内容正文:
第01讲 6.1平面向量的概念
课程标准
学习目标
①能结合物理中的力、位移、速度等具体背景认识向量,掌握向量与数量的区别。
②会用有向线段、字母表示向量,了解有向线段与向量的联系与区别。
③理解零向量、单位向量、平行向量、共线向量、相等向量及向量的模等概念,会辨识图形中这些相关的概念。
1.通过阅读课本,查阅资料,并能结合物理中的力、位移、速度等具体背景认识向量,掌握向量与数量的区别与联系;
2.认真阅读课本,在读书过程中学会用有向线段、字母表示向量,了解有向线段与向量的联系与区别;
3.在认真学习的基础上,理解零向量、单位向量、平行向量、共线向量、相等向量及向量的模等概念,会辨识图形中这些相关的概念.学会向量的表示方法;
知识点01 向量的概念
(1)向量
在数学中,我们把既有大小又有方向的量叫做向量.
①我们所学的向量是自由向量,即只有大小和方向,而无特定的位置,这样的向量可以作任意平移.
②向量与向量之间不能比较大小.
【即学即练1】(24-25高二上·黑龙江佳木斯·阶段练习)下列量中是向量的为( )
A.体积 B.距离
C.拉力 D.质量
【答案】C
【知识点】平面向量的概念与表示
【分析】由向量的定义即可判断
【详解】A,B,D只有大小,C即有大小又有方向
故选:C
(2)数量
只有大小没有方向的量称为数量,如年龄、身高、长度、面积体积、质量等
(3)向量与数量的区别
①向量与数量的区别:向量有方向,而数量没有方向;数量与数量之间可以比较大小,而向量与向量之间不能比较大小
②向量与矢量:数学中的向量是从物理中的矢量(如位移、力、加速度、速度等)中抽象出来的,但在这里我们仅考虑它的大小及方向;而物理中的这些量,既同时具备大小和方向这两个属性,还具有其他属性(如“力”就是由大小方向、作用点所决定的).
知识点02 向量的几何表示
(1)有向线段
具有方向的线段叫做有向线段
①有向线段:具有方向的线段叫做有向线段,其方向是由起点指向终点.以为起点、为终点的有向线段记作(如图所示),线段的长度也叫做有向线段的长度,记作. 表示有向线段时,起点一定要写在终点的前面,上面标上箭头.
②有向线段的三个要素:起点、方向、长度.知道了有向线段的起点、方向、长度,它的终点就唯一确定了.
(2)向量的表示
①几何表示:向量可以用有向线段表示,有向线段的长度表示向量的大小,有向线段的方向表示向量的方向.
②字母表示:向量可以用字母,,,…表示
(3)向量的模
向量的大小称为向量的长度(或称模),记作.
(4)两种特殊的向量
零向量:长度为0的向量叫做零向量,记作.
单位向量:长度等于1个单位长度的向量,叫做单位向量
①若用有向线段表示零向量,则其终点与起点重合.
②要注意0与的区别与联系:0是一个实数,是一个向量,且有;书写时表示零向量,一定不能漏掉0上的箭头.
③单位向量有无数个,它们大小相等,但方向不一定相同.
④在平面内,将表示所有单位向量的有向线段的起点平移到同一点,则它们的终点构成一个半径为1的圆.
知识点03:相等向量与共线向量
(1)平行向量
方向相同或相反的非零向量叫做平行向量.向量与平行,记作.规定:零向量与任意向量平行,即对于任意向量,都有.
(2)相等向量
长度相等且方向相同的向量叫做相等向量.
向量与相等,记作.两个向量相等必须具备的条件是长度相等,方向相同因为向量完全由它的方向和模确定,故任意两个相等的非零向量,都可用同一条有向线段来表示,并且与有向线段的起点无关.
(3)共线向量
任一组平行向量都可以平移到同一条直线上,因此,平行向量也叫做共线.
共线向量所在直线平行或重合,如果两个向量所在的直线平行或重合,则这两个向量是共线向量.
【即学即练2】(24-25高一下·全国·课后作业)下列说法中正确的是( )
A.若,则 B.若与共线,则与方向相同或相反
C.若为单位向量,则 D.与非零向量共线的单位向量是
【答案】A
【知识点】零向量与单位向量、平行向量(共线向量)
【分析】由零向量的定义判断A;通过举反例判断B;由单位向量的定义判断C;直接写出与非零向量共线的单位向量来判断D.
【详解】对于A,只有零向量的模为,故A正确;
对于B,当时,显然与共线,但零向量的方向是任意的,故B错误;
对于C,根据单位向量的定义可知,单位向量的模相同,但方向是任意的,所以不一定相等,故C错误;
对于D,与非零向量共线的单位向量有两个,与方向相同的是,与方向相反的是,故D错误.
故选:A.
题型01 向量的有关概念
【典例1】(24-25高一下·山西阳泉·期中)下列命题中真命题的个数是( )
(1)温度、速度、位移、功都是向量
(2)零向量没有方向
(3)向量的模一定是正数
(4)直角坐标平面上的x轴、y轴都是向量
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【知识点】平面向量的概念与表示、零向量与单位向量、向量的模
【分析】根据向量的定义和性质,逐项判断正误即可.
【详解】(1)错误,只有速度,位移是向量;温度和功没有方向,不是向量;
(2)错误,零向量有方向,它的方向是任意的;
(3)错误,零向量的模为0,向量的模不一定为正数;
(4)错误,直角坐标平面上的轴、轴只有方向,但没有长度,故它们不是向量.
故选:A.
