向量在解析几何中的应用
平面向量的解析几何应用
平面向量的解析几何应用平面向量是解析几何中一个重要的概念,它在几何学中有着广泛的应用。
本文将介绍平面向量的基本概念及其在解析几何中的应用。
一、平面向量的基本概念平面向量是指在平面内用有向线段表示的量。
它具有大小和方向两个重要的特征。
平面向量常用字母加上箭头进行表示,例如向量a用符号→a表示。
平面向量有一系列常用的运算,包括加法、减法、数乘和点乘等。
其中,向量的加法和减法可以通过平行四边形法则进行计算,数乘则是将向量与一个标量相乘,点乘则是两个向量相乘并求和的运算。
二、平面向量的坐标表示平面向量也可以用坐标进行表示。
通常情况下,我们将平面上的一个点的坐标表示为(x, y),那么该点对应的平面向量可以表示为(→a) = (x, y)。
在平面直角坐标系中,平面向量还可以用分量表示。
例如,向量→a可以表示为(→a) = a1i + a2j,其中a1和a2分别是向量在x轴和y 轴上的分量,i和j分别是x轴和y轴的单位向量。
三、1. 向量的位移平面向量的位移是指描述一个点从一个位置移动到另一个位置的向量。
我们可以利用平面向量的减法来计算两个点之间的位移向量。
2. 向量的共线与共面如果两个向量的方向相同或相反,则它们是共线的;如果三个向量在同一平面上,则它们是共面的。
通过判断向量的共线关系和共面关系,我们可以解决许多几何问题,例如判断三点是否共线等。
3. 向量的垂直关系两个向量垂直的条件是它们的点积等于零。
通过应用向量的点乘运算,我们可以判断两个向量是否垂直。
4. 向量的投影平面向量的投影指的是将一个向量投影到另一个向量上的过程。
通过计算向量的投影,我们可以解决直角三角形的问题,例如计算角度、长度等。
5. 三角形的面积三角形的面积可以通过平面向量的叉乘运算来计算。
通过计算三个顶点所对应的向量的叉乘,我们可以得到三角形的面积。
6. 直线和平面的关系平面向量可以用来描述直线和平面的关系。
例如,我们可以用平面向量表示直线的方向,利用向量运算来判断两个直线是否平行或垂直,以及直线和平面的交点等。
向量知识在平面解析几何中的应用
向量知识在平面解析几何中的应用近年来,向量知识在平面解析几何中的应用受到越来越多的关注。
解析几何是研究二维空间上的几何图形,其中向量知识通常是帮助理解和解决几何问题的重要工具。
举例来说,本文将重点介绍平面解析几何中向量知识的三个典型应用,包括表示几何对象、分析基本性质和构造几何图形。
首先,表示几何对象是平面解析几何中最基础、最重要的应用。
在几何学中,我们往往会用向量来表示一个几何对象,其中向量可以表示一个点、一条直线或一个平面。
例如,我们可以用向量P = (x, y)表示一个平面上的点P,而用向量A = (a, b, c)表示一条直线A,用向量N = (n1, n2, n3)表示一个平面N。
不仅如此,我们还可以用向量来表示几何对象之间的位置关系,其中向量和运算可以表示平面上点与点、点与直线、直线与直线的距离或垂直关系。
其次,分析基本性质是平面解析几何中常用的应用。
在平面解析几何中,我们可以利用向量知识来分析几何对象的基本性质,比如线段的长度、平行线间的距离或者大圆弧的弧长等等。
计算这些基本性质往往要求我们掌握向量的加减运算以及向量的点积与叉积。
同时,我们可以利用向量知识来确定点与点之间的距离、点在直线上的坐标、直线与直线的位置关系等等,这些知识的应用可以大大提高我们的解决能力。
最后,构造几何图形也是向量知识在平面解析几何中的重要应用。
一般来说,在解析几何中,我们往往要根据给定的构造要求绘制几何图形,这要求我们充分运用向量知识来确定各个图形的位置关系和几何性质。
例如,我们可以根据给定点P、Q和R,通过运用向量知识来构造三角形PQR,或者根据给定的直线ABC点,通过运用向量知识来构造向量AB和向量AC的夹角等等。
综上所述,向量知识在平面解析几何中有着重要的应用。
它不仅可以帮助我们更好地表示几何对象,分析基本性质,还可以用来构造几何图形,有效地指导我们解决几何问题。
因此,学习和掌握向量知识对于掌握平面解析几何是至关重要的。
向量在解析几何中的几点应用
向量在解析几何中的几点应用作者:董中枝来源:《新课程·中旬》2015年第06期向量具有代数和几何的双重身份,融数形于一体。
而解析几何是将数与形结合在一起,故向量与解析几何有着密切的联系。
而解析几何用常规解法往往运算比较繁琐,运用向量作为工具可起到化难为易,化繁为简的效果,使学生开拓思路,减轻负担。
下面就几个方面看看向量在解析几何中的应用。
一、向量和差运算与线段中点的结合例1.设A,B是抛物线y2=2x+8上两点,O为坐标原点,且 = ,点P的坐标为(0,1),求直线AB的斜率。
