内容正文:
专题06 平面向量初步(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
向量的概念
掌握向量的表示方法,理解并掌握零向量、单位向量、相等向量、共线向量(平行向量)的定义及核心特征
基础考题,多为选择题、填空题.
向量的加法
熟练掌握向量加法的三角形法则和平行四边形法则,能根据向量的位置特点选择合适的法则进行运算;掌握向量加法的交换律和结合律,并能运用运算律简化向量加法运算.
基础考题,多为选择题、填空题,常常与其它知识综合考查.
向量的减法
理解向量减法的定义,明确向量减法是向量加法的逆运算,掌握其几何意义;熟练掌握向量减法的三角形法则,能准确作出两个向量的差向量;能运用向量减法的法则解决向量的化简、求值
基础考题,多为选择题、填空题,常常与其它知识综合考查.
数乘向量
理解数乘向量的定义及几何意义,熟练掌握数乘向量的运算律,能运用运算律化简向量表达式;
基础考题,多为选择题、填空题,常常与其它知识综合考查.
向量的线性运算
明确其是向量加法、减法、数乘运算的统称,熟练掌握向量线性运算的运算法则和运算律,能准确进行向量的加减、数乘混合运算及化简.
高频考点,题型覆盖选择题、填空题、解答题.
向量基本定理
理解并掌握向量共线定理,能运用定理判断两个向量是否共线.理解内涵与意义,明确定理的前提条件和核心结论;掌握基底的概念;能运用平面向量基本定理,将平面内任意一个向量表示为两个不共线向量的线性组合,并解决向量分解与表示的相关问题.
高频考点,题型覆盖选择题、填空题、解答题.
直线上向量的坐标及其运算
理解定义、熟练掌握直线上向量的坐标运算公式(加法、减法、数乘),能准确进行直线上向量的坐标运算;会用直线上向量的坐标解决向量相等、共线以及数轴上两点间距离、中点坐标等问题
基础考点,题型多为客观题
平面向量的坐标及其运算
理解定义,掌握平面向量的坐标与平面直角坐标系内点的坐标、有向线段的关系;熟练掌握平面向量的坐标运算公式(加法、减法、数乘),能准确进行平面向量的坐标运算;理解平面向量平行(共线)的坐标表示,能运用坐标条件判断两个向量是否共线,解决相关几何问题
高频考点,题型覆盖选择题、填空题、解答题.
平面向量线性运算的应用
能熟练运用平面向量的线性运算(加、减、数乘)表示平面内的目标向量,掌握向量线性表示的方法与技巧;理解向量线性运算的几何意义,能运用向量方法解决平面几何中的三点共线、线线平行、线段比例等问题
高频考点,题型覆盖选择题、填空题、解答题
知识点01 向量的概念
1.向量的定义:既有大小又有方向的量叫做向量.
2.向量的表示方法
(1)几何表示:用有向线段表示,有向线段的长度表示向量的大小,箭头的指向表示向量的方向.
记法:以A为起点、B为终点的向量记作
(2)字母表示.
3.向量的模:向量的大小(长度)叫做向量的模,记作或.模是一个数量,非负.
4.特殊向量:(1)零向量:长度为0的向量;
(2)单位向量:长度等于1个单位长度的向量.
5.向量间的关系
(1)相等向量:长度相等且方向相同的向量.记法:a=b;任意两个相等的非零向量,都可用同一条有向线段表示.
(2)共线向量(平行向量):方向相同或相反的非零向量.记法:a∥b;规定:零向量与任意向量共线.
·易错点:将向量的 “共线” 等同于几何图形中线段的 “共线”
示例:(24-25高一下·江西上饶·月考)下列说法不正确的有( )
A.向量就是所在的直线平行于所在的直线
B.相等向量是长度相等,方向相同的向量
C.零向量与任一向量平行
D.共线向量是在一条直线上的向量
知识点02 向量的加法
1、向量加法的定义:求两个向量和的运算,叫做向量的加法.规定:对于零向量与任意向量a,有a+0=0+a=a.
两个向量的和仍然是一个向量.
2、向量加法的三角形法则:已知非零向量a,b,在平面内任取一点A,作=a,=b,再作向量,
向量叫做a与b的和,记作a+b,即a+b=+=.向量加法的三角形法则可推广到多个向量相加.
3、向量加法的平行四边形法则:已知不共线的两个向量a,b,在平面内任取一点O,
以同一点O为起点的两个已知向量a,b为邻边作▱OACB,对角线就是a与b的和
4、向量加法的运算律
结合律:a+b=b+a 交换律:(a+b)+c=a+(b+c)
·易错点:用三角形法则时,误将两个向量的起点放在一起直接相加;或拼接时顺序错误.
示例:(24-25高一下·江西上饶·月考)如图,在正六边形中,( )
A. B. C. D.
知识点03 向量的减法
1、相反向量:与a长度相等、方向相反的向量,叫做a的相反向量,记作-a.
(1)规定:零向量的相反向量仍是仍是零向量;
(2)-(-a)=a;
(3)a+(-a)=(-a)+a=0;
(4)若a与b互为相反向量,则a=-b,b=-a,a+b=0.
【注意】相反向量与相等向量一样,从“长度”和“方向”两方面定义,相反向量必为平行向量.
2、向量的减法
(1)定义:a-b=a+(-b),即减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量.
(2)几何意义:以O为起点,作向量=a,=b,则 =a-b,
如图所示,即a-b可表示从向量b的终点指向向量a的终点的向量.
【注意】在用三角形法则作向量减法时,只要记住“连接向量终点,箭头指向被减向量(共起点,连终点,指向被减)”即可.
·易错点:混淆向量减法与加法的作图方向.
示例:(24-25高一下·河南周口·期中)若,则的取值范围是 .
知识点04 数乘向量
1、向量数乘的定义:规定实数λ与向量a的积是一个向量,这种运算叫做向量的数乘,记作:λa,
它的长度与方向规定如下:
(1)|λa|=|λ||a|;
(2)当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;
(3)当λ<0时,λa的方向与a的方向相反.
2、向量数乘的几何意义
当时,把向量沿的相同方向放大或缩小;
当时,把向量沿的相反方向放大或缩小。
3、向量数乘的运算律:设λ,μ为任意实数,则有:
①λ(μ a)=(λμ)a; ②(λ+μ)a=λa+μ a; ③λ(a+b)=λa+λb;
特别地,有(-λ)a=λ(-a)=-(λa); λ(a-b)=λa-λb.
·易错点:忽略向量共线定理的前提条件.
示例:(24-25高一下·内蒙古·期末)在平行四边形中,,则( )
A. B.
C. D.
知识点05 向量的线性运算
1.向量的线性运算:向量的加、减、数乘运算统称为向量的线性运算,向量线性运算的结果仍是向量.
对于任意向量a,b,以及任意实数λ,μ1,μ2,恒有λ(μ1a+μ2b)=λμ1a±λμ2b.
2.向量的线性组合对于任意实数λ,μ以及向量a,b,向量c=λa+μb叫做向量a,b的线性组合.
