内容正文:
第01讲 向量概念
目录
题型归纳 1
题型01 平面向量的概念与表示 2
题型02 向量的模 3
题型03 零向量与单位向量 3
题型04 相等向量 4
题型05 平行向量(共线向量) 5
分层练习 6
夯实基础 6
能力提升 10
名称
定义
备注
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)
平面向量是自由向量,平面向量可自由平移
零向量
长度为0的向量;其方向是任意的
记作0
单位向量
长度等于1个单位的向量
非零向量a的单位向量为±
平行向量
方向相同或相反的非零向量,又叫做共线向量
0与任一向量平行或共线
相等向量
长度相等且方向相同的向量
两向量只有相等或不等,不能比较大小
相反向量
长度相等且方向相反的向量
0的相反向量为0
[易错提醒]
(1)两个向量不能比较大小,只可以判断它们是否相等,但它们的模可以比较大小;
(2)大小与方向是向量的两个要素,分别是向量的代数特征与几何特征;
(3)向量可以自由平移,任意一组平行向量都可以移到同一直线上.
题型01平面向量的概念与表示
【例1】(20-21高一·全国·课后作业)下列物理量中,不是向量的是( )
A.力 B.位移
C.质量 D.速度
【变式1】(22-23高一·新疆·期末)下列说法正确的是( )
A.身高是一个向量
B.温度有零上温度和零下温度之分,故温度是向量
C.有向线段由方向和长度两个要素确定
D.有向线段和有向线段的长度相等
【变式2】(多选)(25-26高一上·全国·随堂练习)下列物理量中,不是向量的是( )
A.质量 B.速度 C.力 D.路程
【变式3】(22-23高一·全国·随堂练习)在平面直角坐标系xOy中有三点,,.请用有向线段分别表示由A到B,由B到C,由C到A的位移.
题型02 向量的模
【例2】(20-21高一·全国·课后作业)数轴上点A,B分别对应﹣1、2,则向量的长度是( )
A.﹣1 B.2 C.1 D.3
【变式1】已知点O固定,且||=2,则A点构成的图形是( )
A.一个点 B.一条直线 C.一个圆 D.不能确定
【变式2】(24-25高一上·上海·课后作业)图中,一个小方格的边长为1个单位长度,所有向量的起点和终点都在格点上,求图中向量的模.
; ; ; ; .
【变式3】(24-25高一上·上海·随堂练习)如图,设的边长分别为1和2,其所有的边能构成哪些向量?这些向量的模分别是多少?
题型03 零向量与单位向量
【例3】(20-21高一·全国·课后作业)下列说法中,正确的是( )
①长度为0的向量都是零向量;②零向量的方向都是相同的;
③单位向量都是同方向;④任意向量与零向量都共线.
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
【变式1】下列向量中不是单位向量的是( )
A. B.
C. D.
【变式2】(22-23高一下·新疆·期中)下列说法正确的是( )
A.向量的模是一个正实数 B.零向量没有方向
C.单位向量的模等于1个单位长度 D.零向量就是实数0
【变式3】向量,则与同向的单位向量
题型04 相等向量
【例4】(21-22高一上·青海西宁·期末)如图,在正中,均为所在边的中点,则以下向量和相等的是( )
A. B. C. D.
【变式1】(20-21高一上·浙江宁波·期中)将向量向右平移1个单位,再向下平移1个单位,所得向量的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式2】(23-24高一上·全国·课后作业)如图所示,在正三角形ABC中,P、Q、R分别是AB、BC、AC的中点,则与向量相等的向量是 .
【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05 平行向量(共线向量)
【例5】(23-24高一下·湖北·阶段练习)已知点是平行四边形的对角线的交点,则( )
A. B.
C. D.
【变式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.
【变式2】(20-21高一上·江西·阶段练习)判断下列命题:
①两个有共同起点而且相等的非零向量,其终点必相同;
②若,则;
③若,则与的方向相同;
④若且,则.
其中正确的命题个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【变式3】(21-22高一·全国·课后作业)“”是“A,B,C,D四点共线”的 条件.
