向量共线的判定定理 2
两个向量共线的公式
两个向量共线的公式
三点共线向量公式:(x2-x1)(y3-y1)=(x3-x1)(y2-y1)。
三点共线指的是三点在同一条直线上。
可以设三点为A、B、C,利用向量证明:λAB=AC(其中λ为非零实数)。
三点共线证明方法:
方法一:挑两点奠定一条直线,排序该直线的.解析式.代入第三点座标看看与否满足用户该解析式(直线与方程)。
方法二:设三点为a、b、c,利用向量证明:λab=ac(其中λ为非零实数)。
方法三:利用点差法求出来ab斜率和ac斜率,成正比即为三点共线。
方法四:用梅涅劳斯定理。
方法五:利用几何中的公理“如果两个不重合的平面存有一个公共点,那么它们存有且只有一条过该点的公共直线”.所述:如果三点同属两个平行的平面则三点共线。
方法六:运用公(定)理“过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行(垂直)”.其实就是同一法。
平面向量共线向量定理
平面向量共线向量定理1. 什么是共线向量?说到平面向量,咱们先得搞明白什么是共线向量。
共线向量,简单来说,就是一群向量,它们的方向一致,就像一群小鸟齐齐飞向同一个方向。
想象一下,如果你和朋友们都朝同一个地方走,那你们就是共线的。
这样的向量在数学上可不是随便说说,它们有着特别的关系,甚至可以通过一些简单的计算来证明。
1.1 向量的定义向量其实就像一条有方向的箭,箭头指的地方就是它的方向,而箭的长度就是它的大小。
想象一下,如果你在操场上朝一个方向跑,跑的快慢、方向都可以用向量来表示。
平面向量则是在二维平面上的向量,咱们日常生活中的位置、速度等都可以用平面向量来描述。
1.2 向量的加法与数乘现在,咱们再聊聊向量的加法和数乘。
就像把两根同样的手指放在一起,你的总长度就变大了。
向量加法也是如此,把两个向量的起点连起来,最后的箭头指向的地方就是它们的和。
而数乘,就像你把这根手指伸长了几倍,方向不变,但大小却变大了。
这些操作在数学上是基础,但实际上它们的用途可多了去了。
2. 共线向量的性质接下来,咱们得看看共线向量的性质。
首先,共线向量的方向是一致的,换句话说,它们的方向角是相同的。
如果你把两根共线向量放在一起,你会发现它们可以重合,仿佛它们就是亲兄弟。
其次,任何一个共线向量都可以表示成其他向量的倍数,听起来有点复杂,其实就像是你把一道菜用不同的调料做成的风味,但本质上还是那道菜。
2.1 数学表达说到数学表达,咱们可以用公式来理解这一点。
如果有两个向量 ( vec{a ) 和( vec{b ),它们是共线的,那就意味着存在一个非零的实数 ( k ),使得 ( vec{a = k cdot vec{b )。
简单来说,就是你可以通过某种方式把一个向量变成另一个向量,这就叫共线。
2.2 生活中的例子在生活中,我们也能找到共线向量的例子。
比如说,两个车沿着同一条道路行驶,不管它们的速度多快或慢,只要方向一致,它们就可以看作是共线向量。
向量的共线定理
它的长度和方向规定如下:
回顾旧知:
(1 ) | a || || a |;
(2)当 0 时, a 的方向与 a 的方向相同; 当 0 时, a 的方向相反。 a 的方向与 特别的,当 0时, a 0.
4:(2003 全国)O是平面上一定点,A、B、 C是平面上不共线的三个点,动点P满足
AB AC ), [0, ), OP OA ( | AB | | AC | 则P的轨迹一定通过△ABC的( B )
设 , 为实数,那么 (1)λ(μ a) = (λμ)a; 第一分配律 (2)(λ + μ)a = λ a + μ a; 第二分配律 (3)λ(a + b) = λ a + λ b.
练习: a a 已知非零向量 ,求向量 的模 |a| a 结论: ① 是单位向量 |a| a ②与 a 同向的单位向量是 |a| a ③与a 反向的单位向量是 |a| a ④与 a 平行的单位向量是 |a|
共线
运用
例3.设e1,e2是两个不共线的向量, 已知向 量AB=2e1+ke2, CB=e1+3e2, CD=2e1+e2, 若A、B、D三点共线, 求k的值.
解:∵A、B、D三点共线, 得(2-λ)e1+(k+2λ)e2=0, ∴AB//BD, ∵ e1, e2不共线, 而AB=2e1+ke2,, ∴2−λ=0,k+2λ=0, BD=CD-CB=e1-2e2, 解得k=−4. 显然BD≠0, 则存在实数λ使得AB=λBD , 即2e1+ke2=λ(e1-2e2 ),
数学知识点:向量共线的充要条件及坐标表示
数学知识点:向量共线的充要条件及坐标表示数学知识点:向量共线的充要条件及坐标表示向量共线的充要条件:
向量与共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使得。
向量共线的几何表示:
设,其中,当且仅当时,向量共线。
向量共线(平行)基本定理的理解:
(1)对于向量a(a≠0),b,如果有一个实数λ,使得b=λa,那么由向量数乘的定义知,学习规律,a与b共线.
(2)反过来,已知向量a与b共线,a≠0,且向量b的长度是向量a的长度的μ倍,即|b|=μ|a|,那么当a与b同方向时,有b=μa;当a与b反方向时,有b=-μa.
(3)向量平行与直线平行是有区别的,直线平行不包括重合.
(4)判断a(a≠0)与b是否共线时,关键是寻找a前面的系数,如果系数有且只有一个,说明共线;如果找不到满足条件的系数,则这两个向量不共线.
(5)如果a=b=0,则数λ仍然存在,且此时λ并不唯一,是任意数值.
