内容正文:
第六章 平面向量及其应用
6.1 平面向量的概念
课程标准:通过对力、速度、位移等的分析,了解平面向量的实际背景,理解平面向量的意义和两个向量相等、共线的含义,理解平面向量的几何表示和基本要素.
教学重点:1.向量的概念.2.向量的几何表示和相等向量.3.共线向量的概念.
教学难点:对向量概念的理解.
核心素养:1.通过从具体的物理情境中抽象出向量概念的过程培养数学抽象素养.2.通过运用向量的相关概念解决问题的过程培养逻辑推理素养.
(教师独具内容)
核心概念掌握
核心素养形成
随堂水平达标
目录
课后课时精练
核心概念掌握
知识点一 向量与数量
(1)向量:________________________叫做向量.
(2)数量:______________________称为数量.
[注意] 数量可以比较大小,而向量无法比较大小.
既有大小又有方向的量
只有大小没有方向的量
核心概念掌握
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起点
方向
长度
有向线段
有向线段的长度
有向线段的方向
核心概念掌握
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向量名称 定义
零向量 ___________________叫做零向量,记作0
单位向量 ______________________________,叫做单位向量
平行向量(共线向量) ____________________________叫做平行向量;向量a与b平行,记作a∥b,规定:________与任意向量平行
相等向量 ____________________________叫做相等向量;向量a与b相等,记作a=b
知识点三 向量的有关概念
长度为0的向量
长度等于1个单位长度的向量
方向相同或相反的非零向量
零向量
长度相等且方向相同的向量
核心概念掌握
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[注意] (1)单位向量有无数个,它们大小相等,但方向不一定相同.
(2)共线向量中的向量所在的直线可以平行,也可以重合.相等向量一定是共线向量,但共线向量不一定是相等向量.
(3)判断两个向量的关系:一要判断大小,二要判断方向,如遇上零向量,必须注意其方向的任意性.
核心概念掌握
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1.(向量的有关概念)下列说法正确的是( )
A.若|a|>|b|,则a>b
B.若|a|=|b|,则a=b
C.若a=b,则a与b共线
D.若a≠b,则a一定不与b共线
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模相等
核心概念掌握
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核心素养形成
题型一 向量的有关概念
例1 (1)下列说法正确的是( )
A.数量可以比较大小,向量也可以比较大小
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.向量的大小与方向有关
D.向量的模可以比较大小
解析 对于A,向量不能比较大小,A不正确;对于B,方向相同的向量也不能比较大小,B不正确;对于C,向量的大小即向量的模,指的是向量的长度,与方向无关,C不正确;对于D,向量的模是一个数量,可以比较大小,D正确.
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(2)给出下列说法:
①零向量是没有方向的;②零向量的长度为0;③零向量的方向是任意的;④单位向量都相等.
其中说法正确的是________(填序号).
解析 由零向量的方向是任意的,知①错误,③正确;由零向量的定义知②正确;由单位向量的模相等,但方向不一定相同,知④错误.
②③
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【感悟提升】 解决与向量概念有关问题的方法
解决与向量概念有关题目的关键是突出向量的核心——方向和长度,如:单位向量的核心是方向没有限制,但长度都是一个单位长度;零向量的核心是方向没有限制,长度是0;规定零向量与任意向量共线.只有紧紧抓住概念的核心才能顺利解决与向量概念有关的问题.
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【跟踪训练】
1.(1)下列判断中正确的是( )
A.长度为0的向量都是零向量
B.零向量的方向都是相同的
C.长度相等的向量都是单位向量
D.直角坐标平面上的x轴、y轴都是向量
解析:长度为0的向量都是零向量,A正确;零向量的方向是任意的,B错误;长度相等的向量不一定是单位向量,单位向量指长度为1个单位长度的向量,C错误;直角坐标平面上的x轴、y轴只有方向,没有大小,不是向量,D错误.故选A.
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【感悟提升】
1.作向量的思路
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2.理解位移的关键点
(1)位移表示质点位置的变化,表示起点与终点间的位置关系,而与质点实际运动的路线无关.物理中的位移就是数学中的向量.