【夯实基础】
一、单选题
1.(21-22高一上·辽宁丹东·期末)已知向量,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
2.(22-23高一上·江苏盐城·阶段练习)下列命题中正确的是( )
A.单位向量都相等 B.相等向量一定是共线向量
C.若,则 D.任意向量的模都是正数
3.(21-22高一上·北京西城·期末)设,为平面向量,则“存在实数,使得”是“向量,共线”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
4.下列命题中正确的个数为( )
①两个有共同始点且相等的向量,其终点可能不同;
②若非零向量与共线,则、、、四点共线;
③若非零向量与共线,则;
④四边形是平行四边形,则必有;
⑤,则、方向相同或相反.
A.个 B.个 C.个 D.个
二、多选题
5.(23-24高一下·河南郑州·期中)下列结论不正确的是( )
A.若与都是单位向量,则 B.直角坐标平面上的轴,轴都是向量
C.若与是平行向量,则 D.海拔、温度、角度都不是向量
6.(24-25高一下·全国·课后作业)(多选)下列说法错误的是( )
A.若,则 B.长度相等的向量是相等向量
C.零向量的方向是任意的 D.方向相反的向量是相反向量
三、填空题
7.若数轴上有四点A,B,C,D,且A(-7),B(x),C(0),D(9),满足,则x= .
8.(21-22高一上·宁夏吴忠·期末)下列命题中,正确命题的序号为 .
①单位向量都相等;②若向量,满足,则;
③向量就是有向线段;④模为的向量叫零向量;
⑤向量,共线与向量意义是相同的.
四、解答题
9.(21-22高一·全国·假期作业)如图,设点O是正六边形ABCDEF的中心,请完成以下问题.
(1)分别写出与、、相等的向量;
(2)分别写出与、、共线的向量;
(3)分别写出与,与的夹角;
(4)分别写出与,与的夹角.
10.(21-22高一下·全国·课后作业)如图,EF,CH将正方形ABCD分成四个单位正方形(边长为1个单位长度).在以图中各点为端点的所有向量中,除向量外,与平行的向量有哪些?与平行且是单位向量的有哪些?
11.(22-23高一·全国·随堂练习)用有向线段表示两个相等的向量,这两个有向线段一定重合吗?
12.(22-23高一·全国·随堂练习)在平面直角坐标系xOy中有三点,,.请用有向线段分别表示由A到B,由B到C,由C到A的位移.
13.(21-22高一·全国·课后作业)如图,为正方形的两条对角线的交点,四边形和四边形都是正方形,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)写出与的夹角为的向量;
(5)向量与是否相等?
【能力提升】
一、单选题
1.(2022高一·全国·专题练习)下列命题中正确的是( )
A.若、都是单位向量,则 =
B.若=, 则A、B、C、D四点构成平行四边形
C.若∥,且∥,则∥
D.与是两平行向量
2.(2023高一·全国·课后作业)下列说法正确的是( )
A.质量、速度、位移、加速度、功都是向量.
B.方向不同的向量不能比较大小,但同向的可以比较大小.
C.两个向量相等,则表示它们的有向线段的起点相同,终点相同.
D.向量的模可以比较大小.
3.(2024高一·江苏·专题练习)已知向量与向量共线,则下列关于向量的说法中,正确的是( )
A.向量与向量一定同向
B.向量,向量,向量一定共线
C.向量与向量一定相等
4.(21-22高一·全国·假期作业)下列说法正确的个数为( )
①面积、压强、速度、位移这些物理量都是向量
②零向量没有方向
③向量的模一定是正数
④非零向量的单位向量是唯一的
A.0 B.1 C.2 D.3
二、多选题
5给出下列命题正确的是( )
A.空间中所有的单位向量都相等
B.长度相等且方向相反的两个向量是相反向量
C.若满足,且同向,则
D.对于任意向量,必有
6.(22-23高一上·辽宁铁岭·单元测试)下列命题中错误的是( )
A.零向量与任何向量都共线 B.零向量与单位向量的模相等
C.若和都是单位向量,则或 D.若,则、、、四点构成一个平行四边形
三、填空题
7.(22-23高一·全国·课后作业)如图所示,已知四边形ABCD是矩形,O为对角线AC与BD的交点,设点集,向量的集合不重合且,则集合T有 个元素.
