.故选AB.17.如图,已知正六边形ABCDEF ,M ,N 分别是对角线AC ,CE 上的点,使得AM AC =CNCE=r ,则B ,M ,N 三点共线时,r 的值为________.答案33解析连接AD ,交EC 于点G ,设正六边形的边长为a ,由正六边形的性质知,AD ⊥CE ,AD ∥CB ,G 为EC 的中点,且AG =32a ,则CA →=CG →+GA →=12CE →+32CB →,又AM AC =CNCE =r (r >0),则CA →=CM →1-r ,CE →=CN →r ,故CM →1-r =CN →2r +32CB →,即CM →=1-r 2r CN →+3(1-r )2CB →,若B ,M ,N三点共线,则1-r 2r +3(1-r )2=1,解得r =33或r =-33(舍去).18.经过△OAB 的重心G 的直线与OA ,OB 分别交于点P ,Q ,设OP →=mOA →,OQ →=nOB →,m >0,n >0,则m +n 的最小值为________.答案43解析设OA →=a ,OB →=b .由题意知OG →=23×12(OA →+OB →)=13(a +b ),PQ →=OQ →-OP →=n b -m a ,PG→=OG →-OP →+13b ,由P ,G ,Q 三点共线,得存在实数λ,使得PQ →=λPG →,即n b -m a =+13λb ,m ==13λ,消去λ,得1n +1m =3.于是m +nm +n )+n m +≥13×(2+2)=43,当且仅当m =n =23时,m +n 取得最小值,为43.。
高考数学总复习 第八章 第1讲 平面向量及其线性运算配套课件 文
长;
解:(1)由题设知A→B=(3,5),A→C=(-1,1), 则A→B+A→C=(2,6),A→B-A→C=(4,4). 所以|A→B+A→C|=2 10,|A→B-A→C|=4 2. 故所求的两条对角线长分别为 4 2,2 10.
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A.0
B.B→E
图 8-1-1
C.A→D
D.C→F
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4.设O→A=e1,O→B=e2,若 e1 与 e2 不共线,且点 P 在线段 AB 上,|AP|∶|PB|=2,如图 8-1-2,则O→P=( C )
A.13e1-23e2 C.13e1+23e2
图 8-1-2
B.23e1+13e2 D.23e1-13e2
非零向量 a 共线的充要条件是有且仅有一个(yī ɡè)实数λ,使得b=λa,
即 b∥a(⇔3b)=若λaO(→a≠P0=). xO→A+yO→B ,三点 P,A,B 共线⇔x+y=1. 若P→A=λP→B,则 P,A,B 三点共线.
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【互动探究(tànjiū)】
3.(2013 年陕西)已知向量 a=(1,m),b=(m,2),若 a∥b, 则实数(shìshù) mC =)(
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5.共线向量及其坐标表示
使得((s1hb)ǐ=向deλ量)a__a_(_a_≠_0_)与_.b 共线的充要条件是存在唯一一个(yī ɡè)实数λ,
(2)设 a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中 b≠0,当且仅当 x1y2 -x2y1=0 时,向量(xiàngliàng) a,b 共线.
第八章 平面(píngmiàn)向量
《4.1第一节 平面向量的概念及其线性运算》 教案
③若 a 与 a0 平行且|a|=1,则 a=a0.上述命题中,假命题的个数是( A.0 B.1 C.2 D.3
)
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【答案】D 【解析】向量是既有大小又有方向的量,a 与|a|a0 的模相同,但方向不一定相同,故①是假命题;若
a 与 a0 平行,则 a 与 a0 的方向有两种情况:一是同向,二是反向,反向时 a=-|a|a0,故②③也是假命 题.综上所述,假命题的个数是 3.
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证明:任取一点 O, KL = OL - OK . ∵K、L 为 MN、PQ 的中点. 1 1 ∴ OK =2( OM + ON ), OL =2( OP + OQ ). 又∵M,N,P,Q 分别为 AB,CD,BC,DE 中点, 1 1 ∴ OM =2( OA + OB ), ON =2( OC + OD ), 1 1 OP =2( OB + OC ), OQ =2( OD + OE ). 1 ∴ KL = OL - OK =2[-( OM + ON )+( OP + OQ )] 1 = [-( OA + OB + OC + OD )+( OB + OC + OD + OE )] 4 1 1 =4(- OA + OE )=4 AE .
复习预习 1.我们已经学习过位移、速度、力等,你能总结出它们的特点吗?特点为________________________________. 2.在学习三角函数线时,我们已经学习过有向线段了,你还记得吗? 所谓有向线段就是________________________,三角函数线都是_____________.
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【例题 2】 【题干】如图,在△OAB 中,延长 BA 到 C,使 AC=BA,在 OB 上取点 D,使 DB= OB.设 OA =a,
第1讲 平面向量的概念及线性运算4种题型(解析版)
第1讲 平面向量的概念及线性运算4种题型【考点分析】考点一:向量的基本概念①定义:既有大小又有方向的量叫做向量.②向量的模:向量AB 的大小,也就是向量AB 的长度,叫做向量的模,记作||AB . ③零向量:长度为0的向量,其方向是任意的. ④单位向量:长度等于1个单位的向量.⑤平行向量:方向相同或相反的非零向量.平行向量又叫共线向量.规定:0与任一向量平行. ⑥相等向量:长度相等且方向相同的向量. ⑦相反向量:长度相等且方向相反的向量. 考点二:向量的线性运算和向量共线定理 ①向量的线性运算考点三:向量共线定理①如果λ=a b 且0≠b ,则a b ∥;反之a b ∥且0≠b ,则一定存在唯一一个实数λ,使λ=a b . 推论:①三点A ,B ,C 共线⇔AB ,AC 共线(功能:证明三点共线);①向量PA ,PB ,PC 中三个向量的终点A ,B ,C 共线⇔存在实数λ,μ使得PA PB PC λμ=+,且1.λμ+=①BD DC λ=,111AD AC AC λλλ=+++. 【题型目录】题型一: 平面向量的概念 题型二: 平面向量的加法、减法 题型三: 平面向量的线性运算与共线定理 题型四: 由平面向量的性质判断图形的形状 【典型例题】题型一: 平面向量的概念【例1】给出下列说法:①零向量是没有方向的;①零向量的长度为0;①零向量的方向是任意的;①单位向量的模都相等.其中正确的有( ) A .1个 B .2个C .3个D .4个【答案】C【分析】根据零向量及单位向量的概念即可求解. 【详解】解:对①:零向量的方向是任意的,故①错误; 对①:零向量的长度为0,故①正确; 对①:零向量的方向是任意的,故①正确; 对①:单位向量的模都等于1,故①正确. 故选:C.【例2】下列命题中正确的是( )A .两个有共同起点且相等的向量,其终点必相同B .两个有公共终点的向量,一定是共线向量C .两个有共同起点且共线的向量,其终点必相同D .若AB 与CD 是共线向量,则点A ,B ,C ,D 必在同一条直线上 【答案】A【分析】根据向量相等与共线的概念即可解决.【详解】两个相等的向量方向相同且长度相等,因此起点相同时终点必相同,故A 正确; 两个有公共终点的向量,可能方向不同,也可能模长不同,故B 错误;两个有共同起点且共线的向量可能方向不同,也可能模长不同,终点未必相同,故C 错误;AB 与CD 是共线向量,也可能是AB 平行于CD ,故D 错误.故选:A【例3】有下列结论:①表示两个相等向量的有向线段,若它们的起点相同,则终点也相同; ①若a b ≠,则a ,b 不是共线向量;①若AB DC =,则四边形ABCD 是平行四边形; ①若m n =,n k =,则m k =;①有向线段就是向量,向量就是有向线段. 其中,错误的个数是( ) A .2 B .3C .4D .5,若a b ≠也有可能a ,b 长度不等,但方向相同或相反,即共线,AB DC =,则AB ,DC 不一定相等,所以四边形,若m n =,n k =,则m k =,①正确;,有向线段不是向量,向量可以用有向线段表示,综上,错误的是①①①,共3个. 【例4】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0a 平行,则a =|a |0a ;③若a 与0a 平行且|a |=1,则a =0a .上述命题中,假命题的个数是A .0B .1C .2D .3 【答案】D【详解】单位向量的模为1,方向可以是不同方向,所以①错 ;若a 与0a 平行,则两个向量可以同向,也可以反向,方向不一定相同,所以①错;①错因此选D 【例5】下列命题中,正确的个数是( )①单位向量都相等;①模相等的两个平行向量是相等向量; ①若,a b 满足||||a b >,且a 与b 同向,则a b >①若两个向量相等,则它们的起点和终点分别重合; ①若,a b b c ∥∥,则a c ∥ A .0个 B .1个C .2个D .3个【答案】A【分析】根据平面向量的基本概念,对选项中的命题进行分析、判断正误即可. 【详解】单位向量的大小相等,但方向不一定相同,故①错误; 模相等的两个平行向量是相等向量或相反向量,故①错误; 向量有方向,不能比较大小,故①错误;向量是可以自由平移的矢量,当两个向量相等时,它们的起点与终点不一定相同,故①错误; 当0b =时,可满足,a b b c ∥∥,但a 与c 不一定平行,故①错误; 综上,正确的个数是0, 故选:A .【例6】下面关于向量的说法正确的是( ) A .单位向量:模为1的向量B .零向量:模为0的向量,零向量没有方向C .平行(共线)向量:方向相同或相反的向量D .相等向量:模相等,方向相同的向量 【答案】ACD【分析】根据平面向量的基本定义逐个辨析即可.【详解】根据向量的定义可得,模为1的向量为单位向量,模为0的向量为零向量,零向量的方向是任意的,方向相同或相反的向量为共线向量,模相等,方向相同的向量为相等向量,ABCD 均正确, 故选:ACD .【例7】下列叙述中错误的是( ) A .若a b =,则32a b > B .若a b ∥,则a 与b 的方向相同或相反 C .若a b ∥,b c ∥,则a c ∥ D .对任一非零向量a ,||aa 是一个单位向量 【答案】ABC【分析】对于A ,根据向量的概念判断,对于BCD ,举例判断.【详解】因为是既有大小又有方向的量,所以向量不能比较大小,故A 错误;由于零向量与任意向量共线,且零向量的方向是任意的,故,若b 为零向量,则a 与c 可能不是共线向量,故,对任一非零向量a ,||aa 表示与a ABC 【题型专练】1.下列命题正确的是( )A .向量AB 与BA 是相等向量 B .共线的单位向量是相等向量C .零向量与任一向量共线D .两平行向量所在直线平行 【答案】C【详解】A 选项方向不同,所以错 ;B 选项共线向量是方向相同或者相反,所以错;C 选项,规定零向量的方向是任意的,所以C 对;D 选项向量共线可以在一条直线上,直线平行不能共线,所以D 错 2.下列命题中正确的个数是( )①若向量AB 与CD 是共线向量,则A 、B 、C 、D 必在同一直线上; ①若向量a 与向量b 平行,则a ,b 方向相同或相反;①若非零向量AB 与CD 是共线向量,则它们的夹角是0°或180°; ①若a b =,则a ,b 是相等向量或相反向量. A .0 B .1C .2D .3,根据模长的定义,可知方向不确定,可得答案.【详解】①错误,平行向量又叫共线向量,向量AB 与CD 是共线向量,则AB 与CD 平行或共线;错误,a 与b 至少有一个为零向量时,结论不成立;由向量的夹角可知正确; 错误,由a b =,只能说明a ,b 的长度相等,确定不了方向.3.给出下列命题:①共线向量一定在同一条直线上;①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;①a b =的充要条件是||a b |=|且//a b .