高中数学平面向量公式
(完整版)高中数学平面向量知识点总结及常见题型

平面向量一.向量的基本概念与基本运算1①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 u u u r 几何表示法 AB u u u r ,a ;坐标表示法,(y x yj xi a向量的大小即向量的模(长度),记作|AB u u u r |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0r 的方向是任意的,且规定0r 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|=1④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 x2121y y x x2求两个向量和的运算叫做向量的加法设,AB a BC b u u u r u u u r r r ,则a +b r =AB BC u u ur u u u r =AC uuu r(1)a a a 00;(2)向量加法满足交换律与结合律;向量加法有“三角形法则”与“平行四边形法则”:(1)用平行四边形法则时,两个已知向量是要共始点的,和向量是始点与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“首尾相接”,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 u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u rL ,但这时必须“首尾相连”.3① 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:向量a 加上b 的相反向量叫做a 与b的差,记作:(b a b a求两个向量差的运算,叫做向量的减法③作图法:b a 可以表示为从b 的终点指向a 的终点的向量(a 、b有共同起点)4①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)a a;(Ⅱ)当0 时,λa 的方向与a 的方向相同;当0 时,λa 的方向与a的方向相反;当0 时,0a ,方向是任意的②数乘向量满足交换律、结合律与分配律5向量b 与非零向量a共线 有且只有一个实数 ,使得b =a6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, 使:2211e e a ,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7特别注意:(1)向量的加法与减法是互逆运算(2)相等向量与平行向量有区别,向量平行是向量相等的必要条件 (3)向量平行与直线平行有区别,直线平行不包括共线(即重合),而向量平行则包括共线(重合)的情况(4)向量的坐标与表示该向量的有向线条的始点、终点的具体位置无关,只与其相对位置有关二.平面向量的坐标表示 1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 r r作为基底量的基本定理知,该平面内的任一向量a r 可表示成a xi yj r r r,由于a r 与数对(x,y)是一一对应的,因此把(x,y)叫做向量a r 的坐标,记作a r =(x,y),其中x 叫作a r在x 轴上的坐标,y叫做在y 轴上的坐标(1)相等的向量坐标相同,坐标相同的向量是相等的向量(2)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,只与其相对位置有关2(1) 若 1122,,,a x y b x y r r ,则 1212,a b x x y y rr (2) 若 2211,,,y x B y x A ,则 2121,AB x x y y u u u r(3) 若a r =(x,y),则 a r=( x, y)(4) 若 1122,,,a x y b x y r r ,则1221//0a b x y x y rr (5) 若 1122,,,a x y b x y r r,则1212a b x x y y r r若a b rr ,则02121 y y x x3及其各运算的坐标表示和性质三.平面向量的数量积 1已知两个非零向量a r 与b r ,它们的夹角为 ,则a r ·b r =︱a r ︱·︱b r ︱cos 叫做a r 与b r的数量积(或内积) 规定0a r r2︱b r ︱cos =||a ba r r r ∈R ,称为向量b r 在a r 方向上的投影为射影3a r ·b r 等于a r的长度与b r 在a r 方向上的投影的乘积42||a a a a r r r r52222a b a b a b a b r r r r r r r r ;2222a b a a b br r r r r r 222a a b b r r r r6①交换律成立:a b b a r r r r②对实数的结合律成立:a b a b a b R r r r r r r③分配律成立: a b c a c b c r r r r r r r c a b rr r特别注意:(1)结合律不成立: a b c a b c r r r r r r;(2)消去律不成立a b a cr r r r 不能得到b c r r(3)a b r r =0不能得到a r =0r 或b r =r7已知两个向量1122(,),(,)a x y b x y r r,则a r ·b r =121x x y y 已知两个非零向量a r与b r ,作OA u u u r =a r , OB uuu r =b r ,则∠AOB=(01800 )叫做向量a r 与b r的夹角cos =cos ,a ba b a b • •r r r r r r =222221212121y x y x y y x x当且仅当两个非零向量a r 与b r 同方向时,θ=00,当且仅当a r 与b r 反方向时θ=1800,同时0r 与其它任何非零向量之间不谈夹角这一问题9:如果a r 与b r 的夹角为900则称a r 与b r 垂直,记作a r ⊥b r10两个非零向量垂直的充要条件:a ⊥b a ·b=O 2121 y y x x 平面向量数量积的性质题型1.基本概念判断正误:(1)共线向量就是在同一条直线上的向量.(2)若两个向量不相等,则它们的终点不可能是同一点. (3)与已知向量共线的单位向量是唯一的.(4)四边形ABCD 是平行四边形的条件是AB CD u u u r u u u r. (5)若AB CD u u u r u u u r,则A 、B 、C 、D 四点构成平行四边形.(6)因为向量就是有向线段,所以数轴是向量.(7)若a r 与b r 共线, b r 与c r 共线,则a r 与c r共线. (8)若ma mb r r ,则a b r r.(9)若ma na r r,则m n .(10)若a r 与b r 不共线,则a r 与b r都不是零向量. (11)若||||a b a b r r r r,则//a b r r . (12)若||||a b a b r r r r,则a b r r .题型2.向量的加减运算1.设a r 表示“向东走8km ”, b r 表示“向北走6km ”,则||a b r r.2.化简()()AB MB BO BC OM u u u r u u u r u u u r u u u r u u u u r.3.已知||5OA u u u r ,||3OB u u u r ,则||AB uuu r的最大值和最小值分别为 、 .4.已知AC AB AD u u u r u u u r u u u r 为与的和向量,且,AC a BD b u u u r r u u u r r ,则AB u u u r ,AD u u u r.5.已知点C 在线段AB 上,且35AC AB u u u r u u u r ,则AC u u u r BC uuu r ,AB u u u rBC uuu r .题型3.向量的数乘运算1.计算:(1)3()2()a b a b r r r r (2)2(253)3(232)a b c a b c r r r r r r2.已知(1,4),(3,8)a b r r ,则132a b rr .题型4.作图法球向量的和已知向量,a b r r ,如下图,请做出向量132a b r r和322a b r r .a rb r题型5.根据图形由已知向量求未知向量1.已知在ABC 中,D 是BC 的中点,请用向量AB AC u u u r u u u r ,表示AD u u u r. 2.在平行四边形ABCD 中,已知,AC a BD b u u u r u u u r rr ,求AB AD u u u r u u u r 和.题型6.向量的坐标运算1.已知(4,5)AB u u u r,(2,3)A ,则点B 的坐标是 .2.已知(3,5)PQ u u u r,(3,7)P ,则点Q 的坐标是 .3.若物体受三个力1(1,2)F r ,2(2,3)F r ,3(1,4)F r,则合力的坐标为 .4.已知(3,4)a r,(5,2)b r ,求a b r r ,a b r r ,32a b r r .5.已知(1,2),(3,2)A B ,向量(2,32)a x x y r与AB u u u r 相等,求,x y 的值. 6.已知(2,3)AB u u u r ,(,)BC m n u u u r ,(1,4)CD u u u r ,则DA u u u r.7.已知O 是坐标原点,(2,1),(4,8)A B ,且30AB BC u u u r u u u r r ,求OC uuu r的坐标.题型7.判断两个向量能否作为一组基底1.已知12,e e u r u u r是平面内的一组基底,判断下列每组向量是否能构成一组基底: A.1212e e e e u r u u r u r u u r 和 B.1221326e e e e u r u u r u u r u r 和4 C.122133e e e e u r u u r u u r u r 和 D.221e e e u u r u u r u r 和2.已知(3,4)a r ,能与a r构成基底的是( ) A.34(,)55 B.43(,)55 C.34(,)55 D.4(1,)3题型8.结合三角函数求向量坐标1.已知O 是坐标原点,点A 在第二象限,||2OA u u u r ,150xOA o,求OA u u u r 的坐标.2.已知O 是原点,点A 在第一象限,||OA u u u r ,60xOA o,求OA u u u r 的坐标.题型9.求数量积1.已知||3,||4a b r r ,且a r 与b r 的夹角为60o,求(1)a b r r ,(2)()a a b r r r , (3)1()2a b b r r r ,(4)(2)(3)a b a b r r r r .2.已知(2,6),(8,10)a b r r ,求(1)||,||a b r r ,(2)a b r r ,(3)(2)a a b rr r ,(4)(2)(3)a b a b r r r r.题型10.求向量的夹角1.已知||8,||3a b r r,12a b r r ,求a r 与b r 的夹角.2.已知(2)a b r r,求a r 与b r 的夹角.3.已知(1,0)A ,(0,1)B ,(2,5)C ,求cos BAC . 题型11.求向量的模1.已知||3,||4a b r r ,且a r 与b r 的夹角为60o,求(1)||a b r r ,(2)|23|a b r r .2.已知(2,6),(8,10)a b r r ,求(1)||,||a b r r ,(5)||a b r r ,(6)1||2a b rr .3.已知||1||2a b r r ,,|32|3a b r r ,求|3|a b r r .题型12.求单位向量 【与a r 平行的单位向量:||ae a rr r 】1.与(12,5)a r平行的单位向量是 . 2.与1(1,)2m r平行的单位向量是 . 题型13.向量的平行与垂直1.已知(6,2)a r,(3,)b m r ,当m 为何值时,(1)//a b r r ?(2)a b r r ?2.已知(1,2)a r,(3,2)b r ,(1)k 为何值时,向量ka b r r 与3a b r r 垂直? (2)k 为何值时,向量ka b r r 与3a b r r平行?3.已知a r 是非零向量,a b a c r r r r ,且b c r r ,求证:()a b c r rr .题型14.三点共线问题1.已知(0,2)A ,(2,2)B ,(3,4)C ,求证:,,A B C 三点共线.2.设5),28,3()2AB a b BC a b CD a bu u u r rr u u u r r r u u u r r r ,求证:A B D 、、三点共线.3.已知2,56,72AB a b BC a b CD a b u u u r r r u u u r r r u u u r r r,则一定共线的三点是 .4.已知(1,3)A ,(8,1)B ,若点(21,2)C a a 在直线AB 上,求a 的值.5.已知四个点的坐标(0,0)O ,(3,4)A ,(1,2)B ,(1,1)C ,是否存在常数t ,使OA tOB OC u u u r u u u r u u u r成立?题型15.判断多边形的形状1.若3AB e u u u r r ,5CD e u u u r r ,且||||AD BC u u u r u u u r,则四边形的形状是 .2.已知(1,0)A ,(4,3)B ,(2,4)C ,(0,2)D ,证明四边形ABCD 是梯形.3.已知(2,1)A ,(6,3)B ,(0,5)C ,求证:ABC 是直角三角形.4.在平面直角坐标系内,(1,8),(4,1),(1,3)OA OB OC u u u r u u u r u u u r,求证:ABC 是等腰直角三角形.题型16.平面向量的综合应用1.已知(1,0)a r,(2,1)b r ,当k 为何值时,向量ka b r r 与3a b r r 平行?2.已知a r,且a b r r ,||2b r ,求b r 的坐标. 3.已知a b r r 与同向,(1,2)b r,则10a b r r ,求a r 的坐标.3.已知(1,2)a r ,(3,1)b r ,(5,4)c r,则c r a r b r .4.已知(5,10)a r ,(3,4)b r ,(5,0)c r,请将用向量,a b r r 表示向量c r .5.已知(,3)a m r,(2,1)b r ,(1)若a r 与b r 的夹角为钝角,求m 的范围;(2)若a r 与b r的夹角为锐角,求m 的范围.6.已知(6,2)a r,(3,)b m r ,当m 为何值时,(1)a r 与b r 的夹角为钝角?(2)a r 与br 的夹角为锐角?7.已知梯形ABCD 的顶点坐标分别为(1,2)A ,(3,4)B ,(2,1)D ,且//AB DC ,2AB CD ,求点C 的坐标.8.已知平行四边形ABCD 的三个顶点的坐标分别为(2,1)A ,(1,3)B ,(3,4)C ,求第四个顶点D 的坐标.9.一航船以5km/h 的速度向垂直于对岸方向行驶,航船实际航行方向与水流方向成30o 角,求水流速度与船的实际速度.10.已知ABC 三个顶点的坐标分别为(3,4)A ,(0,0)B ,(,0)C c ,(1)若0AB AC u u u r u u u r,求c 的值;(2)若5c ,求sin A 的值.【备用】1.已知||3,||4,||5a b a b r r r r ,求||a b r r 和向量,a b r r的夹角.2.已知x a b r r r ,2y a b u r r r ,且||||1a b r r ,a b r r ,求,x y r u r的夹角的余弦.1.已知(1,3),(2,1)a b r r ,则(32)(25)a b a b r r r r.4.已知两向量(3,4),(2,1)a b r r,求当a xb a b r r r r 与垂直时的x 的值. 5.已知两向量(1,3),(2,)a b r r,a b r r 与的夹角 为锐角,求 的范围.11 变式:若(,2),(3,5)a b r r ,a b r r 与的夹角 为钝角,求 的取值范围.选择、填空题的特殊方法:1.代入验证法例:已知向量(1,1),(1,1),(1,2)a b c r r r ,则c r ( ) A.1322a b r r B.1322a b r r C.3122a b r r D.3122a b r r 2.排除法例:已知M 是ABC 的重心,则下列向量与AB u u u r 共线的是( )A.AM MB BC u u u u r u u u r u u u rB.3AM AC u u u u r u u u rC.AB BC AC u u u r u u u r u u u rD.AM BM CM u u u u r u u u u r u u u u r。
高中数学知识点:平面向量的坐标运算
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高中数学知识点:平面向量的坐标运算
1.平面向量坐标的加法、减法和数乘运算
记aλa=(λx,2.如何进行平面向量的坐标运算
在进行平面向量的坐标运算时,应先将平面向量用坐标的形式表示出来,再根据向量的直角坐标运算法则进行计算.在求一个向量时,可以首先求出这个向量的起点坐标和终点坐标,再运用终点坐标减去起点坐标得到该向量的坐标.求一个点的坐标,可以转化为求该点相对于坐标原点的位置向量的坐标.但同时注意以下几个问题:(1)点的坐标和向量的坐标是有区别的,平面向量的坐标与该向量的起点、终点坐标有关,只有起点在原点时,平面向量的坐标与终点的坐标才相等.
