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分层训练
课后·素养提升
高数提能
对应学生课时P224
[基础过关]
1.若a=x-23),b=(1,y+2),且a=b,则()
A.x=1,y=3
B.x=3,y=1
C.x=1,y=-5
D.x=5,y=-1
解析:B[因为a=b,所以x-2=1,3=y+2,解得x=3,y=1]
2.已知点A的坐标是(3,一4),点B的坐标是(6,一9),则向量的坐标是()
A.(3,-5)
B.(-3.5)
C.(3.5)
D.(-3,-5)
解析:B=6,-4-6,-9)=(-3,5).1
3.已知平面向量a=(1,1),b=(1,-1),则向量12a-32b=()
A.(-2,-1)
B.(-2.1)
C.(-1,0
D.(-1,2)
解析:D[12a-32b=aws4acol0f112)-avs4 alcol0f332)=↓
aws4 alcol(f13132)=(-1,2).]
4.设向量a=(1,-2),向量b=(-3,4),向量c=(3,2),则向量(a十2b)c=()
A.(-15,12)
B.0
C.-3
D.-11
解析:C[依题意可知,a+2b=(1,-2)+2(-3,4)=(-5.6,所以(a+2b)c=(-5.O
(3,2)
=-5×3+6×2=-3]
5.若=(2,一4),=(-1,2,则的坐标为(
)
A.(-3,-6)
B.(3,-6
C.(-3,6
D.(3,6
解析:C广=_=(-1-2.2+9=(-30.】
6.若a=(4,-3),b=(2.4),则ab=
解析:ab=4×2+(-3)×4
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=8-12=-4.
答案:一4
7.已知点A(1,-2),点B(4,0,则向量=
解析:→=[4-1.0-(-2圳=(3,2.
答案:(3,2)
8.已知向量a=(-3,2),b=(-1.0),c=(2,1),则a+2b-3c的坐标是
解析:因为a=(-3,2),b=(-1,0),c=(2,1),所以a+2b-3c=(-3,2)+2(-1,0)-3
2,1)=(-11,-1)
答案:(-11,-1)
9.已知a=(1,-3),b=(-5,2),求a十b,a-b,(a十b)(a-b)的值.
解:a+b=(1-5,-3+2)=(-4,-1):a-b=(1+5,-3-2)=(6,-5):(a+b)
(a-b)=(-4)×6+(-1)X(-5)=-19.
[能力提升]
10.已知=(-4,1),=(2,-3),=(7,-5,则的坐标是()
A.(-5,7)
B.(9,-3)
C.(6,-7)
D.(-9,3)
解析:c=++=4)+2,-3+0,-)=6,-刀.】
11.已知A(2,4),B(-1,-5),C(3,-2),则十13B4=()
A.(2,-3)
B.(-2,-3)
C.(-23)
D.(23)
解析:A[因为A2,4,B-1,-5,C6,-2.所以=1,-.→=3,9,所以
◆
+13=(2,-3).1
12.已知M3,-2),N-5-1)且=12,则点P的坐标为()
A.(-81)
B.avs4al col(1,\f(32))
C.awvs4alcol(-1,-\f(32))
D.(8,-1)
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解析:C[设Pc,),由c-3,y+2)=12×(-8,1),x=-1,y=-32]
13.若a=x-2.5),b=(-1,y+2),且a=b,则x=
,y=
解析:a=b,∴x-2=-15=y+2),即x=1,y=3)
答案:13
14.如图,在。ABCD中,4C为一条对角线,若=(2.4),=1,3),则=
解析:=_=1,3)-20=(-1,-1,
=(-1,-1)-(2,4)=(-3,-5)
答案:(-3,-5)
15.已知在梯形ABCD中,AB∥CD,CD=124B,且A(一2,一1),B(6,一5),D
(3,8),求点C的坐标,
解析:因为AB∥CD,CD=124B,
所以=-12,即+=-12-.于是=+12)=+12-12
”=(7.⑤.即点C的坐标为(7,.
