内容正文:
第08讲 平面向量的线性运算
掌握实数与向量相乘
掌握向量的线性运算
重点是平面向量的有关概念及线性运算
难点是在几何图形中对目标向量进行线性表示
模块一:实数与向量相乘
1、 平面向量的相关概念
(1) 向量:既有大小、又有方向的量叫做向量;
(2) 向量的长度:向量的大小也叫做向量的长度(或向量的模);
(3)
零向量:长度为零的向量叫做零向量,记作;
(4) 相等的向量:方向相同且长度相等的两个向量叫做相等的向量;
(5) 互为相反向量:方向相反且长度相等的两个向量叫做互为相反向量;
(6) 平行向量:方向相同或相反的两个向量叫做平行向量.
2、 平面向量的加减法则
(1) 几个向量相加的多边形法则;
(2) 向量减法的三角形法则;
(3) 向量加法的平行四边形法则.
3、 实数与向量相乘的运算
设k是一个实数,是向量,那么k与相乘所得的积是一个向量,记作.
(1)
如果,且,那么的长度;
的方向:当k > 0时与同方向;当k < 0时与反方向.
(2)
如果k = 0或,那么.
4、 实数与向量相乘的运算律
设m、n为实数,则
(1)
;
(2)
;
(3)
.
5、 平行向量定理
如果向量与非零向量平行,那么存在唯一的实数m,使.
6、 单位向量
单位向量:长度为1的向量叫做单位向量.设为单位向量,则.
单位向量有无数个;不同的单位向量,是指它们的方向不同.
对于任意非零向量,与它同方向的单位向量记作.
由实数与向量的乘积可知:,.
【例1】 填空:
; ;
; ;
; .
【例2】
如图,已知平行四边形ABCD,对角线AC与BD相交于点O.设,,试用、表示下列向量:A
B
C
D
O
,,,,,.
【例3】
已知非零向量,求作,.
【例4】
如图,在平行四边形ABCD中,E、F、G、H分别为各边的中点,EG与FH相交于点O.设,,试用向量或表示向量、,并写出图中与相等的向量.A
B
C
D
E
F
G
H
O
【例5】
计算: ;
;
.
模块二:向量的线性运算
1、 向量的线性运算
向量加法、减法、实数与向量相乘以及它们的混合运算叫做向量的线性运算.
如、、、等,都是向量的线性运算.
一般来说,如果、是两个不平行的向量,是平面内的一个向量,那么可以用、表示,并且通常将其表达式整理成的形式,其中x、y是实数.
2、 向量的合成与分解
如果、是两个不平行的向量,(m、n是实数),那么向量就是向量与的合成;也可以说向量分解为、两个向量,这时,向量与是向量分别在、方向上的分向量,是向量关于、的分解式.
平面上任意一个向量都可以在给定的两个不平行向量的方向上分解.
【例6】
计算:(1); (2).
【例7】
已知向量、不平行,x、y是实数,且,求x、y的值.
【例8】
如图,已知向量、和、,求作:
(1)向量分别在、方向上的分向量;
(2)向量分别在、方向上的分向量.
A
B
O
【例9】
若,其中、、为已知向量,求未知向量.
【例10】
已知O为内一点,点D、E分别在边AB和AC上,且,DE//BC.设,,试用、表示.A
B
C
D
E
O
一、单选题
1. (2023·上海闵行·统考一模)下列说法正确的是( )
A.如果为单位向量,那么 B.如果,那么
C.如果都是单位向量,那么 D.如果,那么
2.
(2023·上海杨浦·统考一模)已知一个单位向量,设、是非零向量,下列等式中,正确的是( )
A. B. C. D.
3.
(2023·上海·一模)已知非零向量、,且有,下列说法中,不正确的是( )
A.| B.
C.与方向相同 D.
4.
(2023·上海崇明·统考一模)已知为单位向量,向量与方向相反,且其模为的4倍;向量与方向相同,且其模为的2倍,则下列等式中成立的是( )
A. B. C. D.
5.
(2023·上海奉贤·统考一模)如果C是线段的中点,那么下列结论中正确的是( )
A. B. C. D.
6.
(2023·上海宝山·一模)已知非零向量、、,下列条件中,能判定向量与向量方向相同的是( )
A., B. C. D.,
7.
(2023·上海宝山·统考二模)已知点D、E分别在的边、的延长线上,,,设,那么用向量表示为( )
A. B. C. D.
8.
(2023·上海松江·统考一模)已知、为非零向量,下列判断错误的是( )
A.如果,那么 B.如果,那么
C.如果,那么或 D.如果为单位向量,且,那么
二、填空题
9.
(2023·上海奉贤·统考二模)如图,在平行四边形中,为对角线,E是边的中点,连接.如果设,,那么________(含的式子表示).
10.
(2023·上海静安·统考二模)如图,已知