其中正确命题的序号是_______.【答案】①【详解】①不正确,共线向量不一定在同一条直线上,也可能在两条平行直线上; ①正确 ①AB DC =,①||||AB DC =且//AB DC , 又A ,B ,C ,D 是不共线的四点, ①四边形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 =,①AB DC =;①不正确,当//a b 且方向相反时,||||a b =,但不能得到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. 故答案为:①4.把所有单位向量的起点平移到一点O ,则其终点构成的图形是_____________. 【答案】以O 为圆心的单位圆设终点为A ,则1AO =,则终点构成的图形是以O 为圆心的单位圆. 故答案为:以O 为圆心的单位圆. 5.下列说法中正确的是( ) A .若12,e e 为单位向量,则12e e = B .若a 与b 共线,则a b =或a b =-C .若0a =,则0a =D .a a是与非零向量a 共线的单位向量中,向量12,e e 的方向不一定相同,所以中,向量a 与b 的长度不一定相等,所以0a =,根据零向量的定义,可得0a =,所以C 1a a a a =⋅,可得a a与向量a 同向,a a的模等于a a是与非零向量a 共线的单位向量,所以故选:CD.6.下列说法中正确的是( )A .力是既有大小,又有方向的量,所以是向量B .若向量//AB CD ,则//AB CDC .在四边形ABCD 中,若向量//AB CD ,则该四边形为平行四边形 D .速度、加速度与位移的合成与分解,实质上就是向量的加减法运算 【答案】AD【分析】根据向量的定义,共线向量的定义,逐项判定,即可求解.【详解】对于A 中,根据向量的定义,力是既有大小,又有方向的量,所以是向量,所以A 正确; 对于B 中,向量//AB CD ,则//AB CD 或AB 与CD 共线,所以B 错误;对于C 中,在四边形ABCD 中,若向量//AB CD 、则只有一组对边平行,不一定是平行四边形,所以C 错误;对于D 中,根据向量的运算法则,可得速度、加速度与位移的合成与分解,实质上就是向量的加减法运算,所以D 正确. 故选:AD.7.下列结论中正确的是( ) A .若a b =,则a b = B .若,a b b c ==,则a c =C .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 D .“a b =”的充要条件是“a b =且a b ∥” 是不共线的四点,则当AB DC =时,,故且,AB DC 同向,故AB DC =,故C ,当a b 且方向相反时,即使a b =,也不能得到a b =,故D 错误;8.下列结论中正确的是( ) A .a 与b 是否相等与a ,b 的方向无关 B .零向量相等,零向量的相反向量是零向量 C .若a ,b 都是单位向量,则a b = D .向量AB 与BA 相等【答案】AB【分析】由向量的模、零向量、单位向量、相等向量的定义判断各选项.【详解】对于C ,单位向量的模相等,但方向不一定相同,故两个单位向量不一定相等;对于D ,向量AB 与BA 互为相反向量,由向量模的定义,零向量的定义AB 正确. 故选:AB .题型二: 平面向量的加法、减法【例1】AO OB OC CA BO ++++等于( )A .AB B .0C .BCD .AC【答案】B【分析】根据平面向量加法的运算律计算可得; 【详解】解:AO OB OC CA BO ++++ ()()AO OC CA BO OB =++++000=+=故选:B【例2】化简下列各式: (1)AO OB CA CB ++-; (2)MN MD NQ DQ -+-.【答案】(1)0;(2)0【分析】(1)由向量的加法法则与减法法则求解即可; (2)由向量的加法法则与减法法则求解即可;(1)()()AO OB CA CB AO OB CA CB ++-=++-0AB BA =+=;(2)()()MN MD NQ DQ MN MD NQ QD -+-=-++0DN ND =+= 【例3】正方形ABCD 的边长为1,则AB AD +为( ) A.1 BC .3D .根据向量加法的平行四边形法则,AB AD AC +=, 212AB A AD C +==,故选:B.【例4】在ABC 中,M 是BC 的中点,则AB AC +等于( ) A .12AM B .AM C .2AM D .MA【答案】C【分析】根据向量的加法法则计算.【详解】如图,作平行四边形ABEC ,因为M 是BC 的中点,所以M 也是AE 的中点,则2AB AC AE AM +==. 故选:C.【例5】如图为正八边形ABCDEFGH ,其中O 为正八边形的中心,则OC HG FH ++=( )A .OB B .ODC .OFD .OH【答案】A【分析】根据平面向量的概念及加法的运算法则,准确运算,即可求解.【详解】由平面向量的运算法则,可得OC HG FH OC FG OC CB OB ++=+=+=. 故选:A.【例6】设M 是平行四边形ABCD 的对角线的交点,O 为平面上任意一点,则OA OB OC OD +++=( ) A .4OM B .3OM C .2OM D .OM【分析】分别在OAC 和OBD 【详解】解:在OAC 所以1()2OM OA OC =+,即2OA OC OM +=.在OBD 中,因为M 是平行四边形ABCD 的对角线的交点,所以1()2OM OB OD =+,即2OB OD OM +=. 所以4OA OB OC OD OM +++=. 故选:A .【例7】若74AB AC ==,,则BC 的取值范围是( )A .[3,7]B .()37,C .[]311, D .(311), 【分析】根据向量的减法的几何意义,确定向量,AC AB 共线时取得最值,即可求得答案74AB AC ==,,且||BC AC AB -=,当,AC AB 同向时,BC 取得最小值,|||||||4||BC AC AB AC AB ===---当,AC AB 反向时,BC 取得最大值,|||||||||4BC AC AB AC AB -+===+当,AC AB 不共线时,BC 取得最小值,3||||||||||1||||1AC AB BC AC AB =<-<+=,BC 的取值范围是[]311,, 故选:C【例8】已知ABC 为正三角形,则下列各式中成立的是___________.(填序号)AC AB =-①AB CA BC AB -=-;①AB CA CA BC -=-;①CA BC AB AC -=-. AB AC CB BC -==,故①分别为,,AB BC AC 的中点,32AB , 23AB CA AB AC AE AB -=+==, 23BC AB BC BA BF BA -=+==,所以AB CA BC AB -=-,故①成立;对于①,23CA BC CA CB CD AB -=+==, 所以AB CA CA BC -=-,故①正确;①,AB AC CB AB CA BC -==≠-,故①不成立故答案为:①①①.【题型专练】1.32AB BC AC +-=( ) A .AB AC + B .AB AC - C .AB D .BA【答案】A【分析】根据向量的运算法则,准确化简,即可求解.【详解】由向量的运算法则,可得3222AB BC AC AB BC AB AC +-=++- 2AC CB AB AC =+=+.故选:A.2.下列能化简为PQ 的是( ) A .QC QP CQ -+ B .()AB PA BQ ++C .()()AB PC BA QC ++- D .PA AB BQ +-【答案】ABC【分析】根据向量运算对选项进行分析,从而确定正确答案. 【详解】A 选项,QC QP CQ PC CQ PQ -+=+=,A 选项正确. B 选项,()AB PA BQ AB AQ BQ PA PA PQ ++=+=+=+,B 选项正确.C 选项,()()AB PC BA QC AB BA PC QC CQ CP PQ ++-=++-=-=,C 选项正确. D 选项,()PA AB BQ PB BQ BP BQ BP BQ PQ +-=-=--=-+≠,D 选项错误. 故选:ABC3. 在四边形ABCD 中,若CA CB CD =+,则( ) A .四边形ABCD 是矩形 B .四边形ABCD 是菱形 C .四边形ABCD 是正方形 D .四边形ABCD 是平行四边形【答案】D【分析】根据平面向量加法的运算法则及向量相等的充要条件判断即可;【详解】解:CA CB CD =+,CA CB BA =+,∴CB BA CB CD +=+∴BA CD =,//AB DC ∴且AB DC =,∴四边形ABCD 是平行四边形.故选:D .4. 在平面四边形ABCD 中,E ,F 分别为AD ,BC 的中点,则下列向量与AB DC +不相等的是( ) A .2EF B .AC DB + C .EB EC + D .FA FD +所以11,22AE ED AD BF FC BC ====, 因为EF EA AB BF =++,EF ED DC CF =++ 2EF ED DC CF EA AB BF AB DC =+++++=+, A 正确,因为,DC DA AC AB AD DB =+=+,所以DC AB DA AC AD DB AC DB +=+++=+,所以B 正确,因为,DC DE EC AB AE EB =+=+,所以DC AB DE EC AE EB EC EB +=+++=+,所以因为()FA FD FB BA FC CD BA CD AB DC +=+++=+=-+, D 错误, 故选:D5.在四边形ABCD 中,给出下列四个结论,其中一定正确的是( ) A .AB BC CA +=B .AB AD BD -=C.AB AD AC+=D.BC CD BD+=【答案】D【分析】由向量加法的三角形法则可判断AD,由向量减法的运算法则可判断B,由向量加法的平行四边形法则可判断C.【详解】根据三角形法则可得AB BC AC+=,所以A错误;根据向量减法的运算法则可得AB AD DB-=,所以B错误;四边形ABCD不一定是平行四边形,所以不一定有AB AD AC+=,C错误;根据三角形法则可得BC CD BD+=正确,所以D正确.故选:D.6.在四边形ABCD中,AB DC=,若AD AB BC BA-=-,则四边形ABCD是()A.菱形B.矩形C.正方形D.不确定【分析】由AB DC=,可得四边形为平行四边形,又BD AC=,从而即可求解【详解】解:在四边形ABCD因为AB DC=,所以四边形AD AB BC BA-=-,即BD AC=,所以平行四边形ABCD为矩形,故选:B.7.在ABC中,D,E,F分别是边BC,CA,AB的中点,点G为ABC的重心,则下列结论中正确的是()A.AB BC CA-=B.1()3AG AB AC=+C.0AF BD CE++=D.0GA GB GC++=【答案】BCD【分析】由向量的线性运算结合三角形的重心的性质求解即可.【详解】解:如图:,2AB BC AB CB EB AC-=+=≠,即选项为ABC的重心,则2211()()3323AG AD AB AC AB AC==⨯+=+,即选项,1()02AF BD CE AB BC CA++=++=,即选项C正确;,122()2GA GD GB GC=-=-⨯+,即0GA GB GC++=,即选项D正确,8.如图,E,F,G,H分别是梯形ABCD的边AB,BC,CD,DA的中点,化简下列各式:(1)DG EA CB++;(2)EG CG DA EB+++.【答案】(1)GE;(2)0.【分析】(1)(2)根据图形中相关线段的位置关系,结合向量加法的几何意义化简目标式.(1)DG EA CB GC BE CB GB BE GE+++++===;(2)EG CG DA EB EG GD DA AE ED DE==+=++++++.题型三:平面向量的线性运算与共线定理【例1】[多选题]下列命题是真命题的是().A.若A,B,C,D在一条直线上,则AB与CD是共线向量B.若A,B,C,D不在一条直线上,则AB与CD不是共线向量C.若向量AB与CD是共线向量,则A,B,C,D四点必在一条直线上D.若向量AB与AC是共线向量,则A,B,C三点必在一条直线上【答案】AD【分析】向量平行与共线是同一个概念,对四个命题依次判断即可.