8.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知、是任意两个向量,下列条件:①;②;③、的方向相反;④或;⑤与都是单位向量,其中与平行的充分不必要条件是 .
四、解答题
9.(23-24高一·上海·课堂例题)如图是由边长为1的小正方形组成的网格,按要求,分别以A、B、C为向量的起点,在图中画出下列向量:
(1)正北方向且模为2的向量;
(2)模为、方向为北偏西的向量,
(3)(2)中向量的负向量.
10.(23-24高一·上海·课堂例题)指出下列各种量中的向量:
(1)密度; (2)体积; (3)速度; (4)能量;
(5)电阻; (6)加速度; (7)功; (8)力矩.
你能找出更多向量的例子吗?
11.(23-24高一·上海·课堂例题)中国象棋中的“马”走“日”.如图是一个棋盘,当“马”自点A走“一步”后的落点可以为点、或,表示该“马”走“一步”的向量为、或,它们是相等的向量吗?在图中分别用向量表示当“马”在点B处各走“一步”的情形.
12.(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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第01讲 向量概念
目录
题型归纳 1
题型01 平面向量的概念与表示 2
题型02 向量的模 4
题型03 零向量与单位向量 6
题型04 相等向量 8
题型05 平行向量(共线向量) 10
分层练习 12
夯实基础 12
能力提升 20
名称
定义
备注
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)
平面向量是自由向量,平面向量可自由平移
零向量
长度为0的向量;其方向是任意的
记作0
单位向量
长度等于1个单位的向量
非零向量a的单位向量为±
平行向量
方向相同或相反的非零向量,又叫做共线向量
0与任一向量平行或共线
相等向量
长度相等且方向相同的向量
两向量只有相等或不等,不能比较大小
相反向量
长度相等且方向相反的向量
0的相反向量为0
[易错提醒]
(1)两个向量不能比较大小,只可以判断它们是否相等,但它们的模可以比较大小;
(2)大小与方向是向量的两个要素,分别是向量的代数特征与几何特征;
(3)向量可以自由平移,任意一组平行向量都可以移到同一直线上.
题型01平面向量的概念与表示
【例1】(20-21高一·全国·课后作业)下列物理量中,不是向量的是( )
A.力 B.位移
C.质量 D.速度
【答案】C
【知识点】平面向量的概念与表示
【分析】利用向量的定义即可选择.
【详解】既有大小,又有方向的量叫做向量;
质量只有大小没有方向,因此质量不是向量;
而力、位移、速度既有大小,又有方向,因此它们都是向量.
故选:C.
【变式1】(22-23高一·新疆·期末)下列说法正确的是( )
A.身高是一个向量
B.温度有零上温度和零下温度之分,故温度是向量
C.有向线段由方向和长度两个要素确定
D.有向线段和有向线段的长度相等
【答案】D
【知识点】平面向量的概念与表示
【分析】根据向量的定义及性质判断各项的正误即可.
【详解】A:由向量即有大小(模长)又有方向的量,显然身高不是向量,故A错;
B:温度有零上温度和零下温度,显然温度可以比较大小,但无方向,故B错;
C:有向线段有起点、方向、长度三要素确定,故C错;
D:有向线段和有向线段的长度相等,故D对.
故选:D
【变式2】(多选)(25-26高一上·全国·随堂练习)下列物理量中,不是向量的是( )
A.质量 B.速度 C.力 D.路程
【答案】AD
【知识点】平面向量的概念与表示
【分析】根据向量的定义,结合选项,即可求解.
【详解】因为向量是既有大小又有方向的量,而质量和路程只有大小,
故选:AD.
【变式3】(22-23高一·全国·随堂练习)在平面直角坐标系xOy中有三点,,.请用有向线段分别表示由A到B,由B到C,由C到A的位移.
【答案】答案见详解
【知识点】平面向量的概念与表示
【分析】求A到B的位移即向量,同理求出向量,即可.
【详解】
如图,有向线段表示A到B的位移,有向线段表示B到C的位移,有向线段表示C到A的位移.
题型02 向量的模
【例2】(20-21高一·全国·课后作业)数轴上点A,B分别对应﹣1、2,则向量的长度是( )
A.﹣1 B.2 C.1 D.3
【答案】D
【知识点】向量的模
【分析】根据数轴上的点的位置,直接计算长度,即可得解.