(2)进行平面向量坐标运算时,先要分清向量坐标与向量起点、终点的关系.
(3)要注意用坐标求向量的模与用两点间距离公式求有向线段的长度是一样的.
(4)要清楚向量的坐标与表示该向量的有向线段的起点、终点的具体位置无关,只与其相对位置无关.。
【高中数学必修四】2.3.1平面向量基本定理
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e1 e2
a
将三个向量的起点移到同一点:
e1
O
A
a
C
e2
B
平面向量基本定理:
观察如图三个不 共线向量e1 、 a、 e2
e1 e2
a
将三个向量的起点移到同一点:
e1
O
A
M
a
C
e2
B
平面向量基本定理:
观察如图三个不 共线向量e1 、 a、 e2
e1 e2
a
将三个向量的起点移到同一点:
e1
O
A
M
a
N
e1
O
A
M
a
N
C
e2
B
显然: a OM ON
想一想:
确定一对不共线向量e1, e2 后, 是否平面内任意一个向 量都可以用
1 e1 2 e2来表示呢 ?
讨论:
⑴ 当a与e1或e2 共线时,可令
1或2为0即可使结论成立.
a
e1 e2
e1 e2
a
讨论:
⑵ 改变a的位置如下图两种情 况时, 怎样构造平行四边形 ?
2.3.1
平面向量基本定理
复习
1.数乘定义? 2.平面向量共线定理?
a b
复习
3.同起点的三个向量终点共线的充要条件 : o
A
P
B
OP OA 1 OB R
问题:如果e1 , e2 是同一平面内的两个不 共线的向量, a 是这一 平面内的任一向量,那 么 a 与 e1 , e2 之间有什么关系呢? » 创设情境、提出问题 怎样探求这种关系?
C
e2
高中数学第五章_平面向量
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第五章⎪⎪⎪平面向量第一节平面向量的概念及其线性运算1.向量的有关概念平行四边形法则向量a (a ≠0)与b 共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使得b =λa . [小题体验]1.下列四个命题中,正确的命题是( ) A .若a ∥b ,则a =b B .若|a |=|b |,则a =b C .若|a |=|b |,则a ∥b D .若a =b ,则|a |=|b |答案:D2.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 .不一定共线答案:D3.若D 是△ABC 的边AB 上的中点,则向量CD ―→等于( ) A .-BC ―→+12BA ―→B .-BC ―→-12 BA ―→C .BC ―→ -12BA ―→D .BC ―→+12BA ―→答案:A4.已知a 与b 是两个不共线的向量,且向量a +λb 与-(b -3a )共线,则λ=________. 答案:-131.在利用向量减法时,易弄错两向量的顺序,从而求得所求向量的相反向量,导致错误. 2.在向量共线的重要条件中易忽视“a ≠0”,否则λ可能不存在,也可能有无数个. 3.要注意向量共线与三点共线的区别与联系. [小题纠偏]1.若菱形ABCD 的边长为2,则|AB ―→-CB ―→+CD ―→|=________. 解析:|AB ―→-CB ―→+CD ―→|=|AB ―→+BC ―→+CD ―→|=|AD ―→|=2. 答案:22.已知a ,b 是非零向量,命题p :a =b ,命题q :|a +b |=|a |+|b |,则p 是q 的________条件. 解析:若a =b ,则|a +b |=|2a |=2|a |,|a |+|b |=|a |+|a |=2|a |,即p ⇒q . 若|a +b |=|a |+|b |,由加法的运算知a 与b 同向共线, 即a =λb ,且λ>0,故q ⇒/ p . ∴p 是q 的充分不必要条件. 答案:充分不必要考点一 平面向量的有关概念(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.设a 0为单位向量,下列命题中:①若a 为平面内的某个向量,则a =|a |·a 0;②若a 与a 0平行,则a =|a |a 0;③若a 与a 0平行且|a |=1,则a =a 0.假命题的个数是( )A .0B .1C .2D .3解析:选D 向量是既有大小又有方向的量,a 与|a |a 0的模相同,但方向不一定相同,故①是假命题;若a 与a 0平行,则a 与a 0的方向有两种情况:一是同向,二是反向,反向时a =-|a |a 0,故②③也是假命题.综上所述,假命题的个数是3.2.下列说法中错误的是( )A .有向线段可以表示向量但不是向量,且向量也不是有向线段B .若向量a 和b 不共线,则a 和b 都是非零向量C .长度相等但方向相反的两个向量不一定共线D .方向相反的两个非零向量必不相等解析:选C 选项A 中向量与有向线段是两个完全不同的概念,故正确;选项B 中零向量与任意向量共线,故a ,b 都是非零向量,故正确;选项C 中是共线向量,故错误;选项D 中既然方向相反就一定不相等,故正确.3.(易错题)给出下列命题: ①若a =b ,b =c ,则a =c ;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; ③a =b 的充要条件是|a |=|b |且a ∥b ; ④若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c . 其中正确命题的序号是________.解析:①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 .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.④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①②. 答案:①②[谨记通法]向量有关概念的5个关键点 (1)向量:方向、长度.(2)非零共线向量:方向相同或相反. (3)单位向量:长度是一个单位长度. (4)零向量:方向没有限制,长度是0. (5)相等相量:方向相同且长度相等.考点二 向量的线性运算(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.(2018·武汉调研)设M 为平行四边形ABCD 对角线的交点,O 为平行四边形ABCD 所在平面内的任意一点,则OA ―→+OB ―→+OC ―→+OD ―→等于( )A .OM ―→B .2OM ―→C .3OM ―→D .4OM ―→解析:选D 因为M 是平行四边形ABCD 对角线AC ,BD 的交点,所以OA ―→+OC ―→=2OM ―→,OB ―→+OD ―→=2OM ―→,所以OA ―→+OB ―→+OC ―→+OD ―→=4OM ―→.2.(2018·温州模拟)在等腰梯形ABCD 中,AB ―→=-2CD ―→,M 为BC 的中点,则AM ―→=( ) A.12AB ―→+12AD ―→ B.34AB ―→+12AD ―→C.34AB ―→+14AD ―→ D.12AB ―→+34AD ―→ 解析:选B 因为AB ―→=-2CD ―→,所以AB ―→=2DC ―→.又M 是BC 的中点,所以AM ―→=12(AB ―→+AC ―→)=12(AB―→+AD ―→+DC ―→)=12⎝⎛⎭⎫AB ―→+AD ―→+12AB ―→=34AB ―→+12AD ―→.3.(2019·郑州第一次质量预测)如图,在△ABC 中,N 为线段AC 上靠近点A 的三等分点,点P 在线段BN 上且AP ―→=⎝⎛⎭⎫m +211AB ―→+211BC ―→,则实数m 的值为( )A .1 B.13C.911D.511解析:选D AP ―→=⎝⎛⎭⎫m +211AB ―→+211BC ―→=⎝⎛⎭⎫m +211AB ―→+211(AC ―→-AB ―→)=m AB ―→+211AC ―→,设BP ―→=λBN ―→(0≤λ≤1),则AP ―→=AB ―→+λBN ―→=AB ―→+λ(AN ―→-AB ―→)=(1-λ)AB ―→+λAN ―→,因为AN ―→ =13AC ―→,所以AP ―→=(1-λ)AB ―→+13λAC ―→,则⎩⎪⎨⎪⎧m =1-λ,211=13λ,解得⎩⎨⎧λ=611,m =511,故选D.[谨记通法]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求解.2.利用平面向量的线性运算求参数的一般思路 (1)没有图形的准确作出图形,确定每一个点的位置.(2)利用平行四边形法则或三角形法则进行转化,转化为要求的向量形式. (3)比较、观察可知所求.考点三 共线向量定理的应用(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]1.在△ABC 中,点D 在线段BC 的延长线上,且BC ―→=3CD ―→,点O 在线段CD 上(与点C ,D 不重合),若AO ―→=x AB ―→+(1-x )·AC ―→,则x 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫0,12 B.⎝⎛⎭⎫0,13 C.⎝⎛⎭⎫-12,0 D.⎝⎛⎭⎫-13,0 解析:选D 设CO ―→=y BC ―→,∵AO ―→=AC ―→+CO ―→=AC ―→+y BC ―→=AC ―→+y (AC ―→-AB ―→)=-y AB ―→+(1+y ) AC ―→,∵BC ―→=3CD ―→,点O 在线段CD 上(与点C ,D 不重合),∴y ∈⎝⎛⎭⎫0,13,∵AO ―→=x AB ―→+(1-x )AC ―→,∴x ∈⎝⎛⎭⎫-13,0. 2.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 同向.解:(1)证明:∵AB ―→=a +b ,BC ―→=2a +8b ,CD ―→=3a -3b , ∴BD ―→=BC ―→+CD ―→=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. (2)∵k a +b 与a +k b 同向,∴存在实数λ(λ>0),使k a +b =λ(a +k b ), 即k a +b =λa +λk b .∴(k -λ)a =(λk -1)b .∵a ,b 是不共线的两个非零向量,⎩⎪⎨⎪⎧ k -λ=0,λk -1=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧ k =1,λ=1或⎩⎪⎨⎪⎧k =-1,λ=-1,又∵λ>0,∴k =1.[由题悟法]共线向量定理的3个应用(1)证明向量共线:对于向量a ,b ,若存在实数λ,使a =λb ,则a 与b 共线. (2)证明三点共线:若存在实数λ,使AB ―→=λAC ―→,则A ,B ,C 三点共线. (3)求参数的值:利用共线向量定理及向量相等的条件列方程(组)求参数的值. [提醒] 证明三点共线时,需说明共线的两向量有公共点.[即时应用]1.设向量a ,b 不共线,AB ―→=2a +p b ,BC ―→=a +b ,CD ―→=a -2b ,若A ,B ,D 三点共线,则实数p 的值为( )A .-2B .-1C .1D .2解析:选B 因为BC ―→=a +b ,CD ―→=a -2b ,所以BD ―→=BC ―→+CD ―→=2a -b .又因为A ,B ,D 三点共线,所以AB ―→,BD ―→共线.设AB ―→=λBD ―→,所以2a +p b =λ(2a -b ),所以2=2λ,p =-λ,即λ=1,p =-1.2.如图,在△ABC 中,D ,F 分别是BC ,AC 的中点,AE ―→=23AD ―→,AB ―→=a ,AC―→=b .(1)用a ,b 表示向量AD ―→,AE ―→,AF ―→,BE ―→,BF ―→; (2)求证:B ,E ,F 三点共线.解:(1)延长AD 到G ,使AD ―→=12AG ―→,连接BG ,CG ,得到▱ABGC , 所以AG ―→=a +b , AD ―→=12AG ―→=12(a +b ),AE ―→=23AD ―→=13(a +b ),AF ―→=12AC ―→=12b ,BE ―→=AE ―→-AB ―→=13(a +b )-a =13(b -2a ),BF ―→=AF ―→-AB ―→=12b -a =12(b -2a ).(2)证明:由(1)可知BE ―→=23BF ―→,又因为BE ―→,BF ―→有公共点B , 所以B ,E ,F 三点共线.一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.已知O ,A ,B 是同一平面内的三个点,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 依题意,得OC ―→=OB ―→+BC ―→=OB ―→+2AC ―→=OB ―→+2(OC ―→-OA ―→),所以OC ―→=2OA ―→-OB ―→. 2.(2019·石家庄质检)在△ABC 中,点D 在边AB 上,且BD ―→=12DA ―→,设CB ―→=a ,CA ―→=b ,则CD ―→=( )A.13a +23bB.23a +13b C.35a +45b D.45a +35b 解析:选B ∵BD ―→=12DA ―→,∴BD ―→=13BA ―→,∴CD ―→=CB ―→+BD ―→=CB ―→+13BA ―→=CB ―→+13(CA ―→-CB ―→)=23CB ―→+13CA ―→=23a +13b . 3.在四边形ABCD 中,AB ―→=a +2b ,BC ―→=-4a -b ,CD ―→=-5a -3b ,则四边形ABCD 的形状是( ) A .矩形 B .平行四边形 C .梯形D .以上都不对解析:选C 由已知,得AD ―→=AB ―→+BC ―→+CD ―→=-8a -2b =2(-4a -b )=2BC ―→,故AD ―→∥BC ―→. 又因为AB ―→与CD ―→不平行,所以四边形ABCD 是梯形.4.(2018·扬州模拟)在△ABC 中,N 是AC 边上一点且AN ―→=12NC ―→,P 是BN 上一点,若AP ―→=m AB ―→+29AC ―→,则实数m 的值是________.解析:如图,因为AN ―→=12NC ―→,P 是BN ―→上一点.所以AN ―→=13AC ―→,AP ―→=m AB ―→+29AC ―→=m AB ―→+23AN ―→,因为B ,P ,N 三点共线,所以m +23=1,则m =13. 答案:135.在△ABC 中,∠A =60°,∠A 的平分线交BC 于点D ,若AB =4,且AD ―→=14AC ―→+λAB ―→(λ∈R),则AD 的长为________.解析:因为B ,D ,C 三点共线,所以14+λ=1,解得λ=34,如图,过点D 分别作AC ,AB 的平行线交AB ,AC 于点M ,N ,则AN ―→=14AC ―→,AM ―→=34AB ―→,因为在△ABC 中,∠A =60°,∠A 的平分线交BC 于点D ,所以四边形ANDM 为菱形,因为AB =4,所以AN =AM =3,AD =3 3.