新课标高考第一轮数学(理)总复习课件第五章 平面向量、复数 第29讲ppt版本
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了一种有效方法.
1.(2016 全国新课标Ⅰ)设向量 a=(m,1),b=(1,2),且 |a+b|2=|a|2+|b|2,则 m=________.
【解析】由已知得 a+b=m+1,3
∴|a+b|2=|a|2+|b|2⇔m+12+32=m2+12+12+22,解 得 m=-2.
【解析】由题意,设 e1+e2=ma+nb.
因为 a=e1+2e2,b=-e1+e2, 所以 e1+e2=m(e1+2e2)+n(-e1+e2)=(m-n)e1+ (2m+n)e2. 由平面向量基本定理,得m2m-+nn==1,1, 所以m=23,
n=-13.
【答案】23 -13
6μ)i + (λ + 2μ)j, 根 据 平 面 向 量 基 本 定 理 得
--13==-λ+λ+2μ6,μ,解得μλ==--2,12. 所以μλ =4.故填 4. 【答案】4
5.已知向量 a=(4,3),b=(-2,1),如果向量 a+λb 与 b 垂直,则|2a-λb|的值为________.
所以点 M 的坐标为(0,20). 又因为C→N=O→N-O→C=-2b, 所以O→N=-2b+O→C=(12,6)+(-3,-4)=(9,2), 所以点 N 的坐标为(9,2), 所以M→N=(9,-18). 【点评】(1)向量的坐标运算主要是利用向量加、 减、数乘运算的法则来进行求解的,若已知有向线段两 端点的坐标,则应先求向量的坐标.(2)解题过程中,常 利用向量相等则其坐标相同这一原则,通过列方程(组) 来进行求解.
【 解 析 】 由 题 可 知 (a+ λb)·b=0, 即 (4- 2λ,3+
λ)·(-2,1)=0,解得 λ=1,所以 2a-λb=(10,5),|2a-
λb|=5 5.
【答案】5 5
【知识要点】 1.平面向量基本定理 如果 e1 和 e2 是一个平面内的两个_不_ 共线__向量,那 么对于该平面内的任意向量 a,有且只有一对实数 λ1,λ 2, 使 a=λ1e1+λ2e2.我们把不共线的向量 e1,e2 叫做表示这 一平面内所有向量的一组基底. 2.平面向量的坐标表示 在平面直角坐标系内,分别取与 x 轴,y 轴方向相同的两 个单位向量 i,j 作为基底,对于平面上任一向量 a,由平面 向量基本定理可知,有且只有一对实数 x,y,使得 a=xi+ yj.这样,平面内的任一向量 a 都可由 x,y 唯一确定,我们 把有序数对(x,y)叫做向量 a 的坐标,记作 a=(x,y),把 a=
∴(1-λ)A→B+12λA→C=(1-μ)A→C+13μA→B,
∴1-λ=13μ,解得λ=45,
1-μ=12λ,
μ=35.
【点评】用平面向量基本定理解决问题的一般思路 (1)先选择一组基底,并运用该基底将条件和结论 表示为向量的形式,再通过向量的运算来解决. (2)在基底未给出的情况下,合理地选取基底会给 解题带来方便.
例2如图,在△ABC 中,A→Q=12A→C,A→R =13A→B,BQ 与 CR 交于点 O,AO 的延长 线与边 BC 交于点 P.
(1)用A→B和A→C表示B→Q,C→R;
(2)如果A→B+λB→Q=A→C+μC→R,求实数 λ 和 μ 的值.
【解析】(1)B→Q=A→Q-A→B=12A→C-A→B, C→R=A→R-A→C=13A→B-A→C. (2)A→B+λB→Q=A→B+λ12A→C-A→B =(1-λ)A→B+12λA→C, A→C+μC→R=A→C+μ13A→B-A→C =(1-μ)A→C+13μA→B. ∵A→B+λB→Q=A→C+μC→R,
考点 2 平面Βιβλιοθήκη 量的坐标运算例3已知点 A(-2,4),B(3,-1),C(-3,-4).设A→B= a,B→C=b,C→A=c,且C→M=3c,C→N=-2b.
