5:平面向量
平面向量的概念
平面向量的概念平面向量是数学中的一个重要概念,是指由两个矢量组成的有向线段。
平面向量通常用加粗的小写字母来表示,例如a、b等。
平面向量具有长度和方向两个基本属性,同时也具有加法、减法、数乘等运算,可用于求解各种几何和物理问题。
平面向量的表示方法有两种,一种是初末点法。
即用平面上两个点A(x1,y1)和B(x2,y2)来表示平面向量AB。
向量AB的表示方法为AB=(x2-x1,y2-y1)。
另一种是分量表示法,即将平面向量投影到坐标轴上,用坐标表示向量的长度和方向。
例如,向量AB在x 轴上的投影为x轴方向上的分量a,y轴方向上的投影为y轴方向上的分量b,则向量AB 可以表示为AB=a+b。
平面向量的长度可以用勾股定理求解,即向量AB的长度为√[(x2-x1)²+(y2-y1)²]。
方向可以用夹角cos求解,即两个向量的夹角cosθ=AB·CD/|AB|·|CD|,其中·表示点乘,|AB|和|CD|分别表示向量AB和CD的长度。
平面向量具有加法和减法运算,其运算方法为:对应坐标相加或相减。
例如向量AB 和向量CD的和为向量AC,其坐标为AC=(x2-x1+x4-x3,y2-y1+y4-y3)。
减法也是同样的方法。
数乘则是将向量的长度与方向进行分解,再将其乘以一个实数k,具体计算方法为:向量kAB=k(x2-x1,y2-y1)=(kx2-kx1,ky2-ky1)。
平面向量的重要应用之一是向量叉乘,即将两个向量进行叉乘,得到的结果是一个新的向量,并且该向量垂直于原来的向量。
例如向量AB和向量CD的叉乘为向量n,其坐标为n=AB×CD=[(y2-y1)(z4-z3)-(z2-z1)(y4-y3),(z2-z1)(x4-x3)-(x2-x1)(z4-z3),(x2-x1)(y4-y3)-(y2-y1)(x4-x3)]。
向量叉乘在计算平面和空间中的向量积、平面的法线、对称线等问题中都有着广泛的应用。
届数学一轮复习第五章平面向量第1节平面向量的概念及线性运算教学案含解析
第1节平面向量的概念及线性运算考试要求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。
知识梳理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长度(或模).(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.平行向量又叫共线向量。
规定:0与任一向量平行。
(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。
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)减法减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量a-b=a+(-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,λaλ(μa)=λμa;(λ+μ)a=λa+μa;λ(a+b)=λa+λb=03.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。
[常用结论与微点提醒]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起点指向最后一个向量终点的向量,即错误!+错误!+错误!+…+错误!=错误!,特别地,一个封闭图形,首尾连接而成的向量和为零向量.2。
中点公式的向量形式:若P为线段AB的中点,O为平面内任一点,则错误!=错误!(错误!+错误!).3。
错误!=λ错误!+μ错误!(λ,μ为实数),若点A,B,C共线,则λ+μ=1.4.解决向量的概念问题要注意两点:一是不仅要考虑向量的大小,更重要的是考虑向量的方向;二是要特别注意零向量的特殊性,考虑零向量是否也满足条件.诊断自测1。
高考数学大一轮复习 第五章 平面向量、复数 5.1 平面向量的概念及线性运算教案(含解析)
第五章平面向量、复数考试内容等级要求平面向量的概念 B平面向量的加法、减法及数乘运算 B平面向量的坐标表示 B平面向量的数量积 C平面向量的平行与垂直 B平面向量的应用 A复数的概念 B复数的四则运算 B复数的几何意义 A§5.1平面向量的概念及线性运算考情考向分析主要考查平面向量的线性运算(加法、减法、数乘向量)及其几何意义、共线向量定理,常与三角函数、解析几何交汇考查,有时也会有新定义问题;题型以填空题为主,属于中低档题目.偶尔会在解答题中作为工具出现.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长度(或称模).(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个单位长度的向量.(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与任一向量平行或共线.(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.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交换律:a+b=b+a;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a-b=a+(-b)数乘求实数λ与向量a的积的运算|λa|=|λ||a|,当λ>0时,λa与a的方向相同;当λ<0时,λa与a的方向相反;当λ=0时,λa=0λ(μa)=(λμ)a;(λ+μ)a=λa+μa;λ(a+b)=λa+λb口诀:(加法三角形)首尾连,连首尾;(加法平行四边形)起点相同连对角;(减法三角形)共起点,连终点,指向被减.3.向量共线定理向量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.概念方法微思考1.若b与a共线,则存在实数λ使得b=λa,对吗?提示不对,因为当a=0,b≠0时,不存在λ满足b=λa.2.如何理解数乘向量?提示λa的大小为|λa|=|λ||a|,方向要分类讨论:当λ>0时,λa与a同方向;当λ<0时,λa与a反方向;当λ=0或a为零向量时,λa为零向量,方向不确定.3.如何理解共线向量定理?提示如果a=λb,则a∥b;反之,如果a∥b,且b≠0,则一定存在唯一一个实数λ,使得a=λb.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小.( √)(2)|a |与|b |是否相等与a ,b 的方向无关.( √ ) (3)若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c .( × )(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)当两个非零向量a ,b 共线时,一定有b =λa ,反之成立.( √ ) (6)若两个向量共线,则其方向必定相同或相反.( × ) 题组二 教材改编2.[P72T8]已知▱ABCD 的对角线AC 和BD 相交于点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 .3.[P73T13]在平行四边形ABCD 中,若|AB →+AD →|=|AB →-AD →|,则四边形ABCD 的形状为________. 答案 矩形解析 如图,因为AB →+AD →=AC →, AB →-AD →=DB →, 所以|AC →|=|DB →|.由对角线长相等的平行四边形是矩形可知,平行四边形ABCD 是矩形. 题组三 易错自纠4.对于非零向量a ,b ,“a +b =0”是“a ∥b ”的________条件.(填“充分不必要”“必要不充分”“充要”“既不充分又不必要”) 答案 充分不必要解析 若a +b =0,则a =-b ,所以a ∥b .若a ∥b ,则a +b =0不一定成立,故前者是后者的充分不必要条件.5.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 ,则⎩⎪⎨⎪⎧λ=μ,1=2μ,解得λ=μ=12.6.设D ,E 分别是△ABC 的边AB ,BC 上的点,AD =12AB ,BE =23BC .若DE →=λ1AB →+λ2AC →(λ1,λ2为实数),则λ1+λ2的值为________.答案 12解析 ∵DE →=DB →+BE →=12AB →+23BC →=12AB →+23(BA →+AC →)=-16AB →+23AC →, ∴λ1=-16,λ2=23,即λ1+λ2=12.题型一 平面向量的概念1.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 与b 共线,b 与c 共线,则a 与c 也共线;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 ;⑤已知λ,μ为实数,若λa =μb ,则a 与b 共线. 其中真命题的序号是________. 答案 ③解析 ①错误,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错误,若b =0,则a 与c 不一定共线;③正确,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错误,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;⑤错误,当λ=μ=0时,a 与b 可以为任意向量,满足λa =μb ,但a 与b 不一定共线. 2.给出下列四个命题:①若a ∥b ,则a =b ;②若|a |=|b |,则a =b ;③若|a |=|b |,则a ∥b ;④若a =b ,则|a |=|b |.其中正确命题的个数是________. 答案 1解析 只有④正确.思维升华向量有关概念的关键点 (1)向量定义的关键是方向和长度.(2)非零共线向量的关键是方向相同或相反,长度没有限制. (3)相等向量的关键是方向相同且长度相等. (4)单位向量的关键是长度都是一个单位长度.(5)零向量的关键是长度是0,规定零向量与任何向量共线. 题型二 平面向量的线性运算 命题点1 向量的线性运算例1(1)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 →=________.(用向量a ,b 表示) 答案 -13a +23b解析 BF →=23BE →=23(BC →+CE →)=23⎝ ⎛⎭⎪⎫b -12a =-13a +23b . (2)(2018·全国Ⅰ改编)在△ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,则用向量AB →,AC →表示EB →为________. 答案 EB →=34AB →-14AC →解析 作出示意图如图所示. EB →=ED →+DB →=12AD →+12CB →=12×12(AB →+AC →)+12(AB →-AC →) =34AB →-14AC →. 命题点2 根据向量线性运算求参数例2(1)如图,在平行四边形ABCD 中,AC ,BD 相交于点O ,E 为线段AO 的中点.若BE →=λBA→+μBD →(λ,μ∈R ),则λ+μ=________. 答案 34解析 ∵E 为线段AO 的中点, ∴BE →=12BA →+12BO →=12BA →+12⎝ ⎛⎭⎪⎫12BD →=12BA →+14BD →=λBA →+μBD →, ∴λ+μ=12+14=34.(2)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________.答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12 解析 由题意可求得AD =1,CD =3, ∴AB →=2DC →.∵点E 在线段CD 上,∴DE →=λDC →(0≤λ≤1). ∵AE →=AD →+DE →=AD →+λDC →, 又AE →=AD →+μAB →=AD →+2μDC →, ∴2μ=λ,即μ=λ2.∵0≤λ≤1,∴0≤μ≤12.思维升华平面向量线性运算问题的常见类型及解题策略(1)向量加法和减法的几何意义.向量加法和减法均适合三角形法则.(2)求已知向量的和.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.(3)求参数问题可以通过研究向量间的关系,通过向量的运算将向量表示出来,进行比较,求参数的值.跟踪训练1(1)在△ABC 中,点D ,E 分别在边BC ,AC 上,且BD →=2DC →,CE →=3EA →,若AB →=a ,AC →=b ,则DE →=________.(用向量a ,b 表示)答案 -13a -512b解析 DE →=DC →+CE →=13BC →+34CA → =13(AC →-AB →)-34AC → =-13AB →-512AC →=-13a -512b .(2)在平行四边形ABCD 中,E ,F 分别为边BC ,CD 的中点,若AB →=xAE →+yAF →(x ,y ∈R ),则x -y =________. 答案 2解析 由题意得AE →=AB →+BE →=AB →+12AD →,AF →=AD →+DF →=AD →+12AB →,因为AB →=xAE →+yAF →,所以AB →=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +y 2AB →+⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+y AD →,所以⎩⎪⎨⎪⎧x +y2=1,x2+y =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =43,y =-23,所以x -y =2.题型三 共线定理的应用例3(1)已知D 为△ABC 的边AB 的中点.点M 在DC 上且满足5AM →=AB →+3AC →,则△ABM 与△ABC 的面积比为________. 答案 3∶5解析 由5AM →=AB →+3AC →, 得2AM →=2AD →+3AC →-3AM →, 即2(AM →-AD →)=3(AC →-AM →),即2DM →=3MC →,故DM →=35DC →,故△ABM 与△ABC 同底且高的比为3∶5, 故S △ABM ∶S △ABC =3∶5.(2)(2018·盐城模拟)如图,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 ,n ∈R ,则1n +1m的值为________.答案 3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 →=⎝ ⎛⎭⎪⎫13-m a +13b .由P ,G ,Q 三点共线,得存在实数λ使得PQ →=λPG →,即n b -m a =λ⎝ ⎛⎭⎪⎫13-m a +13λb ,从而⎩⎪⎨⎪⎧-m =λ⎝ ⎛⎭⎪⎫13-m ,n =13λ,消去λ,得1n +1m=3.思维升华 (1)证明三点共线问题,可用向量共线来解决,但应注意向量共线与三点共线的区别与联系,当两向量共线且有公共点时,才能得出三点共线.(2)向量a ,b 共线是指存在不全为零的实数λ1,λ2,使λ1a +λ2b =0成立;若λ1a +λ2b =0,当且仅当λ1=λ2=0时成立,则向量a ,b 不共线.跟踪训练2如图,△ABC 中,在AC 上取一点N ,使AN =13AC ;在AB 上取一点M ,使AM =13AB ;在BN 的延长线上取点P ,使得NP =12BN ;在CM 的延长线上取点Q ,使得MQ →=λCM →时,AP →=QA →,试确定λ的值.解 ∵AP →=NP →-NA →=12(BN →-CN →)=12(BN →+NC →)=12BC →,QA →=MA →-MQ →=12BM →+λMC →,又AP →=QA →,∴12BM →+λMC →=12BC →,即λMC →=12MC →, ∴λ=12.1.设a 0为单位向量,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.上述命题中,真命题的个数是________. 答案 0解析 向量是既有大小又有方向的量,a 与|a |a 0模相等,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.2.在四边形ABCD 中,若AC →=AB →+AD →,则四边形ABCD 的形状是________. 答案 平行四边形解析 依题意知AC 是以AB ,AD 为相邻两边的平行四边形的对角线,所以四边形ABCD 是平行四边形.3.在△ABC 中,AB →=c ,AC →=b ,若点D 满足BD →=2DC →,则AD →=________. 答案 23b +13c解析 如图,因为在△ABC 中, AB →=c ,AC →=b ,且点D 满足BD →=2DC →, 所以AD →=AB →+BD →=AB →+23BC →=AB →+23(AC →-AB →)=23AC →+13AB →=23b +13c . 4.(2018·江苏省镇江一中月考)已知e 1,e 2是一对不共线的非零向量,若a =e 1+λe 2,b =-2λe 1-e 2,且a ,b 共线,则λ=________. 答案 ±22解析 ∵a ,b 共线,∴b =γa =γe 1+γλe 2=-2λe 1-e 2,故⎩⎪⎨⎪⎧γ=-2λ,γλ=-1,解得λ=±22. 5.如图,已知AB 是圆O 的直径,点C ,D 是半圆弧的两个三等分点,AB →=a ,AC →=b ,则AD →=________.(用向量a ,b 表示) 答案 12a +b解析 连结OC ,OD ,CD ,由点C ,D 是半圆弧的三等分点,可得∠AOC =∠COD =∠BOD =60°,且△OAC 和△OCD 均为边长等于圆O 半径的等边三角形,所以四边形OACD 为菱形,所以AD →=AO →+AC →=12AB →+AC →=12a +b .6.在△ABC 中,点G 满足GA →+GB →+GC →=0.若存在点O ,使得OG →=16BC →,且OA →=mOB →+nOC →,则m -n =________.答案 -1解析 ∵GA →+GB →+GC →=0, ∴OA →-OG →+OB →-OG →+OC →-OG →=0,∴OG →=13()OA →+OB →+OC →=16BC →=16()OC →-OB →,可得OA →=-12OC →-32OB →,∴m =-32,n =-12,m -n =-1.7.如图,在△ABC 中,AN →=13AC →,P 是BN 上的一点,若AP →=mAB →+211AC →,则实数m 的值为________.答案511解析 注意到N ,P ,B 三点共线, 因此AP →=mAB →+211AC →=mAB →+611AN →,从而m +611=1,所以m =511.8.已知e 1,e 2为平面内两个不共线的向量,MN →=2e 1-3e 2,NP →=λe 1+6e 2,若M ,N ,P 三点共线,则λ=________.答案 -4解析 因为M ,N ,P 三点共线,所以存在实数k 使得MN →=kNP →,所以2e 1-3e 2=k (λe 1+6e 2),又e 1,e 2为平面内两个不共线的向量,可得⎩⎪⎨⎪⎧ 2=kλ,-3=6k ,解得λ=-4.9.若M 是△ABC 的边BC 上的一点,且CM →=3MB →,设AM →=λAB →+μAC →,则λ的值为________.答案 34解析 由题设知CM MB=3,过M 作MN ∥AC 交AB 于N , 则MN AC =BN BA =BM BC =14, 从而AN AB =34, 又AM →=λAB →+μAC →=AN →+NM →=34AB →+14AC →, 所以λ=34. 10.已知A ,B ,C 是直线l 上不同的三个点,点O 不在直线l 上,则使等式x 2OA →+xOB →+BC →=0成立的实数x 的取值集合为________.答案 {-1}解析 ∵BC →=OC →-OB →,∴x 2OA →+xOB →+OC →-OB →=0,即OC →=-x 2OA →-(x -1)OB →,∵A ,B ,C 三点共线,∴-x 2-(x -1)=1,即x 2+x =0,解得x =0或x =-1.当x =0时,x 2OA →+xOB →+BC →=0,此时B ,C 两点重合,不合题意,舍去,故x =-1.11.如图所示,设O 是△ABC 内部一点,且OA →+OC →=-2OB →,求△ABC 与△AOC 的面积之比.