解:设A(x1,y1),B(x2,y2),∴x1= ,∴x2= ,∵ = ,∴P是AB的中点,∴y1+y2=2kAB= = = =1∴直线AB的斜率为1。
二、向量的数乘与垂直的结合例2.已知M(x0,y0)是圆x2+y2=r2上的一点,求过点M的圆的切线方程。
解:设切线上除点M外另一点P(x,y)则OP⊥MP,∴ · =0=(x,y), =(x-x0,y-y0)∴x(x-x0)+y(y-y0)=0,整理得xx0+yy0=r2故所求切线方程为xx0+yy0=r2。
此方法避免了讨论切线斜率是否存在的情况,使求解过程大大简化。
三、向量的数乘与夹角的结合例3.已知直线l1∶y=- +1,l2∶x-y+2=0,求l1与l2的夹角。
解:l1的方向向量 =(1,- ),l2的方向向量 =(1,1)· =1- , · =2cos , = =∴l1与l2的夹角为θ=arccos 。
例4.双曲线 - =1(a>0,b>0)的离心率e= ,点A与点F分别是双曲线的左顶点和右焦点,B(0,b),求∠ABF的大小。
解:A(-a,0),F(c,0) =(-a,-b), =(c,-b)e= = ?圯c=· =-ac+b2=-ac+c2-a2=a2(e2-e-1)=a2 2- -1=0∴⊥,故BA⊥BF,∴∠ABF=90°.四、向量的数乘与坐标取值范围的结合例5.椭圆 + =1的焦点为F1,F2,点P为其上的动点,当∠F1PF2为钝角时,求点P横坐标的取值范围。
向量方法在解析几何问题中的运用及其解题策略
向量方法在解析几何问题中的运用及其解题策略
向量方法是解析几何中非常重要的工具。
向量本身是一个有方向和大小的量,可以用来表示空间中的点,直线,平面等等。
在解析几何中,向量一般用箭头表示,箭头的方向表示向量的方向,箭头的长度表示向量的大小。
通过向量的定义和性质,我们可以很方便地解决解析几何中的各种问题。
在解析几何中,向量常常被用来表示空间中的点,直线,平面等等。
例如,在平面直角坐标系中,我们可以用向量表示点A和点B的坐标,然后通过向量的减法,计算出AB的向量,从而求出AB的中点,AB的长度等等。
此外,在解析几
何中,向量还可以表示直线的方向向量和法向量,从而可以求出两条直线的夹角,直线的距离等等。
对于平面与平面之间的相交问题,向量方法也比较简单直观,只需要求出两个平面的法向量,然后计算它们的夹角,就可以得出它们的交线。
在解析几何中,使用向量方法解题,需要注意一些策略。
首先要熟练掌握向量的基本定义和运算规律,理解向量的几何意义。
其次,要注意在选择坐标系的时候,应选择一个合适的坐标系,便于计算。
例如,一些问题可以通过建立三角形的重
心坐标系、中线坐标系等等来简化计算。
还要注意,在使用向量方法解决问题时,要善于联立方程,理清思路,从而得到正确的答案。
总之,向量方法在解析几何中具有重要的应用价值,通过掌握向量的定义和运算规律,以及注意解题策略,可以很方便地解决各种解析几何中的问题。
向量在解析几何中的应用探讨
源源 不断 的探 索 的素材 和 机会 , 想 我 们 苦苦 思索 一 试
道 数 学难 题 , “ 穷 水尽 疑 无 路 ” 时候 , 然 灵 感 在 山 的 忽
景 , 析几 何 的许 多 性 质 , 平 移 、 等 、 似 、 度 、 解 如 全 相 长 夹角都 可 以 由向量 的线性 运 算 及 数量 积 表 示 出来 , 因
此, 利用 向量 方 法 可 以解 决 解 析 几 何 中 的一 些 问题 .
所 以, 有位 著 名数学 教 育家 说 : 如果 学 生 在学 校 里 没 “
2 )数 学 能养成 未 来工作 的严谨 态度 、 学作 风 科 我 们 学 习数 学 过程 中需 要 多做 大 量 的 习题 , 包
括独 立 地完 成一 些较 难 而 有 启 发 性 的 习 题 , 常需 经
要学 生 经过一 段 时 间 的反 复 思 索 , 可 以锻 炼 学 生 它 的意志 力 , 养他 们 坚 韧 不 拔 、 折 不 挠 的精 神 . 培 百 数
么透 , 我算 账 时也不 用 几何 证 明 , 不 用 导数 , 更 在生 活 中数 学派不 上 用 场 , 数 学 究 竟 有 什 么用 ? 的确 , 学 ” 数 学公 式 、 数学 概 念 , 其 是 我 们 做 过 的 那 么 多 数 学 题 尤
目, 现 实生 活 中很 难 遇 到 , 是 , 问 : 早 锻炼 有 什 在 但 试 “
到探 索发 现 的 快 乐 , 许 跟 我 们 把 持 课 堂 , 让 学 生 或 不
互 动 交 流 的 原 因造 成 的 吧 ?