(2)从两个不同点出发的位移,只要方向相同,距离相等,我们就把它们看成相等的位移.
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【感悟提升】
1.相等向量的判断方法
先找与表示已知向量的有向线段长度相等的向量,再确定哪些是同向的.
2.共线向量的判断方法
先找与表示已知向量的有向线段平行或共线的线段,再构造同向或反向的向量.
3.相等向量与共线向量的区别与联系
相等向量一定是共线向量,而共线向量不一定相等.向量相等具备传递性,而向量的共线不具备传递性.
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随堂水平达标
1.有下列物理量:
①质量;②速度;③力;④加速度;⑤路程;⑥功.
其中不是向量的个数是( )
A.1
B.2
C.3
D.4
解析:速度、力、加速度这3个物理量是向量,它们都有大小和方向,其余的不是向量.
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3.(多选)下列四个命题中正确的是( )
A.单位向量都共线
B.长度相等的向量都相等
C.共线的单位向量不一定相等
D.任意向量与零向量都共线
解析:对于A,单位向量长度都相等,但不一定都共线,A错误;对于B,长度相等的向量,方向不一定相同,故长度相等的向量不一定都相等,B错误;对于C,共线的单位向量,方向可能相反,C正确;对于D,任意向量与零向量都共线,D正确.故选CD.
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4.如图所示,在等腰梯形ABCD中,AB∥CD,对角线AC,BD交于点O,过点O作MN∥AB,交AD于点M,交BC于点N,则在以A,B,C,D,M,O,N为起点或终点的所有有向线段表示的向量中,相等向量有________对.
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随堂水平达标
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课后课时精练
基础题(占比50%) 中档题(占比40%) 拔高题(占比10%)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
难度 ★ ★ ★ ★ ★★ ★ ★ ★★
对点 向量的有关概念 向量的有关概念 向量的模 相等向量;共线向量;向量的模 向量的模;共线向量 单位向量;相等向量;共线向量;向量的模 相等向量;共线向量;向量的模 向量的表示及应用
题号 9 10 11 12 13 14 15
难度 ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★★
对点 向量的表示及应用 相等向量 相等向量;向量的模 共线向量;向量的模 相等向量 向量的模 向量的表示及应用
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一、选择题
1.下列说法不正确的是( )
A.向量的模是一个非负实数
B.任何一个非零向量都可以平行移动
C.长度不相等而方向相反的两个向量一定是共线向量
D.两个有共同起点且共线的向量终点也必相同
解析:显然,选项A,B,C说法正确.对于D,由共线向量知,两个有共同起点且共线的向量其终点不一定相同,故错误.故选D.
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2.若向量a与b不相等,则a与b一定( )
A.不共线
B.长度不相等
C.不可能都是单位向量
D.不可能都是零向量
解析:因为所有的零向量都是相等的向量,故选D.
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解析:由题图可知,三向量起点不同,不共线,但长度相等.
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4.下列结论中正确的是( )
①若a∥b且|a|=|b|,则a=b;
②若a=b,则a∥b且|a|=|b|;
③若a与b方向相同且|a|=|b|,则a=b;
④若a≠b,则a与b方向相反且|a|≠|b|.
A.①③ B.②③
C.③④ D.②④
解析:两个向量相等需同向等长,反之也成立,故①错误,a,b可能反向;②③正确;两向量不相等,可能是不同向或者长度不相等或者不同向且长度不相等,故④错误.
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二、填空题
6.设a0,b0是两个单位向量,则下列结论中正确的是________(填序号).
①a0=b0;②a0=-b0;③|a0|+|b0|=2;
④a0∥b0.
解析:因为a0,b0都是单位向量,所以|a0|=1,|b0|=1.从而|a0|+|b0|=2.
③
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8.若A地位于B地正西方向5 km处,C地位于A地正北方向5 km处,则C地相对于B地的位移是__________________.
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13.如图,B,C是线段AD的三等分点,分别以图中各点为起点和终点,最多可以写出________个互不相等的非零向量.