(1)求 3a+b-3c; (2)求满足 a=mb+nc 的实数 m,n 的值; (3)求点 M,N 的坐标及向量M→N的坐标.
【解析】由已知得 a=(5,-5),b=(-6,-3),c=
【解析】以 A 为坐标原点,AB,AD 分别为 x,y 轴建立
平面直角坐标系,依题意得
D0,1,E1,0,C(1,1),B2,0,F32,12,E→D=-1,1,A→F
= 32,12 , 设
P cos
θ,sin
θ
∴m=32. 【点评】向量共线充要条件的 2 种形式 (1)a∥b⇔a=λb(b≠0); (2)a∥b⇔x1y2 - x2y1 = 0( 其 中 a = (x1,y1),b =
(x2,y2)).当涉及向量或点的坐标问题时一般利用(2)比 较方便.
考点 4 向量问题坐标化
例5如图,平面内有三个向量O→A、O→B、O→C,其中O→A与 O→B的夹角为 120°,O→A与O→C的夹角 为 30°,且|O→A|=|O→B|=1,|O→C|=2 3, 若O→C=λO→A+μO→B(λ、μ∈R),则 λ+ μ 的值为________.
(1,8).
(1)3a+b-3c=3(5,-5)+(-6,-3)-3(1,8)=(6, -42).
(2)因为 mb+nc=(-6m+n,-3m+8n), 所以- -63mm+ +n8n==5, -5,解得mn==--11., (3)设 O 为坐标原点. 因为C→M=O→M-O→C=3c, 所以O→M=3c+O→C=(3,24)+(-3,-4)=(0,20),
面向量―对―应→实数对(x,y),任何一个平面向量都有唯一的
坐标表示,但是每一个坐标所表示的向量却不一定唯一.也 就是说,向量的坐标表示和向量不是一一对应的关系,但和 起 点 为 原 点 的 向 量 是 一 一 对 应 的 关 系 , 即 实 数 对 (x,y)
O→A
点 A(x,y).
2.已知向量的始点和终点坐标求向量的坐标时,一定
4.向量 a,b,c 在正方形网格中的位置如图所示,若 c =λa+μb(λ,μ ∈R),则μλ=________.
【解析】设 i,j 分别为水平方向 和竖直方向上的正 方向单位向量,则 a=-i+j,b=6i+2j,c=-i-3j,所
以-i-3j=λ(-i+j)+μ(6i+2j),即-i-3j=(-λ+
【解析】由条件可知,∠COB=90°,以 O 为原 点,OC 所在直线为 x 轴,OB 所在直线为 y 轴,建立平面 直角坐标系.
则O→C=(2
3,0),O→B=(0,1),O→A=
23,-12,
因为O→C=λO→A+μO→B,
所以(2
3,0)=λ
23,-12+μ(0,1),
第 29 讲 平面向量的基本定理及坐标 运算
【学习目标】 1.了解平面向量的基本定理及其意义,掌握平面向 量的正交分解及其坐标表示. 2.会用坐标表示平面向量的加法、减法与数乘运算, 理解用坐标表示平面向量共线和垂直的条件.
【基础检测】 1.已知向量 a=(1,m),b=(m,2),若 a∥b,则实数 m 等 于( ) A.- 2 B. 2
【答案】-2
2.(2015 湖南)已知点 A,B,C 在圆 x2+y2=1 上运动, 且 AB⊥BC,若点 P 的坐标为(2,0),则|P→A+P→B+P→C|的最 大值为( )
要搞清方向,用对应的终点坐标减去始点坐标.本讲易忽略
点有二:一是易将向量的终点坐标误认为是向量坐标;二
是向量共线的坐标表示易与向量垂直的坐标表示混淆.
3.向量的坐标表示,实际上是向量的代数表示,在引 入向量的坐标表示后,可以使向量运算完全代数化,把关 于向量的代数运算与数量的代数运算联系起来,从而把 数与形紧密结合起来,这样很多几何问题,特别像共线、 共点等较难问题的证明,就转化为熟知的数量运算,也为 运用向量坐标运算的有关知识解决一些物理问题提供
所以02=3-=122λ3+λ,μ,所以λμ==4,2,所以 λ+μ=6.