向量知识在平面解析几何中的应用
向量知识在平面解析几何中的应用
平面解析几何是一门涉及抽象概念和实际绘图技巧的重要数学
学科。
它的研究主要集中在理解几何学形状的属性,以及它们之间的关系。
近年来,向量知识已被视为平面解析几何的重要资源,它通过一系列的实践来增强学生关于几何形状的理解和推理能力。
向量知识的应用主要用于研究几何形状的边、角和一些基本的概念。
首先,向量知识可以用来刻画平面上的几何形状,如多边形、圆和椭圆等。
向量代表了一条线段或者一个特定的方向,使得学生可以使用它们来描述和比较不同的形状,同时能够清楚地看到它们之间的相互关系。
其次,向量知识也可以用来定义和操作几何形状的角。
它可以用来测量两个向量之间的夹角,这是识别几何图形的一项重要技能。
此外,向量还可以用来找出平行线、垂直线、平分线等。
最后,向量知识也可以用来计算平面图形的面积和周长。
这类计算有助于学生更好地理解几何形状的特征,使其能更加熟练地掌握解析几何的概念和工具。
总而言之,向量知识在平面解析几何中有着重要的作用。
它能够帮助学生更好地理解几何形状,有助于掌握解析几何的概念和工具。
向量知识的应用涵盖了描述形状、测量角度和计算面积等重要内容,为学生学习解析几何提供了强大的支持。
因此,要想更好地掌握解析几何,学生应加强向量知识的学习,以便更好地理解和掌握解析几何中的概念和工具。
向量在平面几何、解析几何中的应用
摘要:向量在平面几何与解析几何中多有应用,在历年来的高考试卷中也涉及部分向量知识。
向量知识不但让难题迎刃而解,还可让学生形成通用性规则,利用平面向量视角研究几何问题将取得良好成果与进展。
关键词:平面向量平面几何解析几何高中数学一、引言使用向量方法解题存在对应解题步骤,各步骤间联系紧密,存在逻辑顺序,在审题后需仔细核对题目题干,寻求问题突破口,在将几何问题转化为代数问题后,可实现题目的高精度运算,达到预期目的。
因此类题型具有复杂特点,在学生做题量得到提升后,学生对解答此类题目将拥有独到的个人见解,不但让图形对应特征得以描述,也让问题解决难度有所降低,下面将对相关题型与具体解题思路进行说明论证,在同学们阅读对应题干时,需带着对问题的解决思路求解。
二、向量教学存在的问题向量是高中数学的一大重点内容,在历年的高考试卷中有所涉及,也常与其他学科一同考试,为此提升向量教学效率,让学生灵活掌握向量知识,在拥有基本阅读审题能力的同时,提前了解向量习题的解题策略,不但有效保证做题效率,还让学生在复习前即可拥有一定知识储备,但现阶段教学存在的问题也较明显。
1.课内教学内容与高考试题具有脱轨性。
学生在学习人教版数学教材时,会学到复杂、零碎的知识,教师讲解新知识点时,也会向学生传授以往讲授过的知识点,用温故而知新的教学方法试图让学生快速进入学习状态,并建立对应向量学习思维。
高考试卷题量有限,不但要做到对高中阶段全部知识的灵活考查,还要做到面面俱到、照顾各个学习层次学生,并具有区分性,向量本身具有一定基础性,学生在初中阶段即接触过向量知识,在培养学生独立完成习题能力的同时,即使学生完全掌握教材教学内容,也不一定做对高考对应的向量试题,在与平面几何和立体几何综合出题考查的同时,学生对知识的综合运用能力也将决定做题准确率与效率。
面临新高考的改革,数学教师还需明确自身育人使命,适当给学生传授高考习题解题技巧,改变以往题海战术的陈旧教学模式,让学生热爱学习数学学科知识,并善于发现生活中的数学元素。
平面向量在解析几何中的应用
平面向量在解析几何中的应用0 引言高三数学复习课教学,是高中数学教学的重要课型.平面向量是高中数学的新增内容,也是新高考的一个亮点.作为高三教学一线的教师,如何引导学生在高三数学复习过程中抓住根本,合理利用时间,提高学习效率,是高三数学复习课必须追求的目标.因此,结合自己高三数学教学的实际情况,进行了《平面向量在解析几何中的应用》高三复习课,以求在教与学的过程中提高学生学习向量的兴趣,让学生树立并应用向量的意识.1 背景向量知识、向量观点在数学、物理等学科的很多分支有着广泛的应用,它具有代数形式和几何形式的“双重身份”,能融数形与一体,能与中学数学教学内容的的许多主干知识综合,形成知识交汇点.而在高中数学体系中,解析几何占有着很重要的地位,有些问题用常规方法去解决往往运算比较繁杂,不妨运用向量作形与数的转化,则会大大简化过程.结合我校开展的构建研究系性学习教学模式研究的课题,开设本节《平面向量在解析几何中的应用》高三专题复习课,通过问题的探究、合作解决,旨在进一步探索研究系性学习教学模式,使学生树立并增强应用向量的意识.正因为如此,本节课这样设计:1)教育家赞可夫说“要以知识本身吸引学生学习,使学生感到认识新事物的乐趣,体验克服困难的喜悦”;教育心理学认为:思维是从提出问题开始的;美国心理学家贾德通过实验证明“学习迁移的发生应有一个先决条件,就是学生需掌握原理,形成类比,才能让迁移到具体的类似学习中.”因此首先通过两个旧问题的引入解决,让学生体会向量的工具性特点,体会向量解题的优越性.2)通过问题的探究解决,由此让学生发现,用向量法的最大优点是思路清晰,过程简洁,有意想不到的神奇效果.著名教育家布鲁纳说过:学习的最好刺激是对所学材料的兴趣,简单的重复将会引起学生大脑疲劳,学习兴趣衰退.这充分揭示方法求变的重要性,如果我们能重视向量的教学,必然能引导学生拓展思路,减轻负担.2 问题例1.利用向量知识来推导点到直线的距离公式.已知点P坐标(x■,y■),直线l的方程为Ax+By+C=0,P到直线l的距离是d,则d=■.证明:当B≠0时,在直线l上任取一点,不妨取P■(0,-■),直线l的法向量■=(A,B),由向量的射影长知识得点P到直线l的距离等于向量■在向量■方向上的射影长度d,■=(x■,y■+■),∴d=■·■=(x■,y■+■)·■=■当B=0时,可直接有图形证明(略).