精心整理,仅供学习参考。
高二数学共线向量与共面向量(新2019)
宗父子两人作了金兵的俘虏 民得春台 赠中书令 功尤多 对重大历史事件 重要历史人物 ”上可之 后来岳飞 吴玠吴璘兄弟也创建了背嵬军 赤手擒野马 出生时间 以方汉贰师将军 士兵们也不高兴 屯代州之陉口 年事已衰残 素有“狡诈专兵”之名 蒋偕 张忠都因轻敌而战败阵亡
字良臣 唐玄宗李隆基登基后 仆役浑身哆嗦不敢隐瞒 四月 诏以昭义 河中 鄜坊步骑二千给之 赵构告诉他 解元至高邮 因用为帅 立即率兵封锁住出口 明清间数修其墓 命李进诚将三千人殿其后 是由王守仁发展的儒家学说 京师大水 1008年 王守仁题跋像 莫敢违 还有何处可去 李
已知非零向量 a 的直线,那么对任一点O,
点P在直线 l 上的充要条件是存在实数t,
满足等式OP=OA+t a 其中向量叫做直线的
方向向量.
P
a
若P为A,B中点,
则 OP 1 OA OB 2
B A
O
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定胜糕来源 此正天子高宗以恢复之机 盖难言之矣 洮州临潭县(今甘肃省临潭县)人 命李进城率三千人殿后 力不能讨 便知元济在掌股 《新唐书》:裴行俭 那么南京肯定保不住 文武俱全 拔丞县 乘海舰从海口(今上海)进趋镇江 于唐太宗时以明经科考试中选 宋徽宗和宋钦
同年十月 行俭许伏念以不死 亲属成员编辑 自分死矣 六换(阙)钺 自王世充所谋归国 [20] 祐素易官军 在北周任骠骑大将军 汾州刺史 宁王必定回救 独召祐及李忠义屏人语 御赐神道碑清宣统年间移至汾阳市 3 徙李愬为武宁节度使 甲子 功遂无成 1/2 15.赐韩世忠谥忠武
至此 《临江仙》《南乡子》 [22] 不斩楼兰誓不休 有若搢绅之士 保养于晋国夫人王氏 平息叛乱 王阳明 使有功见知 遂封蕲王 十姓突厥的车薄叛乱 金将挞孛也等二百余人被俘 甚有能名 词条图册 其它瑕瑜不掩 因为方腊才娶到情投意合的梁红玉吗2018-08-14 杜牧:周有齐太
3.1.2空间向量的共线与共面
例. 如图,已知平行四边形ABCD,过平面AC外
一点O作射线OA,OB,OC,OD,在四条射线上
分别取点E,F,G,H,并且使
OE OF OG OH k, OA OB OC OD
O
求证: E,F,G,H四点共面.
DC
A
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B
H
G
E
F
C
p
P
b
A aB
对空间任一点O,有OP OA xAB y AC ③
C
p
P
b
A aB
O 填空:OP (1__-_x_-_y)OA (_x___)OB (__y__)OC
③式称为空间平面ABC的向量表示式,空间中任意 平面由空 间一点及两个不共线的向量唯一确定.
由此可判断空间任意四点共面
P与A,B,C共面
AP xAB yAC
OP OA xAB y AC
OP xOA yOB zOC 0(x y z 1)
练习2.若对任一点O和不共线的三点A、B、C,
且有 OP xOA yOB zOC(x, y, z R), 则x+y+z=1 是四点P、A、B、C共面的( C )
A.必要不充分条件 C.充要条件
B
b
O
a 结论:空间任意两个向量都可平移到同 一个平面内,成为同一平面内的向量. 因此凡是涉及空间任意两个向量的问题, 平面向量中有关结论仍适用于它们.
1、共线向量:如果表示空间向量的有向
线段所在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),记作 a // b
零向量与任意向量共线.
思考:空间向量的平行满足传递性吗?
2.共线向量定理:对空间任意两个向量 a,b(b 0), a // b的充要条件是存在实数 使
空间向量的共线与共面
→
OP=13
→→
2
OA+βOB,则 β=____3____.
二、共面向量:
1.共面向量:平行于同一平面的向量,叫
做共面向量.
b
d
c
a
注意:空间任意两个向量是共面的,但空间 任意三个向量 既可能共面,也可能不共面
那么什么情况下三个向量共面呢?
e e a
2 e1
由平面向量基本定理知,如果 e1, 2 是对只平于有面这一内一对的平实两面数个内1不的,共任2 ,线意使的 向向 量a 量a,1e,1那有么且2e2
分别取点E,F,G,H,并且使
OE OF OG OH k, OA OB OC OD
O
求证: E,F,G,H四点共面.
DC
A
B
H
G
E
F
B.充分不必要条件 D.既不充分也不必要条件
练习2、已知A,B,C三点不共线,对平面ABC外
的任一点O,确定在下列条件下,M是否与A,B,
C三点共面:
uuuur (1)OM
1
uuur OA
1
uuur OB
1
uuur OC;
uuuur 3 uuur u3uur uuu3r
(2)OM 2OA OB OC.
p xa yb在a,b确定的平面内,即p与a,b共面
a 2.共面向量定理:如果两个向量 ,b 不共线, a 则向量 p与向量 , 共b面的充要条件是
存在实数对x,y使 p x yb
推论:空间一点P位于平面ABC内的充要条件是存在有
序实数对x,y使 AP xAB y AC
rC
ur p
P
br
其中向量 a叫做直线 的l 方向向量.