【详解】数轴上点A,B分别对应﹣1、2,
则向量的长度即||=3,
故选:D.
【变式1】已知点O固定,且||=2,则A点构成的图形是( )
A.一个点 B.一条直线 C.一个圆 D.不能确定
【答案】C
【知识点】平面向量的概念与表示、向量的模
【详解】因为||=2,
所以点A在以点O为圆心、2为半径的圆上,
故A点构成的图形是一个圆.选C.
【变式2】(24-25高一上·上海·课后作业)图中,一个小方格的边长为1个单位长度,所有向量的起点和终点都在格点上,求图中向量的模.
; ; ; ; .
【答案】 4 4
【知识点】向量的模
【分析】根据向量模长的定义计算可得答案.
【详解】;;;;.
故答案为:①;②;③4;④4;⑤.
【变式3】(24-25高一上·上海·随堂练习)如图,设的边长分别为1和2,其所有的边能构成哪些向量?这些向量的模分别是多少?
【答案】答案见解析
【知识点】平面向量的概念与表示、向量的模
【分析】根据向量定义找出向量,再求模长即可.
【详解】所有的边可以构成以下向量:、、、、、、、.
它们的模分别为:
,
题型03 零向量与单位向量
【例3】(20-21高一·全国·课后作业)下列说法中,正确的是( )
①长度为0的向量都是零向量;②零向量的方向都是相同的;
③单位向量都是同方向;④任意向量与零向量都共线.
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
【答案】D
【知识点】零向量与单位向量
【分析】根据零向量、单位向量的性质即可判断各项的正误.
【详解】①长度为0的向量都是零向量,正确;
②零向量的方向任意,故错误;
③单位向量只是模长都为1的向量,方向不一定相同,故错误;
④任意向量与零向量都共线,正确;
故选:D
【变式1】下列向量中不是单位向量的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】零向量与单位向量
【解析】根据模长是1逐项排除可得答案.
【详解】A. B.
C. D. 为单位向量
故选:B.
【变式2】(22-23高一下·新疆·期中)下列说法正确的是( )
A.向量的模是一个正实数 B.零向量没有方向
C.单位向量的模等于1个单位长度 D.零向量就是实数0
【答案】C
【知识点】向量的模、零向量与单位向量
【分析】根据向量的模、零向量和单位向量的定义逐个选项分析可得答案.
【详解】对于A,零向量的模等于零,故A错误;
对于B,零向量有方向,其方向是任意的,故B错误;
对于C,根据单位向量的定义可C知正确;
对于D,零向量有大小还有方向,而实数只有大小没有方向,故D错误.
故选:C.
【变式3】向量,则与同向的单位向量
【答案】
【知识点】零向量与单位向量
【解析】根据与向量同向的单位向量是计算即可.
【详解】∵向量,
,
∴与同向的单位向量,
故答案为:
题型04 相等向量
【例4】(21-22高一上·青海西宁·期末)如图,在正中,均为所在边的中点,则以下向量和相等的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】相等向量
【分析】根据相等向量的定义直接判断即可.
【详解】与方向不同,与均不相等;
与方向相同,长度相等,.
故选:D.
【变式1】(20-21高一上·浙江宁波·期中)将向量向右平移1个单位,再向下平移1个单位,所得向量的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】相等向量
【解析】根据平移变换不改变向量的长度和方向可得答案.
【详解】因为将向量进行平移变换不改变向量的长度和方向,所以平移以后的向量与原向量相等,
所以向量向右平移1个单位,再向下平移1个单位,所得向量的坐标为.
故选:A
【点睛】关键点点睛:根据平移变换不改变向量的长度和方向求解是解题关键
【变式2】(23-24高一上·全国·课后作业)如图所示,在正三角形ABC中,P、Q、R分别是AB、BC、AC的中点,则与向量相等的向量是 .
【答案】,
【知识点】相等向量
【分析】根据相等向量的定义确定即可.
【详解】因为P、Q、R分别是AB、BC、AC的中点,所以,,
因为方向相同,大小相等的向量为相等向量,所以与相等的向量为,.
故答案为:,.