点评:比较传统证明方法,避免了复杂的构图过程,应用向量来证,简单易懂,充分体现了向量的工具性和优越性.例2.(2009浙江文)已知椭圆■+■=1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,点B在椭圆上,且BF⊥x轴,直线AB交y轴于点P.若■=2■,则椭圆的离心率是()A.■B.■C.■D.■解析:对于椭圆,因为■=2■,则OA=2OF,∴a=2c,∴e=■选D.点评:对于对解析几何中与平面向量结合的考查,既体现了几何与向量的交汇,也体现了数形结合的巧妙应用解决与角有关的一类问题,总可以从数量积入手.例3.已知定点A(-1,0)和B(1,0),P是圆(x-3)2+(y-4)2=4上的一动点,求PA■+PB■的最大值和最小值.图1解:设已知圆的圆心为C,由已知可得:■=(-1,0),■=(1,0),∴■+■=0,■·■=-1又由中点公式得■+■=2■所以■■+■■=(■+■)■-2■·■=(2■)■-2(■-■)·(■-■)=4■■-2■·■-2■■+2■·(■+■)=2■■+2又因为■={3,4}点P在圆(x-3)2+(y-4)2=4上,所以■=5,■=2,且■=■+■所以■-■≤■=■+■≤■+■即3≤■≤7 故20≤■■+■■=2■■+2≤100所以PA■+PB■的最大值为100,最小值为20.点评:有些解几问题虽然没有直接用向量作为已知条件出现,但如果运用向量知识来解决,也会显得自然、简便,而且易入手.3 反思由于向量具有几何形式和代数形式的“双重身份”,使向量与解析几何之间有着密切联系,而新课程高考则突出了对向量与解析几何结合考查,这就要求我们在平时的解析几何教学与复习中,应抓住时机,有效地渗透向量有关知识,树立应用向量的意识.那么如何树立应用向量的意识,从本节课案例得到以下启发:第一,如何树立应用向量的意识,在教学中应先从学生熟悉的平面几何问题入手,让学生体会向量的工具性.第二,如何树立应用向量的意识,应充分挖掘课本素材,在教学中从推导有关公式、定理,例题讲解入手,让学生去品位、去领悟,在公式、定理的探索、形成中逐渐体会向量的工具性,逐渐形成应用向量的意识.第三,如何树立应用向量的意识,在教学中还应注重引导学生善于运用一些问题的结论,加以引申,使之成为解题方法,体会向量解题的优越性.最后,如何树立应用向量的意识,在教学中还应注重引导学生善于运用向量方法解题,逐步树立运用向量知识解题的意识.。
向量的投影与解析几何
向量的投影与解析几何在几何学和线性代数中,向量的投影是一个重要的概念,它在解析几何问题中有着广泛的应用。
本文将详细介绍向量的投影及其与解析几何的关系。
一、向量的投影的定义及计算公式向量的投影可以理解为将一个向量在另一个向量方向上的投影长度。
设有两个向量a和b,我们需要求解向量a在向量b上的投影。
设向量a的起点为A,终点为B,向量b的起点为O,终点为D。
则向量a在向量b上的投影记为Proj_b a,可以通过下列公式计算得到:Proj_b a = |a|cosθ其中,|a|表示向量a的模长,θ表示向量a与向量b之间的夹角。
可以发现,向量a在向量b上的投影与向量b具有相同的方向。
二、向量的投影与解析几何的关系在解析几何中,我们常常需要分析对象的坐标位置和几何性质。
向量的投影与解析几何密切相关,在以下几个方面体现了其重要性:1. 空间中的向量投影问题在三维空间中,我们可以通过向量的投影来解决各种几何问题。
例如,通过求解向量在坐标轴上的投影,我们可以确定点在坐标轴上的坐标位置,从而实现对位置的准确定位。
2. 直线的方程与向量的投影在解析几何中,直线的方程是一个重要的研究对象。
通过向量的投影,我们可以得到直线的方程。
具体而言,可以通过向量的点积和向量的模长来构造直线的解析式,使得直线方程更加具有几何直观性。
3. 平面的方程与向量的投影与直线类似,平面的方程也可以通过向量的投影得到。
借助向量的点积和向量的模长,我们可以快速得到平面的解析式,进而分析平面的性质和特点。
4. 向量的线性相关与投影向量的线性相关性是解析几何中一个基本的问题。
通过向量的投影,我们可以分析向量的线性相关性,并进一步求解特定问题。
例如,在平面几何中,我们可以通过向量的投影来判断三个向量是否共面。
三、向量的投影的应用案例1. 三角形的周长和面积计算通过求解向量的投影,我们可以方便地计算三角形的周长和面积。
通过将三角形的边向量进行投影,并应用向量的计算公式,可以得到三角形的周长和面积,简化了计算过程。
用向量法解决解析几何问题
=
设Z 3 : + +C=0 ( A +B ≠0 ) , 取直线 Z l , z , Z 的方 向 向量 分 别 为 l , 1 =( 2, 1 ) , ’ , :=( 2 , 3 ) , l , 3
(一 , A) .
段长 为 , 求直 线 z 的方 程.
关 键. 向量 的大 小 可 以用 来 求 两 点 间 的距 离 和点 线
・ .
.
所求直线方程为 = 2 或7 x 一 2 4 y + 5 8 = 0 .
例 2 光 线沿 直 线 Z : 一2 y+5=0射 人 , 遇 到
直线 z : : 3 x 一 2 ) , + 7 = 0反射 , 求反射光线所在直线 f 3 的方 程.
・ ‘
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CE 9
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= , . ・ . c o s / _D C B =_ .
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3
( A = 一 1 不 合 题 意 舍 去 ) ,
-
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.
