2022年高中数学-平面向量专题 .pdf
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1、-1 第一部分:平面向量的概念及线性运算一.基础知识自主学习1向量的有关概念名称定义备注向量既有又有的量;向量的大小叫做向量的(或称)平面向量是自由向量零向量长度为的向量;其方向是任意的记作 0单位向量长度等于的向量非零向量a 的单位向量为 a|a|平行向量方向或的非零向量0 与任一向量或共线共线向量的非零向量又叫做共线向量相等向量长度且方向的向量两向量只有相等或不等,不能比较大小相反向量长度且方向的向量0 的相反向量为02.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:abba.(2)结合律:(ab)ca(bc)减法求 a 与 b的相反向量 b的和的运
2、算叫做a 与 b的差法则aba(b)数乘求实数 与向量 a的积的运算(1)|a|a|.(2)当 0 时,a的方向与a 的方向;当 b;(2)若|a|b|,则 a 与 b 的长度相等且方向相同或相反;(3)若|a|b|,且 a 与 b 方向相同,则ab;(4)由于零向量的方向不确定,故零向量不与任意向量平行;(5)若向量 a 与向量 b 平行,则向量a 与 b 的方向相同或相反;(6)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;(7)起点不同,但方向相同且模相等的几个向量是相等向量;(8)任一向量与它的相反向量不相等题型二平面向量的线性运算例 2如图,以向量 OAa,
3、OBb 为边作?OADB,BM13BC,CN13CD,用 a、b 表示 OM、ON、MN.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 16 页 -3 变式训练2 ABC 中,AD23AB,DEBC 交 AC 于 E,BC 边上的中线AM 交 DE 于 N.设ABa,ACb,用 a、b表示向量 AE、BC、DE、DN、AM、AN.题型三平面向量的共线问题例 3设 e1,e2是两个不共线向量,已知AB2e18e2,CBe13e2,CD2e1e2.(1)求证:A、B、D 三点共线;(2)若BF3e1ke2,且 B、D、F 三点共线,求k 的值变式训练3 设两个非零向量a 与 b 不
4、共线,(1)若ABab,BC2a8b,CD3(ab)求证:A、B、D 三点共线;(2)试确定实数k,使 kab 和 akb 共线五思想与方法5用方程思想解决平面向量的线性运算问题试题:如图所示,在ABO 中,OC14OA,OD12OB,AD 与 BC 相交于点M,设 OAa,OBb.试用 a 和 b表示向量 OM.六思想方法感悟提高方法与技巧1将向量用其它向量(特别是基向量)线性表示,是十分重要的技能,也是向量坐标形式的基础2可以运用向量共线证明线段平行或三点共线问题如ABCD且 AB 与 CD 不共线,则 ABCD;若ABBC,则 A、B、C 三点共线失误与防范1解决向量的概念问题要注意两点
5、:一是不仅要考虑向量的大小,更重要的是要考虑向量的方向;二是考虑零向量是否也满足条件要特别注意零向量的特殊性2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,导致错误名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 16 页 -4 七课后练习1给出下列命题:两个具有公共终点的向量,一定是共线向量;两个向量不能比较大小,但它们的模能比较大小;a0(为实数),则 必为零;,为实数,若 a b,则 a 与 b 共线其中错误命题的个数为()A1B2C3D42若 A、B、C、D 是平面内任意四点,给出下列式子:ABCDBCDA;ACBD=ADBC;ACBDDC+AB.其中正
6、确的有()A0 个B1 个C2 个D3 个3.已知 O、A、B 是平面上的三个点,直线AB 上有一点 C,满足CBAC2=0,则OC等于()A.OA2OBB.OA2OBC.OA3213OBD.OA3123OB4.如图所示,在 ABC 中,BD12DC,AE3ED,若ABa,ACb,则BE等于()A.13a13b B12a14bC.12a14b D13a13b5.在四边形ABCD 中,ABa2b,BC 4ab,CD 5a3b,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6.ABuuu r8,ACu uu r5,则BCuu u r的取值范围是 _7给出下列命题:向量AB的长度