·易错点:线性运算化简时的符号与分配律错误;
示例:(24-25高一下·广东东莞·月考)(1)化简;
(2)若,求向量.
知识点06 向量基本定理
1.共线向量基本定理:是一个非零向量,若存在一个实数,使,则向量与非零向量共线.
A,B,C三点共线的充要条件是存在实数λ,使得
2.平面向量基本定理:(1)定理:如果是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量,有且只有一对实数,使
( 2)基底:若不共线,我们把叫做表示这一平面内所有向量的一个基底.
·易错点:向量分解时的方向与系数符号错误
示例:(24-25高一下·黑龙江齐齐哈尔·月考)在中,为中点,在上,且,与交于点O
(1)用表示.
(2)过O作直线交线段于点,交线段于,,求的值
知识点07 直线上向量的坐标及其运算
1.数轴的基向量:给定一条数轴,设e是单位向量(模为1),方向与数轴正方向相同,称e为数轴的基向量.
2.定义:对于数轴上任意一个向量a,存在唯一的实数x,使得a=xe,则实数x叫做向量a在数轴上的坐标,记作a=(x)
3.数轴上点的坐标与向量坐标的关系:
·易错点:误将任意向量的坐标等同于B点的坐标x2
示例:(20-21高一·全国·课后作业)已知是直线l上的一个单位向量,则直线l上的向量,的坐标分别是 .
知识点08 平面向量的坐标及其运算
1、向量的坐标表示:在平面直角坐标系中,分别取与轴、轴方向相同的两个单位向量、作为基底.对于平面内的一个向量,有且只有一对实数、,使,把有序数对叫做向量的坐标,记作,其中叫做在轴上的坐标,叫做在轴上的坐标.在平面直角坐标系内,每一个平面向量都是可以用一对实数唯一表示.
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、,则
3、向量加减法的坐标运算:已知,则,.
结论:两个向量和与差的坐标分别等于这两个向量相应坐标的和与差.
4、向量数乘的坐标运算:若,则;
结论:实数与向量的积的坐标等于用这个实数乘原来向量的相应坐标.
5.重要公式:(1)向量的模公式:若,则
(2)两点间的距离公式:若,,则
(3)中点坐标公式:,,则A,B的中点坐标
6.向量平行的坐标表示:
·易错点:向量共线的坐标条件应用错误
示例:(2024高一下·全国·专题练习)已知点、,,若,试求为何值时,
(1)点在第一、三象限的角平分线上;
(2)点在第三象限内.
知识点09 平面向量线性运算的应用
1.向量在平面几何中的应用
(1) 基本思路:利用向量加法的三角形法则、平行四边形法则,减法的三角形法则,以及数乘向量的几何意义,将未知向量用已知向量(或基底向量)进行线性表示,表达式为a=λb+μc(λ,μ为实数);
2.解决平面几何问题
3.向量在物理中的应用
(1)位移的合成
物体做连续两次位移s1和s2,合位移s就是两个位移向量的和.
①三角形法则:两次位移首尾相接,合位移是从初位置指向末位置的向量.
②平行四边形法则:以两个分位移为邻边作平行四边形,对角线为合位移.
(2) 位移的分解:已知合位移s,根据实际需求将其分解为两个分位移s1和s2,满足s=s1 +s2,本质是平面向量基本定理的应用.
(3) 力的合成与分解
(4) 速度的合成与分解
·易错点:证明线线平行时忽略 “无公共点” 条件、三点共线证明时遗漏 “有公共点” 条件.
示例:(2025高一·全国·专题练习)已知分别为的垂心、重心、外心,求证:三点共线(,,三点连线称为“欧拉线”).
题型一 向量的线性运算
解|题|技|巧
1. 向量加减运算 ——三角形法则 / 平行四边形法则,优先用 “首尾相接”,加看首尾,减看共起点;
2.向量数乘运算 ——先定方向,再算模长,系数优先代数化简.
易|错|点|拨
1. 混淆向量运算与数的运算,忽略向量方向;
2. 数乘分配律应用错误,忽略系数对向量的整体作用;
3. 忽略零向量的特殊性.
【典例1】(24-25高一下·山西·期末)已知点E为所在平面内一点,且,则( )
A. B.
C. D.
【典例2】(23-24高一下·甘肃·期中)已知向量,满足,,则的最大值为 ,最小值为
【变式1】(24-25高一下·辽宁抚顺·期中)已知为所在平面内的一点,为的中点,则( )
A. B. C. D.
【变式2】(24-25高一下·安徽马鞍山·期中)等腰三角形中,在边上,满足,则下列各式中正确的是( )
A. B.
C. D.
题型二 共线向量的判断与应用
解|题|技|巧
1.纯向量式 —— 判断两个向量是否共线:消零向量、化最简式、验共线条件.
2.三点共线 ⇨ 有公共点的两个向量共线:(1)向量定理法;(2)系数和为1 法:若 O 为平面内任意点,
OC =x OA +yOB,则A、B、C 共线 ⇨ x+y=1.
3.共线求参数:(1)由a =λb列等式→对应基底系数相等,解方程组求参数;(2)先表示出共线向量→用交叉相乘相等列方程→求解参数.
4.共线向量的综合应用:共线搭桥,基底化归.
(1)遇 “任意向量” 优先选一组不共线基底,将所有向量用基底表示;
(2)利用共线条件列出等式,消去基底向量(系数为 0);
(3)结合重心、中点、分点结论,简化计算.
易|错|点|拨
1.忽略共线向量定理的核心前提b≠0;
2. 混淆“向量共线” 与 “点共线”的关系;
3. 坐标法共线时,误用“比例式” 代替 “交叉相乘”,忽略分母为 0;
4.基底法共线时,忽略基底向量不共线的条件;
5.“系数和为1”法的反向应用错误.
【典例1】(24-25高一下·山东泰安·期末)已知向量,不共线,且向量与共线,则实数的值为( )
A.或 B.或3 C.或2 D.2
【典例2】(2025高一·全国·专题练习)如图,在任意四边形中,和分别是和的中点.
(1)求证:;
(2)若三点重合,你能得到什么结论?
(3)若两点重合,你能得到什么结论?
【变式1】(24-25高一下·江苏镇江·期末)已知向量不共线,,,,若,,三点共线,则实数的值为 .
【变式2】(2025高一·全国·专题练习)如图,在平行四边形中,点是的中点,点在上,,求证:三点共线.
题型三 平面向量基本定理的应用
解|题|技|巧
1.基底的选择与判定:优选基底的 3 个技巧:图形优先选边、已知优先选给定向、特殊点优先选原点 / 重心;
2.向量的基底分解:(1)定基底:根据题型选好一组不共线的基底;拆向量:利用向量加减 / 数乘法则,将未知向量拆分为图形中易表示的向量组合;代基底:将拆分后的所有向量,全部用选定的基底向量替换;
化简合并.(2)3个分解提速技巧:首尾相接法、中点转化法、整体代入法:先表示出相关向量,再整体代入目标向量;
3. 平面向量基本定理的综合应用:(1)选基底(2)全分解:将题目中所有向量用基底表示;(3)用条件:结合共线定理、重心结论、中点公式,列出向量等式;(4)用唯一性:将等式整理为;(5)解参数:解方程组得参数,结合题意得出最终结论.
