内容正文:
专题6 平面向量
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识清单】 4
【考点分类剖析】 6
考点一:向量的概念 6
考点二:向量加减法运算律的应用 9
考点三:利用已知向量表示其他向量 10
考点四:向量的线性运算 12
考点五:共线向量定理及其应用 13
考点六:平面向量坐标的基本运算 13
考点七:向量平行(共线)的判定 15
考点八:三点共线的判定及应用 17
考点九:平面向量的数量积运算 18
考点十:利用数量积解决求模问题 19
考点十一:两向量的夹角和垂直问题 21
【考纲要求】
(1)平面向量的概念:了解平面向量、有向线段及有关概念;了解单位向量、零向量、相等向量、相反向量和共线向量的含义.
(2)平面向量的线性运算:理解向量的加法、减法和数乘运算及几何意义.
(3)平面向量的内积:了解平面向量内积的概念、运算和性质;了解平面向量内积的几何应用.
(4)平面向量的坐标表示:理解向量的坐标表示;了解向量坐标的加法、减法、数乘和内积运算;初步掌握向量坐标运算的几何应用.
【考向预测】
1. 向量相等、向量共线;
2. 向量加减法运算律的应用;
3. 向量的线性运算;
4. 共线向量定理及其应用;
5. 向量平行(共线)的判定;
6. 三点共线的判定及应用.
7. 平面向量数量积的运算;
8. 利用数量积解决求模问题;
9. 两向量的夹角和垂直问题.
【知识导图】
【知识清单】
一、任意角和弧度制
1. 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长度(或称模).
(2)零向量:长度为0的向量叫做零向量,其方向是任意的,零向量记作0 .
(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;平行向量又叫共线向量.规定:0与任一向量平行.
(5) 单位向量: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.
2. 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
三角形 法则
平行四边形 法则
(1)交换律:
a+b= b+a ;
(2)结合律:
(a+b)+c= a+(b+c)
减法
向量a加上向量b的 相反向量 叫做a与b的差,即a+(-b)=a-b
三角形 法则
a-b=a+(-b)
数乘
实数λ与向量a的积是一个 向量 记作λa
(1)模:|λa|=|λ||a| ;
(2)方向:
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,λa=0
设λ,μ是实数.
(1) λ(μa) =(λμ)a
(2)(λ+μ)a= λa+μa
(3)λ(a+b)= λa+λb .
3. 共线向量定理
向量a(a≠0)与b共线,当且仅当存在唯一一个实数λ,使 b=λa .
4. 平面向量的基本定理
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 .
5. 平面向量的坐标表示
在直角坐标系内,分别取与 x轴,y轴正方向相同 的两个单位向量i,j作为基底,对任一向量a,有唯一一对实数x,y,使得:a=xi+yj, (x,y) 叫做向量a的直角坐标,记作a=(x,y),显然i= (1,0) ,j=(0,1),0= (0,0) .
6. 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) ,||= .
7. 向量共线的坐标表示
若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b⇔ x1y2-x2y1=0 .
8. 中点坐标公式
若P1,P2的坐标分别是(x1,y1),(x2,y2),线段P1P2的中点P的坐标为(x,y),则此公式为线段P1P2的中点坐标公式.
9. 向量的夹角
两个非零向量a与b,过O点作=a,=b,则∠AOB叫做向量a与b的夹角;范围是 [0,π] .
a与b的夹角为 时,则a与b垂直,记作a⊥b.
10. 平面向量的数量积
(1)定义:已知两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,则数量|a||b|cos θ叫做a与b的数量积(或内积),记作a·b,即a·b= |a||b|cos θ ,规定零向量与任一向量的数量积为0,即0·a=0.
(2)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.
11. 平面向量数量积的性质及其坐标表示
(1)设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ为向量a,b的夹角.
①数量积:a·b=|a||b|cos θ= x1x2+y1y2 .
②模:|a|== .
③设A(x1,y1),B(x2,y2),则A,B两点间的距离|AB|=||=.
④夹角:cos θ= =.