·独家授权侵权必究·3.4 平面向量的直角坐标及其应用
3.4.1 平面向量的直角坐标及其运算
第三章 平面向量
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第三章 平面向量
课前·预习学案
课堂·互动学案
01
02
随堂·步步夯实
03
课后·素养提升
04
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第三章 平面向量
课程标准
素养解读
1.了解平面向量的正交分解,掌握向量的坐标表示.
2.理解向量坐标的概念,掌握两个向量和、差和内积的坐标运算法则.
1.通过平面向量的坐标运算,主要提升数学运算核心素养.
2.通过向量和、差和内积的坐标表示的应用,主要提升数学运算核心素养.
我们知道,数轴上的点与实数是一一对应的,平面直角坐标系中的点P与有序实数对(x,y)是一一对应的,(x,y)是点P的坐标.那么平面直角坐标系中所有以原点(0,0)为起点、以点P(x,y)为终点的向量与有序实数对(x,y)是否也是一一对应的?如图所示.
[知识点一] 平面向量的坐标表示
在平面直角坐标系中,设与x轴、y轴正方向 相同 的两个 单位 向量i,j.对于平面内的任意一个向量a.
在平面直角坐标系中,以原点O为起点作eq \o(OA,\s\up16(→))=a,设eq \o(OA,\s\up16(→))=xi+yj,则向量eq \o(OA,\s\up16(→))的坐标(x,y)就是 终点A 的坐标;反过来,终点A的坐标(x,y)也就是向量 eq \o(OA,\s\up16(→)) 的坐标.我们把(x,y)称为向量a在平面直角坐标系x,y中的坐标,记作a=(x,y),特别地,如果a=(x1,y1),b=(x2,y2)那么a=b⇔x1=x2且y1=y2.
[知识点二] 平面向量的坐标运算
设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),λ∈R,则有:
加法
a+b= (x1+x2,y1+y2)
减法
a-b= (x1-x2,y1-y2)
数乘
λa=(λx1,λy1),λ∈R
内积
a·b=x1x2+y1y2
重要
结论
已知点A(x1,y1),B(x2,y2),
则eq \o(AB,\s\up6(→))= (x2-x1,y2-y1)
向量坐标与点的坐标相同吗?其区别是什么?
提示:不相同.区别为:(1)表示形式不同.向量a=(x,y)中间用等号连接,而点的坐标A(x,y)中间没有等号.(2)意义不同.
点A(x,y)的坐标(x,y)表示点A在平面直角坐标系中的位置,向量a=(x,y)的坐标(x,y)既表示向量的大小,也表示向量的方向.
1.若a=-2i-3j,则向量a的坐标是( )
A.(2,3)
B.(-2,3)
C.(2,-3)
D.(-2,-3)
解析:D [a=-2i-3j=(-2,-3).]
2.若点A的坐标为(3,-1),则eq \o(OA,\s\up16(→))的坐标为( )
A.(3,1)
B.(3,-1)
C.(-3,1)
D.(-1,3)
解析:B [∵A(3,-1)∴eq \o(OA,\s\up16(→))=(3,-1).]
3.已知a=(3,5),b=(-3,2),则a+b=( )
A.(8,-1)
B.(0,7)
C.(7,0)
D.(-1,8)
解析:B [a+b=(3,5)+(-3,2)=(3-3,5+2)=(0,7).]
[解] a=-2i+3j=(-2,3);b=3i+j=(3,1);c=2i-j=(2,-1).
平面向量的坐标表示
如图所示,在直角坐标系中,
用x轴与y轴上的单位向量i,j表示
向量a,b,c,并求它们的坐标.
[思路点拨] i,j是与x轴,y轴正方向相同
的两个单位向量,原点O是图中所有向量的
起点,利用向量坐标的定义将问题解决.
求点、向量坐标的常用方法
(1)求一个点的坐标:可利用已知条件,先求出该点相对应坐标原点的位置向量的坐标,该坐标就等于相应点的坐标.
(2)求一个向量的坐标:首先求出这个向量的始点、终点坐标,再运用终点坐标减去始点坐标即得该向量的坐标.
[变式训练]
1.(如图)写出向量eq \o(OA,\s\up16(→)),eq \o(OB,\s\up16(→)),eq \o(OC,\s\up16(→)),eq \o(OD,\s\up16(→)),eq \o(OE,\s\up16(→))对应的坐标.