答案:3 3二保高考,全练题型做到高考达标1.已知向量a ,b ,且AB ―→=a +2b ,BC ―→=-5a +6b ,CD ―→=7a -2b ,则一定共线的三点是( ) A .A ,B ,D B .A ,B ,C C .B ,C ,DD .A ,C ,D解析:选A AD ―→=AB ―→+BC ―→+CD ―→=3a +6b =3AB ―→.因为AB ―→与AD ―→有公共点A ,所以A ,B ,D 三点共线.2.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( ) A .1 B .-12C .1或-12D .-1或-12解析:选B 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 不共线,所以有⎩⎪⎨⎪⎧λ=k ,2λk -k =1,整理得2λ2-λ-1=0,解得λ=1或λ=-12.又因为k <0,所以λ<0,故λ=-12.3.(2019·浙江六校联考)在平行四边形ABCD 中,点E 为CD 的中点,BE 与AC 的交点为F ,设AB ―→=a ,AD ―→=b ,则向量BF ―→=( )A.13a +23b B .-13a -23bC .-13a +23b D.13a -23b解析:选C 如图,因为点E 为CD 的中点,CD ∥AB ,所以BFEF =ABEC =2,所以BF ―→=23BE ―→=23(BC ―→+CE ―→)=23⎝⎛⎭⎫b -12a =-13a +23b . 4.(2018·遂昌期初)已知a ,b 是两个不共线的非零向量,且起点在同一点上,若a ,t b ,13(a +b )三向量的终点在同一直线上,则实数t 的值为( )A .2B .1C .23D .12解析:选D 由题可设13(a +b )=λa +μt b ,因为a ,t b ,13(a +b )三向量的终点在同一直线上,所以有λ+μ=1.所以13=λ,μ=23,所以13=23t ,解得t =12.5.(2019·丹东五校协作体联考)P 是△ABC 所在平面上的一点,满足PA ―→+PB ―→+PC ―→=2AB ―→,若S △ABC=6,则△PAB 的面积为( )A .2B .3C .4D .8解析:选A ∵PA ―→+PB ―→+PC ―→=2AB ―→=2(PB ―→-PA ―→),∴3PA ―→=PB ―→-PC ―→=CB ―→,∴PA ―→∥CB ―→,且方向相同,∴S △ABC S △PAB =BC AP =|CB ―→||PA ―→|=3,∴S △PAB =S △ABC3=2. 6.已知O 为△ABC 内一点,且2AO ―→=OB ―→+OC ―→,AD ―→=t AC ―→,若B ,O ,D 三点共线,则t 的值为________.解析:设线段BC 的中点为M ,则OB ―→+OC ―→=2OM ―→. 因为2AO ―→=OB ―→+OC ―→,所以AO ―→=OM ―→,则AO ―→=12AM ―→=14(AB ―→+AC ―→)=14⎝⎛⎭⎫AB ―→+1t AD ―→=14AB ―→+14t AD ―→.由B ,O ,D 三点共线,得14+14t =1,解得t =13.答案:137.设点M 是线段BC 的中点,点A 在直线BC 外,BC ―→2=16,|AB ―→+AC ―→|=|AB ―→-AC ―→|,则|AM ―→|=________.解析:由|AB ―→+AC ―→|=|AB ―→-AC ―→|可知,AB ―→⊥AC ―→, 则AM 为Rt △ABC 斜边BC 上的中线, 因此,|AM ―→|=12|BC ―→|=2.答案:28.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;AD ―→+BE ―→+CF ―→=-b -12a +a +12b +12b -12a =0,故④正确.∴正确命题为②③④. 答案:39.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B ,D ,F 三点共线,求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, ∵AB ―→=2e 1-8e 2, ∴AB ―→=2BD ―→.又∵AB ―→与BD ―→有公共点B , ∴A ,B ,D 三点共线. (2)由(1)可知BD ―→=e 1-4e 2,∵BF ―→=3e 1-k e 2,且B ,D ,F 三点共线, ∴BF ―→=λBD ―→(λ∈R ), 即3e 1-k e 2=λe 1-4λe 2,得⎩⎪⎨⎪⎧λ=3,-k =-4λ. 解得k =12.10.已知a ,b 不共线,OA ―→=a ,OB ―→=b ,OC ―→=c ,OD ―→=d ,OE ―→=e ,设t ∈R ,如果3a =c ,2b =d ,e =t (a +b ),是否存在实数t 使C ,D ,E 三点在一条直线上?若存在,求出实数t 的值,若不存在,请说明理由.解:由题设知,CD ―→=d -c =2b -3a ,CE ―→=e -c =(t -3)a +t b ,C ,D ,E 三点在一条直线上的充要条件是存在实数k ,使得CE ―→=k CD ―→,即(t -3)a +t b =-3k a +2k b ,整理得(t -3+3k )a =(2k -t )b .因为a ,b 不共线,所以有⎩⎪⎨⎪⎧t -3+3k =0,t -2k =0,解得t =65.故存在实数t =65使C ,D ,E 三点在一条直线上.三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.如图,在△ABC 中,点D 在线段BC 上,且满足BD =12DC ,过点D 的直线分别交直线AB ,AC 于不同的两点M ,N ,若AM ―→=m AB ―→,AN ―→=n AC ―→,则( )A .m +n 是定值,定值为2B .2m +n 是定值,定值为3 C.1m +1n 是定值,定值为2 D.2m +1n 是定值,定值为3解析:选D 因为M ,D ,N 三点共线,所以AD ―→=λAM ―→+(1-λ)AN ―→.又AM ―→=m AB ―→,AN ―→=n AC ―→,所以AD ―→=λm AB ―→+(1-λ)n AC ―→.又BD ―→=12DC ―→,所以AD ―→-AB ―→=12AC ―→-12AD ―→,所以AD ―→=13AC ―→+23AB ―→.比较系数知λm =23,(1-λ)n =13,所以2m +1n =3,故选D.2.(2019·长沙模拟)在平行四边形ABCD 中,M 为BC 的中点.若AB ―→=λAM ―→+μDB ―→,则λ-μ=________.解析:如图,在平行四边形ABCD 中,AB ―→=DC ―→,所以AB ―→=AM ―→+MB ―→=AM ―→+12CB ―→=AM ―→+12(DB ―→-DC ―→)=AM ―→+12(DB ―→-AB ―→)=AM ―→+12DB ―→-12AB ―→,所以32AB ―→=AM ―→+12DB ―→,所以AB ―→=23AM ―→+13DB ―→,所以λ=23,μ=13,所以λ-μ=13.答案:133.已知O ,A ,B 是不共线的三点,且OP ―→=m OA ―→+n OB ―→(m ,n ∈R ). (1)若m +n =1,求证:A ,P ,B 三点共线; (2)若A ,P ,B 三点共线,求证:m +n =1. 证明:(1)若m +n =1,则OP ―→=m OA ―→+(1-m )OB ―→=OB ―→+m (OA ―→-OB ―→), ∴OP ―→-OB ―→=m (OA ―→-OB ―→), 即BP ―→=m BA ―→,∴BP ―→与BA ―→共线. 又∵BP ―→与BA ―→有公共点B ,∴A ,P ,B 三点共线. (2)若A ,P ,B 三点共线, 则存在实数λ,使BP ―→=λBA ―→, ∴OP ―→-OB ―→=λ(OA ―→-OB ―→). 又OP ―→=m OA ―→+n OB ―→.故有m OA ―→+(n -1)OB ―→=λOA ―→-λOB ―→, 即(m -λ)OA ―→+(n +λ-1)OB ―→=0.∵O ,A ,B 不共线,∴OA ―→,OB ―→不共线,∴⎩⎪⎨⎪⎧m -λ=0,n +λ-1=0,∴m +n =1. 第二节平面向量的基本定理及坐标表示1.平面向量基本定理如果e 1,e 2是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,有且只有一对实数λ1,λ2,使a =λ1e 1+λ2e 2.其中,不共线的向量e 1,e 2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底. 2.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),其中b ≠0,则a ∥b ⇔x 1y 2-x 2y 1=0.[小题体验]1.已知a =(4,2),b =(-6,m ),若a ∥b ,则m 的值为______.答案:-32.(教材习题改编)已知a =(2,1),b =(-3,4),则3a +4b =________. 答案:(-6,19)3.设e 1,e 2是平面内一组基向量,且a =e 1+2e 2,b =-e 1+e 2,则向量e 1+e 2可以表示为另一组基向量a ,b 的线性组合,即e 1+e 2=________a +________b .解析:由题意,设e 1+e 2=m a +n b . 因为a =e 1+2e 2,b =-e 1+e 2,所以e 1+e 2=m (e 1+2e 2)+n (-e 1+e 2)=(m -n )e 1+(2m +n )e 2.由平面向量基本定理,得⎩⎪⎨⎪⎧m -n =1,2m +n =1,所以⎩⎨⎧m =23,n =-13.答案:23 -134.已知向量a =(2,-1),b =(-1,m ),c =(-1,2),若(a +b )∥c ,则m =________. 答案:-11.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.2.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.[小题纠偏]1.设e 1,e 2是平面内一组基底,若λ1e 1+λ2e 2=0,则λ1+λ2=________. 答案:02.已知向量a =(2,1),b =(1,-2),若m a +n b =(9,-8)(m ,n ∈R ),则m -n 的值为________. 解析:∵ma +nb =(2m +n ,m -2n )=(9,-8),∴⎩⎪⎨⎪⎧ 2m +n =9,m -2n =-8,∴⎩⎪⎨⎪⎧m =2,n =5,∴m -n =2-5=-3. 答案:-3考点一 平面向量基本定理及其应用(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.(2019·温州模拟)如图,在直角梯形ABCD 中,AB =2AD =2DC ,E 为BC边上一点,BC ―→=3EC ―→,F 为AE 的中点,则BF ―→=( )A.23AB ―→-13AD ―→B.13AB ―→-23AD ―→ C .-23AB ―→+13AD ―→D .-13AB ―→+23AD ―→解析:选C 如图,取AB 的中点G ,连接DG ,CG ,易知四边形DCBG 为平行四边形,∴BC ―→=GD ―→=AD ―→-AG ―→=AD ―→-12AB ―→,∴AE ―→=AB ―→+BE ―→=AB ―→+23BC ―→=AB ―→+23⎝⎛⎭⎫AD ―→-12AB ―→=23AB ―→+23AD ―→,于是BF ―→=AF ―→-AB ―→=12AE ―→-AB ―→=12⎝⎛⎭⎫23AB ―→+23AD ―→-AB ―→=-23AB ―→+13AD ―→,故选C.2.在△ABC 中,点M ,N 满足AM ―→=2MC ―→,BN ―→=NC ―→.若MN ―→=x AB ―→+y AC ―→,则x =________;y =________.解析:∵AM ―→=2MC ―→,∴AM ―→=23AC ―→.∵BN ―→=NC ―→,∴AN ―→=12(AB ―→+AC ―→),∴MN ―→=AN ―→-AM ―→=12(AB ―→+AC ―→)-23AC ―→=12AB ―→-16AC ―→. 又MN ―→=x AB ―→+y AC ―→, ∴x =12,y =-16.答案:12 -16L ,且AK ―→=3.如图,已知平行四边形ABCD 的边BC ,CD 的中点分别是K ,e 1,AL ―→=e 2,试用e 1,e 2表示BC ―→,CD ―→.解:设BC ―→=x ,CD ―→=y ,则BK ―→=12x ,DL ―→=-12y .由AB ―→+BK ―→=AK ―→,AD ―→+DL ―→=AL ―→,得⎩⎨⎧-y +12x =e 1, ①x -12y =e 2, ②①+②×(-2),得12x -2x =e 1-2e 2,即x =-23(e 1-2e 2)=-23e 1+43e 2,所以BC ―→=-23e 1+43e 2.同理可得y =-43e 1+23e 2,即CD ―→=-43e 1+23e 2.[谨记通法]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.另外,要熟练运用平面几何的一些性质定理.考点二 平面向量的坐标运算(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.向量a ,b 满足a +b =(-1,5),a -b =(5,-3),则b 为( ) A .(-3,4) B .(3,4) C .(3,-4)D .(-3,-4)解析:选A 由a +b =(-1,5),a -b =(5,-3),得2b =(-1,5)-(5,-3)=(-6,8),∴b =12(-6,8)=(-3,4),故选A.2.已知M (3,-2),N (-5,-1),且MP ―→=12MN ―→,则P 点的坐标为( )A .(-8,1)B .⎝⎛⎭⎫-1,-32 C .⎝⎛⎭⎫1,32 D .(8,-1)解析:选B 设P (x ,y ),则MP ―→= (x -3,y +2),而12MN ―→=12(-8,1)=⎝⎛⎭⎫-4,12,所以⎩⎪⎨⎪⎧x -3=-4,y +2=12,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =-32,所以P ⎝⎛⎭⎫-1,-32. 3.已知A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4).设AB ―→=a ,BC ―→=b ,CA ―→=c ,且CM ―→=3c ,CN ―→=-2b , (1)求3a +b -3c ;(2)求满足a =m b +n c 的实数m ,n ; (3)求M ,N 的坐标及向量MN ―→的坐标.解:由已知得a =(5,-5),b =(-6,-3),c =(1,8). (1)3a +b -3c =3(5,-5)+(-6,-3)-3(1,8) =(15-6-3,-15-3-24)=(6,-42). (2)∵m b +n c =(-6m +n ,-3m +8n ),∴⎩⎪⎨⎪⎧-6m +n =5,-3m +8n =-5, 解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-1,n =-1.