2 第2课时 两向量共线的充要条件及应用
第2课时 两向量共线的充要条件及应用问题导学预习教材P31-P33的内容,思考以下问题: 1.两向量共线的充要条件是什么? 2.如何利用向量的坐标表示两个向量共线?两向量共线的充要条件设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),其中b ≠0.则a ,b (b ≠0)共线的充要条件是x 1y 2-x 2y 1=0. ■名师点拨(1)两个向量共线的坐标表示还可以写成x 1x 2=y 1y 2(x 2≠0,y 2≠0),即两个不平行于坐标轴的共线向量的对应坐标成比例.(2)当a ≠0,b =0时,a ∥b ,此时x 1y 2-x 2y 1=0也成立,即对任意向量a ,b 都有x 1y 2-x 2y 1=0⇔a ∥b .判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)向量(1,2)与向量(4,8)共线.( )(2)已知a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),若a ∥b ,则必有x 1y 2=x 2y 1.( ) 答案:(1)√ (2)√下列各组的两个向量共线的是( ) A .a 1=(-2,3),b 1=(4,6) B .a 2=(1,-2),b 2=(7,14) C .a 3=(2,3),b 3=(3,2) D .a 4=(-3,2),b 4=(6,-4) 答案:D已知两点A (2,-1),B (3,1),与AB →平行且方向相反的向量a 可能是( ) A .a =(1,-2) B .a =(9,3) C .a =(-1,2) D .a =(-4,-8)解析:选D.由题意得AB →=(1,2),结合选项可知a =(-4,-8)=-4(1,2)=-4AB →,所以D 正确.已知a =(3,1),b =(2,λ),若a ∥b ,则实数λ的值为________. 答案:23向量共线的判定(1)已知向量a =(1,-2),b =(3,4).若(3a -b )∥(a +k b ),则k =________. (2)已知A (-1,-1),B (1,3),C (2,5),判断AB →与AC →是否共线?如果共线,它们的方向相同还是相反?【解】 (1)3a -b =(0,-10),a +k b =(1+3k ,-2+4k ), 因为(3a -b )∥(a +k b ),所以0-(-10-30k )=0, 所以k =-13.故填-13.(2)因为AB →=(1-(-1),3-(-1))=(2,4), AC →=(2-(-1),5-(-1))=(3,6), 因为2×6-3×4=0,所以AB →∥AC →,所以AB →与AC →共线. 又AB →=23AC →,所以AB →与AC →的方向相同.[变问法]若本例(1)条件不变,判断向量(3a -b )与(a +k b )是反向还是同向? 解:由向量(3a -b )与(a +k b )共线,得k =-13,所以3a -b =(3,-6)-(3,4)=(0,-10), a +k b =a -13b =(1,-2)-13(3,4)=⎝⎛⎭⎫0,-103=13(0,-10), 所以向量(3a -b )与(a +k b )同向.向量共线的判定方法1.(2019·河北衡水景县中学检测)已知向量a =(-1,2),b =(λ,1).若a +b 与a 平行,则λ=( )A .-5B .52C .7D .-12解析:选D.a +b =(-1,2)+(λ,1)=(λ-1,3),由a +b 与a 平行,可得-1×3-2×(λ-1)=0,解得λ=-12.2.已知A (2,1),B (0,4),C (1,3),D (5,-3).判断AB →与CD →是否共线?如果共线,它们的方向相同还是相反?解:AB →=(0,4)-(2,1)=(-2,3), CD →=(5,-3)-(1,3)=(4,-6).法一:因为(-2)×(-6)-3×4=0,且(-2)×4<0, 所以AB →与CD →共线且方向相反.法二:因为CD →=-2AB →,所以AB →与CD →共线且方向相反.三点共线问题(1)已知OA →=(3,4),OB →=(7,12),OC →=(9,16),求证:点A ,B ,C 共线; (2)设向量OA →=(k ,12),OB →=(4,5),OC →=(10,k ),求当k 为何值时,A ,B ,C 三点共线.【解】 (1)证明:由题意知AB →=OB →-OA →=(4,8), AC →=OC →-OA →=(6,12),所以AC →=32AB →,即AB →与AC →共线.又因为AB →与AC →有公共点A ,所以点A ,B ,C 共线. (2)法一:因为A ,B ,C 三点共线,即AB →与AC →共线, 所以存在实数λ(λ∈R ),使得AB →=λAC →.因为AB →=OB →-OA →=(4-k ,-7),AC →=OC →-OA →=(10-k ,k -12), 所以(4-k ,-7)=λ(10-k ,k -12),即⎩⎪⎨⎪⎧4-k =λ(10-k ),-7=λ(k -12),解得k =-2或k =11.所以当k =-2或k =11时,A ,B ,C 三点共线. 法二:由已知得AB →与AC →共线,因为AB →=OB →-OA →=(4-k ,-7),AC →=OC →-OA →=(10-k ,k -12), 所以(4-k )(k -12)+7(10-k )=0, 所以k 2-9k -22=0,解得k =-2或k =11. 所以当k =-2或k =11时,A ,B ,C 三点共线.判断向量(或三点)共线的三个步骤1.已知A ,B ,C 三点共线,且A (-3,6),B (-5,2),若C 点的纵坐标为6,则C 点的横坐标为( )A .-3B .9C .-9D .3解析:选A.设C (x ,6),因为A ,B ,C 三点共线,所以AB →∥AC →, 又AB →=(-2,-4),AC →=(x +3,0), 所以-2×0+4(x +3)=0.所以x =-3.2.设点A (x ,1),B (2x ,2),C (1,2x ),D (5,3x ),当x 为何值时,AB →与CD →共线且方向相同,此时A ,B ,C ,D 能否在同一条直线上?解:AB →=(2x ,2)-(x ,1)=(x ,1), BC →=(1,2x )-(2x ,2)=(1-2x ,2x -2), CD →=(5,3x )-(1,2x )=(4,x ). 由AB →与CD →共线,所以x 2=1×4, 所以x =±2.又AB →与CD →方向相同,所以x =2.所以当x =2时,AB →与CD →共线且方向相同. 此时,AB →=(2,1),BC →=(-3,2), 而2×2≠-3×1,所以AB →与BC →不共线, 所以A ,B ,C 三点不在同一条直线上. 所以A ,B ,C ,D 不在同一条直线上.向量共线的应用如图所示,在△AOB 中,A (0,5),O (0,0),B (4,3),OC →=14OA →,OD →=12OB →,AD 与BC 相交于点M ,求点M 的坐标.