解析:eq \o(OA,\s\up16(→))=(3,0)
eq \o(OB,\s\up6(→))=(3,1),eq \o(OC,\s\up16(→))=(-2,2),eq \o(OD,\s\up16(→))=(-1,-2)
eq \o(OE,\s\up16(→))=(2,-2).
平面向量的坐标运算
设a=(3,-2),b=(-2,1),求:
(1)a+b;(2)a-b;(3)3a-2b;(4)2a·(a+2b).
[思路点拨] 直接利用坐标运算性质求解.
[解] (1)a+b=(3,-2)+(-2,1)=[(3+(-2),-2+1)]=(1,-1);
(2)a-b=(3,-2)-(-2,1)=[3-(-2),
-2-1]=(5,-3);
(3)3a-2b=3(3,-2)-2(-2,1)
=(9,-6)-(-4,2)=(13,-8);
(4)∵2a=2(3,-2)=(6,-4),a+2b
=(3,-2)+2(-2,1)=(3,-2)+(-4,2)
=(-1,0),∴2a·(a+2b)=6×(-1)+(-4)×0=-6.
平面向量坐标运算的方法
若已知向量的坐标,则直接应用两个向量和、差和内积的运算法则进行.
[变式训练]
2.已知a=(-1,2),b=(2,1),求:
(1)2a+3b;(2)a-3b;(3)eq \f(1,2)a-eq \f(1,3)b.(4)(a+2b)·(2a-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)eq \f(1,2)a-eq \f(1,3)b=eq \f(1,2)(-1,2)-eq \f(1,3)(2,1)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),1))-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3),\f(1,3)))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(7,6),\f(2,3))).
(4)∵a+2b=2(-1,2)+2(2,1)=(-2,4)+(4,2)=(2,6),
2a-b=2(-1,2)-(2,1)=(-2,4)-(2,1)=(-4,3)
∴(a+2b) ·(2a-b)=2×(-4)+6×3
=-8+18=10.
平面向量坐标运算的应用
已知平行四边形ABCD的三个顶点A(-1,-2),
B(3,-1),C(4,2),而且A,B,C,D四点按逆时针方
向排列.
(1)求向量eq \o(AB,\s\up16(→)),eq \o(AD,\s\up16(→))的坐标;
(2)求点D的坐标.
[思路点拨] 向量的坐标公式:起点为A(x1,y1),终点为B(x2,y2)的向量eq \o(AB,\s\up16(→))的坐标为eq \o(AB,\s\up16(→))=(x2-x1,y2-y1).
[解] (1)因为A(-1,-2),B(3,-1),C(4,2),所以eq \o(AB,\s\up16(→))=(3,-1)-(-1,-2)=(4,1),eq \o(AD,\s\up16(→))=eq \o(BC,\s\up16(→))=(4,2)-(3,-1)=(1,3).
(2)法一:由(1)知,eq \o(AD,\s\up16(→))=(1,3),又因为eq \o(OA,\s\up16(→))=(-1,-2),所以eq \o(OD,\s\up16(→))=eq \o(OA,\s\up16(→))+eq \o(AD,\s\up16(→))=(-1,-2)+(1,3)=(0,1),所以点D的坐标为(0,1).
法二:设点D坐标为(x,y),由(1)知,eq \o(AD,\s\up16(→))=(1,3),又A(-1,-2),所以(x+1,y+2)=(1,3),
所以点D坐标为(0,1).
在平面几何问题中,可以借助平行四边形对边平行且相等,也可利用平行四边形法则求解.
解:由A(2,-4),B(-1,3),C(3,4),得eq \o(CA,\s\up16(→))=(2-3,-4-4)=(-1,-8),eq \o(CB,\s\up16(→))=(-1-3,3-4)=(-4,-1),
∴eq \o(CM,\s\up16(→))=2eq \o(CA,\s\up16(→))+3eq \o(CB,\s\up16(→))=2(-1,-8)+3(-4,-1)
=(-2,-16)+(-12,-3)=(-14,-19).
设点M的坐标为(x,y),则eq \o(CM,\s\up16(→))=(x-3,y-4).
由向量相等坐标相同可得解得∴点M的坐标为(-11,-15).