(3)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).[谨记通法]平面向量坐标运算的技巧(1)向量的坐标运算主要是利用向量加、减、数乘运算的法则来进行求解的,若已知有向线段两端点的坐标,则应先求向量的坐标.(2)解题过程中,常利用向量相等则其坐标相同这一原则,通过列方程(组)来进行求解. 考点三 平面向量共线的坐标表示(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]1.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:∵在梯形ABCD 中,DC =2AB ,AB ∥CD ,∴DC ―→=2AB ―→.设点D 的坐标为(x ,y ),则DC ―→=(4-x ,2-y ),AB ―→=(1,-1),∴(4-x,2-y )=2(1,-1),即(4-x,2-y )=(2,-2),∴⎩⎪⎨⎪⎧ 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)2.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)∵a =(1,0),b =(2,1), ∴k a -b =k (1,0)-(2,1)=(k -2,-1), a +2b =(1,0)+2(2,1)=(5,2), ∵k a -b 与a +2b 共线, ∴2(k -2)-(-1)×5=0,∴k =-12.(2)AB ―→=2(1,0)+3(2,1)=(8,3), BC ―→=(1,0)+m (2,1)=(2m +1,m ). ∵A ,B ,C 三点共线,∴AB ―→∥BC ―→, ∴8m -3(2m +1)=0,∴m =32.[由题悟法]向量共线的充要条件 (1)a ∥b ⇔a =λb (b ≠0);(2)a ∥b ⇔x 1y 2-x 2y 1=0(其中a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2)).当涉及向量或点的坐标问题时一般利用(2)比较方便.[即时应用]1.已知向量a =(-1,2),b =(3,m ),m ∈R ,则“m =-6”是“a ∥(a +b )”的( ) A .充要条件 B .充分不必要条件 C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件解析:选A 由题意得a +b =(2,2+m ),由a ∥(a +b ),得-1×(2+m )=2×2,所以m =-6.当m =-6时,a ∥(a +b ),则“m =-6”是“a ∥(a +b )”的充要条件.2.(2018·贵阳监测)已知向量m =(λ+1,1),n =(λ+2,2),若(m +n )∥(m -n ),则λ=________. 解析:因为m +n =(2λ+3,3),m -n =(-1,-1), 又(m +n )∥(m -n ),所以(2λ+3)×(-1)=3×(-1),解得λ=0. 答案:03.设向量a ,b 满足|a |=25,b =(2,1),且a 与b 的方向相反,则a 的坐标为________. 解析:∵a 与b 方向相反,∴可设a =λb (λ<0), ∴a =λ(2,1)=(2λ,λ).由|a |=5λ2=25,解得λ=-2或λ=2(舍去), 故a =(-4,-2). 答案:(-4,-2)4.若三点A (2,2),B (a,0),C (0,b )(ab ≠0)共线,则1a +1b 的值等于________.解析:AB ―→=(a -2,-2),AC ―→=(-2,b -2),依题意,有(a -2)(b -2)-4=0,即ab -2a -2b =0,所以1a +1b =12.答案:12一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.在平行四边形ABCD 中,AC 为对角线,若AB ―→=(2,4),AC ―→=(1,3),则BD ―→=( ) A .(-2,-4) B .(-3,-5) C .(3,5)D .(2,4)解析:选B 由题意得BD ―→=AD ―→-AB ―→=BC ―→-AB ―→=(AC ―→-AB ―→)-AB ―→=AC ―→-2AB ―→=(1,3)-2(2,4)=(-3,-5).2.已知A (-1,-1),B (m ,m +2),C (2,5)三点共线,则m 的值为( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:选A AB ―→=(m ,m +2)-(-1,-1)=(m +1,m +3), AC ―→=(2,5)-(-1,-1)=(3,6), ∵A ,B ,C 三点共线,∴AB ―→∥AC ―→,∴3(m +3)-6(m +1)=0, ∴m =1.故选A.3.如图,在△OAB 中,P 为线段AB 上的一点,OP ―→=x OA ―→+y OB ―→,且BP―→=2PA ―→,则( )A .x =23,y =13B .x =13,y =23C .x =14,y =34D .x =34,y =14解析:选A 由题意知OP ―→=OB ―→+BP ―→,又BP ―→=2PA ―→,所以OP ―→=OB ―→+23BA ―→=OB ―→+23(OA ―→-OB ―→)=23OA ―→+13OB ―→,所以x =23,y =13. 4.(2019·舟山模拟)已知向量a =(2,3),b =(-1,2),若m a +b 与a -2b 共线,则m 的值为________. 解析:由a =(2,3),b =(-1,2),得m a +b =(2m -1,3m +2),a -2b =(4,-1),又m a +b 与a -2b 共线,所以-1×(2m -1)=(3m +2)×4,解得m =-12.答案:-125.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________.解析:因为a =(1,2),b =(x,1),u =a +2b ,v =2a -b , 所以u =(1,2)+2(x,1)=(2x +1,4), v =2(1,2)-(x,1)=(2-x,3).又因为u ∥v ,所以3(2x +1)-4(2-x )=0, 即10x =5,解得x =12.答案:12二保高考,全练题型做到高考达标1.(2018·温州十校联考)已知a =(-3,1),b =(-1,2),则3a -2b =( ) A .(7,1) B .(-7,-1) C .(-7,1)D .(7,-1)解析:选B 由题可得,3a -2b =3(-3,1)-2(-1,2)=(-9+2,3-4)=(-7,-1).2.已知△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,向量m =(a ,3b )与n =(cos A ,sin B )平行,则A =( )A.π6B.π3C.π2D.2π3解析:选B 因为m ∥n ,所以a sin B -3b cos A =0,由正弦定理,得sin A sin B -3sin B cos A =0,又sin B ≠0,从而tan A =3,由于0<A <π,所以A =π3.3.已知A (7,1),B (1,4),直线y =12ax 与线段AB 交于点C ,且AC ―→=2CB ―→,则实数a 等于( )A .2B .1C .45D .53解析:选A 设C (x ,y ),则AC ―→=(x -7,y -1),CB ―→=(1-x,4-y ),∵AC ―→=2CB ―→,∴⎩⎪⎨⎪⎧ x -7=2(1-x ),y -1=2(4-y ),解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =3.∴C (3,3). 又∵点C 在直线y =12ax 上,∴3=12a ×3,∴a =2.4.在平面直角坐标系xOy 中,已知A (1,0),B (0,1),C 为坐标平面内第一象限内的点,且∠AOC =π4,|OC |=2,若OC ―→=λOA ―→+μOB ―→,则λ+μ=( )A .2 2B . 2C .2D .4 2解析:选A 因为|OC |=2,∠AOC =π4,所以C (2,2),又OC ―→=λOA ―→+μOB ―→,所以(2,2)=λ(1,0)+μ(0,1)=(λ,μ),所以λ=μ=2,λ+μ=2 2.5.在平行四边形ABCD 中,AC 与BD 交于点O ,E 是线段OD 的中点,AE 的延长线与CD 交于点F .若AC ―→=a ,BD ―→=b ,则AF ―→=( )A.14a +12bB.12a +14bC.23a +13bD.13a +23b 解析:选C 如图,∵AC ―→=a ,BD ―→=b , ∴AD ―→=AO ―→+OD ―→=12AC ―→+12BD ―→=12a +12b .∵E 是OD 的中点, ∴|DE ||EB |=13, ∴|DF |=13|AB |.∴DF ―→=13AB ―→=13(OB ―→-OA ―→)=13×⎣⎡⎦⎤-12 BD ―→⎝⎛⎭⎫-12AC ―→=16AC ―→-16BD ―→=16a -16b , ∴AF ―→=AD ―→+DF ―→=12a +12b +16a -16b =23a +13b ,故选C.6.已知向量a =(1,3),b =(-2,1),c =(3,2).若向量c 与向量k a +b 共线,则实数k =________,若c =x a +y b ,则x +y 的值为________.解析:k a +b =k (1,3)+(-2,1)=(k -2,3k +1),因为向量c 与向量k a +b 共线,所以2(k -2)-3(3k +1)=0,解得k =-1.因为c =x a +y b ,所以(3,2)=(x -2y,3x +y ),即x -2y =3,3x +y =2,解得x =1,y =-1,所以x +y =0.答案:-1 07.已知向量OA ―→=(1,-3),OB ―→=(2,-1),OC ―→=(k +1,k -2),若A ,B ,C 三点能构成三角形,则实数k 应满足的条件是________.解析:若点A ,B ,C 能构成三角形,则向量AB ―→,AC ―→不共线. ∵AB ―→=OB ―→-OA ―→=(2,-1)-(1,-3)=(1,2), AC ―→=OC ―→-OA ―→=(k +1,k -2)-(1,-3)=(k ,k +1), ∴1×(k +1)-2k ≠0,解得k ≠1. 答案:k ≠18.如图,在正方形ABCD 中,P 为DC 边上的动点,设向量AC ―→=λDB ―→+μAP ―→,则λ+μ的最大值为________.解析:以A 为坐标原点,以AB ,AD 所在直线分别为x 轴,y 轴建立平面直角坐标系(图略),设正方形的边长为2,则B (2,0),C (2,2),D (0,2),P (x,2),x ∈[0,2]. ∴AC ―→=(2,2),DB ―→=(2,-2),AP ―→=(x,2).∵AC ―→=λDB ―→+μAP ―→,∴⎩⎪⎨⎪⎧2λ+xμ=2,-2λ+2μ=2,∴⎩⎪⎨⎪⎧λ=2-x2+x ,μ=42+x ,∴λ+μ=6-x 2+x .令f (x )=6-x2+x(0≤x ≤2), ∵f (x )在[0,2]上单调递减,∴f (x )max =f (0)=3,即λ+μ的最大值为3. 答案:39.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 ; (2)若(a +k c )∥(2b -a ),求实数k . 解:(1)由题意得(3,2)=m (-1,2)+n (4,1),所以⎩⎪⎨⎪⎧-m +4n =3,2m +n =2,解得⎩⎨⎧m =59,n =89.(2)a +k c =(3+4k,2+k ),2b -a =(-5,2), 由题意得2×(3+4k )-(-5)×(2+k )=0, 解得k =-1613.10.如图,在梯形ABCD 中,AD ∥BC ,且AD =13BC ,E ,F 分别为线段AD 与BC 的中点.设BA ―→=a ,BC ―→=b ,试用a ,b 为基底表示向量EF ―→,DF ―→,CD ―→.解:EF ―→=EA ―→+AB ―→+BF ―→=-16b -a +12b =13b -a ,DF ―→=DE ―→+EF ―→=-16b +⎝⎛⎭⎫13b -a =16b -a , CD ―→=CF ―→+FD ―→=-12b -⎝⎛⎭⎫16b -a =a -23b . 三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.在平面直角坐标系xOy 中,已知点A (2,3),B (3,2),C (1,1),点P (x ,y )在△ABC 三边围成的区域(含边界)内,设OP ―→=m AB ―→-n CA ―→(m ,n ∈R ),则2m +n 的最大值为( )A .-1B .1C .2D .3解析:选B 由已知得AB ―→=(1,-1),CA ―→=(1,2),设OP ―→=(x ,y ),∵OP ―→=m AB ―→-n CA ―→,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =m -n ,y =-m -2n ,∴2m +n =x -y .作出平面区域如图所示,令z =x -y ,则y =x -z ,由图象可知当直线y =x -z 经过点B (3,2)时,截距最小,即z 最大.∴z 的最大值为3-2=1,即2m +n 的最大值为1.2.设A 1,A 2,A 3,A 4是平面直角坐标系中两两不同的四点,若A 1A 3―→=λA 1A 2―→(λ∈R ),A 1A 4―→=μA 1A 2―→(μ∈R ),且1λ+1μ=2,则称A 3,A 4调和分割A 1,A 2.已知点C (c,0),D (d,0)(c ,d ∈R )调和分割点A (0,0),B (1,0),则下面说法正确的是( )A .C 可能是线段AB 的中点 B .D 可能是线段AB 的中点C .C ,D 可能同时在线段AB 上D .C ,D 不可能同时在线段AB 的延长线上解析:选D 根据已知得(c,0)-(0,0)=λ[(1,0)-(0,0)],即(c,0)=λ(1,0),从而得c =λ.(d,0)-(0,0)=μ[(1,0)-(0,0)],即(d,0)=μ(1,0),得d =μ.根据1λ+1μ=2,得1c +1d =2.线段AB 的方程是y =0,x ∈[0,1].若C 是线段AB 的中点,则c =12,代入1c +1d =2得,1d =0,此等式不可能成立,故选项A 的说法不正确;同理选项B 的说法也不正确;若C ,D 同时在线段AB 上,则0<c ≤1,0<d ≤1,此时1c ≥1,1d ≥1,1c +1d ≥2,若等号成立,则只能c =d =1,根据定义,C ,D 是两个不同的点,矛盾,故选项C 的说法也不正确;若C ,D 同时在线段AB 的延长线上,即c >1,d >1,则1c +1d <2,与1c +1d =2矛盾,若c <0,d <0,则1c +1d 是负值,与1c +1d =2矛盾,若c >1,d <0,则1c <1,1d <0,此时1c +1d <1,与1c +1d =2矛盾,故选项D 的说法是正确的.3.