内容正文:
专题02平面向量基本定理及坐标表示
一、平面向量的基本定理
如果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,有且只有一对实数,使.
其中,不共线的向量叫做表示这一平面内所有向量的一组基底.
把一个向量分解为两个互相垂直的向量,叫做把向量正交分解.
二、平面向量的坐标表示
在平面直角坐标系中,分别取与x轴、y轴方向相同的两个单位向量作为基底,对于平面内的一个向量,由平面向量基本定理知,有且只有一对实数x、y,使得,这样,平面内的任一向量都可由x、y唯一确定,我们把叫做向量的坐标,记作,其中x叫做在x轴上的坐标,y叫做在y轴上的坐标.
三、平面向量的坐标运算
(1)向量加法、减法、数乘运算及向量的模
设,则
.
(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,则
4.平面向量共线的坐标表示
设则
四、平面向量数量积的性质及其坐标表示
设向量,θ为向量的夹角.
数量积
模
夹角
两非零向量的充要条件
【重难点01平面向量基本定理的理解】
例1.判断正误(正确的写正确,错误的写错误)
(1)基底中的向量不能为零向量.( )
(2)平面内的任何两个向量都可以作为一个基底.( )
(3)若不共线,且,则. ( )
(4)平面向量的基底不唯一,只要基底确定后,平面内的任何一个向量都可被这个基底唯一表示.( )
例2.设是不共线的两个向量,则下列四组向量不能构成基底的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
(1)两个向量能否作为一组基底,关键是看这两个向量是否共线.若共线,则不能作基底,反之,则可作基底;
(2)一个平面的基底一旦确定,那么平面上任意一个向量都可以由这组基底唯一线性表示出来.
【跟踪练习】
练习1.(多选)若,是平面内两个不共线的向量,则下列说法不正确的是( )
A.可以表示平面内的所有向量
B.对于平面中的任一向量,使的实数,有无数多对
C.,,,均为实数,且向量与共线,则有且只有一个实数,使
D.若存在实数,,使,则
练习2.如图所示,点O为正六边形ABCDEF的中心,则可作为基底的一对向量是( )
A. B.
C. D.
练习3.如图所示,设O是平行四边形的两条对角线的交点,给出下列向量组:
①与; ②与; ③与; ④与.
其中可作为该平面内所有向量的基底的是( )
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
练习4.(多选)设,是不共线的两个向量,则下列各组向量能作为一组基底的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
【重难点02用基底表示向量】
例3.在中,,,若点满足,以作为基底,则等于( )
A. B.
C. D.
例4.在中,,点为与的交点,,则 .
用基底表示向量的两种方法:(1)运用向量的线性运算法则对待求向量不断进行转化,直至用基底表示为止;(2)通过列向量方程或方程组的形式,利用基底表示向量的唯一性求解.
【跟踪练习】
练习1.设向量是平面内一个基底,且,则向量可以用另一个基底表示,即 .
练习2.若在三角形中,,,则( )
A. B.
C. D.
练习3.在中,,若,线段与交于点,则( )
A. B.
C. D.
练习4.如图,在中,点M是BC的中点,点N在AC上,且,AM与BN相交于点P,求与.
【重难点03利用平面向量基本定理求参数】
例5.如图,在中,,,若,则的值为( )
A.7 B.6 C.5 D.4
例6.△ABC中,D为AB上一点且满足,若P为线段CD上一点,且满足(,为正实数),则的最小值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【跟踪练习】
练习1.已知向量是一个基底,实数x,y满足,则 .
练习2.直线l上有不同的三点A,B,C,O是直线l外一点,对于向量(是锐角)总成立,则 .
练习3.在中,点是边上的动点(点异于,),且,若,则的最小值为 .
练习4.在三角形中,点是在边上且边上存在点满足,直线和直线交于点,若,则的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【重难点04向量加减数乘的坐标运算】
例7.已知点A,B,C,D为平面内不同的四点,若,且,则( )
A. B. C. D.
例8.已知向量满足,,,则( )
A.-1 B.0 C.1 D.
(1)若已知向量的坐标,则直接应用两个向量和、差及向量数乘的运算法则进行;
(2)若已知有向线段两端点的坐标,则必须先求出向量的坐标,然后再进行向量的坐标运算;
(3)向量的线性坐标运算可类比数的运算进行.
【跟踪练习】
练习1.(多选)已知平面内平行四边