解 取AC 的中点D ,连结OD ,则OA →+OC →=2OD →,∴OB →=-OD →,∴O 是AC 边上的中线BD 的中点,∴S △ABC =2S △OAC ,∴△ABC 与△AOC 的面积之比为2∶1.12.如图所示,在△ABC 中,D ,F 分别是AB ,AC 的中点,BF 与CD 交于点O ,设AB →=a ,AC →=b ,试用a ,b 表示向量AO →.解 方法一 由D ,O ,C 三点共线,可设DO →=k 1DC →=k 1(AC →-AD →)=k 1⎝ ⎛⎭⎪⎫b -12a =-12k 1a +k 1b (k 1为实数), 同理,可设BO →=k 2BF →=k 2(AF →-AB →)=k 2⎝ ⎛⎭⎪⎫12b -a =-k 2a +12k 2b (k 2为实数),① 又BO →=BD →+DO →=-12a +⎝ ⎛⎭⎪⎫-12k 1a +k 1b =-12(1+k 1)a +k 1b ,② 所以由①②,得-k 2a +12k 2b =-12(1+k 1)a +k 1b , 即12(1+k 1-2k 2)a +⎝ ⎛⎭⎪⎫12k 2-k 1b =0. 又a ,b 不共线,所以⎩⎪⎨⎪⎧ 12(1+k 1-2k 2)=0,12k 2-k 1=0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ k 1=13,k 2=23.所以BO →=-23a +13b . 所以AO →=AB →+BO →=a +⎝ ⎛⎭⎪⎫-23a +13b =13(a +b ). 方法二 延长AO 交BC 于点E (O 为△ABC 重心),则E 为BC 中点,∴AO →=23AE →=23×12(AB →+AC →)=13(a +b ). 13.如图所示,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=________.答案 58解析 DE →=12DA →+12DO →=12DA →+14DB → =12DA →+14(DA →+AB →)=14AB →-34AD →, 所以λ=14,μ=-34,故λ2+μ2=58. 14.A ,B ,C 是圆O 上不同的三点,线段CO 与线段AB 交于点D (点O 与点D 不重合),若OC →=λOA →+μOB →(λ,μ∈R ),则λ+μ的取值范围是________.答案 (1,+∞)解析 设OC →=mOD →,则m >1,因为OC →=λOA →+μOB →,所以mOD →=λOA →+μOB →,即OD →=λm OA →+μmOB →, 又知A ,B ,D 三点共线,所以λm +μm=1,即λ+μ=m , 所以λ+μ>1.15.已知A ,B ,C 是平面上不共线的三点,O 是△ABC 的重心,动点P 满足OP →=13⎝ ⎛⎭⎪⎫2OA →+12OB →+12OC →,则△ABC 的面积和△PBC 的面积之比为________. 答案 3∶2解析 设BC 的中点为M ,则12OC →+12OB →=OM →,∴OP →=13(OM →+2OA →)=13OM →+23OA →, 即3OP →=OM →+2OA →,OP →-OM →=2OA →-2OP →,也就是MP →=2PA →,∴P ,M ,A 三点共线,且P 是AM 上靠近A 点的一个三等分点,∴S △ABC ∶S △PBC =3∶2.16.设W 是由一平面内的n (n ≥3)个向量组成的集合.若a ∈W ,且a 的模不小于W 中除a 外的所有向量和的模.则称a 是W 的极大向量.有下列命题:①若W 中每个向量的方向都相同,则W 中必存在一个极大向量;②给定平面内两个不共线向量a ,b ,在该平面内总存在唯一的平面向量c =-a -b ,使得W ={a ,b ,c }中的每个元素都是极大向量;③若W 1={a 1,a 2,a 3},W 2={b 1,b 2,b 3}中的每个元素都是极大向量,且W 1,W 2中无公共元素,则W 1∪W 2中的每一个元素也都是极大向量.其中真命题的序号是________.答案 ②③解析 ①若有几个方向相同,模相等的向量,则无极大向量,故不正确;②由题意得a ,b ,c 围成闭合三角形,则任意向量的模等于除它本身外所有向量和的模,故正确;③3个向量都是极大向量,等价于3个向量之和为0,故W 1={a 1,a 2,a 3},W 2={b 1,b 2,b 3}中的每个元素都是极大向量时,W 1∪W 2中的每一个元素也都是极大向量,故正确.。
(完整版)平面向量全部讲义
第一节平面向量的概念及其线性运算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.例1.若向量a与b不相等,则a与b一定()A.有不相等的模B.不共线C.不可能都是零向量D.不可能都是单位向量例2..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等价于四边形ABCD为平行四边形;③若a=b,b=c,则a=c;④a=b等价于|a|=|b|且a∥b;⑤若a∥b,b∥c,则a∥c.其中正确命题的序号是()A.②③B.①②C.③④D.④⑤CA2.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三角形法则平行四边形法则(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的差三角形法则a-b=a+(-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;λ(μa)=(λμ)a;(λ+μ)a=λa+μa;λ(a+b)=λa+λb例3:化简AC→-BD→+CD→-AB→得() A.AB→B.DA→C.BC→D.0例4:(1)如图,在正六边形ABCDEF中,BA+CD+EF=()A.0B.BE C.AD D.CF(2)设D,E分别是△ABC的边AB,BC上的点,AD=12AB,BE=23BC.若DE=λ1AB+λ2AC(λ1,λ2为实数),则λ1+λ2的值为________.巩固练习:1.将4(3a+2b)-2(b-2a)化简成最简式为______________.2.若|OA→+OB→|=|OA→-OB→|,则非零向量OA→,OB→的关系是() A.平行B.重合C.垂直D.不确定3.若菱形ABCD的边长为2,则|AB-CB+CD|=________4.D是△ABC的边AB上的中点,则向量CD等于()A.-BC+12BA B.-BC-12BA C.BC-12BA D.BC+12BA5.若A,B,C,D是平面内任意四点,给出下列式子:①AB+CD=BC+DA;②AC+BD=BC+AD;③AC-BD=DC+AB.其中正确的有()A.0个B.1个C.2个D.3个6.如图,在△ABC中,D,E为边AB的两个三等分点,CA→=3a,CB→=2b,求CD→,CE→.DD12巩固练习1。
2013年高考真题解析分类汇编(理科数学)含解析
2013高考试题解析分类汇编(理数)5:平面向量一、选择题1 .(2013年高考上海卷(理))在边长为1的正六边形ABCDEF中,记以A为起点,其余顶点为终点的向量分别为;以D为起点,其余顶点为终点的向量分别为.若分别为的最小值、最大值,其中,,则满足()A. B. C. D.D.【解答】作图知,只有,其余均有,故选D.2 .(2013年普通高等学校招生统一考试辽宁数学(理)试题(WORD版))已知点()A. B. C. D.A,所以,所以同方向的单位向量是,选A.3 .(2013年普通高等学校招生统一考试浙江数学(理)试题(纯WORD版))设是边上一定点,满足,且对于边上任一点,恒有.则()A. B. C. D.D以AB所在的直线为x轴,以AB的中垂线为y轴建立直角坐标系,设AB=4,C(a,b),P(x,0)则BP0=1,A(﹣2,0),B(2,0),P0(1,0)所以=(1,0),=(2﹣x,0),=(a﹣x,b),=(a﹣1,b)因为恒有所以(2﹣x)(a﹣x)≥a﹣1恒成立整理可得x2﹣(a+2)x+a+1≥0恒成立所以△=(a+2)2﹣4(a+1)≤0即△=a2≤0所以a=0,即C在AB的垂直平分线上所以AC=BC故△ABC为等腰三角形故选D4 .(2013年普通高等学校招生统一考试福建数学(理)试题(纯WORD版))在四边形ABCD中,,,则四边形的面积为()A. B. C.5 D.10C由题意,容易得到.设对角线交于O点,则四边形面积等于四个三角形面积之和即S= .容易算出,则算出S=5.故答案C5 .(2013年普通高等学校招生统一考试安徽数学(理)试题(纯WORD版))在平面直角坐标系中,是坐标原点,两定点满足则点集所表示的区域的面积是()A. B. C. D.D.在本题中,.建立直角坐标系,设A(2,0),所以选D6 .(2013年普通高等学校招生统一考试重庆数学(理)试题(含答案))在平面上,,,.若,则的取值范围是()A. B. C. D.D【命题立意】本题考查平面向量的应用以及平面向量的基本定理。
高考数学一轮复习第五章 平面向量与复数
第五章 平面向量与复数1.平面向量(1)平面向量的实际背景及基本概念 ①了解向量的实际背景.②理解平面向量的概念和两个向量相等的含义.③理解向量的几何表示. (2)向量的线性运算①掌握向量加法、减法的运算,理解其几何意义.②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.③了解向量线性运算的性质及其几何意义. (3)平面向量的基本定理及坐标表示 ①了解平面向量的基本定理及其意义. ②掌握平面向量的正交分解及其坐标表示. ③会用坐标表示平面向量的加法、减法与数乘运算.④理解用坐标表示的平面向量共线的条件. (4)平面向量的数量积①理解平面向量数量积的含义及其物理意义. ②了解平面向量的数量积与向量投影的关系. ③掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算.④能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量的垂直关系.(5)向量的应用①会用向量方法解决某些简单的平面几何问题.②会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题.2.数系的扩充和复数的引入 (1)理解复数的基本概念,理解复数相等的充要条件.(2)了解复数的代数表示法及其几何意义;能将代数形式的复数在复平面上用点或向量表示,并能将复平面上的点或向量所对应的复数用代数形式表示.(3)能进行复数代数形式的四则运算,了解两个具体复数相加、相减的几何意义.§5.1 平面向量的概念及线性运算1.向量的有关概念 (1)向量:既有____________又有____________的量叫做向量,向量的大小,也就是向量的____________(或称模).AB →的模记作____________.(2)零向量:____________的向量叫做零向量,其方向是________的.(3)单位向量:长度等于__________________的向量叫做单位向量.a||a 是一个与a 同向的____________.-a|a |是一个与a ________的单位向量.(4)平行向量:方向________或________的________向量叫做平行向量.平行向量又叫____________,任一组平行向量都可以移到同一直线上.规定:0与任一向量____________.(5)相等向量:长度____________且方向____________的向量叫做相等向量.(6)相反向量:长度____________且方向____________的向量叫做相反向量.(7)向量的表示方法:用________表示;用____________表示;用________表示.2.向量的加法和减法 (1)向量的加法①三角形法则:以第一个向量a 的终点A 为起点作第二个向量b ,则以第一个向量a 的起点O 为________以第二个向量b 的终点B 为________的向量OB →就是a 与b 的________(如图1).推广:A 1A 2→+A 2A 3→+…+A n -1A n =___________.图1 图2②平行四边形法则:以同一点A 为起点的两个已知向量a ,b 为邻边作▱ABCD ,则以A 为起点的__________就是a 与b 的和(如图2).在图2中,BC →=AD →=b ,因此平行四边形法则是三角形法则的另一种形式.③加法的运算性质:a +b =____________(交换律);(a +b )+c =____________(结合律); a +0=____________=a . (2)向量的减法已知向量a ,b ,在平面内任取一点O ,作OA →=a ,OB →=b ,则BA →=____________,即a -b 表示从向量b 的终点指向向量a (被减向量)的终点的向量(如图).3.向量的数乘及其几何意义(1)定义:实数λ与向量a 的积是一个向量,记作____________,它的长度与方向规定如下:①||λa =____________;②当λ>0时,λa 与a 的方向____________; 当λ<0时,λa 与a 的方向____________; 当λ=0时,λa =____________. (2)运算律:设λ,μ∈R ,则: ①λ(μa )=____________; ②(λ+μ)a =____________; ③λ(a +b )=____________. 4.两个向量共线定理向量a (a ≠0)与b 共线的充要条件是有且只有一个实数λ,使得____________.自查自纠:1.(1)大小 方向 长度 ||AB → (2)长度为0 任意(3)1个单位长度 单位向量 方向相反 (4)相同 相反 非零 共线向量 平行 (5)相等 相同 (6)相等 相反 (7)字母 有向线段 坐标2.(1)①起点 终点 和 A 1A n → ②对角线AC →③b +a a +(b +c ) 0+a (2)a -b 3.(1)λa ①|λ||a | ②相同 相反 0 (2)①μ(λa ) ②λa +μa ③λa +λb 4.b =λa如果a ,b 是两个单位向量,则a 与b 一定( )A.相等B.平行C.方向相同D.长度相等 解:|a |=|b |=1,故选D.如图,正六边形ABCDEF 中,BA →+CD →+EF →=()A.0B.BE →C.AD →D.CF →解:BA →+CD →+EF →=BA →+AF →-BC →=BF →-BC →=CF →,故选D.设a 、b 都是非零向量,下列四个条件中,使a |a |=b|b |成立的充分条件是( ) A.a =-b B.a ∥bC.a =2bD.a ∥b 且|a |=|b |解:由题意a |a |=b|b |表示与向量a 和向量b 同向的单位向量相等,故a 与b 同向共线.故选C.(2013·四川)在平行四边形ABCD 中,对角线AC 与BD 交于点O ,AB →+AD →=λAO →,则λ=__________.解:由向量加法的平行四边形法则得AB →+AD →=AC →=2AO →,∴λ=2.故填2.如图,已知∠B =30°,∠AOB =90°,点C在AB 上,OC ⊥AB ,用OA →和OB →来表示向量OC →,则OC →等于__________________.解:OC →=OA →+AC →=OA →+14AB →=OA →+14(OB →-OA →)=34OA →+14OB →.故填34OA →+14OB →.类型一 向量的基本概念下列五个命题:①温度有零上和零下之分,所以温度是向量; ②向量a ≠b ,则a 与b 的方向必不相同; ③|a |>|b |,则a >b ;④向量AB →与CD →是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点共线;⑤方向为北偏西50°的向量与方向为东偏南40°的向量一定是平行向量.其中正确的是( )A.①⑤B.④C.⑤D.②④解:温度虽有大小却无方向,故不是向量,①错;a ≠b ,a 与b 的方向可以相同,②错;向量的长度可以比较大小,但向量不能比较大小,③错;正方形ABCD 中AB →与CD →共线,但A ,B ,C ,D 四点不共线,④错;作图易得⑤正确.故选C.点拨:(1)与向量相关的概念比较多,为了不致混淆,应牢记各概念的内涵与外延,紧紧抓住各概念的本质;(2)概念是学习新理论的基础,概念又衍生出公式、定理、性质、新概念甚至新理论体系,因此应重视对概念的学习;(3)课本上给出的概念(定义)都是非常准确、简洁的,熟记这些概念(定义)并逐步熟练应用是学习新知识的好习惯.给出下列命题:①两个向量相等,则它们的起点相同,终点相同;②若||a =||b ,则a =b ;③若AB →=DC →,则ABCD 为平行四边形;④在▱ABCD 中,一定有AB →=DC →; ⑤若m =n ,n =p ,则m =p . 其中不正确...的个数是( ) A.2 B.3 C.4 D.5解:两个向量的起点相同,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,故①不正确;||a =||b ,由于a 与b 方向不确定,所以a ,b 不一定相等,故②不正确;AB →=DC →,可能有A ,B ,C ,D 在一条直线上的情况,所以③不正确,正确的是④⑤.故选B.类型二 向量的线性运算(1)如图所示,下列结论正确的是()①PQ →=32a +32b ;②PT →=-32a -32b ;③PS →=32a -12b ;④PR →=32a +b .A.①②B.③④C.①③D.②④解:由a +b =23PQ →,知PQ →=32a +32b ,①正确;由PT →=32a -32b ,从而②错误;PS →=PT →+b ,故PS →=32a -12b ,③正确;PR →=PT →+2b =32a +12b ,④错误.故正确的为①③,故选C.(2)(2014·福建)设M 为平行四边形ABCD 对角线的交点,O 为平行四边形ABCD 所在平面内任意一点,则OA →+OB →+OC →+OD →等于( )A.OM →B.2OM →C.3OM →D.4OM →解:易知OA →=OM →+12CA →,OB →=OM →+12DB →,OC →=OM →+12AC →,OD →=OM →+12BD →,而CA →=-AC →,DB →=-BD →,∴OA →+OB →+OC →+OD →=4OM →.故选D.点拨:向量的加法、减法及数乘统称为向量的线性运算,有了向量的线性运算,平面中的点、线段(直线)就可以利用向量表示,为用向量法解决几何问题(或用几何法解决向量问题)奠定了基础.对于用已知向量表示未知向量的问题,找准待求向量所在三角形然后利用条件进行等量代换是关键,这一过程需要从“数”与“形”两方面来把握.(1)(2013·北京模拟)如图,在△ABC中,BD =2D C.若AB →=a ,AC →=b ,则AD →=()A.23a +13bB.23a -13bC.13a +23bD.13a -23b 解:∵BD →=2DC →,∴BD →=23BC →,又∵AD →=AB →+BD →=a +23BC →=a +23(b -a )=13a +23b .故选C.(2)(2014·全国Ⅰ)设D ,E ,F 分别为△ABC 的三边BC ,CA ,AB 的中点,则EB →+FC →=( )A.AD →B.12AD →C.BC →D.12BC →解:EB →+FC →=12(AB →+CB →)+12(AC →+BC →)=12(AB →+AC →)=AD →.故选A .类型三 向量共线的充要条件及其应用 已知A ,B ,C 是平面内三个不相同的点,O 是平面内任意一点,求证:向量OA →,OB →,OC →的终点A ,B ,C 共线的充要条件是存在实数λ,μ,使得OC →=λOA →+μOB →,且λ+μ=1.证明:(1)先证必要性. 若OA →,OB →,OC →的终点A ,B ,C 共线,则AB →∥BC →,∴存在实数m 使得BC →=mAB →,即OC →-OB →=m (OB →-OA →),∴OC →=-mOA →+(1+m )OB →. 令λ=-m ,μ=1+m ,则λ+μ=-m +1+m=1,即存在实数λ,μ,使得OC →=λOA →+μOB →,且λ+μ=1.(2)再证充分性. 若OC →=λOA →+μOB →,且λ+μ=1, 则OC →=λOA →+(1-λ)OB →, ∴OC →-OB →=λ(OA →-OB →),即BC →=λBA →, ∴BC →∥BA →,又BC 与BA 有公共点B , ∴A ,B ,C 三点共线.综合(1)(2)可知,原命题成立.点拨:证明三点A ,B ,C 共线,借助向量,只需证明由这三点A ,B ,C 所组成的向量中有两个向量共线,即证明存在一个实数λ,使AB →=λBC →.但证明两条直线AB ∥CD ,除了证明存在一个实数λ,使AB →=λCD →外,还要说明两直线不重合.注意:本例的结论可作定理使用.