已知三点A (a,0),B (0,b ),C (2,2),其中a >0,b >0.(1)若O 是坐标原点,且四边形OACB 是平行四边形,试求a ,b 的值; (2)若A ,B ,C 三点共线,试求a +b 的最小值. 解:(1)因为四边形OACB 是平行四边形, 所以OA ―→=BC ―→,即(a,0)=(2,2-b ),⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,2-b =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =2. 故a =2,b =2.(2)因为AB ―→=(-a ,b ),BC ―→=(2,2-b ), 由A ,B ,C 三点共线,得AB ―→∥BC ―→,所以-a (2-b )-2b =0,即2(a +b )=ab , 因为a >0,b >0,所以2(a +b )=ab ≤⎝⎛⎭⎫a +b 22, 即(a +b )2-8(a +b )≥0,解得a +b ≥8或a +b ≤0. 因为a >0,b >0,所以a +b ≥8,即a +b 的最小值是8. 当且仅当a =b =4时,“=”成立.第三节平面向量的数量积与平面向量应用举例1.向量的夹角2.平面向量的数量积3.向量数量积的运算律 (1)a ·b =b ·a .(2)(λa )·b =λ(a ·b )=a ·(λb ). (3)(a +b )·c =a ·c +b ·c .4.平面向量数量积的有关结论已知非零向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),a 与b 的夹角为θ.[小题体验]1.已知|a |=2,|b |=6,a ·b =-63,则a 与b 的夹角θ为( ) A.π6 B.π3 C.2π3 D.5π6 答案:D2.已知向量a 和向量b 的夹角为30°,|a |=2,|b |=3,则向量a 和向量b 的数量积a ·b =( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:选C 由题意可得a ·b =|a |·|b |·cos 〈a ,b 〉=2×3×32=3. 3.已知向量a ,b 均为单位向量,若它们的夹角为60°,则|a +3b |=( ) A.7 B.10 C.13D .4解析:选C 依题意得a ·b =12,则|a +3b |=a 2+9b 2+6a ·b =13.4.已知两个单位向量a ,b 的夹角为60°,c =t a +(1-t )b .若b ·c =0,则t =________.解析:因为向量a ,b 为单位向量,所以b 2=1,又向量a ,b 的夹角为60°,所以a ·b =12,由b ·c =0,得b ·[t a +(1-t )b ]=0,即t a ·b +(1-t )b 2=0,所以12t +(1-t )=0,所以t =2.答案:25.已知正方形ABCD 的边长为2,E 为CD 的中点,则AE ―→·BD ―→=________.解析:选向量的基底为AB ―→,AD ―→,则BD ―→=AD ―→-AB ―→,AE ―→=AD ―→+12AB ―→,所以AE ―→·BD ―→=⎝⎛⎭⎫AD ―→+12AB ―→ ·(AD ―→-AB ―→)=2. 答案:21.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. 2.两个向量的夹角为锐角,则有a ·b >0,反之不成立;两个向量夹角为钝角,则有a ·b <0,反之不成立.3.a ·b =0不能推出a =0或b =0,因为a ·b =0时,有可能a ⊥b . 4.在用|a |=a 2求向量的模时,一定要把求出的a 2再进行开方. [小题纠偏]1.若a ,b 是两个互相垂直的非零向量,给出以下式子:①a ·b =0;②a +b =a -b ;③|a +b |=|a -b |;④a 2+b 2=(a +b )2.其中正确的个数是( )A .1B .2C .3D .4解析:选C 因为a ,b 是两个互相垂直的非零向量,所以a·b =0;所以(a +b )2=a 2+b 2+2a·b =a 2+b 2;(a -b )2=a 2+b 2-2a ·b =a 2+b 2;所以(a +b )2=(a -b )2,即|a +b |=|a -b |.故①③④是正确的,②是错误的.2.设向量a ,b 满足|a |=|b |=1,a ·b =-12,则|a +2b |=________.解析:|a +2b |=(a +2b )2=|a |2+4a ·b +4|b |2= 1+4×⎝⎛⎭⎫-12+4= 3. 答案: 3考点一 平面向量的数量积的运算(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.设a =(1,-2),b =(-3,4),c =(3,2),则(a +2b )·c =( ) A .(-15,12) B .0 C .-3D .-11解析:选C ∵a +2b =(1,-2)+2(-3,4)=(-5,6), ∴(a +2b )·c =(-5,6)·(3,2)=-3.2.(2018·浙江考前冲刺)若两个非零向量a ,b 满足|a +b |=|a -b |=2|b |=4,则向量a 在a +b 上的投影为( )A. 3 B .3 C. 6D .6解析:选B 由|a +b |=|a -b |,得a 2+2a ·b +b 2=a 2-2a ·b +b 2,即a ·b =0, 由|a +b |=2|b |,得a 2+2a ·b +b 2=4b 2,即a 2=3b 2,所以|a |=3|b |=23, 所以向量a 在a +b 上的投影为a ·(a +b )|a +b |=a 2|a +b |=3.中点,则AB ―→·AD―→3.如图,在等腰直角三角形ABC 中,∠C =90°,AC =2,D 为BC 的=________.解析:法一:由题意知,AC =BC =2,AB =22, ∴AB ―→·AD ―→=AB ―→·(AC ―→+CD ―→)=AB ―→·AC ―→+AB ―→·CD ―→=|AB ―→|·|AC ―→|cos 45°+|AB ―→|·|CD ―→|cos 45° =22×2×22+22×1×22=6. 法二:建立如图所示的平面直角坐标系,由题意得A (0,2),B (-2,0), D (-1,0),∴AB ―→=(-2,0)-(0,2)=(-2,-2), AD ―→=(-1,0)-(0,2)=(-1,-2), ∴AB ―→·AD ―→=-2×(-1)+(-2)×(-2)=6. 答案:64.(2019·台州模拟)以O 为起点作三个不共线的非零向量OA ―→,OB ―→,OC ―→,使AB ―→=-2BC ―→,|OA ―→|=4,OA ―→|OA ―→|+OB ―→|OB ―→|=OC ―→|OC ―→|,则OA ―→·BC ―→=________. 解析:法一:由OA ―→|OA ―→|+OB ―→|OB ―→|=OC ―→|OC ―→|,平方得OA ―→|OA ―→|·OB ―→|OB ―→|=-12,即cos ∠AOB =-12,因为OA ―→,OB ―→不共线,所以0°<∠AOB <180°,所以∠AOB =120°.因为AB ―→=-2BC ―→,所以C 为线段AB 的中点.由OA ―→|OA ―→|+OB ―→|OB ―→|=OC ―→|OC ―→|两边同乘以OC ―→|OC ―→|,得cos ∠AOC +cos ∠BOC =1,即cos ∠AOC +cos(120°-∠AOC )=1,解得∠AOC =60°,所以OC 为∠AOB 的平分线,所以OC ―→⊥AB ―→.又|OA ―→|=4,所以|AC ―→|=|BC ―→|=23,所以OA ―→·BC ―→=(OC ―→+CA ―→)·BC ―→=BC ―→2=12.法二:由OA ―→|OA ―→|+OB ―→|OB ―→|=OC ―→|OC ―→|及AB ―→=-2BC ―→,结合向量加法的平行四边形法则得OC 为∠AOB 的平分线,C 为AB 的中点,所以OC ―→⊥AB ―→,且|OA ―→|=|OB ―→|=4,|AC ―→|=|BC ―→|=23,所以OA ―→·BC ―→=(OC ―→+CA ―→)·BC ―→=BC ―→2=12.答案:12[谨记通法]向量数量积的2种运算方法考点二 平面向量数量积的性质(题点多变型考点——多角探明) [锁定考向]平面向量的夹角与模的问题是高考中的常考内容,题型多为选择题、填空题,难度适中,属中档题. 常见的命题角度有: (1)平面向量的模; (2)平面向量的夹角; (3)平面向量的垂直;(4)与最值、范围有关问题.[题点全练]角度一:平面向量的模1.已知e 1,e 2是单位向量,且e 1·e 2=12.若向量b 满足b ·e 1=b ·e 2=1,则|b |=________.解析:法一:∵e 1·e 2=12,∴|e 1||e 2|cos e 1,e 2=12,∴e 1,e 2=60°.又∵b ·e 1=b ·e 2=1>0,∴b ,e 1=b ,e 2=30°. 由b ·e 1=1,得|b ||e 1|cos 30°=1,∴|b |=132=233.法二:由题可得,不妨设e 1=(1,0),e 2=⎝⎛⎭⎫12,32,b =(x ,y ). ∵b ·e 1=b ·e 2=1,∴x =1,12x +32y =1,解得y =33.∴b =⎝⎛⎭⎫1,33,∴|b |= 1+13=233. 答案:233角度二:平面向量的夹角2.(2018·浙江十校联盟适考)若向量a ,b 满足|a |=4,|b |=1,且(a +8b )⊥a ,则向量a ,b 的夹角为( ) A.π6 B.π3C.2π3D.5π6解析:选C 由(a +8b )⊥a ,得|a |2+8a ·b =0,因为|a |=4,所以a ·b =-2,所以cos 〈a ,b 〉=a ·b |a |·|b |=-12,所以向量a ,b 的夹角为2π3. 3.已知平面向量a =(1,2),b =(4,2),c =m a +b (m ∈R ),且c 与a 的夹角等于c 与b 的夹角,则m =________.解析:因为a =(1,2),b =(4,2),所以c =m a +b =(m +4,2m +2),|a |=5,|b |=25, 所以c ·a =5m +8,c ·b =8m +20. 因为c 与a 的夹角等于c 与b 的夹角, 所以c ·a |c |·|a |=c ·b|c |·|b |, 即5m +85=8m +2025,解得m =2. 答案:2角度三:平面向量的垂直4.(2019·南宁模拟)已知向量AB ―→与AC ―→的夹角为120°,且|AB ―→|=3,|AC ―→|=2.若AP ―→=λAB ―→+AC ―→,且AP ―→⊥BC ―→,则实数λ的值为________.解析:由AP ―→⊥BC ―→,知AP ―→·BC ―→=0,即AP ―→·BC ―→=(λAB ―→+AC ―→)·(AC ―→-AB ―→)=(λ-1)AB ―→·AC ―→-λAB ―→2+AC ―→2=(λ-1)×3×2×⎝⎛⎭⎫-12-λ×9+4=0,解得λ=712. 答案:7125.已知向量a =(cos α,sin α),b =(cos β,sin β),0<β<α<π. (1)若|a -b |=2,求证:a ⊥b ;(2)设c =(0,1),若a +b =c ,求α,β的值. 解:(1)证明:由题意得|a -b |2=2, 即(a -b )2=a 2-2a ·b +b 2=2. 又因为a 2=b 2=|a |2=|b |2=1, 所以2-2a ·b =2, 即a ·b =0,故a ⊥b .(2)因为a +b =(cos α+cos β,sin α+sin β)=(0,1),所以⎩⎪⎨⎪⎧cos α+cos β=0,sin α+sin β=1,由此得,cos α=cos(π-β),由0<β<π,得0<π-β<π,又0<α<π,故α=π-β.代入sin α+sin β。
(完整版)高中数学平面向量知识点总结
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高中数学必修4之平面向量知识点归纳一.向量的基本概念与基本运算1、向量的概念:①向量:既有大小又有方向的量向量不能比较大小,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③单位向量:模为1个单位长度的向量④平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量⑤相等向量:长度相等且方向相同的向量2、向量加法:设,ABa BCb uu u ru uu r r r ,则a +b r =AB BC u u u r u u u r =ACuu u r (1)a a a 00;(2)向量加法满足交换律与结合律;AB BCCDPQQRAR u u u r u u u r u uu r u u u r u u u r u u u rL,但这时必须“首尾相连”.3、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②向量减法:向量a 加上b 的相反向量叫做a 与b 的差,③作图法:b a可以表示为从b 的终点指向a 的终点的向量(a 、b 有共同起点)4、实数与向量的积: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)a a ;(Ⅱ)当0时,λa 的方向与a 的方向相同;当时,λa 的方向与a 的方向相反;当0时,0a,方向是任意的5、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,使得b =a6、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,使:2211e ea,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二.平面向量的坐标表示1平面向量的坐标表示:平面内的任一向量a r可表示成axi yj r rr ,记作a r=(x,y)。
