内容正文:
6.3.2 平面向量的正交分解及坐标表示
6.3.3 平面向量加、减运算的坐标表示
6.3.4 平面向量数乘运算的坐标表示
[学习目标] 1.借助平面直角坐标系,掌握平面向量的正交分解及坐标表示.2.会用坐标表示平面向量的加、减运算与数乘运算(重点).
要点一 平面向量的正交分解及坐标表示
1.正交分解的定义
把一个向量分解为两个__互相垂直__的向量,叫做把向量作正交分解.
2.向量的直角坐标
在平面直角坐标系中,设与x轴、y轴方向相同的两个__单位向量__分别为i,j,取{i,j}作为基底.对于平面内的任意一个向量a,由平面向量基本定理可知,有且只有一对实数x,y,使得a= xi+yj .这样,平面内的任一向量a都可由x,y唯一确定,我们把有序数对__(x,y)__叫做向量a的坐标,记作a=(x,y).
3.向量的坐标表示
在向量a=(x,y)的直角坐标平面中,__x__叫做a在x轴上的坐标,__y__叫做a在y轴上的坐标, a=(x,y) 叫做向量a的坐标表示.
4.在向量的直角坐标平面中,i=__(1,0)__,j=__(0,1)__,0=(0,0).
思考:(1)正交分解与平面向量基本定理有何联系?
(2)点的坐标与向量坐标有什么区别和联系?
提示 (1)正交分解是平面向量基本定理的特殊形式(基底垂直时).
(2)区别:①表示形式不同,a=(x,y),点A(x,y);②意义不同,点A(x,y)表示点A在平面直角坐标系中的位置,而向量a=(x,y)表示向量的大小、方向.联系:当平面向量的起点在原点时,向量的坐标与终点的坐标相同.
要点二 平面向量的坐标运算
设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),λ∈R.
运算
文字描述
符号表示
加法
两个向量和的坐标分别等于这两个向量相应坐标的__和__
a+b=__(x1+x2,y1+y2)__
减法
两个向量差的坐标分别等于这两个向量相应坐标的__差__
a-b=__(x1-x2,y1-y2)__
数乘
实数与向量的积的坐标等于用这个实数乘原来向量的相应坐标
λa=__(λx1,λy1)__
重要
结论
一个向量的坐标等于表示此向量的有向线段的__终点__的坐标减去__起点__的坐标
已知A(x1,y1),B(x2,y2),则=__(x2-x1,y2-y1)__
要点三 两向量共线的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0,向量a,b共线的充要条件是x1y2-x2y1=0.
(1)由于规定零向量与任一向量平行,所以a∥b⇔x1y2-x2y1=0对任意向量都成立.
(2)特别地,当x2y2≠0时,我们有 a∥b ⇔ = ,其文字表述是“两个向量平行的条件是__相应的坐标__成比例”.
思考:已知向量a=(x,y),与a共线的单位向量的坐标是什么?
提示 设与a共线的单位向量为a0,则a0=±a=±=±,其中正号、负号分别表示与a同向和反向.
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”.
(1)当向量的起点在坐标原点时,向量的坐标就是向量终点的坐标.( )
(2)两向量差的坐标与两向量的顺序无关.( )
(3)若把向量平移到,则和的坐标相同.( )
(4)两个向量a=(x1,y1),b=(x2,y2)平行的条件x1y2-x2y1=0可以写成=.( )
解析 (1)正确,由平面向量的坐标表示的定义可得.
(2)错误,两向量差的坐标与两向量的顺序有关.
(3)正确,平面向量在平面内可自由平移.
(4)错误,当x2y2≠0时,x1y2-x2y1=0可以写成=;当x2y2=0时,x1y2-x2y1=0不可以写成=.
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)×
类型一 平面向量的坐标表示
误区防错
点的坐标与向量的坐标的区别与联系
(1)向量=(x,y),中间用等号连接,而点的坐标A(x,y),中间没有等号.
(2)平面向量的坐标与该向量的起点、终点坐标有关,只有起点在原点时,向量的坐标才与终点的坐标相同,起点不在原点的向量的坐标等于终点的坐标减去起点的坐标.
(3)相等向量的坐标是相同的,但起点、终点的坐标却不一定相同.
【例题1】 如图,向量a,b,c的坐标分别是__________,__________,__________.
思维导引:在求一个向量的坐标时,可以首先求出这个向量的起点坐标和终点坐标,再运用终点坐标减去起点坐标得到该向量的坐标;也可以根据向量坐标的定义来求.
解析 将各向量分别向基底i,j所在的直线分解,则a=-4i+0·j,b=0·i+6j,c=-2i-5j,所以a=(-4,0),b=(0,6),c=(-2,-5).
答案 (-4,0) (0,6) (-2,-5)
【变式1】 已知O是坐标