(1)如图,在△ABC 中,AN →=13AC →,P是BN 上的一点,若AP →=mAB →+211AC →,则实数m 的值为( )A.911 B.511C.311 D.211解:注意到N ,P ,B 三点共线,因此我们有AP →=mAB →+211AC →=mAB →+611AN →,从而m +611=1⇒m =511.故选B.(2)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 ,DB.A ,B ,CC.B ,C ,DD.A ,C ,D解:BD →=BC →+CD →=(-5a +6b )+(7a -2b )=2a+4b =2(a +2b )=2AB →,∴A ,B ,D 三点共线.故选A.(3)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 的值为( )A.-1或3B. 3C.-1或4D.3或4解:∵向量m a -3b 与a +(2-m )b 共线,∴m a-3b =λ[]a +(2-m )b ⇒⎩⎪⎨⎪⎧m =λ,-3=λ(2-m ).解得m =-1或m =3.故选A.1.准确理解向量的概念,请特别注意以下几点: (1)a ∥b ,有a 与b 方向相同或相反两种情形; (2)向量的模与数的绝对值有所不同,如|a |=|b |⇒/ a =±b ;(3)零向量的方向是任意的,并不是没有,零向量与任意向量平行;(4)对于任意非零向量a ,a||a 是与a 同向的单位向量,这也是求单位向量的方法;(5)向量平行,其所在直线不一定平行,两向量还可能在一条直线上;(6)只要不改变向量a 的大小和方向,可以自由平移a ,平移后的向量与a 相等,所以线段共线与向量共线是有区别的,向量的共线与向量的平行是一致的.2.向量具有大小和方向两个要素,既能像实数一样进行某些运算,又有直观的几何意义,是数与形的完美结合.向量是一个几何量,因此,在研究向量的有关问题时,一定要结合图形进行分析、判断、求解,这是研究平面向量最重要的方法与技巧.3.平面向量的三种线性运算的结果仍为向量,在三种线性运算中,加法是最基本、最重要的运算,减法运算与数乘运算都以加法运算为基础,都可以归结为加法运算,在学习的时候要注意它们的联系与区别.4.对于两个向量共线定理(a (a ≠0)与b 共线⇔存在唯一实数λ使得b =λa )中条件“a ≠0”的理解:(1)当a =0时,a 与任一向量b 都是共线的; (2)当a =0且b ≠0时,b =λa 是不成立的,但a 与b 共线.因此,为了更具一般性,且使充分性和必要性都成立,我们要求a ≠0.换句话说,如果不加条件“a ≠0”,“a 与b 共线”是“存在唯一实数λ使得b =λa ”的必要不充分条件.1.下列命题中正确的是( ) A.若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥cB.若|a |=|b |,则a =b 或a =-bC.对于任意向量a ,b ,有|a +b |≥|a -b |D.对于任意向量a ,b ,有|a |+|b |≥|a +b | 解:对于选项A ,若b =0,结论不一定成立,A 错;对于选项B ,模相等方向不一定相同或相反,B 错;对于选项C ,若非零向量a 与b 方向相反,则|a +b |<|a -b |,C 错;D 正确.故选D.2.(2014·武汉调研)如图所示的方格纸中,有定点O ,P ,Q ,E ,F ,G ,H ,则OP →+OQ →=()A.OH →B.OG →C.FO →D.EO →解:如图,取点M ,由向量加法的平行四边形法则有OP →+OQ →=OM →=FO →,故选C.3.已知O ,A ,M ,B 为平面上四点,且OM →=λOB→+(1-λ)OA →,实数λ∈(1,2),则( )A.点M 在线段AB 上B.点B 在线段AM 上C.点A 在线段BM 上D.O ,A ,M ,B 四点一定共线解:由题意得OM →-OA →=λ(OB →-OA →),即AM →=λAB →.又λ∈(1,2),∴点B 在线段AM 上.故选B.4.如图,已知AB 是圆O 的直径,点C ,D 是半圆弧的两个三等分点,AB →=a, AC →=b ,则AD →=()A.a -12bB.12a -bC.a +12bD.12a +b解:连接OD ,CD ,显然∠BOD =∠CAO =60°,则AC ∥OD ,且AC =OD ,即四边形CAOD 为菱形,故AD →=AO →+AC →=12a +b ,故选D.5.(2013·湖北八校联考)设D ,E ,F 分别是△ABC 的三边BC ,CA ,AB 上的点,且DC →=2BD →,CE →=2EA →,AF →=2FB →,则AD →+BE →+CF →与BC →( )A.平行且方向相反B.平行且方向相同C.互相垂直D.既不平行也不垂直解:由题意得AD →=AE →+ED →=13AC →+23AB →,BE →=BD →+DE →=13BC →+23BA →,CF →=CD →+DF →=23CB →+13CA →,则AD →+BE →+CF →=-13BC →.故选A.6.△ABC 中,点D 在边AB 上,CD 平分∠ACB ,若CB →=a ,CA →=b ,|a |=1,|b |=2,则CD →=( )A.13a +23bB.23a +13bC.35a +45bD.45a +35b 解:∵CD 为∠ACB 的角平分线,∴BD AD =BC AC =12,∵AB →=CB →-CA →=a -b ,∴AD →=23AB →=23a -23b ,∴CD →=CA →+AD →=b +23a -23b =23a +13b ,故选B.7.如图,在△ABC 中,H 为BC 上异于B ,C 的任一点,M 为AH 的中点,若AM →=λAB →+μAC →,则λ+μ=______.解:由B ,H ,C 三点共线,可令AH →=xAB →+(1-x )AC →.又M 是AH 的中点,所以AM →=12AH →=12xAB →+12(1-x )AC →.又AM →=λAB →+μAC →,所以λ+μ=12x +12(1-x )=12.故填12.8.直角三角形ABC 中,斜边BC 长为2,O 是平面ABC 内一点,点P 满足OP →=OA →+12(AB →+AC →),则|AP→|=________.解:如图,取BC 边中点D ,连接AD ,则12(AB →+AC →)=AD →,OP →=OA →+12(AB →+AC →)⇒OP →=OA →+AD →⇒OP →-OA →=AD→⇒AP →=AD →,因此|AP →|=|AD →|=1,故填1.9.如图,在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,且AB =2CD ,M ,N 分别是DC 和AB 的中点,若AB →=a ,AD →=b ,试用a ,b 表示BC →和MN →.解:BC →=BA →+AD →+DC →=-a +b +12a =b -12a .MN →=MD →+DA →+AN →=-14a +(-b )+12a=14a -b .10.在△ABC 中,设D 为边BC 的中点,求证:3AB →+2BC →+CA →=2AD →.证明:∵D 为BC 的中点, ∴AB →+AC →=2AD →.左边=3AB →+2BC →+CA →=AB →+2(AB →+BC →)+CA →=AB →+2AC →+CA →=AB →+AC →=2AD →=右边,得证.11.已知线段AB 和AB 外一点O ,求证:(1)若M 是线段AB 的中点,则OM →=12(OA →+OB →);(2)若AP →=tAB →(t ∈R ),则OP →=(1-t )OA →+tOB →.证明:(1)如图甲,由三角形法则可得OA →+AM →=OM →,OB →+BM →=OM →,图甲∴OA →+OB →+AM →+BM →=2 OM →. ∵M 是AB 的中点, ∴BM →=-MB →=-AM →, ∴AM →+BM →=0.于是OA →+OB →=2OM →,故OM →=12(OA →+OB →).(2)如图乙,∵AP →=tAB →,图乙∴OP →=OA →+AP → =OA →+tAB → =OA →+t (OB →-OA →) =OA →+tOB →-tOA →=(1-t )OA →+tOB →.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.已知平面上的点C ,D 调和分割点A ,B ,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:若C ,D 调和分割点A ,B ,则AC →=λAB→(λ∈R ),AD →=μAB →(μ∈R ),且1λ+1μ=2.对于选项A ,若C 是线段AB 的中点,则AC →=12AB →⇒λ=12⇒1μ=0,故A 选项错误;同理B 选项错误;对于选项C ,若C ,D 同时在线段AB 上,则0<λ<1,0<μ<1⇒1λ+1μ>2,C 选项错误;对于选项D ,若C ,D同时在线段AB的延长线上,则λ>1,μ>1⇒1λ+1μ<2,故C,D不可能同时在线段AB的延长线上,D选项正确.故选D.§5.2 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_______________________.我们把不共线的向量e 1,e 2叫做表示这一平面内所有向量的一组__________.2.向量的夹角(1)已知两个________向量a 和b ,作OA →=a ,OB →=b ,则∠AOB =θ叫做向量a 与b 的夹角(如图).(2)向量夹角θ的范围是_______________.a 与b 同向时,夹角θ=________;a 与b 反向时,夹角θ=____________.(3)如果向量a 与b 的夹角是____________,我们就说a 与b 垂直,记作____________.3.平面向量的正交分解及坐标表示 (1)平面向量的正交分解把一个向量分解为两个____________的向量,叫做向量的正交分解.(2)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.任作一个向量a ,由平面向量基本定理知,有且只有一对实数x ,y ,使得a =x i +y j .则实数对__________叫做向量a 的(直角)坐标,记作a =__________,其中x 叫做a 在x 轴上的坐标,y 叫做a 在y 轴上的坐标,该式叫做向量的坐标表示.与a 相等的向量的坐标也为________.显然,i =______, j =______,0=______.4.平面向量的坐标运算(1)已知a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ±b =________________________.(2)如果A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则AB →=________________________.(3)若a =(x ,y ),则λa =____________. (4)如果a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2)(b ≠0),则a ∥b 的充要条件是____________________.※5.线段的分点坐标设点P 是线段P 1P 2上的一点,且P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),P (x ,y ).当P 1P →=λPP 2→时,点P 的坐标(x ,y )=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+λx 21+λ,y 1+λy 21+λ. 特别地:①当λ=1时,点P 为线段P 1P 2的中点,其坐标为P ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,y 1+y 22.②G (x ,y )为△ABC 的重心,若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3),则AB 中点D 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,y 1+y 22.再由CG →=2GD →,我们便得到了三角形的重心坐标G (x 1+x 2+x 33,y 1+y 2+y 33).自查自纠:1.a =λ1e 1+λ2e 2 基底2.(1)非零 (2)0°≤θ≤180° 0° 180° (3)90° a ⊥b3.(1)互相垂直 (2)(x ,y ) (x ,y ) (x ,y ) (1,0) (0,1) (0,0)4.(1)(x 1±x 2,y 1±y 2) (2)(x 2-x 1,y 2-y 1) (3)(λx ,λy ) (4)x 1y 2-x 2y 1=0(2013·辽宁)已知点A (1,3),B (4,-1),则与向量AB →同方向的单位向量为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫35,-45B.⎝ ⎛⎭⎪⎫45,-35C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,45D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-45,35 解:AB →=(3,-4),|AB →|=5,AB →|AB →|=⎝ ⎛⎭⎪⎫35,-45.故选A.如果e 1,e 2是平面α内所有向量的一组基底,那么以下表述正确的是( )A.若实数λ1,λ2使λ1e 1+λ2e 2=0,则λ1=λ2=0B.空间任一向量a 可以表示为a =λ1e 1+λ2e 2,这里λ1,λ2是实数C.对实数λ1,λ2,λ1e 1+λ2e 2不一定在平面α内D.对平面α内的任一向量a ,使a =λ1e 1+λ2e 2的实数λ1,λ2有无数对解:依平面向量基本定理,选项B ,C ,D 都错,只有A 的表述是正确的,故选A.已知点A (-1,1),点B (2,y ),向量a =(1,2),若AB →∥a ,则实数y 的值为( )A.5B.6C.7D.8解:AB →=(3,y -1),a =(1,2),AB →∥a ,则2×3=1×(y -1),解得y =7,故选C.(2014·广东)已知向量a =(1,2),b =(3,1),则b -a =________.解:易知b -a =(3,1)-(1,2)=(2,-1).故填(2,-1).(2013·北京模拟)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 =________.解: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.故填-1.类型一 向量共线充要条件的坐标表示(1)已知向量a =(1,2),b =(2,0),若向量λa +b 与向量c =(1,-2)共线,则实数λ等于( )A.-2B.-13C.-1D.-23解:λa +b =(λ+2,2λ),向量λa +b 与向量c =(1,-2)共线,∴(λ+2)×(-2)-2λ×1=0,∴λ=-1,故选C.(2)已知向量a =(3,1),b =(1,m ),若2a -b 与a +3b 共线,则m = ____________.解:2a -b =(5,2-m ),a +3b =(6,1+3m ),由2a -b 与a +3b 共线得5(1+3m )-6(2-m )=0,解得m =13.故填13.点拨:此类题目在近几年高考中多次出现,既考查了向量的线性运算及向量的坐标表示,又考查了学生对向量共线充要条件的理解及计算能力.解决此类题目,我们只需要牢记向量共线充要条件的坐标表示形式:a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2)(b ≠0),a ∥b ⇔x 1y 2-x 2y 1=0即可.(1)(2013·陕西)已知向量a =(1,m ),b =(m ,2),若a ∥b ,则实数m 等于( )A.- 2B. 2C.-2或 2D.0解:由a ∥b 知1×2-m 2=0,∴m =±2.故选C.(2)已知向量a =(1,2),b =(1,0),c =(3,4).若λ为实数,(a +λb )∥c ,则λ=( )A.14B.12 C.1 D.2 解:因为a +λb =(1,2)+λ(1,0)=(1+λ,2),又∵(a +λb )∥c ,∴(1+λ)×4-2×3=0,解得λ=12.故选B.类型二 平面向量基本定理及其应用 (1)设e 1,e 2是相互垂直的单位向量,e 1绕起点沿逆时针方向旋转90°到e 2.设向量v 的模|v |=r ,e 1绕原点旋转到v 的方向所成的角为α.则v 在基e 1,e 2下的坐标为________.解:如图示,在平面上建立直角坐标系,O 是原点,e 1,e 2的方向分别为x 轴,y 轴正方向,e 1,e 2的模为单位长.设v =OP →,则v 的坐标就是点P 的坐标 (x ,y ).|OP |=r ,α=∠xOP.当r >0时,由三角函数定义知cos α=x r ,sin α=y r,从而x =r cos α,y =r sin α.v =OP →=(r cos α,r sin α),当r =0时显然也成立.故填(r cos α,r sin α).(2)在平行四边形ABCD 中,E ,F 分别是BC ,CD的中点,DE 交AF 于H ,记AB →,BC →分别为a ,b ,则AH →=( )A.25a -45bB.25a +45bC.-25a +45bD.-25a -45b解:设AH →=λAF →,DH →=μDE →.而DH →=DA →+AH →=-b +λAF →=-b +λ⎝ ⎛⎭⎪⎫b +12a ,DH →=μDE →=μ⎝ ⎛⎭⎪⎫a -12b .因此,μ⎝ ⎛⎭⎪⎫a -12b =-b +λ⎝ ⎛⎭⎪⎫b +12a . 由于a ,b 不共线,因此由平面向量的基本定理有⎩⎪⎨⎪⎧μ=12λ,-12μ=-1+λ. 解之得⎩⎪⎨⎪⎧λ=45,μ=25. 故AH →=λAF →=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫b +12a =25a +45b .故选B.点拨:①平面上任意一个向量v 可分解为不共线向量e 1,e 2的线性组合:v =x e 1+y e 2,若向量u =a e 1+b e 2与v =x e 1+y e 2相等,则对应系数相等,即a =x 且b =y ,一个平面向量方程相当于两个普通方程.②若e 1,e 2是平面内的一组基底,则对该平面内的任一向量a ,有且只有一对实数λ1,λ2使a =λ1e 1+λ2e 2,简单地说,就是平面内任一向量均可由该平面内的两个不共线向量线性表示,且表示方式惟一.特别地,当a =0即λ1e 1+λ2e 2=0时,必有λ1=λ2=0.③此题利用的是“基底方式”,即用a ,b 作为基底,选择两个参数λ,μ,然后将同一向量DH →作两种表示,由平面向量基本定理知系数对应相等,即可得关于λ,μ的方程组.应注意这种题型及相应的解法,它在近几年各地模拟题中频繁出现.(1)(2014·福建)在下列向量组中,可以把向量a =(3,2)表示出来的是( )A.e 1=(0,0),e 2=(1,2)B.e 1=(-1,2),e 2=(5,-2)C.e 1=(3,5),e 2=(6,10)D.e 1=(2,-3),e 2=(-2,3)解:选项A ,C ,D 中,e 1与e 2共线,故不存在实数λ,μ使得a =λe 1+μe 2;选项B 中,e 1与e 2不共线,设存在实数λ,μ使得(3,2)=λ(-1,2)+μ(5,-2),解得λ=2,μ=1,∴a =2e 1+e 2.故选B.(2)(2013·北京)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λμ=________.解:设i ,j 分别为水平向右和竖直向上的单位向量,则a =-i +j ,b =6i +2j ,c =-i -3j ,所以-i -3j =λ(-i +j )+μ(6i +2j ),即-i -3j =(-λ+6μ)i +(λ+2μ)j ,根据平面向量基本定理得⎩⎪⎨⎪⎧-1=-λ+6μ,-3=λ+2μ, 解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=-2,μ=-12. 所以λμ=4.故填4.类型三 求向量的坐标设向量a =(1,-3),b =(-2,4),c =(-1,-2),若表示向量4a ,4b -2c ,2(a -c ),d 的有向线段首尾相接能构成四边形,则向量d 为( )A.(2,6)B.(-2,6)C.(2,-6)D.(-2,-6)解:设d =(x ,y ).因为4a =(4,-12),4b -2c =(-6,20),2(a -c )=(4,-2),依题意,有4a +(4b -2c )+2(a -c )+d =0,解得x =-2,y =-6.