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R
知识点二 向量的表示
具有方向的线段叫做有向线段.它包含三个要素:________、________、________,如图所示.以A为起点,B为终点的有向线段记作________,线段AB的长度也叫做有向线段eq \o(AB,\s\up17(→))的长度,记作________.
表示法
几何表示:用____________来表示向量,___________________表示向量的大小,_____________________表示向量的方向
字母表示:向量也可以用字母a,b,c,…表示(印刷用黑体a,b,c,书写用
)
,
,
向量eq \o(AB,\s\up17(→))的大小称为向量eq \o(AB,\s\up17(→))的长度(或称模),记作_______.
[注意] 向量有两要素,有向线段有三要素,因此这是两个不同的量.向量可以用有向线段表示,但这并不是说向量就是有向线段.
eq \o(AB,\s\up17(→))
|eq \o(AB,\s\up17(→))|
|eq \o(AB,\s\up17(→))|
2.(相等向量)如图,四边形ABCD中,eq \o(AB,\s\up17(→))=eq \o(DC,\s\up17(→)),则必有( )
A.eq \o(AD,\s\up17(→))=eq \o(CB,\s\up17(→))
B.eq \o(OA,\s\up17(→))=eq \o(OC,\s\up17(→))
C.eq \o(AC,\s\up17(→))=eq \o(DB,\s\up17(→))
D.eq \o(DO,\s\up17(→))=eq \o(OB,\s\up17(→))
eq \o(DC,\s\up17(→)),eq \o(CD,\s\up17(→)),eq \o(BA,\s\up17(→)),eq \o(BE,\s\up17(→)),eq \o(EB,\s\up17(→)),eq \o(DA,\s\up17(→)),eq \o(AD,\s\up17(→)),eq \o(CB,\s\up17(→)),eq \o(BC,\s\up17(→))
eq \o(BD,\s\up17(→))
3.(向量的模)已知△ABC是等腰三角形,则两腰上的向量eq \o(AB,\s\up17(→))与eq \o(AC,\s\up17(→))的关系是________.
4.(向量的有关概念)如图所示,四边形ABCD为正方形,△BCE为等腰直角三角形,
(1)图中与eq \o(AB,\s\up17(→))共线的向量有_______________________________;
(2)图中与eq \o(AB,\s\up17(→))相等的向量有________;
(3)图中与eq \o(AB,\s\up17(→))模相等的向量有
___________________________________________;
(4)图中与eq \o(EC,\s\up17(→))相等的向量有________.
eq \o(DC,\s\up17(→)),eq \o(CD,\s\up17(→)),eq \o(BE,\s\up17(→)),eq \o(EB,\s\up17(→)),eq \o(AE,\s\up17(→)),eq \o(EA,\s\up17(→)),eq \o(BA,\s\up17(→))
eq \o(DC,\s\up17(→)),eq \o(BE,\s\up17(→))
(2)给出下列命题:
①若向量a=eq \o(AB,\s\up17(→)),b=eq \o(BA,\s\up17(→)),则|a|=|b|;
②若a是单位向量,b也是单位向量,则a与b的方向相同或相反;
③若向量eq \o(AB,\s\up17(→))是单位向量,则eq \o(BA,\s\up17(→))也是单位向量;
④以坐标平面上的定点A为起点,所有单位向量的终点P的集合是以A为圆心的半径为1的圆.
其中正确命题的个数是________.
解析:①正确,由于|a|=|eq \o(AB,\s\up17(→))|=AB,|b|=|eq \o(BA,\s\up17(→))|=BA=AB,因此有|a|=|b|.②不正确,由单位向量的定义知,凡长度为1个单位长度的向量均称为单位向量,但是对方向没有任何要求.③正确,因为|eq \o(AB,\s\up17(→))|=|eq \o(BA,\s\up17(→))|,所以当eq \o(AB,\s\up17(→))是单位向量时,eq \o(BA,\s\up17(→))也是单位向量.④正确,由于向量|eq \o(AP,\s\up17(→))|=1,所以点P是以点A为圆心的半径为1的圆上的一点;反过来,若点P是以点A为圆心的半径为1的圆上的任一点,则由于|eq \o(AP,\s\up17(→))|=1,所以向量eq \o(AP,\s\up17(→))是单位向量.