4. 解题自查3要点:(1)查基底:基底是否非零且不共线,无问题再进行后续验证;
(2)查分解:向量分解是否符合加减法则,方向、系数是否正确;
(3)查唯一性:参数是否由 “系数对应相等” 求出,综合题是否用 “系数为 0” 推论.
易|错|点|拨
1.基底选择错误,用共线向量 / 零向量作基底;
2.忽略分解的唯一性,漏用 “系数对应相等”;
3.混淆 “基底向量” 与 “坐标向量”,盲目坐标化.
【典例1】(24-25高一下·北京顺义·期末)在中,点P,Q满足,.若,则 .
【典例2】(24-25高一下·云南楚雄·月考)如图,在中,为线段上靠近点的三等分点,是线段上一点,过点的直线与边分别交于点,设.
(1)以为基底表示.
(2)若,求的值;
(3)若点为线段的中点,求的最小值.
【变式1】(25-26高一上·四川绵阳·期中)如图,在中,为线段上的一点,(,)且,则( )
A., B., C., D.,
【变式2】(2025·四川德阳·模拟预测)在中,已知,P在线段(不包含端点)上,若,则的最小值为( )
A. B. C.4 D.3
题型四 向量的坐标运算问题
解|题|技|巧
1.向量坐标运算:(1)分开算:横坐标、纵坐标独立运算,避免 “横纵混算” 出错;(2)先数乘后加减:有系数先算数乘,再算加减(类比代数:先乘除后加减);(3)凑整算:系数为分数 / 负数时,先凑整化简,再计算;
2.一般步骤:
(1)建系设点:根据图形建立直角坐标系,设未知点 / 参数坐标;
(2)写向量坐标:由点坐标求所有相关向量的坐标;
(3)翻译条件:将 “共线、模长、中点、重心” 等条件→坐标方程 / 不等式;
(4)求解代数问题:解方程 / 方程组 / 二次函数最值;
(5)还原向量结论:将代数结果转化为向量结论,检验合理性
易|错|点|拨
1.混混淆向量坐标与点坐标,搞错 “起点 - 终点” 顺序;
2.共线坐标判定时,误用比例式,忽略分母为 0;
3.模长计算忘记开方;
4.数乘 / 加减运算时,系数未遍乘 / 横纵混算.
【典例1】(20-21高一·全国·课后作业)已知数轴上的点,,.
(1)若点A是线段的一个三等分点,求x的值;
(2)求的最小值.
【典例2】(24-25高一下·江苏镇江·月考)已知是平面内两个不共线的向量,.
(1)若三点共线,求实数的值;
(2)若四边形为平行四边形,点,且,求点的坐标.
【变式1】(20-21高一·全国·课后作业)已知,,是直线l上的向量,向量,的坐标分别为1,-3,且,求,,的坐标.
【变式2】(25-26高一上·山东日照·月考)平面内给定三个向量,,.
(1)求满足的实数,;
(2)若,求实数.
题型五 平面向量线性运算的应用
解|题|技|巧
一、利用线性运算解决平面几何证明题(如平行 / 相等 ):.
1.建向量:将几何图形中的线段转化为同向向量;
2.线性运算:用加减 / 数乘化简待证向量;
3.证关系:(1)证线段平行:证明两向量共线且无公共点;
(2)证线段相等:证明两向量相等;
(3)证中位线;
4.转几何:将向量关系转化为几何结论;
5.下结论:规范书写证明结果.
二、线性运算应用的 5 个应试核心技巧:
1.基底优先:所有应用题型,优先选基底,将未知向量转化为基底线性组合,化繁为简;
2.数形结合:画简易几何图形,标注向量方向、特殊点,直观判断向量拆分方向,避免运算错误;
3.结论秒杀:熟记重心 / 中点 / 三点共线的线性运算结论,填空选择直接写结果,节省计算时间;
4.消元化简:线性运算中,优先消去「反向向量」「共线向量」,快速合并同类项;
5.验证闭环:解完后反向代入,验证向量关系是否符合几何图形,避免逻辑错误.
易|错|点|拨
1.几何图形中向量拆分方向错误,法则应用混淆;
2.几何图形中向量拆分方向错误,法则应用混淆;
3.求参数时,忽略基底不共线 / 零向量前提,导致参数解错;
4.线性运算化简时,混淆「向量运算」与「数的运算」,忽略方向导致模长错算;
5.重心 / 中点 / 分点应用时,记错线性运算结论,系数错误;
6.忽略零向量的特殊性,导致漏解 / 错解.
【典例1】(2025高一·全国·专题练习)已知,为平面内任意一点,动点满足,则点的轨迹一定经过( )
A.的内心 B.的垂心
C.的重心 D.的外心
【典例2】(2025高一·全国·专题练习)根据下列各小题的条件,试判断四边形的形状.
(1);
(2);
(3)且.
【变式1】(2025高一·全国·专题练习)若为内一点,且,则的形状为( ).
A.等边三角形 B.等腰三角形
C.直角三角形 D.等腰直角三角形
【变式2】(2025高一·全国·专题练习)已知为所在平面内一点,若,其中内角的对边分别为,则点是的( )
A.外心 B.内心 C.重心 D.垂心
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高三上·广东·期中)已知向量不平行,,则( )
A. B. C.1 D.2
2.(25-26高一上·湖南衡阳·月考)已知是空间内两个方向相反的向量,则下列结论一定成立的是( )
A. B.且 C. D.
3.(24-25高一下·广西柳州·期中)四边形中,O为任意一点,若,则四边形一定是( )
A.矩形 B.菱形 C.正方形 D.平行四边形
4.(24-25高二下·贵州贵阳·月考)已知,与同向且,则( )
A. B.或
C.或 D.
5.(多选)(24-25高一下·江苏南通·期中)已知向量为非零向量,是非零实数,则下列说法错误的是( ).
A.与方向相反 B.与方向相同
C. D.
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高一下·黑龙江齐齐哈尔·月考)在中,D是BC边上一点且,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·湖南岳阳·期末)如图,在中,,P是上一点,若,则实数的值为( )
A. B. C. D.
3.(2025·四川成都·一模)在平行四边形中,,是线段DE的中点,连接交于O,若,则( )
A.1 B. C. D.
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(24-25高一下·黑龙江齐齐哈尔·月考)O为内一点,且,则的面积与的面积的比值为
2.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期中)平面直角坐标系中,点M从原点O出发,每步只能按向量,,运动.若M要走遍以O,,,为顶点的正方形中所有整点(包含边界),至少要走 步.
3.(2025高一·全国·专题练习)如图,已知,分别是,上的动点,且满足,求证:在三点运动过程中,的重心不动.
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专题06 平面向量初步(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
向量的概念
掌握向量的表示方法,理解并掌握零向量、单位向量、相等向量、共线向量(平行向量)的定义及核心特征
基础考题,多为选择题、填空题.