【答案】6
例6在直角梯形 ABCD 中,AB⊥AD,DC∥AB,AD= DC=1,AB=2,E,F 分别为 AB,BC 的中点,点 P 在以 A 为圆心,AD 为半径的圆弧 DE 上变动(如图所示).若A→P =λE→D+μ A→F,其中 λ,μ ∈R,则 2λ-μ 的取值范围是 ________.
a+2b=(1,0)+2(2,1)=(5,2),
∵ka-b 与 a+2b 共线,
∴2(k-2)-(-1)×5=0, ∴k=-12.
(2)A→B=2(1,0)+3(2,1)=(8,3), B→C=(1,0)+m(2,1)=(2m+1,m).
∵A,B,C 三点共线,
∴A→B∥B→C,
∴8m-3(2m+1)=0,
(x,y)叫做向量的坐标表示,|a|= x2+y2叫做向量 a 的长
度(模).
3.平面向量坐标运算 向量的加 若 a=(x1,y1),b=(x2,y2),则 a+b=_(x_1+x2,y1+y_2_),
减法 a-b=__(x1-x2,y1-y2_)_.
实数与向 量的积
若 a=(x1,y1),λ
∈R,则 λa=__
,
θ
∈
0,π2
,
依
题
意
A→P
=
λE→D+μA→F,即cos θ,sin θ=-λ+32μ,λ+12μ,
cos
sin
θθ==λ-+λ12+μ32μ,两式相减得
2λ-μ=sin
θ-cos
θ=
2sinθ-π4 ,θ-π4 ∈-π4 ,π4 , 2sinθ-π4 ∈-1,1. 【答案】[-1,1]
(λx1,λy1)
__.
向量的坐 标
若起点 A(x1,y1),终点 B(x2,y2),则A→B=(x_2_-x1,y2-_.y1)
4.两向量平行和垂直的坐标表示
(1)设 a=(x1,y1),b=(x2,y2),则 a∥b⇔x1y2-y1x2=0. (2)设 a=(x1,y1),b=(x2,y2),则 a⊥b⇔x1x2+y1y2=0.
【点评】(1)向量相等就是两向量的坐标对应相等. (2)利用向量的坐标运算可将向量问题代数化. (3)注意如下结论的运用: ①当向量的起点在原点时,P 点的坐标就是向量O→P 的坐标; ②若 A(x1,y1),B(x2,y2),则向量A→B=(x2-x1,y2-
y1).
1.向量的坐标表示主要依据平面向量的基本定理,平
考点 1 平面向量基本定理的应用
例1如果 e1,e2 是平面 α 内一组不共线的向量,那么下
列四组向量中,不能作为平面内所有向量的一组基底的
是( )
A.e1 与 e1+e2
B.e1-2e2 与 e1+2e2
C.e1+e2 与 e1-e2 D.e1+3e2 与 6e2+2e1
【解析】选项 A 中,设 e1+e2=λe1,则11= =λ0,无解; 选项 B 中,设 e1-2e2=λ(e1+2e2),则λ-=21=,2λ无解; 选项 C 中,设 e1+e2=λ(e1-e2),则λ1==1-,λ无解; 选项 D 中,e1+3e2=12(6e2+2e1),所以两向量是共线 向量. 【答案】D
C.- 2或 2 D.0 【解析】由 a∥b,得 1×2-m2=0,所以 m2=2,即
m=± 2. 【答案】C
2.已知 a=(2,1),b=(-3,4),则 3a+4b=________. 【答案】(-6,19)
3.设 e1,e2 是平面内一组基向量,且 a=e1+2e2,b= -e1+e2,则向量 e1+e2 可以表示为另一组基向量 a,b 的 线性组合,即 e1+e2=________a+________b.
考点 3 平面向量共线的坐标表示
例4已知 a=(1,0),b=(2,1). (1)当 k 为何值时,ka-b 与 a+2b 共线; (2)若A→B=2a+3b,B→C=a+mb,且 A,B,C 三点共线, 求 m 的值. 【解析】(1)∵a=(1,0),b=(2,1),
∴ka-b=k(1,0)-(2,1)=(k-2,-1),
1.(2016 全国新课标Ⅰ)设向量 a=(m,1),b=(1,2),且 |a+b|2=|a|2+|b|2,则 m=________.