2平面向量的坐标运算:(1)若1122,,,ax y bx y rr ,则1212,a bx x y y r r (2)若2211,,,y x B y x A ,则2121,AB x x y y u u u r(3)若a r =(x,y),则a r =(x, y)(4)若1122,,,a x y b x y r r ,则1221//0a b x y x y rr (5)若1122,,,ax y bx y rr ,则1212a bx x y y r r 若ab rr ,则02121y y x x 三.平面向量的数量积1两个向量的数量积:已知两个非零向量a r 与b r,它们的夹角为,则a r ·b r =︱a r︱·︱b r ︱cos 叫做a r与b r 的数量积(或内积)规定00ar r 2向量的投影:︱b r ︱cos =||a b a r r r ∈R ,称为向量b r 在a r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 r ·b r 等于a r 的长度与b r 在a r方向上的投影的乘积4向量的模与平方的关系:22||a a a a r r r r 5乘法公式成立:2222a b ab a b a b r r r r r r r r ;2222abaa bb r r r r r r 222aa bbr r r r 6平面向量数量积的运算律:①交换律成立:a bb arr r r ②对实数的结合律成立:a b a b a bRr r r r r r ③分配律成立:abca cb c r r r r r r r ca br r r 特别注意:(1)结合律不成立:ab ca b c r r r r r r ;(2)消去律不成立a ba cr r r r 不能得到bc rr (3)a b r r =0不能得到a r =0r或b r =0r 7两个向量的数量积的坐标运算:已知两个向量1122(,),(,)ax y b x y rr,则a r ·b r=1212x x y y 8向量的夹角:已知两个非零向量a r与b r ,作OA u u u r =a r , OB uuu r =b r ,则∠AOB=(01800)叫做向量a r 与b r 的夹角cos =cos,a b a ba b??r r r r r r =222221212121y x y x y y x x 当且仅当两个非零向量a r 与b r 同方向时,θ=00,当且仅当a r与b r 反方向时θ=1800,同时0r与其它任何非零向量之间不谈夹角这一问题9垂直:如果a r 与b r 的夹角为900则称a r 与b r 垂直,记作a r⊥br 10两个非零向量垂直的充要条件:a ⊥ba ·b =O02121y y x x 平面向量数量积的性质一、选择题1.在△ABC 中,AB =AC ,D ,E 分别是AB ,AC 的中点,则().A .AB 与AC 共线B .DE 与CB 共线C .AD 与AE 相等D .AD 与BD 相等2.下列命题正确的是().A .向量AB 与BA 是两平行向量B .若a ,b 都是单位向量,则a =bC .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3.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 =OA +OB ,其中,∈R ,且+=1,则点C 的轨迹方程为().A .3x +2y -11=0B .(x -1)2+(y -1)2=5C .2x -y =0D .x +2y -5=04.已知a 、b 是非零向量且满足(a -2b)⊥a ,(b -2a)⊥b ,则a 与b 的夹角是A .6B .3C .23D .565.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 =A .λ(AB +AD ),λ∈(0,1)B .λ(AB +BC ),λ∈(0,22)C .λ(AB -AD ),λ∈(0,1)D .λ(AB -BC ),λ∈(0,22)6.△ABC 中,D ,E ,F 分别是AB ,BC ,AC 的中点,则DF =().(第1题)A.EF+ED B.EF-DE C.EF+AD D.EF+AF7.若平面向量a与b的夹角为60°,|b|=4,(a+2b)·(a-3b)=-72,则向量a的模为().A.2 B.4 C.6 D.128.点O是三角形ABC所在平面内的一点,满足OA·OB=OB·OC=OC·OA,则点O是△ABC的().A.三个内角的角平分线的交点B.三条边的垂直平分线的交点C.三条中线的交点D.三条高的交点9.在四边形ABCD中,AB=a+2b,BC=-4a-b,DC=-5a-3b,其中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10.如图,梯形ABCD中,|AD|=|BC|,EF∥AB∥CD则相等向量是().A.AD与BC B.OA与OBC.AC与BD D.EO与OF二、填空题11.已知向量OA=(k,12),OB=(4,5),OC=(-k,10),且A,B,C三点共线,则k=.12.已知向量a=(x+3,x2-3x-4)与MN相等,其中M(-1,3),N(1,3),则x=.13.已知平面上三点A,B,C满足|AB|=3,|BC|=4,|CA|=5,则AB·BC +BC·CA+CA·AB的值等于.14.给定两个向量a=(3,4),b=(2,-1),且(a+mb)⊥(a-b),则实数m 等于.15.已知A,B,C三点不共线,O是△ABC内的一点,若OA+OB+OC=0,则O是△ABC的.16.设平面内有四边形ABCD和点O,OA=a,OB=b,OC=c, OD=d,若a+c=b+d,则四边形ABCD的形状是.三、解答题17.已知点A(2,3),B(5,4),C(7,10),若点P满足AP=AB+λAC(λ∈R),试求λ为何值时,点P在第三象限内?(第10题)18.如图,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F,求DF.(第18题)19.如图,在正方形ABCD中,E,F分别为AB,BC的中点,求证:AF⊥DE(利用向量证明).(第19题) 20.已知向量a=(cos θ,sin θ),向量b=(3,-1),则|2a-b|的最大值.一、选择题1.B 解析:如图,AB 与AC ,AD 与AE 不平行,AD 与BD 共线反向.2.A解析:两个单位向量可能方向不同,故B 不对.若AB =DC ,可能A ,B ,C ,D 四点共线,故C 不对.两向量相等的充要条件是大小相等,方向相同,故D 也不对.3.D解析:提示:设OC =(x ,y),OA =(3,1),OB =(-1,3),OA =(3,),OB =(-,3),又OA +OB =(3-,+3),∴(x ,y)=(3-,+3),∴33+=-=y x ,又+=1,由此得到答案为D .4.B解析:∵(a -2b)⊥a ,(b -2a)⊥b ,∴(a -2b)·a =a 2-2a ·b =0,(b -2a)·b =b 2-2a ·b =0,∴a 2=b 2,即|a|=|b|.∴|a|2=2|a||b|cos θ=2|a|2cos θ.解得cos θ=21.∴a 与b 的夹角是3π.5.A解析:由平行四边形法则,AB +AD =AC ,又AB +BC =AC ,由λ的范围和向量数乘的长度,λ∈(0,1).6.D解析:如图,∵AF =DE ,∴DF =DE +EF =EF +AF .7.C解析:由(a +2b)·(a -3b)=-72,得a 2-a ·b -6b 2=-72.而|b|=4,a ·b =|a||b|cos 60°=2|a|,∴|a|2-2|a|-96=-72,解得|a|=6.8.D 解析:由OA ·OB =OB ·OC =OC ·OA ,得OA ·OB =OC ·OA ,即OA ·(OC -OB )=0,故BC ·OA =0,BC ⊥OA ,同理可证AC ⊥OB ,∴O 是△ABC 的三条高的交点.9.C解析:∵AD =AB +BC +D C =-8a -2b =2BC ,∴AD ∥BC 且|AD |≠|BC |.∴四边形ABCD 为梯形.10.D解析:AD 与BC ,AC 与BD ,OA 与OB 方向都不相同,不是相等向量.(第1题)二、填空题11.-32.解析:A ,B ,C 三点共线等价于AB ,BC 共线,AB =OB -OA =(4,5)-(k ,12)=(4-k ,-7),BC =OC -OB =(-k ,10)-(4,5)=(-k -4,5),又A ,B ,C 三点共线,∴5(4-k)=-7(-k -4),∴k =-32.12.-1.解析:∵M(-1,3),N(1,3),∴MN =(2,0),又a =MN ,∴=4-3-2=3+2x x x 解得4=1=-1=-x x x 或∴x =-1.13.-25.解析:思路1:∵AB =3,BC =4,CA =5,∴△ABC 为直角三角形且∠ABC =90°,即AB ⊥BC ,∴AB ·BC =0,∴AB ·BC +BC ·CA +CA ·AB=BC ·CA +CA ·AB =CA ·(BC +AB )=-(CA )2=-2CA =-25.思路2:∵AB =3,BC =4,CA =5,∴∠ABC =90°,∴cos ∠CAB =CAAB =53,cos ∠BCA =CABC=54.根据数积定义,结合图(右图)知AB ·BC =0,BC ·CA =BC ·CA cos ∠ACE =4×5×(-54)=-16,CA ·AB =CA ·AB cos ∠BAD =3×5×(-53)=-9.∴AB ·BC +BC ·CA +CA ·AB =0―16―9=-25.14.323.解析:a +mb =(3+2m ,4-m),a -b =(1,5).∵(a +mb)⊥(a -b),∴ (a +mb)·(a -b)=(3+2m)×1+(4-m)×5=0m =323.15.答案:重心.解析:如图,以OA ,OC 为邻边作□AOCF交AC 于点E ,则OF =OA +OC ,又OA +OC =-OB ,(第15题)D(第13题)∴OF =2OE =-OB .O 是△ABC 的重心.16.答案:平行四边形.解析:∵a +c =b +d ,∴a -b =d -c ,∴BA =CD .∴四边形ABCD 为平行四边形.三、解答题17.λ<-1.解析:设点P 的坐标为(x ,y),则AP =(x ,y)-(2,3)=(x -2,y -3).AB +λAC =(5,4)-(2,3)+λ[(7,10)-(2,3)]=(3,1)+λ(5,7)=(3+5λ,1+7λ).∵AP =AB +λAC ,∴ (x -2,y -3)=(3+5λ,1+7λ).∴713532yx 即7455yx 要使点P 在第三象限内,只需74055解得λ<-1.18.DF =(47,2).解析:∵A(7,8),B(3,5),C (4,3),AB =(-4,-3),AC =(-3,-5).又D 是BC 的中点,∴AD =21(AB +AC )=21(-4-3,-3-5)=21(-7,-8)=(-27,-4).又M ,N 分别是AB ,AC 的中点,∴F 是AD 的中点,∴DF =-FD =-21AD =-21(-27,-4)=(47,2).19.证明:设AB =a ,AD =b ,则AF =a +21b ,ED =b -21a .∴AF ·ED =(a +21b)·(b -21a)=21b 2-21a 2+43a ·b .又AB ⊥AD ,且AB =AD ,∴a 2=b 2,a ·b =0.∴AF ·ED =0,∴AF ⊥ED .本题也可以建平面直角坐标系后进行证明.20.分析:思路1:2a -b =(2cos θ-3,2sin θ+1),∴|2a -b|2=(2cos θ-3)2+(2sin θ+1)2=8+4sin θ-43cos θ.又4sin θ-43cos θ=8(sin θcos3π-cos θsin3π)=8sin(θ-3π),最大值为8,∴|2a -b|2的最大值为16,∴|2a -b|的最大值为4.思路2:将向量2a ,b 平移,使它们的起点与原点重合,则|2a -b|表示2a ,b终点间的距离.|2a|=2,所以2a 的终点是以原点为圆心,2为半径的圆上的动点P ,b 的终点是该圆上的一个定点Q ,由圆的知识可知,|PQ|的最大值为直径的长为4.(第18题)(第19题)。
高中数学平面向量知识点归纳
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高中数学平面向量知识点归纳1、向量是既有大小又有方向的量,而数量只有大小没有方向。
有向线段的三要素是起点、方向和长度。
零向量是长度为0的向量,单位向量是长度为1的向量。
平行向量是方向相同或相反的非零向量,零向量与任何向量平行,相等向量是长度相等且方向相同的向量。
2、向量加法有三种运算法则:三角形法则,平行四边形法则和三角形不等式。
三角形法则的特点是首尾相连,平行四边形法则的特点是共起点。
三角形不等式是a-b≤a+b≤a+b。
向量加法的运算性质包括交换律、结合律和a+0=a。
坐标运算中,设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a+b=(x1+x2,y1+y2)。
3、向量减法有两种运算法则:三角形法则和坐标运算。
三角形法则的特点是共起点,连终点,方向指向被减向量。
坐标运算中,设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a-b=(x1-x2,y1-y2)。
设A和B两点的坐标分别为(x1,y1)和(x2,y2),则AB=(x1-x2,y1-y2)。
4、向量数乘是实数与向量的积,记作λa。
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.向量数乘的运算律包括分配律、结合律和数乘1的性质。
坐标运算中,设a=(x,y),则λa=(λx,λy)。
5、向量共线定理:向量a和b不共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使b=λa。
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),且b≠0,则当且仅当x1y2-x2y1=0时,向量a和b共线。
6、平面向量基本定理:如果e1、e2是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量a,有且只有一对实数λ1、λ2,使a=λ1e1+λ2e2.不共线的向量e1、e2作为这一平面内所有向量的一组基底。
7、分点坐标公式:设点R是线段R1R2上的一点,R1、R2的坐标分别是(x1,y1)和(x2,y2),则R的坐标为[(x2-x1)×(R-R1)的长度/R1R2的长度 + x1.(y2-y1)×(R- R1)的长度/R1R2的长度 + y1]。
高中数学知识点总结平面向量与几何应用之平面向量的数量积与向量的投影
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高中数学知识点总结平面向量与几何应用之平面向量的数量积与向量的投影高中数学知识点总结:平面向量与几何应用之平面向量的数量积与向量的投影在高中数学中,平面向量是一个重要的概念,它能够用来描述空间中的位置和方向。
平面向量的数量积与向量的投影是平面向量的重要运算和应用。
本文将详细介绍平面向量的数量积和向量的投影,并探讨其在几何问题中的应用。
一、平面向量的数量积平面向量的数量积也叫点积,它是两个向量之间的一种运算。
设有两个平面向量a和b,它们的数量积表示为a·b。
1. 数量积的定义数量积的定义如下:a·b = |a| * |b| * cosθ其中,|a|和|b|分别表示向量a和b的模长,θ表示向量a和b之间的夹角。
2. 数量积的性质数量积具有以下性质:(1)a·b = b·a,即数量积满足交换律。
(2)a·a = |a|^2,即一个向量与自身的数量积等于它的模长的平方。
(3)a·b = 0,当且仅当a和b垂直。
