内容正文:
4.2 平面向量及运算的坐标表示
学业标准
素养目标
1.理解平面向量坐标的概念,掌握平面向量运算的坐标表示.(重点)
2.掌握向量平行的坐标表示,并能解决有关平行、点共线等问题.(难点)
1.通过平面向量的坐标运算,提升数学运算等核心素养.
2.通过向量平行的坐标表示的应用,提升数学运算等核心素养.
[教材梳理]
导学1 平面向量的坐标表示
如图,已知i,j分别是x,y轴上的单位向量,|a|=r,∠AOx=θ,
(1)试用i,j表示a;
(2)点A在坐标系中的坐标是什么?
[提示] (1)a=rcos θ·i+rsin θ·j.
(2)(rcos θ,rsin θ).
◎结论形成
向量的坐标表示
如图,在平面直角坐标系中,分别取与x轴、y轴方向相同的两个单位向量i,j作为__标准正交__基.对于坐标平面内的任意向量a,以坐标原点O为起点作=a(通常称为位置向量).由平面向量基本定理可知,有且仅有一对实数x,y,使=xi+yj.即a=xi+yj.
我们把__(x,y)__称为向量a在标准正交基{i,j}下的坐标,向量a可以表示为 a=(x,y) .
[点睛]
对符号(x,y)的认识
点A(x,y)的坐标(x,y)表示点A在平面直角坐标中的位置,a=(x,y)的坐标(x,y)既表示向量的大小,又表示向量的方向.
导学2 平面向量运算的坐标表示
在基{i,j}下,a=x1i+y1j,b=x2i+y2j(x1,x2,y1,y2∈R).
(1)计算a+b,a-b,2a;
(2)若{i,j}是标准正交基,则a+b,a-b,2a的坐标是什么?
[提示] (1)a+b=(x1+x2)i+(y1+y2)j,a-b=(x1-x2)i+(y1-y2)j,2a=2x1i+2y1j.
(2)(x1+x2,y1+y2),(x1-x2,y1-y2),(2x1,2y1).
◎结论形成
平面向量运算的坐标表示
设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),λ∈R,则有下表:
名称
文字描述
符号表示
加法
与减法
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__
a±b=__(x1±x2,y1±y2)__
数乘
实数与向量数乘的坐标等于这个实数与向量的相应坐标的乘积
λa=__(λx1,λy1)__
重要
结论
1.一个向量的坐标等于其__终点__的坐标减去__起点__的坐标.
2.中点坐标公式
1.若点A(x1,y1),点B(x2,y2),则=__(x2-x1,y2-y1)__ .
2.线段AB的中点M(x,y)的坐标:x= ,y=
导学3 平面向量平行的坐标表示
若a,b都是非零向量,且a∥b,则a与b有何关系?
[提示] a=λb(λ∈R).
若a=(x1,y1),b=(x2,y2)(b≠0),a∥b,它们的坐标应满足什么条件?
[提示] (λ∈R).
◎结论形成
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则向量a∥b(b≠0)⇔__x1y2-x2y1=0__ .
[拓展] 已知a=(x1,y1),b=(x2,y2).
(1)当b≠0时,a=λb(λ∈R),这是几何运算,体现了a与b的长度及方向之间的关系.
(2)x1y2-x2y1=0,这是代数运算,用它解决向量共线问题的优点在于不需引入参数“λ”,从而减少未知数的个数.
[基础自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)两个向量的终点不同,则这两个向量的坐标一定不同.( )
(2)当向量的始点在坐标原点时,向量的坐标就是向量终点的坐标.( )
(3)两向量差的坐标与两向量的顺序无关.( )
(4)点的坐标与向量的坐标相同.( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)×
2.已知点A(0,1),点B(3,2),向量=(-4,-3),则向量=( )
A.(-7,-4) B.(7,4)
C.(-1,4) D.(1,4)
解析 设C(x,y),则=(x,y-1),
又=(-4,-3),∴即
∴C(-4,-2),∴=(-7,-4).
答案 A
3.若a=(x-2,5),b=(-1,y+2),且a=b,则x=________,y=________ .
解析 ∵a=b,∴即
答案 1 3
4.若向量a=(x,1),b=(4,x),则当x=________时,a与b共线且方向相同.
解析 ∵a=(x,1),b=(4,x),若a∥b,则x2-4=0,即x2=4,∴x=±2,当x=-2时,a和b方向相反.当x=2时,a与b方向相同.
答案 2
题型一 向量的坐标运算
(1)已知向量=(3,-2),=(-5,-1),则向量的坐标是( )
A. B.
C. D.(8,1)
(2)已知点A(2