内容正文:
第五章
平面向量、复数
第1课时 平面向量的概念及线性运算
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
1.向量的有关概念
(1)向量:既有大小又有____的量叫做向量,向量的大小称为向量的长度(或称__).
(2)零向量:长度为_的向量,记作0.
(3)单位向量:长度等于_______长度的向量.
(4)平行向量(共线向量):方向____或____的非零向量.规定:0与任意向量____.
(5)相等向量:长度相等且方向____的向量.
(6)相反向量:长度相等且方向____的向量.
方向
模
0
1个单位
相同
相反
平行
相同
相反
2.向量的线性运算
提醒:λ,μ为实数.
3.向量共线定理
向量a(a≠0)与b共线的充要条件是:存在唯一一个实数λ,使______.
提醒:当a≠0时,定理中的实数λ才唯一.
向量运算 法则(或几何意义) 运算律
加法
三角形法则 平行四边形法则 交换律:a+b=b+a;
结合律:(a+b)+c=a+(b+c)
减法
几何意义 a-b=a+(-b)
数乘 |λ a|=|λ||a|;
当λ>0时,λa的方向与a的方向____;
当λ<0时,λa的方向与a的方向____;
当λ=0时,λa=0 λ(μ a)=(λμ)a;
(λ+μ)a=λa+μa;
λ(a+b)=λa+λb
相同
相反
b=λa
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
[常用结论]
1.P为线段AB的中点,O为平面内任意一点⇔=).
2.若=v+μ(μ,v为常数),O不在直线AB上,则P,A,B三点共线的充要条件是μ+v=1.
3.若G为△ABC的重心,则有
(1)=0;(2)=).
4.对于任意两个向量a,b,都有
(1)||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|(向量三角不等式);
(2)|a+b|2+|a-b|2=2(|a|2+|b|2).
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
一、易错易混辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)|a|与|b|是否相等,与a,b的方向无关. ( )
(2)若两个向量共线,则其方向必定相同或相反. ( )
(3)若a∥b,b∥c,则a∥c. ( )
(4)若向量与向量是共线向量,则A,B,C,D四点在一条直线上. ( )
√
×
×
×
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
二、教材经典衍生
1.(人教A版必修第二册P10练习T4改编)下列各式化简结果正确的是( )
A.= B.=
C.=0 D.=
2.(人教A版必修第二册P23习题6.2T13改编)设e是单位向量,=3e,=-3e,||=3,则四边形ABCD是( )
A.梯形 B.菱形 C.矩形 D.正方形
B [∵=3e,=-3e,
∴=-,∴四边形ABCD是平行四边形.
又∵||=3,∴四边形ABCD是菱形,故选B.]
√
√
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
3.(人教A版必修第二册P16例8改编)设向量a,b不共线,向量λa+b与a+2b共线,则实数λ=________.
[∵λa+b与a+2b共线,∴存在实数μ,使得λa+b=μ(a+2b),
∴∴]
4.(人教A版必修第二册P23习题6.2T10(1)改编)若a,b满足|a|=3,|b|=5,则|a+b|的最大值为________,最小值为________.
8 2 [|a+b|≤|a|+|b|=3+5=8,当且仅当a,b同向时取等号,所以|a+b|max=8.又|a+b|≥||a|-|b||=|3-5|=2,当且仅当a,b反向时取等号,所以|a+b|min=2.]
8
2
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
考点一 平面向量的概念
[典例1] (1)(2024·江苏南京模拟)下列说法正确的是( )
A.单位向量都相等
B.平行向量不一定是共线向量
C.对于任意向量a,b,必有|a+b|≤|a|+|b|
D.若a,b满足|a|>|b|且a与b同向,则a>b
(2)(多选)如图,D,E,F分别是△ABC各边的中点,则下列结论正确的是( )
A.= B.与共线
C.与是相反向量 D.=||
√
√
√
√
(1)C (2)ABC [(1)对于A,单位向量的模都相等,方向不一定相同,故错误;
对于B,平行向量就是共线向量,故错误;
对于C,若a,b同向共线,|a+b|=|a|+|b|,
若a,b反向共线,|a+b|<|a|+|b|,
若a,b不共线,根据向量加法的三角形法则及三角形中两边之和大于第三边,知|a+b|<|a|+|b|.
综上可知,对于任意向量a,b,必有|a+b|≤|a|+|b|,故正确;
对于D,两个向量不能比较大小,故错误.故选C.
(2)=,故D错误,其余均正确.]
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
名师点评 向量有关概念的四个关注点
(1)平行向量就是共线向量,二者是等价的.
(2)向量与数量不同,数量可以比较大小,向量不可以比较大小,但向量的模可以比较大小.
(3)向量可以平移,平移后的向量与原向量是相等向量.
(4)是与非零向量a同方向的单位向量.