3. 数量积的应用数量积在几何问题中有广泛的应用,包括求向量夹角、判断向量垂直和平行关系,以及求向量投影等。
(1)求向量夹角利用数量积的定义,可以得到以下结论:cosθ = (a·b) / (|a| * |b|)通过以上公式,可以求得向量a和向量b的夹角θ的余弦值,然后进一步求得夹角θ。
(2)判断向量垂直和平行关系设有两个非零向量a和b,利用数量积可以得到以下结论:(i)若a·b = 0,则向量a和向量b垂直。
(ii)若a·b = |a| * |b|,则向量a和向量b平行。
通过以上结论,可以判断两个向量之间的垂直和平行关系。
(3)求向量投影向量投影是指将一个向量投影到另一个向量上的过程。
设有非零向量a和向量b,向量a在向量b上的投影表示为proj_b a,其计算公式如下:proj_b a = (a·b) / |b|通过这个公式,可以求得向量a在向量b上的投影。
高中数学-公式-平面向量
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平面向量1.两个向量平行的充要条件,设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),λ为实数。
〔1〕向量式:a ∥b (b ≠0)⇔a =λb ;〔2〕坐标式:a ∥b (b ≠0)⇔x 1y 2-x 2y 1=0;2.两个向量垂直的充要条件, 设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2), 〔1〕向量式:a ⊥b (b ≠0)⇔a b =0; 〔2〕坐标式:a ⊥b ⇔x 1x 2+y 1y 2=0;3.设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),那么a b θ=x 1x 2+y 1y 2;其几何意义是a b 等于a 的长度与b 在a 的方向上的投影的乘积;4.设A 〔x 1,x 2〕、B(x 2,y 2),那么S ⊿AOB =122121y x y x -; 5.平面向量数量积的坐标表示:〔1〕假设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),那么a b =x 1x 2+y 1y 2221221)()(y y x x -+-=; 〔2〕假设a =(x,y),那么a 2=a a =x 2+y 2,22y x a +=;十、向量法 1、设直线、m l 的方向向量分别是、a b ,平面αβ、的法向量分别是、u v ,那么: 〔1〕线线平行:l ∥m ⇔a ∥b ⇔=a kb〔2〕线面平行:l ∥α⇔a ⊥u 0⇔=a u〔3〕面面平行:////αβ⇔⇔=u v u kv注意:这里的线线平行包括线线重合,线面平行包括线在面内,面面平行包括面面重合.2、设直线、m l 的方向向量分别是、a b ,平面αβ、的法向量分别是、u v ,那么: 〔1〕线线垂直:⊥⇔l m a ⊥b 0⇔=a b〔2〕线面垂直:α⊥⇔l a ∥u ⇔=a ku〔3〕面面垂直:αβ⊥⇔u ⊥v 0⇔=u v3、设直线、m l 的方向向量分别是、a b ,平面αβ、的法向量分别是、u v ,那么: 〔1〕直线、m l 所成的角(0)2πθθ≤≤,cos θ⋅=a ba b〔2〕直线l 与平面α所成的角(0)2πθθ≤≤,sin θ⋅=a ua u〔3〕平面α与平面β所成的二面角的平面角(0)θθπ≤≤,cos θ⋅=u vu v教学过程:二、新课讲授1. 定义:我们把空间中具有大小和方向的量叫做空间向量.向量的大小叫做向量的长度或模.3. 空间向量的加法与数乘向量的运算律. ⑴加法交换律:a +b = b + a ; ⑵加法结合律:(a + b ) + c =a + (b + c );⑶数乘分配律:λ(a + b ) =λa +λb ; ⑶数乘结合律:λ(u a ) =(λu )a .4. 推广:⑴12233411n n n A A A A A A A A A A -++++=;⑵122334110n n n A A A A A A A A A A -+++++=;方向相同或者相反的非零向量叫做平行向量.由于任何一组平行向量都可以平移到同一条直线上,所以平行向量也叫做共线向量. 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b =λa .称平面向量共线定理,二、新课讲授1.定义:与平面向量一样,如果表示空间向量的有向线段所在的直线互相平行或重合,那么这些向量叫做共线向量或平行向量.a 平行于b 记作a //b .2.关于空间共线向量的结论有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 . 理解:⑴上述定理包含两个方面:①性质定理:假设a ∥b 〔a ≠0〕,那么有b =λa ,其中λ是唯一确定的实数。
高中数学平面向量基本定理
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解得λ =±1.
1 N在线段BD上,且有BN= BD,求证:M、N、C三点共线。 3
如图,在平行四边形ABCD中,点M是AB中点,点
D
C
N A M B
1.如果两个向量的基线互相垂直,则称这两
个向量互相垂直 ; 2. 如果两个基向量e1、e2互相垂直,则称
{e1,e2} 为正交基底 3. 若向量e1、e2为单位正交基底,且a xe1 ye2 则称(x,y)为向量a的坐标.N来自Ae2 O e1
M
我们把不共线向量e1,e2叫做这一平面内 所有向量的一组基底,记为{e1,e2}, a1e1+a2e2叫做向量a关于基底{e1,e2}的
分解式。
例1
ABCD中,E、F分别是DC和AB
的中点,试判断AE,CF是否平行?
D E C
A
F
B
例2、 如图,已知梯形ABCD, AB//CD,且AB= 2DC,M,N分别是DC,AB 的中点. 请大家动手, D 在图中确定一组 基底,将其他向 量用这组基底表 A 示出来。
问题:(1)向量a是否可以用含有e1、e2的式
子来表示呢?怎样表示? (2)若向量a能够用e1、e2表示,这种表示
是否唯一?请说明理由.
平面向量基本定理
如果e1、e2是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a1、a2,使 a a1e1 a2e2 说明:① e1、e2是两个不共线的向量; ② a是平面内的任一向量; ③ a1,a2实数,唯一确定.
2.2.1平面向量基本定理
如图,设e1、e2是同一平面内两个不共线的向量,
试用e1、e2表示向量
AB, CD, EF , GH
高中数学平面向量知识点总结及常见题型
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高中数学平面向量知识点总结及常见题型平面向量一、向量的基本概念与基本运算1.向量的概念:向量是既有大小又有方向的量。
向量一般用a、b、c等字母来表示,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)或a(坐标表示法)。
向量的大小即向量的模(长度),记作|AB|或|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,与任意向量平行。
③单位向量:模为1个单位长度的向量。
向量a为单位向量|a|=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。
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a b。
大小相等,方向相同(x1,y1)(x2,y2)x1x2,y1y2.2.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。
1)0+a=a;(2)向量加法满足交换律与结合律;向量加法有“三角形法则”与“平行四边形法则”:1)用平行四边形法则时,两个已知向量是要共始点的,和向量是始点与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“首尾相接”,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”。
3.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) 若向量a、b互为相反向量,则a=-b,b=-a,a+b=0.向量减法:向量a加上b的相反向量叫做a与b的差,记作a-b=a+(-b),求两个向量差的运算,叫做向量的减法。
高中数学平面向量知识及注意事项
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高中数学平面向量知识及注意事项一、向量基础知识1、实数与向量的积的运算律:设λ、μ为实数,那么(1)结合律:λ(μa )=(λμ) a ;(2)第一分配律:(λ+μ) a =λa +μa ;(3)第二分配律:λ(a +b)=λa +λb .2、向量的数量积的运算律:(1) a ·b = b ·a(交换律);注:c b a c b a )()(∙≠∙(2)(λa )·b = λ(a ·b )=λa ·b = a ·(λb );(3)(a +b )·c = a ·c +b ·c .3、平面向量基本定理:如果1e 、2e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一向量,有且只有一对实数λ1、λ2,使得a =λ11e +λ22e .不共线的向量1e 、2e 叫做表示这一平面内所有向量的一组基底.4、投影:向量b 在向量a方向上的投影为|b |cos θ。
5、a 与b 的数量积(或内积):a ·b =|a ||b |cos θ.6、a ·b 的几何意义:数量积a ·b 等于a 的长度|a|与b 在a 的方向上的投影|b |cos θ的乘积.7、平面向量的坐标运算:(1)设a =11(,)x y ,b =22(,)x y ,则a +b=1212(,)x x y y ++. (2)设a =11(,)x y ,b =22(,)x y ,则a -b=1212(,)x x y y --.(3)设A 11(,)x y ,B 22(,)x y ,则2121(,)AB OB OA x x y y =-=--.(4)设a =(,),x y R λ∈,则λa =(,)x y λλ.(5)设a =11(,)x y ,b =22(,)x y ,则a ·b=1212x x y y +.8、两向量的夹角公式:121222221122cos x x y y x y x y θ+=+⋅+(a=11(,)x y ,b =22(,)x y ).9、向量的模与平面两点间的距离公式:|a |22x y =+,A B d =||AB AB AB =⋅ 222121()()x x y y =-+-(A 11(,)x y ,B 22(,)x y ).10、两个非零向量的共线与垂直的充要条件:设a =11(,)x y ,b =22(,)x y ,且b ≠0,则a ∥b ⇔b =λa12210x y x y ⇔-=.a ⊥b (a ≠0 )⇔a ·b=012120x x y y ⇔+=.11、三角形的重心坐标公式:△ABC 三个顶点的坐标分别为11A(x ,y )、22B(x ,y )、33C(x ,y ),则△ABC的重心的坐标是123123(,)33x x x y y y G ++++.G G GC 0A B++= 二、向量中需要注意的问题1、向量运算的几何形式和坐标形式,请注意:向量运算中向量起点、终点及其坐标的特征.2、几个概念:零向量、单位向量(与AB 共线的单位向量是||ABAB ± ,平行(共线)向量(无传递性,是因为有0 )、相等向量(有传递性)、相反向量、向量垂直、以及一个向量在另一向量方向上的投影(a 在b上的投影是cos ,a ba ab b⋅=<>=∈R).3、两非零向量....共线的充要条件://a b a b λ⇔= cos ,1a b ⇔<>=± 12210x y x y ⇔-=. 两个非零向量....垂直的充要条件:0||||a b a b a b a b ⊥⇔⋅=⇔+=- 12120x x y y ⇔+=. 特别:零向量和任何向量共线和垂直. b a λ=是向量平行的充分不必要条件!4、三点A B C 、、共线⇔ AB AC 、共线;向量 PA PB PC、、中三终点A B C 、、共线⇔存在实数αβ、使得:PA PB PC αβ=+且1αβ+=.5、向量的数量积:22||()a a a a ==⋅ ,1212||||cos a b a b x x y y θ⋅==+,121222221122cos ||||x x y y a b a b x y x y θ+⋅==++ ,12122222||cos ,||x x y y a b a b a a b b x y +⋅=<>==+在上的投影. 注意:,a b <> 为锐角⇔0a b ⋅> 且 a b 、不同向;,a b <>为直角⇔0a b ⋅= 且 0a b ≠ 、; ,a b <> 为钝角⇔0a b ⋅< 且 a b 、不反向,0a b ⋅< 是,a b <> 为钝角的必要非充分条件.6、一个重要的不等式:||||||||||||a b a b a b -≤±≤+注意: a b 、同向或有0⇔||||||a b a b +=+ ≥||||||||a b a b -=- ; a b 、反向或有0 ⇔||||||a b a b -=+ ≥||||||||a b a b -=+; a b、不共线⇔||||||||||||a b a b a b -<±<+ .(这些和实数集中类似)7、中点坐标公式1212,22x x y y x y ++==,122MP MP MP P +=⇔为12PP 的中点.。
高中数学平面向量知识点与典型例题总结(师)
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高中数学平面向量知识点与典型例题总结(师)《数学》必会基础题型——《平面向量》【基本概念与公式】【任何时候写向量时都要带箭头】1.向量:既有大小又有方向的量。
记作:AB 或a 。
2.向量的模:向量的大小(或长度),记作:||AB 或||a 。
3.单位向量:长度为1的向量。
若e 是单位向量,则||1e =。
4.零向量:长度为0的向量。
记作:0。
【0方向是任意的,且与任意向量平行】5.平行向量(共线向量):方向相同或相反的向量。
6.相等向量:长度和方向都相同的向量。
7.相反向量:长度相等,方向相反的向量。
AB BA =-。
8.三角形法则:AB BC AC +=;AB BC CD DE AE +++=;AB AC CB -=(指向被减数)9.平行四边形法则:以,a b 为临边的平行四边形的两条对角线分别为a b +,a b -。
10.共线定理://a b a b λ=?。
当0λ>时,a b 与同向;当0λ<时,a b 与反向。
11.基底:任意不共线的两个向量称为一组基底。