【典例2】(多选)(24-25高一上·江苏淮安·阶段练习)在下列结论中,正确的有( )
A.若两个向量相等,则它们的起点和终点分别重合 B.平行向量又称为共线向量
C.两个相等向量的模相等 D.两个相反向量的模相等
【答案】BCD
【分析】根据向量的定义和性质依次判断每个选项得到答案.
【详解】A. 若两个向量相等,它们的起点和终点不一定不重合,故错误;
B. 平行向量又称为共线向量,根据平行向量定义知正确;
C. 相等向量方向相同,模相等,正确;
D. 相反向量方向相反,模相等,故正确;
故选:
【点睛】本题考查了向量的定义和性质,属于简单题.
【变式1】(24-25高一·江苏·课后作业)下列说法错误的是( )
A.向量与向量长度相等
B.单位向量都相等
C.向量的模可以比较大小
D.任一非零向量都可以平行移动
【答案】B
【知识点】平面向量的概念与表示
【分析】A.由相反向量判断;B.由单位向量判断;C.由向量的长度是数量判断;D.由相等向量判断.
【详解】A.和长度相等,方向相反,故正确;
B.单位向量长度都为1,但方向不确定,故错误;
C.向量的长度可以比较大小,即模长可以比较大小,故正确;
D.向量只与长度和方向有关,与位置无关,故任一非零向量都可以平行移动,故正确.
故选:B.
【变式2】(24-24高一下·辽宁阜新·阶段练习)下列四个命题正确的是( )
A.两个单位向量一定相等 B.若与不共线,则与都是非零向量
C.共线的单位向量必相等 D.两个相等的向量起点、方向、长度必须都相同
【答案】B
【知识点】平面向量的概念与表示、相等向量、平行向量(共线向量)
【解析】由相等向量、共线向量的概念逐一核对四个选项得答案.
【详解】解:两个单位向量一定相等错误,可能方向不同;
若与不共线,则与都是非零向量正确,原因是零向量与任意向量共线;
共线的单位向量必相等错误,可能是相反向量;
两个相等的向量的起点、方向、长度必须相同错误,原因是向量可以平移.
故选:B.
【点睛】本题考查命题的真假判断与运用,考查了平行向量、向量相等的概念,属于基础题.
【变式3】(24-25高一·全国·课后作业)给出下列物理量:①密度;②路程;③速度;④质量;⑤功;⑥位移.下列说法正确的是
A.①②③是数量,④⑤⑥是向量 B.②④⑥是数量,①③⑤是向量
C.①④是数量,②③⑤⑥是向量 D.①②④⑤是数量,③⑥是向量
【答案】D
【知识点】平面向量的概念与表示
【解析】根据向量的定义,既有大小,又有方向的量,即可选出结果.
【详解】由物理知识可知,密度,路程,质量,功只有大小,没有方向,因此是数量而速度,位移既有大小又有方向,因此是向量.
故选:D
【点睛】本题考查了向量的定义,物理的意义,属于基础题.
题型02 向量的几何表示
【典例1】(24-25高一下·全国·课前预习)已知飞机从A地按北偏东30°的方向飞行2000km到达B地,再从B地按南偏东30°的方向飞行2000km到达C地,再从C地按西南方向飞行km到达D地.
(1)作出向量,,,;
(2)问D地在A地的什么方向?D地距A地多远?
【答案】(1)答案见解析
(2)地在地的东南方向,距地
【知识点】平面向量的概念与表示、向量的模
【分析】(1)根据向量的定义即可求解,
(2)根据三角形的边角关系即可求解.
【详解】(1)由题意,作出向量,,,,如图所示.
(2)依题意知,为正三角形,所以.
又因为,,
所以为等腰直角三角形,则,,
所以地在地的东南方向,距地.
【典例2】(24-25高一上·上海·课后作业)按要求,分别以A、B、C为向量的起点,在图中画出以下向量.(图中每个小正方形的边长均为1)
(1)正北方向,且模为2的向量;
(2)长度为,方向为北偏西45°的向量;
(3)向量的负向量.
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
(3)答案见解析
【知识点】平面向量的概念与表示、向量的模
【分析】根据向量的方向和模长画出和,利用相反向量画出.
【详解】(1)根据平面向量的方向和模长,画出,如下:
(2)根据平面向量的方向和模长,画出,如下:
(3)根据相反向量的定义,画出,如下:
【变式1】(24-25高一·湖南·课后作业)在如图所示的坐标纸中(每个小正方形的边长均为1),用直尺和圆规画出下列向量.
(1),点A在点O北偏西45°方向;
(2),点B在点O正南方向.
【答案】(1)答案见解析;(2)答案见解析.
【知识点】平面向量的概念与表示
【分析】(1)根据描述找出终点A即可;
(2)根据描述找出终点B即可.
【详解】(1)∵,点A在点O北偏西45°方向,∴以O为圆心,3为半径作圆与图中正方形对角线OP的交点即为A点:
(2)∵,点B在点O正南方向,∴以O为圆心,图中OQ为半径化圆,圆弧与OR的交点即为B点:
【变式2】(24-25高一下·全国·课后作业)一艘军舰从基地A出发向东航行了200海里到达基地B,然后改变航线向东偏北航行了400海里到达C岛,最后又改变航线向西航行了200海里到达D岛.
(1)试作出向量;
(2)求.
【答案】(1)作图见解析;(2)400(海里).
【知识点】向量的模、平面向量的概念与表示
【分析】(1)根据题设以为正东方向,过A垂直于向上为正北方向,结合题设画出向量即可.
(2)由题设知,易知为平行四边形,即可求.
【详解】(1)建立如图所示的直角坐标系,向量即为所求.