⑤已知两非零向量a与b,a⊥b⇔a·b=0⇔ x1x2+y1y2=0.
(2)平面向量数量积的运算律
①a·b=b·a(交换律).
②λa·b=λ(a·b)=a·(λb)(结合律).
③(a+b)·c=a·c+b·c(分配律).
【考点分类剖析】
考点一:向量的概念
例1.下列命题正确的是( )
A.向量就是有向线段
B.两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同
C.零向量的方向是任意的,且长度为0
D.向量的长度与向量的长度相等
【答案】BCD
【分析】根据向量的概念,即可得出答案.
【详解】对于A,有向线段只是向量的一种表示形式,不能把两者等同起来,故A错误;
根据向量的概念,可知B、C、D正确.
故选:BCD.
例2.如图所示,点O为正方形ABCD对角线的交点,四边形OAED、OCFB都是正方形.
在图中所示的向量中:
(1)分别写出与、相等的向量;
(2)写出与共线的向量;
(3)写出与的模相等的向量;
(4)向量与是否相等?
[解析] (1)=,=.
(2)与共线的向量为:,,.
(3)||=||=||=||=||=||=||=||.
(4)不相等.
【变式探究】1.下列说法正确的是( )
A.向量就是有向线段 B.单位向量都是相等向量
C.若,则 D.零向量与任意向量平行
【答案】D
【分析】根据向量的有关概念确定正确选项.
【详解】向量不是有向线段,故A错误;单位向量长度都为1,但方向不确定,故B错误;向量的模可以比较大小,但向量不能比较大小,故C错误;规定:零向量与任意向量平行,故D正确.
故选:D
2.有下列物理量:①质量;②角度;③弹力;④风速.其中可以看成是向量的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】略
14.给出下列命题
①向量的长度与向量的长度相等;
②向量与平行,则与的方向相同或相反;
③两个有共同起点并且相等的向量,其终点必相同;
④两个有共同终点的向量,一定是共线向量;
⑤向量与向量是共线向量,则点A、B、C、D必在同一条直线上;
⑥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 .
【答案】4
【分析】根据向量的基本概念和性质,逐个分析判断即可得解.
【详解】∵向量的长度与向量的长度相等即||=||,
∴①正确,
∵向量与向量平行,则两个向量的方向相同或相反或是有一个是零向量,
∴②不正确,
∵两个有共同起点并且相等的向量,其终点必相同;
∴③正确,
∵两个有共同终点的向量,不一定是共线向量,这样的向量起点可以在以终点为圆心的圆上.
④不正确,
∵向量与向量是共线向量,则点A、B、C、D不一定在同一条直线上
⑤不正确,
∵有向线段可以表示向量,向量可以用有向线段来表示,
∴⑥不正确
∴有四个假命题,
故答案为:4
考点二:向量加减法运算律的应用
例1.向量(+)+(+)+化简结果为( C )
A. B.
C. D.
【解析】 原式=++++=++=+=.
例2.如图,正六边ABCDEF中,++=( B )
A.0 B.
C. D.
【解析】 连接CF,取CF中点O,连接OE,CE.
则++=(+)+=.
【变式探究】1.向量加法运算:
【答案】
【分析】利用向量加法的运算法则求解即可.
【详解】.
故答案为:.
2. .
【答案】
【分析】根据向量线性运算法则直接求解即可.
【详解】.
故答案为:.
考点三:利用已知向量表示其他向量
例1.如图,已知正方形ABCD的边长为1,,则 ; .
【答案】 2 2
【分析】根据平面向量加法和减法的运算法则,结合正方形的性质、勾股定理进行求解即可.
【详解】因为正方形ABCD的边长为1,所以,
,
,
故答案为:;
【变式探究】1. 如图,矩形与矩形全等,且.
(1)用向量与表示;
(2)用向量与表示.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)平面向量基本定理,利用向量的加减与数乘运算法则进行求解;(2)建立平面直角坐标系,利用坐标运算进行解答.
【详解】(1).
