必修4 平面向量(讲义和练习)

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《必修4》 第二章 平面向量

一、知识纲要

1、向量的相关概念:

(1) 向量: 既有大小又有方向的量叫做向量,记为AB 或a

。 向量又称矢量。

①向量和标量的区别:向量既有大小又有方向;标量只有大小,没有方向。普通的数量都是标量,力是一种常见的向量。②向量常用有向线段来表示,但也不能说向量就是有向线段,因为向量是自由的,可以平移;有向线段有固定的起点和终点,不能随意移动。 (2)向量的模:向量的大小又叫向量的模,它指的是:表示向量的有向线段的长度。

记作:|AB |或|a

|。

向量本身不能比较大小,但向量的模可以比较大小。

(3)零 向 量: 长度为0的向量叫零向量,记为0 ,零向量的方向是任意的。

①|a

|=0; ②0 与0的区别:写法的区别,意义的区别。

(4)单位向量:模长为1个单位长度的非零向量叫单位向量。

若向量a 是单位向量,则|a

|= 1 。

2、 向量的表示:

(1) 几何表示法:用带箭头的有向线段表示,如AB ,注意:方向是“起点指向终点”。

(2) 符号表示法:用一个小写的英文字母来表示,如a ,b →

等;

(3) 坐标表示法:在平面内建立直角坐标系,以与x 轴、y 轴正方向相同的两个单位向量

i 、j 为基底向量,则平面内的任一向量a 可表示为(),a xi y j x y =+=,称(),x y 为向量a 的

坐标,a =(),x y 叫做向量a 的坐标表示。此时|a

|。

若已知1122(,)(,)A x y B x y 和,则()2121=--AB x x y y ,, 即终点坐标减去起点坐标。 特别的,如果向量的起点在原点,那么向量的坐标数值与向量的终点坐标数值相同。

3、 向量之间的关系:

(1)平行(共线):对于两个非零向量,若它们的方向相同或相反的,那么就称这种关系

为平行,记作a ∥b

。换言之,方向相同或相反的两个非零向量叫平行向量(共线向量)。

相互平行的两个向量之间的夹角为0度或180度,记为

> = 00或1800 。

由于向量可以进行任意的平移(所以向量又叫自由向量),所以平行向量总可以平移到同一直线上,故平行向量也称为共线向量。

注意① 数学中研究的向量是自由向量,只有大小、方向两个要素,起点可以任意选取,现在必须区分清楚共线向量中的“共线”与几何中的“共线”的含义,要理解好平行向量中的“平行”与几何中的“平行”是不一样的。② 规定0平行于任何向量,故在有关向量平行(共线)的问题中务必看清楚是否有“非零向量”这个条件。 ③平行向量无传递性(因为有0).

(2) 不平行:对于两个非零向量a 和b

,如果平移后它们的夹角不是0度或180度,则称这两个向量不平行。

此时,它们夹角的范围是

> ∈(0,π)。

特别的,当 =2

π(即900)时,称为两个向量垂直,记为⊥a b 。

4、 由向量之间的关系引出的术语:

(1) 同向向量:如果两个向量方向相同(即:共线并且夹角为0度),那么就称这两个

向量是同向向量。

> = 0

(2) 反向向量:如果两个向量方向相反(即:共线并且夹角为180度),那么就称这两

个向量是反向向量。

> =π

注意:同向向量和反向向量都是共线向量。并且只考虑方向,不研究模长的大小关系。

(3) 相等向量: 长度相等且方向相同的两个向量叫相等向量,记为b a =。

注意:① 相等向量经过平移后总可以重合,是同向向量的升级版。

② 相等向量的坐标体现为:

),(),(2211y x y x =⎩⎨⎧==⇔2

12

1y y x x

③ 若b a =,且c =b ,则c a

=。即向量相等具有传递性。

(4) 相反向量:长度相等且方向相反的两个向量叫相反向量,

a 的相反向量记为-a ,

AB 的相反向量记为:-AB 或BA ,零向量的相反向量仍是零向量。

注意:① 相反向量是反向向量的升级版,要求方向相反,且大小相等,即|a |=|b |。

② 若b a 与为相反向量,则0

=+b a 。

③ 相反向量的坐标体现为:

),(-),(2211y x y x =⎩⎨⎧==⇔2

12

1--y y x x

④ 双重取反必还原:)(a --=a

5、向量的线性运算:

(1)向量加法:求两个向量和的运算叫做向量的加法。

注意 加法性质:

① a a a

=+=+00,任何向量与零向量的和都是任何向量;

② a +(a -)=(a -)+a =0

,一对相反向量的和一定为零向量; ③ 向量加法满足交换律:a +b =b +a

④ 向量加法满足结合律:(a

+b )+c =a +(b +c );

(2)向量减法:求两个向量差的运算叫做向量的加法。

记作:)(b a b a -+=-,即求两个向量a 与b 的差,等于向量a

加上b 的相反向量。

注意 ① a +(a -)=(a -)+a =0 ;

② 若a 、b

是互为相反向量,则a =b -,b =a -,a +b =0 .

小结 加减法的运算法则:(作图)

“三角形法则” “平行四边形法则”

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