内容正文:
第六章 平面向量初步
6.2向量基本定理与向量的坐标
6.2.1向量基本定理
知识梳理
一.共线向量基本定理数乘向量
一般地,有如下共线向量基本定理:
如果且,则存在唯一的实数入,使得.
在共线向量基本定理中:
(1) 时,通常称为能用表示。
(2)其中的“唯一”指的是,如果还有,则有.
这是因为:由可知,如果,则,与已知矛盾,所以
,即.
二.平面向量基本定理
一般地,有如下平面向量基本定理:
如果平面内两个向量与不共线,则对该平面内任意一个向量,存在唯一的实数对,使得
.
平面向量基本定理中,当与不共线时,“唯一的实数对”指的是用表示时,表达式唯一,即如果
,那么.
基底:平面向量基本定理是说,在给定的平面内,当向量与不共线时,任意一个向量,都可以写成与的线性运算(简称为用与表示向量),而且表达式唯一,因此,平面内不共线的两个向量与组成的集合,常称为该平面上向量的一组基底,此时如果,则称为在基底下的分解式。
常见考点
考点一 基底的概念及辨析
典例1.若是平面内的一组基底,则下列四组向量能作为平面的一组基底的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】
根据平面中基底是两个不共线向量,逐个分析判断即可得解.
【详解】
由是平面内的一组基底,则非零不共线,
由一组基底必不共线,可得:
对A,,故共线,不符题意;
对B,不能互相线性表示,故不共线,满足题意;
对C,,故共线,不满足题意;
对D,,故共线,不满足题意.
故选:B
变式1-1.设,是平面内不共线的两个向量,则以下各组向量中不能作为基底的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【答案】C
【分析】
根据基底不共线即可判断.
【详解】
解:,是平面内不共线的两个向量,
对A,与不共线,故可以作为基底,故A错误;
对B,与不共线,故可以作为基底,故B错误;
对C,,故与共线,
不可以作为基底,故C正确;
对D,与不共线,故可以作为基底,故D错误;
故选:C.
变式1-2.已知是不共线的非零向量,则以下向量可以作为基底的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】
根据题意可得:两个向量满足平面的一组基底,需这两个向量不共线,由此逐一判断可得选项.
【详解】
对于A:零向量与任意向量均共线,所以此两个向量不可以作为基底;
对于B:因为,所以,所以此两个向量不可以作为基底;
对于C:设,即,则,所以无解,所以此两个向量不共线,可以作为一组基底;
对于D:设,所以,所以此两个向量不可以作为基底;
故选:C.
变式1-3.若,是平面内的一组基底,则下列四组向量能作为平面向量的基底的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【分析】
根据不共线的向量作为基底即可得出选项.
【详解】
对于A, 由,所以两向量共线,故A不能选;
对于B,由,所以两向量共线,故B不能选;
对于C,由,所以两向量共线,故C不能选;
对于D,与不共线,故D选.
故选:D
考点二 用基底表示向量
典例2.如图,等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】
由向量的减法法则,结合图示易得.
【详解】
由题得,由图可知.
故:C.
变式2-1.如图所示,在矩形中,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
先算出,从而可求.
【详解】
,
而,
故选:A.
变式2-2.已知平行四边形,点,分别是,的中点(如图所示),设,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
利用向量的线性运算,即可得到答案;
【详解】
连结,则为的中位线,
,
故选:A
变式2-3.在中,是的中点.若,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】
根据向量的加减及数乘运算即可求出.
【详解】
∵是的中点,
∴,
∴.
故选:C
考点三 利用平面向量基本定理求参数
典例3.如图所示,矩形的对角线相交于点,为的中点,若,则等于( ).
A. B. C.1 D.
【答案】A
【分析】
利用向量的线性运算结合平面向量基本定理可求的值.
【详解】
由平面向量基本定理,
化简
,
所以,即,
故选:A.
变式3-1.如图,在中,,,若,则值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
求出,得λ=,μ=,即得解.
【详解】
因为+μ,
所以λ=,μ=,
则λ+μ=+=.
故选:B
变式3-2.在矩形中,与相交于点,是线段的中点,若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
根据平面向量的线性运算法则,结合矩形的性质进行求解即可
【详解】
因为,
所以,
故选:A
变式3-3.如图,已知,若点满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C