故选D.点拨:将三角形法则推广后,便可得:在如图所示的n 边形A 0A 1…A n 中,有A 0A 1→+A 1A 2→+A 2A 3→+…+A n -1A n=A 0A n →,A 0A 1→+A 1A 2→+A 2A 3→+…+A n -1A n +A n A 0→=0.在平行四边形ABCD 中,AC 为一条对角线,AB →=(2,4),AC →=(1,3),则BD →=( )A.(2,4)B.(3,5)C.(-3,-5)D.(-2,-4) 解:如图,BD →=BC →+CD →=(AC →-AB →)+BA →=AC →+2BA →=(1,3)+2(-2,-4)=(-3,-5).故选C.1.对平面向量基本定理的理解(1)平面向量基本定理实际上是向量的分解定理,并且是平面向量正交分解的理论依据,也是向量坐标表示的基础.(2)平面向量的一组基底是两个不共线向量,平面向量基底可以有无穷多组.(3)用平面向量基本定理可将平面中任一向量分解成形如a =λ1e 1+λ2e 2(λ1,λ2∈R ,e 1,e 2为同一平面内不共线的两个向量)的形式,它是向量线性运算知识的延伸.(4)如果e 1,e 2是同一平面内的一组基底,且λ1e 1+λ2e 2=0(λ1,λ2∈R ),那么λ1=λ2=0.2.向量的坐标表示向量用坐标表示后,向量的计算和证明都归结为数的运算,这使问题大大简化.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始点的坐标,当且仅当向量的起点为原点时,向量的坐标才等于其终点的坐标.两个向量相等,当且仅当其坐标相同.1.(2014·北京)已知向量a =(2,4),b =(-1,1),则2a -b =( )A.(5,7)B.(5,9)C.(3,7)D.(3,9) 解:2a -b =2(2,4)-(-1,1)=(5,7).故选A .2.下列向量组中,能作为表示它们所在平面内所有向量的一组基底的是( )A.a =(1,2),b =(0,0)B.a =(1,-2),b =(3,5)C.a =(3,2),b =(9,6)D.a =⎝ ⎛⎭⎪⎫-34,12, b =(3,-2) 解:在平面内,根据向量基底的定义知,两个向量不共线即可作为基底.故选B.3.在△ABC 中,已知a ,b ,c 分别为A ,B ,C所对的边,S 为△ABC 的面积.若向量p =(4,a 2+b 2-c 2),q =(3,S ),且满足p ∥q ,则C =( )A.π6B.π3C.2π3D.5π6 解:由p ∥q 得4S =3(a 2+b 2-c 2)=2ab sin C ,结合余弦定理得tan C =3,C =π3.故选B.4.(2014·安徽六校联考)“x =2”是“向量a =(x +2,1)与向量b =(2,2-x )共线”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件 解:由向量a 与b 共线得(x +2)(2-x )-2=0,∴x =±2,∴“x =2”是“向量a =(x +2,1)与向量b =(2,2-x )共线”的充分不必要条件.故选A .5.(2013·北京模拟)在平面直角坐标系xOy 中,已知A (1,0),B (0,1),点C 在第二象限内,∠AOC =5π6,且|OC |=2,若OC →=λOA →+μOB →,则λ,μ的值是( )A.3,1B.1, 3C.-1, 3D.-3,1 解:因为∠AOC =5π6,所以〈OA →,OC →〉=5π6.依题意,OC →=(λ,μ),λ=|OC |cos 5π6=-3,μ=|OC |sin 5π6=1.故选D.6.定义平面向量之间的一种运算“⊙”如下,对任意的a =(m ,n ),b =(p ,q ),令a ⊙b =mq -np ,下面说法错误的是( )A.若a 与b 共线,则a ⊙b =0B.a ⊙b =b ⊙aC.对任意的λ∈R ,有(λa )⊙b =λ(a ⊙b )D.(a ⊙b )2+(a ·b )2=|a |2|b |2解:若a 与b 共线,则有a ⊙b =0,故A 正确;因为b ⊙a =pn -qm ,而a ⊙b =mq -np ,所以a ⊙b ≠b ⊙a ,故B 错误,易验证C ,D 皆正确.故选B.7.(2014·陕西)设0<θ<π2,向量a =(sin2θ,cos θ),b =(cos θ,1),若a ∥b ,则tan θ=____________.解:a ∥b ⇔sin2θ=cos 2θ,2sin θcos θ=cos 2θ,tan θ=12.故填12.8.(2013·江苏)设D ,E 分别是△ABC 的边AB ,BC 上的点,AD =12AB ,BE =23B C.若DE →=λ1AB →+λ2AC→(λ1,λ2为实数),则λ1+λ2的值为____________.解:DE →=DB →+BE →=12AB →+23BC →=12AB →+23(AC →-AB →)=-16AB →+23AC →,∴λ1+λ2=12.故填12.9.已知向量OA →=(3,-4),OB →=(5,-3),OC →=(4-m ,m +2),若点A ,B ,C 能构成三角形,则实数m 应满足什么条件?解:AB →=OB →-OA →=(2,1),AC →=OC →-OA →=(1-m ,m +6),若点A ,B ,C 能构成三角形,则A ,B ,C三点不共线.当A ,B ,C 三点共线时,AB →=λAC →,(2,1)=λ(1-m ,m +6),得⎩⎪⎨⎪⎧2=λ(1-m ),1=λ(m +6),解得m=-113.∴当m ≠-113时,点A ,B ,C 能构成三角形.10.已知点O (0,0),A (1,2),B (4,5)及OP →=OA →+tAB →,试问:(1)当t 为何值时,P 在x 轴上?P 在y 轴上?P 在第三象限内?(2)四边形OABP 能否成为平行四边形?若能,求出t 的值;若不能,请说明理由.解:(1)依题意,得AB →=(3,3), ∴OP →=OA →+tAB →=(1+3t ,2+3t ),即P (1+3t ,2+3t ).若P 在x 轴上,则2+3t =0,∴t =-23;若P 在y 轴上,则1+3t =0,∴t =-13;若P 在第三象限内,则⎩⎪⎨⎪⎧1+3t <0,2+3t <0. ∴t <-23. (2)∵OA →=(1,2),PB →=(3-3t ,3-3t ),若OABP 是平行四边形,则OA →=PB →, ∴⎩⎪⎨⎪⎧3-3t =1,3-3t =2. 此方程无解. 故四边形OABP 不可能成为平行四边形.11.如图所示,已知点A (4,0),B (4,4),C (2,6),试利用向量方法求AC 和OB 交点P 的坐标.解:设OP →=tOB →=t (4,4)=(4t ,4t ), ∴AP →=OP →-OA →=(4t -4,4t ), AC →=(2,6)-(4,0)=(-2,6). ∵AP →与AC →共线,∴(4t -4)×6-4t ×(-2)=0,得t =34.∴OP →=(4t ,4t )=(3,3),即P 点坐标为(3,3).在平面直角坐标系中,点O (0,0),P (6,8),将向量OP →绕点O 按逆时针方向旋转3π4后得向量OQ →,则点Q 的坐标是( )A.(-72,-2)B.(-72,2)C.(-46,-2)D.(-46,2)解法一:将向量OP →绕点O 按逆时针方向旋转3π4后得向量OQ →,则向量OQ →与向量OP →的模相等,夹角为3π4,设OQ →=(x ,y ),由OP →·OQ →=6x +8y =-502,||OP →=||OQ →=x 2+y 2=10,解得x =-72,y=-2,或x =2,y =-72,结合图形知Q 点在第三象限.则A 正确.解法二:设OP →=(10cos θ,10sin θ)⇒cos θ=35,sin θ=45,则OQ →=⎝ ⎛⎭⎪⎫10cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+3π4,10sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+3π4=(-72,-2).故选A.§5.3 平面向量的数量积1.数量积的概念已知两个非零向量a 与b ,我们把数量________________叫做a 与b 的数量积(或内积),记作____________,其中θ是a 与b 的夹角,||b cos θ叫向量b 在a 方向上的____________,即a ·b|a|. a ·b 的几何意义:数量积a ·b 等于____________2.数量积的运算律及常用结论 (1)数量积的运算律①交换律:___________________;②数乘结合律:_________________________; ③分配律:______________________. (2)常用结论①(a ±b )2=________________________; ②(a +b )·(a -b )=_________________;③ a 2+b 2=0⇔______________________; ④|||a -||b |________||a +||b . 3.数量积的性质设a ,b 都是非零向量,e 是与b 方向相同的单位向量,θ是a 与e 的夹角,则① e ·a =____________. ② a ⊥b ⇔____________.③当a 与b 同向时,a ·b =____________; 当a 与b 反向时,a ·b =____________. 特别地,a ·a =____________或||a =____________.④ cos θ=____________. ⑤||a ·b ≤____________. 4.数量积的坐标表示设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则①a ·b =________________;a 2=________________;||a =________________.② a ⊥b ⇔____________________.③||x 1x 2+y 1y 2≤________________________.自查自纠:1.||a ||b cos θ a ·b 投影 a 的长度||a 与b 在a 的方向上的投影||b cos θ的乘积2.(1)①a ·b =b ·a ②(λa )·b =λ(a ·b )=a ·(λb )③(a +b )·c =a ·c +b ·c(2)①a 2±2a ·b +b 2 ②a 2-b 2③a =0且b =0 ④≤3.①|a |cos θ②a ·b =0 ③|a ||b | -|a ||b ||a |2a ·a ④a ·b |a ||b |⑤|a ||b |4.①x 1x 2+y 1y 2 x 21+y 21 x 21+y 21②x 1x 2+y 1y 2=0 ③x 21+y 21x 22+y 22(2014·山东)已知向量a =(1,3),b =(3,m ).若向量a ,b 的夹角为π6,则实数m =( )A.2 3B. 3C.0D.- 3 解:a ·b =3+3m =|a ||b |cosπ6=2·9+m 2·32,解得m =3.故选B. 若AB →·BC →+AB →2=0,则△ABC 必定是( ) A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.等腰直角三角形解:AB →·BC →+AB →2=0⇒AB →·(BC →+AB →)=0⇒AB →·AC →=0⇒AB →⊥AC →.则△ABC 必定是直角三角形.故选B.(2013·北京海淀一模)若向量a ,b 满足|a |=|b |=|a +b |=1,则a ·b 的值为( )A.-12B.12C.-1D.1解:∵|a |=|b |=|a +b |=1,∴|a +b |2=(a +b )2=a 2+2a ·b +b 2=|a |2+2a ·b +|b |2=1,∴2a ·b =-1,故a ·b =-12.故选A.(2014·江西)已知单位向量e 1,e 2的夹角为α,且cos α=13,若向量a =3e 1-2e 2,则|a |=________.解:∵a =3e 1-2e 2,∴|a |2=(3e 1-2e 2)2=9+4-12e 1·e 2=9,∴|a |=3.故填3.(2013·全国新课标Ⅱ)已知正方形ABCD 的边长为2,E 为CD 的中点,则AE →·BD →=____________.解:设AB →=a ,AD →=b ,则||a =||b =2.且a ·b =0.∴AE →·BD →=⎝ ⎛⎭⎪⎫b +12a ·(b -a )=b 2-12a 2=4-12×4=2.故填2.类型一 数量积的定义及几何意义(1)若a ,b ,c 均为非零向量,则下列说法正确的是____________.(填写序号即可)①a ·b =±||a ·||b ⇔a ∥b ; ②a ⊥b ⇔a ·b =0; ③a ·c =b ·c ⇔a =b ; ④(a ·b )·c =a ·(b ·c ).解:a ·b =||a ||b cos θ,θ为a ,b 的夹角,则cos θ=±1,①正确;②显然正确;③错误,如a =-b ,a ⊥c ,则a ·c =b ·c =0,但a ≠b ;④错误,因为数量积的运算结果是一个数,即等式左边为c 的倍数,等式右边为a 的倍数.故填①②.(2)△ABC 的外接圆的圆心为O ,半径为1,若AB →+AC →=2AO →,且||OA →=||AC →,则向量BA →在向量BC→方向上的投影为( )A.32B.32C.3D.-32解:由已知可以知道,△ABC 的外接圆的圆心在线段BC 的中点O 处,因此△ABC 是直角三角形.且∠A =π2,又因为|OA →|=|CA →|=|OC →|,∴∠C =π3,∠B =π6,∴AB =3,AC =1,故BA →在BC →方向上的投影为|BA →|cos π6=32.故选A.点拨:数量积a ·b =|a ||b |cos θ=x 1x 2+y 1y 2(其中两向量夹角为θ,a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2)).其几何意义是: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.在理解数量积与投影概念的基础上,利用二者的关系解题.(1)(2013·陕西)设a ,b 为向量,则“|a ·b |=|a |·|b |”是“a ∥b ”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件 解:设a 与b 的夹角为θ,则|a ·b |=||a |·|b |cos θ|=|a |·|b ||cos θ|=|a |·|b |,则向量a ,b 夹角为0或π或者两个向量a ,b ,至少有一个为0,故a ∥b ,充分性成立;反之,若a ∥b ,则|a ·b |=|a |·|b |,必要性成立.故选C.(2)(2013·湖北)已知点A (-1,1),B (1,2),C (-2,-1),D (3,4),则向量AB →在CD →方向上的投影为 ( )A.322B.3152C.-322D.-3152解:∵AB →=(2,1),CD →=(5,5),∴由向量数量积的几何意义知向量AB →在CD →方向上的投影为|AB→|cos 〈AB →,CD →〉=AB →·CD →|CD →|=1552+52=322.故选A. 类型二 数量积的基本运算已知e 1,e 2是夹角为2π3的两个单位向量,a =e 1-2e 2,b =k e 1+e 2,若a ·b =0,则实数k 的值为________.解:因为a ·b =(e 1-2e 2)·(k e 1+e 2)=k e 21+(1-2k )(e 1·e 2)-2e 22,且|e 1|=|e 2|=1,e 1·e 2=-12,所以k +(1-2k )·⎝ ⎛⎭⎪⎫-12-2=0,解得k =54.故填54.点拨:实数与数量积的运算虽有诸多相似之处,但应明确二者的区别,如a ·b =0a 或b 为0,a ·b =a ·c b =c ,(a ·b )·c ≠a ·(b ·c )等.(2014·全国)已知a ,b 为单位向量,其夹角为60°,则(2a -b )·b =( )A.-1B.0C.1D.2解:(2a -b )·b =2a ·b -b 2=2|a ||b |cos60°-|b |2=2×1×1×12-12=0.故选B.类型三 用数量积表示两个平面向量的垂直关系(1)已知向量a =(x -1,2),b =(2,1),则a ⊥b 的充要条件是( )A.x =-12B.x =-1C.x =5D.x =0 解:由向量垂直的充要条件得2(x -1)+2=0,所以x =0.故选D.(2)已知两个非零向量a ,b 满足||a +b =||a -b ,则下面结论正确的是( )A.a ∥bB.a ⊥bC.||a =||bD.a +b =a -b解法一:∵|a +b |=|a -b |,∴|a +b |2=|a -b |2,∴a 2+2a ·b +b 2=a 2-2a ·b +b 2,得a ·b =0,∴a ⊥b .解法二:a +b ,a -b 分别是以a ,b 为邻边的平行四边形的两条对角线.∵|a +b |=|a -b |,∴平行四边形的对角线相等.∴该平行四边形为矩形,∴a ⊥b .故选B.点拨:两个向量垂直的充要条件是两向量的数量积为0,即:a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ⊥b ⇔a ·b =0⇔x 1x 2+y 1y 2=0.应认识到此充要条件对含零向量在内的所有向量均成立,因为我们又可视零向量与任意向量垂直.(1)(2014·湖北)设向量a =(3,3),b =(1,-1).若(a +λb )⊥(a -λb ),则实数λ=________.解:由(a +λb )⊥(a -λb ),得(a +λb )·(a -λb )=a 2-λ2b 2=0,即18-2λ2=0,∴λ=±3.故填±3.(2)(2013·广西)已知向量m =(λ+1,1),n=(λ+2,2),若(m +n )⊥(m -n ),则λ=( ) A.-4 B.-3 C.-2 D.-1解:易知m +n =(2λ+3,3),m -n =(-1,-1),∵(m +n )⊥(m -n ),∴(m +n )·(m -n )=0,∴-2λ-3-3=0,解得λ=-3.故选B.类型四 向量的夹角与模(1)已知|a |=|b |=2,(a +2b )·(a-b )=-2,则a 与b 的夹角为________.解:设a 与b 的夹角为θ,由(a +2b )·(a -b )=-2得|a |2+a ·b -2|b |2=4+2×2×cos θ-2×4=-2,解得cos θ=12,∴θ=π3.故填π3.(2)(2014·全国)若向量a ,b 满足:|a |=1,(a +b )⊥a ,(2a +b )⊥b ,则|b |=( )A.2B. 2C.1D.22解:∵(a +b )⊥a ,∴(a +b )·a =a 2+a ·b =0,又|a |=1,∴a ·b =-1.又(2a +b )⊥b ,∴(2a +b )·b =2a ·b +b 2=0,∴b 2=2,即|b |=2.故选B.点拨:由向量数量积的定义a ·b =|a ||b |cos θ(θ为a ,b 的夹角)可知,数量积的值、模的乘积、夹角知二可求一,再考虑到数量积还可以用坐标表示,因此又可以借助坐标进行运算.当然,无论怎样变化,其本质都是对数量积定义的考查.求解夹角与模的题目在近年高考中出现的频率很高,应熟练掌握其解法.(1)若平面向量α,β满足|α|=1,|β|≤1,且以向量α,β为邻边的平行四边形的面积为12,则α和β的夹角θ的取值范围是________.解:由题意得,|α||β|sin θ=12,∵|α|=1,|β|≤1,∴sin θ=12|β|≥12.又∵θ∈(0,π),∴θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,5π6.故填⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,5π6.(2)若a ,b ,c 均为单位向量,且a ·b =0,(a-c )·(b -c )≤0,则|a +b -c |的最大值为( )A.2-1B.1C. 2D.2解:|a +b -c |=(a +b -c )2=a 2+b 2+c 2+2a ·b -2a ·c -2b ·c , 由于a ·b =0,a ,b ,c 为单位向量,所以上式=3-2c ·(a +b ),又由于(a -c )·(b -c )≤0,得(a +b )·c ≥c 2=1,所以|a +b -c |=3-2c ·(a +b )≤1,故选B.。
最新-名师导学2021届高三数学理二轮复习课件:专题2第5讲平面向量及其应用 精品
【命题立意】本题主要考查向量的数量积运算、向量 的模及代数运算、二次函数的图象与性质,考查转化化归 思想、抽象概括能力及运算求解能力,试题难度:难.