【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05 平行向量(共线向量)
【例5】(23-24高一下·湖北·阶段练习)已知点是平行四边形的对角线的交点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】向量的模、相等向量、平行向量(共线向量)
【分析】根据平面向量的基本概念,结合图象即可得答案.
【详解】为相反向量,故A错误;
为相反向量,故B错误;
方向相反,故,C正确;
因为平行四边形不一定为矩形,所以对角线不一定相等,故D错误.
故选:C
【变式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】相等向量、平行向量(共线向量)
【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.
【变式2】(20-21高一上·江西·阶段练习)判断下列命题:
①两个有共同起点而且相等的非零向量,其终点必相同;
②若,则;
③若,则与的方向相同;
④若且,则.
其中正确的命题个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【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)
【分析】根据向量、相等向量和共线向量的定义判断.
【详解】相等向量的长度和方向相同,因此起点相同时,终点也相同,①正确;
两个向量可以相等,但不可能比较大小,②错误;
零向量与任选向量平行,但零向量方向不确定,③错误;
若,虽然有且,但与的方向不确定,④错.
故选:B.
【变式3】(21-22高一·全国·课后作业)“”是“A,B,C,D四点共线”的 条件.
【答案】必要不充分
【知识点】判断命题的必要不充分条件、平行向量(共线向量)
【分析】根据向量平行的定义结合充分性、必要性的定义判断即可.
【详解】当时,直线AB与CD的位置关系有可能是平行或共线,
当二者平行时A,B,C,D四个点分别位于两条平行线上而不是四点共线,
则“”无法推出“A,B,C,D四点共线”;
当A,B,C,D四点共线时,直线AB与CD的位置关系为重合,此时,,
则“A,B,C,D四点共线”可以推出“”,
因此“”是“A,B,C,D四点共线”的必要不充分条件.
故答案为:必要不充分.
【夯实基础】
一、单选题
1.(21-22高一上·辽宁丹东·期末)已知向量,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】根据向量的模、充分、必要条件的知识确定正确选项.
【详解】时,不一定是相等或相反向量,
时,,
所以“”是“”的必要不充分条件.
故选:B
2.(22-23高一上·江苏盐城·阶段练习)下列命题中正确的是( )
A.单位向量都相等 B.相等向量一定是共线向量
C.若,则 D.任意向量的模都是正数
【答案】B
【分析】根据单位向量,共线向量及向量的基本概念逐项分析即得.
【详解】对于A,单位向量的模长相等,方向不一定相同,故A错误;
对于B,相等向量一定是共线向量,故B正确;
对于C,若,,而与不一定平行,故C错误;
对于D,零向量的模长是,故D错误.
故选:B.
3.(21-22高一上·北京西城·期末)设,为平面向量,则“存在实数,使得”是“向量,共线”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【分析】结合充分条件和必要条件的概念以及向量共线即可判断.
【详解】充分性:由共线定理即可判断充分性成立;
必要性:若,,则向量,共线,但不存在实数,使得,即必要性不成立.
故选:A.
4.(23-24高一下·云南·阶段练习)如图,在中,向量是( )
A.有相同起点的向量 B.模相等的向量
C.共线向量 D.相等的向量
【答案】B
【分析】对于A,由图形判断;对于B,根据圆的半径为向量的模判断;对于C,由共线向量的定义判断;对于D,由相等的向量的定义判断.
【详解】对于A,根据图形,可得向量,,不是相同起点的向量,∴A错误;
对于B,因为O是圆心,那么向量,,的模长是一样的,∴B正确;
对于C,共线向量知识点是方向相同或者相反的向量,∴C错误;
对于D,相等的向量指的是大小相等,方向相同的向量,∴D错误,
故选:B.
二、多选题
5.(23-24高一下·河南郑州·期中)下列结论不正确的是( )
A.若与都是单位向量,则 B.直角坐标平面上的轴,轴都是向量
C.若与是平行向量,则 D.海拔、温度、角度都不是向量
【答案】ABC
【分析】由向量、单位向量、以及平行向量的定义即可逐一判断.
