内容正文:
专题06 平面向量
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1
学科网(北京)股份有限公司
考纲解析
· 了解平面向量的定义
· 理解平面向量的运算法则
· 理解平面向量的坐标表示
· 理解平面向量的数量积
考点预测
· 平面向量的定义
· 平面向量的加减运算
· 平面向量的数量积
· 平面向量的应用
· 理解平面向量的基本定理
课堂笔记
一.向量的有关概念
(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量,向量的大小叫做向量的模.
(2)零向量:长度为0的向量,其方向是任意的.
(3)单位向量:长度等于1个单位的向量.
(4)平行向量:方向相同或相反的非零向量,又叫共线向量,规定:0与任一向量共线.
(5)相等向量:长度相等且方向相同的向量.
(6)相反向量:长度相等且方向相反的向量.
二.向量的线性运算
向量运算
定义
法则(或几何意义)
运算律
加法
求两个向量和的运算
交换律:a+b=b+a;
结合律:(a+b)+c=a+(b+c)
减法
求a与b的相反向量-b的和的运算
a-b=a+(-b)
数乘
求实数λ与向量a的积的运算
|λ a|=|λ||a|,当λ>0时,λa与a的方向相同;
当λ<0时,λa与 a的方向相反;
当λ=0时,λ a=0
λ(μ a)=(λμ)a;
(λ+μ)a=λa+μ_a;
λ(a+b)=λa+λb
三.两个向量共线定理
向量b与非零向量a共线的充要条件是有且只有一个实数λ,使得b=λa.
四.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.
五.平面向量的坐标运算
(1)向量加法、减法、数乘向量及向量的模
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),
||=.
六.平面向量共线的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0,a∥b⇔x1y2-x2y1=0.
七.向量的夹角
(1)定义:已知两个非零向量a和b,作=a,=b,则∠AOB就是向量a与b的夹角.
(2)范围:设θ是向量a与b的夹角,则0°≤θ≤180°.
(3)共线与垂直:若θ=0°,则a与b同向;若θ=180°,则a与b反向;若θ=90°,则a与b垂直.
八.平面向量的数量积
定义
设两个非零向量a,b的夹角为θ,则|a||b|·cos_θ叫做a与b的数量积,记作a·b
投影
|a|cos_θ叫做向量a在b方向上的投影,
|b|cos_θ叫做向量b在a方向上的投影
几何意义
数量积a·b等于a的长度|a|与b在a的方向上的投影|b|cos_θ的乘积
九.向量数量积的运算律
(1)a·b=b·a.
(2)(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb).
(3)(a+b)·c=a·c+b·c.
十.平面向量数量积的有关结论
已知非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),a与b的夹角为θ.
结论
几何表示
坐标表示
模
|a|=
|a|=
夹角
cos θ=
cos θ=
a⊥b的充
要条件
a·b=0
x1x2+y1y2=0
考点突破
考点1 平面向量的定义
例1.下列说法正确的是( )
A.长度相等的向量叫做相等向量
B.共线向量是在同一条直线上的向量
C.零向量的长度为零,方向是任意的
D.就是所在的直线平行于所在的直线
【答案】C
【分析】AB根据相等向量和共线向量的定义作出判断;C选项,根据零向量的定义得到C正确;D选项,举出反例.
【详解】A选项,长度相等且方向相同的向量叫做相等向量,故A不正确;
B选项,方向相同或相反的非零向量叫做共线向量,共线向量不一定在同一条直线上,故B不正确;
C选项,零向量的长度为零,方向是任意的,C正确;
D选项,当时,所在的直线与所在的直线可能重合,故D不正确.
故选:C.
例2.判断下列各命题的真假:①向量与平行,则与的方向相同或相反;②两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同;③零向量是没有方向的;④有向线段就是向量,向量就是有向线段.其中假命题的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据零向量的定义及共线向量的定义判断即可得.
【详解】对①:因为零向量的方向是任意的且零向量与任何向量共线,
故当与中有一个为零向量时,其方向是不确定的,故为假命题;
对②:两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同,故为真命题;
对③:零向量也是向量,故也有方向,只是方向是任意的,故为假命题;
对④:向量可用有向线段来表示,但并不是有向线段,故为假命题.