【解析】由已知得 a+b=m+1,3
∴|a+b|2=|a|2+|b|2⇔m+12+32=m2+12+12+22,解 得 m=-2.
【解析】由题意,设 e1+e2=ma+nb.
因为 a=e1+2e2,b=-e1+e2, 所以 e1+e2=m(e1+2e2)+n(-e1+e2)=(m-n)e1+ (2m+n)e2. 由平面向量基本定理,得m2m-+nn==1,1, 所以m=23,
n=-13.
【答案】23 -13
6μ)i + (λ + 2μ)j, 根 据 平 面 向 量 基 本 定 理 得
--13==-λ+λ+2μ6,μ,解得μλ==--2,12. 所以μλ =4.故填 4. 【答案】4
5.已知向量 a=(4,3),b=(-2,1),如果向量 a+λb 与 b 垂直,则|2a-λb|的值为________.
所以点 M 的坐标为(0,20). 又因为C→N=O→N-O→C=-2b, 所以O→N=-2b+O→C=(12,6)+(-3,-4)=(9,2), 所以点 N 的坐标为(9,2), 所以M→N=(9,-18). 【点评】(1)向量的坐标运算主要是利用向量加、 减、数乘运算的法则来进行求解的,若已知有向线段两 端点的坐标,则应先求向量的坐标.(2)解题过程中,常 利用向量相等则其坐标相同这一原则,通过列方程(组) 来进行求解.
【 解 析 】 由 题 可 知 (a+ λb)·b=0, 即 (4- 2λ,3+
λ)·(-2,1)=0,解得 λ=1,所以 2a-λb=(10,5),|2a-
λb|=5 5.
【答案】5 5
【知识要点】 1.平面向量基本定理 如果 e1 和 e2 是一个平面内的两个_不_ 共线__向量,那 么对于该平面内的任意向量 a,有且只有一对实数 λ1,λ 2, 使 a=λ1e1+λ2e2.我们把不共线的向量 e1,e2 叫做表示这 一平面内所有向量的一组基底. 2.平面向量的坐标表示 在平面直角坐标系内,分别取与 x 轴,y 轴方向相同的两 个单位向量 i,j 作为基底,对于平面上任一向量 a,由平面 向量基本定理可知,有且只有一对实数 x,y,使得 a=xi+ yj.这样,平面内的任一向量 a 都可由 x,y 唯一确定,我们 把有序数对(x,y)叫做向量 a 的坐标,记作 a=(x,y),把 a=
∴(1-λ)A→B+12λA→C=(1-μ)A→C+13μA→B,
∴1-λ=13μ,解得λ=45,
1-μ=12λ,
μ=35.
【点评】用平面向量基本定理解决问题的一般思路 (1)先选择一组基底,并运用该基底将条件和结论 表示为向量的形式,再通过向量的运算来解决. (2)在基底未给出的情况下,合理地选取基底会给 解题带来方便.
例2如图,在△ABC 中,A→Q=12A→C,A→R =13A→B,BQ 与 CR 交于点 O,AO 的延长 线与边 BC 交于点 P.
(1)用A→B和A→C表示B→Q,C→R;
(2)如果A→B+λB→Q=A→C+μC→R,求实数 λ 和 μ 的值.
【解析】(1)B→Q=A→Q-A→B=12A→C-A→B, C→R=A→R-A→C=13A→B-A→C. (2)A→B+λB→Q=A→B+λ12A→C-A→B =(1-λ)A→B+12λA→C, A→C+μC→R=A→C+μ13A→B-A→C =(1-μ)A→C+13μA→B. ∵A→B+λB→Q=A→C+μC→R,
考点 2 平面Βιβλιοθήκη 量的坐标运算例3已知点 A(-2,4),B(3,-1),C(-3,-4).设A→B= a,B→C=b,C→A=c,且C→M=3c,C→N=-2b.