7、与向量BA的长度与向量 BA的长度相等;向量 a与 b 平行,则 a 与 b 的方向相同或相反;两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同;两个有公共终点的向量,一定是共线向量;向量AB与向量 CD与向量 CD是共线向量,则点A、B、C、D 必在同一条直线上其中不正确的个数为_8.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ABmAM,ACnAN,则 m n的值为 _9设 a与 b 是两个不共线向量,且向量a b 与(b2a)共线,则 _.10.在正六边形ABCDEF 中,ABa,AFb,求ADAC,,AE.11.如图所示,ABC
8、 中,点 M 是 BC 的中点,点N 在边 AC 上,且 AN2NC,AM 与 BN 相交于点P,求 APPM的值12.已知点 G 是 ABO 的重心,M 是 AB 边的中点.(1)求GAGBGO;(2)若 PQ 过 ABO 的重心 G,且AOa,OBb,OPma,OQnb,求证:1m1n3.名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 16 页 -5 第二部分:平面向量的基本定理及坐标表示一基础知识自主学习1两个向量的夹角定义范围已知两个向量 a,b,作OAa,OBb,则 AOB叫做向量a 与 b 的夹角(如图)向量夹角 的范围是,当 时,两向量共线,当 时,两向量垂直,记作
9、ab.2.平面向量基本定理及坐标表示(1)平面向量基本定理如果 e1,e2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 1,2,使 a.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(2)平面向量的正交分解及坐标表示把一个向量分解为两个的向量,叫做把向量正交分解(3)平面向量的坐标表示在平面直角坐标系中,分别取与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量i,j 作为基底,对于平面内的一个向量a,由平面向量基本定理可知,有且只有一对实数x,y,使 axiyj,这样,平面内的任一向量a 都可由 x,y 唯一确定,把有序数对叫做向量 a 的坐标,记作a,其中叫做 a 在
10、x 轴上的坐标,叫做 a 在 y 轴上的坐标设 OA xiyj,则向量 OA的坐标(x,y)就是的坐标,即若 OA(x,y),则 A 点坐标为,反之亦成立(O 是坐标原点)3平面向量坐标运算(1)向量加法、减法、数乘向量及向量的模设 a(x1,y1),b(x2,y2),则ab,ab,a,|a|.(2)向量坐标的求法若向量的起点是坐标原点,则终点坐标即为向量的坐标设 A(x1,y1),B(x2,y2),则 AB,|AB|.4平面向量共线的坐标表示:设 a(x1,y1),b(x2,y2),其中 b0.ab?.二难点正本疑点清源1基底的不唯一性只要两个向量不共线,就可以作为平面的一组基底,对基底的选
11、取不唯一,平面内任意向量a 都可被这个平面的一组基底e1,e2线性表示,且在基底确定后,这样的表示是唯一的2向量坐标与点的坐标的区别在平面直角坐标系中,以原点为起点的向量OAa,点 A 的位置被向量a 唯一确定,此时点A 的坐标与a 的坐标统一为(x,y),但应注意其表示形式的区别,如点A(x,y),向量 aOA(x,y)当平面向量 OA平行移动到 O1A1时,向量不变即O1A1OA(x,y),但O1A1的起点O1和终点 A1的坐标都发生了变化名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 16 页 -6 三基础自测1已知向量a(2,1),b(1,m),c(1,2),若(ab)c
12、,则 m_.2已知向量a(1,2),b(3,2),若 kab 与 b 平行,则 k_.3设向量a(1,3),b(2,4),c(1,2)若表示向量4a、4b2c、2(ac)、d 的有向线段首尾相接能构成四边形,则向量d _.4已知四边形ABCD 的三个顶点A(0,2),B(1,2),C(3,1),且 BC2AD,则顶点 D 的坐标为()A.2,72B.2,12C(3,2)D(1,3)5已知平面向量a(x,1),b(x,x2),则向量 ab()A平行于 y 轴B平行于第一、三象限的角平分线C平行于x 轴D平行于第二、四象限的角平分线四题型分类深度剖析题型一平面向量基本定理的应用例 1如图,在平行四
13、边形ABCD 中,M,N 分别为 DC,BC 的中点,已知 AMc,ANd,试用 c,d 表示 AB,AD.变式训练1 如图,P 是 ABC 内一点,且满足条件 AP2BP3CP0,设 Q 为 CP 的延长线与AB 的交点,令CPp,试用 p 表示 CQ.题型二向量坐标的基本运算例 2已知 A(2,4),B(3,1),C(3,4)设 ABa,BCb,CAc,且 CM3c,CN 2b,(1)求 3ab3c;(2)求满足 ambnc 的实数 m,n;(3)求 M、N 的坐标及向量 MN的坐标名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页,共 16 页 -7 变式训练2(1)已知点 A、B