平面向量 (1)向量加法的法则:三角形法则与平行四边形法则. (2)向量减法的法则:三角形法则. (3)实数 λ 与向量 a 的积是一个向量,记作 λa,规定: |λa|=|λ|·|a|. (4)向量 b 与非零向量 a 共线的充要条件是有且仅有一
1.平面向量的概念与线性运算 例1(1)如图,A、B 分别是射线 OM、 ON 上的两点,给出下列向量.
①O→A+2O→B;②12O→A+13O→B;③ 34O→A+13O→B;④34O→A-15O→B.这四个向 量中以 O 为起点,终点在阴影区域内的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
∴A→E=A→C+23C→B=23A→B+13A→C, 则A→D·A→E=12(A→B+A→C)·13(2A→B+A→C) =16(2A→B2+3A→B·A→C+A→C2) =16(2×22+3×2×2×cos 120°+22)=1.
【点评】平面向量的数量积既有几何运算法则,
又有坐标运算,因此涉及与平面几何有关的问题,应 充分将几何运算法则与几何图形和实数与平面向量乘 法的几何意义恰当结合进行运算求解.
(2)设 f(t)=D→M·B→N,g(t)=at+4-2a(a>0),分 别根据以下条件,求出实数 a 的取值范围:
Ⅰ.存在 t1,t2∈(0,1),使得f(2t1)=g(t2); Ⅱ.对任意 t1∈(0,1),恒存在 t2∈(0,1),使得 f(2t1)=g(t2).
【解析】(1)过点 M 作坐标轴的垂线段,则依题
=2 2
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2 .
2024年高考数学总复习第五章《平面向量与复数》平面向量基本定理及坐标表示
2024年高考数学总复习第五章《平面向量与复数》§5.2平面向量基本定理及坐标表示最新考纲 1.了解平面向量基本定理及其意义.2.掌握平面向量的正交分解及其坐标表示.3.会用坐标表示平面向量的加、减与数乘运算.4.理解用坐标表示的平面向量共线的条件.1.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.其中,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.平面向量的坐标运算(1)向量加法、减法、数乘及向量的模设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a+b=(x1+x2,y1+y2),a-b=(x1-x2,y1-y2),λa=(λx1,λy1),|a|=x21+y21.(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(x1,y1),B(x2,y2),则AB→=(x2-x1,y2-y1),|AB→|=(x2-x1)2+(y2-y1)2.3.平面向量共线的坐标表示设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0.a,b共线⇔x1y2-x2y1=0.概念方法微思考1.若两个向量存在夹角,则向量的夹角与直线的夹角一样吗?为什么?提示不一样.因为向量有方向,而直线不考虑方向.当向量的夹角为直角或锐角时,与直线的夹角相同.当向量的夹角为钝角或平角时,与直线的夹角不一样.2.平面内的任一向量可以用任意两个非零向量表示吗?提示不一定.当两个向量共线时,这两个向量就不能表示,即两向量只有不共线时,才能作为一组基底表示平面内的任一向量.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)平面内的任意两个向量都可以作为一组基底.(×)(2)若a ,b 不共线,且λ1a +μ1b =λ2a +μ2b ,则λ1=λ2,μ1=μ2.(√)(3)在等边三角形ABC 中,向量AB →与BC →的夹角为60°.(×)(4)若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件可表示成x 1x 2=y 1y 2.(×)(5)平面向量不论经过怎样的平移变换之后其坐标不变.(√)(6)当向量的起点在坐标原点时,向量的坐标就是向量终点的坐标.(√)题组二教材改编2.已知▱ABCD 的顶点A (-1,-2),B (3,-1),C (5,6),则顶点D 的坐标为________.答案(1,5)解析设D (x ,y ),则由AB →=DC →,得(4,1)=(5-x,6-y ),=5-x ,=6-y ,=1,=5.3.已知向量a =(2,3),b =(-1,2),若m a +n b 与a -2b 共线,则mn =________.答案-12解析由向量a =(2,3),b =(-1,2),得m a +n b =(2m -n,3m +2n ),a -2b =(4,-1).由m a +n b 与a -2b 共线,得2m -n 4=3m +2n -1,所以m n =-12.题组三易错自纠4.设e 1,e 2是平面内一组基底,若λ1e 1+λ2e 2=0,则λ1+λ2=________.答案5.已知点A (0,1),B (3,2),向量AC →=(-4,-3),则向量BC →=________.答案(-7,-4)解析根据题意得AB →=(3,1),∴BC →=AC →-AB →=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4).6.已知向量a =(m,4),b =(3,-2),且a ∥b ,则m =________.答案-6解析因为a ∥b ,所以(-2)×m -4×3=0,解得m =-6.题型一平面向量基本定理的应用例1如图,已知△OCB 中,A 是CB 的中点,D 是将OB →分成2∶1的一个内分点,DC 和OA 交于点E ,设OA →=a ,OB →=b.(1)用a 和b 表示向量OC →,DC →;(2)若OE →=λOA →,求实数λ的值.解(1)由题意知,A 是BC 的中点,且OD →=23OB →,由平行四边形法则,得OB →+OC →=2OA →,所以OC →=2OA →-OB →=2a -b ,DC →=OC →-OD →=(2a -b )-23b =2a -53b .(2)由题意知,EC →∥DC →,故设EC →=xDC →.因为EC →=OC →-OE →=(2a -b )-λa =(2-λ)a -b ,DC →=2a -53b .所以(2-λ)a -b =2a -53b.因为a 与b 不共线,由平面向量基本定理,2-λ=2x ,-1=-53x ,x =35,λ=45.故λ=45.思维升华应用平面向量基本定理的注意事项(1)选定基底后,通过向量的加、减、数乘以及向量平行的充要条件,把相关向量用这一组基底表示出来.(2)强调几何性质在向量运算中的作用,用基底表示未知向量,常借助图形的几何性质,如平行、相似等.(3)强化共线向量定理的应用.跟踪训练1在△ABC 中,点P 是AB 上一点,且CP →=23CA →+13CB →,Q 是BC 的中点,AQ 与CP 的交点为M ,又CM →=tCP →,则t 的值为________.答案34解析∵CP →=23CA →+13CB →,∴3CP →=2CA →+CB →,即2CP →-2CA →=CB →-CP →,∴2AP →=PB →,即P 为AB的一个三等分点,如图所示.∵A ,M ,Q 三点共线,∴CM →=xCQ →+(1-x )CA →=x 2CB →+(x -1)AC →,而CB →=AB →-AC →,∴CM →=x 2AB →.又CP →=CA →-PA →=-AC →+13AB →,由已知CM →=tCP →,可得x 2AB →=AC →+13AB 又AB →,AC →不共线,=t 3,1=-t,解得t =34.题型二平面向量的坐标运算例2(1)已知点M (5,-6)和向量a =(1,-2),若MN →=-3a ,则点N 的坐标为()A .(2,0)B .(-3,6)C .(6,2)D .(-2,0)答案A解析设N (x ,y ),则(x -5,y +6)=(-3,6),∴x =2,y =0.(2)已知A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4).设AB →=a ,BC →=b ,CA →=c ,a =m b +n c (m ,n ∈R ),则m +n =________.答案-2解析由已知得a =(5,-5),b =(-6,-3),c =(1,8).∵m b +n c =(-6m +n ,-3m +8n ),-6m +n =5,-3m +8n =-5,m =-1,n =-1.∴m +n =-2.思维升华平面向量坐标运算的技巧(1)利用向量加、减、数乘运算的法则来进行求解,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,则坐标相同”这一结论,由此可列方程(组)进行求解.跟踪训练2线段AB 的端点为A (x,5),B (-2,y ),直线AB 上的点C (1,1),使|AC →|=2|BC →|,则x +y =________.答案-2或6解析由已知得AC →=(1-x ,-4),2BC →=2(3,1-y ).由|AC →|=2|BC →|,可得AC →=±2BC →,则当AC →=2BC →1-x =6,-4=2-2y ,x =-5,y =3,此时x +y =-2;当AC →=-2BC →1-x =-6,-4=-2+2y ,x =7,y =-1,此时x +y =6.综上可知,x +y =-2或6.题型三向量共线的坐标表示命题点1利用向量共线求向量或点的坐标例3已知O 为坐标原点,点A (4,0),B (4,4),C (2,6),则AC 与OB 的交点P 的坐标为________.答案(3,3)解析方法一由O ,P ,B 三点共线,可设OP →=λOB →=(4λ,4λ),则AP →=OP →-OA →=(4λ-4,4λ).又AC →=OC →-OA →=(-2,6),由AP →与AC →共线,得(4λ-4)×6-4λ×(-2)=0,解得λ=34,所以OP →=34OB →=(3,3),所以点P 的坐标为(3,3).方法二设点P (x ,y ),则OP →=(x ,y ),因为OB →=(4,4),且OP →与OB →共线,所以x 4=y 4,即x =y .又AP →=(x -4,y ),AC →=(-2,6),且AP →与AC →共线,所以(x -4)×6-y ×(-2)=0,解得x =y =3,所以点P 的坐标为(3,3).命题点2利用向量共线求参数例4(2018·洛阳模拟)已知平面向量a =(2,-1),b =(1,1),c =(-5,1),若(a +k b )∥c ,则实数k 的值为()A .-114 B.12C .2D.114答案B解析因为a =(2,-1),b =(1,1),所以a +k b =(2+k ,-1+k ),又c =(-5,1),由(a +k b )∥c得(2+k )×1=-5×(k -1),解得k =12,故选B.思维升华平面向量共线的坐标表示问题的解题策略(1)如果已知两向量共线,求某些参数的取值时,利用“若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件是x 1y 2=x 2y 1”.(2)在求与一个已知向量a 共线的向量时,可设所求向量为λa (λ∈R ).跟踪训练3(1)(2018·济南模拟)已知向量a =(1,1),b =(2,x ),若a +b 与3a -b 平行,则实数x 的值是__________________.答案2解析∵a =(1,1),b =(2,x ),∴a +b =(3,x +1),3a -b =(1,3-x ),∵a +b 与3a -b 平行,∴3(3-x )-(x +1)=0,解得x =2.(2)已知向量OA →=(k,12),OB →=(4,5),OC →=(-k,10),且A ,B ,C 三点共线,则实数k 的值是________.答案-23解析AB →=OB →-OA →=(4-k ,-7),AC →=OC →-OA →=(-2k ,-2).∵A ,B ,C 三点共线,∴AB →,AC →共线,∴-2×(4-k )=-7×(-2k ),解得k =-23.1.已知M (3,-2),N (-5,-1),且MP →=12MN →,则P 点的坐标为()A .(-8,1)1D .(8,-1)答案B解析设P (x ,y ),则MP →=(x -3,y +2).而12MN →=12(-8,1)4-3=-4,+2=12,=-1,=-32,∴1故选B.2.(2019·山西榆社中学诊断)若向量AB →=DC →=(2,0),AD →=(1,1),则AC →+BC →等于()A .(3,1)B .(4,2)C .(5,3)D .(4,3)答案B解析AC →=AD →+DC →=(3,1),又BD →=AD →-AB →=(-1,1),则BC →=BD →+DC →=(1,1),所以AC →+BC →=(4,2).故选B.3.(2018·海南联考)设向量a =(x ,-4),b =(1,-x ),若向量a 与b 同向,则x 等于()A .-2B .2C .±2D .0答案B解析由向量a 与b 共线得-x 2=-4,所以x =±2.又向量a 与b 同向,所以x =2.故选B.4.已知平面直角坐标系内的两个向量a =(1,2),b =(m ,3m -2),且平面内的任一向量c 都可以唯一的表示成c =λa +μb (λ,μ为实数),则实数m 的取值范围是()A .(-∞,2)B .(2,+∞)C .(-∞,+∞)D .(-∞,2)∪(2,+∞)答案D解析由题意知向量a ,b 不共线,故2m ≠3m -2,即m ≠2.5.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一点,∠AOC =π4,且|OC |=2,若OC →=λOA →+μOB →,则λ+μ等于()A .22 B.2C .2D .42答案A解析因为|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 2.6.(2019·蚌埠期中)已知向量m A n =(3,sin A +3cos A )共线,其中A 是△ABC 的内角,则角A 的大小为()A.π6B.π4C.π3D.π2答案C 解析∵m ∥n ,∴sin A (sin A +3cos A )-32=0,∴2sin 2A +23sin A cos A =3,∴1-cos 2A +3sin 2A =3,∴A 1,∵A ∈(0,π),∴2A -π6∈-π6,因此2A -π6=π2,解得A =π3,故选C.7.若三点A (1,-5),B (a ,-2),C (-2,-1)共线,则实数a 的值为________.答案-54解析AB →=(a -1,3),AC →=(-3,4),根据题意知AB →∥AC →,∴4(a -1)=3×(-3),即4a =-5,∴a =-54.8.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________.答案(-4,-2)解析∵b =(2,1),且a 与b 的方向相反,∴设a =(2λ,λ)(λ<0).∵|a |=25,∴4λ2+λ2=20,λ2=4,λ=-2.∴a =(-4,-2).9.(2018·全国Ⅲ)已知向量a =(1,2),b =(2,-2),c =(1,λ).若c ∥(2a +b ),则λ=________.答案12解析由题意得2a +b =(4,2),因为c ∥(2a +b ),所以4λ=2,得λ=12.10.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________.答案k ≠1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≠1.11.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).∵k a-b与a+2b共线,∴2(k-2)-(-1)×5=0,即2k-4+5=0,得k=-1 2 .(2)方法一∵A,B,C三点共线,∴AB→=λBC→,即2a+3b=λ(a+m b),=λ,=mλ,解得m=32.方法二AB→=2a+3b=2(1,0)+3(2,1)=(8,3),BC→=a+m b=(1,0)+m(2,1)=(2m+1,m),∵A,B,C三点共线,∴AB→∥BC→,∴8m-3(2m+1)=0,即2m-3=0,∴m=32.12.如图,已知平面内有三个向量OA→,OB→,OC→,其中OA→与OB→的夹角为120°,OA→与OC→的夹角为30°,且|OA→|=|OB→|=1,|OC→|=23.若OC→=λOA→+μOB→(λ,μ∈R),求λ+μ的值.解方法一如图,作平行四边形OB1CA1,则OC→=OB1→+OA1→,因为OA→与OB→的夹角为120°,OA→与OC→的夹角为30°,所以∠B1OC=90°.在Rt△OB1C中,∠OCB1=30°,|OC→|=23,所以|OB1→|=2,|B1C→|=4,所以|OA1→|=|B1C→|=4,所以OC →=4OA →+2OB →,所以λ=4,μ=2,所以λ+μ=6.方法二以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,则A (1,0),-12,C (3,3).由OC →=λOA →+μOB →,λ-12μ,=32μ,=4,=2.所以λ+μ=6.13.如图,四边形ABCD 是正方形,延长CD 至E ,使得DE =CD ,若点P 为CD 的中点,且AP →=λAB →+μAE →,则λ+μ等于()A .3B.52C .2D .1答案B 解析由题意,设正方形的边长为1,建立平面直角坐标系如图,则B (1,0),E (-1,1),∴AB →=(1,0),AE →=(-1,1),∵AP →=λAB →+μAE →=(λ-μ,μ),又∵P 为CD 的中点,∴AP →-μ=12,=1,∴λ=32,μ=1,∴λ+μ=52.14.(2017·全国Ⅲ)在矩形ABCD 中,AB =1,AD =2,动点P 在以点C 为圆心且与BD 相切的圆上.若AP →=λAB →+μAD →,则λ+μ的最大值为()A .3B .22 C.5D.2答案A 解析建立如图所示的平面直角坐标系,则C 点坐标为(2,1).设BD 与圆C 切于点E ,连接CE ,则CE ⊥BD .∵CD =1,BC =2,∴BD =12+22=5,EC =BC ·CD BD =25=255,即圆C 的半径为255,∴P 点的轨迹方程为(x -2)2+(y -1)2=45.设P (x 0,y 0)0=2+255cos θ,0=1+255sin θ(θ为参数),而AP →=(x 0,y 0),AB →=(0,1),AD →=(2,0).∵AP →=λAB →+μAD →=λ(0,1)+μ(2,0)=(2μ,λ),∴μ=12x 0=1+55cos θ,λ=y 0=1+255sin θ.两式相加,得λ+μ=1+255sin θ+1+55cos θ=2+sin(θ+φ)≤sin φ=55,cos φ当且仅当θ=π2+2k π-φ,k ∈Z 时,λ+μ取得最大值3.故选A.15.在直角梯形ABCD 中,AB ⊥AD ,DC ∥AB ,AD =DC =2,AB =4,E ,F 分别为AB ,BC的中点,以A 为圆心,AD 为半径的圆弧DE 的中点为P (如图所示),若AP →=λED →+μAF →,则2λ-μ的值是________.答案0解析建立如图所示的平面直角坐标系,则A (0,0),B (4,0),C (2,2),D (0,2),E (2,0),F (3,1),所以ED →=(-2,2),AF →=(3,1),则AP →=λED →+μAF →=(-2λ+3μ,2λ+μ),又因为以A 为圆心,AD 为半径的圆弧DE 的中点为P ,所以点P 的坐标为(2,2),AP →=(2,2),所以-2λ+3μ=2,2λ+μ=2,所以λ=24,μ=22,所以2λ-μ=0.16.如图,在同一个平面内,三个单位向量OA →,OB →,OC →满足条件:OA →与OC →的夹角为α,且tan α=7,OB →与OC →的夹角为45°.若OC →=mOA →+nOB →(m ,n ∈R ),求m +n 的值.解建立如图所示的平面直角坐标系,由tan α=7知α为锐角,且sin α=7210,cos α=210,故cos(α+45°)=-35,sin(α+45°)=45.∴点B ,C -35,∴OB →-35,OC →又OC →=mOA →+nOB →,m (1,0)+-35,-35n =210,=7210,=528,=728,∴m +n =528+728=322.。
