内容正文:
6.3.2&6.3.3&6.3.4 平面向量的正交分解及坐标表示、
平面向量加减法运算的坐标表示、平面向量的数乘运算及坐标表示
重点:平面向量的坐标表示、平面向量共线定理的坐标表示;
难点:平面向量加、减法坐标运算的应用、平面向量的共线问题。
一、平面向量正交分解
1、平面向量的正交分解:把一个向量分解为两个互相垂直的向量,叫做把向量正交分解.
2、平面向量的坐标表示
(1)在平面直角坐标系中,分别取与轴、轴方向相同的两个单位向量、作为基底.对于平面内的一个向量,有且只有一对实数、,使,
把有序数对叫做向量的坐标,记作,其中叫做在轴上的坐标,叫做在轴上的坐标.在平面直角坐标系内,每一个平面向量都是可以用一对实数唯一表示.
(2)向量坐标的求法:①若向量的起点是坐标原点,则终点坐标即为向量的坐标;
②设、,则,.
(3)若是坐标原点,设,则向量的坐标就是终点的坐标,即若,则点坐标为,反之亦成立.
(4)特殊向量的坐标:.
【注意】
1、在直角坐标平面内,以原点为起点的向量,点A的位置被向量a唯一确定,
此时点A的坐标与向量a的坐标统一为(x,y).
2、平面向量的坐标与该向量的起点、终点坐标有关;
应把向量坐标与点坐标区别开来,只有起点在原点时,向量坐标才与终点坐标相等.
3、符号(x,y)在直角坐标系中有两重意义,它既可以表示一个固定的点,又可以表示一个向量.
为了加以区分,在叙述中,就常说点(x,y)或向量(x,y).
特别注意:向量a=(x,y)中间用等号连接,而点的坐标A(x,y)中间没有等号.
4、(1)平面向量的正交分解实质上是平面向量基本定理的一种应用形式,
只是两个基向量e1和e2互相垂直.
(2)由向量坐标的定义,知两向量相等的充要条件是它们的横、纵坐标对应相等,
即a=b⇔x1=x2且y1=y2,其中a=(x1,y1),b=(x2,y2).
(3)向量的坐标只与起点、终点的相对位置有关,而与它们的具体位置无关.
(4)当向量确定以后,向量的坐标就是唯一确定的,因此向量在平移前后,其坐标不变.
二、平面向量的坐标运算
1、已知,则,.
结论:两个向量和与差的坐标分别等于这两个向量相应坐标的和与差.
2、若,则;
结论: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。
3、已知,则向量,共线的充要条件是
三、线段的定比分点及
设、是直线上的两点,是上不同于、的任一点,则一定存在实数,使,叫做点分所成的比.有三种情况:
(内分) (外分)() (外分) ()
(1)定比分点坐标公式:若点,,为实数,且,
则点坐标为,我们称为点分所成的比.
(2)点的位置与的范围的关系:
①当时,与同向共线,这时称点为的内分点;
②当()时,与反向共线,这时称点为的外分点.
(3)若分有向线段所成的比为,点为平面内的任一点,则;
特别地为的中点.
题型一 对正角分解概念的理解与辨析
【例1】(2022·全国·高一)(多选)已知向量,对坐标平面内的任一向量,下列说法错误的是( )
A.存在唯一的一对实数,使得
B.若,则,且
C.若x,y∈R,,且,则的起点是原点O
D.若x,y∈R,,且的终点坐标是,则
【变式1-1】(2020秋·河北石家庄·高一统考期末)向量,,,在正方形网格中的位置如图所示,则( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(2019·高一)在平面直角坐标系中,,与x轴正半轴的夹角为,则向量的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(2022·高一)已知分别是方向与轴正方向、轴正方向相同的单位向量,O为原点,设(其中),则点A位于( )
A.第一、二象限 B.第二、三象限 C.第三象限 D.第四象限
【变式1-4】(2022·全国·高一)在平面直角坐标系xOy中,向量、、的方向如图所示,且、、,分别计算出它们的坐标.
题型二 用坐标表示平面向量
【例2】(2021春·上海杨浦·高一复旦附中校考期末)若点的坐标为,点坐标为,则的坐标为______.
【变式2-1】已知,,若,则点的坐标为( )
A.(3,2) B.(3,-1) C.(7,0) D.(1,0)
【变式2-2】(2022春·高一课时练习)设x,y为实数,已知点A(l,2),B(3,2),向量与相等,求x,y的值.
【变式2-3】将向量=(-2,-2)绕坐标原点逆时针旋转120°得到向量,则的坐标为