故选:B.
练习1.如图,O是正六边形的中心,下列向量中,与是平行向量的为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据平行向量的定义判断即可.
【详解】方向相同或相反的非零向量叫做平行向量,也叫共线向量.
由图可知,与方向相反,因此是平行向量.
故选:C.
练习2.如图,在中,可以用同一条有向线段表示的向量是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】B
【分析】根据相等向量的概念,得到和是相等向量,即可求解.
【详解】对于A中,向量和的方向相反,但长度相等,所以和不是相等向量;
对于B中,向量和的方向相同且长度相等,所以和是相等向量,
对于C中,向量和的方向不同,且长度不相等,所以和不是相等向量;
对于D中,向量和的方向不同,且长度不相等,所以和不是相等向量;
所以只有向量和可以用同一条有向线段表示.
故选:B.
练习3.零向量:始点和终点 的向量称为零向量,记作 .
【答案】 相同
【分析】略
【详解】略
考点2 平面向量的加减运算
例1.在四面体中,点是靠近的三等分点,记,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】结合图形,利用空间向量的线性运算求解即可.
【详解】解:点是靠近的三等分点,
.
故选:D.
例2.在中,为的中点,为的中点,若,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由向量的线性运算结合图形特征,求出的值即可.
【详解】在中,为的中点,为的中点,
则,所以,.
故选:B
练习1.如图,四边形是正方形,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由三角形法则即可求解.
【详解】.
故选:B
练习2.化简所得的向量是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由向量的加减法的几何意义可得.
【详解】.
故选:B.
练习3.已知=,=,那么= (用向量、的式子表示)
【答案】
【分析】根据,即可解决问题.
【详解】因为,所以.
故答案为:.
考点3 平面向量的数量积
例1.已知平面向量,平面向量.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据平面向量垂直的坐标表示可得出关的等式,解之即可.
【详解】因为平面向量,平面向量,且,
则,解得.
故选:A.
例2.在矩形中,点,,若,且,则( )
A. B. C.2 D.4
【答案】D
【分析】直接根据向量平行,垂直的坐标公式计算即可.
【详解】因为,,所以,由题意知,,
所以,所以,解得.
故选:D
练习1.已知向量,则在方向上的投影向量是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据投影向量的计算公式计算即可.
【详解】在方向上的投影向量是.
故选:A.
练习2.已知中,,,,且,则的值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】A
【分析】由已知及向量的数量积公式即可求得.
【详解】由已知有,故.
故选:A.
练习3.已知向量,.若,的夹角为锐角,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】与的夹角为锐角,则且,与不共线,得到不等式组,求出的取值范围.
【详解】因为与的夹角为锐角,则且,与不共线,
所以,解得,即.
故答案为:
考点4 平面向量的应用
例1.已知在四边形中,,,,则四边形为( )
A.梯形 B.正方形 C.平行四边形 D.矩形
【答案】A
【分析】利用向量的运算得到,即可得到答案.
【详解】因为,,,
所以.
所以.
所以且,
所以四边形为梯形..
故选:A.
例2.在四边形中,对角线与交于点,若,则四边形一定是( )
A.矩形 B.梯形 C.平行四边形 D.菱形
【答案】B
【分析】利用向量判断四边形形状首先考虑判断对边的位置与大小关系,根据变形可得,可得四边形为梯形.
【详解】由,得,
所以,
可得且.
所以四边形一定是梯形.
故选:B
练习1.已知一个物体在三个力,,的作用下,处于静止状态,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由物体处于静止状态,得到,计算求得.
【详解】设,由题意得,,
所以,
解得,所以.
故选:
练习2.一物体在力的作用下,由点移动到点,已知,则对该物体所做的功为( )
A. B. C.1 D.41
【答案】A
【分析】根据功,即可求得物体所做的功.
【详解】由题意可知,,,
所以对该物体所做的功为.
故选:A.
练习3.若向量分别表示两个力,则 .
【答案】
【分析】根据平面向量线性运算的坐标表示可得,结合向量的几何意义即可求解.