平面向量概念
1.向量的有关概念2.向量的线性运算三角形法则平行四边形法则三角形法则|λa|=|λ||a|,当λ>0时,λa的方向与向量a(a≠0)与b共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使得b=λa.,共线向量定理的深解读定理中限定了a≠0,这是因为如果a=0,则λa=0,(1)当b≠0时,定理中的λ不存在;(2)当b=0时,定理中的λ不唯一.因此限定a≠0的目的是保证实数λ的存在性和唯一性.向量概念的4点注意(1)注意0与0的区别,0是一个实数,0是一个向量,且|0|=0.(2)单位向量有无数个,它们的模相等,但方向不一定相同.(3)零向量和单位向量是两个特殊的向量,它们的模是确定的,但是方向不确定,因此在解题时要注意它们的特殊性.比如:命题“若a∥b,b∥c,则a∥c”是假命题,因为当b为零向量时,a,c可为任意向量,两者不一定平行.(4)任一组平行向量都可以平移到同一直线上.向量线性运算的3点提醒(1)两个向量的和仍然是一个向量.(2)利用三角形法则时,两向量要首尾相连,利用平行四边形法则时,两向量要有相同的起点.(3)当两个向量共线时,三角形法则仍然适用,而平行四边形法则不适用. 1.与向量a 共线的单位向量为±a |a |.2.两非零向量不共线求和时,两个法则都适用;共线时,只适用三角形法则.3.A ,B ,C 三点共线,O 为A ,B ,C 所在直线外任一点,则OA→=λOB →+μOC →且λ+μ=1.4.若AB →=λAC →,则A ,B ,C 三点共线.5.P 为线段AB 的中点⇔OP →=12(OA →+OB →). 6.G 为△ABC 的重心⇔GA→+GB →+GC →=0⇔OG →=13(OA →+OB →+OC →)(O 是平面内任意一点).7.P 为△ABC 的外心⇔|P A →|=|PB →|=|PC →|.8.||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |.9.若a 与b 不共线,λa +μb =0,则λ=μ=0.1.一般地,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.在△ABC 中,AD ,BE ,CF 分别为三角形三边上的中线,它们交于点G (如图所示),易知G 为△ABC 的重心,则有如下结论:(1) GA ―→+GB ―→+GC ―→=0;(2) AG ―→=13(AB ―→+AC ―→);(3) GD ―→=12(GB ―→+GC ―→)=16(AB ―→+AC ―→).3.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=1.4.对于任意两个向量a ,b ,都有:①||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |;②|a +b |2+|a -b |2=2(|a |2+|b |2).当a ,b 不共线时:①的几何意义是三角形中的任意一边的长小于其他两边长的和且大于其他两边长的差的绝对值;②的几何意义是平行四边形中两邻边的长与两对角线的长之间的关系. 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❶. 2.平面向量的坐标运算运算 坐标表示和(差) 已知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)数乘 已知a =(x 1,y 1),则λa =(λx 1,λy 1),其中λ是实数 任一向量的坐标已知A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则AB ―→=(x 2-x 1,y 2-y 1)3.设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),其中b ≠0,则a ∥b ⇔x 1y 2-x 2y 1=0❷.,(1)基底e 1,e 2必须是同一平面内的两个不共线向量,零向量不能作为基底;(2)基底给定,同一向量的分解形式唯一;(3)如果对于一组基底e 1,e 2,有a =λ1e 1+λ2e 2=μ1e 1+μ2e 2,则可以得到⎩⎪⎨⎪⎧λ1=μ1,λ2=μ2..若a 与b 不共线,且λa +μb =0,则λ=μ=0.2.已知P 为线段AB 的中点,若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则P 点坐标为⎝⎛⎭⎫x 1+x 22,y 1+y 22.3.已知△ABC 的顶点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3),则△ABC 的重心G 的坐标为⎝⎛⎭⎫x 1+x 2+x 33,y 1+y 2+y 33.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. 4.平面向量共线的坐标表示设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b ⇔x 1y 2-x 2y 1=0. [微点提醒]1.若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2)且a =b ,则x 1=x 2且y 1=y 2. 2.若a 与b 不共线,λa +μb =0,则λ=μ=0.1.一般地,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.在△ABC 中,AD ,BE ,CF 分别为三角形三边上的中线,它们交于点G (如图所示),易知G 为△ABC 的重心,则有如下结论:(1) GA ―→+GB ―→+GC ―→=0;(2) AG ―→=13(AB ―→+AC ―→);(3) GD ―→=12(GB ―→+GC ―→)=16(AB ―→+AC ―→).3.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=1.4.对于任意两个向量a ,b ,都有:①||a |-|b ||≤|a ±b |≤|a |+|b |;②|a +b |2+|a -b |2=2(|a |2+|b |2).当a ,b 不共线时:①的几何意义是三角形中的任意一边的长小于其他两边长的和且大于其他两边长的差的绝对值;②的几何意义是平行四边形中两邻边的长与两对角线的长之间的关系.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 .32.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 ;(4)两向量a ,b 相等的充要条件是|a |=|b |且a ∥b . 其中正确命题的序号是________.[例1] (1)(2018·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)在四边形ABCD 中,BC ―→=AD ―→,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 ,则( )A .AF ―→=13AC ―→+23BD ―→ B.AF ―→=23AC ―→+13BD ―→C .AF ―→=14AC ―→+23BD ―→ D .AF ―→=23AC ―→+14BD ―→3.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 ―→4.(2018·大同一模)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 -23b C .-13a +23b D .13a -23b5.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 .2 B.3 C .4D .86.△ABC 中,点D 是边BC 上任意一点,M 是线段AD 的中点,若存在实数λ和μ,使得BM ―→=λAB ―→+μAC ―→,则λ+μ=( )A.12 B.-12C .2D .-27. (2017·全国Ⅱ)设非零向量a ,b 满足|a +b |=|a -b |,则( ) A.a ⊥b B.|a |=|b | C.a ∥bD.|a |>|b |8若|AB →|=|AC →|=|AB →-AC →|=2,则|AB →+AC →|= .9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 .10.在△ABC 中,点G 满足GA →+GB →+GC →=0.若存在点O ,使得OG →=16BC →,且OA →=mOB →+nOC →,则m -n 等于( )A.2B.-2C.1D.-110.已知点P 是△ABC 所在平面内一点,且满足x P A →+y PB →+z PC →=0则x y z s s s BPCAPC APB ::::=∆∆∆22.已知点P 是△ABC 所在平面内一点,且满足3P A →+5PB →+2PC →=0,已知△ABC 的面积为6,则△P AC的面积为( )A.92 B .4C .3 D.12523.已知P 是△ABC 内一点,且满足PA →+2PB →+3PC →=0,记△ABP ,△BCP ,△ACP 的面积依次为S 1,S 2,S 3,则S 1∶S 2∶S 3等于 ( )A .1∶2∶3 B .1∶4∶9 C .6∶1∶2 D .3∶1∶2。
数学八年级第五章——第五章 平面向量教材分析
第五章平面向量教材分析这一章主要介绍平面向量的基础知识,包括平面向量的概念、运算以及简单应用等本章教学时间约25课时,具体安排如下:5.1向量约1课时5.2向量的加法与减法约2课时5.3实数与向量的积约2课时5.4平面向量的坐标运算约2课时5.5线段的定比分点约l课时5.6平面向量的数量积及运算律约2课时5.7平面向量数量积的坐标表示约1课时5.8平移约1课时5.9正弦定理、余弦定理约4课时5.10解斜三角形应用举例约2课时5.11实习作业约2课时5.12研究性课题向量在物理中的应用约3课时小结与复习约2课时(一)本章内容向量这一概念是由物理学和工程技术抽象出来的,反过来,向量的理论和方法,又成为解决物理学和工程技术的重要工具,向量之所以有用,关键是它具有一套良好的运算性质,通过向量可把空间图形的性质转化为向量的运算,这样通过向量就能较容易地研究空间的直线和平面的各种有关问题向量不同于数量,它是一种新的量,关于数量的代数运算在向量范围内不都适用因此,本章在介绍向量概念时,重点说明了向量与数量的区别,然后又重新给出了向量代数的部分运算法则,包括加法、减法、实数与向量的积、向量的数量积的运算法则等之后,又将向量与坐标联系起来,把关于向量的代数运算与数量(向量的坐标)的代数运算联系起来,这就为研究和解决有关几何问题又提供了两种方法——向量法和坐标法本章共分两大节减法、实数与向量的积、平面向量的坐标运算;线段的定比分点、平面向量的数量积及运算律、平面向量数量积的坐标表示、平移等第二大节是“解斜三角形”这一大节可以看成是向量知识的应用,内容包括正弦定理、余弦定理,解斜三角形应用举例,实习作业和研究性课题等正弦定理、余弦定理是关于任意三角形边角之间关系的两个重要定理,教科书通过向量的数量积把三角形的边与角联系起来,推导出了这两个定理,并运用这两个定理初步解决了测量、工业、几何等方面的实际问题为培养学生的创新意识和实践能力,激发学生学习数学的好奇心,启发学生能够发现问题和提出问题,学会分析问题和创造性地解决问题,本节中安排了一个实习作业和研究性课题教学中要加以实施为扩大学生的知识面,本章中还安排了两个阅读材料,即“向量的三种类型”和“人们早期怎样测量地球的半径”本章重点是向量的概念,向量的几何表示和坐标表示,向量的线性运算,平面向量的数量积,线段的定比分点和中点坐标公式,平移公式,解斜三角形等难点是向量的概念,向量运算法则的理解和运用等(二)本章教学要求1.理解向量的概念,掌握向量的几何表示,了解共线向量的概念2.掌握向量的加法与减法3.掌握实数与向量的积,理解两个向量共线的充要条件4.了解平面向量的基本定理,理解平面向量的坐标的概念,掌握平面向量的坐标运算5.掌握平面向量的数量积及其几何意义,了解用平面向量的数量积可以处理有关长度、角度和垂直的问题,掌握向量垂直的条件6.掌握平面两点间的距离公式,掌握线段的定比分点公式和中点坐标公式,并且能熟练运用,掌握平移公式7.掌握正弦定理、余弦定理,并能初步运用它们解斜三角形,能利用计算器解决斜三角形的计算问题,通过解三角形的应用的教学,继续提高运用所学知识解决实际问题的能力通过实习作业和研究性课题,培养学生从数学角度对某些日常生活中和其他学科中出现的问题进行研究探索的能力本章一开始,从帆船航行的距离和方向两个要素出发,抽象出向量的概念,并重点说明了向量与数量的区别,然后介绍了向量的几何表示、向量的长度、零向量、单位向量、平行向量、共线向量、相等向量等基本概念向量的加法与减法、实数与向量的积,实际是向量的线性运算知识的加法、加法运算律,然后用相反向量及向量的加法定义向量的减法,这样把向量的加法与减法统一了起来教科书又通过向量的加法引入了实数与向量的积的定义,接着给出了实数与向量的积的运算律,最后介绍了向量共线的充要条件和平行向量基本定理,这样为后面介绍平面向量的坐标表示奠定了理论基础在“向量及其表示”中,主要介绍有向线段,向量的定义,向量的长度,向量的表示,相等向量,相反向量,自由向量,零向量在“向量的线性运算”中,介绍向量加法的定义,向量加法的运算律;向量减法的定义,向量方程,向量长度的三角不等式;数乘向量的定义,单位向量,数乘向量的运算律在“向量的共线与共面”中,介绍平行向量,共线向量,共面向量,两个向量共线的充要条件,直线的向量方程,三个向量共面的充要条件在“向量的内积”中,介绍两个向量的夹角,向量内积的定义,向量内积的几何意义,向量内积的运算律,向量内积的性质通过建立直角坐标系,给出了向量的另一种表示式----坐标表示式,这样就使得向量与它的坐标建立起了一一对应的关系,然后给出了向量的加法、减法及实数与向量的积的坐标运算,这就为用“数”的运算处理“形”的问题搭起了桥梁在向量坐标运算的基础上,还导出了线段的定比分点坐标公式和线段的中点公式向量的数量积体现了向量的长度和三角函数之间的一种关系,特别用向量的数量积能有效地解决线段垂直的问题把向量的数量积应用到三角形中,还能解决三角形边角之间的有关问题平面向量数量积的概念,教科书是从学生熟知的功的概念引入的,在介绍了平面向量数量积的定义及几何意义之后,又介绍了平面向量数量积的5个重要性质、运算律及其坐标表示特别通过两个向量数量积的坐标表示,很容易推导出平面内两点间的距离公式本大节的最后,介绍了平移(这里讲的平移是指图象的平移)接着推导出了平移公式,并举例说明了平移公式的应用对这一章中概念的处理,是根据概念在教科书中的地位、作用及特点,对不同的概念采用不同的处理方式一些概念是通过例举反映概念实质的具体的对象,并充分发挥几何图形的直观的特点,使学生在感性认识的基础上建立概念,并理解概念的实质,像向量的概念等;一些概念则不仅给出严格的定义,还要分析满足定义的充要条件,要求学生理解、记忆,并通过适当的练习,让学生会用,像向量数量积的概念等这一章中的一些例题,不是先给出解法,而是先进行分析,探索出解题思路,再给出解法解题后,有的还总结出解决该题时运用的数学思想和数学方法,有的还让学生进一步考虑相关的问题关于向量运算,是借助于几何直观,并通过与数的对比引入,这样便于学生接受例如,关于向量的减法,在向量代数中,常有两种定义方法,第一种是将向量的减法定义为向量加法的逆运算,也就是,如果a+x=b,则 x叫做向量b与a的差这样,作b-a时,可先在平面内取一点O,再作,则就是b-a第二种方法是在相反向量的基础上,通过向量的加法定义向量的减法,即已知a、b,定义b-a=b+(-a)在这种定义下,作b-a时,可先在平面内任取一点O,作则由向量加法的平行四边形法则知,由于b+(-a)=b-a,即就是b-a实验表明,对中学生来讲,用这一种定义方法,学生不易理解向量减法的定义,但很容易作b-a而用第二种定义方法,学生根容易接受b-a=b+(-a),但作b-a较繁为便于学生接受,在定义向量的减法时,先给出相反的向量(对比初中代数中的相反数),再把b-a定义为b+(-a),并告诉学生,作b-a时,只要按教科书图作出即可(三)注意培养学生的思维能力注意对学生思维能力的培养,对知识的处理,都尽量设计成让学生自己观察、比较、猜想、分析、归纳、类比、想象、抽象、概括的形式,从而培养学生的思维能力对于解斜三角形,教科书是这样引入的:“在初中,我们已会解直角三角形,就是说,已会根据直角三角形中的边与角求出未知的边与角那么,如何来解斜三角形呢?也就是如何根据斜三角形中已知的边与角求出未知的边与角呢?”通过设问,引起学生思考(四)注意数学思想方法的渗透在这一章中,从引言开始,就注意结合具体内容渗透数学思想方法海中航行时的位移,渗透数学建模的思想通过介绍相等向量及有关作图的训练,渗透平移变换的思想由于向量具有两个明显特点——“形”的特点和“数”的特点,这就使得向量成了数形结合的桥梁,向量的坐标实际是把点与数联系了起来,进而可把曲线与方程联系起来,这样就可用代数方程研究几何问题,同时也可以用几何的观点处理某些代数问题,因此这部分知识还渗透了数形结合的解析几何思想(五)突出知识的应用(1)加强向量在数学知识中的应用,注意突出向量的工具性,很多公式都用向量来推导,如线段的定比分点公式、平面两点间距离公式、平移公式及正弦定理、余弦定理等(2)加强向量在物理中的应用为培养学生用向量知识解决有关物理问题的能力,在这一章的最后,安排了一个研究性课题,即向量在物理中的应用知识建立物理量之间的关系,也就是抽象成数学模型,然后再用建立起的数学模型解释相关物理现象(3)注意联系实际在这一章中,把联系实际分成三个层次:第一层次,在知识的引入上联系实际例如,向量的概念从帆船航行的位移引入,平面向量的数量积从力作的功引入第二层次,引导学生用数学知识解决实际生活和生产中的问题例如,在向量的加法之后,安排了求小船实际航行的速度的例题在解斜三角形之后,专门安排了“解斜三角形应用举例”一节等第三层次,安排实习作业安排实习作业的目的是进一步巩固学生所学知识,提高学生分析问题解决问题的能力、动手操作的能力以及用数学语言表达实习过程和实习结果的能力,从而增强学生用数学的意识。
2023年高考数学一轮复习 核按钮版 课件 第5章 平面向量与复数
(3)在△ABC 中,点 M,N 满足A→M=2M→C,B→N=N→C. 若M→N=xA→B+yA→C,则 x=__________; y=__________.
