内容正文:
专题9 平面向量
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考纲解析
· 了解平面向量的相关概念,掌握向量的线性运算
· 掌握平面向量的坐标及其线性运算的坐标表示,会解向量共线、垂直的坐标问题
· 掌握内积的定义及向量的夹角,并会用坐标计
算两个向量的内积
考点预测
· 平面向量的线性运算
· 平面向量的模长
· 平面向量的内积及两个向量的夹角
· 两个向量平行和垂直的条件
要点自测
(一)向量的有关概念
名称
定义
表示
向量
在平面中,既有 又有 的量
用a,b,c,…或,,…表示
向量的模
向量a的大小,也就是表示向量a的有向线段的长度(或称模)
|a|或||
零向量
长度为0的向量
用0表示
单位向量
长度等于 个单位的向量
用e表示,|e|=1
平行向量
方向相同或相反的非零向量(或称共线向量)
a∥b
相等向量
长度相等且方向 的向量
a=b
相反向量
长度相等,方向 的向量
向量a的相反向量是-a
(二)向量的线性运算
向量运算
法则(或几何意义)
运算律
加法
交换律:a+b=b+a;
结合律:(a+b)+c=a+(b+c)
减法
a-b=a+(-b)
数乘
|λa|=|λ||a|,当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;
当λ<0时,λa的方向与a的方向相反;
当λ=0时,λa=0
λ(μa)=(λμ)a;
(λ+μ)a=λa+μa;
λ(a+b)=λa+λb
(四)平面向量坐标运算及共线的坐标表示
1.平面向量的坐标运算
(1)向量加法、减法、数乘运算及向量的模
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则
a+b=( ),a-b=( ),λa=( ),|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= ,||=.
2.平面向量共线的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),向量a,b(b≠0)共线的充要条件是x1y2-x2y1=0.
(五)平面向量内积的有关结论
已知非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),a与b的夹角为θ.
几何表示
坐标表示
内积
a·b=|a||b|cosθ
a·b=
模
|a|=
|a|=
夹角
cosθ=
cosθ=
a⊥b的充要条件
a·b=0
考点突破
考点1 向量的有关概念
【例1】下列命题正确的是( )
A.向量a与b共线,向量b与c共线,则向量a与c共线
B.向量a与b不共线,向量b与c不共线,则向量a与c不共线
C.向量与是共线向量,则A、B、C、D四点一定共线
D.向量a与b不共线,则a与b都是非零向量
【突破训练】
1、下列命题中,正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则与是平行向量
C. 若,则 D. 若,则向量与不共线
2、下列命题中,正确的是( )
A.若∥,则与方向相同或相反 B.若∥,∥,则∥
C.若两个单位向量互相平行,则这两个单位向量相等 D.若,,则
考点2 向量的线性运算
【例1】已知、是不平行的向量,若,,,则下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
【突破训练】
1、在中,,则( )
A. B.
C. D.
2、已知与是两个不共线的向量,且向量与共线,则的值为( )
A. B. C. D.
考点3 向量的坐标表示
【例1】若向量,则的坐标是( )
A. B. C. D.
【例2】已知向量.若,则( )
A. B. C. D.
【突破训练】
1、已知向量,,则( )
A. B. C. D.
2、已知向量.若,则( )
A. B. C. D.
考点4 向量的数量积
【例1】设向量,向量,向量,则向量( )
A. B.1 C. D.
【突破训练】
1、已知,向量的夹角为,则( )
A. B.1 C.2 D.
2、已知向量,若与垂直,则与夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
考点5 向量的模
【例1】已知向量满足,,则( )
A. B. C. D.
【突破训练】
1、已知向量,若,则( )
A.2 B.3 C. D.
考点6 向量的夹角
【例1】已知向量,,则向量与夹角的余弦值为 .
【突破训练】
1、在平面直角坐标系中,为坐标原点,,,则( )
A. B. C. D.
模拟演练
一、选择题
1、关于向量,,下列命题中,正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,,则
2、设向量,,若,则( )
A.0或-6 B.4或 C.2或 D.0或
3、已知向量,,若与共线,则实数的值为( )
A.3 B.2 C. D.
4、已知向量,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
5、设,向量,,且,则( )
A. B. C. D.10
6、已知向量,,若与的夹角为,则( )
A.18 B.20 C.22 D.24
7、已知向量,,且,则( )
A. B. C. D.
8、已知向量,,,且,则实数的值为( )
A. B. C. D.3
9、已知向量,且两向量夹角为,则( )
A.18 B.9 C. D.