【详解】A 项为真命题,A,B,C,D在一条直线上,则向量AB,CD的方向相同或相反,因此AB与CD是共线向量;B 项为假命题,A ,B ,C ,D 不在一条直线上,则AB ,CD 的方向不确定,不能判断AB 与CD 是否共线;C 项为假命题,因为AB ,CD 两个向量所在的直线可能没有公共点, 所以A ,B ,C ,D 四点不一定在一条直线上;D 项为真命题,因为AB ,AC 两个向量所在的直线有公共点A , 且AB 与AC 是共线向量,所以A ,B ,C 三点共线. 故选:AD .【例2】已知向量a ,b ,且2AB a b =+,56BC a b =-+,72CD a b =-,则一定共线的三点是( ) A .A ,B ,D B .A ,B ,CC .B ,C ,DD .A ,C ,D【分析】由已知,分别表示出选项对应的向量,然后利用平面向量共线定理进行判断即可完成求解【详解】因为2AB a b =+,BC 56a b =-+,72CD a b =-,,2AB a b =+,(56)(72)24B a b D B D b C a C b a ++-+==-+=,若A ,B 则AB BD λ=,即2(24)a b a b λ+=+,解得12λ=,故该选项正确; 选项B ,2AB a b =+,BC 56a b =-+,若A ,B ,C 三点共线,则AB BC λ=,即2(56)a b a b λ+=-+,解得不存在,故该选项错误;选项C ,BC 56a b =-+,72CD a b =-,若B ,三点共线,则BC BD λ=,即56(72)a b a b λ-+=-,不存在,故该选项错误;,(2)(56)48a b a A b AB BC a b C ++=+=+-=-+,72CD a b =-,若A ,C ,D 三点共线,则AC CD λ=,48(72)a b a b λ+=-,解得λ不存在,故该选项错误; 故选:A.【例3】下列说法正确的是( )A .a 与b 是非零向量,则a 与b 同向是a b =的必要不充分条件B .,,A BC 是互不重合的三点,若AB 与BC 共线,则,,A B C 三点在同一条直线上 C .a 与b 是非零向量,若a 与b 同向,则a 与b -反向D .设,λμ为实数,若a b λμ=,则a 与b 共线 【答案】ABC选项:根据向量共线的性质,可知A 、选项:a 与b 同向,则a 与b -反向,显然正确; 选项:如果0λμ==,则无法得知a 与b 共线.【详解】a 与b 同向,但a 不一定与b 相等,∴a b ≠,若a b =,则a 与b 同向, a =b ,∴a 与b 同向是a b =的必要不充分条件,A 正确.AB 与BC 共线,则有AB =BC λ,故一定有,,A B C 三点在同一条直线上,B 正确.a 与b 同向,则a 与b -反向,C 正确.0λμ==时,a 与b 不一定共线,D 错误.故选:ABC【例4】“AB CD ∥”是“A ,B ,C ,D 四点共线”的________条件. 【答案】必要不充分【分析】根据向量平行的定义结合充分性、必要性的定义判断即可. 【详解】当AB CD ∥时,直线AB 与CD 的位置关系有可能是平行或共线, 当二者平行时A ,B ,C ,D 四个点分别位于两条平行线上而不是四点共线, 则“AB CD ∥”无法推出“A ,B ,C ,D 四点共线”;当A ,B ,C ,D 四点共线时,直线AB 与CD 的位置关系为重合,此时,AB CD ∥, 则“A ,B ,C ,D 四点共线”可以推出“AB CD ∥”,因此“AB CD ∥”是“A ,B ,C ,D 四点共线”的必要不充分条件. 故答案为:必要不充分.【例5】设向量,a b 不平行,向量λ+a b 与2+a b 平行,则实数λ= ___. 【答案】21 【解析】因向量λ+a b 与2+a b 平行,所以()b a b a b a μμμλ22+=+=+,所以⎩⎨⎧==μμλ21,解得⎪⎩⎪⎨⎧==2121μλ 【例6】已知P 是①ABC 所在平面内的一点,若CB PB PA λ-=,其中λ①R ,则点P 一定在( ) A .AC 边所在的直线上 B .BC 边所在的直线上 C .AB 边所在的直线上D .①ABC 的内部【答案】A【分析】根据向量的线性运算整理可得,再结合向量共线分析即可. 【详解】①CB PB PA λ-=,PB PC CB =+①()CB PC CB PA λ-+=,则PC -=λPA ,则CP PA λ= ①CP PA ∥①P 点在AC 边所在直线上. 故选:A .【例7】在①ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,则EB =A .3144AB AC - B .1344AB AC - C .3144+AB ACD .1344+AB AC【答案】A【解析】根据向量的运算法则,可得()111111222424BE BA BD BA BC BA BA AC =+=+=++ 1113124444BA BA AC BA AC =++=+① 所以3144EB AB AC =-①故选A.【例8】在ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,且EB AB AC λμ=+,则λ=________,μ=_________.【答案】3414-【解析】如下图所示:D 为BC 的中点,则()()111222AD AB BD AB BC AB AC AB AB AC =+=+=+-=+,E 为AD 的中点,所以,()1124AE AD AB AC ==+,因此,()131444EB AB AE AB AB AC AB AC =-=-+=-,即34λ=,14μ=-. 故答案为:34;14-.【例9】在ABC 中,4AC AD =,P 为BD 上一点,若13AP AB AC λ=+,则实数λ的值( ) A .18B .316C .16D .38【答案】C 【解析】4AC AD =,14AD AC ∴=,则14BD AD AB AC AB =-=-, 1233BP AP AB AB AC AB AC AB λλ⎛⎫=-=+-=- ⎪⎝⎭,由于P 为BD 上一点,则//BP BD ,设BP k BD =,则21344kAC AB k AC AB AC k AB λ⎛⎫-=-=- ⎪⎝⎭, 所以423k k λ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,解得16λ=.【例10】在ABC ∆中,点P 满足3BP PC =,过点P 的直线与AB 、AC 所在的直线分别交于点M 、N ,若AM AB λ=,()0,0AN AC μλμ=>>,则λμ+的最小值为( )A.12+ B1 C .32D .52【答案】B【解析】如下图所示:3BP PC =,即()3AP AB AC AP -=-,1344AP AB AC∴=+, AM AB λ=,()0,0AN AC μλμ=>>,1AB AM λ∴=,1AC ANμ=, 1344AP AM ANλμ∴=+,M 、P 、N 三点共线,则13144λμ+=. ()133********λμλμλμλμμλ⎛⎫∴+=++=++≥=+ ⎪⎝⎭,当且仅当μ=时,等号成立,因此,λμ+1+,故选:B. 【例11】已知M 为ABC 的边AB 的中点,N 为ABC 内一点,且13AN AM BC =+,则AMN BCNS S =△△( ) A .16B .13C .12D .23【答案】B【解析】因为13AN AM BC =+,所以13MN BC =, 所以MN ①BC ,又因为 M 为边AB 的中点,所以点A 到MN 的距离等于点N 到BC 的距离, 所以13AMN BCN MN S S BC==△△,【题型专练】1.已知()1221123,,2AB e e CB e e CD e e =+=-=+,则下列结论中成立的是( )A .A ,B ,C 三点共线B .A ,B ,D 三点共线C .A ,D ,C 三点共线D .D ,B ,C 三点共线 【答案】C【分析】根据平面向量的线性运算可得2AC CD =,从而可求解.【详解】解:()()1221123422AC AB CB e e e e e e CD -=-=+-=+=,所以A ,D ,C 三点共线.故选:C.2.已知向量a ,b 是两个不共线的向量,且35OA a b =+,47OB a b =+,OC a mb =+,若A ,B ,C 三点共线,则m =( )A .1B .1-C .2D .2- 【答案】A【解析】法一:b a b a b a OB AO AB 27453+=++--=+=,()b m a b m a b a OC BO BC 7374-+-=++--=+=,因A ,B ,C 三点共线,所以AB 与BC 共线,所以()[]()b m a b m a b a 73732-+-=-+-=+λλλ,所以()⎩⎨⎧-=-=7231m λλ,解得⎪⎩⎪⎨⎧=-=131m λ 法二:由,,A B C 三点共线,得(1)(4)(72)OC xOA x OB x a x b =+-=-+-,故41,72,x x m -=⎧⎨-=⎩解得1m =. 3.设12e e ,是两个不共线的向量,若向量12m e ke =-+(k ∈R )与向量212n e e =-共线,则 A .0k =B .1k =C .2k =D .12k = 【答案】D【解析】因为向量12=-+m e ke (k ∈R )与向量212=-n e e 共线,所以存在实数λ,使得λ=m n , 所以有2211(2)λ-+=-e ke e e ,因此12k λλ=⎧⎨-=-⎩,解得12k =. 4.在ABC △中,D 是AB 边上的中点,则CB =( )A .2CD CA +B .2CD CA -C .2CD CA - D .2CD CA +【答案】C【解析】:CA CD AC CD CD AC CD AD CD DB CD CB -=+=++=+=+=225.在ABC 中,点P 为AC 中点,点D 在BC 上,且3BD DC =,则DP =( )A .1144AB AC + B .1144AB AC -- C .1144AB AC - D .1144AB AC-+ 【答案】B【解析】①点P 为AC 中点,①12AP AC =,①3BD DC =,()3AD AB AC AD ∴-=-, ①1344AD AB AC =+,①113244DP AP AD AC AB AC =-=--=1144AB AC --,故选:B. 6.设,,D E F 分别为ABC 的三边BC,CA,AB 的中点,则EB FC +=( ) A .ADB .12ADC .12BCD .BC 【答案】A【解析】111()()()222EB FC BA BC CA CB AB AC AD +=-+-+=+=,故选:A7.设D 为①ABC 所在平面内的一点,若3,AD BD CD CA CB λμ==+,则μλ=_____. 【答案】3-【解析】如图所示:3CD CA AD CA BD =+=+,CA =+3(CD CB -),即有CD =﹣1322CA CB +, 因为CD CA CB λμ=+,所以λ=﹣12,μ=32,则μλ=﹣3,故答案为:﹣3. 8.如图,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 +=( )A .1B .32C .2D .3【答案】C 【解析】连接AO ,由O 为BC 中点可得,1()222m n AO AB AC AM AN =+=+, M 、O 、N 三点共线,122m n ∴+=,2m n ∴+=.故选:C.9.在ABC 中,2AB =,4BC =,60ABC ∠=︒,AD 为BC 边上的高,O 为AD 的中点,若AO AB BC λμ=+,则λμ+=( )A .13B .23C .38 D .58【答案】D【解析】AD 是BC 边上的高,∴90ADB ∠=︒,在ADB △中,1cos 22BD BD ABD AB ∠===,解得1BD =,4BC =,∴14BD BC =, ∴14AD AB BD AB BC =+=+,O 为AD 中点, ∴1111122428AO AD AB BC AB BC ⎛⎫==+=+ ⎪⎝⎭,AO AB BC λμ=+, ∴1128AB BC AB BC λμ+=+,∴12λ=,18μ=, ∴115288λμ+=+=. 10.已知O 是ABC 所在平面内一点,D 为BC 边中点,且20OA OB OC ++=,那么( ) A .AO OD = B .2AO OD = C .3AO OD = D .4?AO OD【答案】A【解析】D 为BC 边中点,①2OB OC OD +=,①20OA OB OC ++=,①0OA OD =+,即AO OD =.11.设,,D E F 分别是ABC 的三边BC,CA,AB 上的点,且2,2,2DC BD CE EA AF FB ===,则AD BE CF ++与BC ( )A .反向平行B .同向平行C .互相垂直D .