(2)根据题意,向量与方向相反,故向量,又,
∴在中,,故为平行四边形,
∴,则(海里).
题型03 向量的模
【典例1】(23-24高一·全国·课后作业)已知圆O的周长是,是圆O的直径,C是圆周上一点,于点D,则 .
【答案】
【知识点】向量的模
【分析】根据题设可得圆O的半径为1,结合已知条件及含的直角三角形的性质即可求.
【详解】由题设,圆O的半径为1,又,如下图示:
在中,,,所以.
故答案为:
【典例2】(23-24高一·上海·课堂例题)如图,在边长为1的小正方形组成的网格上,求:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】向量的模
【分析】(1)(2)(3)根据所给图形,利用勾股定理,直接计算模长即可得解.
【详解】(1);
(2);
(3).
【变式1】(23-24高一·全国·课后作业)如图,在中,点D、E、F分别是边BC、CA、AB的中点,在以A、B、C、D、E、F为端点的向量中,与向量的模相等的向量的个数是 .
【答案】5
【知识点】向量的模
【分析】由向量的概念,结合几何图形写出与模相等的向量,即知个数.
【详解】由图知:与向量的模相等的向量有,
∴共有5个.
故答案为:5.
【变式2】(23-24高一·全国·课后作业)如图,某人从点A出发,向西走了200m后到达B点,然后改变方向,沿北偏西一定角度的某方向行走了到达C点,最后又改变方向,向东走了200m到达D点,发现D点在B点的正北方.
(1)作出、、(图中1个单位长度表示100m);
(2)求的模.
【答案】(1)作图见解析
(2)
【知识点】平面向量的概念与表示、向量的模
【分析】(1)根据行走方向和单位长度即可确定各点在坐标系中的位置,即可做出所有向量;
(2)由题意可知,四边形是平行四边形,则可求得的模.
【详解】(1)根据题意可知,B点在坐标系中的坐标为,
又因为D点在B点的正北方,所以,
又,所以,即D、 C两点在坐标系中的坐标为,;
即可作出、、如下图所示.
(2)如图,作出向量,
由题意可知,且,
所以四边形是平行四边形,
则,
所以的模为
题型04 零向量与单位向量
【典例1】(24-25高一·江苏·课后作业)下列说法错误的是( )
A.若,则
B.零向量是没有方向的
C.零向量与任一向量平行
D.零向量的方向是任意的
【答案】B
【知识点】零向量与单位向量
【分析】由零向量的性质:长度为0,方向是任意的,与任何向量都平行,即可判断各项正误.
【详解】A:由零向量的模为0,故正确;而由零向量的长度为0,方向是任意的,与任何向量都平行,故B错误,C、D正确;
故选:B
【典例2】(23-24高一下·上海·课后作业)若为单位向量,,则可用表示 .
【答案】
【知识点】向量的模、零向量与单位向量
【分析】根据单位向量的模和的倍数关系即可得到答案.
【详解】∵为单位向量,∴,又∵,∴,
故答案为: .
【变式1】(24-25高一·全国·课后作业)下列说法:
①零向量是没有方向的向量;
②零向量的方向是任意的;
③零向量与任意一个向量共线.
其中,正确说法的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【知识点】零向量与单位向量
【分析】根据零向量的定义、性质判断各项的正误即可.
【详解】由零向量定义及性质知:其方向任意,且与任意向量共线,故①错误,②③正确;
故选:C
【变式2】(24-25高一下·全国·课前预习)单位向量
长度为 的向量称为单位向量.对于任一非零向量,都可得到与它方向相同的唯一单位向量.
【答案】1
【知识点】零向量与单位向量
【分析】略
【详解】略
题型05 相等向量
【典例1】(23-24高一下·重庆巴南·阶段练习)如图,四边形中,,则必有( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】平行向量(共线向量)、相等向量
【分析】根据,得出四边形是平行四边形,由此判断四个选项是否正确即可.
【详解】四边形中,,则且,
所以四边形是平行四边形;
则有,故A错误;
由四边形是平行四边形,可知是中点,则,B正确;
由图可知,C错误;
由四边形是平行四边形,可知是中点,,D错误.
故选:B.
【典例2】(24-25高一上·上海·课堂例题)设O是正六边形的中心,写出满足条件的向量.
(1)与相等的向量;
(2)与相等的向量;
(3)与的模相等且平行的向量(除外).
【答案】(1)
(2)
(3)、、、、、.
【知识点】相等向量
【分析】根据向量相等的定义直接求解即可.
【详解】(1)相等向量为大小相等方向相同的向量,所以;
(2)相等向量为大小相等方向相同的向量,所以
(3)相等向量为大小相等方向相同的向量,所以、、、、、.
【变式1】(23-24高一下·北京·期中)以下命题中正确的个数是( )
①两个相等向量的模相等;
②若和都是单位向量,则;
③相等的两个向量一定是共线向量;
④零向量是唯一没有方向的向量;
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【知识点】零向量与单位向量、平行向量(共线向量)、相等向量
【分析】由相等向量、零向量、单位向量以及共线向量的定义逐一判断各个序号即可求解.
【详解】对于①,两个相等向量的模相等,且它们的方向也相同,故①正确;
对于②,若和都是单位向量,当它们的方向不同时,则不成立,故②错误;
对于③,相等的两个向量方向相同,所以它们一定是共线向量,故③正确;
对于④,任何向量都有大小以及方向,零向量也是向量,只不过零向量是方向任意的向量,故④错误.
故正确的有①③,共两个.
故选:B.
【变式2】(24-25高一上·上海·课后作业)设点为正八边形的中心,分别写出与、、、相等的向量.
【答案】,,,.