【详解】对于A,若与都是单位向量,则它们的模都是1,但方向不一定相同,即与不一定相等,故A符合题意;
对于B,直角坐标平面上的轴,轴都有方向,但是没有长度,即直角坐标平面上的轴,轴不是向量,故B符合题意;
对于C,若与是平行向量,则它们的方向可能相反,长度也不一定相等,即与不一定相等,故C符合题意;
对于D,海拔、温度、角度只有大小没有方向,故它们都不是向量,故D不符合题意.
故选:ABC.
6.下列命题中正确的个数为( )
①两个有共同始点且相等的向量,其终点可能不同;
②若非零向量与共线,则、、、四点共线;
③若非零向量与共线,则;
④四边形是平行四边形,则必有;
⑤,则、方向相同或相反.
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】B
【分析】根据相等向量的定义判断①的真假;根据共线向量的定义判断②的真假;根据共线向量的等价条件判断③的真假;根据相等向量的定义判断④的真假;取判断⑤的真假.
【详解】①相等向量是大小相等、方向相同的向量,如果两个相等向量起点相同,则由定义知终点必相同,命题①是假命题;
②共线向量是基线平行或重合的向量,若非零向量与共线且直线与平行时,、、、四点不共线,命题②是假命题;
③若非零向量与共线,则存在非零实数,使得,命题③是假命题;
④四边形是平行四边形,则,由相等向量的定义可知,命题④是真命题;
⑤若为非零向量,,则、方向无法确定,命题⑤是假命题.
故选:B.
【点睛】本题考查相等向量、共线向量的有关知识,需掌握相等向量、共线向量的定义和特点,属简单题.
三、填空题
7.若数轴上有四点A,B,C,D,且A(-7),B(x),C(0),D(9),满足,则x= .
【答案】2
【分析】根据,列方程求解即可.
【详解】∵,∴,∴.
故答案为:2.
【点睛】本题考查数轴上的向量坐标表示,是基础题.
8.(21-22高一上·宁夏吴忠·期末)下列命题中,正确命题的序号为 .
①单位向量都相等;②若向量,满足,则;
③向量就是有向线段;④模为的向量叫零向量;
⑤向量,共线与向量意义是相同的.
【答案】④⑤
【分析】由向量中单位向量,向量相等、零向量和共线向量的定义进行判断,即可得出答案 .
【详解】对于①. 单位向量方向不同时,不相等,故不正确.
对于②. 向量,满足时,若方向不同时,不相等,故不正确.
对于③. 有向线段是有方向的线段,向量是既有大小、又有方向的量.
向量可以用有向线段来表示,二者不等同,故不正确,
对于④.根据零向量的定义,正确.
对于⑤. 根据共线向量是方向相同或相反的向量,也叫平行向量,故正确.
故答案为:④⑤
四、解答题
9.(21-22高一·全国·假期作业)如图,设点O是正六边形ABCDEF的中心,请完成以下问题.
(1)分别写出与、、相等的向量;
(2)分别写出与、、共线的向量;
(3)分别写出与,与的夹角;
(4)分别写出与,与的夹角.
【答案】(1)答案见解析;
(2)答案见解析;
(3)答案见解析;
(4)答案见解析.
【分析】(1)根据正六边形的性质以及相等向量的概念可得结果;
(2)根据正六边形的性质以及共线向量的概念可得结果;
(3)根据正六边形的性质以及向量夹角的概念可得结果.
(4)根据正六边形的性质以及向量夹角的概念可得结果.
【详解】(1)解:由正六边形的性质可知,与相等的向量有:、、,
与相等的向量有:、、,
与相等的向量有:、、.
(2)解:与共线的向量有:、、、、、、、、,
与共线的向量有、、、、、、、、,
与共线的向量有:、、、、、、、、.
(3)解:与的夹角,与的夹角.
(4)解:与的夹角为,与的夹角.
10.(21-22高一下·全国·课后作业)如图,EF,CH将正方形ABCD分成四个单位正方形(边长为1个单位长度).在以图中各点为端点的所有向量中,除向量外,与平行的向量有哪些?与平行且是单位向量的有哪些?
【答案】答案见解析
【分析】结合图形,由平行向量的定义及单位向量的定义即可得出结论.
【详解】根据平行向量的定义,由图可知,
与平行的向量有:,,,,, , , , , , ,, , , , , ,
其中的单位向量有:,,, , , , , , , , .