1 3 的斜率为等, . ・ . f 3 : 2 9 x 一 2 y + 3 3 = 0 .
J
由 解得
1 向量方 向的作用
向量 的方 向可 以 解决 直 线 的 方 向问题 , 避 免讨
得 交点 坐标 为 (一1 , 2 ) .
论直线的斜率是否存在.
例1 已知 一直 线 Z 过 点 P( 2 , 3 ) , 且 被 两条 直 线 1 : 3 x+ 4 , , 一7: 0和 : 3 +4 +8=0截 得 的线
《 数学之友》
2 0 1 3年第 8期
用向量法解决解析几何问题
解题 探 索
6.1平面向量表示三角形的心及在解析几何中应用外研社
平面向量表示三角形的心及在解析几何中应用一 平面向量表示三角形的心1 重心:三角形三条中线的交点叫做三角形的重心,三角形的重心到三角形的顶点的距离是相应中线长的32.重心和三角形三个顶点连线组成的三个三角形面积相等。
可以这样形象的记忆,三条中线定相交,交点位置真奇巧, 交点命名为“重心”,重心性质要明了,重心分割中线段,线段之比听分晓; 长短之比二比一,灵活运用掌握好.重心的向量形式为: ①⇔=++0OC OB OA O 是ABC ∆的重心.②G 为ABC ∆的重心,P 是任意一点⇔PG =31()PA PB PC ++ ③若ABC ∆三个顶点的坐标为()11,A x y ,()22,B x y ,()33,C x y ,重心(),G x y ,则有 x =3321x x x x ++=,y =3321y y y ++. 例. 已知O 是平面上一定点,A B C ,,是平面上不共线的三个点,动点P 满足()OP OA AB AC λ=++,(0)λ∈+∞,,则P 的轨迹一定通过ABC △的______ 心 例.若存在常数λ,满足()(0)sin sin ABACMG MA AB B AC C λλ=++≠⋅⋅,则点G 的轨迹一定通过△ABC 的______ 心解:由已知得()||sin ||sin AB AC AP AB B AC Cλ=+,由正弦定理知||sin ||sin AB B AC C =,∴()||sin AP AB AC AB B λ=+,设BC 的中点为D ,则由平行四边形法则可知点P 在BC 的中线AD 所在的射线上,所以动点P 的轨迹一定通过△ABC 的重心2.内心:三角形三条内角平分线的交点叫做三角形的内心,即三角形内切圆圆心,三角形的内心到三角形三边的距离相等。
内心的向量形式为:设a ,b ,c 是ABC ∆的三条边长,O 为ABC ∆的内心0aOA bOB cOC ⇔++=.例.若存在常数λ,满足()(0)ABACMG MA AB AC λλ=++≠,则G 点的轨迹一定通过△ABC 的______ 心3.外心: 三角形三边垂直平分线的交点叫做三角形的外心,即三角形外接圆圆心,三角形的外心到三角形三个顶点的距离相等.外心的向量形式为: O 为ABC ∆的外心⇔()OA OB BA +⋅=()OB OC CB +⋅=()OC OA AC +⋅=0 O 为ABC ∆的外心222OA OB OC ⇔==.例.若点D 是ABC ∆的底边BC 上的中点,满足GD GB GD GC ⋅=⋅,则点G 的轨迹一定通过△ABC 的______ 心例. O 是ABC △所在平面上一点,222222||||||||||||AB OC CA OB BC OA +=+=+,O 是ABC △______ 心 例.已知O 是平面上的一定点,A B C ,,是平面上不共线的三个点,动点P 满足2cos cos OB OC AB AC OP AB B AC C λ⎛⎫+ ⎪=++ ⎪⎝⎭,(0)λ∈+∞,,则动点P 的轨迹一定通过ABC △的______心4.垂心:三角形三条高线的交点叫做三角形的垂心.垂心的向量形式为:⇔⋅=⋅=⋅OA OC OC OB OB OA O 为ABC ∆的垂心.例.若存在常数λ,满足()(0)co s co s A BA CM G M A A B B A C C λλ=++≠⋅⋅,则点G 的轨迹一定通过ABC ∆的______ 心 例.已知ABC ∆内一点O 满足1230OA OB OC λλλ++=,则::BOC COA AOB S S S =_____.(答案: 321::λλλ)例.若O 、H 分别是△ABC 的外心和垂心.求证:OC OB OA OH ++=.证明:若△ABC 的垂心为H ,外心为O ,如图.连BO 并延长交外接圆于D ,连结AD ,CD .∴AB AD ⊥,BC CD ⊥.又垂心为H ,BC AH ⊥,AB CH ⊥,∴AH ∥CD ,CH ∥AD ,∴四边形AHCD 为平行四边形,∴OC DO DC AH +==,故OC OB OA AH OA OH ++=+=.启示: (1)三角形的外心、重心、垂心三点共线——“欧拉线”;(2)三角形的重心在“欧拉线”上,且为外心垂心连线的第一个三分点,即重心到垂心的距离是重心到外心距离的2倍 练习:设O 、G 、H 分别是锐角△ABC 的外心、重心、垂心.求证:OH OG 31=二 平面向量在解析几何中的应用用平面向量表示解析几何的图形特征,通过向量工具性的应用,转化为几何图形的关系,常见的用向量表示的几何关系为:(1)若OB OA +与AB 相交,则OB OA +过AB 的中点; (2)若0 =+PN PM ,则P 是MN 的中点;(3)若()BQ BP AQ AP +=+λ,则,A B 与PQ 的中点三点共线;(4)若存在实数,,1,OC OA OB αβαβαβ+==+且使,则C B A ,,三点共线.