【知识点】相等向量
【分析】根据正八边形的性质及相等向量的定义判断即可.
【详解】依题意可得,,,.
【变式3】(24-25高一上·上海·课堂例题)如图,分别是各边的中点,分别写出图中与、、相等的向量.
【答案】,,.
【知识点】相等向量
【分析】根据几何性质得到向量之间的关系,结合相等向量的概念即可直接得到答案.
【详解】∵分别是各边的中点,
∴,,,,,
∴;;.
题型06 共线向量
【典例1】(24-25高一下·全国·课后作业)给出下列四个命题,其中正确的命题是( )
A.若,则与的方向相同或相反
B.若A,B,C,D是不共线的四点,则“”是“四边形ABCD为平行四边形”的充要条件
C.若,则
D.“”的充要条件是“且”
【答案】B
【知识点】平行向量(共线向量)、相等向量
【分析】利用向量的概念和共线向量的概念逐项判断即可.
【详解】零向量方向是任意的,且与任意向量都平行,所以当时,时,,
但不满足两向量方向相同或相反,选项A错误;
因为A,B,C,D是不共线的四点,,所以,故四边形ABCD为平行四边形,
若四边形ABCD为平行四边形,则,所以“是“四边形ABCD为平行四边形”的充要条件,选项B正确;
当时,,但不一定有,选项C错误;
当时,有且,当且方向相反时,,
所以“”是“且”的充分不必要条件,选项D错误.
故选:B.
【典例2】(多选)(24-25高二上·湖北·开学考试)关于非零向量,下列命题中正确的是( )
A.若,则. B.若,则.
C.若,则. D.若,则.
【答案】BD
【知识点】平面向量的概念与表示、向量的模、相等向量、平行向量(共线向量)
【分析】根据向量模的定义即可求解C,根据向量共线定义可判断B,根据向量相等的定义即可求解AD.
【详解】对于A,不能得到的方向,故A错误,
对于B,若,则,B正确,
对于C,向量不能比较大小,故C错误,
对于D,若,则,D正确,
故选:BD
【典例3】(24-25高二·上海·假期作业)如图,E、F、G依次是正三角形ABC的边AB、BC、AC的中点.
(1)在以A、B、C、E、F、G为起点或终点的向量中,找出与向量共线的向量;
(2)在以A、B、C为起点,以E、F、G为终点的向量中,找出与向量模相等的向量;
(3)在以E、F、G为起点,以A、B、C为终点的向量中,找出与向量相等的向量.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】相等向量、平行向量(共线向量)、向量的模
【分析】(1)由EF是△ABC的中位线,结合向量共线的概念得到与向量共线的向量;
(2)由向量模相等的概念得到与向量模相等的向量;
(3)由向量相等的概念得到与向量相等的向量.
【详解】(1)
分别为的中点,,且,与向量共线的向量是.
(2)因为是正三角形,所以,
因为E、F、G依次是正的边AB、BC、AC的中点,
所以,
所以在以A、B、C为起点,以E、F、G为终点的向量中,
与向量模相等的向量为;
(3)在以E、F、G为起点,以A、B、C为终点的向量中,与向量相等的向量为.
【变式1】(多选)(2024·海南·模拟预测)下列说法错误的是( )
A.向量可以用有向线段表示
B.非零向量与非零向量共线,则与的方向相同或相反
C.向量与向量共线,则,,,四点在一条直线上
D.如果,那么
【答案】CD
【知识点】平行向量(共线向量)、向量的模
【分析】由向量的表示、共线向量的概念以及向量的模的定义逐一判断各个选项即可求解.
【详解】对于A,可以用有向线段表示向量,故A不符合题意;
对于B,非零向量与非零向量共线即平行,则与的方向相同或相反,故B不符合题意;
对于C,例如在平行四边形中,向量与向量共线,
但,,,四点不在一条直线上,故C符合题意;
对于D,如果,那么,但,故D符合题意.
故选:CD.
【变式2】(多选)(24-25高一下·全国·课后作业)下列结论中,不正确的是( )
A.若,则
B.向量共线与的意义是相同的
C.就是所在的直线平行于所在的直线
D.若,则与不共线
【答案】CD
【知识点】平行向量(共线向量)、相等向量
【分析】根据相等向量、共线向量的定义判断即可.
【详解】相等向量一定是平行向量,平行向量又叫共线向量,故A,B正确;
若,则所在的直线平行于所在的直线,
或所在直线就是所在直线,故C错误;
若,则,但是,故D错误.
故选:CD
【变式3】(多选)(24-25高一上·上海·课后作业)在矩形中,,分别为、的中点,在以为起点和终点的所有非零向量中,找出所有符合条件的向量:
(1)与相等的向量: ;
(2)的负向量: ;
(3)与共线的向量: .
【答案】 、 、 、、、、、、、、、、
【知识点】相反向量、平行向量(共线向量)、相等向量
【分析】根据向量的定义,把所有向量罗列出来,找出符合条件的向量即可.
【详解】(1)与相等的向量:;
(2)的负向量:;
(3)与共线的向量:.
故答案为:①②③.
第01讲 6.1平面向量的概念
A夯实基础
一、单选题
1.(24-25高二上·湖南长沙·阶段练习)下列说法错误的是( )
A. B.所有的单位向量的模均相等
C.零向量与任何向量共线 D.相等向量必为共线向量
【答案】A
【知识点】向量的模、零向量与单位向量、相等向量、平行向量(共线向量)
【分析】根据实数与向量的积判断A,根据单位向量的概念判断B,根据零向量的性质判断C,根据相等向量的性质判断D.