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
[跟进训练]
1.(2024·北京大兴模拟)设a,b是非零向量,“=”是“a=b”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
B [由=表示单位向量相等,得a,b同向,但不能确定它们的模是否相等,即不能推出a=b,由a=b表示a,b同向且模相等,则=,
所以“=”是“a=b”的必要不充分条件.故选B.]
√
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
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(2023·湖南雅礼中学一模)下列说法正确的是( )
A.若a∥b,则a与b的方向相同或相反
B.若a,b为非零向量,且=,则a与b共线
C.若a∥b,则存在唯一的实数λ使得a=λb
D.若e1,e2是两个单位向量,且=1,则=
B [对于A,当a=0时,a与b的方向可以既不相同也不相反,所以该选项错误;
对于B,a,b为非零向量,表示与a方向相同的单位向量,表示与b方向相同的单位向量,因为=,所以a与b共线,所以该选项正确;
对于C,当b=0,a为非零向量时,λ不存在,所以该选项错误;
对于D,由=1,得=1,所以=1,所以===,所以该选项错误.故选B.]
√
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
考点二 平面向量的线性运算
考向1 向量的线性运算
[典例2] (1)如图,O是▱ABCD两条对角线的交点,则下列等式成立的是( )
A.= B.=
C.= D.=
(2)在△ABC中,=,若=a,=b,则=( )
A.a+b B.a+b
C.a-b D.a-b
√
√
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
(1)D (2)A [(1)由向量减法的运算可得=,又因为四边形ABCD为平行四边形,所以=.故选D.
(2)法一:如图,过点D分别作AC,AB的平行线交AB,AC于
点E,F,则四边形AEDF为平行四边形,所以=,
因为=,所以==,所以=
=a+b,故选A.
法二:===)==a+b,故选A.
法三:由=,得=),所以=)==a+b,故选A.]
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
考向2 根据向量的线性运算求参数
[典例3] (2024·山西大同模拟)在△ABC中,D为BC的中点,M为AD的中点,=m+n,则m+n=( )
A.- B. C.1 D.-1
√
A [因为D是BC的中点,所以===.
又因为M是AD的中点,
所以==-)=-,
又=m+n,所以m=-,n=,
所以m+n=-.故选A.]
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
名师点评 平面向量线性运算的求解策略
(1)共起点的向量求和用平行四边形法则,求差用向量减法的几何意义,求首尾相连向量的和用三角形法则.
(2)求参数问题可以通过研究向量间的关系,通过向量的线性运算将目标向量表示出来,再进行比较,求参数的值.
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
[跟进训练]
2.(1)已知单位向量e1,e2,…,e2 024,则|e1+e2+…+e2 024|的最大值是________,最小值是________.
(2)在平行四边形ABCD中,E,F分别为边BC,CD的中点,若=x+y(x,y∈R),则x-y=____.
2 024
0
2
(1)2 024 0 (2)2 [(1)当单位向量e1,e2,…,e2 024方向相同时,
|e1+e2+…+e2 024|取得最大值,
|e1+e2+…+e2 024|=|e1|+|e2|+…+|e2 024|=2 024;
当单位向量e1,e2,…,e2 024满足e1+e2+…+e2 024=0时,|e1+e2+…+e2 024|的最小值为0.
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(2)由题意得==,
==,
因为=x+y,
所以=,
所以解得所以x-y=2.]
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
考点三 向量共线定理的应用
[典例4] (1)已知=a+5b,=-3a+6b,=4a-b,则( )
A.A,B,D三点共线 B.A,B,C三点共线
C.B,C,D三点共线 D.A,C,D三点共线
(2)如图所示,已知点G是△ABC的重心,过点G作直线分别与边AB,AC交于M,N两点,设=x=y,则的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
√
√
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
(1)A (2)A [(1)由题意得==a+5b=,又有公共点B,所以A,B,D三点共线.故选A.
(2)延长AG交BC于点H(图略),则H为BC的中点,∵G为△ABC的重心,
∴==)=)==.
∵M,G,N三点共线,∴=1,即=3.故选A.]
名师点评 利用向量共线定理解题的策略
(1)a∥b⇔a=λb(b≠0)是判断两个向量是否共线的主要依据.
(2)当两向量共线且有公共点时,才能得出三点共线,即A,B,C三点共线⇔共线.
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第1课时 平面向量的概念及线性运算
[跟进训练]
3.(1)(2023·广东广州二模)在△ABC中,M是AC边上一点,且=,N是BM上一点,若=+m,则实数m的值为( )
A.- B.- C. D.
(2)设P是△ABC所在平面内的一点,且=2,则△PAB与△PBC的面积之比是( )
A. B. C. D.
(1)D (2)B [(1)由=,得=3,由=+m,得=+m()=-m=-m,因为B,N,M三点共线,所以+(-m)=1,解得m=.故选D.
(2)∵=2,∴P为边AC靠近A点的三等分点,∴△PAB与△PBC的面积之比为.]
√
√
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$$