12.向量的模:若(,)a x y =,则2||a x y =+,22||a a =,2||()a ba b +=+13.数量积与夹角公式:||||cos a b a b θ?=?; cos ||||a b a b θ?=? 14.平行与垂直:1221//a b a b x y x y λ?=?=;121200a b a b x x y y ⊥??=?+=题型1.基本概念判断正误:(1)共线向量就是在同一条直线上的向量。
(2)若两个向量不相等,则它们的终点不可能是同一点。
(3)与已知向量共线的单位向量是唯一的。
(4)四边形ABCD 是平行四边形的条件是AB CD =。
(5)若AB CD =,则A 、B 、C 、D 四点构成平行四边形。
(6)因为向量就是有向线段,所以数轴是向量。
(7)若a 与b 共线, b 与c 共线,则a 与c 共线。
高中数学向量解题技巧必看
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高中数学向量解题技巧必看各个科目都有自己的学习方法,但其实都是万变不离其中的,基本离不开背、记,运用,数学作为最烧脑的科目之一,也是一样的。
下面是小编给大家整理的一些高中数学向量解题技巧的学习资料,希望对大家有所帮助。
高二数学向量重点学习方法高二数学向量重点-向量公式:1.单位向量:单位向量a0=向量a/|向量a|2.P(x,y)那么向量OP=x向量i+y向量j|向量OP|=根号(x平方+y平方)3.P1(x1,y1)P2(x2,y2)那么向量P1P2={x2-x1,y2-y1}|向量P1P2|=根号[(x2-x1)平方+(y2-y1)平方]4.向量a={x1,x2}向量b={x2,y2}向量a.向量b=|向量a|.|向量b|.Cosα=x1x2+y1y2Cosα=向量a.向量b/|向量a|.|向量b|(x1x2+y1y2)=————————————————————根号(x1平方+y1平方).根号(x2平方+y2平方)5.空间向量:同上推论(提示:向量a={x,y,z})6.充要条件:如果向量a⊥向量b那么向量a.向量b=0如果向量a//向量b那么向量a.向量b=±|向量a|.|向量b|或者x1/x2=y1/y27.|向量a±向量b|平方=|向量a|平方+|向量b|平方±2向量a.向量b=(向量a±向量b)平方高二数学向量重点-三角函数公式:1.万能公式令tan(a/2)=tsina=2t/(1+t^2)cosa=(1-t^2)/(1+t^2)tana=2t/(1-t^2)2.辅助角公式asint+bcost=(a^2+b^2)^(1/2)sin(t+r)cosr=a/[(a^2+b^2)^(1/2)]sinr=b/[(a^2+b^2)^(1/2)]tanr=b/a3.三倍角公式sin(3a)=3sina-4(sina)^3cos(3a)=4(cosa)^3-3cosatan(3a)=[3tana-(tana)^3]/[1-3(tana^2)]4.积化和差sina.cosb=[sin(a+b)+sin(a-b)]/2cosa.sinb=[sin(a+b)-sin(a-b)]/2cosa.cosb=[cos(a+b)+cos(a-b)]/2sina.sinb=-[cos(a+b)-cos(a-b)]/25.积化和差sina+sinb=2sin[(a+b)/2]cos[(a-b)/2]sina-sinb=2sin[(a-b)/2]cos[(a+b)/2]cosa+cosb=2cos[(a+b)/2]cos[(a-b)/2]cosa-cosb=-2sin[(a+b)/2]sin[(a-b)/2]高考数学平面向量易错点分析1.数0有区别,0的模为数0,它不是没有方向,而是方向不定。
(推荐)高中数学平面向量公式
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1、向量的的数量积定义:已知两个非零向量a,b。
作OA=a,OB=b,则角AOB称作向量a和向量b 的夹角,记作〈a,b〉并规定0≤〈a,b〉≤π定义:两个向量的数量积(内积、点积)是一个数量,记作a•b。
若a、b不共线,则a•b=|a|•|b|•cos〈a,b〉;若a、b共线,则a•b=+-∣a∣∣b∣。
向量的数量积的坐标表示:a•b=x•x'+y•y'。
向量的数量积的运算律a•b=b•a(交换律);(λa)•b=λ(a•b)(关于数乘法的结合律);(a+b)•c=a•c+b•c(分配律);向量的数量积的性质a•a=|a|的平方。
a⊥b 〈=〉a•b=0。
|a•b|≤|a|•|b|。
向量的数量积与实数运算的主要不同点1、向量的数量积不满足结合律,即:(a•b)•c≠a•(b•c);例如:(a•b)^2≠a^2•b^2。
2、向量的数量积不满足消去律,即:由a•b=a•c (a≠0),推不出 b=c。
3、|a•b|≠|a|•|b|4、由 |a|=|b| ,推不出 a=b或a=-b。
2、向量的向量积定义:两个向量a和b的向量积(外积、叉积)是一个向量,记作a×b。
若a、b不共线,则a×b的模是:∣a×b∣=|a|•|b|•sin〈a,b〉;a×b的方向是:垂直于a和b,且a、b和a×b按这个次序构成右手系。
若a、b共线,则a×b=0。
向量的向量积性质:∣a×b∣是以a和b为边的平行四边形面积。
a×a=0。
a‖b〈=〉a×b=0。
向量的向量积运算律a×b=-b×a;(λa)×b=λ(a×b)=a×(λb);(a+b)×c=a×c+b×c.注:向量没有除法,“向量AB/向量CD”是没有意义的。
3、向量的三角形不等式1、∣∣a∣-∣b∣∣≤∣a+b∣≤∣a∣+∣b∣;①当且仅当a、b反向时,左边取等号;②当且仅当a、b同向时,右边取等号。
高中数字必修二(平面向量)知识点及定理公式
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高中数学必修二(平面向量)知识点及定理公式一、向量的概念:既有大小,又有方向的量。
二、特殊向量1.长度为0的向量叫做零向量,记作0.2.长度等于1个单位长度的向量,叫做单位向量。
三、向量间的关系1.平行向量:方向相同或相反的非零向量叫做平行向量,也叫共线向量,记作a//b 。
2.相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量,记作a=b 。
四、向量的加法五、|a|,|b|与|a+b|的关系一般地,||||||b a b a +≤+,当且仅当a,b 方向相同时等号成立。
六、向量加法的运算律1.交换律:a+b=b+a2.结合律:(a+b)+c=a+(b+c)七、向量的减法)()(b a b a aa -+=-=--八、向量的数乘1.||||||a a λλ=:当λ>0时,λa 的方向与a 的方向相同。
当λ<0时,与a 的方向相反。
2.运算律:ba b a a a a aa λλλμλμλλμμλ+=++=+=)()3())(2()()()1(向量a b b a a λ=≠共线的充要条件:与)0(。
B C A a+b a b A B CDa b a+bOb a a-b九、向量的数量积θcos ||||b a b a =•当0=θ时,a 与b 同向,||||b a b a =•当πθ=时,a 与b 反向,||||b a b a -=• 当2πθ=时,a 与b 垂直,0=•b a 特别的:a a a a a a •==•||||2或,||||||b a b a ≤•数量积的运算律:cb ac b a b a b a ab b a •+•=•+•=••=•c ))(3()())(2()1(λλ十、平面向量坐标基本定理如果e1,e2是同一平面内的两个不共线的向量,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。
2211e e a λλ+=十一、向量的坐标表示向量a 坐标:),(y x a =一个向量的坐标等于表示此向量的有向线段的终点坐标减去起点坐标。
高中数学公式大全平面向量的叉积与向量共线性的计算公式
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高中数学公式大全平面向量的叉积与向量共线性的计算公式高中数学公式大全:平面向量的叉积与向量共线性的计算公式一、叉积的定义在平面解析几何中,我们常常会遇到两个向量的叉积运算。
叉积运算通常用符号"×"表示,它的结果是一个向量。
对于平面上的两个向量a和b,它们的叉积结果为向量c。
二、叉积的计算公式设有两个向量a=(x₁, y₁)和b=(x₂, y₂),它们的叉积结果为向量c=(x₃, y₃)。
1. 叉积的计算公式一:x₃ = x₁ * y₂ - x₂ * y₁y₃ = y₁ * x₂ - y₂ * x₁2. 叉积的计算公式二:c = | a * b | * n其中,| a * b |表示向量a与向量b的数量积,n是一个垂直于平面的单位向量。
三、向量共线性的计算公式当两个向量平行或反平行时,可以说它们是共线的。
我们常常需要判断两个向量的共线性。
1. 共线性的判定公式一:向量a和向量b共线的充分必要条件是它们的叉积等于零。
即,a × b = 02. 共线性的判定公式二:向量a和向量b共线的充分必要条件是它们的方向向量成比例。
即,a = k * b 或 b = k * a,其中k是一个实数。
四、案例分析现在我们来看一个具体的案例,对以上公式进行应用。
案例一:设有向量a=(1, 2)和向量b=(3, 4),求它们的叉积c和判断它们的共线性。
1. 叉积的计算:x₃ = 1 * 4 - 3 * 2 = -2y₃ = 2 * 3 - 4 * 1 = 2所以向量c=(-2, 2)。
2. 共线性的判断:a ×b = 1 * 4 - 2 * 3 = -2 ≠ 0说明向量a和向量b不共线。
案例二:设有向量a=(2, -1)和向量b=(4, -2),求它们的叉积c和判断它们的共线性。
1. 叉积的计算:x₃ = 2 * (-2) - 4 * (-1) = 0y₃ = (-1) * 4 - (-2) * 2 = 0所以向量c=(0, 0)。
高中数学向量公式
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高中数学向量公式向量加法满足平行四边形法则和三角形法则。
向量加法的算术法则:交换律:A+B = b+ A;结合律:(a+b)+c=a+(b+c)。
如果A和B是互为相反的向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0,0的逆是0,OA-OB=BA。
即“共同起点,方向降低”a=(x1,y1),b=(x2,y2),那么A-B =(在数学中,向量(又称欧几里得向量、几何向量、矢量)是指具有大小和方向的量。
可以形象地表示为带箭头的线段。
箭头指:代表矢量的方向;线段长度:代表向量的大小。
向量加法满足平行四边形法则和三角形法则。
向量加法的算术法则:交换律:A+B = b+ A;结合律:(a+b)+c=a+(b+c)。
如果A和B是互为相反的向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0,0的逆是0,OA-OB=BA。
即“共同起点,方向降低”a=(x1,y1),b=(x2,y2),那么A-B =(与数字向量相乘满足以下运算法则合取律:(λA) B = λ(A B) = (A λB)。
对于向量数的分布律(第一分布律):(λ+μ) a = λa+μa .对于数向量的分布律(第二分布律):λ(a+b) = λa+λb .数乘向量消去法:①若实数λ≠0且λa=λb,则a = b. ②若a≠0且λa=μa,则λ= μ。
向量乘积的算术法则A b = b a(交换法)(λA) B = λ(A B)(关于数乘的结合律)(A+B) C = A C+B C(分配定律)向量的量积的性质a a = | a |的平方。
a⊥b〈=〉a b=0 .|a b|≤|a| |b| .(公式证明如下:| A B | = | A ||| B || Cosα|因为0≤|cosα|≤1,| A B |≤| A ||| B |) 向量的叉积算术定律a×b=-b×a(λa)×b=λ(a×b)=a×(λb)a×(b+c)=a×b+a×c。
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1、向量的的数量积
定义:已知两个非零向量a,b。
作OA=a,OB=b,则角AOB称作向量a和向量b的夹角,记作〈a,b〉并规定0≤〈a,b〉≤π
定义:两个向量的数量积(内积、点积)是一个数量,记作a•b。
若a、b不共线,则a•b=|a|•|b|•cos〈a,b〉;若a、b共线,则a•b=+-∣a∣∣b∣。
向量的数量积的坐标表示:a•b=x•x'+y•y'。
向量的数量积的运算律
a•b=b•a(交换律);
(λa)•b=λ(a•b)(关于数乘法的结合律);
(a+b)•c=a•c+b•c(分配律);
向量的数量积的性质
a•a=|a|的平方。
a⊥b 〈=〉a•b=0。
|a•b|≤|a|•|b|。
向量的数量积与实数运算的主要不同点
1、向量的数量积不满足结合律,即:(a•b)•c≠a•(b•c);例如:(a•b)^2≠a^2•b^2。
2、向量的数量积不满足消去律,即:由a•b=a•c (a≠0),推不出b=c。
3、|a•b|≠|a|•|b|
4、由|a|=|b| ,推不出a=b或a=-b。
2、向量的向量积
定义:两个向量a和b的向量积(外积、叉积)是一个向量,记作a×b。
若a、b不共线,则a×b的模是:∣a×b∣=|a|•|b|•sin〈a,b〉;a×b的方向是:垂直于a和b,且a、b和a×b按这个次序构成右手系。
若a、b共线,则a×b=0。
向量的向量积性质:
∣a×b∣是以a和b为边的平行四边形面积。
a×a=0。
a‖b〈=〉a×b=0。
向量的向量积运算律
a×b=-b×a;
(λa)×b=λ(a×b)=a×(λb);
(a+b)×c=a×c+b×c.
注:向量没有除法,“向量AB/向量CD”是没有意义的。
3、向量的三角形不等式
1、∣∣a∣-∣b∣∣≤∣a+b∣≤∣a∣+∣b∣;
①当且仅当a、b反向时,左边取等号;
②当且仅当a、b同向时,右边取等号。
2、∣∣a∣-∣b∣∣≤∣a-b∣≤∣a∣+∣b∣。
①当且仅当a、b同向时,左边取等号;
②当且仅当a、b反向时,右边取等号。
4、定比分点
定比分点公式(向量P1P=λ•向量PP2)
设P1、P2是直线上的两点,P是l上不同于P1、P2的任意一点。
则存在一个实数λ,使向量P1P=λ•向量PP2,λ叫做点P分有向线段P1P2所成的比。
若P1(x1,y1),P2(x2,y2),P(x,y),则有
OP=(OP1+λOP2)(1+λ);(定比分点向量公式)
x=(x1+λx2)/(1+λ),
y=(y1+λy2)/(1+λ)。
(定比分点坐标公式)
我们把上面的式子叫做有向线段P1P2的定比分点公式
5、三点共线定理
若OC=λOA +μOB ,且λ+μ=1 ,则A、B、C三点共线
三角形重心判断式
在△ABC中,若GA +GB +GC=O,则G为△ABC的重心
向量共线的重要条件
若b≠0,则a//b的重要条件是存在唯一实数λ,使a=λb。
a//b的重要条件是xy'-x'y=0。
零向量0平行于任何向量。
向量垂直的充要条件
a⊥b的充要条件是a•b=0。
a⊥b的充要条件是xx'+yy'=0。
零向量0垂直于任何向量.。