高考平面向量专题突破 2学生版.doc
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1、 平面向量【考情上线】1. 平面向量这部分知识本身很重要,作为工具性知识广泛应用于三角函数、解析几何、立体几何的教学中,以填空题考查本章的基本概念和性质,此类题一般难度不大,用以解决有关长度、夹角、垂直、判断多边形形状等问题,向量的基本运算可以为真空题,也可以为中档的解答题,向量与数列、不等式、函数等代数内容的综合问题对学生的能力考查有较高的要求,以解答题考查圆锥曲线中的典型问题,此类题综合性比较强,难度大,以解析几何中的常规题为主。平面向量的基本概念及线性运算【知识回顾】一、向量的有关概念及表示方法1. 向量:既有大小又有方向的量。向量一般用来表示,或用有向线段的起点与终点的大写字母表示,如
2、:几何表示法,;坐标表示法。2. 向量的模:向量的大小即向量的模(长度),如的模分别记作|和。注:向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小。3. 几类特殊向量(1) 零向量:长度为0的向量,记为,其方向是任意的,与任意向量平行,零向量0。由于的方向是任意的,且规定平行于任何向量,故在有关向量平行(共线)的问题中务必看清楚是否有“非零向量”这个条件。(注意与0的区别)(2) 单位向量:模为1个单位长度的向量,向量为单位向量。将一个向量除以它的模即得到单位向量,如的单位向量为:(3) 平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量,称为平行向量。记作。规定:与任何向量平等,任意一组平行向量都可以移
3、到同一直线上,由于向量可以进行任意的平移(即自由向量),平行向量总可以平移到同一直线上,故平行向量也称为共线向量。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。(4)相反向量:与长度相等、方向相反的向量,叫做的相反向量。记作。关于相反向量有: 零向量的相反向量仍是零向量, =; ; 若、是互为相反向量,则=,=,+=。(5)相等向量:长度相等且方向相同的向量。记为。相等向量经过平移后总可以重合。二、向量的线性运算1.向量加法(1)定义:求两个向量和的
4、运算叫做向量的加法设,则+=。规定:;(2)向量加法的法则“三角形法则”与“平行四边形法则” 用平行四边形法则时,两个已知向量是要共始点的,和向量是始点与已知向量的始点重合的那条对角线。 三角形法则的特点是“首尾相接”,由第一个向量的起点指向最后一个向量的终点的有向线段就表示这些向量的和。注:当两个向量的起点公共时,用平行四边形法则;当两向量是首尾连接时,用三角形法则。向量加法的三角形法则可推广至多个向量相加: ,但这时必须“首尾相连”。(3)向量加法的运算律:交换律: 结合律:2.法向量的减(1) 定义:若则向量叫做与的差,记为。求两个向量差的运算,叫做向量的减法。(2) 向量减法的法则“三
5、角形法则”与“平行四边形法则”BC 三角形法则:当有共同起点时,表示为从减向量的终点指向被减向量的终点的向量。 平行四边形法则:两个已知向量是要共始点的,差向量是如图所示的对角线。设则-=.3.实数与向量的积(1) 定义:实数与向量的积是一个向量,记作,它的长度与方向规定如下: ; 当时,的方向与的方向相同;当时,的方向与的方向相反;当时,方向是任意的。(2) 数乘向量的运算律;。三、向量共线定理1. 定理:若与是两个非零向量,则共线有且只有一个实数,使得,即 2. 推论:若与是两个非零向量,则共线存在两个均不为零的实数,使得,3. 应用:可以证明三点共线:三点共线。四、平面向量的基本定理1.