题型二 向量的表示及应用
例2 某人从点A出发向东走了5米到达点B,然后改变方向按东北方向走了10eq \r(2)米到达点C,到达点C后又改变方向向西走了10米到达点D.
(1)作出向量eq \o(AB,\s\up17(→)),eq \o(BC,\s\up17(→)),eq \o(CD,\s\up17(→));
(2)求eq \o(AD,\s\up17(→))的模.
解 (1)作出向量eq \o(AB,\s\up17(→)),eq \o(BC,\s\up17(→)),eq \o(CD,\s\up17(→)),如图所示.
(2)由题意,得∠DBC=45°,∠BCD=45°,BC=10eq \r(2)米,CD=10米,所以∠BDC=90°,BD=10米.
由CD∥AB,得∠ABD=∠BDC=90°,
又AB=5米,BD=10米,
所以AD=eq \r(52+102)=5eq \r(5)(米).
所以|eq \o(AD,\s\up17(→))|=5eq \r(5)米.
【跟踪训练】
2.在如图所示的坐标纸上(每个小方格的边长为1)画出下列向量:
(1)eq \o(OA,\s\up17(→)),使|eq \o(OA,\s\up17(→))|=4eq \r(2),点A在点O北偏东45°方向上;
(2)eq \o(AB,\s\up17(→)),使|eq \o(AB,\s\up17(→))|=4,点B在点A正东方向上;
(3)eq \o(BC,\s\up17(→)),使|eq \o(BC,\s\up17(→))|=6,点C在点B北偏东30°方向上.
解:(1)由于点A在点O北偏东45°方向上,所以在坐标纸上点A距点O的横向小方格数与纵向小方格数相等.又|eq \o(OA,\s\up17(→))|=4eq \r(2),小方格的边长为1,所以点A距点O的横向小方格数与纵向小方格数都为4,于是点A的位置可以确定,画出向量eq \o(OA,\s\up17(→)),如图所示.
(2)由于点B在点A正东方向上,且|eq \o(AB,\s\up17(→))|=4,所以在坐标纸上点B距点A的横向小方格数为4,纵向小方格数为0,于是点B的位置可以确定,画出向量eq \o(AB,\s\up17(→)),如图所示.
(3)由于点C在点B北偏东30°方向上,且|eq \o(BC,\s\up17(→))|=6,依据勾股定理可得,在坐标纸上点C距点B的横向小方格数为3,纵向小方格数为3eq \r(3)≈5.2,于是点C的位置可以确定,画出向量eq \o(BC,\s\up17(→)),如图所示.
题型三 相等向量与共线向量
例3 (1)给出下列命题:
①若A,B,C,D是不共线的四点,则“eq \o(AB,\s\up17(→))=eq \o(DC,\s\up17(→))”是“四边形ABCD是平行四边形”的充要条件;
②若a=b,b=c,则a=c;
③两向量a,b相等的充要条件是eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(|a|=|b|,,a∥b;))
④若|a|=|b|,则a与b可能共线;
⑤eq \o(AB,\s\up17(→))=eq \o(CD,\s\up17(→))的充要条件是A与C重合、B与D重合.
其中真命题的个数是________.
解析 ①是真命题.∵eq \o(AB,\s\up17(→))=eq \o(DC,\s\up17(→)),∴|eq \o(AB,\s\up17(→))|=|eq \o(DC,\s\up17(→))|且eq \o(AB,\s\up17(→))∥eq \o(DC,\s\up17(→)).又A,B,C,D是不共线的四点,∴四边形ABCD是平行四边形.反之,若四边形ABCD是平行四边形,则AB綊DC,且eq \o(AB,\s\up17(→))与eq \o(DC,\s\up17(→))方向相同,因此eq \o(AB,\s\up17(→))=eq \o(DC,\s\up17(→));②是真命题.∵a=b,∴a,b的长度相等且方向相同.又b=c,∴b,c的长度相等且方向相同,∴a,c的长度相等且方向相同.故a=c;③是假命题.当a∥b,但方向相反时,即使|a|=|b|,也不能得到a=b,故eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(|a|=|b|,,a∥b))不是a=b的充要条件;④是真命题.无论向量a与b的模是否相等,a与b都可能共线;⑤是假命题.当eq \o(AB,\s\up17(→))=eq \o(CD,\s\up17(→))时,应有|eq \o(AB,\s\up17(→))|=|eq \o(CD,\s\up17(→))|及由A到B与由C到D的方向相同,但不一定要有A与C重合、B与D重合.