1.已知向量a=(1,2),b=(3,1),则b-a等于( )
A.(-2,1)
B.(2,-1)
C.(2,0)
D.(4,3)
解析:B [b-a=(3,1)-(1,2)=(2,-1).]
2.已知a=(-3,4),b=(5,2),则a·b的值是( )
A.23
B.7
C.-23
D.-7
解析:D [a·b=(-3)×5+4×2=-7.]
4.若eq \o(AO,\s\up16(→))=(-3,4),则A的坐标为 ________ .
解析:因为eq \o(AO,\s\up16(→))=(-3,4),所以eq \o(OA,\s\up16(→))=(3,-4),从而点A的坐标为(3,-4).
答案:(3,-4)
$$
3.4 平面向量的直角坐标及其应用
3.4.1 平面向量的直角坐标及其运算
课程标准
素养解读
1.了解平面向量的正交分解,掌握向量的坐标表示.
2.理解向量坐标的概念,掌握两个向量和、差和内积的坐标运算法则.
1.通过平面向量的坐标运算,主要提升数学运算核心素养.
2.通过向量和、差和内积的坐标表示的应用,主要提升数学运算核心素养.
我们知道,数轴上的点与实数是一一对应的,平面直角坐标系中的点P与有序实数对(x,y)是一一对应的,(x,y)是点P的坐标.那么平面直角坐标系中所有以原点(0,0)为起点、以点P(x,y)为终点的向量与有序实数对(x,y)是否也是一一对应的?如图所示.
[知识点一] 平面向量的坐标表示
在平面直角坐标系中,设与x轴、y轴正方向 相同 的两个 单位 向量i,j.对于平面内的任意一个向量a.
在平面直角坐标系中,以原点O为起点作=a,设=xi+yj,则向量的坐标(x,y)就是 终点A 的坐标;反过来,终点A的坐标(x,y)也就是向量 的坐标.我们把(x,y)称为向量a在平面直角坐标系x,y中的坐标,记作a=(x,y),特别地,如果a=(x1,y1),b=(x2,y2)那么a=b⇔x1=x2且y1=y2.
[知识点二] 平面向量的坐标运算
设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),λ∈R,则有:
加法
a+b= (x1+x2,y1+y2)
减法
a-b= (x1-x2,y1-y2)
数乘
λa=(λx1,λy1),λ∈R
内积
a·b=x1x2+y1y2
重要
结论
已知点A(x1,y1),B(x2,y2),
则= (x2-x1,y2-y1)
向量坐标与点的坐标相同吗?其区别是什么?
提示:不相同.区别为:(1)表示形式不同.向量a=(x,y)中间用等号连接,而点的坐标A(x,y)中间没有等号.(2)意义不同.
点A(x,y)的坐标(x,y)表示点A在平面直角坐标系中的位置,向量a=(x,y)的坐标(x,y)既表示向量的大小,也表示向量的方向.
1.若a=-2i-3j,则向量a的坐标是( )
A.(2,3) B.(-2,3)
C.(2,-3) D.(-2,-3)
解析:D [a=-2i-3j=(-2,-3).]
2.若点A的坐标为(3,-1),则的坐标为( )
A.(3,1) B.(3,-1)
C.(-3,1) D.(-1,3)
解析:B [∵A(3,-1)∴=(3,-1).]
3.已知a=(3,5),b=(-3,2),则a+b=( )
A.(8,-1) B.(0,7)
C.(7,0) D.(-1,8)
解析:B [a+b=(3,5)+(-3,2)=(3-3,5+2)=(0,7).]
平面向量的坐标表示
如图所示,在直角坐标系中,用x轴与y轴上的单位向量i,j表示向量a,b,c,并求它们的坐标.
[思路点拨] i,j是与x轴,y轴正方向相同的两个单位向量,原点O是图中所有向量的起点,利用向量坐标的定义将问题解决.
[解] a=-2i+3j=(-2,3);b=3i+j=(3,1);c=2i-j=(2,-1).
求点、向量坐标的常用方法
(1)求一个点的坐标:可利用已知条件,先求出该点相对应坐标原点的位置向量的坐标,该坐标就等于相应点的坐标.