6、 定理:如果是一个平面内的两个不共线向量,那么对这一平面内的任一向量,有且只有一对实数使:。我们把不共线的向量叫做表示这一平面内所有向量的一组基底。2. 注意:要平面内的两个向量不共线,都可以作为一组基底,当用基底写成时,称之为向量的分解, 当若与是两个非零向量,则共线有且只有一个实数,使得时,称为向量的正交分解。3. 应用:证明向量共面:若不共线,则与共面的充要条件是存在有序实数对,使证明四点共面:若不共线,存在实数对使四点共面,证明三点共线:若不共线,存在实数对使 三点共线。五、平面向量的坐标表示与运算1. 平面向量的坐标表示:在直角坐标系中,分别取与x轴、y轴方向相同的两个单位向量作为基
7、底,由平面向量的基本定理知,该平面内的任一向量可表示成,由于与数对(x,y)是一一对应的,因此把(x,y)叫做向量的坐标,记作=(x,y),其中x叫作的横坐标,y叫做作纵坐标。规定: , 相等的向量坐标相同,坐标相同的向量是相等的向量; 向量的坐标与表示该向量的有向线段的始点、终点的具体位置无关,只与其相对位置有关2. 平面向量的坐标运算:若,则;若,则;若=(x,y),则=(x, y);若,则;若, 则六、线段的定比分点从标公式设直线上有一条有向线段和一个不同于的动点P,若,即,则称点P为有向线段的定比分点,且称P分有向线段成定比。设,则若,得到中点坐标七、几个重要结论1. ,2. 若为的重
8、心。【例题讲解】考点一:向量的基本概念例1. 判断下列命题是否正确,不正确的说明理由。(1) 若向量同向,且,则;(2) 若向量,则的长度相等且方向相同或相反;(3) 对于任意向量,且的方向相同,则;(4) 由于零向量方向不确定,故不能与任意向量平行。(5) 向量与向量是共线向量,则四点在一条直线上;(6) 起点不同,但方向相同且模相等的几个向量是相等向量。解:(1)不正确,因为向量是不同于数量的一种量,它由两个因素来确定,即大小与方向,所以两个向量不能比较大小,故(1)不正确. (2)不正确,由只能判断两个向量长度相等,不能判断方向。 (3)正确,因为,且方向相同,由两向量相等的条件可得 (
9、4)不正确,由零向量性质可得与任一向量平行,可知(4)不正确。 (5)不正确,若向量与向量是共线向量,则向量与所在的直线平行或重合,因此,不一定共线。 (6)正确,对于一个向量只要不改变其大小与方向,是可以任意平行移动的。例2. 判断下列各命题是否正确:(1) 若,则;(2) 单位向量都相等;(3) 向量就是有向线段;(4) 两相等向量若其起点相同,则终点也相同;(5) 若,则;(6) 若,则;(7) 若四边形是平行四边形,则解:(1)不正确,由只能判断两个向量长度相等,不能判断方向(2)不正确,单位向量只是模均为单位长度1,而对方向没有要求;(3)不正确,有向线段有三个要素:起点、终点及长度
10、,向量有两个要素:大小与方向。有向线段只是向量的一种表示形式,不能把两者等同起来;(4)正确,因两相等向量的模相等,方向相同,故当它们的起点相同时,则终点必重合;(5)正确,由向量相等定义可得(6)不正确,若,则对两个不共线的向量与,也有,但(7)不正确,考点二:向量的基本运算例3. 如图所示,已知,试用 表示:(1); (2); (3).例4.如右图,以向量为边作,用表示考点三:共线向量例5. 设两个非零向量不共线,(1)若,求证:三点共线。(2)试确定实数,使和共线。例6设两个非零向量不共线.(1)如果,求证:三点共线;(2)如果,且三点共线,求的值。考点四:向量坐标的基本运算例7.已知,
11、设,且,(1)求(2)求满足的实数;(3)求的坐标及向量的坐标。例8.已知向量,且,求实数的值。考点五:共线向量的综合问题例9.如图所示,已知点,求和交点的坐标。例10.如图所示,在中,与将于点,设以为基底表示.【例题讲解】考点一:向量的基本概念例1. 判断下列命题是否正确,不正确的说明理由。(1) 若向量同向,且,则;(2) 若向量,则的长度相等且方向相同或相反;(3) 对于任意向量,且的方向相同,则;(4) 由于零向量方向不确定,故不能与任意向量平行。(5) 向量与向量是共线向量,则四点在一条直线上;(6) 起点不同,但方向相同且模相等的几个向量是相等向量。例2. 判断下列各命题是否正确:
12、(1) 若,则;(2) 单位向量都相等;(3) 向量就是有向线段;(4) 两相等向量若其起点相同,则终点也相同;(5) 若,则;(6) 若,则;(7) 若四边形是平行四边形,则考点二:向量的基本运算例3. 如图所示,已知,试用表示:(1); (2); (3).例4.如右图,以向量为边作,用表示考点三:共线向量例5. 设两个非零向量不共线,(1)若,求证:三点共线。(2)试确定实数,使和共线。例6设两个非零向量不共线.(1)如果,求证:三点共线;(2)如果,且三点共线,求的值。考点四:向量坐标的基本运算例7.已知,设,且,(1)求(2)求满足的实数;(3)求的坐标及向量的坐标。例8.已知向量,且