10、已知向量,,,则向量,的夹角为( )
A. B. C. D.
二、填空题
11、已知向量,.若,则 .
12、若菱形的边长是1,则 .
13、已知平面向量与的夹角为,,,则 .
14、已知向量,若,则 .
15、已知向量,则向量与的夹角余弦值为 .
四、解答题
16、已知向量,,.求满足的实数的值.
17、已知向量,向量.
(1)若,求的值;
(2)若,求的值.
18、已知平面向量已知平面向量,,,且与的夹角为.
(1)求;
(2)求.
19、已知平面向量,满足,,其中.
(1)若,求实数m的值.
(2)若,若与夹角的余弦值.
20、已知向量,,且与的夹角为.
(1)求及;
(2)若与垂直,求实数的值.
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考纲解析
· 了解平面向量的相关概念,掌握向量的线性运算
· 掌握平面向量的坐标及其线性运算的坐标表示,会解向量共线、垂直的坐标问题
· 掌握内积的定义及向量的夹角,并会用坐标计
算两个向量的内积
考点预测
· 平面向量的线性运算
· 平面向量的模长
· 平面向量的内积及两个向量的夹角
· 两个向量平行和垂直的条件
要点自测
(一)向量的有关概念
名称
定义
表示
向量
在平面中,既有大小又有方向的量
用a,b,c,…或,,…表示
向量的模
向量a的大小,也就是表示向量a的有向线段的长度(或称模)
|a|或||
零向量
长度为0的向量
用0表示
单位向量
长度等于1个单位的向量
用e表示,|e|=1
平行向量
方向相同或相反的非零向量(或称共线向量)
a∥b
相等向量
长度相等且方向相同的向量
a=b
相反向量
长度相等,方向相反的向量
向量a的相反向量是-a
(二)向量的线性运算
向量运算
法则(或几何意义)
运算律
加法
交换律:a+b=b+a;
结合律:(a+b)+c=a+(b+c)
减法
a-b=a+(-b)
数乘
|λa|=|λ||a|,当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;
当λ<0时,λa的方向与a的方向相反;
当λ=0时,λa=0
λ(μa)=(λμ)a;
(λ+μ)a=λa+μa;
λ(a+b)=λa+λb
(四)平面向量坐标运算及共线的坐标表示
1.平面向量的坐标运算
(1)向量加法、减法、数乘运算及向量的模
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),||=.
2.平面向量共线的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),向量a,b(b≠0)共线的充要条件是x1y2-x2y1=0.
(五)平面向量内积的有关结论
已知非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),a与b的夹角为θ.
几何表示
坐标表示
内积
a·b=|a||b|cosθ
a·b=x1x2+y1y2
模
|a|=
|a|=
夹角
cosθ=
cosθ=
a⊥b的充要条件
a·b=0
x1x2+y1y2=0
考点突破
考点1 向量的有关概念
【例1】下列命题正确的是( )
A.向量a与b共线,向量b与c共线,则向量a与c共线
B.向量a与b不共线,向量b与c不共线,则向量a与c不共线
C.向量与是共线向量,则A、B、C、D四点一定共线
D.向量a与b不共线,则a与b都是非零向量
【答案】D
【解析】当时,A不对;
如图,△ABC的中位线EF,a=,c=,b=,显然满足B的条件,但a∥c,故B不对;
当与的基线平行或重合时,与共线,但显然前者A、B、C、D四点不共线,故C错;
假若a与b中存在一个向量为0,则一定有a∥b,与a、b不共线条件矛盾,∴D正确,
故选:D.
【突破训练】
1、下列命题中,正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则与是平行向量
C. 若,则 D. 若,则向量与不共线
【答案】B
【解析】向量相等包含两层含义,一个是方向相同,一个是大小相等,
两个向量是不能比较大小的,只有向量的模长可以比较大小,
故选:B.
2、下列命题中,正确的是( )
A.若∥,则与方向相同或相反 B.若∥,∥,则∥
C.若两个单位向量互相平行,则这两个单位向量相等 D.若,,则
【答案】D
【解析】由于零向量的方向是任意的,取,则对于任意向量,都有∥,知A错;
取,则对于任意向量,都有∥,∥,但得不到∥,知B错;
两个单位向量互相平行,方向可能相反,知C错;
由两向量相等的概念知D正确,
故选:D.
考点2 向量的线性运算
【例1】已知、是不平行的向量,若,,,则下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】=++===2,
故选:C.
【突破训练】
1、在中,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】在中,,则.
故选:C
2、已知与是两个不共线的向量,且向量与共线,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由向量共线可得+λ=k(-3),即+λ=k-3 k,
∴,解得λ=-,
故选:B.
