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精彩三年课程探究与巩固·数学·必修第二册
6.3 平面向量基本定理及坐标表示
6.3.1 平面向量基本定理
第六章 平面向量及其应用
*
[课程目标] 1.理解平面向量基底的概念;2.掌握平面向量基本定理,能用一组基底表示向量.
如果e1,e2是同一平面内的两个_______________,那么对于这一平面内的任一向量a,有且只有一对实数λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2.
若e1,e2__________,我们把{e1,e2}叫做表示这一平面内所有向量的一个基底.
[研读](1)只要是同一平面内两个不共线的向量都可作为一组基底,所以基底的选取不是唯一的;(2)零向量与任一向量都共线,因此零向量不能作为基底;(3)λ1,λ2是唯一的.
不共线向量
不共线
判断正误(请在括号中打“√”或“×”).
(1)平面内的基底是唯一的.( )
(2)三角形的任意两条中位线上的非零向量可以作为基底.
( )
(3)平行四边形的任意两边上的非零向量可以作为基底.
( )
(4)若向量a,b不共线,且c=2a-b,d=3a-2b,则c,d能
作为基底.( )
×
√
×
√
【解析】 (1)平面内的基底并不是唯一的,任意不共线的两个向
量都可以作为基底.
(2)三角形的任意两条中位线相交,所以任意两条中位线上的非
零向量不共线,可以作为基底.
(3)平行四边形相对的两边上的非零向量不能作为基底.
(4)设存在实数λ使得c=λd,则2a-b=λ(3a-2b),即(2-3λ)·a
+(2λ-1)b=0.
由于a,b不共线,从而2-3λ=2λ-1=0,这样的λ是不存在
的,从而c,d不共线,故c,d能作为基底.
例1如果e1,e2是同一平面内两个不共线的向量,那么下列选项中说法都不正确的是( )
①λe1+μe2(λ,μ∈R)可以表示此平面内的所有向量;
②对于这一平面内任一向量a,使a=λe1+μe2的实数对(λ,μ)有无穷多个;
③若向量λ1e1+μ1e2与λ2e1+μ2e2共线,则有且只有一个实数λ,使得λ1e1+μ1e2=λ(λ2e1+μ2e2);
B
④若存在实数λ,μ使得λe1+μe2=0,则λ=μ=0.
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
【解析】 由平面向量基本定理可知,①④是正确的.
对于②,由平面向量基本定理可知,一旦一个平面的基底确
定,那么任意一个向量在此基底下的实数对是唯一的.
对于③,当两向量的系数均为零,即λ1=λ2=μ1=μ2=0时,这
样的λ有无数个,故选B.
[规律方法]
考查两个向量是否能构成基底,主要看两向量是否非零且不共线.此外,一个平面的基底一旦确定,那么平面上任意一个向量都可以由这个基底唯一线性表示出来.
设e1,e2是不共线的两个向量,给出下列四组向量:
①e1与e1+e2;②e1-2e2与e2-2e1;③e1-2e2与4e2-2e1;④e1+e2与e1-e2.
其中能作为平面内所有向量的一组基底的序号是_________.(写出所有满足条件的序号)
①②④
【解析】 对于③,4e2-2e1=-2e1+4e2=-2(e1-2e2),所
以e1-2e2与4e2-2e1共线,不能作为基底.
例2如图,在平行四边形ABCD中,设对角线
试用基底a,b表示
eq \o(AC,\s\up6(→)) =a, eq \o(BD,\s\up6(→)) =b,
eq \o(AB,\s\up6(→)) , eq \o(BC,\s\up6(→)) .
解:由题意知, eq \o(AO,\s\up6(→)) = eq \o(OC,\s\up6(→)) = eq \f(1,2)
eq \o(AC,\s\up6(→)) = eq \f(1,2) a,
eq \o(BO,\s\up6(→)) = eq \o(OD,\s\up6(→)) = eq \f(1,2)
eq \o(BD,\s\up6(→)) = eq \f(1,2) b.
所以 eq \o(AB,\s\up6(→)) = eq \o(AO,\s\up6(→)) + eq \o(OB,\s\up6(→)) = eq \o(AO,\s\up6(→)) - eq \o(BO,\s\up6(→)) = eq \f(1,2) a- eq \f(1,2) b,
eq \o(BC,\s\up6(→)) = eq \o(BO,\s\up6(→)) + eq \o(OC,\s\up6(→)) = eq \f(1,2) b+ eq \f(1,2) a.
[规律方法]
用基