(1)求 3a+b-3c; (2)求满足 a=mb+nc 的实数 m,n 的值; (3)求点 M,N 的坐标及向量M→N的坐标.
【解析】由已知得 a=(5,-5),b=(-6,-3),c=
【解析】以 A 为坐标原点,AB,AD 分别为 x,y 轴建立
平面直角坐标系,依题意得
D0,1,E1,0,C(1,1),B2,0,F32,12,E→D=-1,1,A→F
= 32,12 , 设
P cos
θ,sin
θ
∴m=32. 【点评】向量共线充要条件的 2 种形式 (1)a∥b⇔a=λb(b≠0); (2)a∥b⇔x1y2 - x2y1 = 0( 其 中 a = (x1,y1),b =
(x2,y2)).当涉及向量或点的坐标问题时一般利用(2)比 较方便.
考点 4 向量问题坐标化
例5如图,平面内有三个向量O→A、O→B、O→C,其中O→A与 O→B的夹角为 120°,O→A与O→C的夹角 为 30°,且|O→A|=|O→B|=1,|O→C|=2 3, 若O→C=λO→A+μO→B(λ、μ∈R),则 λ+ μ 的值为________.
(1,8).
(1)3a+b-3c=3(5,-5)+(-6,-3)-3(1,8)=(6, -42).
(2)因为 mb+nc=(-6m+n,-3m+8n), 所以- -63mm+ +n8n==5, -5,解得mn==--11., (3)设 O 为坐标原点. 因为C→M=O→M-O→C=3c, 所以O→M=3c+O→C=(3,24)+(-3,-4)=(0,20),
面向量―对―应→实数对(x,y),任何一个平面向量都有唯一的
坐标表示,但是每一个坐标所表示的向量却不一定唯一.也 就是说,向量的坐标表示和向量不是一一对应的关系,但和 起 点 为 原 点 的 向 量 是 一 一 对 应 的 关 系 , 即 实 数 对 (x,y)
O→A
点 A(x,y).
2.已知向量的始点和终点坐标求向量的坐标时,一定
4.向量 a,b,c 在正方形网格中的位置如图所示,若 c =λa+μb(λ,μ ∈R),则μλ=________.
【解析】设 i,j 分别为水平方向 和竖直方向上的正 方向单位向量,则 a=-i+j,b=6i+2j,c=-i-3j,所
以-i-3j=λ(-i+j)+μ(6i+2j),即-i-3j=(-λ+
【解析】由条件可知,∠COB=90°,以 O 为原 点,OC 所在直线为 x 轴,OB 所在直线为 y 轴,建立平面 直角坐标系.
则O→C=(2
3,0),O→B=(0,1),O→A=
23,-12,
因为O→C=λO→A+μO→B,
所以(2
3,0)=λ
23,-12+μ(0,1),
第 29 讲 平面向量的基本定理及坐标 运算
【学习目标】 1.了解平面向量的基本定理及其意义,掌握平面向 量的正交分解及其坐标表示. 2.会用坐标表示平面向量的加法、减法与数乘运算, 理解用坐标表示平面向量共线和垂直的条件.
【基础检测】 1.已知向量 a=(1,m),b=(m,2),若 a∥b,则实数 m 等 于( ) A.- 2 B. 2
【答案】-2
2.(2015 湖南)已知点 A,B,C 在圆 x2+y2=1 上运动, 且 AB⊥BC,若点 P 的坐标为(2,0),则|P→A+P→B+P→C|的最 大值为( )
要搞清方向,用对应的终点坐标减去始点坐标.本讲易忽略
点有二:一是易将向量的终点坐标误认为是向量坐标;二
是向量共线的坐标表示易与向量垂直的坐标表示混淆.
3.向量的坐标表示,实际上是向量的代数表示,在引 入向量的坐标表示后,可以使向量运算完全代数化,把关 于向量的代数运算与数量的代数运算联系起来,从而把 数与形紧密结合起来,这样很多几何问题,特别像共线、 共点等较难问题的证明,就转化为熟知的数量运算,也为 运用向量坐标运算的有关知识解决一些物理问题提供
所以02=3-=122λ3+λ,μ,所以λμ==4,2,所以 λ+μ=6.
