内容正文:
第2节 平面向量基本定理及坐标表示
课程标准解读
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
(1)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一向量a,有且只有一对实数λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2.
(2)基底:若e1,e2不共线,我们把{e1,e2}叫做表示这一平面内所有向量的一个基底.
2.平面向量的坐标运算
(1)向量的加法、减法、数乘及向量的模
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a+b=(x1+x2,y1+y2),a-b=(x1-x2,y1-y2),
λa=(λx1,λy1),|a|=_.
(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A(x1,y1),B(x2,y2),则=(x2-x1,y2-y1),
||= _.
3.平面向量共线的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0,则a∥b⇔x1y2-x2y1=0.
常用结论
1.已知P为线段AB的中点,若A(x1,y1),B(x2,y2),则P点坐标为(,).
2.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(,).
[诊断自测]
1.思考辨析(在括号内打“ √”或“×”)
(1)平面内的任意两个向量都可以作为一个基底.( )
(2)若a,b不共线,且λ1a+μ1b=λ2a+μ2b,则λ1=λ2,μ1=μ2.( )
(3)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b的充要条件可表示成=.( )
(4)平面向量不论经过怎样的平移变换之后其坐标不变.( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√
2.(多选题)(教材改编)下列各组向量中,可以作为基底的是( )
A.e1=(0,0),e2=(1,-2)
B.e1=(-1,2),e2=(5,7)
C.e1=(3,5),e2=(6,10)
D.e1=(2,3),e2=(,-)
解析:BD 由于选项A和选项C中,都有e1∥e2,都不能作为基底,故选BD.
3.(教材改编)已知向量a=(-1,3),b=(2,1),则3a-2b=( )
A.(-7,7) B.(-3,-2)
C.(6,2) D.(4,-3)
解析:A 3a-2b=(-3,9)-(4,2)=(-7,7).
4.(易错自纠)已知向量i=(1,0),j=(0,1),对坐标平面内的任一向量a,下列结论正确的是( )
A.存在唯一的一对实数x,y,使得a=(x,y)
B.若x1,x2,y1,y2∈R,a=(x1,y1)≠(x2,y2),则x1≠x2,y1≠y2
C.若x,y∈R,a=(x,y),且a≠0,则a的起点是原点O
D.若x,y∈R,a≠0,且a的终点坐标是(x,y),则a=(x,y)
解析:A 由平面向量基本定理,知A正确;例如a=(1,0)≠(1,3),但1=1,故B错误;因为向量可以平移,所以a=(x,y)与a的起点是不是原点无关,故C错误;当a的终点坐标是(x,y)时,a=(x,y)是以a的起点是原点为前提的,故D错误.
5.(2021·全国乙卷)已知向量a=(2,5),b=(λ,4),若a∥b,则λ=________.
解析:由题意知,5λ=2×4,得λ=.
答案:
考点一 平面向量的坐标运算(基础性)
1.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: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.
2.已知A(-2,4),B(3,-1),C(-3,-4).设=a,=b,=c,且=3c,=-2b.
(1)求3a+b-3c;
(2)求满足a=mb+nc的实数m,n;
(3)求M,N的坐标及向量的坐标.
解:由已知得a=(5,-5),b=(-6,-3),c=(1,8).
(1)3a+b-3c=3×(5,-5)+(-6,-3)-3×(1,8)=(15-6-3,-15-3-24)=(6,-42).
(2)解法一:∵mb+nc=(-6m+n,-3m+8n),
∴解得
解法二:∵a+b+c=0,
∴a=-b-c,
又∵a=mb+nc,
∴mb+nc=-b-c,
∴
(3)设O为坐标原点,∵=-=3c,