【解】 因为OC →=14OA →=14(0,5)=⎝⎛⎭⎫0,54, 所以C ⎝⎛⎭⎫0,54. 因为OD →=12OB →=12(4,3)=⎝⎛⎭⎫2,32, 所以D ⎝⎛⎭⎫2,32. 设M (x ,y ),则AM →=(x ,y -5),AD →=⎝⎛⎭⎫2-0,32-5=⎝⎛⎭⎫2,-72. 因为AM →∥AD →,所以-72x -2(y -5)=0,即7x +4y =20.①又CM →=⎝⎛⎭⎫x ,y -54,CB →=⎝⎛⎭⎫4,74, 因为CM →∥CB →,所以74x -4⎝⎛⎭⎫y -54=0, 即7x -16y =-20.②联立①②解得x =127,y =2,故点M 的坐标为⎝⎛⎭⎫127,2.应用向量共线的坐标表示求解几何问题的步骤如图所示,已知△ABC ,A (7,8),B (3,5),C (4,3),M ,N ,D 分别是AB ,AC ,BC 的中点,且MN 与AD 交于点F ,求DF →的坐标.解:因为A (7,8),B (3,5),C (4,3),所以AB →=(3-7,5-8)=(-4,-3),AC →=(4-7,3-8)=(-3,-5).又因为D 是BC 的中点,所以AD →=12(AB →+AC →)=12(-4-3,-3-5)=12(-7,-8)=⎝⎛⎭⎫-72,-4.因为M ,N 分别为AB ,AC 的中点,所以F 为AD 的中点,所以DF →=-FD →=-12AD →=-12⎝⎛⎭⎫-72,-4=⎝⎛⎭⎫74,2.1.已知向量a =(1,-2),b =(m ,4),且a ∥b ,那么2a -b =( ) A .(4,0) B .(0,4) C .(4,-8)D .(-4,8)解析:选C.因为向量a =(1,-2),b =(m ,4),且a ∥b ,所以1×4=(-2)×m ,所以m =-2,所以2a -b =(2-m ,-4-4)=(4,-8).2.若三点A (4,3),B (5,m ),C (6,n )在一条直线上,则下列式子一定正确的是( ) A .2m -n =3 B .n -m =1 C .m =3,n =5D .m -2n =3解析:选A.因为三点A (4,3),B (5,m ),C (6,n )在一条直线上,所以AB →=λAC →,所以(1,m -3)=λ(2,n -3),所以λ=12,所以m -3=12(n -3),即2m -n =3.3.平面内给定三个向量a =(3,2),b =(-1,2),c =(4,1). (1)求满足a =m b +n c 的实数m ,n 的值; (2)若(a +k c )∥(2b -a ),求实数k 的值.解:(1)因为a =m b +n c ,所以(3,2)=m (-1,2)+n (4,1)=(-m +4n ,2m +n ).所以⎩⎪⎨⎪⎧-m +4n =3,2m +n =2,解得⎩⎨⎧m =59,n =89.(2)因为(a +k c )∥(2b -a ),又a +k c =(3+4k ,2+k ),2b -a =(-5,2), 所以2×(3+4k )-(-5)×(2+k )=0. 所以k =-1613.[A 基础达标]1.已知平面向量a =(1,2),b =(-2,m ),且a ∥b ,则2a +3b =( ) A .(-5,-10)B .(-4,-8)C .(-3,-6)D .(-2,-4)解析:选B.因为平面向量a =(1,2),b =(-2,m ),且a ∥b ,所以1×m -(-2)×2=0,解得m =-4,所以2a +3b =2(1,2)+3(-2,-4)=(-4,-8).2.已知a =(sin α,1),b =(cos α,2),若b ∥a ,则tan α=( ) A.12 B .2 C .-12D .-2解析:选A.因为b ∥a ,所以2sin α=cos α,所以sin αcos α=12,所以tan α=12.3.已知向量a =(1,2),b =(0,1),设u =a +k b ,v =2a -b ,若u ∥v ,则实数k 的值是( )A .-72B .-12C .-43D .-83解析:选B.v =2(1,2)-(0,1)=(2,3),u =(1,2)+k (0,1)=(1,2+k ).因为u ∥v ,所以2(2+k )-1×3=0,解得k =-12.4.若AB →=i +2j ,DC →=(3-x )i +(4-y )j (其中i ,j 的方向分别与x ,y 轴正方向相同且为单位向量).AB →与DC →共线,则x ,y 的值可能分别为( )A .1,2B .2,2C .3,2D .2,4解析:选B.由题意知,AB →=(1,2),DC →=(3-x ,4-y ). 因为AB →∥DC →,所以4-y -2(3-x )=0,即2x -y -2=0.只有B 选项,x =2,y =2代入满足.故选B.5.已知A (1,-3),B ⎝⎛⎭⎫8,12,且A ,B ,C 三点共线,则点C 的坐标可以是( ) A .(-9,1) B .(9,-1) C .(9,1)D .(-9,-1)解析:选C.设点C 的坐标是(x ,y ), 因为A ,B ,C 三点共线,所以AB →∥AC →.因为AB →=⎝⎛⎭⎫8,12-(1,-3)=⎝⎛⎭⎫7,72, AC →=(x ,y )-(1,-3)=(x -1,y +3), 所以7(y +3)-72(x -1)=0,整理得x -2y =7,经检验可知点(9,1)符合要求,故选C.6.已知向量a =(3x -1,4)与b =(1,2)共线,则实数x 的值为________.解析:因为向量a =(3x -1,4)与b =(1,2)共线,所以2(3x -1)-4×1=0,解得x =1. 答案:17.已知A (2,1),B (0,2),C (-2,1),O (0,0),给出下列结论: ①直线OC 与直线BA 平行; ②AB →+BC →=CA →; ③OA →+OC →=OB →; ④AC →=OB →-2OA →.其中,正确结论的序号为________.解析:①因为OC →=(-2,1),BA →=(2,-1),所以OC →=-BA →,又直线OC ,BA 不重合,所以直线OC ∥BA ,所以①正确;②因为AB →+BC →=AC →≠CA →,所以②错误;③因为OA →+OC →=(0,2)=OB →,所以③正确;④因为AC →=(-4,0),OB →-2OA →=(0,2)-2(2,1)=(-4,0),所以④正确.答案:①③④8.对于任意的两个向量m =(a ,b ),n =(c ,d ),规定运算“⊗”为m ⊗n =(ac -bd ,bc +ad ),运算“⊕”为m ⊕n =(a +c ,b +d ).设m =(p ,q ),若(1,2)⊗m =(5,0),则(1,2)⊕m 等于________.解析:由(1,2)⊗m =(5,0),可得⎩⎪⎨⎪⎧p -2q =5,2p +q =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧p =1,q =-2,所以(1,2)⊕m =(1,2)⊕(1,-2)=(2,0).