向量的加法
熟练掌握向量加法的三角形法则和平行四边形法则,能根据向量的位置特点选择合适的法则进行运算;掌握向量加法的交换律和结合律,并能运用运算律简化向量加法运算.
基础考题,多为选择题、填空题,常常与其它知识综合考查.
向量的减法
理解向量减法的定义,明确向量减法是向量加法的逆运算,掌握其几何意义;熟练掌握向量减法的三角形法则,能准确作出两个向量的差向量;能运用向量减法的法则解决向量的化简、求值
基础考题,多为选择题、填空题,常常与其它知识综合考查.
数乘向量
理解数乘向量的定义及几何意义,熟练掌握数乘向量的运算律,能运用运算律化简向量表达式;
基础考题,多为选择题、填空题,常常与其它知识综合考查.
向量的线性运算
明确其是向量加法、减法、数乘运算的统称,熟练掌握向量线性运算的运算法则和运算律,能准确进行向量的加减、数乘混合运算及化简.
高频考点,题型覆盖选择题、填空题、解答题.
向量基本定理
理解并掌握向量共线定理,能运用定理判断两个向量是否共线.理解内涵与意义,明确定理的前提条件和核心结论;掌握基底的概念;能运用平面向量基本定理,将平面内任意一个向量表示为两个不共线向量的线性组合,并解决向量分解与表示的相关问题.
高频考点,题型覆盖选择题、填空题、解答题.
直线上向量的坐标及其运算
理解定义、熟练掌握直线上向量的坐标运算公式(加法、减法、数乘),能准确进行直线上向量的坐标运算;会用直线上向量的坐标解决向量相等、共线以及数轴上两点间距离、中点坐标等问题
基础考点,题型多为客观题
平面向量的坐标及其运算
理解定义,掌握平面向量的坐标与平面直角坐标系内点的坐标、有向线段的关系;熟练掌握平面向量的坐标运算公式(加法、减法、数乘),能准确进行平面向量的坐标运算;理解平面向量平行(共线)的坐标表示,能运用坐标条件判断两个向量是否共线,解决相关几何问题
高频考点,题型覆盖选择题、填空题、解答题.
平面向量线性运算的应用
能熟练运用平面向量的线性运算(加、减、数乘)表示平面内的目标向量,掌握向量线性表示的方法与技巧;理解向量线性运算的几何意义,能运用向量方法解决平面几何中的三点共线、线线平行、线段比例等问题
高频考点,题型覆盖选择题、填空题、解答题
知识点01 向量的概念
1.向量的定义:既有大小又有方向的量叫做向量.
2.向量的表示方法
(1)几何表示:用有向线段表示,有向线段的长度表示向量的大小,箭头的指向表示向量的方向.
记法:以A为起点、B为终点的向量记作
(2)字母表示.
3.向量的模:向量的大小(长度)叫做向量的模,记作或.模是一个数量,非负.
4.特殊向量:(1)零向量:长度为0的向量;
(2)单位向量:长度等于1个单位长度的向量.
5.向量间的关系
(1)相等向量:长度相等且方向相同的向量.记法:a=b;任意两个相等的非零向量,都可用同一条有向线段表示.
(2)共线向量(平行向量):方向相同或相反的非零向量.记法:a∥b;规定:零向量与任意向量共线.
·易错点:将向量的 “共线” 等同于几何图形中线段的 “共线”
示例:(24-25高一下·江西上饶·月考)下列说法不正确的有( )
A.向量就是所在的直线平行于所在的直线
B.相等向量是长度相等,方向相同的向量
C.零向量与任一向量平行
D.共线向量是在一条直线上的向量
【答案】AD
【知识点】平行向量(共线向量)、相等向量、零向量与单位向量
【分析】利用向量的相关意义,逐项判断即可.
【详解】对于A:向量与平行,包含所在的直线与所在的直线平行和重合两种情况,故A错误;
对于B:若两个向量长度相等,方向相同,则称两个向量为相等向量,故B正确;
对于C:零向量与任一向量平行,故C正确;
对于D:共线向量可以是在一条直线上的向量,也可以是所在直线互相平行的向量,故D错误.
故选:AD.
知识点02 向量的加法
1、向量加法的定义:求两个向量和的运算,叫做向量的加法.规定:对于零向量与任意向量a,有a+0=0+a=a.
两个向量的和仍然是一个向量.
2、向量加法的三角形法则:已知非零向量a,b,在平面内任取一点A,作=a,=b,再作向量,
向量叫做a与b的和,记作a+b,即a+b=+=.向量加法的三角形法则可推广到多个向量相加.
3、向量加法的平行四边形法则:已知不共线的两个向量a,b,在平面内任取一点O,
以同一点O为起点的两个已知向量a,b为邻边作▱OACB,对角线就是a与b的和
4、向量加法的运算律
结合律:a+b=b+a 交换律:(a+b)+c=a+(b+c)
·易错点:用三角形法则时,误将两个向量的起点放在一起直接相加;或拼接时顺序错误.
示例:(24-25高一下·江西上饶·月考)如图,在正六边形中,( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】向量加法法则的几何应用
【分析】连接、、交于点,分析可知,再利用平面向量加法的三角形法则可得答案.
【详解】连接、、交于点,如下图所示:
由正六边形的几何性质可知、、、、、均为等边三角形,
因为,故四边形为菱形,
同理可知,四边形也为菱形,所以,故,
故,
故选:A.
知识点03 向量的减法
1、相反向量:与a长度相等、方向相反的向量,叫做a的相反向量,记作-a.
(1)规定:零向量的相反向量仍是仍是零向量;
(2)-(-a)=a;
(3)a+(-a)=(-a)+a=0;
(4)若a与b互为相反向量,则a=-b,b=-a,a+b=0.
【注意】相反向量与相等向量一样,从“长度”和“方向”两方面定义,相反向量必为平行向量.
2、向量的减法
(1)定义:a-b=a+(-b),即减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量.
(2)几何意义:以O为起点,作向量=a,=b,则 =a-b,
如图所示,即a-b可表示从向量b的终点指向向量a的终点的向量.
【注意】在用三角形法则作向量减法时,只要记住“连接向量终点,箭头指向被减向量(共起点,连终点,指向被减)”即可.
·易错点:混淆向量减法与加法的作图方向.
示例:(24-25高一下·河南周口·期中)若,则的取值范围是 .
【答案】
【知识点】向量的模、向量减法法则的几何应用
【分析】由,对是否共线进行分类讨论即可求解.
【详解】,
当同向共线时,;
当反向共线时,;
当不共线时,由,可得.
综上可得.
故答案为:.
知识点04 数乘向量
1、向量数乘的定义:规定实数λ与向量a的积是一个向量,这种运算叫做向量的数乘,记作:λa,
它的长度与方向规定如下:
(1)|λa|=|λ||a|;
(2)当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;
(3)当λ<0时,λa的方向与a的方向相反.
2、向量数乘的几何意义
当时,把向量沿的相同方向放大或缩小;
当时,把向量沿的相反方向放大或缩小。
3、向量数乘的运算律:设λ,μ为任意实数,则有:
①λ(μ a)=(λμ)a; ②(λ+μ)a=λa+μ a; ③λ(a+b)=λa+λb;
特别地,有(-λ)a=λ(-a)=-(λa); λ(a-b)=λa-λb.
