内容正文:
平面向量
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1. 向量的有关概念
名称
定义
备注
向量
既有大小又有方向的量;向量的大小叫作向量的长度(或称模)
平面向量是自由向量
零向量
长度为零的向量;其方向是任意的
记作0
单位向量
长度为单位1的向量
非零向量a的单位向量为±
平行向量
如果表示两个向量的有向线段所在的直线平行或重合,则称这两个向量平行或共线
0与任一向量平行或共线
相等向量
长度相等且方向相同的向量
两向量只有相等或不等,不能比较大小
相反向量
长度相等且方向相反的向量
0的相反向量为0
2、向量的数乘运算及其几何意义
(1)定义:实数λ与向量a的积是一个向量,这种运算叫向量的数乘,记作λa,它的长度与方向规定如下:
①|λa|=|λ||a|;
②当λ>0时,λa与a的方向相同;当λ<0时,λa与a的方向相反;当λ=0时,λa=0.
(2)运算律:设λ,μ是两个实数,则
①λ(μa)=(λμ)a;②(λ+μ)a=λa+μa;③ λ(a+b)=λa+λb.
3. 向量的线性运算
向量运算
定义
法则(或几何意义)
运算律
加法
求两个向量和的运算
(1)交换律:a+b=b+a.
(2)结合律:(a+b)+c=a+(b+c).
减法
求两个向量差的运算
三角形法则
a-b=a+(-b)
数乘
求实数λ与向量a的积的运算
(1)|λa|=|λ||a|;
(2)当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;当λ<0时,λa的方向与a的方向相反;当λ=0时,λa=0
λ(μa)=(λμ)a;
(λ+μ)a=λa+μa;
λ(a+b)=λa+λb
4、向量共线的判定定理
a是一个非零向量,若存在一个实数λ,使得b=λa,则向量b与非零向量a共线.
5.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a=λ1e1+λ2e2,其中不共线的向量e1,e2叫表示这一平面内所有向量的一组基底.
6.平面向量的坐标表示
(1)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,a为坐标平面内的任意向量,以坐标原点O为起点作=a.由平面向量基本定理可知,有且只有一对实数x,y,使得=xi+yj.因此a=xi+yj.
我们把实数对(x,y)叫作向量a的坐标.记作a=(x,y).
(2)设=xi+yj,则向量的坐标(x,y)就是终点A的坐标,即若=(x,y),则A点坐标为(x,y),反之亦成立.(O为坐标原点)
7.平面向量坐标运算
(1)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=(x1+x2,y1+y2),a-b=(x1-x2,y1-y2),λa=(λx1,λy1),|a|=.
(2)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),||=.
8.平面向量共线的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0,当且仅当x1y2-x2y1=0时,向量a,b共线.
9.两个向量的夹角
(1)已知两个非零向量a和b(如图),作=a,=b,则∠AOB=θ(0°≤θ≤180°)叫作向量a与b的夹角,当θ=0°时,a与b同向;当θ=180°时,a与b反向;如果a与b的夹角是90°,我们说a与b垂直,记作a⊥b.
(2)规定:零向量可与任一向量垂直.
10.两个向量的数量积的定义
已知两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,则数量|a||b|cos θ叫作a与b的数量积(或内积),记作a·b,即a·b=|a||b|cos θ,规定零向量与任一向量的数量积为0,即0·a=0.
11.向量数量积的几何意义
数量积a·b等于a的长度|a|与b在a的方向上的投影|b|cos θ的数量积.
12.向量数量积的性质
设a、b都是非零向量,e是单位向量,θ为a与b(或e)的夹角.则
(1)e·a=a·e=|a|cos θ;
(2)a⊥b⇔a·b=0;
(3)当a与b同向时,a·b=|a|·|b|;当a与b反向时,a·b=-|a||b|,特别的,a·a=|a|2或者|a|=;
(4)cos θ=;
(5)|a·b|≤|a||b|.
13.向量数量积的运算律
(1)a·b=b·a;
(2)λa·b=λ(a·b)=a·(λb);
(3)(a+b)·c=a·c+b·c.
14.平面向量数量积的坐标运算
设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),向量a与b的夹角为θ,则
(1)a·b=x1x2+y1y2;
(2)|a|=;