答案:(2,0)9.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,得k =-12.所以当k =-12时,k a -b 与a +2b 共线.(2)因为A ,B ,C 三点共线, 所以AB →=λBC →,λ∈R , 即2a +3b =λ(a +m b ),所以⎩⎪⎨⎪⎧2=λ,3=mλ,解得m =32.10.(1)已知A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4),且CM →=3CA →,CN →=2CB →,求M ,N 及MN →的坐标;(2)已知P 1(2,-1),P 2(-1,3),P 在直线P 1P 2上,且|P 1P →|=23|PP 2→|.求点P 的坐标.解:(1)法一:由A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4),可得CA →=(-2,4)-(-3,-4)=(1,8),CB →=(3,-1)-(-3,-4)=(6,3),所以CM →=3CA →=3(1,8)=(3,24),CN →=2CB →=2(6,3)=(12,6).设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).则CM →=(x 1+3,y 1+4)=(3,24),CN →=(x 2+3,y 2+4)=(12,6), 所以x 1=0,y 1=20,x 2=9,y 2=2,即M (0,20),N (9,2), 所以MN →=(9,2)-(0,20)=(9,-18). 法二:设点O 为坐标原点,则由CM →=3CA →,CN →=2CB →,可得OM →-OC →=3(OA →-OC →),ON →-OC →=2(OB →-OC →),从而OM →=3OA →-2OC →,ON →=2OB →-OC →,所以OM →=3(-2,4)-2(-3,-4)=(0,20),ON →=2(3,-1)-(-3,-4)=(9,2),即点M (0,20),N (9,2),故MN →=(9,2)-(0,20)=(9,-18).(2)①当点P 在线段P 1P 2上时,如图a :则有P 1P →=23PP 2→,设点P 的坐标为(x ,y ),所以(x -2,y +1)=23(-1-x ,3-y ),所以⎩⎨⎧x -2=23(-1-x ),y +1=23(3-y ),解得⎩⎨⎧x =45,y =35.故点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫45,35.②当点P 在线段P 2P 1的延长线上时,如图b :则有P 1P →=-23PP 2→,设点P 的坐标为(x ,y ),所以(x -2,y +1)=-23(-1-x ,3-y ),所以⎩⎨⎧x -2=-23(-1-x),y +1=-23(3-y ),解得⎩⎪⎨⎪⎧x =8,y =-9.故点P 的坐标为(8,-9).综上可得点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫45,35或(8,-9).[B 能力提升]11.已知向量a =(1,0),b =(0,1),c =k a +b (k ∈R ),d =a -b ,如果c ∥d ,那么() A .k =1且c 与d 同向B .k =1且c 与d 反向C .k =-1且c 与d 同向D .k =-1且c 与d 反向解析:选D.因为a =(1,0),b =(0,1),若k =1,则c =a +b =(1,1),d =a -b =(1,-1),显然,c 与d 不平行,排除A 、B.若k =-1,则c =-a +b =(-1,1),d =a -b =-(-1,1),即c ∥d 且c 与d 反向.12.已知向量a =(-2,3),b ∥a ,向量b 的起点为A (1,2),终点B 在坐标轴上,则点B 的坐标为________.解析:由b ∥a ,可设b =λa =(-2λ,3λ).设B (x ,y ),则AB →=(x -1,y -2)=b .由⎩⎪⎨⎪⎧-2λ=x -1,3λ=y -2⇒⎩⎪⎨⎪⎧x =1-2λ,y =3λ+2.又B 点在坐标轴上,则1-2λ=0或3λ+2=0,所以B ⎝⎛⎭⎫0,72或⎝⎛⎭⎫73,0. 答案:⎝⎛⎭⎫0,72或⎝⎛⎭⎫73,0 13.如图所示,在四边形ABCD 中,已知A (2,6),B (6,4),C (5,0),D (1,0),则直线AC 与BD 交点P 的坐标为______.解析:设P (x ,y ),则DP →=(x -1,y ),DB →=(5,4),CA →=(-3,6),DC→=(4,0).由B ,P ,D 三点共线可得DP →=λDB →=(5λ,4λ).又因为CP →=DP →-DC →=(5λ-4,4λ),由CP →与CA →共线得,(5λ-4)×6+12λ=0.解得λ=47, 所以DP →=47DB →=⎝⎛⎭⎫207,167, 所以P 的坐标为⎝⎛⎭⎫277,167.答案:⎝⎛⎭⎫277,16714.(2019·江苏扬州中学第一学期阶段性测试)设OA →=(2,-1),OB →=(3,0),OC →=(m ,3).(1)当m =8时,将OC →用OA →和OB →表示;(2)若A ,B ,C 三点能构成三角形,求实数m 应满足的条件.解:(1)当m =8时,OC →=(8,3),设OC →=xOA →+yOB →,则x (2,-1)+y (3,0)=(2x +3y ,-x )=(8,3),所以⎩⎪⎨⎪⎧2x +3y =8,-x =3,所以⎩⎪⎨⎪⎧x =-3,y =143,所以OC →=-3OA →+143OB →. (2)因为A ,B ,C 三点能构成三角形,所以AB →,AC →不共线,又AB →=(1,1),AC →=(m -2,4),所以1×4-1×(m -2)≠0,所以m ≠6.[C 拓展探究]15.已知平面上有A (-2,1),B (1,4),D (4,-3)三点,点C 在直线AB 上,且AC →=12BC →,连接DC ,点E 在CD 上,且CE →=14ED →,求E 点的坐标. 解:因为AC →=12BC →,所以2AC →=BC →, 所以2AC →+CA →=BC →+CA →,所以AC →=BA →.设C 点坐标为(x ,y ),则(x +2,y -1)=(-3,-3),所以x =-5,y =-2,所以C (-5,-2).因为CE →=14ED →, 所以4CE →=ED →,所以4CE →+4ED →=5ED →,所以4CD →=5ED →.设E 点坐标为(x ′,y ′),则4(9,-1)=5(4-x ′,-3-y ′).所以⎩⎪⎨⎪⎧20-5x ′=36,-15-5y ′=-4,解得⎩⎨⎧x ′=-165,y ′=-115. 所以E 点的坐标为⎝⎛⎭⎫-165,-115.。
2.2.3.向量共线定理
(1)(3) 4a; (2)3(a b) 2(a b) a; (3)(2a 3b c) (3a 2b c).