既不平行也不垂直 首先根据平面向量基本定理表示2133AD AB BD AB AC =+=+,2133BE BA BC =+,2133CF CB CA =+,【详解】()11213333AD AB BD AB BC AB AC AB AB AC =+=+=+-=+ 同理:2133BE BA BC =+,2133CF CB CA =+, 所以212121333333AD BE CF AB AC BA BC CB CA ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++=+++++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭13CB , 所以AD BE CF ++与BC 反向平行.故选:A【点睛】本题主要考查向量共线定理和平面向量基本定理,重点考查向量的表示,属于基础题型题型四:由平面向量的性质判断图形的形状【例1】若O 是ABC ∆所在平面内一点,且满足2OB OC OB OC OA -=+-,则ABC ∆的形状为____【答案】直角三角形=OC OA OC +=+=-+,+= 所以ABC ∆的形状为直角三角形【例2】若113e ,5e AB CD ===,则四边形ABCD 是( )A .平行四边形B .菱形C .等腰梯形D .不等腰的梯形 ,结合AD BC =,即可判断四边形【详解】解:因为113e ,5e AB CD ==,所以35AB CD =-,所以//AB CD AB CD ≠,AD BC =,所以四边形ABCD 为等腰梯形.故选:C.【题型专练】1.在四边形ABCD 中,对角线AC 与BD 交于点O ,若2323OA OC OD OB +=+,则四边形ABCD 一定是( )A .矩形B .梯形C .平行四边形D .菱形 【答案】B【分析】由2323OA OC OD OB +=+化简可得23DA CB =,结合向量共线定理判断四边形ABCD 的形状.【详解】① 2323OA OC OD OB +=+,① 2()3()OA OD OB OC -=-,① 23DA CB =,① 四边形ABCD 一定是梯形. 故选:B.2.四边形ABCD 中,2AB a b =+,4BC a b =--,53CD a b =--,若a 、b 不共线,则四边形ABCD 为( )A .平行四边形B .矩形C .梯形D .菱形 【分析】由向量知识可知//AD BC ,AD BC ≠可得答案【详解】由已知得,2453822AD AB BC CD a b a b a b a b BC =++=+----=--= , 故//AD BC ,由AD BC ≠,所以四边形ABCD 是梯形.故选:C.3.在四边形ABCD 中,若CA CB CD =+,则( )A .四边形ABCD 是矩形B .四边形ABCD 是菱形C .四边形ABCD 是正方形D .四边形ABCD 是平行四边形 【答案】D 【分析】根据平面向量加法的运算法则及向量相等的充要条件判断即可;【详解】解:CA CB CD =+,CA CB BA =+,∴CB BA CB CD +=+ ∴BA CD =,//AB DC ∴且AB DC =,∴四边形ABCD 是平行四边形. 故选:D .4.下列有关四边形ABCD 的形状判断正确的是( )A .若AD BC =,则四边形ABCD 为平行四边形B .若13AD BC =,则四边形ABCD 为梯形 C .若AB DC =,且AB AD =,则四边形ABCD 为菱形D .若AB DC =,且AC BD ⊥,则四边形ABCD 为正方形 【分析】由向量平行与相等的关系确定四边形的边的关系得结论.【详解】AD BC =,则AD 13AD BC =,则//AD BC 若AB DC =,四边形ABCD AB AD =,即AB 若AB DC =,四边形ABCD 是平行四边形,AC BD ⊥,即AC 故选:ABC .。
第一节平面向量的概念及线性运算课件共105张PPT
又知B→O=λA→B+μA→C,
∴λ=-23,μ=13,∴λ-2μ=-23-2×13=-43,故选D.
4.[多选]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A→P=λA→B,O→C=μO→A+3μO→B,则( AC )
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
交换律:a+b=_b_+__a_;
结合律:(a+b)+c=a+ (__b_+__c___)
向量运算
定义
法则(或几何意义)
运算律
减法
求a与b的相反 向量-b的和的 运算
a-b=a+(_-__b__)
数乘
求实数λ与向量a 的积的运算
②错误:长度等于1个单位的向量,叫做单位向量,即单位向量的模都为1,但 是方向不确定,所以单位向量不一定都相等.
③错误:向量本身不能比较大小,向量的模可以比较大小.正确说法:若|a|= 2,|b|=1,则|a|>|b|.
④正确:因为a=b,所以a,b的长度相等且方向相同.又b=c,所以b,c的长 度相等且方向相同.所以a,c的长度相等且方向相同,故a=c.
⑤错误:若向量A→B=C→D,则|A→B|=|C→D|且A→B∥C→D,所以直线AB与CD平行或重 合,故A,B,C,D四点不一定能构成平行四边形.正确说法:已知A,B,C,D是 不共线的四点,若向量A→B=C→D,则A,B,C,D四点能构成平行四边形.
⑥错误:零向量与任一向量平行,故当a∥b,b∥c时,若 b=0,则a,c不一定
方/法/指/导(来自课堂的最有用的方法) 向量线性运算的解题策略
(1)常用的法则是平行四边形法则和三角形法则,一般共起点的向量求和用平行 四边形法则,求差用三角形法则,求首尾相连向量的和用三角形法则.
第1讲 平面向量的概念及线性运算
第1讲平面向量的概念及线性运算1.了解向量的实际背景.2.理解平面向量的概念,理解两个向量相等的含义.3.理解向量的几何表示.4.掌握向量加法、减法的运算,并理解其几何意义.5.掌握向量数乘的运算及其几何意义,理解两个向量共线的含义.6.了解向量线性运算的性质及其几何意义.1.向量的有关概念(1)向量:既有大小又有□1方向的量叫做向量,向量的大小叫做向量的□2模.(2)零向量:长度为□30的向量,其方向是任意的.(3)单位向量:长度等于□41个单位长度的向量.(4)平行向量:方向相同或□5相反的非零向量,又叫共线向量,规定:0与任意向量共线.(5)相等向量:长度相等且方向□6相同的向量.(6)相反向量:长度相等且方向□7相反的向量.2.平面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□8三角形法则□9平行四边形法则(1)交换律:a +b =□10b +a ;(2)结合律:(a +b )+c=□11a +(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□12三角形法则a -b =□13a +(-b )数乘求实数λ与向量a的积的运算(1)|λa|=|λ||a|;(2)当λ>0时,λa与a的方向□14相同;当λ<0时,λa与a的方向□15相反;当λ=0时,λa=□160(1)结合律:λ(μa)=□17λμa=□18μ(λa);(2)第一分配律:(λ+μ)a=□19λa+μa;(3)第二分配律:λ(a+b)=□20λa+λb3.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□21b=λa.共线向量定理中易忽视“a≠0”,若忽视“a≠0”,则λ可能不存在;也可能有无数个.常用结论1.若P为线段AB的中点,O为平面内任一点,则OP→=12(OA→+OB→).2.若G为△ABC的重心,则有(1)GA→+GB→+GC→=0;(2)AG→=13(AB→+AC→).1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)向量与有向线段是一样的,因此可以用有向线段来表示向量.()(2)若两个向量共线,则其方向必定相同或相反.()(3)若向量AB→与向量CD→是共线向量,则A,B,C,D四点在一条直线上.()(4)当两个非零向量a,b共线时,一定有b=λa,反之亦成立.()答案:(1)×(2)×(3)×(4)√2.回源教材(1)已知a,b是两个不共线向量,向量b-t a与12a-32b共线,则实数t =.解析:因为b-t a与12a-32b共线,所以存在λ∈R,使得b-t a=λ(12a-32b),t ,=1,=-23,=13.答案:13(2)若AB →=3a ,CD →=-5a ,且|AD →|=|BC →|,则四边形ABCD 的形状是.解析:因为AB→=3a ,CD →=-5a ,故AB →∥CD →,且|AB →|≠|CD →|.又|AD →|=|BC →|,所以四边形ABCD 是等腰梯形.答案:等腰梯形(3)在平行四边形ABCD 中,BC 的中点为M ,且AB →=a ,AD →=b ,用a ,b 表示AM→=.解析:AM →=AB →+BM →=AB →+12AD →=a +12b .答案:a +12b平面向量的概念例1(1)如图所示,O 是正六边形ABCDEF 的中心,则与BC→相等的向量为()A.BA →B.CD →C.AD→ D.OD→解析:D A ,B 选项均与BC →方向不同,C 选项与BC →长度不相等,D 选项与BC →方向相同,长度相等.(2)(多选)下列命题中正确的是()A.向量AB→的长度与向量BA →的长度相等B.向量a 与b 平行,则a 与b 的方向相同或相反C.两个有共同起点且相等的向量,其终点必相同D.两个终点相同的向量,一定是共线向量解析:AC对于A ,向量AB →与向量BA →的长度相等,方向相反,故A 正确;对于B ,向量a 与b 平行,且a 或b 为零向量时,不满足条件,故B 错误;对于C ,两个有共同起点且相等的向量,其终点也相同,故C 正确;对于D ,两个终点相同的向量,不一定是共线向量,故D 错误.反思感悟平行向量有关概念的四个关注点(1)非零向量的平行具有传递性.(2)共线向量即为平行向量,它们均与起点无关.(3)向量可以平移,平移后的向量与原向量是相等向量.(4)a|a |是与a 同方向的单位向量.训练1(1)(2024·福州模拟)如图,在正△ABC 中,D ,E ,F 均为所在边的中点,则以下向量和FC→相等的是()A.EF →B.FB →C.DF→ D.ED→解析:D ∵EF→,FB →,DF →与FC →方向不同,∴EF →,FB →,DF →与FC →均不相等;∵ED→与FC →方向相同,长度相等,∴ED →=FC →.(2)(多选)下列说法中正确的是()A.单位向量都相等B.任一向量与它的相反向量不相等C.若|a |=|b |,则a 与b 的长度相等,与方向无关D.若a 与b 是相反向量,则|a |=|b |解析:CD 对于A ,单位向量方向不同时并不相等,A 错误;对于B ,0的相反向量为0,B 错误;对于C ,|a |=|b |,则a 与b 的长度相等,与方向无关,C 正确;对于D ,相反向量是长度相等,方向相反的向量,D 正确.平面向量的线性运算向量的线性运算例2(2024·德宏州质量监测)在△ABC 中,若AD 为BC 边上的中线,点E在AD 上,且AE =2ED ,则EB →=()A.23AB →-13AC →B.23AC →-13AB →C.76AB →-56AC →D.76AC →-56AB →解析:A 如图所示.在△ABC 中,因为AD 为BC 边上的中线,所以D 为BC 的中点.由平行四边形法则,得AD→=12(AB →+AC →).又点E 在AD 上,且AE =2ED ,所以EA→=-23AD →,所以EB→=EA →+AB →=-23AD →+AB →=-23×12(AB →+AC →)+AB→=-13AB →-13AC →+AB→=23AB →-13AC →.故选A.根据向量线性运算求参数例3(2024·江西重点中学协作体第一次联考)如图,在平行四边形ABCD 中,M 为BC 的中点,AC 与MD 相交于点P .若AP→=xAB →+yAD →,则x +y =()A.1B.43C.53D.2解析:B 因为在平行四边形ABCD 中,M 为BC 的中点,AC 与MD 相交于点P ,所以AD CM =AP PC =2,所以AP →=23AC →=23(AB →+AD →).又AP →=xAB →+yAD →,所以x =y =23,x +y =43.故选B.反思感悟平面向量线性运算的常见类型及解题策略(1)向量求和用平行四边形法则或三角形法则;求差用向量减法的几何意义.(2)求参数问题可以通过向量的运算将向量表示出来,进行比较,求参数的值.训练2(1)(2024·茂名模拟)在△ABC 中,AB→=c ,AC →=b .