内容正文:
考点17 平面向量的基本定理及向量坐标运算
【命题解读】
1.理解平面向量的基本定理及其意义,会用平面向量基本定理解决简单问题.
2.掌握平面向量的正交分解及其坐标表示.
3.会掌握平面向量的加法、减法、数乘的坐标运算.
【命题预测】
1.考查向量平行的坐标表示方法,涉及向量的坐标计算,主要为基础题;
2.考查平面向量的线性运算以及基底向量的用法,需要根据题意确定基底向量,多为.基础题;
3.考查平面向量的线性运算和共线定理的应用;
4.预计2021年高考中,仍会对本节内容进行重点考查.
【复习建议】
一、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.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.把一个向量分解为两个互相垂直的向量,叫做把向量正交分解.
二、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知,有且只有一对实数x、y,使得a=xi+yj,这样,平面内的任一向量a都可由x、y唯一确定,我们把(x,y)叫做向量a的坐标,记作a=(x,y),其中x叫做a在x轴上的坐标,y叫做a在y轴上的坐标.
三、平面向量的坐标运算
1.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=(x2-x1,y2-y1).
2.向量加法、减法、数乘向量及向量的模
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a+b=(x2+x1,y2+y1),a-b=(x1-x2,y1-y2),λa=(λx1,λy1),
|a|=,|a+b|=.
3.平面向量共线的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b⇔x1y2-x2y1=0.
考向一 平面向量基本定理
方法策略:
(1)根据题意选准基底或建立直角坐标系.
(2)结合平面几何知识,运用平面向量的线性运算,用基底或坐标表示所求向量.
典例1 如图,在平行四边形中,点是边的中点,点是的中点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
把向量,作为基底,利用平面向量基本定理和向量的加减法法则求解.
【详解】
解:因为是的中点,所以,
因为点是边的中点,所以,
所以,,
故选:B
【点睛】
此题考查了平面向量基本定理和向量的加减法法则,利用了数形结合的思想,属于基础题.
考向二 平面向量的坐标运算
解题技巧:
(1)向量坐标与点的坐标形式相似,实质不同.
(2)向量坐标形式的线性运算类似多项式的运算
典例1 已知点,,向量,则向量与( )
A.垂直 B.不垂直也不平行 C.平行且同向 D.平行且反向
【答案】D
【解析】
【分析】
由向量的坐标运算法则计算出,再判断与的关系.
【详解】
,所以向量芳与平行且反向.
故选:D.
【点睛】
本题考查平面向量的坐标运算及向量垂直、共线的判断,属于简单题.
典例2 已知向量,和在边长为1的正方形网格中的位置如图所示,若 ,则等于( )
A.2 B.-2 C.3 D.-3
【答案】A
【解析】
【分析】
分别写出向量,,的坐标,建立等量关系,求解的值.
【详解】
如图所示,建立平面直角坐标系,
则,,.
因为,所以(2,-2)=λ(1,2)+μ(1,0)=(λ+μ,2λ),
所以 解得
所以.
故选:A.
【点睛】
本题考查向量的坐标表示,根据向量相等,求参数的取值范围,属于基础题型.
考向三 向量共线(平行)的坐标表示
方法指导:
(1)
“若,,则的充要条件是”;
(2)
三点共线问题.A,B,C三点共线等价于与共线.
典例1 已知向量,,若,则实数________.
【答案】6
【解析】
【分析】
根据即可得出,解出即可.
【详解】
向量,,且,,.
故答案为:6.
【点睛】
本题考查了平行向量的坐标关系,考查了计算能力,属于基础题.
典例2 已知向量,,.若,则实数的值为___________.
【答案】
【解析】
【分析】
求得向量的坐标,利用平面向量共线的坐标表示可得出关于实数的等式,进而可求得实数的值.
【详解】
向量,,,则,
又,则,解得.
故答案为:.
【点睛】
本题考查利用平面向量共线的坐标表示求参数,考查计算能力,属于基础题.
题组一 基础过关
1.已知向量,,且,则m的值为( )
A.1 B. C.4 D.
2.设向量,,,且满足,则( )
A. B. C. D.2
3.已知,是不共线的向量,,,,若三点共线,则实数λ,µ满足(