【答案】6
例6在直角梯形 ABCD 中,AB⊥AD,DC∥AB,AD= DC=1,AB=2,E,F 分别为 AB,BC 的中点,点 P 在以 A 为圆心,AD 为半径的圆弧 DE 上变动(如图所示).若A→P =λE→D+μ A→F,其中 λ,μ ∈R,则 2λ-μ 的取值范围是 ________.
a+2b=(1,0)+2(2,1)=(5,2),
∵ka-b 与 a+2b 共线,
∴2(k-2)-(-1)×5=0, ∴k=-12.
(2)A→B=2(1,0)+3(2,1)=(8,3), B→C=(1,0)+m(2,1)=(2m+1,m).
∵A,B,C 三点共线,
∴A→B∥B→C,
∴8m-3(2m+1)=0,
(x,y)叫做向量的坐标表示,|a|= x2+y2叫做向量 a 的长
度(模).
3.平面向量坐标运算 向量的加 若 a=(x1,y1),b=(x2,y2),则 a+b=_(x_1+x2,y1+y_2_),
减法 a-b=__(x1-x2,y1-y2_)_.
实数与向 量的积
若 a=(x1,y1),λ
∈R,则 λa=__
,
θ
∈
0,π2
,
依
题
意
A→P
=
λE→D+μA→F,即cos θ,sin θ=-λ+32μ,λ+12μ,
cos
sin
θθ==λ-+λ12+μ32μ,两式相减得
2λ-μ=sin
θ-cos
θ=
2sinθ-π4 ,θ-π4 ∈-π4 ,π4 , 2sinθ-π4 ∈-1,1. 【答案】[-1,1]
(λx1,λy1)
__.
向量的坐 标
若起点 A(x1,y1),终点 B(x2,y2),则A→B=(x_2_-x1,y2-_.y1)
4.两向量平行和垂直的坐标表示
(1)设 a=(x1,y1),b=(x2,y2),则 a∥b⇔x1y2-y1x2=0. (2)设 a=(x1,y1),b=(x2,y2),则 a⊥b⇔x1x2+y1y2=0.
【点评】(1)向量相等就是两向量的坐标对应相等. (2)利用向量的坐标运算可将向量问题代数化. (3)注意如下结论的运用: ①当向量的起点在原点时,P 点的坐标就是向量O→P 的坐标; ②若 A(x1,y1),B(x2,y2),则向量A→B=(x2-x1,y2-
y1).
1.向量的坐标表示主要依据平面向量的基本定理,平
考点 1 平面向量基本定理的应用
例1如果 e1,e2 是平面 α 内一组不共线的向量,那么下
列四组向量中,不能作为平面内所有向量的一组基底的
是( )
A.e1 与 e1+e2
B.e1-2e2 与 e1+2e2
C.e1+e2 与 e1-e2 D.e1+3e2 与 6e2+2e1
【解析】选项 A 中,设 e1+e2=λe1,则11= =λ0,无解; 选项 B 中,设 e1-2e2=λ(e1+2e2),则λ-=21=,2λ无解; 选项 C 中,设 e1+e2=λ(e1-e2),则λ1==1-,λ无解; 选项 D 中,e1+3e2=12(6e2+2e1),所以两向量是共线 向量. 【答案】D
C.- 2或 2 D.0 【解析】由 a∥b,得 1×2-m2=0,所以 m2=2,即
m=± 2. 【答案】C
2.已知 a=(2,1),b=(-3,4),则 3a+4b=________. 【答案】(-6,19)
3.设 e1,e2 是平面内一组基向量,且 a=e1+2e2,b= -e1+e2,则向量 e1+e2 可以表示为另一组基向量 a,b 的 线性组合,即 e1+e2=________a+________b.
考点 3 平面向量共线的坐标表示
例4已知 a=(1,0),b=(2,1). (1)当 k 为何值时,ka-b 与 a+2b 共线; (2)若A→B=2a+3b,B→C=a+mb,且 A,B,C 三点共线, 求 m 的值. 【解析】(1)∵a=(1,0),b=(2,1),
∴ka-b=k(1,0)-(2,1)=(k-2,-1),