(2)如图所示,△ABC的三边长均不相等,E,F,D分别是AC,AB,BC的中点.
①写出与eq \o(EF,\s\up17(→))共线的向量;
②写出与eq \o(EF,\s\up17(→))长度相等的向量;
③写出与eq \o(EF,\s\up17(→))相等的向量.
解 ①∵E,F分别是AC,AB的中点,
∴EF∥BC,
∴与eq \o(EF,\s\up17(→))共线的向量为eq \o(FE,\s\up17(→)),eq \o(BD,\s\up17(→)),eq \o(DB,\s\up17(→)),eq \o(DC,\s\up17(→)),eq \o(CD,\s\up17(→)),eq \o(BC,\s\up17(→)),eq \o(CB,\s\up17(→)).
②∵E,F,D分别是AC,AB,BC的中点,
∴EF=eq \f(1,2)BC,BD=DC=eq \f(1,2)BC,∴EF=BD=DC.
∵AB,BC,AC均不相等,
∴与eq \o(EF,\s\up17(→))长度相等的向量为eq \o(FE,\s\up17(→)),eq \o(BD,\s\up17(→)),eq \o(DB,\s\up17(→)),eq \o(DC,\s\up17(→)),eq \o(CD,\s\up17(→)).
③与eq \o(EF,\s\up17(→))相等的向量为eq \o(DB,\s\up17(→)),eq \o(CD,\s\up17(→)).
【跟踪训练】
3.(1)给出下列命题:
①两个有共同起点且相等的向量,其终点可能不同;
②若非零向量eq \o(AB,\s\up17(→))与eq \o(CD,\s\up17(→))是共线向量,则A,B,C,D四点共线;
③若a∥b且b∥c,则a∥c;
④任一向量与它的平行向量不相等.
其中真命题的个数为( )
A.0
B.1
C.2
D.3
解析:相等向量起点相同时,终点必相同,故①是假命题;向量的共线不同于有向线段共线,所以当eq \o(AB,\s\up17(→))与eq \o(CD,\s\up17(→))共线时,A,B,C,D四点不一定共线,故②是假命题;当b=0时,推不出a∥c,故③是假命题;因为平行向量的方向可以相同且大小也可以相等,所以任一向量与它的平行向量可能相等,故④是假命题.
解:①依据图形可知,eq \o(DC,\s\up17(→)),eq \o(ED,\s\up17(→)),eq \o(EC,\s\up17(→))与eq \o(AB,\s\up17(→))方向相同,eq \o(BA,\s\up17(→)),eq \o(CD,\s\up17(→)),eq \o(DE,\s\up17(→)),eq \o(CE,\s\up17(→))与eq \o(AB,\s\up17(→))方向相反,所以与向量eq \o(AB,\s\up17(→))共线的向量为eq \o(BA,\s\up17(→)),eq \o(CD,\s\up17(→)),eq \o(DC,\s\up17(→)),eq \o(ED,\s\up17(→)),eq \o(DE,\s\up17(→)),eq \o(EC,\s\up17(→)),eq \o(CE,\s\up17(→)).
②由四边形ABCD与ABDE是平行四边形,知eq \o(DC,\s\up17(→)),eq \o(ED,\s\up17(→))与eq \o(AB,\s\up17(→))长度相等且方向相同,所以与向量eq \o(AB,\s\up17(→))相等的向量为eq \o(DC,\s\up17(→))和eq \o(ED,\s\up17(→)).
(2)如图所示,四边形ABCD与ABDE是平行四边形.
①写出与向量eq \o(AB,\s\up17(→))共线的向量;
②写出与向量eq \o(AB,\s\up17(→))相等的向量.
