内容正文:
第01课 平面向量的概念及其线性运算
1、 核心体系
二、必备知识
1、向量的有关概念
(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量;向量的大小叫做向量的长度(或模)
向量表示方法:向量或;模或.
(2)零向量:长度等于0的向量,方向是任意的,记作.
(3)单位向量:长度等于1个单位的向量,常用表示.
特别的:非零向量的单位向量是.
(4)平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量,与共线可记为;
特别的:与任一向量平行或共线.
(5)相等向量:长度相等且方向相同的向量,记作.
(6)相反向量:长度相等且方向相反的向量,记作.
2、向量的线性运算
2.1向量的加法
①定义:求两个向量和的运算,叫做向量的加法.两个向量的和仍然是一个向量.对于零向量与任意向量,我们规定.
②向量加法的三角形法则(首尾相接,首尾连)
已知非零向量,,在平面内任取一点,作,,则向量叫做与的和,记作,即.这种求向量和的方法,称为向量加法的三角形法则.
③向量加法的平行四边形法则(作平移,共起点,四边形,对角线)
已知两个不共线向量,,作,,以,为邻边作,则以为起点的向量(是的对角线)就是向量与的和.这种作两个向量和的方法叫做向量加法的平行四边形法则.
2.2向量的减法
①定义:向量加上的相反向量,叫做与的差,即.
②向量减法的三角形法则(共起点,连终点,指向被减向量)
已知向量,,在平面内任取一点,作,,则向量.如图所示
如果把两个向量,的起点放在一起,则可以表示为从向量的终点指向向量的终点的向量.
2.3向量的数乘
向量数乘的定义:
一般地,我们规定实数与向量的积是一个向量,这种运算叫做向量的数乘,记作.它的长度与方向规定如下:
①
②当时,的方向与的方向相同;当时,的方向与的方向相反;当时,.
3、共线向量定理
①定义:向量与非零向量共线,则存在唯一一个实数,.
②向量共线定理的注意问题:定理的运用过程中要特别注意;特别地,若,实数仍存在,但不唯一.
4、常用结论
4.1中点公式的向量形式:
若为线段的中点,为平面内任意一点,则.
4.2三点共线等价形式:
(,为实数),若,,三点共线
三、高频考点+重点题型
考点一:平面向量的概念与表示
例1-1.下列命题中正确的是( )
A.两个有共同起点且相等的向量,其终点必相同
B.两个有公共终点的向量,一定是共线向量
C.两个有共同起点且共线的向量,其终点必相同
D.若与是共线向量,则点,,,必在同一条直线上
【答案】A
【详解】两个相等的向量方向相同且长度相等,因此起点相同时终点必相同,故A正确;
两个有公共终点的向量,可能方向不同,也可能模长不同,故B错误;
两个有共同起点且共线的向量可能方向不同,也可能模长不同,终点未必相同,故C错误;
与是共线向量,也可能是AB平行于CD,故D错误.
故选:A
例1-2.下列说法正确的是( )
①有向线段三要素是始点、方向、长度;
②向量两要素是大小和方向;
③同向且等长的有向线段表示同一向量;
④在平行四边形中,.
A.① B.①② C.①②③ D.①②③④
【答案】D
【详解】①始点、方向、长度可以确定一条有向线段,即有向线段三要素是始点、方向、长度,故①正确;
②根据向量的定义知,向量的两要素是大小和方向,故②正确;
③同向且等长的有向线段表示的向量大小相等,方向相同,故为同一向量,故③正确;
④∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB∥DC,且AB=DC,故,故④正确.
故选:D.
例1-3.下列说法正确的是( )
A.向量与向量是相等向量
B.若两个向量是共线向量,则向量所在的直线可以平行,也可以重合
C.与实数类似,对于两个向量有三种关系
D.向量的模是一个正实数
【答案】B
【详解】向量与向量模长相等,方向相反,为相反向量,故选项A不正确;
由向量共线的定义可知,选项B正确;
由向量的定义,向量有模长和方向两个要素,不可比较大小,故选项C不正确;
零向量的模长为0,因此向量的模不一定为正数,故选项D不正确.
故选:B
训练题组一(综合)
1-1.下列说法错误的是( )
A.向量与向量长度相等 B.单位向量都相等
C.的长度为,且方向是任意的 D.任一非零向量都可以平行移动
【答案】B
【详解】因为,所以和互为相反向量,长度相等,方向相反,故A选项正确;
单位向量长度都为,但方向不确定,故B选项错误;
根据零向量的概念,易知C选项正确;
向量只与长度和方向有关,与位置无关,故任一非零向量都可以平行移动,故D选项正确;
故选:B.
1-2.(2022·全国·高一)下列结论中,正确的是( )
A.长的有向线段不可能表示单位向量
B.若O是直线l上的一点,单位长度已选定,则l上有且只有两个点A,B,使得,是单位向量
C.方向为