(2)求一个向量的坐标:首先求出这个向量的始点、终点坐标,再运用终点坐标减去始点坐标即得该向量的坐标.
[变式训练]
1.(如图)写出向量,,,,对应的坐标.
解析:=(3,0)
=(3,1),=(-2,2),=(-1,-2)
=(2,-2).
平面向量的坐标运算
设a=(3,-2),b=(-2,1),求:
(1)a+b;(2)a-b;(3)3a-2b;(4)2a·(a+2b).
[思路点拨] 直接利用坐标运算性质求解.
[解] (1)a+b=(3,-2)+(-2,1)=[(3+(-2),-2+1)]=(1,-1);
(2)a-b=(3,-2)-(-2,1)=[3-(-2),
-2-1]=(5,-3);
(3)3a-2b=3(3,-2)-2(-2,1)
=(9,-6)-(-4,2)=(13,-8);
(4)∵2a=2(3,-2)=(6,-4),a+2b
=(3,-2)+2(-2,1)=(3,-2)+(-4,2)
=(-1,0),∴2a·(a+2b)=6×(-1)+(-4)×0=-6.
平面向量坐标运算的方法
若已知向量的坐标,则直接应用两个向量和、差和内积的运算法则进行.
[变式训练]
2.已知a=(-1,2),b=(2,1),求:
(1)2a+3b;(2)a-3b;(3)a-b.(4)(a+2b)·(2a-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)
=-=.
(4)∵a+2b=2(-1,2)+2(2,1)
=(-2,4)+(4,2)=(2,6),
2a-b=2(-1,2)-(2,1)
=(-2,4)-(2,1)=(-4,3)
∴(a+2b) ·(2a-b)=2×(-4)+6×3
=-8+18=10.
平面向量坐标运算的应用
已知平行四边形ABCD的三个顶点A(-1,-2),B(3,-1),C(4,2),而且A,B,C,D四点按逆时针方向排列.
(1)求向量,的坐标;
(2)求点D的坐标.
[思路点拨] 向量的坐标公式:起点为A(x1,y1),终点为B(x2,y2)的向量的坐标为=(x2-x1,y2-y1).
[解] (1)因为A(-1,-2),B(3,-1),C(4,2),所以=(3,-1)-(-1,-2)=(4,1),
==(4,2)-(3,-1)=(1,3).
(2)法一:由(1)知,=(1,3),又因为=(-1,-2),所以=+
=(-1,-2)+(1,3)=(0,1),所以点D的坐标为(0,1).
法二:设点D坐标为(x,y),由(1)知,=(1,3),又A(-1,-2),所以(x+1,y+2)=(1,3),
所以所以所以点D坐标为(0,1).
在平面几何问题中,可以借助平行四边形对边平行且相等,也可利用平行四边形法则求解.
[变式训练]
3.已知A(2,-4),B(-1,3),C(3,4),若=2+3,求点M的坐标.
解:由A(2,-4),B(-1,3),C(3,4),得=(2-3,-4-4)=(-1,-8),
=(-1-3,3-4)=(-4,-1),
∴=2+3=2(-1,-8)+3(-4,-1)
=(-2,-16)+(-12,-3)=(-14,-19).
设点M的坐标为(x,y),则=(x-3,y-4).
由向量相等坐标相同可得解得∴点M的坐标为(-11,-15).
1.已知向量a=(1,2),b=(3,1),则b-a等于( )
A.(-2,1) B.(2,-1)
C.(2,0) D.(4,3)
解析:B [b-a=(3,1)-(1,2)=(2,-1).]
2.已知a=(-3,4),b=(5,2),则a·b的值是( )
A.23 B.7
C.-23 D.-7
解析:D [a·b=(-3)×5+4×2=-7.]
3.若a=(3,-2),b=(2,5),则-2a+3b=( )
A.(0,19) B.(6,15)
C.(3,19) D.(12,11)
解析:A [-2a+3b=[(-2)×3+3×2,(-2)×(-2)+3×5]=(0,19).]
4.若=(-3,4),则A的坐标为 ________ .
解析:因为=(-3,4),所以=(3,-4),从而点A的坐标为(3,-4).
答案:(3,-4)
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$$