2.(2024·陕西咸阳高一下期中)已知四边形ABCD中,eq \o(AB,\s\up17(→))=eq \o(DC,\s\up17(→)),且|eq \o(AB,\s\up17(→))|=|eq \o(AD,\s\up17(→))|,则四边形ABCD是( )
A.菱形
B.正方形
C.等腰梯形
D.长方形
解析:在四边形ABCD中,因为eq \o(AB,\s\up17(→))=eq \o(DC,\s\up17(→)),所以|eq \o(AB,\s\up17(→))|=|eq \o(CD,\s\up17(→))|且AB∥CD,所以四边形ABCD为平行四边形,又因为|eq \o(AB,\s\up17(→))|=|eq \o(AD,\s\up17(→))|,所以AB=AD,所以平行四边形ABCD为菱形.故选A.
解析:由题意可知,△OCD∽△OAB,所以eq \f(OC,OA)=eq \f(OD,OB),所以eq \f(OC,AC)=eq \f(OD,BD).因为MN∥AB,所以eq \f(OC,AC)=eq \f(ON,AB),eq \f(OD,BD)=eq \f(OM,AB),所以eq \f(ON,AB)=eq \f(OM,AB),所以OM=ON.又M,O,N三点共线,所以eq \o(OM,\s\up17(→))=eq \o(NO,\s\up17(→)),eq \o(MO,\s\up17(→))=eq \o(ON,\s\up17(→)),故相等向量有2对.
5.如图,O是正方形ABCD的中心.
(1)写出与向量eq \o(AB,\s\up17(→))相等的向量;
(2)写出与eq \o(OA,\s\up17(→))的模相等的向量;
(3)写出与eq \o(DA,\s\up17(→))共线的向量.
解:(1)与向量eq \o(AB,\s\up17(→))相等的向量是eq \o(DC,\s\up17(→)).
(2)与eq \o(OA,\s\up17(→))的模相等的向量是eq \o(OB,\s\up17(→)),eq \o(OC,\s\up17(→)),eq \o(OD,\s\up17(→)),eq \o(BO,\s\up17(→)),eq \o(CO,\s\up17(→)),eq \o(DO,\s\up17(→)),eq \o(AO,\s\up17(→)).
(3)与eq \o(DA,\s\up17(→))共线的向量是eq \o(AD,\s\up17(→)),eq \o(BC,\s\up17(→)),eq \o(CB,\s\up17(→)).
3.(2024·云南师范附中高一下月考)如图,在圆O中,向量eq \o(OB,\s\up17(→)),eq \o(OC,\s\up17(→)),eq \o(AO,\s\up17(→))是( )
A.有相同起点的向量
B.共线向量
C.模相等的向量
D.相等的向量
5.(多选)(2024·山东菏泽一中高一下月考)如图所示,每个小正方形的边长都是1,在其中标出了6个向量,则在这6个向量中( )
A.向量eq \o(CH,\s\up17(→)),eq \o(DG,\s\up17(→))的模相等
B.|eq \o(AE,\s\up17(→))|=eq \r(10)
C.向量eq \o(DG,\s\up17(→)),eq \o(HF,\s\up17(→))共线
D.|eq \o(DG,\s\up17(→))|+|eq \o(HF,\s\up17(→))|=10
解析:对于A,因为|eq \o(CH,\s\up17(→))|=eq \r(32+12)=eq \r(10),|eq \o(DG,\s\up17(→))|=eq \r(22+22)=2eq \r(2),所以|eq \o(CH,\s\up17(→))|≠|eq \o(DG,\s\up17(→))|,所以A错误;对于B,因为|eq \o(AE,\s\up17(→))|=eq \r(32+12)=eq \r(10),所以B正确;对于C,因为∠CDG=∠CFH=45°,所以DG∥HF,所以向量eq \o(DG,\s\up17(→)),eq \o(HF,\s\up17(→))共线,所以C正确;对于D,因为|eq \o(DG,\s\up17(→))|+|eq \o(HF,\s\up17(→))|=eq \r(22+22)+eq \r(32+32)=5eq \r(2)≠10,所以D错误.故选BC.