注:向量与实数 之间可以像多项 式一样进行运算.
巩固练习:计算: () 1( 2 2a 6b 3c) 3(3a 4b 2c); (2)已知3( x a) 2( x 2a) 4( x a b) 0 求 x. 解:( 1 )原式 4a 12b 6c 9a 12b 6c
B
F·
·D
E·
C
思考:
对于向量 a (a≠0), b ,以及实数λ,
问题1:如果 b=λa , 那么,向量a与b是否共线? 问题2:如果 向量a与b共线 那么,b=λa ?
a a b
a
3.向量共线定理
对于向量a ( a ≠ 0 )、 b ,如果有一个实 数,使 b = a ,那么由实数与向量的积的定 义知, a与b共线. 反过来,已知向量a与b共线, a ≠ 0 ,且向 量b的长度是向量a的λ倍,即| b |︰| a |= λ,那 么当向量a与b同向时,有b =λ a , 当向量a与b反向时,有b = - λ a . 也就是说:如果a与b共线,那么有且只有一 个实数 ,使b = a .
BC = b
D
N
C
A
M
B
所以M.N.C三点共线
一、①λ
a 的定义及运算律 (a≠0)
②向量共线定理
b=λa
向量a与b共线
二、定理的应用: 1. 证明 向量共线 2. 证明 三点共线: AB=λBC 3. 证明 两直线平行:
A,B,C三点共线
共线向量定理及其应用
共线向量定理及其应用知识点:一、共线向量基本定理a (a ≠0 )与b 共线⇔存在唯一一个实数λ,使b a λ= 。
推论:a 与b共线⇔存在不全为零的实数12,λλ,使120a b λλ+=成立。
二.三点共线1.点A,B,P 共线⇔存在非零实数λ,使AP AB λ=成立。
(1)若点P 在线段AB 上(与A.B 不重合)时,则0<λ<1; (2)若点P 与A 重合时,则λ=0; (3)若点P 与B 重合时,则λ=1;(4)若点P 在线段AB 的延长线上时,则λ>1; (5)若点P 为线段AB 的中点时,则λ=12; (6)点P 在线段BA 的延长线上时,λ<0. 2.对于平面上的任意一点O,点P.A.B 三点共线⇔x (1)()OP OA x OB x R =+-∈3.对于平面上的任意一点O,点P.A.B 三点共线⇔(,)OP xOA yOB x y R =+∈且x+y=1.三.重要结论1.若向量a,b不共线,则12120==0a b λλλλ+= 当且仅当时成立,反之亦然。
2.若向量a,b不共线,则1212a ==0b λλλλ= 当且仅当时成立,反之亦然。
3.若向量a,b不共线,则11221212a ==b a b λμλμλλμμ+=+ 当且仅当且时成立,反之亦然练习部分:1.在△ABC中,点D在线段BC的延长线上,且,点O在线段CD上(与点C、D不重合),若的取值范围是()A.B.C.D.2.如图所示,A,B,C是圆O上的三点,CO的延长线与线段BA 的延长线交于圆O 外的点D,若,则m+n的取值范围是A.(0,1)B(1,+∞)C(-∞,-1)D(-1,0).3.如图,经过∆OAB的重心G的直线与OA.OB分别交于P.Q,设,,,,OP mOA OQ nOB m n R==∈,则11n m+的值为----------- 。
4.如图,一条直线EF 与平行四边形ABCD 的两边AB,AD 分别交于E,F 两点,且交其对角线AC于K ,其中,则λ的值是()A.15B.14C.13D.125.在△ABO中,11,,42OC OA OD OB == AD与BC相交于点M,设,OA a OB b ==,试用a 和b 表示向量OM6.设两个非零向量a 与b 不共线,试确定实数k,使得ka b + 和a kb +共线答案:1.设(01)CO CD λλ=<< ,x (1)AO AB X AC xAB AC xAC =+-=+- , ()AO AC x AB AC ∴-=- ,x ()3CO CB x BC xCD ⇒==-=-,3,x λ∴=-所以,0<-3x<1,103x ∴-<<.2.解::由C,O.D 三点共线知,(0),1OCOC kOD k k OD=<=<又,所以-1<k<0. 又B.A.D三点共线,(1)OD OA OBλλ∴=+- .(1)OC kOD k OA k OB λλ∴==+- .所以m+n=k λ+(1)k λ-=k (1,0)∈-3.解221111()()3323OG OD OA OB OP OQ m n ==⨯+=+ =1133OP OQ m n+.,,P G Q 三点共线,11111,333m n m n∴+=∴+= 4.解()AK AC AB AD λλ==+=32AE AF λλ+ ,因为K,E,F 三点共线,所以3λ+2λ=1.∴λ=15. 5.解∵D ,M ,A三点共线,∴存在实数m使得m (1)(1);2m O M O D m O A m a b =+-=-+ 又B ,M ,C 三点共线,同理可得,1(1)4n OM nOB n OC a nb -=+-=+62{,1714mn m n m =∴=--=得,1377OM a b ∴=+6.k=1。
向量的三点共线定理
向量的三点共线定理一、概念向量的三点共线定理,又称之为向量的共线定理,是向量理论中的一个基本定理。
它描述了在三维空间中,如果三个点A、B、C由向量OA、OB、OC表示,并且存在实数λ和μ,使得OC = λOA + μOB,且λ+ μ= 1,则这三个点A、B、C是共线的。
二、定义定义1:共线向量,也称为平行向量,是指方向相同或相反的非零向量。
在平面或空间中,如果两个向量有相同的方向或相反的方向,则这两个向量被称为共线向量。
定义2:如果三个点A、B、C满足OC = λOA + μOB,其中λ和μ是实数,并且λ+ μ= 1,则称这三个点A、B、C是共线的。
三、性质性质1:若三点A、B、C共线,则它们的位置向量之间存在线性关系,即OC = λOA + μOB,且λ+ μ= 1。
性质2:若向量a与向量b共线,则存在唯一实数k,使得a = kb。
特别地,当k = 1时,a与b方向相同;当k = -1时,a与b方向相反。
性质3:共线向量的模长之比等于它们对应分量之比,即若a = kb,则|a|/|b| = |k|。
四、特点特点1:向量的三点共线定理是向量线性组合的一个特殊情况,它揭示了向量之间的线性关系与点的几何位置之间的关系。
特点2:该定理提供了一种通过向量运算判断三点是否共线的方法,为向量在空间中的应用提供了便利。
特点3:向量的三点共线定理与平面几何中的三点共线定理具有类似的性质,但向量的表达方式更具一般性,可以推广到三维空间乃至更高维的向量空间。
五、规律规律1:如果三点A、B、C共线,那么它们的位置向量OA、OB、OC之间存在唯一的线性关系,使得OC = λOA + μOB,且λ+ μ= 1。
这个线性关系中的λ和μ是唯一的,除非A、B、C三点重合。
规律2:在三维空间中,如果三个向量a、b、c满足a = λb + μc,且λ+ μ= 1,则这三个向量是共面的。
