内容正文:
6.3.2 平面向量的正交分解及坐标表示
6.3.3 平面向量加、减运算的坐标表示
6.3.4 平面向量数乘运算的坐标表示
(见学生用书P19)
[学习目标]1.借助平面直角坐标系,掌握平面向量的正交分解及坐标表示.2.会用坐标表示平面向量的加、减运算与数乘运算(重点).3.发展数学抽象、数学运算和逻辑推理的核心素养.
必备知识·基础落实
要点一 平面向量的正交分解及坐标表示
1.正交分解的定义
把一个向量分解为两个 互相垂直 的向量,叫做把向量作正交分解.
2.向量的直角坐标
在平面直角坐标系中,设与x轴、y轴方向相同的两个 单位向量 分别为i,j,取{i,j}作为基底.对于平面内的任意一个向量a,由平面向量基本定理可知,有且只有一对实数x,y,使得a= xi+yj .这样,平面内的任一向量a都可由x,y唯一确定,我们把有序数对 (x,y) 叫做向量a的坐标,记作a=(x,y).
3.向量的坐标表示
在向量a=(x,y)的直角坐标平面中, x 叫做a在x轴上的坐标, y 叫做a在y轴上的坐标, a=(x,y) 叫做向量a的坐标表示.
4.在向量的直角坐标平面中,i= (1,0) ,j= (0,1) ,0=(0,0).
思考:(1)正交分解与平面向量基本定理有何联系?
(2)点的坐标与向量坐标有什么区别和联系?
提示(1)正交分解是平面向量基本定理的特殊形式(基底垂直时).
(2)区别:①表示形式不同,a=(x,y),点A(x,y);②意义不同,点A(x,y)表示点A在平面直角坐标系中的位置,而向量a=(x,y)表示向量的大小、方向.联系:当平面向量的起点在原点时,向量的坐标与终点的坐标相同.
要点二 平面向量的坐标运算
设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),λ∈R.
运算
文字描述
符号表示
加法
两个向量和的坐标分别等于这两个向量相应坐标的 和
a+b= (x1+x2,
y1+y2)
减法
两个向量差的坐标分别等于这两个向量相应坐标的 差
a-b= (x1-x2,
y1-y2)
数乘
实数与向量的积的坐标等于用这个实数乘原来向量的相应坐标
λa= (λx1,λy1)
重要
结论
一个向量的坐标等于表示此向量的有向线段的 终点 的坐标减去 起点 的坐标
已知A(x1,y1),B(x2,y2),则= (x2-x1,y2-y1)
要点三 两向量共线的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0,向量a,b共线的充要条件是x1y2-x2y1=0.
(1)由于规定零向量与任一向量平行,所以a∥b⇔x1y2-x2y1=0对任意向量都成立.
(2)特别地,当x2y2≠0时,我们有 a∥b ⇔ = ,其文字表述是“两个向量平行的条件是 相应的坐标 成比例”.
思考:已知向量a=(x,y),与a共线的单位向量的坐标是什么?
提示设与a共线的单位向量为a0,则a0=±a=±(,)=±(,),其中正号、负号分别表示与a同向和反向.
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”.
(1)当向量的起点在坐标原点时,向量的坐标就是向量终点的坐标. ( )
(2)两向量差的坐标与两向量的顺序无关. ( )
(3)若把向量平移到,则和的坐标相同. ( )
(4)两个向量a=(x1,y1),b=(x2,y2)平行的条件x1y2-x2y1=0可以写成=. ( )
解析(1)正确,由平面向量的坐标表示的定义可得.
(2)错误,两向量差的坐标与两向量的顺序有关.
(3)正确,平面向量在平面内可自由平移.
(4)错误,当x2y2≠0时,x1y2-x2y1=0可以写成=;当x2y2=0时,x1y2-x2y1=0不可以写成=.
答案(1)√ (2)× (3)√ (4)×
关键能力·素养提升
探究一 平面向量的坐标表示
解题技巧
向量的坐标的求法
(1)平移法:把向量的起点移至坐标原点,终点坐标即为向量的坐标.
(2)求差法:先求出这个向量的始点、终点坐标,再运用终点坐标减去始点坐标即得该向量的坐标.
【例题1】如图,向量a,b,c的坐标分别是 , , .
解析将各向量分别向基底i,j所在的直线分解,则a=-4i+0·j,b=0·i+6j,c=-2i-5j,所以a=(-4,0),b=(0,6),c=(-2,-5).
答案(-4,0) (0,6) (-2,-5)
【变式1】已知O是坐标原点,点A在第一象限,||=4,∠xOA=60°.
(1)求向量的坐标;
(2)若B(,-1),求的坐标.
解析(1)设点A(x,y),则x=4cos 60°=2,y=4sin 60°=6,即A(2,6),所以=(2,6).
(2)=-=(2,6)-(,-1)=(