eq \o(DC,\s\up17(→)),eq \o(EB,\s\up17(→))
eq \o(OB,\s\up17(→)),eq \o(OC,\s\up17(→)),eq \o(DC,\s\up17(→)),eq \o(EB,\s\up17(→)),eq \o(AD,\s\up17(→))
7.如图,O是正三角形ABC的中心,四边形AOCD和四边形AOBE均为平行四边形,则与向量eq \o(AD,\s\up17(→))相等的向量为____;与向量eq \o(OA,\s\up17(→))共线的向量为_________;与向量eq \o(OA,\s\up17(→))的模相等的向量为_____________________.(填图中所画出的向量)
解析:∵O是正三角形ABC的中心,∴OA=OB=OC,易知四边形AOCD和四边形AOBE均为菱形,∴与eq \o(AD,\s\up17(→))相等的向量为eq \o(OC,\s\up17(→)).与eq \o(OA,\s\up17(→))共线的向量为eq \o(DC,\s\up17(→)),eq \o(EB,\s\up17(→)).与eq \o(OA,\s\up17(→))的模相等的向量为eq \o(OB,\s\up17(→)),eq \o(OC,\s\up17(→)),eq \o(DC,\s\up17(→)),eq \o(EB,\s\up17(→)),eq \o(AD,\s\up17(→)).
eq \o(OC,\s\up17(→))
解析:根据题意画出图形如图所示,由图可知|eq \o(BC,\s\up17(→))|=5eq \r(2) km,且∠ABC=45°,故C地相对于B地的位移是西北方向5eq \r(2) km.
西北方向5eq \r(2) km
三、解答题
9.如图的方格纸由若干个边长为1的小正方形并在一起组成,方格纸中有两个定点A,B.点C为小正方形的顶点,且|eq \o(AC,\s\up17(→))|=eq \r(5).
(1)画出所有的向量eq \o(AC,\s\up17(→));
(2)求|eq \o(BC,\s\up17(→))|的最大值与最小值.
解:(1)画出所有的向量eq \o(AC,\s\up17(→)),如图所示.
(2)由(1)所画的图知,
①当点C位于点C1或C2时,|eq \o(BC,\s\up17(→))|取得最小值eq \r(12+22)=eq \r(5);
②当点C位于点C5或C6时,|eq \o(BC,\s\up17(→))|取得最大值eq \r(42+52)=eq \r(41),
∴|eq \o(BC,\s\up17(→))|的最大值为eq \r(41),最小值为eq \r(5).
10.设在平面内给定一个四边形ABCD,E,F,G,H分别为AB,BC,CD,DA的中点.
求证:eq \o(EF,\s\up17(→))=eq \o(HG,\s\up17(→)).
证明:如图所示,连接AC.
在△ABC中,由三角形中位线定理知,EF=eq \f(1,2)AC,EF∥AC,
同理HG=eq \f(1,2)AC,HG∥AC,
所以|eq \o(EF,\s\up17(→))|=|eq \o(HG,\s\up17(→))|且eq \o(EF,\s\up17(→))与eq \o(HG,\s\up17(→))同向,
所以eq \o(EF,\s\up17(→))=eq \o(HG,\s\up17(→)).
11.如图,点O为正六边形ABCDEF的中心,以A,B,C,D,E,F,O七点中的任一点为起点,与起点不同的另一点为终点的所有向量中,设与向量eq \o(OA,\s\up17(→))相等的向量个数为m,与向量eq \o(OA,\s\up17(→))的模相等的向量个数为n,则m+n=( )
A.20
B.23
C.26
D.29
解析:与eq \o(OA,\s\up17(→))方向相同的向量为eq \o(CB,\s\up17(→)),eq \o(DO,\s\up17(→)),eq \o(EF,\s\up17(→)),eq \o(DA,\s\up17(→)),又|eq \o(DA,\s\up17(→))|≠|eq \o(OA,\s\up17(→))|,|eq \o(CB,\s\up17(→))|=|eq \o(DO,\s\up17(→))|=|eq \o(EF,\s\up17(→))|=|eq \o(OA,\s\up17(→))|,故m=3.与向量eq \o(OA,\s\up17(→))的模相等的向量有两类:(1)以O为起点,正六边形的顶点为终点或以正六边形的顶点为起点,O为终点的向量,有2×6-1=11(个); (2)正六边形的六条边上的向量,有2×6=12(个),故n=23,故m+n=26.故选C.