·易错点:忽略向量共线定理的前提条件.
示例:(24-25高一下·内蒙古·期末)在平行四边形中,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】向量加法法则的几何应用、向量减法法则的几何应用、向量的线性运算的几何应用
【分析】作出符合题意的图形,结合平面向量的加法和减法法则求解即可.
【详解】因为,所以是的中点,,
因为,所以是上靠近的三等分点,,
如图,连接,,作出平行四边形,
由题意得
,故C正确.
故选:C
知识点05 向量的线性运算
1.向量的线性运算:向量的加、减、数乘运算统称为向量的线性运算,向量线性运算的结果仍是向量.
对于任意向量a,b,以及任意实数λ,μ1,μ2,恒有λ(μ1a+μ2b)=λμ1a±λμ2b.
2.向量的线性组合对于任意实数λ,μ以及向量a,b,向量c=λa+μb叫做向量a,b的线性组合.
·易错点:线性运算化简时的符号与分配律错误;
示例:(24-25高一下·广东东莞·月考)(1)化简;
(2)若,求向量.
【答案】(1);(2).
【知识点】平面向量的混合运算
【分析】(1)利用平面向量的线性运算可化简得结果;
(2)利用平面向量的线性运算可求出向量.
【详解】(1);
(2)因为,故.
知识点06 向量基本定理
1.共线向量基本定理:是一个非零向量,若存在一个实数,使,则向量与非零向量共线.
A,B,C三点共线的充要条件是存在实数λ,使得
2.平面向量基本定理:(1)定理:如果是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量,有且只有一对实数,使
( 2)基底:若不共线,我们把叫做表示这一平面内所有向量的一个基底.
·易错点:向量分解时的方向与系数符号错误
示例:(24-25高一下·黑龙江齐齐哈尔·月考)在中,为中点,在上,且,与交于点O
(1)用表示.
(2)过O作直线交线段于点,交线段于,,求的值
【答案】(1),;
(2)
【知识点】用基底表示向量、平面向量基本定理的应用、线段的定比分点、平面向量共线定理的推论
【分析】(1)根据线段比例关系以及平面向量基本定理可表示出;
(2)利用平面向量共线定理列方程组计算可求得的值.
【详解】(1)由为的中点可知,由可知,如下图:
因此可得,
因为三点共线,所以可设,
且三点共线,所以存在实数,使得,
因此可得,
即,解得,
因此;
(2)如下图所示:
因为三点共线,所以存在实数使得,
其中由可得,又,
所以,
结合(1)中结论可知,解得;因此.
知识点07 直线上向量的坐标及其运算
1.数轴的基向量:给定一条数轴,设e是单位向量(模为1),方向与数轴正方向相同,称e为数轴的基向量.
2.定义:对于数轴上任意一个向量a,存在唯一的实数x,使得a=xe,则实数x叫做向量a在数轴上的坐标,记作a=(x)
3.数轴上点的坐标与向量坐标的关系:
·易错点:误将任意向量的坐标等同于B点的坐标x2
示例:(20-21高一·全国·课后作业)已知是直线l上的一个单位向量,则直线l上的向量,的坐标分别是 .
【答案】,/,
【知识点】已知向量共线(平行)求参数、由向量共线(平行)求参数
【分析】由直线上线向量的坐标的定义可得答案.
【详解】由直线上线向量的坐标的定义知,,的坐标分别是,.
故答案为:,.
知识点08 平面向量的坐标及其运算
1、向量的坐标表示:在平面直角坐标系中,分别取与轴、轴方向相同的两个单位向量、作为基底.对于平面内的一个向量,有且只有一对实数、,使,把有序数对叫做向量的坐标,记作,其中叫做在轴上的坐标,叫做在轴上的坐标.在平面直角坐标系内,每一个平面向量都是可以用一对实数唯一表示.
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、,则
3、向量加减法的坐标运算:已知,则,.
结论:两个向量和与差的坐标分别等于这两个向量相应坐标的和与差.
4、向量数乘的坐标运算:若,则;
结论:实数与向量的积的坐标等于用这个实数乘原来向量的相应坐标.
5.重要公式:(1)向量的模公式:若,则
(2)两点间的距离公式:若,,则
(3)中点坐标公式:,,则A,B的中点坐标
6.向量平行的坐标表示:
·易错点:向量共线的坐标条件应用错误
示例:(2024高一下·全国·专题练习)已知点、,,若,试求为何值时,
(1)点在第一、三象限的角平分线上;
(2)点在第三象限内.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用平面向量线性运算的坐标运算可得出点的坐标,根据点在第一、三象限的角平分线上可得出关于的等式,可解得实数的值;
(2)根据点在第三象限内,可得出关于实数的不等式组,即可解得实数的取值范围.
【详解】(1)设点,由已知可得,
又因为,则,
所以,,可得,
若点在第一、三象限的角平分线上,则,解得.
(2)解:因为点在第三象限内,则,
所以.
知识点09 平面向量线性运算的应用
1.向量在平面几何中的应用
(1) 基本思路:利用向量加法的三角形法则、平行四边形法则,减法的三角形法则,以及数乘向量的几何意义,将未知向量用已知向量(或基底向量)进行线性表示,表达式为a=λb+μc(λ,μ为实数);
2.解决平面几何问题
3.向量在物理中的应用
(1)位移的合成
物体做连续两次位移s1和s2,合位移s就是两个位移向量的和.
①三角形法则:两次位移首尾相接,合位移是从初位置指向末位置的向量.
②平行四边形法则:以两个分位移为邻边作平行四边形,对角线为合位移.
(2) 位移的分解:已知合位移s,根据实际需求将其分解为两个分位移s1和s2,满足s=s1 +s2,本质是平面向量基本定理的应用.
(3) 力的合成与分解
(4) 速度的合成与分解
·易错点:证明线线平行时忽略 “无公共点” 条件、三点共线证明时遗漏 “有公共点” 条件.
示例:(2025高一·全国·专题练习)已知分别为的垂心、重心、外心,求证:三点共线(,,三点连线称为“欧拉线”).
【答案】证明见解析
【知识点】根据向量关系判断三角形的心
【分析】抓住各心的几何特征,在图形上进行合理的构造,利用证明三点共线.
【详解】如图,作直径,连结,有,,,,,
故,,即四边形是平行四边形,
故.
由是的重心得,
所以,即三点共线.
题型一 向量的线性运算
解|题|技|巧
1. 向量加减运算 ——三角形法则 / 平行四边形法则,优先用 “首尾相接”,加看首尾,减看共起点;
2.向量数乘运算 ——先定方向,再算模长,系数优先代数化简.
易|错|点|拨
1. 混淆向量运算与数的运算,忽略向量方向;
2. 数乘分配律应用错误,忽略系数对向量的整体作用;
3. 忽略零向量的特殊性.
【典例1】(24-25高一下·山西·期末)已知点E为所在平面内一点,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】平面向量的混合运算
【分析】根据向量的线性运算求解即可.