【详解】对A:因为,故A错;
对B:因为所有的单位向量的模均为1,故B正确;
对C:规定:零向量与任何向量共线,故C正确;
对D:因为相等向量方向相同,所以相等向量必共线,故D正确.
故选:A
2.(24-25高一上·全国·随堂练习)如图,在圆中,向量,,是( )
A.有相同起点的向量 B.相反向量
C.模相等的向量 D.相等向量
【答案】C
【知识点】平面向量的概念与表示、向量的模、相等向量、平行向量(共线向量)
【分析】根据向量的几何表示,可判断出选项A和C的正误,再利用相反向量及相等向量的概念,结合图形,即可判断选项B和D的正误.
【详解】对于选项A,因为向量,的起点为,而向量的起点为,所以选项A错误,
对于选项B,因为相反向量是方向相反,长度相等的向量,而向量,,方向不同,所以选项B错误,
对于选项C,向量,,的模长均为圆的半径,所以选项C正确,
对于选项D,因为相等向量是方向相同,长度相等的向量,而向量,,方向不同,所以选项D错误,
故选:C.
3.(24-25高一下·全国·课后作业)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
【知识点】相等向量
【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.
4.(24-25高一下·全国·课后作业)下列各量中是向量的为( )
A.海拔 B.压强 C.重力 D.温度
【答案】C
【知识点】平面向量的概念与表示
【分析】利用向量的定义判断即可.
【详解】向量是既有大小,又有方向的量,
因为海拔,压强,温度只有大小,没有方向,重力既有大小,又有方向,
所以重力是向量,
故选:.
5.(23-24高一下·安徽马鞍山·期中)下列结论正确的是:( )
A.若与都是单位向量,则.
B.若与是平行向量,则.
C.若用有向线段表示的向量与相等,则点M,N重合
D.直角坐标平面上的x轴、y轴都是向量
【答案】C
【知识点】平面向量的概念与表示、零向量与单位向量、相等向量、平行向量(共线向量)
【分析】根据题意,由平面向量的相关定义,对选项逐一判断,即可得到结果.
【详解】对于A、B,只有当与的方向相同且模长相等时才有,故A、B均错误;
对于C,若向量,又因为A是公共点,所以M与N重合,故正确;
对于D,因为轴与轴只有方向没有大小,所以都不是向量,故D错误;
故选:C.
6.(23-24高一下·福建莆田·阶段练习)下列结论中,正确的是( )
A.零向量的大小为0,没有方向
B.
C.起点相同的单位向量,终点必相同
D.若两个单位向量平行,则这两个单位向量相等
【答案】B
【知识点】向量的模、零向量与单位向量、相等向量、平行向量(共线向量)
【分析】根据零向量特点即可判断A;根据向量模的定义即可判断B,根据单位向量以及向量共线的性质即可判断CD.
【详解】对A,既有大小又有方向的量叫向量,则零向量既有大小又有方向,故A错误;
对B,由于与方向相反,长度相等,故B正确;
对C,起点相同的单位向量,终点不一定相同,故C错误;
对D,若两个单位向量平行,则这两个单位向量相等或相反,故D错误.
故选:B.
7.(23-24高一下·黑龙江佳木斯·期末)下列叙述中正确的是( )
A.已知向量,,且,则与的方向相同或相反
B.若,则
C.若,,则
D.对任一非零向量,是一个单位向量
【答案】D
【知识点】平面向量的概念与表示、零向量与单位向量、相等向量、平行向量(共线向量)
【分析】对A,若,有一个为零向量即可判断;对B,向量相等定义即可判断;对C,若即可判断;对D,由单位向量的定义判断.
【详解】对A,零向量与任意向量共线,且零向量的方向是任意的,若或时,与的方向不是相同或相反,故A错误;
对B,,且,方向相同才可判断,故B错误;
对C,当时,若,,与是任意向量,故C错误;
对D,对任一非零向量,表示与方向相同且模长为1的向量,故D正确.
故选:D
8.(23-24高一下·天津河北·期中)下列说法中,正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若且,则 D.若,则
【答案】B
【知识点】平面向量的概念与表示、零向量与单位向量、相等向量、平行向量(共线向量)
【分析】对于A:根据向量与数量的定义分析判断;对于B:根据向量相等和向量共线分析判断;对于C:举反例说明即可;对于D:根据零向量和向量共线分析判断.
【详解】对于选项A:因为为向量,均为数量,故A错误;
对于选项B:根据相等向量与平行向量的关系,知,即有,故B正确;
对于选项C:例如,满足且,但,故C错误;
对于选项D:由零向量可知:对任意,均有,即不一定成立,故D错误;
故选:B
二、多选题
9.(24-25高一上·全国·随堂练习)(多选)下列说法正确的是( )
A.零向量是没有方向的向量 B.零向量的长度为0
C.相等向量的方向相同 D.同向的两个向量可以比较大小
【答案】BC
【知识点】零向量与单位向量、相等向量
【分析】利用零向量的定义及相等向量的定义,可判断出选项A、B和C的正误,再由向量的定义知选项D错误.
【详解】对于选项A,因为零向量的方向是任意的,所以选项A错误,
对于选项B,因为零向量是方向任意,长度为0的向量,所以选项B正确,
对于选项C,因为相等向量是方向相同,长度相等的向量,所以选项C正确,
对于选项D,向量不能比较大小,向量的模长可以比较大小,所以选项D错误,
故选:BC.
10.(24-25高一下·全国·课后作业)(多选)如下四个命题中,说法正确的是( )
A.向量
B.两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同
C.两个有公共终点的向量,一定是共线向量
D.向量与向量是共线向量,则点A,B,C,D必在同一条直线上
【答案】AB
【知识点】相等向量、平行向量(共线向量)
【分析】根据向量相等与共线的概念即可求解.