12.(多选)四边形ABCD,CEFG,CGHD都是全等的菱形,HE与CG相交于点M,则下列说法正确的是( )
A.|eq \o(AB,\s\up17(→))|=|eq \o(EF,\s\up17(→))|
B.eq \o(AB,\s\up17(→))∥eq \o(FH,\s\up17(→))
C.eq \o(BD,\s\up17(→))∥eq \o(EH,\s\up17(→))
D.eq \o(DC,\s\up17(→))∥eq \o(EC,\s\up17(→))
解析:对于A,∵四边形ABCD,CEFG,CGHD都是全等的菱形,∴AB=EF,即|eq \o(AB,\s\up17(→))|=|eq \o(EF,\s\up17(→))|,A正确;对于B,∵AB∥DC∥HG,∴AB∥FH,∴eq \o(AB,\s\up17(→))∥eq \o(FH,\s\up17(→)),B正确;对于C,若eq \o(BD,\s\up17(→))∥eq \o(EH,\s\up17(→)),则BD∥EH,∴∠BDC=∠DEH,若四边形ABCD,CEFG,CGHD都是全等的正方形,如图所示,则tan∠BDC=1,tan∠DEH=eq \f(1,2),即∠BDC≠∠DEH,C错误;对于D,∵D,C,E三点共线,eq \o(DC,\s\up17(→)),eq \o(EC,\s\up17(→))方向相反,∴eq \o(DC,\s\up17(→))∥eq \o(EC,\s\up17(→)),D正确.故选ABD.
解析:由题意可得,eq \o(AB,\s\up17(→))=eq \o(BC,\s\up17(→))=eq \o(CD,\s\up17(→)),eq \o(BA,\s\up17(→))=eq \o(CB,\s\up17(→))=eq \o(DC,\s\up17(→)),eq \o(AC,\s\up17(→))=eq \o(BD,\s\up17(→)),eq \o(CA,\s\up17(→))=eq \o(DB,\s\up17(→)),eq \o(AD,\s\up17(→)),eq \o(DA,\s\up17(→)),所以最多可以写出6个互不相等的非零向量.
14.(2024·河南开封高一校考阶段练习)在如图所示的半圆中,AB为直径,点O为圆心,C为半圆上一点,且∠OCB=30°,|eq \o(AB,\s\up17(→))|=2,则|eq \o(AC,\s\up17(→))|=________.
解析:如图,连接AC,由|eq \o(OC,\s\up17(→))|=|eq \o(OB,\s\up17(→))|,得∠ABC=∠OCB=30°.因为C为半圆上的点,所以∠ACB=90°,所以|eq \o(AC,\s\up17(→))|=eq \f(1,2)|eq \o(AB,\s\up17(→))|=1.
15.已知飞机从A地按北偏东30°的方向飞行2000 km到达B地,再从B地按南偏东30°的方向飞行2000 km到达C地,再从C地按西南方向飞行1000eq \r(2) km到达D地.
(1)作出向量eq \o(AB,\s\up17(→)),eq \o(BC,\s\up17(→)),eq \o(CD,\s\up17(→)),eq \o(DA,\s\up17(→));
(2)问D地在A地的什么方向?D地距A地多远?
解:(1)由题意,作出向量eq \o(AB,\s\up17(→)),eq \o(BC,\s\up17(→)),eq \o(CD,\s\up17(→)),eq \o(DA,\s\up17(→)),如图所示.
(2)依题意知,△ABC为正三角形,
所以AC=2000 km.
又因为∠ACD=45°,CD=1000eq \r(2) km,
所以△ACD为等腰直角三角形,
则AD=1000eq \r(2) km,∠CAD=45°,
所以D地在A地的东南方向,D地距A地1000eq \r(2) km.
$$