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精彩三年 课程探究与巩固 数学 必修第二册
第六章 平面向量及其应用
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
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1
[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.
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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
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【思辨】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.( )
×
√
×
√
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【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.
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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
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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.
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[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.
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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)
【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.
①②④
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例2
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[规律方法]
用基底表示向量的方法:将两个不共线的向量作为基底表示其他向量,基本方法有两种:一种是运用向量的线性运算法则对待求向量不断进行转化,直至用基底表示为止;另一种是通过列向量方程或方程组的形式,利用基底表示向量的唯一性求解.
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例3 如图,在△ABC中,点M是BC的中点,点N在AC上,且
AN=2NC,AM与BN相交于点P,求AP∶PM与BP∶PN的值
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[规律方法]
(1)若题目中已给出了基底,求解此类问题时,常利用向量加法
的三角形法则或平行四边形法则,结合数乘运算找到所求向
量与基底的关系;
(2)若题目中没有给出基底,常结合已知条件先寻找一组从同一
点出发的两个不共线向量作为基底,而后用上述方法求解.
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