内容正文:
9.3.1 平面向量基本定理
明学习目标 知结构体系
课标
要求 1.了解平面向量基本定理及其意义.
2.了解向量基底的含义.在平面内,当一个基底确定后,会用这个基底来表示其他向量.
重点
难点 重点:平面向量基本定理的应用.
难点:用基底表示平面向量.
不共线的向量
内化素养
数学运算 向量的线性运算、数量积运算
逻辑推理 结合向量的加法与减法运算推出向量与向量之间的关系
直观想象 直观地利用几何图形的特征将未知向量向已知向量转化
“四翼”检测评价见“四翼”检测评价(六)
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平面向量基本定理
条件
e1,e2是同一平面内两个_____________
结论
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
基底
把两个不共线的向量e1,e2叫作这个平面的一组基底
对平面向量基本定理的理解
(1)基底不唯一,只要是同一平面内的两个不共线向量都可以构成基底向量.同一非零向量在不同基底下的分解式是不同的.
(2)基底给定时,分解形式唯一.λ1,λ2是被a,e1,e2唯一确定的数值.
(3)e1,e2是表示同一平面内所有向量的一个基底,则当a与e1共线时,λ2=0;当a与e2共线时,λ1=0;当a=0时,λ1=λ2=0.
(4)由于零向量与任何向量都是共线的,因此零向量不能作为基底中的向量.
1.(多选)设点O是平行四边形ABCD两对角线的交点,下列向量组可作为该平面其他向量基底的是 ( )
A.与 B.与
C.与 D.与
答案:AC
2.如图所示,向量可用向量e1,e2表示为________.
解析:由图可知,=4e1+3e2.
答案:4e1+3e2
3.若a,b是同一平面内的两个不共线向量,且c=2a-b,d=3a-2b,试判断c,d能否作为平面向量的基底.
解: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,但这样的λ是不存在的,从而c,d不共线,故c,d能作为平面向量的基底.
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对平面向量基本定理的理解
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[典例] (多选)如果e1,e2是平面α内两个不共线的向量,那么下列说法中正确的是 ( )
A.a=λe1+μe2(λ,μ∈R)可以表示平面α内的所有向量
B.对于平面α内任一向量a,使a=λe1+μe2的实数对(λ,μ)有无穷多个
C.若向量λ1e1+μ1e2与λ2e1+μ2e2共线,则=
D.若存在实数λ,μ,使得λe1+μe2=0,则λ=μ=0
[解析] 由平面向量的基本定理可知,A、D是正确的.对于B,由平面向量的基本定理可知,若平面的基底确定,那么同一平面内任意一个向量在此基底下的实数对是唯一的.对于C,当λ1=λ2=0或μ1=μ2=0时,结论不成立.故选A、D.
[答案] AD
考查两个向量是否能构成基底,主要看两向量是否不共线.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.
[对点训练]
1.设e1,e2是平面内所有向量的一个基底,则下列四组向量中,不能作为基底的是 ( )
A.e1+e2和e1-e2
B.3e1-4e2和6e1-8e2
C.e1+2e2和2e1+e2
D.e1和e1+e2
解析:选项B中,6e1-8e2=2(3e1-4e2),∴6e1-8e2与3e1-4e2共线,∴不能作为基底,选项A、C、D中两向量均不共线,可以作为基底.
答案:B
2.已知平面α内的两个向量e1,e2不共线,并且a=e1+2e2,b=2e1+λe2,要使a,b能作为平面α内表示所有向量的一个基底,则实数λ的取值范围是________.
解析:若向量a,b共线,则λ=4,故当λ≠4时,a,b不共线,此时{a,b}可作为平面内表示所有向量的一个基底.
答案:(-∞,4)∪(4,+∞)
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用基底表示向量
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[典例] 如图,在平行四边形ABCD中,设对角线=a,=b,试用基底a,b表示,.
[解] 法一:由题意知,===a,
===b.
所以=+=-=a-b,
=+=a+b.
法二:设=x,=y,则==y,
又则
所以x=a-b,y=a+b,
即=a-b,=a+b.
用基底表示向量的依据和两个“模型”
(1)依据:
①向量加法的三角形法则和平行四边形法则;
②向量减法的几何意义,向量的数乘的几何意义.
(2)模型:
[对点训