解:因为A→M=2M→C,所以A→M=23A→C. 因为B→N=N→C,所以A→N=12(A→B+A→C),所以M→N=A→N-A→M =12(A→B+A→C)-23A→C=12A→B-16A→C,所以 x=12,y=-16. 故填12;-16.
3. 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 b=λa.
【常用结论】
4. 加法运算的推广 (1)加法运算的推广:A→1A2+A→2A3+…+An-1An=A→1An. (2)向量三角不等式:||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|. 两向量不共线时,可由“三角形中任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第 三边”知“<”成立;两向量共线时,可得出“=”成立(分同向、反向两种不同情形). 5. 线性运算重要结论 (1)若 P 为线段 AB 的中点,O 为平面内任一点,则O→P=12(O→A+O→B). (2)若 G 为△ABC 的重心,则G→A+G→B+G→C=0. (3)若O→A=λO→B+μO→C(λ,μ为实数),则点 A,B,C 共线的充要条件是 λ+μ=1.
【点拨】 进行向量的线性运算时,要尽可能转化到平行四边形或三角形中,选用从同一顶点 出发的基本向量或首尾相接的向量,运用向量加、减法运算及数乘运算来解决.
(1)(2020 届河南高三开学摸底)如图所示的△ABC 中,点 D,E,F 分别在边 BC,AC,
AD 上,且 BD=DC,AE=2EC,DF=2AF,则向量E→F=
(2021 宁夏大学附属中学高一月考)若 a=2e1+e2,b=-2e1+3e2,则以下向量中与 2a+b 共
2018版数学(理)大复习讲义第五章平面向量5
1。
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.其中,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。
平面向量的坐标运算(1)向量加法、减法、数乘及向量的模设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a+b=(x1+x2,y1+y2),a-b=(x1-x2,y1-y2),λa=(λx1,λy1),|a|=错误!.(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(x1,y1),B(x2,y2),则错误!=(x2-x1,y2-y1),|错误!|=错误!。
3.平面向量共线的坐标表示设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2)(a≠0),如果a∥b,那么x1y2-x2y1=0;反过来,如果x1y2-x2y1=0,那么a∥b。
【知识拓展】1.若a与b不共线,λa+μb=0,则λ=μ=0。
2.设a=(x1,y1),b=(x2,y2),如果x2≠0,y2≠0,则a∥b⇔错误!=错误!.【思考辨析】判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)平面内的任何两个向量都可以作为一组基底.(×)(2)若a,b不共线,且λ1a+μ1b=λ2a+μ2b,则λ1=λ2,μ1=μ2。
(√) (3)平面向量的基底不唯一,只要基底确定后,平面内的任何一个向量都可被这组基底唯一表示.(√)(4)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b的充要条件可表示成错误!=错误!.(×)(5)当向量的起点在坐标原点时,向量的坐标就是向量终点的坐标。
(√)1。
(教材改编)如果e1,e2是平面α内所有向量的一组基底,λ,μ是实数,则下列说法中正确的有______.(填序号)①若λ,μ满足λe1+μe2=0,则λ=μ=0;②对于平面α内任意一个向量a,使得a=λe1+μe2成立的实数λ,μ有无数对;③线性组合λe1+μe2可以表示平面α内的所有向量;④当λ,μ取不同的值时,向量λe1+μe2可能表示同一向量。
高考数学一轮复习第5章平面向量第1节平面向量的概念及线性运算课件理新人教A版
[最新考纲] 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.
[考情分析]
[核心素养]
平面向量的相关概念,平面向量的线性运算,共线向 1.数学运算
量定理及其应用仍是 2021 年高考考查的热点,题型仍将是 2.直观想象
选择题与填空题,分值为 5 分.
1
课 前 ·基 础 巩 固
‖知识梳理‖ 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 3 ___0______的向量,其方向是任意的. (3)单位向量:长度等于 4 _1_个__单__位___的向量.
(2)∵ka+b 与 a+kb 共线, ∴存在实数 λ,使 ka+b=λ(a+kb),即(k-λ)a=(λk-1)b. 又 a,b 是两个不共线的非零向量, ∴kλk--λ=1=0,0. ∴k2-1=0.∴k=±1.
|变式探究| 1.若将本例(1)中“B→C=2a+8b”改为“B→C=a+mb”,则 m 为何值时,A,B,D 三点共线? 解:B→D=B→C+C→D=(a+mb)+3(a-b)=4a+(m-3)b, 若 A,B,D 三点共线,则存在实数 λ,使B→D=λA→B, 即 4a+(m-3)b=λ(a+b),∴4m=-λ3,=λ,解得 m=7. 故当 m=7 时,A,B,D 三点共线.
法则(或几何意义)
运算律
交换律:a+b= 8 __b_+__a____;
结 合 律 : (a + b) + c = 9 _a_+__(b_+__c_)_
第五章 平面向量
第一节平面向量的概念与线性运算一、知识梳理1.向量的有关概念(1).向量:既有 ,又有的量叫向量;通常记为 ;长度为的向量是零向量,记作: ; 的向量,叫单位向量.(2).平行向量(或共线向量)记作: ;规定:零向量与任何向量 .(3).相等向量:(4).相反向量:2.向量加法与减法(1).向量加法按法则或法则;向量加运算律:交换律: ;结合律:(2).向量减法作法:3.实数与向量的积(1). 实数与向量a的积是一个向量,记作,它的长度与方向规定如下:长度:方向:(2).运算律4.共线定理:5.平面向量基本定理:6.基底:二、考点分析考点一:平面向量的基本概念例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 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;其中正确的序号是。
例2:设0为单位向量,(1)若为平面内的某个向量,则=||·0;(2) 若与a0平行,则=||·0;(3)若与0平行且||=1,则=0。
上述命题中,假命题个数是()A.0 B.1 C.2 D.3考点二:平面向量的线性运算例2:如图所示,已知正六边形ABCDEF,O是它的中心,若BA=a,BC=b,试用a,b将向考点三:平面向量共线定理例3:如图所示,△ABC 中,点M 是BC 的中点,点N 在AC 边上,且AN=2NC,AM 与BN 相交于点P,求AP :PM 的值.三、课堂检测1.(2010•四川)设点M 是线段BC 的中点,点A 在直线BC 外,2BC =16,||||,AB AC AB AC +=-则|AM |=( )A.8B.4C.2D.12.已知△ABC 中,点D 在BC 边上,且2,,CD DB CD r AB sAC ==+则r+s 的值是( )24..33A B C.-3 D.0 3.平面向量a,b 共线的充要条件是( )A.a,b 方向相同B.a,b 两向量中至少有一个为0C.存在λ∈R,使b=λ aD.存在不全为零的实数λ1,λ2,使λ1a+λ2b=04.已知O 、A 、B 是平面上的三个点,直线AB 上有一点C,满足20,AC CB +=则OC 等于( )2112.2.2..3333A OA OB B OA OBC OA OBD OA OB --+--+5.设D 、E 、F 分别是△ABC 的三边BC 、CA 、AB 上的点,且2,2,2,DC BD CE EA AF FB ===则AD BE CF ++与()BCA.反向平行B.同向平行C.不平行D.无法判断6.已知a,b 是不共线的向量,AB =λa+b,AC =a+μb,(λ,μ∈R),那么A 、B 、C 三点共线的充要条件为()A.λ+μ=2B.λ-μ=1C.λμ=-1D.λμ=1 7、关于非零向量,有下列四个命题 ① “||+||=||”的充要条件是“方向相同”; ② “||+||=||”的充要条件是“方向相反”; ③ “||+||=||”的充要条件是“有相等的模”;④“||-||=||”的充要条件是“方向相同”;其中真命题的个数是(A ) 1个 (B )2个 (C )3个 (D )4个8.若点O 是△ABC 所在平面内的一点,且满足|||2|OB OC OB OC OA -=+-,则△ABC 的形状为________.9.在平行四边形ABCD 中,E 、F 分别是边CD 和BC 的中点,若AC =λAE +u ,AF 其中λ,u∈R,则λ+u=________.10.如图,平面内有三个向量OA 、OB 、,OC 其中OA 与OB 的夹角为120°,OA 与OC 的夹角为30°,且|OA |=|OB |=1,|OC |=若OC =λOA +μOB (λ,μ∈R),则λ+μ的值为_______11.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 的值为________.第二节 平面向量的基本定理及坐标表示一、知识梳理1.平面向量基本定理如果e 1,e 2是同一平面内的两个 向量,那么对于这一平面内的任意向量a , 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 . 2.平面向量的坐标运算(1)向量的加法、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 = ,a -b = , λa = ,|a |= (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 ―→= , |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 ⇔ . 基础检测1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)平面内的任何两个向量都可以作为一组基底.( )(2)若a ,b 不共线,且λ1a +μ1b =λ2a +μ2b ,则λ1=λ2,μ1=μ2.( )(3)平面向量的基底不唯一,只要基底确定后,平面内的任何一个向量都可被这组基底唯一表示.( )(4)若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件可表示成x 1x 2=y 1y 2.( )2.已知平面向量a =(1,1),b =(1,-1),则向量12a -32b =( )A .(-2,-1)B .(-2,1)C .(-1,0)D .(-1,2) 3.设向量a =(x,1),b =(4,x ),且a ,b 方向相反,则x 的值是( ) A .2 B .-2 C .±2 D .04.已知平行四边形ABCD 中,AD ―→=(3,7),AB ―→=(-2,3),对角线AC 与BD 交于点O ,则CO ―→的坐标为( )A.⎝⎛⎭⎫-12,5B.⎝⎛⎭⎫12,5C.⎝⎛⎭⎫12,-5D.⎝⎛⎭⎫-12,-5 5.已知向量a =(1,3),b =(-2,k ),且(a +2b )∥(3a -b ),则实数k =________.6.在▱ABCD 中,AB ―→=a ,AD ―→=b ,AN ―→=3NC ―→,M 为BC 的中点,则MN ―→=________(用a ,b 表示).二、考点分析考点一 平面向量基本定理及其应用例1.1.如图,在△ABC 中,BE 是边AC 的中线,O 是边BE 的中点,若AB =a ,AC =b ,则AO =( )A.12a +12b B.12a +13b C.14a +12b D.12a +14b2.已知向量e 1,e 2不共线,实数x ,y 满足(3x -4y )e 1+(2x -3y )e 2=6e 1+3e 2,则2x -y =________.3.如图,已知▱ABCD 的边BC ,CD 的中点分别是K ,L ,且AK ―→=e 1,AL ―→=e 2,试用e 1,e 2表示BC ―→,4.如图,以向量OA ―→=a ,OB ―→=b 为邻边作▱OADB ,BM ―→=13BC ―→,CN ―→=13CD ―→,用a ,b 表示OM ―→,ON ―→,MN ―→.✧ 方法总结1.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.2.应用平面向量基本定理应注意的问题(1)只要两个向量不共线,就可以作为平面向量的一组基底,基底可以有无穷多组.(2)利用已知向量表示未知向量,实质就是利用平行四边形法则或三角形法则进行向量的加减运算或数乘运算.考点二 平面向量的坐标运算例2.1.若向量a =(2,1),b =(-1,2),c =⎝⎭⎫0,52,则c 可用向量a ,b 表示为( ) A.12a +b B .-12a -b C.32a +12b D.32a -12b 2.(2018·江西九校联考)已知O 为坐标原点,向量OA ―→=(2,3),OB ―→=(4,-1),且AP ―→=3PB ―→,则|OP ―→|=________.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.✧ 方法总结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的加、减、数乘运算的法则来进行求解,若已知有向线段两端点的坐标,则应先求向量的坐标.要注意点的坐标和向量的坐标之间的关系,一个向量的坐标等于向量终点的坐标减去始点的坐标.(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例3.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.1.平面向量共线的充要条件的2种形式(1)若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件是x 1y 2-x 2y 1=0. (2)若a ∥b (b ≠0),则a =λb .2.共线问题解含参,列出方程求得解向量共线的坐标表示既可以判定两向量平行,也可以由平行求参数.当两向量的坐标均非零时,也可以利用坐标对应成比例来求解.变式3.已知向量a =(1,2),b =(1,0),c =(3,4).若λ为实数,(a +λb )∥c ,则λ=( ) A.14 B.12 C .1 D .2三、课堂检测1.向量a ,b 满足a +b =(-1,5),a -b =(5,-3),则b =( )A .(-3,4)B .(3,4)C .(3,-4)D .(-3,-4)2.若向量AB ―→=(2,4),AC ―→=(1,3),则BC ―→=( )A .(1,1)B .(-1,-1)C .(3,7)D .(-3,-7)3.已知向量a =(5,2),b =(-4,-3),c =(x ,y ),若3a -2b +c =0,则c =( )A .(-23,-12)B .(23,12)C .(7,0)D .(-7,0)4.在平行四边形ABCD 中,AC 为一条对角线,若AB ―→=(2,4),AC ―→=(1,3),则BD ―→=( )A .(-2,-4)B .(-3,-5)C .(3,5)D .(2,4)5.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 =(c os A ,sin B )平行,则A =( )A.π6B.π3C.π2D.2π36.在△ABC 中,P ,Q 分别是AB ,BC 的三等分点,且AP =13AB ,BQ =13BC ,若AB ―→=a ,AC ―→=b ,则PQ ―→=( )A.13a +13b B .-13a +13b C.13a -13b D .-13a -13b 7.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________. 8.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 .9.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________. 10.