【详解】向量与向量互为相反向量,方向相反,所以,故A正确;
两个相等的向量方向相同且长度相等,因此起点相同时终点必相同,故B正确;
两个有公共终点的向量,可能方向不同,也可能模长不同,故C错误;
若向量与向量是共线向量,则点A,B,C,D在同一条直线上或直线AB与直线CD平行;故D错误.
故选:AB.
三、填空题
11.(24-25高一上·上海·课后作业)(1)A、B、C是平面上三个不同的点,若,则A、B、C的位置关系是 ;若进一步有,则A、B、C的位置关系是 ;
(2)如图,在四边形中,若,则四边形是 .
【答案】 A、B、C三点共线 B是的中点 平行四边形
【知识点】相等向量、平行向量(共线向量)
【分析】(1)根据共线向量的概念即可判断;
(2)根据相等向量的概念即可判断.
【详解】(1)且有一个公共点,
A、B、C三点共线;
,方向相同,
B是的中点,
故答案为:A、B、C三点共线;B是的中点;
(2)在四边形中,若,则一组对边平行且相等,则四边形是平行四边形;
故答案为:平行四边形
12.(24-25高一·全国·课后作业)如图,点O是正六边形ABCDEF的中心,在分别以正六边形的顶点和中心为始点和终点的向量中,与向量相等的向量有 个.
【答案】3
【知识点】相等向量
【分析】根据相等向量的定义及正六边形的性质即可求解.
【详解】根据正六边形的性质和相等向量的定义知,与向量相等的向量有,,,共3个.
故答案为:3
四、解答题
13.(24-25高一下·全国·课堂例题)如图所示,的三边长均不相等,E,F,D分别是边AC,AB,BC的中点.在以A,B,C,D,E,F为起点和终点的所有有向线段表示的向量中:
(1)找出与相等的向量;
(2)分别找出与,,相反的向量.
【答案】(1),
(2)答案见解析
【知识点】相等向量、相反向量
【分析】(1)由是的中位线,且D为的中点,结合向量相等的概念得到与向量相等的向量;
(2)由分别是的中位线,E,F,D分别是边AC,AB,BC的中点,结合相反向量概念可得与向量相反的向量.
【详解】(1)因为E,F,D分别是边AC,AB,BC的中点,
所以,,
与,方向相同且长度相等,故与相等的向量有,.
(2)因为E,F,D分别是边AC,AB,BC的中点,
所以,,,,
则与相反的向量有,,;
与相反的向量有,,;
与相反的向量有,,.
14.(23-24高一·上海·课堂例题)如图,点O是正六边形的中心,分别写出图中
(1)与相等的向量;
(2)与平行的向量;
(3)与模相等的向量;
(4)的负向量.
【答案】(1)
(2)
(3),,,;
(4)
【知识点】向量的模、相等向量、平行向量(共线向量)、相反向量
【分析】(1)根据相等向量的定义即可找出与相等的向量;
(2)根据平行向量的定义即可找出与平行的向量;
(3)根据向量模的定义即可找出与模相等的向量;
(4)根据相反向量的定义即可找出的负向量.
【详解】(1)与相等的向量为:;
(2)与平行的向量为:;
(3)与模相等的向量为:,,
,;
(4)的负向量为:.
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第01讲 6.1平面向量的概念
课程标准
学习目标
①能结合物理中的力、位移、速度等具体背景认识向量,掌握向量与数量的区别。
②会用有向线段、字母表示向量,了解有向线段与向量的联系与区别。
③理解零向量、单位向量、平行向量、共线向量、相等向量及向量的模等概念,会辨识图形中这些相关的概念。
1.通过阅读课本,查阅资料,并能结合物理中的力、位移、速度等具体背景认识向量,掌握向量与数量的区别与联系;
2.认真阅读课本,在读书过程中学会用有向线段、字母表示向量,了解有向线段与向量的联系与区别;
3.在认真学习的基础上,理解零向量、单位向量、平行向量、共线向量、相等向量及向量的模等概念,会辨识图形中这些相关的概念.学会向量的表示方法;
知识点01 向量的概念
(1)向量
在数学中,我们把既有大小又有方向的量叫做向量.
①我们所学的向量是自由向量,即只有大小和方向,而无特定的位置,这样的向量可以作任意平移.
②向量与向量之间不能比较大小.
【即学即练1】(24-25高二上·黑龙江佳木斯·阶段练习)下列量中是向量的为( )
A.体积 B.距离
C.拉力 D.质量
(2)数量
只有大小没有方向的量称为数量,如年龄、身高、长度、面积体积、质量等
(3)向量与数量的区别
①向量与数量的区别:向量有方向,而数量没有方向;数量与数量之间可以比较大小,而向量与向量之间不能比较大小
②向量与矢量:数学中的向量是从物理中的矢量(如位移、力、加速度、速度等)中抽象出来的,但在这里我们仅考虑它的大小及方向;而物理中的这些量,既同时具备大小和方向这两个属性,还具有其他属性(如“力”就是由大小方向、作用点所决定的).
知识点02 向量的几何表示
(1)有向线段
具有方向的线段叫做有向线段
①有向线段:具有方向的线段叫做有向线段,其方向是由起点指向终点.以为起点、为终点的有向线段记作(如图所示),线段的长度也叫做有向线段的长度,记作. 表示有向线段时,起点一定要写在终点的前面,上面标上箭头.
②有向线段的三个要素:起点、方向、长度.知道了有向线段的起点、方向、长度,它的终点就唯一确定了.