(5)若0=⋅MB MA ,则MB MA ⊥,即AMB ∠是直角,(6)B A M ,,三点不共线,若0<=⋅m MB MA ,则AMB ∠是钝角,若0>=⋅m MB MA ,则AMB ∠是锐角,(7)在平行四边形ABCD 中,若0)()(=-⋅+AD AB AD AB ,则ABCD 是菱形;(8)在平行四边形ABCD 中,若||||AB AD AB AD +=-,则ABCD 是矩形;(9)在ABC ∆中,若()12AD AB AC =+,则AD 是ABC ∆中BC 边的中线;题型一 平面向量坐标运算 例.已知j i ,是x,y 轴正方向的单位向量,设a =j y i x +-)3(, b =j y i x ++)3(,且满足|a |+|b |=4,求点),(y x P 的轨迹C 的方程.练习: 已知点P 坐标(00,y x ),直线l 的方程为Ax+By+C=0,P 到直线l 的距离是d ,求证:d=0022Ax By C A B +++题型二 用向量表示共线例.已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左焦点为F ,右顶点为A ,点B 在椭圆上,且BF x ⊥轴,直线AB 交y 轴于点P .若2AP PB =,则椭圆的离心率是________练习:(2011新课标理)已知抛物线2:8C y x =的焦点为F ,准线为l ,P 是l 上的一点,Q 是直线PF 与C 的一个交点,若4FP FQ =,则||QF = A 72 B 52C 3D 2 变形:FQ PF 4=,则||QF =.题型三 用向量表示垂直 b a ⊥0=⋅⇔b a例:已知),(),,(2211y x B y x A ,求证:以AB 为直经的圆的方程为0))(())((2121=--+--y y y y x x x x 练习:已知椭圆()222210x y a b a b+=>>的两焦点与短轴的一个端点的连线构成等腰直角三角形,直线0=+-b y x 是抛物线x y 42=的一条切线.(Ⅰ)求椭圆的方程; (Ⅱ)过点)31,0(-S 的动直线L 交椭圆C 于A .B 两点.问:是否存在一个定点T ,使得以AB 为直径的圆恒过点T ? 若存在,求点T 坐标;若不存在,说明理由.。
平面向量与解析几何的关系
平面向量与解析几何的关系从数学的角度来看,平面向量是向量代数和解析几何两个分支中的重要概念。
平面向量不仅可以用于解释运动、力和速度等物理现象,还可以应用于解析几何中的线性方程组、平面的交点和几何形状的变换等问题。
本文将探讨平面向量与解析几何之间的密切关系。
一、平面向量的定义与性质在解析几何中,平面向量常常表示为带有箭头的有向线段,通常用一个字母加上箭头来表示,如向量a。
平面向量具有长度(模)和方向两个属性,可以通过两点之间的坐标差来表示。
设A(x1, y1)和B(x2,y2)是平面上的两点,则向量AB可以表示为向量a = (x2 - x1, y2 - y1)。
平面向量有很多重要的性质。
例如,向量的模可以通过勾股定理得到,即|AB| = √((x2 - x1)^2 + (y2 - y1)^2)。
此外,向量还满足位移定律、加法和数乘等运算规律,这些性质为后续的解析几何问题奠定了基础。
二、平面向量在解析几何中的应用1. 向量的加法和减法平面向量的加法和减法是解析几何中常见的运算。
对于向量a =(x1, y1)和向量b = (x2, y2),它们的加法可以表示为a + b = (x1 + x2, y1+ y2),减法可以表示为a - b = (x1 - x2, y1 - y2)。
这些运算可以简化解析几何中线段的延长、平行线的判定以及图形的相似性等问题的计算过程。
2. 向量积在解析几何中,平面向量的向量积常常被用来判断两个向量之间的关系和求解相关的几何问题。
向量积的结果是一个新的向量,其方向垂直于已知向量所在的平面。
设向量a = (x1, y1)和向量b = (x2, y2),它们的向量积的计算公式为a × b = x1y2 - x2y1。
通过向量积,我们可以判断两个向量是否共线、垂直,进而应用于解析几何中直线的平行和垂直关系的判定、求解交点等问题。
3. 向量的数量积数量积是平面向量中另一个重要的运算。
初中数学中的向量与解析几何
初中数学中的向量与解析几何初中数学中的向量与解析几何是一门重要的数学分支,它涉及到平面几何和代数的综合运用。
在本文中,我们将探讨向量的基本概念、运算法则以及解析几何中的应用。
一、向量的基本概念在初中数学中,我们常常遇到平面向量的概念。
所谓向量,是指既有大小又有方向的量。
我们用有向线段来表示一个向量,其中线段的长度代表向量的大小,而箭头的方向代表向量的方向。
常用字母小写的粗体来表示向量,如a、b等。
二、向量的运算法则1. 向量的加法向量的加法满足“三角形法则”,即把两个向量放在一起,以第一个向量的起点为起点,以第二个向量为终点,连接起点和终点所得的向量就是两个向量的和。
2. 向量的减法向量的减法也可以使用“三角形法则”,即把减去的向量的方向翻转,然后按照向量的加法规则进行计算。
3. 向量的数乘向量的数乘是指一个向量与一个实数的乘法运算。