(2)以A为坐标原点,AE所在直线为x轴,AB所在直线为y轴建立如图所示的平面直角坐标系,
设,因为矩形与矩形全等,且,
所以,则,,,,,
所以,,,故.
考点四:向量的线性运算
例1.计算:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据向量的加减和数乘运算即可求得结果;
(2)按照向量的运算法则依次计算即可.
【详解】(1)原式
.
(2)原式
【变式探究】1. 化简:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】根据平面向量的线性运算求解即可.
【详解】(1).
(2)
.
(3).
考点五:共线向量定理及其应用
例1.已知空间向量,,,且,,若,则 .
【答案】
【分析】根据向量平行列方程,求得,进而求得.
【详解】
,
由于,且,
所以,则,
所以,则,
所以.
故答案为:
【方法归纳】 用向量法证明三点共线时,关键是能否找到一个实数λ,使得b=λa(a、b为这三点构成的其中任意两个向量).证明步骤是先证明向量共线,然后再由两向量有公共点,证得三点共线.
【变式探究】1. 已知、是两个不平行的向量,,,且,则k的值为 .
【答案】
【分析】由向量共线定理、平面向量基本定理建立方程组即可求解.
【详解】由题意设,而、是两个不平行的向量,
从而,解得.
故答案为:.
考点六:平面向量坐标的基本运算
例1.已知a=(-1,2),b=(2,1),求:
(1)2a+3b;(2)a-3b;(3)a-b.
[解析] (1)2a+3b=2(-1,2)+3(2,1)
=(-2,4)+(6,3)=(4,7).
(2)a-3b=(-1,2)-3(2,1)
=(-1,2)-(6,3)=(-7,-1).
(3)a-b=(-1,2)-(2,1)
=-=.
例2.如图,平面上,,三点的坐标分别为,,.
(1)写出向量,,的坐标;
(2)如果四边形是平行四边形,求的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据向量的坐标运算即可求解;
(2)根据向量相等,即可利用坐标相等求解.
【详解】(1)
(2)设,由可得,所以 ,故
【方法归纳】平面向量坐标运算的技巧
(1)若已知向量的坐标,则直接应用两个向量和、差的运算法则进行.
(2)若已知有向线段两端点的坐标,则可先求出向量的坐标,然后再进行向量的坐标运算.
(3)向量的线性坐标运算可完全类比实数的运算进行.
【变式探究】1. 平面向量,,则 .
【答案】
【分析】利用向量的坐标运算求解即可.
【详解】由题知,,,
则.
故答案为:
故选:A.
2.已知,满足的点C的坐标是 .
【答案】
【分析】根据题意设,由平面向量的坐标运算,直接代入计算即可得到结果.
【详解】设,因为,则,
且,则,解得,所以
故答案为:
考点七:向量平行(共线)的判定
例1.已知向量,,,.
(1)求;
(2)若,求实数的值.
【详解】(1)因为,,,.
(2),,
,, 解得.
例2.若,,则线段AB的靠近B的三等分点P的坐标为 .
【答案】
【分析】设并写出坐标,根据及线性关系的坐标表示列方程求坐标值.
【详解】令,则,而,
所以,即,可得,
所以.
故答案为:
【方法归纳】1.向量共线的判定方法
2.利用向量平行的条件求参数值的思路
(1)利用共线向量定理a=λb(b≠0)列方程组求解.
(2)利用向量平行的坐标表达式直接求解.
【变式探究】1.已知向量,若,则( )
A. B.
C.6 D.
【答案】D
【分析】利用向量共线的坐标表示,列式计算作答.
【详解】向量,且,则,
所以.
故选:D
2.已知向量,与共线,则 .
【答案】
【分析】利用向量共线的坐标运算求解即可.
【详解】由题知,,
因为与共线,
所以,
解得.
故答案为:
考点八:三点共线的判定及应用
例1.已知=(3,4),=(7,12),=(9,16),求证:A,B,C三点共线;
[解析]证明:∵=-=(4,8),=-=(6,12),
∴=,即与共线.