考点3 向量的坐标表示
【例1】若向量,则的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,
所以.
故选:D.
【例2】已知向量.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,,
所以,解得.
故选:A
【突破训练】
1、已知向量,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为向量,,
所以.
故选:A.
2、已知向量.若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为,,
所以,解得.
故选:A
考点4 向量的数量积
【例1】设向量,向量,向量,则向量( )
A. B.1 C. D.
【答案】C
【解析】,故,
故选:C.
【突破训练】
1、已知,向量的夹角为,则( )
A. B.1 C.2 D.
【答案】C
【解析】,
故选:C.
2、已知向量,若与垂直,则与夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为与垂直,故,解得,
则,,设与夹角为,
则,
故选:A.
考点5 向量的模
【例1】已知向量满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】,.
故选:A.
【突破训练】
1、已知向量,若,则( )
A.2 B.3 C. D.
【答案】C
【解析】因为,
所以,,故,
所以.
故选:C.
考点6 向量的夹角
【例1】已知向量,,则向量与夹角的余弦值为 .
【答案】
【解析】因为,,
所以.
【突破训练】
1、在平面直角坐标系中,为坐标原点,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】.
故选:D.
模拟演练
一、选择题
1、关于向量,,下列命题中,正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,,则
【答案】B
【解析】A.由平面向量的定义可知,向量的模相等,向量不一定相等,故A错误;
B.两个向量是相反向量,则两个向量平行,故B正确;
C.向量不能比较大小,故C错误;
D.当向量时,与不一定平行,故D错误;
故选:B.
2、设向量,,若,则( )
A.0或-6 B.4或 C.2或 D.0或
【答案】B
【解析】,,,
故,解得或,
故选:B
3、已知向量,,若与共线,则实数的值为( )
A.3 B.2 C. D.
【答案】C
【解析】向量,,而与共线,
则,解得,
所以实数的值为,
故选:C.
4、已知向量,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【解析】因为向量,所以,
所以,
故选:D.
5、设,向量,,且,则( )
A. B. C. D.10
【答案】C
【解析】因为,所以,
即,所以,
则,
所以.
故选:C.
6、已知向量,,若与的夹角为,则( )
A.18 B.20 C.22 D.24
【答案】B
【解析】因为,,且与的夹角为,
所以,
所以,
故选:B.
7、已知向量,,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】已知向量,,所以,
因为,所以,
解得,则,
故选:A.
8、已知向量,,,且,则实数的值为( )
A. B. C. D.3
【答案】D
【解析】由已知得,,
又,所以,
即.
解得,
故选:D.
9、已知向量,且两向量夹角为,则( )
A.18 B.9 C. D.
【答案】B
【解析】依题意,.
故选:B
10、已知向量,,,则向量,的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为向量,所以,
由,可得,
所以,因为,所以,
故选:A.
二、填空题
11、已知向量,.若,则 .
【答案】
【解析】.因为,所以,解得.
故答案为: .
12、若菱形的边长是1,则 .
【答案】1
【解析】.
13、已知平面向量与的夹角为,,,则 .
【答案】
【解析】由题得,,,
所以,
故答案为:.
14、已知向量,若,则 .
【答案】-2
【解析】因为向量,且,
所以,所以,
故答案为:-2.
15、已知向量,则向量与的夹角余弦值为 .
【答案】0
【解析】由题意得,,故与的夹角余弦值为0.
故答案为:0.
四、解答题
16、已知向量,,.求满足的实数的值.
【解】由得,
则,解得.
所以.
17、已知向量,向量.
(1)若,求的值;
(2)若,求的值.
【答案】(1)2;(2)
【解析】解:(1)∵,且,
∴,
∴.
(2)∵,
∴,即,
∴,
∴.
18、已知平面向量已知平面向量,,,且与的夹角为.
(1)求;
(2)求.
【答案】(1);(2)
【解析】解:(1),,
.
(2),
∴.
19、已知平面向量,满足,,其中.
(1)若,求实数m的值.
(2)若,若与夹角的余弦值.
【答案】(1);(2).
【解析】解:(1)因为,,
所以,即,
所以,
又,所以,
解得;
(2)因为,所以,解得,所以,
所以,,
所以,,
所以.
20、已知向量,,且与的夹角为.
(1)求及;
(2)若与垂直,求实数的值.
【答案】(1),;(2)
【解析】解:(1)因为向量,且与的夹角为,
所以,
解得,所以 ,
则.
(2)由(1)知m = 1,故,
故,,
因为 与 垂直,
所以,
解得.
$$