当数乘的数为正时,向量的方向不变;当数乘的数为负时,向量的方向相反。
4. 向量的数量积向量的数量积又称为点积,是指两个向量的乘积再与锐角夹角的余弦值相乘。
它的值是一个实数。
5. 向量的向量积向量的向量积又称为叉积,是指两个向量的乘积再与锐角夹角的正弦值相乘。
它的值是一个向量。
三、解析几何中的应用在解析几何中,向量常常用于描述图形的性质和计算问题的解决。
下面我们将介绍一些常见的应用。
1. 直线的方程通过两点可以确定一条直线,而这两点可以用向量表示。
我们可以利用向量的加法和数乘运算,得到直线的方程,从而可以简化解析几何问题的计算。
2. 向量的夹角向量的数量积可以用来计算两个向量之间的夹角。
通过求两个向量的数量积,并利用数量积的性质,我们可以得到它们夹角的余弦值。
3. 平面的方程平面可以由法线向量和平面上的一点确定。
利用向量的数量积和向量的点积,我们可以得到平面的方程,从而可以描述平面的性质和进行计算。
总结:初中数学中的向量与解析几何是一门重要且实用的数学学科。
通过学习向量的基本概念和运算法则,我们可以解决平面几何和代数运算中的问题。
向量在数学解题中的应用
向量在数学解题中的应用一、向量在平面几何中的作用由于向量的线性运算和数量积具有鲜明的几何背景,平面图形的许多性质,如平移,全等,相似,长度,夹角等都可以有向量的线性运算及数量积来表示出来,因此可以用向量方法解决平面几何中的一些问题。
向量作为一种数学工具,在解三角形中,不仅能很快推导出三角形的正弦、余弦定理,而且在判定三角形的形状、点与三角形的位置关系等方面都有十分重要的作用。
1、掌握向量与三角函数综合题目的解题思路与方法;2、体会向量作为工具来解决与三角函数有关的问题。
二、向量在立体几何中的应用空间向量是平面向量的推广,是对空间几何提出了一种代数化研究思想,即把空间图形的性质代数化,运用代数的运算推理来研究几何,用向量解答立体几何问题,只需通过规范的运算即可解决,为立体几何求解开辟了一条新的途径。
解决立体几何问题“平移是手段,垂直是关键”,空间向量的方法是使用向量的代数方法去解决立体几何问题。
两向量共线易解决平行,两向量的数量积则易解决垂直、两向量所成的角、线段的长度问题。
合理地运用向量解决立体几何问题,使立体几何问题变得思路顺畅、运算简单。
1、证平行、证垂直利用共线向量定理证明向量平行,再证线线、线面平行是证明平行问题的常用手段,共面向量基本定理先证直线方向向量与平面内不共线的两向量共面,再证方向向量上存在一点不属于平面,从而得到线面平行。
2、求角、求距离求二面角,转化为两平面法向量的夹角或夹角的补角,显见上述求法都避开了找角的繁琐,直接计算就可以了。
3、求点面距离,转化为此点与面内一点连线对应向量在法向量上投影的绝对值空间向量在立体几何中的应用体现了数形结合的思想,培养了学生使用向量代数方法解决立体几何问题的能力。
目的是将空间元素的位置关系转化为数量关系,将形式逻辑证明转化为数值计算,用数的规范性代替形的直观性、可操作性强,解决问题的方法具有普遍性,大大降低了立体几何对空间想象能力要求的难度。
高中数学:平面向量的数量积在解析几何中的应用
高中数学:平面向量的数量积在解析几何中的应用在解析几何中涉及到长度、角度、垂直等的诸多问题中,如能适当地构造向量,利用向量的数量积的几何意义和运算法则,将其转化为向量的运算,往往使问题简捷获解。
一、与长度有关的问题通过向量的数量积可以计算向量的长度,这给解决线段长度问题拓宽了思路,提供了方便。
这里常用的公式有:;若,则;若,则A、B两点的距离公式为。
例1. 在△OFQ中,,=1,该三角形面积。
以O为中心,F为焦点的椭圆经过点Q,求:(I)用c表示;(II)的最小值及此时点Q 的坐标;(III)最小时的椭圆方程。
分析:本题重点是对(I)的求解。
取图1的坐标系后设,则可用表示。
如何消去,将其转化为,则是解题的关键。
根据面积条件易求;再由条件及可求得,从而可消去,得到的关于c的表达式。
解:(I)取坐标系如图1所示。
设Q(),又F,则图1,因为所以又,得,即所以,故知于是,得(II)由(I)知,当且仅当时,,此时点Q坐标为()(III)设椭圆方程为,由(II)知Q,又点Q在椭圆上,得所以所求椭圆方程为。
二、与角度有关的问题设向量都是非零向量,夹角为,则;若,则。
以上是解决有关夹角问题的重要公式,称为夹角公式。
利用上述公式,就能比较方便、容易地解决涉及角的诸多问题。
例2. 给定抛物线,F是C的焦点,过F的直线l与C相交于A、B两点,设l的斜充为1,求与夹角的大小。
分析:设出后,不难用韦达定理求出,于是容易求出及,再用夹角公式即可获解。
解:由焦点F(1,0),,则,代入,整理,得设、,则于是有=所以所以与夹角的大小为。
例3. 已知两点M(-1,0)、N(1,0),且点P使,成公差小于零的等差数列。
(I)点P的轨迹是什么曲线?(II)若点P的坐标为,记为与的夹角,求。
分析:(I)设P(x,y),求出各有关向量的坐标,利用数量积公式,将题设条件转化为即所求轨迹方程;(II)求夹角公式,结合(I)知=0,先求出,进而求出。
平面向量在解析几何中的应用与求解策略
