内容正文:
专题6 平面向量
课堂笔记
向量的概念
1.向量的概念
(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量.
(2)数量:只有大小没有方向的量称为数量.
2.向量的几何表示
(1)有向线段
具有方向的线段叫做有向线段,
它包含三个要素:起点、方向、长度,如图所示.
以A为起点、B为终点的有向线段记作,
线段AB的长度叫做有向线段的长度记作||.
(2)向量的表示
①几何表示:向量可以用有向线段表示,有向线段的长度表示向量的大小,有向线段的方向表示向量的方向.
②字母表示:向量可以用字母a,b,c,…表示(印刷用黑体a,b,c,书写时用,,).
3.模、零向量、单位向量
向量的大小,称为向量的长度(或称模),记作||.长度为0的向量叫做零向量,记作0;长度等于1个单位长度的向量,叫做单位向量.
4.平行的向量、共线向量、自由向量、负向量
(1)方向相同或相反的两个非零向量叫做互相平行的向量.向量与向量b平行记作//b.
规定:零向量与任何一个向量平行.
(2)由于任意一组平行向量都可以平移到同一条直线上,因此相互平行的向量又叫做共线向量.
(3)我们所研究的向量只有大小与方向两个要素.当向量a与向量b的模相等并且方向相同时,称向量a与向量b相等,记作a = b .也就是说,向量可以在平面内任意平移,具有这种性质的向量叫做自由向量.
(4)与非零向量的模相等,且方向相反的向量叫做向量的负向量,记作.
规定:零向量的负向量仍为零向量.
平面向量的加法
1.向量的加法:
求两个向量和的运算,叫做向量的加法.
2.向量加法的三角形法则.
已知非零向量a,b,在平面内任取一点A,作=a,=b,则向量叫做a与b的和,记作a+b,即a+b=+=.
这种求向量和的方法,称为向量加法的三角形法则.
对于零向量与任意向量a,规定a+0=0+a=a
3.向量加法的四边形法则
以同一点O为起点的两个已知向量a,b为邻边作▱OACB,则以O为起点的对角线就是a与b的和.把这种作两个向量和的方法叫做向量加法的平行四边形法则
4.向量加法的运算律
(1)a+0 = 0+a = a; a+(−a)= 0;
(2)a+b=b+a;
(3)(a+b)+ c = a +(b+c).
平面向量的减法
1. 定义:向量a与向量b的负向量的和定义为向量a与向量b的差.即a −b = a+(−b).
2.几何意义:在平面内任取一点O,作=a,=b,则向量a-b=,如图所示.
3.文字叙述:如果把两个向量的起点放在一起,那么这两个向量的差是以减向量的终点为起点,被减向量的终点为终点的向量.
数乘向量
1.数乘向量定义
数与向量的乘法运算叫做向量的数乘运算
一般地,实数与向量a的积是一个向量,记作a,
它的模为
若0,则当>0时,a的方向与a的方向相同,
当<0时,a的方向与a的方向相反.
对于非零向量a、b,当时,有
一般地,有0a= 0, 0 = 0 .
2.数乘向量运算律
3.向量的线性运算
一般地,a+b叫做a, b的一个线性组合(其中,均为系数).如果l =a+ b,则称l可以用a,b线性表示.
向量的加法、减法、数乘运算都叫做向量的线性运算.
平面向量的坐标表
1.对于平面内的任意一个向量a,都存在着一对有序实数(x,y),使得a=xi+yj,有序数对(x,y)叫做向量a的坐标,记作a=(x,y).
2.起点为终点为的向量坐标为
向量线性运算的坐标表示
设平面直角坐标系中,,,
则:.
.
共线向量的坐标表示
对非零向量a、 b,设
当时,有
平面向量的内积
1. 两个向量的夹角
设有两个非零向量a, b,作=a, =b,由射线OA与OB所形成的角叫做向量a与向量b的夹角,记作<a,b>.如下图
注意:向量a与b的夹角的范围是0≤θ≤π,且<a,b>=<b,a>
2. 两个向量的内积
两个向量a,b的模与它们的夹角的余弦之积叫做向量a与向量b的内积,记作a·b, 即a·b=|a||b|cos<a,b>
3.向量内积的性质
(1)cos<a,b>=.
(2)当<a,b>=0时,a·b=|a||b|;
当<a,b>=时,a·b=−|a||b|.
(3)当b=a时,有<a,a>=0,
所以a·a=|a||a|=|a|2,即|a|=.
(4)当时,ab,因此,a·b=因此对非零向量a,b,有a·b=0ab.
4.向量内积的运算律:
(1)a·b=b·a.
(2)()·b=(a·b)=a·(b).
(3)(a+b)·c=a·c+b·c.
内积的坐标表示
1. 两个向量的内积等于它们对应坐标乘积的和,
即a·b= x1 x2+ y1 y2