13、,求实数的值。考点五:共线向量的综合问题例9.如图所示,已知点,求和交点的坐标。例10.如图所示,在中,与将于点,设以为基底表示. 平面向量数量积的物理背景及其含义三维目标: 1、知识与技能:(1)理解平面向量数量积的几何意义及其物理意义; (2)掌握平面向量的数量积及其几何意义;掌握平面向量数量积的重要性质及运算律;(3)理解平面向量的数量积与向量投影的关系;(4)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。2、过程与方法 (1)在学习和运用向量的数量积的过程中,进一步体会平面向量本质及它与生活和自然科学联系,
14、认识事物的统一性,并通过学习向量的数量积感受数形结合的思想方法;(2)培养学生数形结合的思想方法以及分析问题、解决问题的能力及钻研精神,培养学生的运算能力、严谨的思维习惯以及解题的规范性。(3)通过对向量的数量积的探究、交流、总结,从各角度、用各方法来体会向量之间的关系和作用,不断从感性认识提高到理性认识,。3、情态与价值观(1)通过用向量数量积解决问题的思想的学习,使学生加深认识数学知识之间的联系,体会数学知识抽象性、概括性和应用性,培养起学生学习数学的兴趣,形成学数学、用数学的思维和意识,培养学好数学的信心,为远大的志向而不懈奋斗。(2)通过对向量数量积及所产生的思想方法的学习及探索,不断
15、培养自主学习、主动探索、善于反思、勤于总结的科学态度和锲而不舍的钻研精神,并提高参与意识和合作精神; 教学重点:平面向量的数量积定义及应用(能利用数量积解决求平行、垂直、夹角等问题) 教学难点:平面向量的数量积与向量投影的关系; 运算律的理解和平面向量数量积的应用。二、合作探究,精讲点拨SF探究一:数量积的概念1、给出有关材料并提出问题3:(1)如图所示,一物体在力F的作用下产生位移S,那么力F所做的功:W= |F| |S| cos。 (2)这个公式的有什么特点?请完成下列填空:W(功)是 量,F(力)是 量,S(位移)是 量,是 。(3)你能用文字语言表述“功的计算公式”吗?期望学生回答:功
16、是力与位移的大小及其夹角余弦的乘积2、明晰数量积的定义(1) 数量积的定义:已知两个非零向量与,它们的夹角为,我们把数量 bcos叫做与的数量积(或内积),记作:,即:= cos(2)定义说明:记法“”中间的“ ”不可以省略,也不可以用“ ”代替。 “规定”:零向量与任何向量的数量积为零。(3)提出问题4:向量的数量积运算与线性运算的结果有什么不同?影响数量积大小的因素有哪些? 期望学生回答:线性运算的结果是向量,而数量积的结果则是数,这个数值的大小不仅和向量与的模有关,还和它们的夹角有关。(4)学生讨论,并完成下表:的范围090=900180的符号(5)探究题组一 :已知,当,与的夹角是60
17、时,分别求.探究二:研究数量积的几何意义1.给出向量投影的概念:如图,我们把cos(cos)叫做向量在方向上(在方向上)的投影,记做:OB1=cos注:投影也是一个数量,不是向量;当q为锐角时投影为正值;当q为钝角时投影为负值;当q为直角时投影为0;当q = 0时投影为 |b|;当q = 180时投影为 -|b|.2.提出问题5:数量积的几何意义是什么?期望学生回答:数量积等于的长度与在的方向上的投影cos 的乘积。探究三:探究数量积的运算性质1、数量积的性质 性质:若和均为非零向量 (1)0 (垂直)(2)与同向时, =,与 反向 时, =-特别地:=2 = (长度)(3)cos=(夹角)(
18、4) 2、探究题组二已知=6,=4, 与的夹角为60,求(+2 )(-3),并思考此运算过程类似于实数哪种运算?四、针对训练 巩固提高: 1、 下列各式(1) (2)(3)(4)正确的个数为 2、 已知:,则在上的投影为 3、 下列命题中(1) (2)(3)(4) (5) (6)其中真命题的个数有 4、 5、13.在平面直角坐标系中,双曲线的中心在原点,它的一个焦点坐标为,分别是两条渐近线的方向向量。任取双曲线上的点,若(、),则、满足的一个等式是 4ab=1 。16)已知平面向量满足,且与的夹角为120,则的取值范围是_12.已知向量a(2,1),b(1,m),c(1,2)若(ab)c,则m
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