又∵与有公共点A,∴A,B,C三点共线.
例2.已知向量与不共线,且,,,若,,三点共线,则( )
A. B.2 C.1 D.
【答案】C
【分析】依题意可得,设,根据平面向量基本定理得到方程组,即可得解.
【详解】∵向量与不共线,∴向量与可以作为平面内的一组基底,
∵,,三点共线,∴,设,即,
则,∴.
故选C.
【方法归纳】 若已知三点的坐标,判断其是否共线可采用以下方法:
任取两点构成向量,计算出两向量,如,,再通过两向量共线的条件进行判断.
【变式探究】1.设向量=(k,12),=(4,5),=(10,k),当k为何值时,A,B,C三点共线?
[解析]若A,B,C三点共线,则,共线,
∵=-=(4-k,-7),=-=(10-k,k-12),∴(4-k)(k-12)+7(10-k)=0.
解得k=-2或k=11.
考点九:平面向量的数量积运算
例1.已知|a|=2,|b|=3,a与b的夹角为120°,试求:
①a·b;
②(a+b)·(a-b);
③(2a-b)·(a+3b).
【解析】 ①a·b=|a||b|cos120°=2×3×(-)=-3.
②(a+b)·(a-b)=a2-a·b+a·b-b2=a2-b2=|a|2-|b|2=4-9=-5.
③(2a-b)·(a+3b)=2a2+6a·b-a·b-3b2=2|a|2+5a·b-3|b|2=2×4-5×3-3×9=-34.
例2. 已知向量,若,则( )
A. B.3 C. D.1
【答案】C
【分析】根据数量积得坐标公式计算即可.
【详解】,解得.
故选:C.
【变式探究】1.已知,与的夹角是120°,则等于( )
A.3 B.-3 C.-3 D.3
【答案】B
【分析】由数量积的定义计算即可得出答案.
【详解】因为,与的夹角是120°,
由数量积的定义,得.
故选:B
2.已知,,则( )
A.-3 B.-2 C.2 D.3
【答案】C
【分析】先将表示为,展开后将坐标代入即可得出结果.
【详解】解:因为,,
所以
.
故选:C
考点十:利用数量积解决求模问题
例1.已知向量与的夹角为,,,则 .
【答案】6
【分析】根据模长公式结合数量积的定义和运算律即可求解.
【详解】由题意,向量与的夹角为,,,
所以,
所以,
故答案为:6
例2.已知向量,则等于( )
A.2 B.3
C.3 D.5
【答案】C
【分析】先求出的坐标,再利用坐标求出模即可
【详解】因为,所以,
所以,
故选:C
例3.设平面向量a=(1,2),b=(-2,y),若a∥b,则|3a+b|等于( A )
A. B.
C. D.
【解析】 (1)∵a∥b,∴1×y-2×(-2)=0,
解得y=-4,从而3a+b=(1,2),|3a+b|=.
【方法归纳】 1.利用数量积求解长度问题是数量积的重要应用,要掌握此类问题的处理方法:
(1)a=a·a=|a|2或|a|=.
(2)|a±b|==.
2.向量夹角公式cos〈a,b〉=的计算中涉及了向量运算和数量运算,计算时要区别进行的是向量运算还是数量运算.从而保证计算结果准确无误.
【变式探究】1.已知向量与的夹角为,,,则 .
【答案】
【分析】根据求得结果.
【详解】∵,
∴.
故答案为:.
2. 已知向量,,那么 .
【答案】
【分析】首先求出的坐标,再根据向量模的坐标表示计算可得.
【详解】因为,,
所以,
所以.
故答案为:
3.已知向量,,且,则( )
A.5 B. C.10 D.
【答案】A
【分析】根据数量积的坐标运算求出,再求出,即可得出所求.
【详解】,,,解得,
,
,
.
故选:A.
考点十一:两向量的夹角和垂直问题
例1.若向量满足,则向量夹角的大小为( )
A. B.. C. D.
【答案】D
【分析】利用向量的模长公式展开可求得,再结合向量夹角的范围即得夹角.