(2)向量的表示
①几何表示:向量可以用有向线段表示,有向线段的长度表示向量的大小,有向线段的方向表示向量的方向.
②字母表示:向量可以用字母,,,…表示
(3)向量的模
向量的大小称为向量的长度(或称模),记作.
(4)两种特殊的向量
零向量:长度为0的向量叫做零向量,记作.
单位向量:长度等于1个单位长度的向量,叫做单位向量
①若用有向线段表示零向量,则其终点与起点重合.
②要注意0与的区别与联系:0是一个实数,是一个向量,且有;书写时表示零向量,一定不能漏掉0上的箭头.
③单位向量有无数个,它们大小相等,但方向不一定相同.
④在平面内,将表示所有单位向量的有向线段的起点平移到同一点,则它们的终点构成一个半径为1的圆.
知识点03:相等向量与共线向量
(1)平行向量
方向相同或相反的非零向量叫做平行向量.向量与平行,记作.规定:零向量与任意向量平行,即对于任意向量,都有.
(2)相等向量
长度相等且方向相同的向量叫做相等向量.
向量与相等,记作.两个向量相等必须具备的条件是长度相等,方向相同因为向量完全由它的方向和模确定,故任意两个相等的非零向量,都可用同一条有向线段来表示,并且与有向线段的起点无关.
(3)共线向量
任一组平行向量都可以平移到同一条直线上,因此,平行向量也叫做共线.
共线向量所在直线平行或重合,如果两个向量所在的直线平行或重合,则这两个向量是共线向量.
【即学即练2】(24-25高一下·全国·课后作业)下列说法中正确的是( )
A.若,则 B.若与共线,则与方向相同或相反
C.若为单位向量,则 D.与非零向量共线的单位向量是
题型01 向量的有关概念
【典例1】(24-25高一下·山西阳泉·期中)下列命题中真命题的个数是( )
(1)温度、速度、位移、功都是向量
(2)零向量没有方向
(3)向量的模一定是正数
(4)直角坐标平面上的x轴、y轴都是向量
A.0 B.1 C.2 D.3
【典例2】(多选)(24-25高一上·江苏淮安·阶段练习)在下列结论中,正确的有( )
A.若两个向量相等,则它们的起点和终点分别重合 B.平行向量又称为共线向量
C.两个相等向量的模相等 D.两个相反向量的模相等
【变式1】(24-25高一·江苏·课后作业)下列说法错误的是( )
A.向量与向量长度相等
B.单位向量都相等
C.向量的模可以比较大小
D.任一非零向量都可以平行移动
【变式2】(24-24高一下·辽宁阜新·阶段练习)下列四个命题正确的是( )
A.两个单位向量一定相等 B.若与不共线,则与都是非零向量
C.共线的单位向量必相等 D.两个相等的向量起点、方向、长度必须都相同
【变式3】(24-25高一·全国·课后作业)给出下列物理量:①密度;②路程;③速度;④质量;⑤功;⑥位移.下列说法正确的是
A.①②③是数量,④⑤⑥是向量 B.②④⑥是数量,①③⑤是向量
C.①④是数量,②③⑤⑥是向量 D.①②④⑤是数量,③⑥是向量
题型02 向量的几何表示
【典例1】(24-25高一下·全国·课前预习)已知飞机从A地按北偏东30°的方向飞行2000km到达B地,再从B地按南偏东30°的方向飞行2000km到达C地,再从C地按西南方向飞行km到达D地.
(1)作出向量,,,;
(2)问D地在A地的什么方向?D地距A地多远?
【典例2】(24-25高一上·上海·课后作业)按要求,分别以A、B、C为向量的起点,在图中画出以下向量.(图中每个小正方形的边长均为1)
(1)正北方向,且模为2的向量;
(2)长度为,方向为北偏西45°的向量;
(3)向量的负向量.
【变式1】(24-25高一·湖南·课后作业)在如图所示的坐标纸中(每个小正方形的边长均为1),用直尺和圆规画出下列向量.
(1),点A在点O北偏西45°方向;
(2),点B在点O正南方向.
【变式2】(24-25高一下·全国·课后作业)一艘军舰从基地A出发向东航行了200海里到达基地B,然后改变航线向东偏北航行了400海里到达C岛,最后又改变航线向西航行了200海里到达D岛.
(1)试作出向量;
(2)求.
题型03 向量的模
【典例1】(23-24高一·全国·课后作业)已知圆O的周长是,是圆O的直径,C是圆周上一点,于点D,则 .
【典例2】(23-24高一·上海·课堂例题)如图,在边长为1的小正方形组成的网格上,求:
(1);
(2);
(3).
【变式1】(23-24高一·全国·课后作业)如图,在中,点D、E、F分别是边BC、CA、AB的中点,在以A、B、C、D、E、F为端点的向量中,与向量的模相等的向量的个数是 .
【变式2】(23-24高一·全国·课后作业)如图,某人从点A出发,向西走了200m后到达B点,然后改变方向,沿北偏西一定角度的某方向行走了到达C点,最后又改变方向,向东走了200m到达D点,发现D点在B点的正北方.
(1)作出、、(图中1个单位长度表示100m);
(2)求的模.
题型04 零向量与单位向量
【典例1】(24-25高一·江苏·课后作业)下列说法错误的是( )
A.若,则
B.零向量是没有方向的
C.零向量与任一向量平行
D.零向量的方向是任意的
【典例2】(23-24高一下·上海·课后作业)若为单位向量,,则可用表示 .
【变式1】(24-25高一·全国·课后作业)下列说法:
①零向量是没有方向的向量;
②零向量的方向是任意的;
③零向量与任意一个向量共线.