11.(22-23高一·全国·随堂练习)用有向线段表示两个相等的向量,这两个有向线段一定重合吗?
【答案】不一定重合
【分析】根据有向线段表示向量的意义,即可得出结论.
【详解】用有向线段表示两个相等的向量,这两个有向线段不一定重合;
例如在中,,但有向线段和不重合.
12.(22-23高一·全国·随堂练习)在平面直角坐标系xOy中有三点,,.请用有向线段分别表示由A到B,由B到C,由C到A的位移.
【答案】答案见详解
【分析】求A到B的位移即向量,同理求出向量,即可.
【详解】
如图,有向线段表示A到B的位移,有向线段表示B到C的位移,有向线段表示C到A的位移.
13.(21-22高一·全国·课后作业)如图,为正方形的两条对角线的交点,四边形和四边形都是正方形,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)写出与的夹角为的向量;
(5)向量与是否相等?
【答案】(1),.
(2),,.
(3),,,,,,.
(4),,,
(5)不相等
【分析】(1)根据相等向量的概念,即可得出结果;
(2)根据共线向量的概念,即可得出结果;
(3)根据向量模的概念,即可得出结果;
(4)根据向量垂直的概念,即可得出结果.
(5)根据相等向量的概念,即可得出结果;
【详解】(1)解:依题意,因为是正方形对角线的交点,四边形,都是正方形,
所以,;
由题可得:,;
(2)解:与共线的向量有,,.
(3)解:与的模相等的向量有:,,,,,,.
(4)解:与的夹角为的向量有,,,;
(5)解:向量与不相等,因为它们的方向不相同.
【能力提升】
一、单选题
1.(2022高一·全国·专题练习)下列命题中正确的是( )
A.若、都是单位向量,则 =
B.若=, 则A、B、C、D四点构成平行四边形
C.若∥,且∥,则∥
D.与是两平行向量
【答案】D
【分析】按照向量的概念及共线向量依次判断四个选项即可.
【详解】选项A中单位向量方向可以不同,故不一定成立;选项B中A、B、C、D四点可能共线,不能组成四边形;
选项C中当时,、为任意向量;选项D正确,相反向量是一对平行向量.
故选:D.
2.(2023高一·全国·课后作业)下列说法正确的是( )
A.质量、速度、位移、加速度、功都是向量.
B.方向不同的向量不能比较大小,但同向的可以比较大小.
C.两个向量相等,则表示它们的有向线段的起点相同,终点相同.
D.向量的模可以比较大小.
【答案】D
【分析】根据向量的定义,以及相等向量,模的定义,即可判断选项.
【详解】A.质量、功不是向量,故A错误;
B.向量不能比较大小,故B错误;
C.相等向量指方向相同,长度相等的向量,与起点和终点无关,故C错误;
D.向量的模是数量,可以比较大小,故D正确.
故选:D
3.(2024高一·江苏·专题练习)已知向量与向量共线,则下列关于向量的说法中,正确的是( )
A.向量与向量一定同向
B.向量,向量,向量一定共线
C.向量与向量一定相等
D.以上说法都不正确
【答案】B
【分析】
利用向量共线的概念逐一判断.
【详解】
根据共线向量的定义,可知,,这三个向量一定为共线向量,但方向不确定是同向还是反向,大小也不确定,故ACD错误,B正确.
故选:B.
4.(21-22高一·全国·假期作业)下列说法正确的个数为( )
①面积、压强、速度、位移这些物理量都是向量
②零向量没有方向
③向量的模一定是正数
④非零向量的单位向量是唯一的
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【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.
②错误,零向量有方向,它的方向是任意的.
③错误,
④错误,非零向量的单位向量有两个,一个与同向,一个与反向.
故选:A.
二、多选题
5给出下列命题正确的是( )
A.空间中所有的单位向量都相等
B.长度相等且方向相反的两个向量是相反向量
C.若满足,且同向,则
D.对于任意向量,必有
【答案】BD
【分析】根据向量的基本概念即可求解.
【详解】对于A:向量相等需要满足两个条件:
长度相等且方向相同,缺一不可,故A错;
对于B:根据相反向量的定义可知B正确;
对于C:向量是矢量不能比较大小,故C错;
对于D:根据三角形三边关系知正确;
故选:BD.