平面向量在解析几何中的应用与求解策略一、利用向量,可以很方便地解决有关平行、垂直、距离等相关问题,其基本理论是:(一)、直线的方向向量:直线L 的方向向量为→m =(a,b),则该直线的斜率为k= ba(二)、利用向量处理平行问题:对非零向量→a =(x 1,y 1),→b =(x 2,y 2),→a ∥→b 的充要条件是:有且仅有一个实数λ,使得→a = λ→b ;亦即a ∥b (b≠)的充要条件是⇔x 1y 2-x 2y 1=0;(三)、利用向量求角:设→a =(x 1,y 1),→b =(x 2,y 2), 则两向量→a 、→b 的夹角:cos θ = cos<→a ,→b > = →a 〃→b|→a ||→b=x 1x 2+y 1y 2x 12+y 12 〃x 22+y 22⇒ 其特殊情况即为垂直问题:对非零向量→a =(x 1,y 1),→b =(x 2,y 2),→a ⊥→b 的充要条件是→a 〃→b =0⇔x 1x 2- y 1y 2=0;(四)、利用向量求距离:设→a =(x,y),则有|→a |=→a 2 =x2+y 2;若),,(),,(2211y x B y x A 则|→二、典例分析:★【题1】、点P (-3,1)在椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左准线上.过点P且方向为→a =(2,-5)的光线,经直线y=-2反射后通过椭圆的左焦点,则这个椭圆的离心率为:( ) (A (B )13 (C)2(D )12●[解析]:如图,过点P (-3,1)的方向向量→a =(2,-5);所以)3(251;,25+-=--=x y l K PQ PQ 则;即1325;-=+y x L PQ ;联立:)2,59(21325--⎩⎨⎧-=-=+Q y y x 得, 由光线反射的对称性知:251=QF K所以)59(252;1+=+x y L QF ,即0525:1=+-y x L Q F ;令y=0,得F 1(-1,0);综上所述得: c=1,3,32==a c a 则;所以椭圆的离心率.3331===a c e 故选A 。
向量在解析几何中的应用
向量在解析几何中的发展及应用摘要:向量又称为矢量,最初被应用于物理学.很多物理量如力、速度、位移以及电场强度、磁感应强度等都是向量.在现代数学中向量是一个重要概念,向量在解析几何整个知识体系中占有非常重要的地位, 它可以使图形量化,使图形间关系代数化.向量是研究图形问题的有力工具.本文主要介绍向量在解析几何中的一些简单应用。
关键词:向量解析几何定理前言向量在整个解析几何中占有非常重要的地位,因此它的应用在解决几何问题时是最基础最普遍的方法,尤其是在几何的证明问题中,使用向量的分解定理和向量的基础知识以及向量的一些定理可以起到事半功倍的效果.除此之外,用向量可以将一些代数问题几何化,这样借助向量的性质可以快速明了的解决一些难题。
另外,向量在推导一些几何公式时,使得问题简化了很多。
第一章研究背景第一节向量的起源向量又称为矢量,最初被应用于物理学.很多物理量如力、速度、位移以及电场强度、磁感应强度等都是向量.大约公元前350年前,古希腊著名学者亚里士多德就知道了力可以表示成向量,两个力的组合作用可用著名的平行四边形法则来得到.“向量”一词来自力学、解析几何中的有向线段.最先使用有向线段表示向量的是英国大科学家牛顿.课本上讨论的向量是一种带几何性质的量,除零向量外,总可以画出箭头表示方向.但是在高等数学中还有更广泛的向量.例如,把所有实系数多项式的全体看成一个多项式空间,这里的多项式都可看成一个向量.在这种情况下,要找出起点和终点甚至画出箭头表示方向是办不到的.这种空间中的向量比几何中的向量要广泛得多,可以是任意数学对象或物理对象.这样,就可以指导线性代数方法应用到广阔的自然科学领域中去了.因此,向量空间的概念,已成了数学中最基本的概念和线性代数的中心内容,它的理论和方法在自然科学的各领域中得到了广泛的应用.而向量及其线性运算也为“向量空间”这一抽象的概念提供出了一个具体的模型.从数学发展史来看,历史上很长一段时间,空间的向量结构并未被数学家们所认识,直到19世纪末20世纪初,人们才把空间的性质与向量运算联系起来,使向量成为具有一套优良运算通性的数学体系.向量能够进入数学并得到发展,首先应从复数的几何表示谈起.18世纪末期,挪威测量学家威塞尔首次利用坐标平面上的点来表示复数a+bi,并利用具有几何意义的复数运算来定义向量的运算.把坐标平面上的点用向量表示出来,并把向量的几何表示用于研究几何问题与三角问题.人们逐步接受了复数,也学会了利用复数来表示和研究平面中的向量,向量就这样平静地进入了数学.但复数的利用是受限制的,因为它仅能用于表示平面,若有不在同一平面上的力作用于同一物体,则需要寻找所谓三维“复数”以及相应的运算体系.19世纪中期,英国数学家哈密尔顿发明了四元数(包括数量部分和向量部分),以代表空间的向量.他的工作为向量代数和向量分析的建立奠定了基础.随后,电磁理论的发现者,英国的数学物理学家麦克思韦尔把四元数的数量部分和向量部分分开处理,从而创造了大量的向量分析.三维向量分析的开创,以及同四元数的正式分裂,是英国的居伯斯和海维塞德于19世纪80年代各自独立完成的.他们提出,一个向量不过是四元数的向量部分,但不独立于任何四元数.他们引进了两种类型的乘法,即数量积和向量积.并把向量代数推广到变向量的向量微积分.从此,向量的方法被引进到分析和解析几何中来,并逐步完善,成为了一套优良的数学工具。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。