已知梯形ABCD ,其中AB ∥DC ,且DC =2AB ,三个顶点A (1,2),B (2,1),C (4,2),则点D 的坐标为________.5.已知A (-3,0),B (0,3),O 为坐标原点,C 在第二象限,且∠AOC =30°,OC ―→=λOA ―→+OB ―→,则实数λ的值为________.3.(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.(2)两个向量的数量积是一个实数,向量的加、减、数乘运算的运算结果是向量.( ) (3)由a ·b =0可得a =0或b =0.( ) (4)(a ·b )c =a (b ·c ).( )(5)两个向量的夹角的范围是⎣⎡⎦⎤0,π2.( ) 2.已知a ·b =-122,|a |=4,a 和b 的夹角为135°,则|b |的值为( ) A .12 B .6 C .3 3D .33.已知向量a ,b 满足|a |=1,|b |=23,a 与b 的夹角的余弦值为sin 17π3,则b ·(2a -b )等于( ) A .2 B .-1 C .-6D .-184.(2017·全国卷Ⅱ)设非零向量a ,b 满足|a +b |=|a -b |,则( ) A .a ⊥b B .|a |=|b | C .a ∥bD .|a |>|b |5.(2017·全国卷Ⅰ)已知向量a =(-1,2),b =(m,1).若向量a +b 与a 垂直,则m =________. 6.已知|a |=5,|b |=4,a 与b 的夹角θ=120°,则向量b 在向量a 方向上的投影为________.二、考点分析考点一 平面向量的数量积的运算1.设向量a =(-1,2),b =(m,1),如果向量a +2b 与2a -b 平行,那么a 与b 的数量积等于( ) A .-72 B .-12 C.32 D.522.已知向量a 与b 的夹角为60°,且a =(-2,-6),|b |=10,则a ·b =________. 3.已知两个单位向量e 1,e 2的夹角为π3,若向量b 1=e 1-2e 2,b 2=3e 1+4e 2,则b 1·b 2=________.✧ 方法总结向量数量积的2种运算方法4.(2018·云南第一次统一检测)在▱ABCD 中,|AB ―→|=8,|AD ―→|=6,N 为DC 的中点,BM ―→=2MC ―→,则AM ―→·NM ―→=( )A .48B .36C .24D .125.(2018·石家庄质检)在△ABC 中,已知AB ―→与AC ―→的夹角为90°,|AB ―→|=2,|AC ―→|=1,M 为BC 上的一点,且AM ―→=λAB ―→+μAC ―→ (λ,μ∈R),且AM ―→·BC ―→=0,则λμ的值为________.6.(2017·北京高考)已知点P 在圆x 2+y 2=1上,点A 的坐标为(-2,0),O 为原点,则AO ―→·AP ―→的最大值为________. ✧ 方法总结计算有关平面几何中数量积的方法(1)根据图形之间的关系,用长度和相互之间的夹角都已知的向量分别表示出向量a ,b ,然后再根据平面向量的数量积的定义进行计算求解.(2)若图形适合建立平面直角坐标系,可建立坐标系,求出a ,b 的坐标,通过坐标运算法则求得.考点二 平面向量数量积的性质角度(一) 平面向量的模1.(2017·全国卷Ⅰ)已知向量a ,b 的夹角为60°,|a |=2,|b |=1,则|a +2b |=________ 2.如图,在△ABC 中,O 为BC 的中点,若AB =1,AC =3,AB ―→与AC ―→的夹角为60°,则|OA ―→|=________.✧ 方法总结 求向量模的常用方法(2)若向量a ,b 是以非坐标形式出现的,求向量a 的模可应用公式|a |2=a 2=a ·a ,或|a ±b |2=(a ±b )2=a 2±2a ·b +b 2,先求向量模的平方,再通过向量数量积的运算求解.角度(二) 平面向量的夹角3.(2018·成都二诊)已知平面向量a ,b 的夹角为π3,且|a |=1,|b |=12,则a +2b 与b 的夹角是( )A.π6B.5π6C.π4D.3π44.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 =( )A .-2B .-1C .1D .2 ✧ 方法总结求向量夹角问题的方法(1)当a ,b 是非坐标形式时,求a 与b 的夹角θ,需求出a ·b 及|a |,|b |或得出它们之间的关系; (2)若已知a =(x 1,y 1)与b =(x 2,y 2),则cos 〈a ,b 〉=x 1x 2+y 1y 2x 21+y 21·x 22+y 22. [注意] 〈a ,b 〉∈[0,π].角度(三) 平面向量的垂直5.(2018·湘中名校联考)已知向量a =(x ,3),b =(x ,-3),若(2a +b )⊥b ,则|a |=( )A .1 B. 2 C. 3 D .26.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________.✧方法总结1.利用坐标运算证明两个向量的垂直问题坐标运算公式,计算出这两个向量的数量积为0即可.2.已知两个向量的垂直关系,求解相关参数的值根据两个向量垂直的充要条件,列出相应的关系式,进而求解参数.变式2.1.(2018·广东五校协作体诊断)已知向量a =(λ,1),b =(λ+2,1),若|a +b |=|a -b |,则实数λ的值为( )A .-1B .2C .1D .-22.(2017·山东高考)已知e 1,e 2是互相垂直的单位向量.若3e 1-e 2与e 1+λe 2的夹角为60°,则实数λ的值是________.3.已知AB ―→·BC ―→=0,|AB ―→|=1,|BC ―→|=2,AD ―→·DC ―→=0,则|BD ―→|的最大值为________.考点三 平面向量与三角函数的综合例3.(2017·江苏高考)已知向量a =(c os x ,sin x ),b =(3,-3),x ∈[0,π]. (1)若a ∥b ,求x 的值;(2)记f (x )=a ·b ,求f (x )的最大值和最小值以及对应的x 的值.✧ 方法总结平面向量与三角函数的综合问题的解题思路(1)给出的向量坐标中含有三角函数,求角的大小,解题思路是运用向量共线或垂直的坐标表示,或等式成立的条件等,得到三角函数的关系式,然后求解.(2)给出的向量坐标中含有三角函数,求向量的模或者向量的其他表达形式,解题思路是利用向量的运算,结合三角函数在定义域内的有界性或基本不等式进行求解.变式3.已知函数f (x )=a ·b ,其中a =(2cos x ,-3sin 2x ),b =(cos x,1),x ∈R. (1)求函数y =f (x )的单调递减区间;(2)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,f (A )=-1,a =7,且向量m =(3,sin B )与n =(2,sin C )共线,求边长b 和c 的值.三、课堂检测1.(2018·洛阳第一次统一考试)已知平面向量a ,b 满足|a |=2,|b |=1,a 与b 的夹角为2π3,且(a +λb )⊥(2a -b ),则实数λ的值为( )A .-7B .-3C .2D .32.已知平面向量a ,b 的夹角为π3,且a ·(a -b )=2,|a |=2,则|b |等于( )A. 2 B .2 3 C .4 D .23.已知向量a =(-1,2),b =(3,1),c =(x,4),若(a -b )⊥c ,则c ·(a +b )=( ) A .(2,12) B .(-2,12) C .14 D .104.(2018·湘中名校联考)平面向量a 与b 的夹角为45°,a =(1,1),|b |=2,则|3a +b |等于( ) A .13+6 2 B .2 5 C.30 D.345.若单位向量e 1,e 2的夹角为π3,向量a =e 1+λe 2(λ∈R),且|a |=32,则λ=( )A .-12 B.32-1 C.12 D.326.(2018·西安八校联考)已知点A (-1,1),B (1,2),C (-2,-1),D (3,4),则向量CD ―→在BA ―→方向上的投影是( )A .-3 5B .-322C .3 5 D.3227.已知平面向量a ,b 满足a ·(a +b )=3,且|a |=2,|b |=1,则向量a 与b 的夹角的正弦值为________.8.(2018·张掖一诊)已知平面向量a ,b 满足|a |=|b |=1,a ⊥(a -2b ),则|a +b |=________. 9.已知向量m =(λ+1,1),n =(λ+2,2),若(m +n )⊥(m -n ),则向量m ,n 的夹角的余弦值为________.10.如图所示,在等腰直角三角形AOB 中,OA =OB =1,AB ―→=4AC ―→,则OC ―→·(OB ―→-OA ―→)=________.11.(2018·惠州三调)若O 为△ABC 所在平面内任一点,且满足(OB ―→-OC ―→)·(OB ―→+OC ―→-2OA ―→)=0,则△ABC 的形状为( )A .等腰三角形B .直角三角形仁荣中学2019届高三文科数学一轮复习导学案------专题五 平面向量11C .正三角形D .等腰直角三角形12.(2017·全国卷Ⅱ)已知△ABC 是边长为2的等边三角形,P 为平面ABC 内一点,则P A ―→·(PB ―→+PC ―→)的最小值是( )A .-2B .-32C .-43D .-113.(2017·浙江高考)如图,已知平面四边形ABCD ,AB ⊥BC ,AB =BC =AD =2,CD =3,AC 与BD 交于点O .记I 1=OA ―→·OB ―→,I 2=OB ―→·OC ―→,I 3=OC ―→·OD ―→,则( )A .I 1<I 2<I 3B .I 1<I 3<I 2C .I 3<I 1<I 2D .I 2<I 1<I 314.(2018·广东五校协作体第一次诊断考试)已知向量a =(1,3),b =(3,m ),且b 在a 方向上的投影为3,则向量a 与b 的夹角为________.15.已知向量a =⎝⎛⎭⎫-12,32,OA ―→=a -b ,OB ―→=a +b ,若△OAB 是以O 为直角顶点的等腰直角三角形,则△OAB 的面积为________.16.已知|a |=4,|b |=8,a 与b 的夹角是120°.(1)计算:①|a +b |,②|4a -2b |;(2)当k 为何值时,(a +2b )⊥(k a -b ).17.在平面直角坐标系xOy 中,点A (-1,-2),B (2,3),C (-2,-1). (1)求以线段AB ,AC 为邻边的平行四边形两条对角线的长. (2)设实数t 满足(AB ―→-t OC ―→)·OC ―→=0,求t 的值.。
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【推荐】江苏省13大市2013年高三历次考试数学试题分类汇编5:平面向量 一、填空题
1 .(苏北三市(徐州、淮安、宿迁)2013届高三第二次调研考试数学试卷)如图,在等腰
三角形ABC 中,已知F E A AC AB ,,120,1︒===分别是边AC AB ,上的点,且,,AC n AF AB m AE ==其中),1,0(,∈n m 若BC EF ,的中点分别为,,N M 且,14=+n m 则MN 的最小值是_____.
【答案】7 2 .(南通市2013届高三第一次调研测试数学试卷)在△ABC 中,若
AB =1,AC =3,||||AB AC BC +=,则||
BA BC BC ⋅=________. 【答案】答案:12
.
本题主要考查向量与解三角形的有关知识.
满足||||AB AC BC +=的A ,B ,C 构成直角三角形的三个顶点,且∠A 为直角,于是BA BC ⋅=2BA =1 3 .(南京市、淮安市2013届高三第二次模拟考试数学试卷)在ABC ∆中,已知
AB=2,BC=3,60ABC ∠=︒,BD ⊥AC,D 为垂足,则BD BC ⋅的值为____.
【答案】277
A
B M N E
F 第14题
4 .(苏州市2012-2013学年度第一学期高三期末考试数学试卷)已知向量a ,b ,满足1a =,()(2)0a b a b +-=,则b 的最小值为___________.
【答案】12
5 .(江苏省苏锡常镇四市2013届高三教学情况调研(一)数学试题)在平面直角坐标系xOy
中,(1,0)A ,函数x y e =的图像与y 轴的交点为B ,P 为函数x y e =图像上的任意一点,则OP AB 的最小值_______.
【答案】1
6 .(江苏省苏锡常镇四市2013届高三教学情况调研(一)数学试题)已知向量a ,b 的夹角
为045,且1a =,210a b -=,则b =________. 【答案】32
7 .(南京市、盐城市2013届高三第三次模拟考试数学试卷)在平面直角坐标系xOy 中,已
知OA →=(3,-1),OB →=(0,2).若OC →·AB →=0,AC →=λOB →,则实数λ的值为________.
【答案】2
8 .(常州市2013届高三教学期末调研测试数学试题)已知向量a ,b 满足
()22,4a b +=-,()38,16a b -=-,则向量a ,b 的夹角的大小为______.
【答案】
9 .(镇江市2013届高三上学期期末考试数学试题)已知向量(12,2)a x =-,()2,1b -=,若a b ⊥,
则实数x =______.
【答案】0;
10.(江苏省盐城市2013届高三年级第二次模拟考试数学试卷)若1e ,2e 是两个单位向量,212e e a -=,2145e e b +=,且a ⊥b ,则1e ,2e 的夹角为________.
【答案】
23
π 11.(连云港市2012-2013学年度第一学期高三期末考试数学试卷)在平面直角坐标系xOy 中,已知圆(x 1)2+(y 1)2=4,C 为圆心,
点P 为圆上任意一点,则OP CP ⋅的最大值为____.
【答案】4+22;
12.(江苏省泰州、南通、扬州、宿迁、淮安五市2013届高三第三次调研测试数学试卷)在
平面四边形ABCD 中,点E ,F 分别是边AD ,BC 的中点,且AB 1=,2EF =,CD 3=.
若15AD BC ⋅=,则AC BD ⋅的值为______.
【答案】13
13.(扬州、南通、泰州、宿迁四市2013届高三第二次调研测试数学试卷)在平面直角坐标
系中,已知向量AB = (2,1),向量AC = (3,5),则向量BC 的坐标为____.
【答案】(1,4)
14.(江苏省无锡市2013届高三上学期期末考试数学试卷)已知向量a=(-2,2),b=(5,k).
若|la+b|不超过5,则k 的取值范围是________.
【答案】[6,2]-
15.(扬州市2012-2013学年度第一学期期末检测高三数学试题)已知向量()()k b a ,1,1,2-==,
若⊥,则k 等于____.
【答案】2
16.(南京市、盐城市2013届高三年级第一次模拟考试数学试题)如图, 在等腰三角形ABC
中, 底边2=BC , DC AD =, 12AE EB =, 若12BD AC ⋅=-, 则AB CE ⋅= .
【答案】0 17.(镇江市2013届高三上学期期末考试数学试题)在菱形ABCD
中,23AB =,23
B π∠=,3B
C BE =,3DA DF =,则EF AC ⋅=______. 【答案】12-;
18.(2012-2013学年度苏锡常镇四市高三教学情况调研(二)数学试题)已知向量a ,b 满
足2a =,1b =,且对一切实数x ,a xb a b +≥+恒成立,则a 与b 的夹角大小为______.
【答案】
34π 二、解答题
19.(江苏省泰州市2012-2013学年度第一学期期末考试高三数学试题)已知向量
a=(cos λθ,cos(10)λθ-),b=(sin(10)λθ-,sin λθ),,R λθ∈
(1)求22a b +的值;(2)若a b ⊥,求θ;(3)20π
θ=,求证:a b
【答案】(1)∵|a |=cos 2λθ+cos 2(10-λ)θ ,|b |=sin 2(10-λ)θ+sin 2λθ (算1
个得1分) [来源:学|科|网Z|X|X|K] |a |2+|b |2=2, (2)∵a ⊥b ,∴cos λθ·sin(10-λ)θ +cos(10-λ) θ·sin λθ=0 [来源:学,科,网] ∴sin((10-λ) θ+λθ)=0,∴sin10θ=0 ∴10θ=k π,k ∈Z,∴θ=
10πk ,k ∈Z (3)∵θ=
20π, cos λθ·sin λθ-cos(10-λ) θ·sin[(10-λ) θ] [来源:学科网ZXXK]
=cos
20λπ·sin 20λπ-cos(2π-20λπ)·sin(2π-20λπ) =cos 20λπ·sin 20λπ-sin 20λπ·cos 20λπ=0, ∴a ∥b。