【详解】因为,所以,即,
所以.
故选:B
【典例2】(23-24高一下·甘肃·期中)已知向量,满足,,则的最大值为 ,最小值为
【答案】 / /
【知识点】向量的模、平面向量的混合运算
【分析】根据已知可得出,然后结合向量加法的三角形法则即可得出答案.
【详解】易知,
所以有.
所以,,
当且仅当同向时,等号成立,
此时取最大值3,取最大值为;
所以,,
当且仅当反向时,等号成立,
此时取最小值1,取最小值为.
故答案为:;.
【变式1】(24-25高一下·辽宁抚顺·期中)已知为所在平面内的一点,为的中点,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】平面向量的混合运算
【分析】利用平面的线性运算法则求解即可.
【详解】由题意得
.
故选:C
【变式2】(24-25高一下·安徽马鞍山·期中)等腰三角形中,在边上,满足,则下列各式中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】相等向量、向量加法的法则、向量加法法则的几何应用
【分析】结合图形和题设条件,逐一判断各选项即可.
【详解】
对于A,如图,与方向不同,故A错误;
对于B,与方向相反,故B错误;
对于C,因在边上,满足,
则,,由A项知与不相等,故C错误;
对于D,由图知,,
因,故有,即D正确.
故选:D.
题型二 共线向量的判断与应用
解|题|技|巧
1.纯向量式 —— 判断两个向量是否共线:消零向量、化最简式、验共线条件.
2.三点共线 ⇨ 有公共点的两个向量共线:(1)向量定理法;(2)系数和为1 法:若 O 为平面内任意点,
OC =x OA +yOB,则A、B、C 共线 ⇨ x+y=1.
3.共线求参数:(1)由a =λb列等式→对应基底系数相等,解方程组求参数;(2)先表示出共线向量→用交叉相乘相等列方程→求解参数.
4.共线向量的综合应用:共线搭桥,基底化归.
(1)遇 “任意向量” 优先选一组不共线基底,将所有向量用基底表示;
(2)利用共线条件列出等式,消去基底向量(系数为 0);
(3)结合重心、中点、分点结论,简化计算.
易|错|点|拨
1.忽略共线向量定理的核心前提b≠0;
2. 混淆“向量共线” 与 “点共线”的关系;
3. 坐标法共线时,误用“比例式” 代替 “交叉相乘”,忽略分母为 0;
4.基底法共线时,忽略基底向量不共线的条件;
5.“系数和为1”法的反向应用错误.
【典例1】(24-25高一下·山东泰安·期末)已知向量,不共线,且向量与共线,则实数的值为( )
A.或 B.或3 C.或2 D.2
【答案】C
【知识点】已知向量共线(平行)求参数
【分析】根据向量共线的线性表示,可得,使,在利用向量相等的条件构建方程组,解方程组即可.
【详解】因为向量,不共线,所以,
又向量与共线,
所以,使,
则,解得或2.
故选:C.
【典例2】(2025高一·全国·专题练习)如图,在任意四边形中,和分别是和的中点.
(1)求证:;
(2)若三点重合,你能得到什么结论?
(3)若两点重合,你能得到什么结论?
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【知识点】向量的线性运算的几何应用、向量数乘的有关计算、向量加法法则的几何应用、向量加法的法则
【分析】(1)根据给定条件,利用同一向量的不同回路中的相反向量关系计算得证.
(2)作出图形,可得中线向量公式.
(3)利用向量共线,即可得中位线向量公式.
【详解】(1)由,得,
由和分别是和的中点,得,
所以.
(2)当三点重合,记为点,如图,
在中,是的中点,得,这是中线向量公式.
(3)当两点重合,记为点,
在中,分别是和的中点,得,这是中位线性质.
【变式1】(24-25高一下·江苏镇江·期末)已知向量不共线,,,,若,,三点共线,则实数的值为 .
【答案】3
【知识点】已知向量共线(平行)求参数
【分析】由平面向量减法运算得出,再由三点共线得,列出方程组求解即可.
【详解】由已知得,,
若,,三点共线,则,即,
所以,解得,
故答案为:3.
【变式2】(2025高一·全国·专题练习)如图,在平行四边形中,点是的中点,点在上,,求证:三点共线.
【答案】证明见解析
【知识点】平面向量共线定理证明点共线问题
【分析】证法1:利用三点共线判定定理,列出的关系式,判断其系数之和是否为1;
证法2:连结且与相交于点,利用几何关系可证明和为同一点.
【详解】证法1:因为,所以三点共线.
证法2:连结且与相交于点,
因为,所以.
又因为是的中点且,
所以,即,
又因为,
所以和为同一点,所以三点共线.
题型三 平面向量基本定理的应用
解|题|技|巧
1.基底的选择与判定:优选基底的 3 个技巧:图形优先选边、已知优先选给定向、特殊点优先选原点 / 重心;
2.向量的基底分解:(1)定基底:根据题型选好一组不共线的基底;拆向量:利用向量加减 / 数乘法则,将未知向量拆分为图形中易表示的向量组合;代基底:将拆分后的所有向量,全部用选定的基底向量替换;
化简合并.(2)3个分解提速技巧:首尾相接法、中点转化法、整体代入法:先表示出相关向量,再整体代入目标向量;
3. 平面向量基本定理的综合应用:(1)选基底(2)全分解:将题目中所有向量用基底表示;(3)用条件:结合共线定理、重心结论、中点公式,列出向量等式;(4)用唯一性:将等式整理为;(5)解参数:解方程组得参数,结合题意得出最终结论.
4. 解题自查3要点:(1)查基底:基底是否非零且不共线,无问题再进行后续验证;
(2)查分解:向量分解是否符合加减法则,方向、系数是否正确;
(3)查唯一性:参数是否由 “系数对应相等” 求出,综合题是否用 “系数为 0” 推论.
易|错|点|拨
1.基底选择错误,用共线向量 / 零向量作基底;
2.忽略分解的唯一性,漏用 “系数对应相等”;
3.混淆 “基底向量” 与 “坐标向量”,盲目坐标化.
【典例1】(24-25高一下·北京顺义·期末)在中,点P,Q满足,.若,则 .
【答案】
【知识点】利用平面向量基本定理求参数
【分析】由进行求解.
【详解】由,得,
由,得,
则
,
得,
则,
故答案为:
【典例2】(24-25高一下·云南楚雄·月考)如图,在中,为线段上靠近点的三等分点,是线段上一点,过点的直线与边分别交于点,设.
(1)以为基底表示.
(2)若,求的值;
(3)若点为线段的中点,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】基本不等式“1”的妙用求最值、利用平面向量基本定理求参数、基本不等式求和的最小值、用基底表示向量
【分析】(1)结合图形,利用向量的线性运算用基底表示即可;
(2)利用平面向量基本定理,由三点共线得到,再由是线段上一点,得到,与(1)的结论对照即可求得的值;
(3)由三点共线得到,结合点为线段的中点可得,与(1)的结论对照,列出方程组,消去,得到,利用基本不等式“1”的妙用即可求得的最小值.