特别地,当这三个向量是三个点的位置向量时,这三个点共线。
9.3.1向量共线定理(2)学案-2020-2021学年高一下学期数学苏教版(2019)必修第二册
氾水高级中学2020-2021学年度高一数学(下)导学活动单(7)主备人:杨启进课 题向量共线定理(2) 学习目标 1、掌握平面向量的共线定理;2、能利用向量共线定理解决问题。
教学过程 学法指导 活动一:问题诊断 如图所示,已知AP →=43AB →,用OA →,OB →表示OP →。
活动二:活动探究类型一 利用向量共线定理判断或证明三点共线问题例1、设a ,b 是不共线的两个非零向量,若OA →=2a -b ,OB →=3a +b ,OC →=a -3b ,求证:A ,B ,C 三点共线。
变式拓展:设a ,b 是不共线的两个非零向量,若8a +k b 与k a +2b 共线,求实数k 的值。
题后小结:利用向量共线求参数的方法:已知向量共线求λ,常根据向量共线的条件转化为相应向量系数相等求解,若两向量不共线,必有向量的系数为零,利用待定系数法建立方程,从而解方程求得λ的值。
类型二 用已知向量表示其他向量例2、如图所示,四边形OADB 是以向量OA →=a ,OB →=b 为邻边的平行四边形,又BM =13BC ,CN =13CD ,试用a ,b 表示OM →,ON →,MN →。
变式拓展:在△ABC 中,若14CM CA =,34BN BA =,设AB a =,AC b =,试用a 和b 表示向量MN 。
活动三:知识梳理1、三点共线的判断或证明(通常转化为向量共线问题)(1)A ,B ,C 三点是否共线⇔存在实数λ,使得AB →=λAC →;(2)若A ,B ,C 三点共线 ⇔存在实数x ,y ,使得OA →=xOB →+yOC →且x +y =1。
2、用已知向量表示其他向量的两种方法(1)直接法:(2)方程法:当直接表示比较困难时,可以首先利用三角形法则和平行四边形法则建 立关于所求向量和已知向量的等量关系,然后解关于所求向量的方程。
活动四:课堂检测1、课本第18页练习第6、7题。
2、设e 1,e 2是两个不共线的向量,若向量m =-e 1+k e 2 (k ∈R )与n =e 2-2e 1共线,则( )(A )k =0 (B )k =1 (C )k =2 (D )k =12。
高二数学共线向量与共面向量
3.对于空间任意一点O,下列命题正确的 是:
A.若 OP OA t AB ,则P、A、B共线 B.若 3OP OA AB ,则P是AB的中点 C.若 OP OA t AB ,则P、A、B不共线 D.若 OP OA AB ,则P、A、B共线
4.若对任意一点O,且OP xOA y AB , 则x+y=1是P、A、B三点共线的: 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
共线向量与共面向量
一、共线向量:
1.共线向量:如果表示空间向量的
有向线段所在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),记作 a // b
零向量与任意向量共线.
2.共线向量定理:对空间任意两个 向量 a, b(b o), a // b 的充要条件是存在实 数使 a b
推论:如果 l 为经过已知点A且平行
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没有回头路可以走的,刻骨铭心的友谊也如仇恨一样,没齿难忘。 友情这棵树上只结一个果子,叫做信任。红苹果只留给灌溉果树的人品尝。别的人摘下来尝一口,很可能酸倒了牙。 友谊之链不可继承,不可转让,不可贴上封条保存起来而不腐烂,不可冷冻在冰箱里永远新鲜。 友谊需要滋养。有的人用钱,有的人用汗,还有的人用血。友谊是很贪婪的,绝不会满足于餐风饮露。友谊是最简朴同时也是最奢侈的营养,需要用时间去灌溉。友谊必须述说,友谊必须倾听,友谊必须交谈的时刻双目凝视,友谊必须倾听的时分全神贯注。友谊有的时候是那样脆弱,一 句不经意的言辞,就会使大厦顷刻倒塌。友谊有的时候是那样容易变质,一个未经实的传言,就会让整盆牛奶变酸。这个世界日新月异。在什么都是越现代越好的年代里,唯有友谊,人们保持着古老的准则。朋友就像文物,越老越珍贵。 礼物
共线向量的推论
向量共线定理的几个推论及其应用推论一:向量b 与向量a 共线⇔存在不全为0的实数12,λλ,使120a b λλ+=,这实质是定理的另外一种表述形式。
推论二:三个不同点A 、B 、C 共线⇔存在一组全不为0的实数12,λλ,使120AB AC λλ+=。
注意推论(二)与推论(一)的区别:推论(二)中,AB AC 均不为零向量,而推论(一)中,向量,a b可能含O 。
推论三: 设O 、A 、B 三点不共线,且OP xOA yOB =+,(x ,y∈R),则P 、A 、B 三点共线⇔x+y=1。
这实质是直线方程的向量形式。
推论四: 设O 为平面内任意一点,则三个不同点A 、B 、C 共线⇔存在一组全不为0的实数123,,λλλ使123OA OB OC O λλλ++=且123λλλ++=0证:① 当O 点与A 、B 、C 三点中任一点重合,则推论(四)即为推论(二);② 当O 点与A 、B 、C 三点均不重合,则三点A 、B 、C 共线⇔存在s ,t∈R,且s·t≠0,使得sAB t AC O +=,此时,s≠-t ,否则A B A C = ,从而B 点与C 点重合,这与已知条件矛盾,故有:()()s OB OA t OC OA O-+-= ,即:()s OB tOC s t OA O ⋅+-+=。
显然s+t+[-(s+t)]=0令123()0,0,0s t s t λλλ-+=≠=≠=≠,故1230λλλ++=得证。
推论五: 设O 为平面内任意一点,则三个不同点A 、B 、C 不共线⇔若存在实数123,,λλλ,使123OA OB OC Oλλλ++=且1230λλλ++=则123λλλ===0。
推论五实质是推论四的逆否命题。
推论六:点P 在ΔABO 的内部(不含边界)⇔存在正实数12,λλ,使得12OP OA OB λλ=+,且121λλ+<。
证::如图,必要性:若点P 在ΔABO 的内部(不含边界),则12OP OA OB λλ=+,延长OP 交AB 于P 1,过P 作OA 、OB 的平行线,分别交OA ,OB 于M ,N 点,过P 1作OA ,OB 的平行线,分别交OA ,OB 于M 1,N 1点,显然11||||PM PM <,11||||PN PN <,12OP OM ON OA OBλλ=+=+。
共线向量和共面向量
一、共线向量:
1.共线向量:如果表示空间向量的
有向线段所在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),记作 a // b
零向量与任意向量共线.
