内容正文:
第 36 课时 平面向量的基本定理及其坐标表示
必备知识·逐点梳理
关键考点·核心突破
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1.理解平面
向量的基本
定理及其意
义. 2.借助平面直角坐标
系,掌握平面向量的
正交分解及坐标表
示. 3.会用坐标表示
平面向量的加、
减运算与数乘运
算. 4.能用坐标
表示平面向
量共线的条
件.
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必备知识·逐点梳理
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一、平面向量基本定理
条件 , 是同一平面内的两个____________
结论 对于这一平面内的任一向量,有且只有一对实数, ,使
____________
基底 若,不共线,则把, 叫作表示这一平面内所有向量的
一个基底
不共线向量
(1)平面内的任意两个向量都可以作为一个基底.( )
×
判断
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(2)基底中可以含有零向量.( )
×
提醒(1)基底{, 必须是同一平面内的两个不共线向量,零向量
不能作为基底.若基底给定,则同一向量的分解形式唯一.
(2)如果对于一个基底{,,有 ,
那么可以得到,.特别地,若 ,则
.
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二、平面向量的坐标运算
1.平面向量的加法、减法、数乘及向量的模
设,,则________________,
________________,__________, .
2.两点间的向量坐标公式
已知点,,则 ________________,
.
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3.单位向量
,同向单位向量为,,反向单位向量为
, .
提醒(1)已知为线段的中点,若,,则点
的坐标为, .
(2)已知的重心为,若点,, ,
则点, .
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三、平面向量共线的坐标表示
设,,其中 ,则
____________.
提醒 只有当时,才与 等价.
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关键考点·核心突破
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考点一 平面向量的基本定理及其应用
例1.改编题 (苏教必修②P练习T改编)若, 是平面
内的一个基底,则下面的四组向量中,不能作为一个基底的是
( ).
B
A.和 B.和
C.和 D.和
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解析 因为向量,是平面内的一个基底,所以向量, 为平
面内不共线的向量.
对于A,设,可得 此时方程组无解,
所以向量和 不共线,可以作为平面的一个基底.
对于B,设,可得解得 ,
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所以向量和 为共线向量,不能作为平面的一个
基底.
对于C,设,可得 此时方程组无解,
所以向量和 不共线,可以作为平面的一个基底.
对于D,设,可得 此时方程组无解,
所以向量和 不共线,可以作为平面的一个基底.
故选B.
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例2 (2024·天津卷节选)如图,在边长为1的
正方形中,为线段 的三等分点,
,,则 ___.
解析 因为,所以 ,则
,可得,,所以 .
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方法总结
应用平面向量基本定理的关键
(1)合理选择基底,注意基底必须是两个不共线的向量.
(2)选定基底后,通过构造平行四边形(或三角形),利用向量
的加、减、数乘运算以及向量平行的充要条件,用基底把相关向量表
示出来.
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(3)注意几何性质在向量运算中的作用,用基底表示未知向量,
常借助图形的几何性质,如平行、相似等.
注意:同一个向量在不同基底下的分解是不同的,但在每个基底
下的分解都是唯一的.
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1.(多选题)如图,在中,, 是线
段上的点,且满足,线段 与线段
交于点 ,则下列结论正确的是( ).
ACD
A. B.
C. D.
练习
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解析 由题意,得
,故
选项A正确.
由与共线,可得 .
由,,三点共线,得 .
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由平面向量基本定理,可得解得
所以,,即 ,故选项C,D正确.
由,,三点共线,得,即 ,化简为
,
由选项C可得 ,
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由平面向量基本定理,得解得 ,
所以,即,故选项B错误.故选 .
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2.已知在三角形中,为的中点,为 上一点,若
,则 ___.
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解析 设.因为为 的中点,所以
,
所以 .
因为 ,
所以解得
所以,所以,即 .
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考点二 平面向量的坐标运算
例3(1)已知,,若,则
( ).
D
A., B., C., D.,
解析 因为 ,所以
, .故选D.
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(2)在正方形中,是的中点.若 ,则
的值为( ).
B
A. B. C. D.2
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解析 在正方形中,以点为原点, ,
所在直线分别为, 轴建立平面直角坐标
系,如图所示.
令,则,, ,
,,, ,
,
所以 ,因为
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,所以 解得
所以 .故选B.
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方法总结
平面向量坐标运算的技巧
(1)向量的坐标运算主要是利用向量加、减、数乘运算法则
进行,若已知有向线段两端点的坐标,则应先求向量的坐标.
(2)解题过程中常利用“若向量相等,则其坐标相同”这一原
则,通过列方程(组)来进行求解.
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1.改编题 (北师大必修②PT改编)已知点 ,
,向量,则向量 ( ).
A
A. B. C. D.
解析 设,则,故 解得
所以.又因为,所以 .
故选A.
练习
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2.已知向量,, 在正方形网格中的位置如图
所示,若用基底{,}表示 ,则( ).
D
A. B.
C. D.
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解析 建立平面直角坐标系如图所示,设正
方形网格的边长为1,
则,,, ,
所以,, .
设向量,则 ,
则解得 所以
.故选D.
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考点三 平面向量共线的坐标表示
热点考情:向量共线的坐标表示在平面向量中是一个非常重要的
知识点,它为解决向量共线或三点共线问题提供了一种便捷的方法,
可单独考查,也可与数量积、三角函数等结合考查.
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例4.改编题 (湘教必修②PT改编)已知点 ,
,且,,,则点,, 的坐
标分别为_ ______________________
,,,
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解析 由题意得,设,, ,则
, ,
.由,得 解得
由,得解得 由
,得解得故点,, 的坐标分
别为,,, .
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例5 (2024·上海卷)已知,,且,则 的值
为____.
解析 ,,解得 .
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方法总结
平面向量共线的坐标表示问题的解题策略
(1)若<m></m>,<m></m>,其中<m></m>,则<m></m>的充要
条件是<m></m>.
(2)在求与一个已知向量<m></m>共线的向量时,可设所求向量为
<m></m>.
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1.已知向量,,若,则 ( ).
A
A. B.2 C. D.4
解析 ,则,解得 ,所以
, .故选A.
练习
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2.已知在梯形中,,且,若点 ,
,,求点 的坐标.
解析 在梯形中,, ,
,
设点的坐标为,则 ,
又 ,
,即
点的坐标为 .
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36
$$