若点M 满足MC →=2BM →,则AM →=()A.13b +23c B.23b -13c C.53c -23b D.23b +13c 解析:A由题意可得AM →=AB →+BM →=AB →+13BC →=AB →+13(AC →-AB →)=13AC →+23AB →=13b +23c .故选A.(2)在△ABC 中,AB =2,BC =33,∠ABC =30°,AD 为BC 边上的高.若AD →=λAB →+μAC →,则λ-μ=.解析:如图,∵AD 为BC 边上的高,∴AD ⊥BC .∵AB =2,∠ABC =30°,∴BD =3=13BC ,∴AD →=AB →+BD →=AB →+13BC→=AB →+13(AC →-AB →)=23AB →+13AC →.又AD →=λAB →+μAC →,∴λ=23,μ=13,故λ-μ=13.答案:13共线向量定理及应用例4(1)已知平面向量a ,b 不共线,AB→=4a +6b ,BC →=-a +3b ,CD →=a +3b ,则()A.A ,B ,D 三点共线B.A ,B ,C 三点共线C.B ,C ,D 三点共线D.A ,C ,D 三点共线解析:D 对于A ,BD →=BC →+CD →=-a +3b +(a +3b )=6b ,与AB →不共线,A 不正确;对于B ,AB→=4a +6b ,BC →=-a +3b ,则AB →与BC →不共线,B 不正确;对于C ,BC→=-a +3b ,CD →=a +3b ,则BC →与CD →不共线,C 不正确;对于D ,AC →=AB →+BC →=4a +6b +(-a +3b )=3a +9b =3CD →,即AC →∥CD →,又线段AC 与CD 有公共点C ,所以A ,C ,D 三点共线,D 正确.故选D.(2)(2024·枣庄期末)已知D 为线段AB 上的任意一点,O 为直线AB 外一点,A 关于点O 的对称点为C .若OD→=xOB →+yOC →,则x -y 的值为()A.-1B.0C.1D.2解析:C依题意可得A ,B ,D 三点共线,所以OD →=λOA →+(1-λ)OB →.因为A关于点O 的对称点为C ,所以OC→=-OA →,又OD →=xOB →+yOC →,所以OD →=xOB →-yOA →y =λ,=1-λ,则x -y =1-λ+λ=1.故选C.反思感悟利用共线向量定理解题的策略(1)a ∥b ⇔a =λb (b ≠0)是判断两个向量共线的主要依据.注意待定系数法和方程思想的运用.(2)当两向量共线且有公共点时,才能得出三点共线,即A ,B ,C 三点共线⇔AB→,AC →共线.(3)若a 与b 不共线且λa =μb ,则λ=μ=0.(4)OA →=λOB →+μOC →(λ,μ为实数),若A ,B ,C 三点共线,则λ+μ=1.训练3(1)(多选)已知向量a ,b 是两个不共线的向量,且向量m a -3b 与a+(2-m )b 共线,则实数m 的取值可以为()A.-1B.3C.4D.3解析:AD由a ,b 不共线易知a +(2-m )b 为非零向量,因为向量m a -3b与a +(2-m )b 共线,所以存在实数λ,使得m a -3b =λ[a +(2-m )b ],所以=λ,3=λ(2-m ),得m =-1或m =3.故选AD.(2)如图,在△ABC 中,AD →=2DB →,P 为CD 上一点,且满足AP →=mAC →+12AB →(m ∈R ),则m 的值为()A.-34 B.-14C.14D.34解析:C由AD→=2DB →,可得AB →=32AD →,即AP→=mAC →+12AB →=mAC →+34AD →.因为C ,P ,D 三点共线,所以m +34=1,m =14.故选C.限时规范训练(三十五)A 级基础落实练1.化简2(a -3b )-3(a +b )的结果为()A.a +4b B.-a -9b C.2a +b D.a -3b解析:B2(a -3b )-3(a +b )=2a -6b -3a -3b =-a -9b .2.(多选)下列命题中,正确的是()A.若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥cB.在△ABC 中,AB→+BC →+CA →=0C.若两个单位向量互相平行,则这两个单位向量相等或相反D.如果非零向量a ,b 的方向相同或相反,那么a +b 的方向与a ,b 之一的方向一定相同解析:BC对于A 选项,0平行于任何向量,若b =0,满足a ∥b ,b ∥c ,但不一定满足a ∥c ,故A 错误;对于B 选项,首尾顺次相接,正确;对于C 选项,两个单位向量互相平行,这两个单位向量相等或相反(大小相等,方向相反),故C 正确;对于D 选项,当a +b =0时,零向量的方向是任意的,故D 错误.3.(2024·枣庄调研)已知a ,b 是两个不共线的平面向量,向量AB →=λa +b ,AC →=a -μb (λ,μ∈R ),若AB→∥AC →,则有()A.λ+μ=2 B.λ-μ=1C.λμ=-1 D.λμ=1解析:C因为AB →∥AC →,所以存在实数k 使AB →=kAC →.因为AB→=λa +b ,AC →=a -μb (λ,μ∈R ),所以λa+b=k(a-μb),=k,=-kμ,所以λμ=-1.故选C.4.设a=(AB→+CD→)+(BC→+DA→),b是一个非零向量,则下列结论不正确的是()A.a∥bB.a+b=aC.a+b=bD.|a+b|=|a|+|b|解析:B由题意得,a=(AB→+CD→)+(BC→+DA→)=AC→+CA→=0,且b是一个非零向量,所以a∥b成立,所以A正确;由以上可知a+b=b,所以B不正确,C正确;由|a+b|=|b|,|a|+|b|=|b|,所以|a+b|=|a|+|b|,所以D正确.5.如图,BC,DE是半径为1的圆O的两条直径,BF→=2FO→,且FC→=λFD→+μFE→,则λ+μ等于()A.1B.2C.3D.4解析:D∵FC→=FO→+OC→=4FO→=4×12(FD→+FE→)=2FD→+2FE→,∴λ=μ=2,∴λ+μ=4.6.在△ABC中,BD→=13BC→,若AB→=a,AC→=b,则AD→等于()A.23a+13b B.13a+23bC.13a-23b D.23a-13b解析:A 如图,过点D 分别作AC ,AB 的平行线交AB ,AC 于点E ,F ,则四边形AEDF 为平行四边形,所以AD →=AE →+AF →.因为BD →=13BC →,所以AE→=23AB →,AF →=13AC →,所以AD →=23AB →+13AC →=23a +13b .7.已知向量a ,b 不共线,且c =λa +b ,d =a +(2λ-1)b ,若c 与d 共线反向,则实数λ的值为.解析:由于c 与d 共线反向,则存在实数k 使c =k d (k <0),于是λa +b =k [a +(2λ-1)b ],整理得λa +b =k a +(2λk -k )b .由于a ,b =k ,λk -k =1,整理得2λ2-λ-1=0,解得λ=1或λ=-12.因为k <0,所以λ<0,故λ=-12.答案:-128.如图,在平行四边形ABCD 中,E 为DC 边的中点,且AB →=a ,AD →=b ,则BE→=.解析:BE→=BA →+AD →+12DC →=-a +b +12a =b -12a .答案:b -12a9.若点O 是△ABC 所在平面内的一点,且满足|OB →-OC →|=|OB →+OC →-2OA →|,则△ABC 的形状为.解析:OB →+OC →-2OA →=(OB →-OA →)+(OC →-OA →)=AB →+AC →,OB →-OC →=CB →=AB →-AC →,∴|AB→+AC →|=|AB →-AC →|.故A ,B ,C 为矩形的三个顶点,△ABC 为直角三角形.答案:直角三角形10.设e 1,e 2是两个不共线的向量,已知AB →=2e 1-8e 2,CB →=e 1+3e 2,CD →=2e 1-e 2.(1)求证:A ,B ,D 三点共线;(2)若BF →=3e 1-k e 2,且BF →∥BD →,求实数k 的值.解:(1)证明:由已知得BD →=CD →-CB →=(2e 1-e 2)-(e 1+3e 2)=e 1-4e 2,因为AB →=2e 1-8e 2,所以AB →=2BD →,又AB→与BD →有公共点B ,所以A ,B ,D 三点共线.(2)由(1)知BD →=e 1-4e 2,若BF →=3e 1-k e 2,且BF →∥BD →,可设BF →=λBD →(λ∈R ),所以3e 1-k e 2=λe 1-4λe 2,即(3-λ)e 1=(k -4λ)e 2,又e 1,e 2是两个不共线的向量,-λ=0,-4λ=0,解得k=12.11.如图,在△ABC中,D为BC的四等分点,且靠近B点,E,F分别为AC,AD的三等分点,且分别靠近A,D两点,设AB→=a,AC→=b.(1)试用a,b表示BC→,AD→,BE→;(2)证明:B,E,F三点共线.解:(1)在△ABC中,因为AB→=a,AC→=b,所以BC→=AC→-AB→=b-a,AD→=AB→+BD→=AB→+14BC→=a+14(b-a)=34a+14b,BE→=BA→+AE→=-AB→+13AC→=-a+13b.(2)证明:因为BE→=-a+13b,BF→=BA→+AF→=-AB→+23AD→=-a+23(34a+14b)=-12a+16b=12(-a+13b),所以BF→=12BE→,即BF→与BE→共线,且有公共点B,所以B,E,F三点共线.B级能力提升练12.设P,Q为△ABC内的两点,且AP→=25AB→+15→,AQ→=14AB→+23AC→,则△ABP 的面积与△ABQ的面积之比为()A.45B.85C.43D.310解析:D 如图,设AM →=25AB →,AN →=15AC →,∴AP→=25AB →+15AC →=AM →+AN →,由平行四边形法则知NP ∥AB ,∴△ABP 的面积与△ABC 的面积之比为15,同理,由AQ→=14AB →+23AC →,可得△ABQ 的面积与△ABC 的面积之比为23,∴△ABP 的面积与△ABQ 的面积之比为15∶23=310.13.(2024·南昌联考)已知O 是△ABC 的外心,且OA →+OB →+CO →=0,则∠ACB =()A.π2B.2π3C.π3D.π4解析:B 设AB 的中点为D ,如图所示.由OA →+OB →+CO →=0,得OA→+OB →=OC →,则2OD→=OC →,所以D 是OC 的中点.因为OA =OB ,AB 的中点为D ,所以AB ⊥OD ,因此有cos ∠AOD =cos ∠BOD =OD OA =12,则∠AOD =∠BOD =π3.因为OA =OB =OC ,所以△OAC ,△OBC 是等边三角形,所以∠ACB =∠ACO +∠BCO =π3+π3=2π3.故选B.14.经过△OAB 的重心G 的直线与OA ,OB 分别交于点P ,Q ,设OP →=mOA →,OQ →=nOB →,(m >0,n >0).(1)证明:1m +1n 为定值;(2)求m +n 的最小值.解:(1)证明:设OA→=a ,OB →=b .由题意知OG →=23×12(OA →+OB →)=13(a +b ),PQ →=OQ →-OP →=n b -m a ,PG→=OG →-OP →=(13-m )a +13b ,由P ,G ,Q 三点共线得,存在实数λ,使得PQ →=λPG →,则n b -m a =λ(13-m )a +13λb ,m =λ(13-m ),=13λ,消去λ得1n +1m =3.(2)由(1)知,1m +1n =3,于是m +n =13(1m +1n)(m +n )=13(2+nm+mn)≥13(2+2)=43.当且仅当m=n=23时,m+n取得最小值,最小值为43.。
高考数学复习第4章平面向量第1讲平面向量及其线性运算
向量-b 的和的 减法
运算叫做 a 与 b
的差
三角形法则
运算律 a-b=a+(-b)
(续表) 向量 运算
定义
法则(或几何意义)
运算律
(1)|λa|=___|λ_|_|a_|__; (2)当λ>0 时,λa 的
数乘 求实数λ与向量 a 的积的运算
方向与 a 的方向相 同;当λ<0 时,λa 的 方向与 a 的方向相
量的个数为( B )
A.1
B.2
C. B.
4.如图 4-1-1,在正六边形 ABCDEF 中,B→A+C→D+E→F= (D )
图 4-1-1
A.0
B.B→E
C.A→D
D.C→F
考点 1 平面向量的基本概念
例 1:(1)(多选)下列命题正确的有( ) A.若|a|=|b|,则 a=b B.若 A,B,C,D 是不共线的四点,则A→B=D→C是四边形 ABCD 为平行四边形的充要条件 C.若 a=b,b=c,则 a=c D.若 a∥b,b∥c,则 a∥c
选 A.
