内容正文:
数学必修第二册(人教A)
λ1e1+λ2e2
不共线
不共线
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
课程标准
核心素养
理解平面向量基本定理及其意义.
1.数学抽象:了解基底的含义,理解并掌握平面向量基本定理.
2.逻辑推理:会用基底表示平面内任一向量.
知识探究区——注重知识生成过程
【情境导入】
火箭在升空的某一时刻,速度可以分解成竖直向上和水平向前的两个分速度.在力分解的平行四边形法则中,我们看到一个力可以分解为两个不共线的力.
问题:平面内任一向量是否可以用两个不共线的向量来表示?
提示:将两个不共线的向量及任一向量的起点平移到同一点,利用平行四边形法则以及数乘向量,可知平面内任一向量都可以用两个不共线的向量来表示.
【知识概括】
平面向量基本定理
条件
e1,e2是同一平面内的两个 的向量
结论
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=
基底
若向量e1,e2 ,则{e1,e2}叫做表示这一平面内所有向量的一个基底
【要点解读】
平面向量基本定理的关注点
①e1、e2是同一平面内的两个不共线向量;
②该平面内的任意向量a都可用e1,e2线性表示,且这种表示是唯一的;
③对基底的选取不唯一,只要是同一平面内的两个不共线向量都可以作为一组基底;
④定理的证明,课本中是用作图法证明了它的存在性,又用反证法证明了它的唯一性.
[示例](教材P27练习1改编)如图,在△ABC中,D是BC的
中点,E是DC的中点,F是EC的中点,若
=a,
=b,
则用a,b表示
的结果为______.
解析:由题意,可得
=
-
=a-b,
∵D是BC的中点,E是DC的中点,F是EC的中点,
∴
== eq \f(1,2) (a-b).
同理,
== eq \f(1,4) (a-b),
== eq \f(1,8) (a-b),
∴
=
+
=b+ eq \f(1,8) (a-b)= eq \f(1,8) a+ eq \f(7,8) b.
答案:
= eq \f(1,8) a+ eq \f(7,8) b
[对点练]如图,已知E,F分别是矩形ABCD的边BC,CD的
中点,EF与AC交于点G,若
=a,
=b,用a,b表
示
=________.
解析:
=
+
+
=a+ eq \f(1,2) b+ eq \f(1,4)
eq \o(BD,\s\up6(→))
=a+ eq \f(1,2) b+ eq \f(1,4) (b-a)= eq \f(3,4) a+ eq \f(3,4) b.
答案: eq \f(3,4) a+ eq \f(3,4) b
能力提升区——注重题型技法阐释
题型一 平面向量基本定理的理解
对基底的理解
(1)两个向量能否作为一组基底,关键是看这两个向量是否共线,若共线,则不能作基底,反之,则可作基底.
(2)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组基底唯一线性表示出来,设向量a与b是平面内两个不共线的向量,若x1a+y1b=x2a+y2b,则 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x1=x2,,y1=y2.))
[例1]若e1,e2是平面α内所有向量的一组基底,λ,μ是实数,则下列说法中正确的有______.(填序号)
①若λ,μ满足λe1+μe2=0,则λ=μ=0;
②对于平面α内任意一个向量a,使得a=λe1+μe2成立的实数λ,μ有无数对;
③线性组合λe1+μe2可以表示平面α内的所有向量;
④当λ,μ取不同的值时,向量λe1+μe2可能表示同一向量.
解析:①正确.若λ≠0,则e1=- eq \f(μ,λ) e2,从而向量e1,e2共线,这与e1,e2不共线相矛盾,同理可说明μ=0.②不正确.由平面向量基本定理可知λ,μ唯一确定.③正确.平面α内的任一向量a都可表示成λe1+μe2的形式,反之也成立;④不正确,结合向量加法的平行四边形法则易知,当λe1和μe2确定后,其和向量λe1+μe2唯一确定.
答案:①③
[即时练]1.设向量e1与e2不共线,若3xe1+(10-y)e2=(4y-7)e1+2xe2,则实数x,y的值分别为( )
A.0,0 B.1,1
C.3,0 D.3,4
解析:∵向量e1与e2不共线,且3xe1+(10-y)e2=(4y-7)e1+2xe2,
∴ eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(3x=4y-7,,10-y=2x,)) 解得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=3,,y=4.))
答案:D
2.(2022·重庆南华中学高二检