内容正文:
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
学习任务目标
1.理解平面向量基本定理的内容,了解基底的含义.
2.会应用平面向量基本定理解决有关平面向量的综合问题.
(1)共线向量定理:向量a(a≠0)与b共线的充要条件是:存在唯一一个实数λ,使b=λa.
(2)向量的加法法则:
三角形法则
平行四边形法则
+=
+=
首尾相接,连首尾
同一起点,对角线
知识点 平面向量基本定理
(1)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一向量a,有且只有一对实数λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2.
(2)基底:若e1,e2不共线,我们把{e1,e2}叫做表示这一平面内所有向量的一个基底.
拓展:①e1,e2是同一平面内的两个不共线的向量,{e1,e2}的选取不唯一,即一个平面可以有多个基底.
②基底{e1,e2}确定后,实数λ1,λ2是唯一确定的.
[微训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”).
(1)平面内任意两个向量都可以作为平面内所有向量的一个基底. ( )
× 提示:只有不共线的两个向量才可以作为基底.
(2){0,e}可以作为基底. ( )
× 提示:由于0和任意向量共线,故{0,e}不可作为基底.
(3)平面向量基本定理中基底的选取是唯一的. ( )
× 提示:基底的选取不是唯一的,不共线的两个向量都可作为基底.
(4)若e1,e2是同一平面内两个不共线向量,则λ1e1+λ2e2(λ1,λ2为实数)可以表示该平面内所有向量. (√)
2.设e1,e2是同一平面内两个不共线的向量,以下各组向量中不能作为基底的是( )
A.{e1,e2} B.{e1+e2,3e1+3e2}
C.{e1,5e2} D.{e1,e1+e2}
B 解析:因为e1,e2是同一平面内两个不共线的向量,所以{e1,e2}可以作为一个基底;e1,5e2也是两个不共线的向量,所以{e1,5e2}可以作为一个基底;e1与e1+e2是两个不共线的向量,所以{e1,e1+e2}可以作为一个基底;3e1+3e2=3(e1+e2),即e1+e2与3e1+3e2共线,所以它们不能作为一个基底.
3.若AD是△ABC的中线,已知=a,=b.若{a,b}为基底,则=(a+b).
对基底概念的理解
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
B 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.故选B.
2.(多选)如图,设O是平行四边形ABCD的两条对角线的交点,给出下列向量组,其中可以作为该平面内所有向量的基底的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
AC 解析:选项B中,与共线,选项D中,与共线,选项A,C中,两向量均不共线.由基底的定义可知AC选项正确.
3.如果e1,e2是平面内所有向量的一个基底,那么( )
A.若实数m,n使得me1+ne2=0,则m=n=0
B.空间任一向量a可以表示为a=λ1e1+λ2e2,其中λ1,λ2为实数
C.对于实数m,n,me1+ne2不一定在此平面上
D.对于平面内的某一向量a,存在两对以上的实数m,n,使a=me1+ne2
A 解析:选项B中应为“平面内任一向量”,选项C中me1+ne2一定在此平面上,选项D中,m,n应是唯一的.
用基底表示向量
请根据平面向量基本定理,探究下列问题.
探究1:若向量a与e1或e2共线,a还能用a=λ1e1+λ2e2表示吗?
提示:当向量a与e1共线时,a=λ1e1+0e2.当向量a与e2共线时,a=0e1+λ2e2.
探究2:当a是零向量时,a还能用a=λ1e1+λ2e2表示吗?
提示:a=0e1+0e2.
探究3:设e1,e2是同一平面内两个不共线的向量,在a=λ1e1+λ2e2中,λ1,λ2是否唯一?
提示:假设a=μ1e1+μ2e2,则λ1e1+λ2e2=μ1e1+μ2e2,
即(λ1-μ1)e1+(λ2-μ2)e2=0,所以λ1-μ1=0,且λ2-μ2=0.所以λ1,λ2唯一.
【例1】如图所示,||=||=1,||=,∠AOB=60°,OB⊥OC.设=x+y,则( )
A.x=-2,y=-1 B.x=-2,y=1
C.x=2,y=-1 D.x=2,y=1
B 解析:方法一:过点C作CD∥OB交AO的延长线于点D,连接BC(图略).由||=1,||=,∠AOB=60°,OB⊥OC,知∠COD=30°.在Rt