其中,正确说法的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【变式2】(24-25高一下·全国·课前预习)单位向量
长度为 的向量称为单位向量.对于任一非零向量,都可得到与它方向相同的唯一单位向量.
题型05 相等向量
【典例1】(23-24高一下·重庆巴南·阶段练习)如图,四边形中,,则必有( )
A. B. C. D.
【典例2】(24-25高一上·上海·课堂例题)设O是正六边形的中心,写出满足条件的向量.
(1)与相等的向量;
(2)与相等的向量;
(3)与的模相等且平行的向量(除外).
【变式1】(23-24高一下·北京·期中)以下命题中正确的个数是( )
①两个相等向量的模相等;
②若和都是单位向量,则;
③相等的两个向量一定是共线向量;
④零向量是唯一没有方向的向量;
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【变式2】(24-25高一上·上海·课后作业)设点为正八边形的中心,分别写出与、、、相等的向量.
【变式3】(24-25高一上·上海·课堂例题)如图,分别是各边的中点,分别写出图中与、、相等的向量.
题型06 共线向量
【典例1】(24-25高一下·全国·课后作业)给出下列四个命题,其中正确的命题是( )
A.若,则与的方向相同或相反
B.若A,B,C,D是不共线的四点,则“”是“四边形ABCD为平行四边形”的充要条件
C.若,则
D.“”的充要条件是“且”
【典例2】(多选)(24-25高二上·湖北·开学考试)关于非零向量,下列命题中正确的是( )
A.若,则. B.若,则.
C.若,则. D.若,则.
【典例3】(24-25高二·上海·假期作业)如图,E、F、G依次是正三角形ABC的边AB、BC、AC的中点.
(1)在以A、B、C、E、F、G为起点或终点的向量中,找出与向量共线的向量;
(2)在以A、B、C为起点,以E、F、G为终点的向量中,找出与向量模相等的向量;
(3)在以E、F、G为起点,以A、B、C为终点的向量中,找出与向量相等的向量.
【变式1】(多选)(2024·海南·模拟预测)下列说法错误的是( )
A.向量可以用有向线段表示
B.非零向量与非零向量共线,则与的方向相同或相反
C.向量与向量共线,则,,,四点在一条直线上
D.如果,那么
【变式2】(多选)(24-25高一下·全国·课后作业)下列结论中,不正确的是( )
A.若,则
B.向量共线与的意义是相同的
C.就是所在的直线平行于所在的直线
D.若,则与不共线
【变式3】(多选)(24-25高一上·上海·课后作业)在矩形中,,分别为、的中点,在以为起点和终点的所有非零向量中,找出所有符合条件的向量:
(1)与相等的向量: ;
(2)的负向量: ;
(3)与共线的向量: .
第01讲 6.1平面向量的概念
A夯实基础
一、单选题
1.(24-25高二上·湖南长沙·阶段练习)下列说法错误的是( )
A. B.所有的单位向量的模均相等
C.零向量与任何向量共线 D.相等向量必为共线向量
2.(24-25高一上·全国·随堂练习)如图,在圆中,向量,,是( )
A.有相同起点的向量 B.相反向量
C.模相等的向量 D.相等向量
3.(24-25高一下·全国·课后作业)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
4.(24-25高一下·全国·课后作业)下列各量中是向量的为( )
A.海拔 B.压强 C.重力 D.温度
5.(23-24高一下·安徽马鞍山·期中)下列结论正确的是:( )
A.若与都是单位向量,则.
B.若与是平行向量,则.
C.若用有向线段表示的向量与相等,则点M,N重合
D.直角坐标平面上的x轴、y轴都是向量
6.(23-24高一下·福建莆田·阶段练习)下列结论中,正确的是( )
A.零向量的大小为0,没有方向
B.
C.起点相同的单位向量,终点必相同
D.若两个单位向量平行,则这两个单位向量相等
7.(23-24高一下·黑龙江佳木斯·期末)下列叙述中正确的是( )
A.已知向量,,且,则与的方向相同或相反
B.若,则
C.若,,则
D.对任一非零向量,是一个单位向量
8.(23-24高一下·天津河北·期中)下列说法中,正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若且,则 D.若,则
二、多选题
9.(24-25高一上·全国·随堂练习)(多选)下列说法正确的是( )
A.零向量是没有方向的向量 B.零向量的长度为0
C.相等向量的方向相同 D.同向的两个向量可以比较大小
10.(24-25高一下·全国·课后作业)(多选)如下四个命题中,说法正确的是( )
A.向量
B.两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同
C.两个有公共终点的向量,一定是共线向量
D.向量与向量是共线向量,则点A,B,C,D必在同一条直线上
三、填空题
11.(24-25高一上·上海·课后作业)(1)A、B、C是平面上三个不同的点,若,则A、B、C的位置关系是 ;若进一步有,则A、B、C的位置关系是 ;
(2)如图,在四边形中,若,则四边形是 .
12.(24-25高一·全国·课后作业)如图,点O是正六边形ABCDEF的中心,在分别以正六边形的顶点和中心为始点和终点的向量中,与向量相等的向量有 个.
四、解答题
13.(24-25高一下·全国·课堂例题)如图所示,的三边长均不相等,E,F,D分别是边AC,AB,BC的中点.在以A,B,C,D,E,F为起点和终点的所有有向线段表示的向量中:
(1)找出与相等的向量;
(2)分别找出与,,相反的向量.
14.(23-24高一·上海·课堂例题)如图,点O是正六边形的中心,分别写出图中
(1)与相等的向量;
(2)与平行的向量;
(3)与模相等的向量;
(4)的负向量.
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