【详解】(1)由图,.
(2)因三点共线,则存在,使得,
又是线段上一点,则存在,使得,
由(1)已得,故有,解得:,即.
(3)因,且三点共线,
则存在,使得,
又因点为线段的中点,则有,
与对照可得:,消去即得,即,
故,
当且仅当时,即当时,取得最小值为.
【变式1】(25-26高一上·四川绵阳·期中)如图,在中,为线段上的一点,(,)且,则( )
A., B., C., D.,
【答案】B
【知识点】利用平面向量基本定理求参数、平面向量基本定理的应用、用基底表示向量
【分析】根据平面向量的线性运算与共线定理用基底表示向量,结合平面向量基本定理即可得的值.
【详解】因为,
所以,
则,
故,.
故选:B.
【变式2】(2025·四川德阳·模拟预测)在中,已知,P在线段(不包含端点)上,若,则的最小值为( )
A. B. C.4 D.3
【答案】A
【知识点】基本不等式“1”的妙用求最值、平面向量基本定理的应用
【分析】设,通过向量的线性运算结合题目中的条件把用表示,最后利用基本不等式即可求解.
【详解】设,
则,
又因为,所以,,
所以,
当且仅当,即时等号成立.
所以的最小值为.
故选:A
题型四 向量的坐标运算问题
解|题|技|巧
1.向量坐标运算:(1)分开算:横坐标、纵坐标独立运算,避免 “横纵混算” 出错;(2)先数乘后加减:有系数先算数乘,再算加减(类比代数:先乘除后加减);(3)凑整算:系数为分数 / 负数时,先凑整化简,再计算;
2.一般步骤:
(1)建系设点:根据图形建立直角坐标系,设未知点 / 参数坐标;
(2)写向量坐标:由点坐标求所有相关向量的坐标;
(3)翻译条件:将 “共线、模长、中点、重心” 等条件→坐标方程 / 不等式;
(4)求解代数问题:解方程 / 方程组 / 二次函数最值;
(5)还原向量结论:将代数结果转化为向量结论,检验合理性
易|错|点|拨
1.混混淆向量坐标与点坐标,搞错 “起点 - 终点” 顺序;
2.共线坐标判定时,误用比例式,忽略分母为 0;
3.模长计算忘记开方;
4.数乘 / 加减运算时,系数未遍乘 / 横纵混算.
【典例1】(20-21高一·全国·课后作业)已知数轴上的点,,.
(1)若点A是线段的一个三等分点,求x的值;
(2)求的最小值.
【答案】(1)或;(2)5.
【知识点】向量加法法则的几何应用、平面向量的混合运算
【分析】(1)先把A是线段的一个三等分点转化为或,直接列方程即可求出x;
(2)利用向量模的三角形不等式即可求出最小值.
【详解】解:(1)因为点A是线段的一个三等分点,
所以或.
因为,,,
所以或.
所以或.
(2)因为,当且仅当与同向时取等号,
所以当时,取得最小值5.
【典例2】(24-25高一下·江苏镇江·月考)已知是平面内两个不共线的向量,.
(1)若三点共线,求实数的值;
(2)若四边形为平行四边形,点,且,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【知识点】已知向量共线(平行)求参数
【分析】(1)利用共线定理得,建立方程组即可求解;
(2)利用相等向量即可.
【详解】(1).
因为三点共线,所以存在实数,使得,
即,得.
因为是平面内两个不共线的非零向量,
所以,解得.
(2)设,则;
因为,则,
因为四边形为平行四边形,所以.
所以,解得,
即点的坐标为.
【变式1】(20-21高一·全国·课后作业)已知,,是直线l上的向量,向量,的坐标分别为1,-3,且,求,,的坐标.
【答案】,,的坐标分别是-2,-3,3或-1,,0.
【知识点】平面向量线性运算的坐标表示、向量模的坐标表示
【分析】由已知可得,计算即可得出结果.
【详解】解:设,,的坐标分别是x,y,z.
因为向量,的坐标分别为1,-3,且,
所以,
解得,或.
所以,,的坐标分别是-2,-3,3或-1,,0.
【变式2】(25-26高一上·山东日照·月考)平面内给定三个向量,,.
(1)求满足的实数,;
(2)若,求实数.
【答案】(1);
(2).
【知识点】由向量共线(平行)求参数、平面向量线性运算的坐标表示
【分析】(1)根据向量线性运算的坐标表示列方程组求解即可;
(2)利用向量共线的充要条件列方程求解.
【详解】(1),即,
,解得.
(2),,
,
,即,解得.
题型五 平面向量线性运算的应用
解|题|技|巧
一、利用线性运算解决平面几何证明题(如平行 / 相等 ):.
1.建向量:将几何图形中的线段转化为同向向量;
2.线性运算:用加减 / 数乘化简待证向量;
3.证关系:(1)证线段平行:证明两向量共线且无公共点;
(2)证线段相等:证明两向量相等;
(3)证中位线;
4.转几何:将向量关系转化为几何结论;
5.下结论:规范书写证明结果.
二、线性运算应用的 5 个应试核心技巧:
1.基底优先:所有应用题型,优先选基底,将未知向量转化为基底线性组合,化繁为简;
2.数形结合:画简易几何图形,标注向量方向、特殊点,直观判断向量拆分方向,避免运算错误;
3.结论秒杀:熟记重心 / 中点 / 三点共线的线性运算结论,填空选择直接写结果,节省计算时间;
4.消元化简:线性运算中,优先消去「反向向量」「共线向量」,快速合并同类项;
5.验证闭环:解完后反向代入,验证向量关系是否符合几何图形,避免逻辑错误.
易|错|点|拨
1.几何图形中向量拆分方向错误,法则应用混淆;
2.几何图形中向量拆分方向错误,法则应用混淆;
3.求参数时,忽略基底不共线 / 零向量前提,导致参数解错;
4.线性运算化简时,混淆「向量运算」与「数的运算」,忽略方向导致模长错算;
5.重心 / 中点 / 分点应用时,记错线性运算结论,系数错误;
6.忽略零向量的特殊性,导致漏解 / 错解.
【典例1】(2025高一·全国·专题练习)已知,为平面内任意一点,动点满足,则点的轨迹一定经过( )
A.的内心 B.的垂心
C.的重心 D.的外心
【答案】C
【知识点】平面向量共线定理证明点共线问题、三角形的心的向量表示
【分析】取中点为,根据向量的线性运算,以及共线定理,即可判断.
【详解】先设的中点为,则,
又因为,
而,
由三点共线的充要条件知三点共线,
则点的轨迹一定经过的重心.
故选:C.
【典例2】(2025高一·全国·专题练习)根据下列各小题的条件,试判断四边形的形状.
(1);
(2);
(3)且.
【答案】(1)梯形
(2)平行四边形
(3)四边形是夹角为的菱形
【知识点】向量的线性运算的几何应用、向量加法法则的几何应用
【分析】(1)利用向量线性运算的几何意义及梯形的概念求解即可;
(2)利用向量线性运算的几何意义及平行四边形的概念求解即可;
(3)解法1:根据平行四边形法则得四边形是平行四边形,再根据向量的加法运算得,即可判断四边形是夹角为的菱形;
解法2:根据平行四边形法则得四边形是平行四边形,根据向量的几何意义得是的角平分线且,即可判断.