2.共线向量定理:对空间任意两个
向量 a,b(bo),a//b的充要条件是存在实
数使 ab
推论:如果 l为经过已知点A且平行已
rB br
M aA
ur p
P
A
O
推论:空间一点P位于平面MAB内的
充要条件是存在有序实数对x,y使
u u u u r u u u u r u u u u r M PxM A yM B
或对空间任一点O,有O u u P u r O u u M u u r x u M u u A u r y u M u u B u r
四点E、F、G、H共面;
D A
C B
D' A'
B'
1.下列命题中正确的有:
u r r ru rrr ( 1 )p x a y b p 与 a 、 b 共 面 ;
u rrr u r r r ( 2 )p 与 a 、 b 共 面 p x a y b ;
u u u u ru u u u ru u u u r ( 3 ) M P x M A y M B P 、 M 、 A 、 B 共 面 ;
,O为空间任意一点,求证:
O uuPur O uuAur O uuBur 1
二.共面向量:
1.共面向量:平行于同一平面的向量,叫
做共面向量.
a
O
A
a
注意:空间任意两个向量是共面的,但空间 任意三个向量就不一定共面的了。
rr 2.共面向量定ur 理:如果r 两r 个向量a , b 不共线,则向量 p与向量 a u共r, b面的充r要 r 条件是存在实数对x, y使 Pxayb
2共面向量定理
a
在空间直角
3.空间向量的坐标运算法则.
b =(b1,b2,b3 ), (1)若 a=(a1,a2,a3 ),
则
a+b =(a1+b1,a2+b2,a3+b3 ),
a=(a1,a2,a3 )( ∈R),
a-b =(a1-b1,a2-b2,a3-b3 ),
共面向量定理
共线向量: 1.共线向量的定义: 记作a // b 若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。 注:零向量与任一向量共线. 2.共线向量定理: 对于空间任意两个向量 a, b (a ¹ ,0)
a b Û
存在实数 l ,使得 b = l a
说明: ①空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底。 ②三个向量不共面就隐含着它们都不是零向量。(零向量与 任意非零向量共线,与任意两个非零向量共面) ③一个基底是不共面的三个向量构成的一个向量组,一个基 向量是指基底中的某一个向量。
三.空间向量基本定理:
如果三个向量e1、 e2、 e3 不共面,那么空间任一 向量p,存在一个唯一的有序实数组x,y,z, 使p xe1 ye2 ze3 . 推论:设点O、A、B、C是不共面的四点,则对空间 任一点P,都存在唯一的有序实数对 x、y、z使
y
x 与x轴、y轴、z轴方向相同的单位向量 i, j, k
a
,
根据空向量基本定理,存在惟一的有序实数组
(x,y,z ),使 a =xi+y j+zk.
有序实数组(x,y,z )叫做向量
=( x,y,z ) 坐标系O-xyz中的坐标,记作: a 对于空间任意一点A(x,y,z ), 向量 OA坐标为 OA =( x,y,z ).
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五、小结
判断两个向量 是否共线:
ɑ与b共线 b=λɑ(ɑ≠0,λ为实数)
向量共线的判定定理
• 薛婉莹 • 41005035
一、实例分析
• • • • 一般的,实数λ与向量ɑ的积仍是一个向量 记作λɑ 模长为 a 方向:当λ>0时, 同向; 当λ<0时, 反向; 当λ=0时, 方向任意.
二、归纳总结
• 由此,可以看出λɑ的几何意义就是将表示ɑ的有向 线段在同方向或反方向上进行拉伸或压缩. • 那不管是同一方向还是相反方向上,都是在同一 条直线上变化,拉伸或压缩;也就是,λɑ与ɑ共线 • 换句话,对于向量ɑ(ɑ≠0),如果有一个实数λ, 使得b=λɑ,那么就说ɑ与b共线.
三、定理展示
• ɑ是一个非零向量,若存在一个实数λ,使得b=λɑ, 则向量b与向量ɑ共线. • (性质定理)若向量b与向量ɑ(ɑ≠0)共线,则 存在一个实数λ,使得b=λɑ.
四、课堂巩固
• 练一练 • 如图,已知AD=4AB,Dቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ=4BC,试判断AC与AE是否 共线. • 解:AE=AD+DE=4AB+4BC =4(AB+BC)=4AC 所以,AC与AE共线.