【详解】由两边取平方,,
设向量夹角为,则有,则,
因,故.
故选:D.
例2.已知向量,则向量与夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【分析】根据题意,设向量与夹角为,求出、和的值,进而计算可得答案.
【详解】根据题意,设向量与夹角为,
向量,,
则,,,
则.
故选:A.
例3.已知向量,,若,则 .
【答案】/
【分析】根据向量垂直的坐标表示直接求解.
【详解】由,
可得,
解得,
故答案为:.
【方法归纳】 1.求向量夹角的方法
求出a·b,|a|,|b|,代入公式cos θ=求解.
2.要注意夹角θ的范围θ∈[0,π],当cos θ>0时,θ∈;当cos θ<0时,θ∈,当cos θ=0时,θ=.
3.当两向量垂直时,利用a·b=0列方程(组)可求未知数.
【变式探究】1. 已知,,则,夹角的大小为 .
【答案】120°
【分析】根据向量的夹角公式计算求解即可.
【详解】设,夹角为,,
故答案为:120°.
2.已知向量,若,则( )
A. B.1 C.3 D.7
【答案】D
【分析】先求出,根据即可求解.
【详解】,
由,可得,
即,解得.
故选:D.
3.,依照下列条件求实数k的值.
(1)与相互平行;
(2)与相互垂直.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据向量平行的坐标表示即可求解;
(2)根据向量垂直的坐标表示即可求解.
【详解】(1)解:因为,
所以,,
因为与相互平行,
所以,解得;
(2)解:因为,
所以,,
因为与相互垂直,
所以,解得.
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专题6 平面向量
【考纲要求】 1
【考向预测】 1
【知识清单】 4
【考点分类剖析】 6
考点一:向量的概念 6
考点二:向量加减法运算律的应用 9
考点三:利用已知向量表示其他向量 10
考点四:向量的线性运算 12
考点五:共线向量定理及其应用 13
考点六:平面向量坐标的基本运算 13
考点七:向量平行(共线)的判定 15
考点八:三点共线的判定及应用 17
考点九:平面向量的数量积运算 18
考点十:利用数量积解决求模问题 19
考点十一:两向量的夹角和垂直问题 21
【考纲要求】
(1)平面向量的概念:了解平面向量、有向线段及有关概念;了解单位向量、零向量、相等向量、相反向量和共线向量的含义.
(2)平面向量的线性运算:理解向量的加法、减法和数乘运算及几何意义.
(3)平面向量的内积:了解平面向量内积的概念、运算和性质;了解平面向量内积的几何应用.
(4)平面向量的坐标表示:理解向量的坐标表示;了解向量坐标的加法、减法、数乘和内积运算;初步掌握向量坐标运算的几何应用.
【考向预测】
1. 向量相等、向量共线;
2. 向量加减法运算律的应用;
3. 向量的线性运算;
4. 共线向量定理及其应用;
5. 向量平行(共线)的判定;
6. 三点共线的判定及应用.
7. 平面向量数量积的运算;
8. 利用数量积解决求模问题;
9. 两向量的夹角和垂直问题.
【知识导图】
【知识清单】
一、任意角和弧度制
1. 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长度(或称模).
(2)零向量:长度为0的向量叫做零向量,其方向是任意的,零向量记作0 .
(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;平行向量又叫共线向量.规定:0与任一向量平行.
(5) 单位向量: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.
2. 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
三角形 法则
平行四边形 法则
(1)交换律:
a+b= b+a ;
(2)结合律:
(a+b)+c= a+(b+c)
减法
向量a加上向量b的 相反向量 叫做a与b的差,即a+(-b)=a-b
三角形 法则
a-b=a+(-b)
数乘
实数λ与向量a的积是一个 向量 记作λa
(1)模:|λa|=|λ||a| ;
(2)方向:
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,λa=0
设λ,μ是实数.
(1) λ(μa) =(λμ)a
(2)(λ+μ)a= λa+μa
(3)λ(a+b)= λa+λb .
