内容正文:
第二节 平面向量基本定理及坐标表示
1.平面向量基本定理
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意向量a,有且只有一对实数λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2.其中,不共线的向量e1,e2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底.
2.平面向量的坐标运算
(1)平面向量运算的坐标表示
坐标表示
和(差)、数乘
已知a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a+b=(x1+x2,y1+y2),a-b=(x1-x2,y1-y2),λa=(λx1,λy1)(λ为实数)
任一向量的坐标
已知A(x1,y1),B(x2,y2),则=(x2-x1,y2-y1),||=
(2)平面向量共线的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0,则向量a,b共线的充要条件为x1y2-x2y1=0.
(1)若a与b不共线,且λa+μb=0,则λ=μ=0.
(2)已知P为线段AB的中点,若A(x1,y1),B(x2,y2),则P点坐标为.
(3)已知△ABC的顶点A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),则△ABC的重心G的坐标为.
(4)a∥b的充要条件不能表示为=,因为x2,y2有可能为0.
(5)向量的坐标与表示向量的有向线段的起点、终点的相对位置有关系.两个相等的向量,无论起点在什么位置,它们的坐标都是相同的.
1.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
2.如图,=2,=a,=b,=c,下列等式中成立的是( )
A.c=b-a B.c=a-b
C.c=2a-b D.c=2b-a
答案:B
3.已知平行四边形ABCD中,=(3,7),=(-2,3),对角线AC与BD交于点O,则的坐标为( )
A. B.
C. D.
解析:选D ∵=+=(-2,3)+(3,7)=(1,10),
∴==,∴=.
4.(2021·全国乙卷)已知向量a=(2,5),b=(λ,4),若a∥b,则λ=________.
答案:
5.在平行四边形ABCD中,=a,=b,=3,M为BC的中点,则=________(用a,b表示).
解析:因为=3,所以==(a+b),又因为=a+b,所以=-=(a+b)-=-a+b.
答案:-a+b
层级一/ 基础点——自练通关(省时间)
基础点 平面向量的坐标运算
[题点全训]
1.在平行四边形ABCD中,AC为一条对角线.若=(2,4),=(1,3),则=( )
A.(-2,4) B.(-3,-5)
C.(3,5) D.(-3,-7)
解析:选B 在平行四边形ABCD中, =(2,4),=(1,3),所以=-=(-1,-1),所以=+=(-3,-5).
2.已知点A(0,1),B(3,2),向量=(-4,-3),则向量=( )
A.(-7,-4) B.(7,4)
C.(-1,4) D.(1,4)
解析:选A 设C(x,y),则=(x,y-1)=(-4,-3),∴从而C(-4,-2),∴=(-4-3,-2-2)=(-7,-4).
3.向量a,b,c在正方形网格中的位置如图所示,若c=λa+μb(λ,μ∈R),则=( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:选D 以向量a和b的交点为原点建立如图所示的平面直角坐标系(设每个小正方形边长为1),则A(1,-1),B(6,2),C(5,-1),∴a==(-1,1),b==(6,2),c==(-1,-3),∵c=λa+μb,∴(-1,-3)=λ(-1,1)+μ(6,2),即
解得∴=4.
4.已知向量a=(m,2),b=(1,1),若|a+b|=|a|+|b|,则实数m=________.
解析:∵向量a=(m,2),b=(1,1),∴a+b=(m+1,3).∵|a+b|=|a|+|b|,∴=+,解得m=2.
答案:2
[一“点”就过]
利用向量的坐标运算解题时,首先利用加、减、数乘运算法则进行运算,然后根据“两个向量相等当且仅当它们的坐标对应相等”这一原则,转化为方程(组)进行求解.
层级二/ 重难点——逐一精研(补欠缺)
重难点(一) 平面向量基本定理及其应用
[典例] (1)(2022·新高考Ⅰ卷)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=m,=n,则=( )
A.3m-2n B.-2m+3n
C.3m+2n D.2m+3n
(2)如图,在△ABC中,点D是边BC上任意一点,M是线段AD的中点,若存在实数λ和μ,使得=λ+μ,则λ+μ=( )
A. B.-
C.2 D.-2
[解析] (1)因为BD=2DA,所以=3,所以=+=+3=+3(-)=-2+3=