【详解】由题意,向量分别表示两个力,
可得,
所以.
故答案为:
模拟演练
一、单选题
1.若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用平面向量的加减运算的坐标表示可得结果.
【详解】易知.
故选:D
2.已知向量,,若,则实数( )
A. B.0 C.0或 D.0或
【答案】C
【分析】根据向量平行得到坐标之间的关系,从而求出参数的值.
【详解】因为向量,,,
所以,解得或.
故选:C.
3.已知向量 ,若 ,则 ( )
A. B. C.6 D.4
【答案】B
【分析】由向量共线充要条件即可求解.
【详解】由题意知,所以向量共线充要条件可得,所以 .
故选:B.
4.已知向量,若∥,则( )
A. B. C.4 D.6
【答案】A
【分析】根据题意结合向量平行的坐标表示运算求解即可.
【详解】因为,且∥,
则,解得.
故选:A.
5.已知向量,若,则实数( )
A. B. C.11 D.2
【答案】D
【分析】根据向量共线的坐标表示得到方程,解出即可.
【详解】,因为,
则,解得.
故选:D.
6.设,,,则( )
A. B.1 C. D.
【答案】C
【分析】根据向量相加的坐标运算以及向量相乘的坐标运算可求得结果.
【详解】因为,,
所以,又,
所以,
故选:C.
二、填空题
7.已知,且,则 .
【答案】
【分析】根据向量的模长公式即可代入求解.
【详解】,
故答案为:
8.若向量满足,且的夹角为,则 , .
【答案】 1
【分析】第一空:由数量积的定义即可得解;第二空:利用转换法求向量的模.
【详解】,.
故答案为:1;.
三、解答题
9.已知向量.
(1)求向量的坐标;
(2)求+向量的模.
【答案】(1),
(2)
【分析】(1)根据向量的坐标运算求得正确答案.
(2)先求得,然后求得的模.
【详解】(1)依题意,向量,
,
.
(2)由于,
所以.
10.已知,,.设,且.
(1)求;
(2)求满足的实数,;
(3)求,的坐标及向量的坐标.
【答案】(1)
(2),
(3),,.
【分析】(1)分别求出向量、、,即可求出;
(2)根据题意建立关于,的方程组,即可解出,;
(3)根据平面向量减法法则求出,,即可求出,的坐标,从而求出向量的坐标.
【详解】(1)由题意得,
,,
所以;
(2)解法一:因为,所以,解得;
解法二:∵,所以,又且与不共线,
所以
$$专题06 平面向量
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!1
学科网(北京)股份有限公司
考纲解析
· 了解平面向量的定义
· 理解平面向量的运算法则
· 理解平面向量的坐标表示
· 理解平面向量的数量积
考点预测
· 平面向量的定义
· 平面向量的加减运算
· 平面向量的数量积
· 平面向量的应用
· 理解平面向量的基本定理
课堂笔记
一.向量的有关概念
(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量,向量的大小叫做向量的模.
(2)零向量:长度为0的向量,其方向是任意的.
(3)单位向量:长度等于1个单位的向量.
(4)平行向量:方向相同或相反的非零向量,又叫共线向量,规定:0与任一向量共线.
(5)相等向量:长度相等且方向相同的向量.
(6)相反向量:长度相等且方向相反的向量.
二.向量的线性运算
向量运算
定义
法则(或几何意义)
运算律
加法
求两个向量和的运算
交换律:a+b=b+a;
结合律:(a+b)+c=a+(b+c)
减法
求a与b的相反向量-b的和的运算
a-b=a+(-b)
数乘
求实数λ与向量a的积的运算
|λ a|=|λ||a|,当λ>0时,λa与a的方向相同;
当λ<0时,λa与 a的方向相反;
当λ=0时,λ a=0
λ(μ a)=(λμ)a;
(λ+μ)a=λa+μ_a;
λ(a+b)=λa+λb
三.两个向量共线定理
向量b与非零向量a共线的充要条件是有且只有一个实数λ,使得b=λa.
四.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.