6.(22-23高一上·辽宁铁岭·单元测试)下列命题中错误的是( )
A.零向量与任何向量都共线 B.零向量与单位向量的模相等
C.若和都是单位向量,则或 D.若,则、、、四点构成一个平行四边形
【答案】BCD
【分析】根据零向量、单位向量、共线向量的定义判断即可.
【详解】对于A:零向量与任何向量都共线,故A正确;
对于B:零向量的模为,单位向量的模为,不相等,故B错误;
对于C:∵和都是单位向量,∴,但它们的方向不确定,故C错误;
对于D:因为,则、、、四点可能共线,故D错误;
故选:BCD.
三、填空题
7.(22-23高一·全国·课后作业)如图所示,已知四边形ABCD是矩形,O为对角线AC与BD的交点,设点集,向量的集合不重合且,则集合T有 个元素.
【答案】12
【分析】根据题中关于集合的定义,应用枚举法,列出符合条件的元素个数即可.
【详解】由已知得,,且不重合,可得向量集合为(不含相等向量):
以为起点:,
以为起点:,
以为起点:,
以为起点:,
以为起点:
综上所述,集合T有12个元素.
故答案为:12
8.(24-25高一上·上海·随堂练习)已知、是任意两个向量,下列条件:①;②;③、的方向相反;④或;⑤与都是单位向量,其中与平行的充分不必要条件是 .
【答案】①③④
【分析】:与方向相同或相反;:与方向相同且模长相等;:与长度相等;:模长为0,与任意向量平行;单位向量:模长为1;若,则是的充分条件;若,则是的必要条件;
【详解】与平行则与方向相同或相反,
对于①:若,与方向相同,则;若,则与模长不一定相等,则与不一定相等,即①对;
对于②:若,与长度相等,与方向无关,则与不一定平行;若与平行,则与方向相同或相反,与模长无关,即②错;
对于③:若、的方向相反,则;若,则与方向相同或相反,即③对;
对于④:若或,则;若,则与方向相同或相反,即④对;
对于⑤:若与都是单位向量,则,方向不一定相同或相反;若,则模长不一定为1,即⑤错.
故答案为:①③④
四、解答题
9.(23-24高一·上海·课堂例题)如图是由边长为1的小正方形组成的网格,按要求,分别以A、B、C为向量的起点,在图中画出下列向量:
(1)正北方向且模为2的向量;
(2)模为、方向为北偏西的向量,
(3)(2)中向量的负向量.
【答案】(1)作图见解析
(2)作图见解析
(3)作图见解析
【分析】(1)根据向量的长度作出;
(2)根据方向及模长即可求解;
(3)根据模长相等方向相反即可作图.
【详解】(1)作出向量如下图所示:
(2)作出向量如上图所示:
(3)作出向量的负向量如上图所示.
10.(23-24高一·上海·课堂例题)指出下列各种量中的向量:
(1)密度; (2)体积; (3)速度; (4)能量;
(5)电阻; (6)加速度; (7)功; (8)力矩.
你能找出更多向量的例子吗?
【答案】速度、加速度、力矩为向量.生活中的向量还有:浮力、重力、位移、风速等
【分析】直接利用向量的定义得答案.
【详解】解:向量的定义:既有大小,又有方向的量叫向量.
密度、体积、能量、电阻、功都只有大小,没有方向,不是向量;
而速度、加速度、力矩既有大小,又有方向,为向量.
生活中的向量还有:浮力、重力、位移、风速等.
11.(23-24高一·上海·课堂例题)中国象棋中的“马”走“日”.如图是一个棋盘,当“马”自点A走“一步”后的落点可以为点、或,表示该“马”走“一步”的向量为、或,它们是相等的向量吗?在图中分别用向量表示当“马”在点B处各走“一步”的情形.
【答案】,,,这三个向量不相等,马在点走一步的向量为:.
【分析】根据相等向量的定义即可判断,,这三个向量是否相等,根据马走日的走法即可找出马在点走一步的向量.
【详解】解:,,,这三个向量的方向不同,不相等,
如图,马在点走一步的向量为:.
12.(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)
【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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