内容正文:
第二节 平面向量基本定理及坐标运算
【课标标准】
1.了解平面向量基本定理及其意义.
2.掌握平面向量的正交分解及其坐标表示.
3.会用坐标表示平面向量的加法、减法与数乘运算.
4.理解用坐标表示的平面向量共线的条件.
知识梳理
1.平面向量基本定理
如果e1,e2是同一平面内的两个__________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=____________.
若e1,e2________,我们把{e1,e2}叫做表示这一平面内所有向量的一个基底.
不共线
λ1e1+λ2e2
不共线
2.平面向量的坐标运算
(1)设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a+b=________________,a-b=_____________,λa=_____________.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),则=________________,||=________________________.
3.平面向量共线的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0.
a∥b⇔___________.
(x1+x2,y1+y2)
(x1-x2,y1-y2)
(λx1,λy1)
(x2-x1,y2-y1)
x1y2-x2y1=0
[常用结论]
(1)若a与b不共线,λa+μb=0,则λ=μ=0.
(2)已知=λ+μ(λ,μ为常数),则A,B,C三点共线的充要条件是λ+μ=1.
(3)已知点P为线段AB的中点,若A(x1,y1),B(x2,y2),则点P坐标为.
(4)已知△ABC的重心为G,若A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),则G().
夯实双基
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)平面向量的基底确定后,平面内的任何一个向量都可以用这组基底唯一表示.( )
(2)若两个向量的终点不同,则这两个向量的坐标一定不同.( )
(3)平面向量不论经过怎样的平移变换之后其坐标不变.( )
(4)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b的充要条件可表示成=.( )
√
×
√
×
2.(教材改编)已知a=(3,6),b=(x,y),若a+3b=0,则b=( )
A.(1,2) B.(-1,-2)
C.(-1,2) D.(1,-2)
答案:B
解析:由a+3b=(3,6)+3(x,y)=0得x=-1,y=-2.
故选B.
3.(教材改编)下列向量组中,能作为它们所在平面内所有向量的一个基底{a,b}的是( )
A.a=(1,2),b=(0,0)
B.a=(1,-2),b=(3,5)
C.a=(3,2),b=(9,6)
D.a=(-),b=(3,-2)
答案:B
解析:根据平面向量基底的定义知,两个向量不共线即可作为基底.
故选B.
4.(易错)已知两点A(-1,3),B(3,0),则与向量同向的单位向量是( )
A.(,-) B.()
C.(,-) D.()
答案:A
解析:因为两点A(-1,3),B(3,0),所以=(4,-3),
所以=×(4,-3)=(,-),
所以与向量同向的单位向量为(,-).
故选A.
5.(易错)已知平行四边形的三个顶点的坐标分别为(1,0),(0,1),(2,1),则其第四个顶点的坐标为________________________.
(3,0)或(1,2)或(-1,0)
解析:设A(1,0),B(0,1),C(2,1),第四个顶点D(x,y),
由题意,该平行四边形四个顶点的顺序不确定,讨论如下:
①若平行四边形为ABCD,则=.
因为=(-1,1),=(2-x,1-y),
所以解得即D(3,0).
②若平行四边形为ABDC,则=.因为=(-1,1),=(x-2,y-1),
所以解得即D(1,2).
③若平行四边形为ACBD,则=.
因为=(1,1),=(-x,1-y),
所以解得即D(-1,0).
题型一 平面向量基本定理的应用
例 1(1)[2023·河北沧州模拟]如图所示,点E为△ABC的边AC的中点,F为线段BE上靠近点B的四等分点,则=( )
A. B.
C.- D.-
答案:A
解析:===)
==
=)-=-.
故选C.
(2)[2023·河南商丘模拟]如图,在△ABC中,点D,E分别在边AB,BC上,且均为靠近B的四等分点,CD与AE交于点F,若=x+y,则3x+y=( )
A.-1 B.-
C.- D.-
答案:A
解析:连结DE,
由题意可知,==,
所以DE∥AC,则==,
所以==,所以=-,
==,
则==,
故==-=-,
又=