五.平面向量的坐标运算
(1)向量加法、减法、数乘向量及向量的模
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),
||=.
六.平面向量共线的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0,a∥b⇔x1y2-x2y1=0.
七.向量的夹角
(1)定义:已知两个非零向量a和b,作=a,=b,则∠AOB就是向量a与b的夹角.
(2)范围:设θ是向量a与b的夹角,则0°≤θ≤180°.
(3)共线与垂直:若θ=0°,则a与b同向;若θ=180°,则a与b反向;若θ=90°,则a与b垂直.
八.平面向量的数量积
定义
设两个非零向量a,b的夹角为θ,则|a||b|·cos_θ叫做a与b的数量积,记作a·b
投影
|a|cos_θ叫做向量a在b方向上的投影,
|b|cos_θ叫做向量b在a方向上的投影
几何意义
数量积a·b等于a的长度|a|与b在a的方向上的投影|b|cos_θ的乘积
九.向量数量积的运算律
(1)a·b=b·a.
(2)(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb).
(3)(a+b)·c=a·c+b·c.
十.平面向量数量积的有关结论
已知非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),a与b的夹角为θ.
结论
几何表示
坐标表示
模
|a|=
|a|=
夹角
cos θ=
cos θ=
a⊥b的充
要条件
a·b=0
x1x2+y1y2=0
考点突破
考点1 平面向量的定义
例1.下列说法正确的是( )
A.长度相等的向量叫做相等向量
B.共线向量是在同一条直线上的向量
C.零向量的长度为零,方向是任意的
D.就是所在的直线平行于所在的直线
例2.判断下列各命题的真假:①向量与平行,则与的方向相同或相反;②两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同;③零向量是没有方向的;④有向线段就是向量,向量就是有向线段.其中假命题的个数为( )
A. B. C. D.
练习1.如图,O是正六边形的中心,下列向量中,与是平行向量的为( )
A. B. C. D.
练习2.如图,在中,可以用同一条有向线段表示的向量是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
练习3.零向量:始点和终点 的向量称为零向量,记作 .
考点2 平面向量的加减运算
例1.在四面体中,点是靠近的三等分点,记,则( )
A. B.
C. D.
例2.在中,为的中点,为的中点,若,则等于( )
A. B. C. D.
练习1.如图,四边形是正方形,则( )
A. B. C. D.
练习2.化简所得的向量是( )
A. B. C. D.
练习3.已知=,=,那么= (用向量、的式子表示)
考点3 平面向量的数量积
例1.已知平面向量,平面向量.若,则( )
A. B. C. D.
例2.在矩形中,点,,若,且,则( )
A. B. C.2 D.4
练习1.已知向量,则在方向上的投影向量是( )
A. B. C. D.
练习2.已知中,,,,且,则的值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
练习3.已知向量,.若,的夹角为锐角,则的取值范围为 .
考点4 平面向量的应用
例1.已知在四边形中,,,,则四边形为( )
A.梯形 B.正方形 C.平行四边形 D.矩形
例2.在四边形中,对角线与交于点,若,则四边形一定是( )
A.矩形 B.梯形 C.平行四边形 D.菱形
练习1.已知一个物体在三个力,,的作用下,处于静止状态,则( )
A. B. C. D.
练习2.一物体在力的作用下,由点移动到点,已知,则对该物体所做的功为( )
A. B. C.1 D.41
练习3.若向量分别表示两个力,则 .
模拟演练
一、单选题
1.若,,则( )
A. B. C. D.
2.已知向量,,若,则实数( )
A. B.0 C.0或 D.0或
3.已知向量 ,若 ,则 ( )
A. B. C.6 D.4
4.已知向量,若∥,则( )
A. B. C.4 D.6
5.已知向量,若,则实数( )
A. B. C.11 D.2
6.设,,,则( )
A. B.1 C. D.
二、填空题
7.已知,且,则 .
8.若向量满足,且的夹角为,则 , .
三、解答题
9.已知向量.
(1)求向量的坐标;
(2)求+向量的模.
10.已知,,.设,且.
(1)求;
(2)求满足的实数,;
(3)求,的坐标及向量的坐标.
$$