3. 共线向量定理
向量a(a≠0)与b共线,当且仅当存在唯一一个实数λ,使 b=λa .
4. 平面向量的基本定理
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 .
5. 平面向量的坐标表示
在直角坐标系内,分别取与 x轴,y轴正方向相同 的两个单位向量i,j作为基底,对任一向量a,有唯一一对实数x,y,使得:a=xi+yj, (x,y) 叫做向量a的直角坐标,记作a=(x,y),显然i= (1,0) ,j=(0,1),0= (0,0) .
6. 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) ,||= .
7. 向量共线的坐标表示
若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b⇔ x1y2-x2y1=0 .
8. 中点坐标公式
若P1,P2的坐标分别是(x1,y1),(x2,y2),线段P1P2的中点P的坐标为(x,y),则此公式为线段P1P2的中点坐标公式.
9. 向量的夹角
两个非零向量a与b,过O点作=a,=b,则∠AOB叫做向量a与b的夹角;范围是 [0,π] .
a与b的夹角为 时,则a与b垂直,记作a⊥b.
10. 平面向量的数量积
(1)定义:已知两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,则数量|a||b|cos θ叫做a与b的数量积(或内积),记作a·b,即a·b= |a||b|cos θ ,规定零向量与任一向量的数量积为0,即0·a=0.
(2)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.
11. 平面向量数量积的性质及其坐标表示
(1)设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ为向量a,b的夹角.
①数量积:a·b=|a||b|cos θ= x1x2+y1y2 .
②模:|a|== .
③设A(x1,y1),B(x2,y2),则A,B两点间的距离|AB|=||=.
④夹角:cos θ= =.
⑤已知两非零向量a与b,a⊥b⇔a·b=0⇔ x1x2+y1y2=0.
(2)平面向量数量积的运算律
①a·b=b·a(交换律).
②λa·b=λ(a·b)=a·(λb)(结合律).
③(a+b)·c=a·c+b·c(分配律).
【考点分类剖析】
考点一:向量的概念
例1.下列命题正确的是( )
A.向量就是有向线段
B.两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同
C.零向量的方向是任意的,且长度为0
D.向量的长度与向量的长度相等
例2.如图所示,点O为正方形ABCD对角线的交点,四边形OAED、OCFB都是正方形.
在图中所示的向量中:
(1)分别写出与、相等的向量;
(2)写出与共线的向量;
(3)写出与的模相等的向量;
(4)向量与是否相等?
【变式探究】1.下列说法正确的是( )
A.向量就是有向线段 B.单位向量都是相等向量
C.若,则 D.零向量与任意向量平行
2.有下列物理量:①质量;②角度;③弹力;④风速.其中可以看成是向量的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
14.给出下列命题
①向量的长度与向量的长度相等;
②向量与平行,则与的方向相同或相反;
③两个有共同起点并且相等的向量,其终点必相同;
④两个有共同终点的向量,一定是共线向量;
⑤向量与向量是共线向量,则点A、B、C、D必在同一条直线上;
⑥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 .
考点二:向量加减法运算律的应用
例1.向量(+)+(+)+化简结果为( C )
A. B.
C. D.
例2.如图,正六边ABCDEF中,++=( B )
A.0 B.
C. D.
【变式探究】1.向量加法运算:
2. .
考点三:利用已知向量表示其他向量
例1.如图,已知正方形ABCD的边长为1,,则 ; .
【变式探究】1. 如图,矩形与矩形全等,且.
(1)用向量与表示;
(2)用向量与表示.
【答案】(1)
(2)
考点四:向量的线性运算
例1.计算:
(1);
(2).
【变式探究】1. 化简:
(1);
(2);
(3).
考点五:共线向量定理及其应用
例1.已知空间向量,,,且,,若,则 .
【方法归纳】 用向量法证明三点共线时,关键是能否找到一个实数λ,使得b=λa(a、b为这三点构成的其中任意两个向量).证明步骤是先证明向量共线,然后再由两向量有公共点,证得三点共线.