14、、C 的坐标分别为A(2,4)、B(0,6)、C(8,10),求向量 AB2BC12AC的坐标;(2)已知 a(2,1),b(3,4),求:3a4b;a3b;12a14b.题型三平行向量的坐标运算例 3平面内给定三个向量a(3,2),b(1,2),c(4,1),请解答下列问题:(1)求满足 ambnc 的实数 m,n;(2)若(akc)(2ba),求实数k;(3)若 d满足(dc)(ab),且|dc|5,求 d.变式训练3 已知 a(1,0),b(2,1)(1)求|a3b|;(2)当 k 为何实数时,kab 与 a3b 平行,平行时它们是同向还是反向?五易错警示8忽视平行四边形的多样性致误试题
15、:已知平行四边形三个顶点的坐标分别为(1,0),(3,0),(1,5),求第四个顶点的坐标六思想方法感悟提高方法与技巧1平面向量基本定理的本质是运用向量加法的平行四边形法则,将向量进行分解2向量的坐标表示的本质是向量的代数表示,其中坐标运算法则是运算的关键,通过坐标运算可将一些几何问题转化为代数问题处理,从而向量可以解决平面解析几何中的许多相关问题3在向量的运算中要注意待定系数法、方程思想和数形结合思想的运用失误与防范1要区分点的坐标与向量坐标的不同,尽管在形式上它们完全一样,但意义完全不同,向量坐标中既有方向也有大小的信息2若 a(x1,y1),b(x2,y2),则 ab 的充要条件不能表示
16、成x1x2y1y2,因为 x2,y2有可能等于0,所以应表示为x1y2 x2y10.同时,ab 的充要条件也不能错记为x1x2y1y20,x1y1x2y20 等名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页,共 16 页 -8 七课后练习1已知向量a(1,2),b(1m,1m),若 ab,则实数 m 的值为()A3 B 3 C2 D22已知平面向量a(1,2),b(2,m),且 ab,则 2a3b 等于()A(2,4)B(3,6)C(4,8)D(5,10)3.设向量 a(3,3),b 为单位向量,且ab,则 b 等于()A.32,12或 32,12B.32,12C.32,12D.32
17、,12或 32,124.已知向量a(1,m),b(m2,m),则向量ab 所在的直线可能为()Ax 轴B第一、三象限的角平分线Cy 轴D第二、四象限的角平分线5已知 A(7,1)、B(1,4),直线axy21与线段 AB 交于 C,且AC2CB,则实数a 等于()A2 B1 C.45D.536若三点A(2,2),B(a,0),C(0,b)(ab0)共线,则1a1b的值等于 _7已知向量a(1,2),b(x,1),ua2b,v2ab,且 uv,则实数x 的值为 _8若向量a)43,3(2xxx与AB相等,其中A(1,2),B(3,2),则 x_.9若平面向量a,b 满足|ab|1,ab 平行于
18、y 轴,a(2,1),则 b_.10 a(1,2),b(3,2),当 k 为何值时,kab 与 a3b 平行?平行时它们是同向还是反向?11三角形的三内角A,B,C 所对边的长分别为a,b,c,设向量m(3cb,ab),n(3a3b,c),mn.(1)求 cos A 的值;(2)求 sin(A30)的值12在 ABC 中,a、b、c 分别是角 A、B、C 的对边,已知向量m(a,b),向量 n(cos A,cos B),向量 p 22sin BC2,2sin A,若 mn,p29,求证:ABC 为等边三角形第三部分:平面向量的数量积名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页,共
19、16 页 -9 一基础知识自主学习1平面向量的数量积已知两个非零向量a 和 b,它们的夹角为,则数量 _叫做 a 和 b 的数量积(或内积),记作 _.规定:零向量与任一向量的数量积为_.两个非零向量a 与 b 垂直的充要条件是,两个非零向量a与 b 平行的充要条件是.2平面向量数量积的几何意义数量积 a b 等于 a 的长度|a|与 b 在 a 的方向上的投影_的乘积3平面向量数量积的重要性质(1)e aa e;(2)非零向量a,b,ab?;(3)当 a 与 b 同向时,a b;当 a与 b 反向时,a b,a aa2,|a|aa;(4)cos ab|a|b|;(5)|a b|_|a|b|.
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