答案:A
【规律方法】(1)相等向量具有传递性,非零向量的平行也 具有传递性.(2)共线向量即为平行向量,它们均与起点无关. (3)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的平移混为一谈.(4)非零向量 a 与|aa|的关系: |aa|是与 a 同方向的单位向量.
λ(μa)=___λ_μ_a___; (λ+μ)a=λa+μa; λ(a+b)=_λ_a_+__λ_b_
反;当λ=0 时,λa
=____0____
3.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 b=λa.
第1课时 平面向量的概念及其线性运算
第1课时 平面向量的概念及其线性运算吴兴昌编 文数组审1.考纲点击(1)了解向量的实际背景;(2)理解平面向量的概念,理解两个向量相等的含义; (3)理解向量的几何表示;(4)掌握向量加法.减法的运算,并理解其几何意义;(5)掌握向量数乘的运算及其几何意义,理解两个向量共线的含义; (6)了解向量线性运算的性质及其几何意义. 2.热点提示(1)重点考查平面向量的有关概念.线性运算及其几何表示;(2)多以选择.填空的形式呈现,有时和其他知识相结合,在知识的交汇点处命题. 【考纲知识梳理】1.向量的有关概念及表示方法 (1)向量的有关概念 名称 定义 备注 向量 零向量 记作0单位向量平行向量 0与任一向量平行或共线共线向量 相等向量相反向量0 的相反向量为0(2)向量的表示方法①字母表示法,如:,a AB等;②几何表示法:用一条有向线段表示向量.2.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(1)交换律: a b b a +=+ .(2)结合律:()()a b c 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的差数乘求实数λ与向量a的积的运算注:式子2222||||2(||||)a b a b a b ++-=+的几何意义为:平行四边形两条对角线的平方和等于它们四条边的平方和.3.向量(0)a a ≠与向量b 共线的充要条件为存在唯一一个实数λ,使.b a λ= 注:用向量法证明三点 A..B.C 共线时,首先求出AB AC 、,然后证明AB AC λ=,即AB AC与共线即可.【热点难点精析】 (一)向量的有关概念 【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=CD 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________.变式训练1 判断下列命题是否正确,不正确的请说明理由.(1)若向量a 与b 同向,且|a |=|b |,则a >b;(2)若|a |=|b |,则a 与b的长度相等且方向相同或相反; (3)若|a |=|b |,且a 与b 方向相同,则a =b ;(4)由于零向量的方向不确定,故零向量不与任意向量平行;(5)若向量a 与向量b 平行,则向量a 与b的方向相同或相反;(6)若向量AB与向量CD 是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点在一条直线上;(7)起点不同,但方向相同且模相等的几个向量是相等向量; (8)任一向量与它的相反向量不相等. (二)向量的线性运算【例2】 如图,以向量O A =a ,OB =b 为边作▱OADB ,BM =13BC ,C N =13CD,用a 、b 表示A N 、O N 、MN.变式训练2 △ABC 中,AD =23AB,DE ∥BC 交AC 于E ,BC 边上的中线AM 交DE于N .设AB =a ,A C =b ,用a 、b 表示向量AE 、BC 、D E 、D N 、AM、A N .(三)向量的共线问题【例3】设1e ,2e 是两个不共线向量,已知AB=21e -82e ,C B =1e +32e ,CD =21e -2e. (1)求证:A 、B 、D 三点共线;(2)若BF=31e -k 2e ,且B 、D 、F 三点共线,求k 的值.变式训练3 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.。
平面向量的线性运算
平面向量的线性运算在数学中,平面向量是一个有大小和方向的量。
它可以表示为一个箭头,并且可以用坐标表示。
平面向量的线性运算是指对平面向量进行加法和数乘的操作。
一、平面向量的加法平面向量的加法是指将两个向量的对应分量相加,得到一个新的向量。
如果有两个向量A和B,它们的坐标分别为(Ax, Ay)和(Bx, By),则它们的加法可以表示为:A +B = (Ax + Bx, Ay + By)例如,如果有向量A(2, 3)和向量B(1, -2),则它们的加法运算为:A +B = (2 + 1, 3 + (-2)) = (3, 1)二、平面向量的数乘平面向量的数乘是指一个向量与一个实数相乘的操作。
如果有一个向量A和一个实数k,则它们的数乘可以表示为:kA = (kAx, kAy)例如,如果有向量A(2, 3)和实数k = 2,则它们的数乘运算为:2A = (2 × 2, 2 × 3) = (4, 6)三、平面向量的线性运算平面向量的线性运算是指对向量加法和数乘进行组合运算。
如果有两个向量A和B,以及两个实数k和m,则它们的线性运算可以表示为:kA + mB = (kAx + mBx, kAy + mBy)例如,如果有向量A(2, 3)、向量B(1, -2)和实数k = 2,m = 3,则它们的线性运算为:2A + 3B = (2 × 2 + 3 × 1, 2 × 3 + 3 × (-2)) = (7, 0)四、平面向量的性质平面向量的线性运算具有以下性质:1. 交换律:A + B = B + A2. 结合律:(A + B) + C = A + (B + C)3. 分配律:k(A + B) = kA + kB4. 结合分配律:(k + m)A = kA + mA这些性质使得平面向量的线性运算更加方便和灵活,可以简化运算过程并推导出更多的结论。
总结:平面向量的线性运算包括加法和数乘两种操作。
高一数学平面向量的概念及线性运算PPT优秀课件
a+b=λLeabharlann a-b),即(λ-1)a=(1+λ)b,
∴ λ-1=0 1+λ=0
,λ 无解,故假设不成立,即 a+b 与 a-b 不平行,故选 D.
错源二:向量有关概念理解不当
【例2】 如图,由一个正方体的12条棱构成的向量组成了一个集合M,则集合M的元 素个数为________.
错解:正方体共有12条棱,每条棱可以表示两个向量,一共有24个向量.答案是24. 错解分析:方向相同长度相等的向量是相等向量,故AA1―→=BB1―→=CC1―→ = DD1―→ , AB―→ = DC―→ = D1C1―→ = A1B1―→ , AD―→ = BC―→ = B1C1―→=A1D1―→.错解的原因是把相等的向量都当成不同的向量了. 正解:12条棱可以分为三组,共可组成6个不同的向量,答案是6. 答案:6
错解分析:错解一,忽视了 a≠0 这一条件.错解二,忽视了 0 与 0 的区别,AB―→+
BC―→+CA―→=0;错解三,忽视了零向量的特殊性,当 a=0 或 b=0 时,两个等号同时
成立.
正解:∵向量 a 与 b 不共线,
∴a,b,a+b 与 a-b 均不为零向量.
若 a+b 与 a-b 平行,则存在实数 λ,使
∴|AM―→|=12|AD―→|=12|BC―→|=2.故选 C.
【例2】 (2010年安徽师大附中二模)设O在△ABC的内部,且OA―→+OB―→+ 2OC―→=0,则△ABC的面积与△AOC的面积之比为( ) (A)3 (B)4 (C)5 (D)6
解析:由 OC―→=-12(OA―→+OB―→),设 D 为 AB 的中点, 则 OD―→=12(OA―→+OB―→), ∴OD―→=-OC―→,∴O 为 CD 的中点, ∴S△AOC=12S△ADC=14S△ABC,∴SS△△AAOBCC=4.故选 B.
第1讲 平面向量的概念及线性运算
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第1讲 平面向量的概念及线性运算
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[记结论·提速能]
【记结论】 1.设 P 为线段 AB 的中点,O 为平面内任一点,则D→P=12(O→A+O→B).
2.若 G 是△ABC 的重心,D 是 BC 边的中点,则:
①G→A+G→B+G→C=0;②A→G=1(A→B+A→C);③G→D=1(G→B+G→C)=
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第1讲 平面向量的概念及线性运算
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[探究] 三角形加法法则的推论是什么? 提示:多个向量相加,利用三角形法则,应首尾顺次连接,a+b+c表 示从始点指向终点的向量,只关心始点、终点.
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第1讲 平面向量的概念及线性运算
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3.共线向量定理
向量 a(a≠0)与 b 共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使得 b=λa.
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第1讲 平面向量的概念及线性运算
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2.若非零向量a和b满足|a+b|=|b|=2,则|a|的取值范围是________,|a -b|的取值范围是________. 答案:(0,4] [2,6] 解析:(1)由结论5知,||a+b|-|b||≤|a|=|a+b-b|≤|a+b|+|b|=4,又 a≠0,所以|a|的取值范围是(0,4]. (2)由结论5知,|a-b|+|a+b|≥2|b|=|(a+b)-(a-b)|≥||a-b|-|a+b||, 所以-4≤|a-b|-|a+b|≤4, |a-b|+|a+b|≥4,又|a+b|=2,解得|a-b|的取值范围是[2,6].
1.平面向量 的有关概念
2.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.平面向量 3.通过实例分析,掌握平面向量数乘运算及运算 的线性运算
1 第1讲 平面向量的概念及线性运算
当 a=2b 时,|aa|=|22bb|=|bb|,故 a=2b 是|aa|=|bb|成立的充分条件.
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第六章 平面向量、复数
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平面向量有关概念的四个关注点 (1)相等向量具有传递性,非零向量的平行也具有传递性. (2)共线向量即为平行向量,它们均与起点无关. (3)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 函数图象的移动混淆. (4)非零向量 a 与|aa|的关系:|aa|是与 a 同方向的单位向量.
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第六章 平面向量、复数
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3.设 a,b 都是非零向量,下列四个条件中,使|aa|=|bb|成立的充分条件是( )
A.a=-b
B.a∥b
√C.a=2b
D.a∥b 且|a|=|b|
解析:因为向量|aa|的方向与向量 a 相同,向量|bb|的方向与向量 b 相同,且|aa|
=|bb|,所以向量 a 与向量 b 方向相同,故可排除选项 A,B,D.