【变式探究】1. 已知、是两个不平行的向量,,,且,则k的值为 .
考点六:平面向量坐标的基本运算
例1.已知a=(-1,2),b=(2,1),求:
(1)2a+3b;(2)a-3b;(3)a-b.
例2.如图,平面上,,三点的坐标分别为,,.
(1)写出向量,,的坐标;
(2)如果四边形是平行四边形,求的坐标.
【方法归纳】平面向量坐标运算的技巧
(1)若已知向量的坐标,则直接应用两个向量和、差的运算法则进行.
(2)若已知有向线段两端点的坐标,则可先求出向量的坐标,然后再进行向量的坐标运算.
(3)向量的线性坐标运算可完全类比实数的运算进行.
【变式探究】1. 平面向量,,则 .
2.已知,满足的点C的坐标是 .
考点七:向量平行(共线)的判定
例1.已知向量,,,.
(1)求;
(2)若,求实数的值.
例2.若,,则线段AB的靠近B的三等分点P的坐标为 .
【方法归纳】1.向量共线的判定方法
2.利用向量平行的条件求参数值的思路
(1)利用共线向量定理a=λb(b≠0)列方程组求解.
(2)利用向量平行的坐标表达式直接求解.
【变式探究】1.已知向量,若,则( )
A. B.
C.6 D.
2.已知向量,与共线,则 .
考点八:三点共线的判定及应用
例1.已知=(3,4),=(7,12),=(9,16),求证:A,B,C三点共线;
例2.已知向量与不共线,且,,,若,,三点共线,则( )
A. B.2 C.1 D.
【方法归纳】 若已知三点的坐标,判断其是否共线可采用以下方法:
任取两点构成向量,计算出两向量,如,,再通过两向量共线的条件进行判断.
【变式探究】1.设向量=(k,12),=(4,5),=(10,k),当k为何值时,A,B,C三点共线?
考点九:平面向量的数量积运算
例1.已知|a|=2,|b|=3,a与b的夹角为120°,试求:
①a·b;
②(a+b)·(a-b);
③(2a-b)·(a+3b).
例2. 已知向量,若,则( )
A. B.3 C. D.1
【变式探究】1.已知,与的夹角是120°,则等于( )
A.3 B.-3 C.-3 D.3
2.已知,,则( )
A.-3 B.-2 C.2 D.3
考点十:利用数量积解决求模问题
例1.已知向量与的夹角为,,,则 .
例2.已知向量,则等于( )
A.2 B.3
C.3 D.5
例3.设平面向量a=(1,2),b=(-2,y),若a∥b,则|3a+b|等于( A )
A. B.
C. D.
【方法归纳】 1.利用数量积求解长度问题是数量积的重要应用,要掌握此类问题的处理方法:
(1)a=a·a=|a|2或|a|=.
(2)|a±b|==.
2.向量夹角公式cos〈a,b〉=的计算中涉及了向量运算和数量运算,计算时要区别进行的是向量运算还是数量运算.从而保证计算结果准确无误.
【变式探究】1.已知向量与的夹角为,,,则 .
2. 已知向量,,那么 .
3.已知向量,,且,则( )
A.5 B. C.10 D.
考点十一:两向量的夹角和垂直问题
例1.若向量满足,则向量夹角的大小为( )
A. B.. C. D.
例2.已知向量,则向量与夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.1
例3.已知向量,,若,则 .
【方法归纳】 1.求向量夹角的方法
求出a·b,|a|,|b|,代入公式cos θ=求解.
2.要注意夹角θ的范围θ∈[0,π],当cos θ>0时,θ∈;当cos θ<0时,θ∈,当cos θ=0时,θ=.
3.当两向量垂直时,利用a·b=0列方程(组)可求未知数.
【变式探究】1. 已知,,则,夹角的大小为 .
2.已知向量,若,则( )
A. B.1 C.3 D.7
3.,依照下列条件求实数k的值.
(1)与相互平行;
(2)与相互垂直.
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