【详解】(1)因为,所以且,
即四边形是梯形.
(2)因为,即,所以,
所以四边形是平行四边形.
(3)解法1:因为,根据平行四边形法则,四边形首先是平行四边形.
又因为,所以,
即,所以,
即,所以四边形是夹角为的菱形,如图.
解法2:因为,根据平行四边形法则,四边形是平行四边形.
,分别为与和同向的单位向量,
它们的和在的角平分线上.
又因为的几何意义是与同向的单位向量为与和同向的单位向量之和,
所以是的角平分线且,即四边形是夹角为的菱形.
【变式1】(2025高一·全国·专题练习)若为内一点,且,则的形状为( ).
A.等边三角形 B.等腰三角形
C.直角三角形 D.等腰直角三角形
【答案】C
【知识点】向量的线性运算的几何应用
【分析】根据向量的线性运算得,再利用向量的平行四边形法则及矩形的概念判断即可.
【详解】由化简得,
而,所以可得,
即以为邻边所作的平行四边形的对角线相等,所以这个平行四边形是矩形,
即是直角三角形.
故选:C.
【变式2】(2025高一·全国·专题练习)已知为所在平面内一点,若,其中内角的对边分别为,则点是的( )
A.外心 B.内心 C.重心 D.垂心
【答案】B
【知识点】根据向量关系判断三角形的心、三角形的心的向量表示
【分析】由对称性知可任选其一作变换,如用,代换,将各向量转化为共起点的三个向量的关系式,进一步变形判断.
【详解】因为,,
所以,
所以(*).
又因为,,其中分别表示,方向的单位向量,
(*)式可进一步化为,
而表示与的平分线共线的向量,
所以平分.
同理,平分,平分,
所以是的内心,
故选:B.
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高三上·广东·期中)已知向量不平行,,则( )
A. B. C.1 D.2
【答案】B
【知识点】已知向量共线(平行)求参数
【分析】根据平面向量共线定理,先转化平行关系为等式,再整理等式分离向量系数,最后利用“不共线向量的系数对应相等”列方程求解即可.
【详解】因为向量,不平行,,
所以存在实数,使得:,
即,解得.
故选:B.
2.(25-26高一上·湖南衡阳·月考)已知是空间内两个方向相反的向量,则下列结论一定成立的是( )
A. B.且 C. D.
【答案】D
【知识点】平行向量(共线向量)、零向量与单位向量、向量的模、平面向量的概念与表示
【分析】根据方向相反的向量模长未必相等可知ABC错误;根据单位向量的方向与定义可知D正确.
【详解】对于A,方向相反,但模长未必相等,则未必成立,A错误;
对于B,方向相反,,但模长未必相等,B错误;
对于C,方向相反,但模长未必相等,则未必成立,C错误;
对于D,表示与同向的单位向量,表示与同向的单位向量,
方向相反,,则,D正确.
故选:D.
3.(24-25高一下·广西柳州·期中)四边形中,O为任意一点,若,则四边形一定是( )
A.矩形 B.菱形 C.正方形 D.平行四边形
【答案】D
【知识点】相等向量、向量减法法则的几何应用
【分析】根据向量的减法可得,进而分析求解即可.
【详解】因为,则,即,
可知两边平行且相等,所以四边形是平行四边形,
但没有足够条件判断是否为矩形、菱形或正方形,故ABC错误,D正确.
故选:D.
4.(24-25高二下·贵州贵阳·月考)已知,与同向且,则( )
A. B.或
C.或 D.
【答案】D
【知识点】坐标计算向量的模、已知向量共线(平行)求参数
【分析】根据题意,,利用模长可得,从而得解.
【详解】与同向,
,又,
,解得,
.
故选:D.
5.(多选)(24-25高一下·江苏南通·期中)已知向量为非零向量,是非零实数,则下列说法错误的是( ).
A.与方向相反 B.与方向相同
C. D.
【答案】ACD
【知识点】向量数乘的有关计算
【分析】由向量数乘概念可判断各选项正误.
【详解】对于A,当时,与方向相同,故A错误;
对于B,当时,,则与方向相同,故B正确;
对于C,当且,即时,
,故C错误;
对于D,表示的模,为实数,表示一个向量,两者不相等,故D错误.
故选:ACD
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高一下·黑龙江齐齐哈尔·月考)在中,D是BC边上一点且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】平面向量基本定理的应用、用基底表示向量
【分析】结合图形,利用共线向量表示及平面向量线性运算即得.
【详解】如图,由可得,
则.
故选:C
2.(24-25高一下·湖南岳阳·期末)如图,在中,,P是上一点,若,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】利用平面向量基本定理求参数、平面向量共线定理的推论
【分析】先利用线段比例转化向量,再统一向量基底,最后根据“三点共线时,向量分解的系数和为1”的性质求解即可.
【详解】,
,
,
,
,
是线段上一点,
三点共线,
,
解得.
故选A.
3.(2025·四川成都·一模)在平行四边形中,,是线段DE的中点,连接交于O,若,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】B
【知识点】向量加法法则的几何应用、向量的线性运算的几何应用、用基底表示向量、利用平面向量基本定理求参数
【分析】设,以为基底,分别用表示,建立方程组求解.
【详解】
,
又因为,所以,
设,则,
所以,解得,
故选:B.
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(24-25高一下·黑龙江齐齐哈尔·月考)O为内一点,且,则的面积与的面积的比值为
【答案】
【知识点】向量的线性运算的几何应用、平面向量基本定理的应用
【分析】结合平面向量共线定理求出两个三角形的高的比值,即可求得面积比值.
【详解】取的中点为,连接,如下图所示:
易知,所以,
因此可得三点共线,
易知与的公共边为,设点到边的距离为,
可知到边的距离为,到边的距离为,
所以.
故答案为:
2.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期中)平面直角坐标系中,点M从原点O出发,每步只能按向量,,运动.若M要走遍以O,,,为顶点的正方形中所有整点(包含边界),至少要走 步.
【答案】28
【知识点】向量新定义、向量加法法则的几何应用
【分析】作出图象,结合相关点的分布情况,即可得出答案.
【详解】
如图,
,
共需28步.
故答案为:28.
3.(2025高一·全国·专题练习)如图,已知,分别是,上的动点,且满足,求证:在三点运动过程中,的重心不动.
【答案】证明见解析
【知识点】根据向量关系判断三角形的心、三角形的心的向量表示、平面向量的混合运算
【分析】证法1:由条件与向量的线性运算证明的重心同时也是的重心;
证法2:设是的重心,利用向量的线性运算把用表示出来,可得到,可以证明是的重心.
【详解】证法1:因为,
所以.
又因为,所以.
设是的重心,可得,
两式相减可得,所以也是的重心.
证法2:因为,
设是的重心,且,所以,
同理可得,,
所以,
即也是的重心.
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