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第六章 平面向量、复数
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解析:对于 A,相等向量的始点相同,则终点也一定相同,所以 A 不正确; 对于 B,向量A→B与C→D共线,只能说明A→B,C→D所在直线平行或在同一条直 线上,所以 B 不正确;对于 C,非零向量 a 与 b 共线,则 a 与 b 的方向相同 或相反,但 a 与 b 不一定相等,所以 C 不正确;对于 D,因为四边形 ABCD 是平行四边形,所以|A→B|=|C→D|,所以 D 正确.故选 ABC.
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第六章 平面向量、复数
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常见误区 1.若两个向量起点相同,终点相同,则这两个向量相等;但两个相等向量 不一定有相同的起点和终点. 2.零向量和单位向量是两个特殊的向量.它们的模确定,但方向不确定. 3.注意区分向量共线与向量所在的直线平行之间的关系.
1 第1讲 平面向量的概念及线性运算
了解向量的实际背景.掌握向量加法、减法的运算,并理解其几何意义.了解平面向量的基本定理及其意义.理解平面向量数量积的含义及其物理意义.1.向量的有关概念(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量,向量的大小叫做向量的模. (2)零向量:长度为0的向量,其方向是任意的. (3)单位向量:长度等于1个单位的向量.(4)平行向量:方向相同或相反的非零向量,又叫共线向量,规定:0与任一向量共线. (5)相等向量:长度相等且方向相同的向量.(6)相反向量:长度相等且方向相反的向量.[注意] (1)向量不同于数量,向量不仅有大小,而且还有方向. (2)任意向量a 的模都是非负实数,即|a |≥0. 2.向量的线性运算向量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 .常用知识拓展1.若P 为线段AB 的中点,O 为平面内任一点,则OP →=12(OA →+OB →).2.OA →=λOB →+μOC →(λ,μ为实数),若点A ,B ,C 共线,则λ+μ=1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)向量与有向线段是一样的,因此可以用有向线段来表示向量.( ) (2)AB →+BC →+CD →=AD →.( )(3)若两个向量共线,则其方向必定相同或相反.( )(4)若向量AB →与向量CD →是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点在一条直线上.( ) (5)若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c .( )(6)当两个非零向量a ,b 共线时,一定有b =λa ,反之成立.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ 如图,设P ,Q 两点把线段AB 三等分,则下列向量表达式错误的是( )A.AP →=13AB →B.AQ →=23AB →C.BP →=-23AB →D.AQ →=BP →解析:选D.由数乘向量的定义可以得到A ,B ,C 都是正确的,只有D 错误. (教材习题改编)如图,▱ABCD 的对角线交于点M ,若AB →=a ,AD →=b ,用a ,b 表示MD →为( )A .12a +12bB .12a -12bC .-12a -12bD .-12a +12b解析:选D.MD →=12BD →=12(b -a )=-12a +12b ,故选D.(教材习题改编)化简:(1)(AB →+MB →)+BO →+OM →=________. (2)NQ →+QP →+MN →-MP →=________.解析:(1)(AB →+MB →)+BO →+OM →=(AB →+BO →)+(OM →+MB →)=AO →+OB →=AB →. (2)NQ →+QP →+MN →-MP →=NP →+PN →=0. 答案:(1)AB →(2)0已知平面内四点A ,B ,C ,D ,若AD →=2DB →,CD →=13CA →+λCB →,则λ的值为________.解析:依题意知点A ,B ,D 三点共线,于是有13+λ=1,λ=23.答案:23平面向量的有关概念(师生共研)给出下列命题:①若两个向量相等,则它们的起点相同,终点相同; ②若|a |=|b |,则a =b 或a =-b ;③若A ,B ,C ,D 是不共线的四点,且AB →=DC →,则四边形ABCD 为平行四边形; ④a =b 的充要条件是|a |=|b |且a ∥b . 其中真命题的序号是________.【解析】 ①是错误的,两个向量起点相同,终点相同,则两个向量相等;但两个向量相等,不一定有相同的起点和终点.②是错误的,|a |=|b |,但a ,b 方向不确定,所以a ,b 的方向不一定相等或相反. ③是正确的,因为AB →=DC →,所以|AB →|=|DC →|且AB →∥DC →;又A ,B ,C ,D 是不共线的四点,所以四边形ABCD 为平行四边形.④是错误的,当a ∥b 且方向相反时,即使|a |=|b |,也不能得到a =b ,所以|a |=|b |且a ∥b 不是a =b 的充要条件,而是必要不充分条件.【答案】 ③平面向量有关概念的四个关注点(1)相等向量具有传递性,非零向量的平行也具有传递性. (2)共线向量即为平行向量,它们均与起点无关.(3)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的移动混淆.(4)非零向量a 与a |a |的关系:a|a |是与a 同方向的单位向量.给出下列命题:①向量AB →的长度与向量BA →的长度相等;②向量a 与b 平行,则a 与b 的方向相同或相反;③|a |+|b |=|a +b |⇔a 与b 方向相同;④若非零向量a 与非零向量b 的方向相同或相反,则a +b 与a ,b 之一的方向相同. 其中叙述错误的命题的个数为( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:选C.对于②:当a =0时,不成立;对于③:当a ,b 之一为零向量时,不成立;对于④:当a +b =0时,a +b 的方向是任意的,它可以与a ,b 的方向都不相同.故选C.平面向量的线性运算(师生共研)(1)(2018·高考全国卷Ⅰ)在△ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,则EB →=( )A.34AB →-14AC →B.14AB →-34AC →C.34AB →+14AC → D.14AB →+34AC → (2)(一题多解)如图,在直角梯形ABCD 中,DC →=14AB →,BE →=2EC →,且AE →=rAB →+sAD →,则2r +3s =( )A .1B .2C .3D .4【解析】 (1)法一:如图所示,EB →=ED →+DB →=12AD →+12CB →=12×12(AB→+AC →)+12(AB →-AC →)=34AB →-14AC →,故选A.法二:EB →=AB →-AE →=AB →-12AD →=AB →-12×12(AB →+AC →)=34AB →-14AC →,故选A.(2)法一:根据图形,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 →=rAB →+sAD →,所以r =12,s =23,则2r +3s =1+2=3.法二:因为BE →=2EC →,所以AE →-AB →=2(AC →-AE →),整理,得AE →=13AB →+23AC →=13AB →+23(AD →+DC →)=12AB →+23AD →,以下同法一.法三:如图,延长AD ,BC 交于点P ,则由DC →=14AB →得DC ∥AB ,且AB =4DC ,又BE →=2EC →,所以E 为PB 的中点,且AP →=43AD →.于是AE →=12(AB →+AP →)=12(AB →+43AD →)=12AB →+23AD →.以下同法一. 【答案】 (1)A (2)C向量线性运算的解题策略(1)向量的加减常用的法则是平行四边形法则和三角形法则,一般共起点的向量求和用平行四边形法则,求差用三角形法则,求首尾相连的向量的和用三角形法则.(2)找出图形中的相等向量、共线向量,将所求向量与已知向量转化到同一个平行四边形或三角形中求解.1.已知O ,A ,B 是平面上的三个点,直线AB 上有一点C ,满足2AC →+CB →=0,则OC →=( )A .2OA →-OB → B .-OA →+2OB →C .23OA →-13OB →D .-13OA →+23OB →解析:选A.因为2AC →+CB →=0,所以A 为BC 的中点,所以2OA →=OC →+OB →,所以OC →=2OA →-OB →.2.已知D 为三角形ABC 的边BC 的中点,点P 满足P A →+BP →+CP →=0,AP →=λPD →,则实数λ的值为________.解析:因为D 为边BC 的中点,所以PB →+PC →=2PD →, 又P A →+BP →+CP →=0, 所以P A →=PB →+PC →=2PD →, 所以AP →=-2PD →, 所以λ=-2. 答案:-2平面向量共线定理的应用(典例迁移)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.【解】 (1)证明:因为AB →=a +b ,BC →=2a +8b ,CD →=3(a -b ), 所以BD →=BC →+CD →=2a +8b +3(a -b )=5(a +b )=5AB →, 所以AB →,BD →共线,又它们有公共点B , 所以A ,B ,D 三点共线. (2)因为k a +b 与a +k b 共线, 所以存在实数λ,使k a +b =λ(a +k b ), 即(k -λ)a =(λk -1)b .又a ,b 是两个不共线的非零向量, 所以k -λ=λk -1=0,所以k 2-1=0, 所以k =±1.[迁移探究] (变条件)若将本例(2)中的“共线”改为“反向共线”,则k 为何值? 解:因为k a +b 与a +k b 反向共线, 所以存在实数λ,使k a +b =λ(a +k b )(λ<0),所以⎩⎪⎨⎪⎧k =λ,k λ=1,所以k =±1.又λ<0,k =λ,所以k =-1. 故当k =-1时,两向量反向共线.[提醒] 证明三点共线时,需说明共线的两向量有公共点.1.设e 1,e 2是两个不共线的向量,则向量a =2e 1-e 2与向量b =e 1+λe 2(λ∈R )共线的充要条件是( )A .λ=0B .λ=-1C .λ=-2D .λ=-12解析:选D.因为a =2e 1-e 2,b =e 1+λe 2,e 1,e 2不共线, 由a ,b 共线⇔b =12a ⇔b =e 1-12e 2⇔λ=-12.2.如图,一直线EF 与平行四边形ABCD 的两边AB ,AD 分别交于E ,F 两点,且交对角线AC 于点K ,其中AE →=25AB →,AF →=12AD →,AK→=λAC →,则λ的值为( )A.29B.27C.25D.23解析:选A.因为AE →=25AB →,AF →=12AD →,所以AB →=52AE →,AD →=2AF →.由向量加法的平行四边形法则可知, AC →=AB →+AD →,所以AK →=λAC →=λ(AB →+AD →) =λ⎝⎛⎭⎫52AE →+2AF → =52λAE →+2λAF →, 由E ,F ,K 三点共线,可得52λ+2λ=1,所以λ=29,故选A.[基础题组练]1.向量e 1,e 2,a ,b 在正方形网格中的位置如图所示,则a -b =( )A .-4e 1-2e 2B .-2e 1-4e 2C .e 1-3e 2D .3e 1-e 2解析:选C.结合图形易得,a =-e 1-4e 2,b =-2e 1-e 2,故a -b =e 1-3e 2. 2.在下列选项中,“a ∥b ”的充分不必要条件是( ) A .a ,b 都是单位向量 B .|a |=|b | C .|a +b |=|a |-|b |D .存在不全为零的实数λ,μ,使λa +μb =0解析:选C .a ,b 都是单位向量,但方向可能既不相同,又不相反,故A 错误;|a |=|b |但方向不定,故B 错误;|a +b |=|a |-|b |,若a ,b 都是非零向量,则a ,b 反向共线,且|a |≥|b |;若a ,b 中恰有一个零向量,则a ≠0,b =0;若a =b =0,则a ,b 也符合|a +b |=|a |-|b |,所以“|a +b |=|a |-|b |”⇒“a ∥b ”,而“a ∥b ” ⇒/ “|a +b |=|a |-|b |”,故C 正确;D 选项中“存在不全为零的实数λ,μ,使λa +μb =0”⇔“a ∥b ”.3.已知平面内一点P 及△ABC ,若P A →+PB →+PC →=AB →,则点P 与△ABC 的位置关系是( )A .点P 在线段AB 上 B .点P 在线段BC 上 C .点P 在线段AC 上D .点P 在△ABC 外部解析:选C.由P A →+PB →+PC →=AB →得P A →+PB →+PC →=PB →-P A →,即PC →=-2P A →,故点P 在线段AC 上.4.(2019·山东临沂模拟)已知a ,b 是不共线的向量,AB →=λa +b ,AC →=a +μb ,λ,μ∈R ,则A ,B ,C 三点共线的充要条件为( )A .λ+μ=2B .λ-μ=1C .λμ=-1D .λμ=1解析:选D.因为A ,B ,C 三点共线,所以AB →∥AC →.设AB →=mAC →(m ≠0),所以⎩⎪⎨⎪⎧λ=m ,1=mμ,所以λμ=1,故选D.5.若|AB →|=8,|AC →|=5,则|BC →|的取值范围是________.解析:BC →=AC →-AB →,当AB →,AC →同向时,|BC →|=8-5=3;当AB →,AC →反向时,|BC →|=8+5=13;当AB →,AC →不共线时,3<|BC →|<13.综上可知3≤|BC →|≤13.答案:[3,13]6.已知▱ABCD 的对角线AC 和BD 相交于O ,且OA →=a ,OB →=b ,则DC →=________,BC →=________(用a ,b 表示).解析:如图,DC →=AB →=OB →-OA →=b -a ,BC →=OC →-OB →=-OA →-OB →=-a -b .答案:b -a -a -b7.已知D ,E ,F 分别为△ABC 的边BC ,CA ,AB 的中点,且BC →=a ,CA →=b ,给出下列命题:①AD →=12a -b ;②BE →=a +12b ;③CF →=-12a +12b ;④AD →+BE →+CF →=0.其中正确命题的个数为________.解析:BC →=a ,CA →=b ,AD →=12CB →+AC →=-12a -b ,故①错;BE →=BC →+12CA →=a +12b ,故②正确;CF →=12(CB →+CA →)=12(-a +b )=-12a +12b ,故③正确; 所以AD →+BE →+CF →=-b -12a +a +12b +12b -12a =0.故④正确. 所以正确命题的序号为②③④.答案:38.如图,EF 是等腰梯形ABCD 的中位线,M ,N 是EF 上的两个三等分点,若AB →=a ,BC →=b ,AB →=2DC →.(1)用a ,b 表示AM →;(2)证明A ,M ,C 三点共线.解:(1)AD →=AB →+BC →+CD →=a +b +⎝⎛⎭⎫-12a =12a +b , 又E 为AD 中点,所以AE →=12AD →=14a +12b , 因为EF 是梯形的中位线,且AB →=2DC →,所以EF →=12(AB →+DC →)=12⎝⎛⎭⎫a +12a =34a , 又M ,N 是EF 的三等分点,所以EM →=13EF →=14a , 所以AM →=AE →+EM →=14a +12b +14a =12a +12b . (2)证明:由(1)知MF →=23EF →=12a , 所以MC →=MF →+FC →=12a +12b =AM →, 又MC →与AM →有公共点M ,所以A ,M ,C 三点共线.[综合题组练]1.(2019·广州市综合测试(一))设P 是△ABC 所在平面内的一点,且CP →=2P A →,则△P AB与△PBC 的面积的比值是( )A.13B.12C.23D.34解析:选B.因为CP →=2P A →,所以|CP →||P A →|=21,又△P AB 在边P A 上的高与△PBC 在边PC 上的高相等,所以S △P AB S △PBC =|P A →||CP →|=12.2.如图,A ,B 分别是射线OM ,ON 上的点,给出下列向量:①OA →+2OB →;②12OA →+13OB →;③34OA →+13OB →;④34OA →+15OB →;⑤34OA →-15OB →.若这些向量均以O 为起点,则终点落在阴影区域内(包括边界)的有( )A .①②B .②④C .①③D .③⑤解析:选B.在ON 上取点C ,使得OC =2OB ,以OA ,OC 为邻边作平行四边形OCDA ,则OD →=OA →+2OB →,其终点不在阴影区域内,排除A ,C ;取OA 上一点E ,作AE =14OA ,作EF ∥OB ,交AB 于点F ,则EF =14OB ,由于EF <13OB ,所以34OA →+13OB →的终点不在阴影区域内,排除选项D ,故选B.3.在直角梯形ABCD 中,∠A =90°,∠B =30°,AB =23,BC =2,点E 在线段CD 上,若AE →=AD →+μAB →,则μ的取值范围是________.解析:由题意可求得AD =1,CD =3,所以AB →=2DC →.因为点E 在线段CD 上,所以DE →=λDC →(0≤λ≤1).因为AE →=AD →+DE →,又AE →=AD →+μAB →=AD →+2μDC →=AD →+2μλDE →, 所以2μλ=1,即μ=λ2.因为0≤λ≤1,所以0≤μ≤12.答案:⎣⎡⎦⎤0,12 4.已知A 1,A 2,A 3为平面上三个不共线的定点,平面上点M 满足A 1M →=λ(A 1A 2→+A 1A 3→)(λ是实数),且MA 1→+MA 2→+MA 3→是单位向量,则这样的点M 有________个.解析:由题意得,MA 1→=-λ(A 1A 2→+A 1A 3→),MA 2→=MA 1→+A 1A 2→,MA 3→=MA 1→+A 1A 3→,所以MA 1→+MA 2→+MA 3→=(1-3λ)·(A 1A 2→+A 1A 3→),设D 为A 2A 3的中点,则(1-3λ)·(A 1A 2→+A 1A 3→)与A 1D →为共起点且共线的一个向量,显然直线A 1D 与以A 1为圆心的单位圆有两个交点,故这样的点M 有2个,即符合题意的点M 有2个.答案:2。
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4.平面直角坐标系中,O为坐标原点,已知两点A(3,1),B(-1, 3),若点C满足OC=αOA+βOB,其中a、β∈R,且α+β=1,则点C的 轨迹方程为( )D (A)3x+2y-11=0 (B)(x-1)2+(y-2)2=5 (C)2x-y=0 (D)x+2y-5=0
5.设P、Q是四边形ABCD对角线AC、BD中点,BC=a,DA=b,则
1 a b 2 PQ=_____________
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2.向量的表示方法: (1)符号表示:如 (2)几何表示:用一条有向线段表示。
(3)坐标表示:在平面直角坐标系中的任意向量,有且仅有 一对实数x、y,使得 a xi y j ( x, y) 其中 为单位向量 i (1,0) j (0,1) 返回
要点·疑点·考点
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1 OM= (OA+OB) 2
题型3:三角形法则的应用
3.如果M是线段AB的中点,求证:对于任意一点O,有
【解题回顾】选用本例的意图有二,其一,复习向量加法的 平行四边形法则,向量减法的三角形法则;其二,向量内容 中蕴涵了丰富的数学思想,如模型思想、形数结合思想、分 类讨论思想、对应思想、化归思想等,复习中要注意梳理和 领悟.本例深刻蕴涵了形数结合思想与分类讨论思想. 返回
7.给出下列命题:①若a,b共线且|a|=|b|,则(a-b)∥(a+b);②已知 a=2e,b=3e,则a=3b/2;③若a=e1-e2 ,b=-3e1+3e2,且e1≠e2,则 |a|=3|b|;④在△ABC中,AD是BC上的中线,则AB+AC=2AD ①,④ 其中,正确命题的序号是___________ 8.(1)在平行四边形ABCD中,AB=a,AD=b,那么用a和b表示向量 AC+DB为( A ) (2)已知平行四边形ABCD的对角线交于点E,设AB=e1,AD=e2, 则用e1, e2表示ED的表达式为( B ) (A)2a (B)2b (C)0 (D)a+b
5. 已知正方形 ABCD 边长为 1 , AB=a,BC=b,AC=c, 则 a+b+c 的模等于( C ) (A)0 (B)3 (C)22 (D)2
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6.设命题p:向量b与a共线,命题q:有且只有一个实数λ,使得 B) b=λa,则p是q的( (A)充分不必要条件 (B)必要不充分条件 (C)充要条件 (D)既不充分又不必要条件
第1课时 平面向量及其线性运算
要点·疑点·考点
课
前 热 身 能力·思维·方法 延伸·拓展
误
解 分 析
要点·疑点·考点
1.向量的有关概念 (1)向量:既有大小又有方向的量叫向量, 向量的大小叫做向量的长度(或模) (2)零向量:长度为0的向量叫零向量,其方向是任意的。 (3)单位向量:长度为1个单位长的向量,叫单位向量. ( 4 )平行向量:方向相同或相反的非零向量叫平行向量, 也叫共线向量.规定零向量与任一向量平行. (5)相等向量:长度相等且方向相同的向量叫相等向量. 返回
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题型4:向量共线定理
1.设e1,e2是两个互相垂直的单位向量,且a=-(2e1+e2),b=e1-λe2. (1)若a∥b>a=λb(b≠0),a⊥b<=>a· b=0
误解分析
1.在向量的有关习题中,零向量常被忽略,从而导致错误
2.需要分类讨论的问题一定要层次清楚,不重复,不遗漏.
3.很多人认为“若a∥b,则存在唯一实数λ使b=λa.”这是典型错 误.事实上,它成立的前提是a≠0.同样,在向量基本定理中,若 e1,e2是共线向量,则不能用e1,e2表示与它们不共线的向量.
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课堂练习
1.已知a,b方向相同,且|a|=3,|b|=7,则|2a-b|=_____ 1 . 2. 如果 AB=a,CD=b ,则 a=b 是四点 A 、 B 、 D 、 C 构成平行四 边形的( B ) (A)充分不必要条件 (B)必要不充分条件
精典范例
题型2:向量的线性表示
2.在平行四边形ABCD中,设对角线AC=a,BD=b,试用a,b表 示AB,BC.
【解题回顾】1、解题的关键在于搞清楚构成三角形的三个向 量间的相互关系,能熟练的找出图形中的相等向量,或根据 条件将向量平移,能熟练运用相反向量将加减法相互转化。 2、用几个基本向量表示某个向量问题的基本技巧:第一步观 察各向量位置;第二步寻找(或作)相应的平行四边形和三 角形;第三步运用法则找关系;第四步化简结果。
(C)充要条件
(D)既不充分也不必要条件
3.a与b为非零向量,|a+b|=|a-b|成立的充要条件是( C )
(A)a=b (B)a∥b (C)a⊥b (D)|a|=|b|
4.下列算式中不正确的是( (A) AB+BC+CA=0 (C) 0· AB=0
B )
(B) AB-AC=BC (D)λ(μa)=(λμ)a
3.向量的加法与减法 (1)求两个向量和的运算,叫向量的加法,向量加法按平行 四边形法则或三角形法则进行.加法满足交换律和结合律. (2)求两个向量差的运算,叫向量的减法 . 作法是连结两向 量的终点,方向指向被减向量.
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要点·疑点·考点
4.实数与向量的积的概念 . (1)实数λ与向量a的积记作λa,其长度|λa|=|λ||a|;方向规定如下: 当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;当λ<0时,λa的方向与a的 方向相反;当λ=0时,λa=0. (2)设λ、μ为实数,则有如下运算律:λ(μa)=(λμ)a, (λ+μ)a=λa+μa,λ(a+b)=λa+λb 5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 6.平面向量基本定理 如果e1、e2是同一个平面内的两个不共线向量,那么对于这一平 面内的任一向量a,有且只有一对实数λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2 , 其中e1,e2叫基底.
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题型1:向量有关概念的理解
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. ②,③ 其中,正确命题的序号是______ 【解题回顾】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.