内容正文:
第01讲向量概念
知识清单
知识点01:向量的概念
知识点02:向量的表示法
知识点03:向量的有关概念
知识点04:向量的共线或平行
题型讲解
(举三反三)
题型1:平面向量的概念与表示
题型2:向量的模
题型3:零向量与单位向量
题型4:相等向量
题型5:平行向量
强化训练
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
知识点1 向量的概念
1、向量:既有大小又有方向的量叫做向量.
2、数量:只有大小,没有方向的量(如年龄、身高、长度、面积、体积和质量等),称为数量.
【注意】
(1)本书所学向量是自由向量,即只有大小和方向,而无特定的位置,这样的向量可以作任意平移;
(2)看一个量是否为向量,就要看它是否具备了大小和方向两个要素;
(3)向量与数量的区别:数量与数量之间可以比较大小,而向量与向量之间不能比较大小.
知识点2 向量的表示法
1、有向线段:具有方向的线段叫做有向线段,有向线段包含三个要素:起点、方向、长度.
2、向量的字母表示法:如等.
3、向量的几何表示法:以A为始点,B为终点作有向线段(注意始点一定要写在终点的前面).如果用一条有向线段表示向量,通常我们就说向量.
【注意】
(1)用字母表示向量便于向量运算;
(2)用有向线段来表示向量,显示了图形的直观性.应该注意的是有向线段是向量的表示,不是说向量就是有向线段.由于向量只含有大小和方向两个要素,用有向线段表示向量时,与它的始点的位置无关,即同向且等长的有向线段表示同一向量或相等的向量.
知识点3 向量的有关概念
1、向量的模:向量的大小叫向量的模(就是用来表示向量的有向线段的长度).
【注意】(1)向量的模;(2)向量不能比较大小,但是实数,可以比较大小.
2、零向量:长度为零的向量叫零向量.记作,它的方向是任意的.
3、单位向量:长度等于1个单位的向量.
【注意】(1)在画单位向量时,长度1可以根据需要任意设定;
(2)将一个向量除以它的模,得到的向量就是一个单位向量,并且它的方向与该向量相同.
4、相等向量:长度相等且方向相同的向量.
【注意】在平面内,相等的向量有无数多个,它们的方向相同且长度相等.
知识点4 向量的共线或平行
1、向量共线或平行的定义:方向相同或相反的非零向量,叫共线向量(共线向量又称为平行向量)。
规定:与任一向量共线.
【注意】(1)零向量的方向是任意的,注意0与0的含义与书写区别.
(2)平行向量可以在同一直线上,要区别于两平行线的位置关系;共线向量可以相互平行,要区别于在同一直线上的线段的位置关系.
2、共线向量与相等向量的关系:相等向量一定是共线向量,但共线向量不一定是相等的向量.
题型1:平面向量的概念与表示
【例1-1】下列物理量中,不能称为向量的是( )
A.质量 B.速度 C.位移 D.力
【答案】A
【分析】由向量的概念判断即可.
【详解】由于向量即有大小又有方向,故速度,位移,力为向量,质量只有大小不是向量.
故选:A
【例1-2】(24-25高一上·北京·月考)下列关于向量的说法正确的是( )
A.物理学中的摩擦力、重力都是向量 B.平面直角坐标系上的轴、轴都是向量
C.温度含零上和零下温度,所以温度是向量 D.身高是一个向量
【答案】A
【分析】根据向量有大小有方向的特点逐项判断.
【详解】对于A,摩擦力和重力都及有大小,也有方向,所以摩擦力,重力都是向量,A正确;
对于B,轴,轴有方向,但没有大小,所以它们都不是向量,B错误;
对于C,温度只有大小,没有方向,所以温度不是向量,C错误;
对于D,身高只有大小,没有方向,所以身高不是向量,D错误;
故选:A.
【例1-3】下列各量中,向量有: .(填写序号)
①浓度;②年龄;③风力;④面积;⑤位移;⑥加速度.
【答案】③⑤⑥
【分析】根据向量的概念判断即可.
【详解】向量是有大小有方向的量,故符合的有:风力,位移,加速度.
故答案为:③⑤⑥.
【变式1-1】(24-25高一下·安徽蚌埠·月考)下列各量中是向量的为( )
A.时间 B.体积 C.重力 D.密度
【答案】C
【分析】根据向量的定义判断可得出结论.
【详解】由题意可知,时间、体积、密度都是数量,而重力是向量.
故选:C.
【变式1-2】以下选项中,都是向量的是( )
A.时间、海拔 B.质量、位移 C.加速度、体积 D.浮力、速度
【答案】D
【分析】根据向量的定义判定.
【详解】时间、海拔、质量、体积均只有大小,没有方向,不是向量.
位移,加速度,浮力、速度既有大小又有方向,是向量.
故选:D
【变式1-3】下列各量中,向量有: .(填写序号)
①浓度;②年龄;③风力;④面积;⑤位移;⑥人造卫星的速度;⑦电量;⑧向心力;⑨盈利;⑩加速度.
【答案】③⑤⑥⑧⑩
【分析】根据向量的概念判断即可.
【详解】解:向量是有大小有方向的量,故符合的有:风力,位移,人造卫星的速度,向心力,加速度.
故答案为:③⑤⑥⑧⑩.
题型2:向量的模
【例2-1】已知点在所在平面内,满足,则点是的( )
A.外心 B.内心 C.垂心 D.重心
【答案】A
【分析】根据点到的距离相等可得答案.
【详解】因为,即点到的距离相等,
所以点是的外心.
故选:A
【例2-2】如图,在中,点D、E、F分别是边BC、CA、AB的中点,在以A、B、C、D、E、F为端点的向量中,与向量的模相等的向量的个数是 .
【答案】5
【分析】由向量的概念,结合几何图形写出与模相等的向量,即知个数.
【详解】由图知:与向量的模相等的向量有,
∴共有5个.
故答案为:5.
【例2-3】(24-25高一下·广西南宁)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米到达点.
(1)在图中作出向量;(正方形小方格的边长是1米)
(2)求向量的模.
【答案】(1)作图见解析;
(2)米.
【分析】(1)根据给定条件,作出图形.
(2)借助几何图形,利用勾股定理求出模长.
【详解】(1)作出向量,如图:
(2)依题意,,向量相当于从点A出发向东走15米,再向正北走10米,
所以(米).
【变式2-1】设点是正三角形的中心,则向量,,是( )
A.共起点的向量 B.模相等的向量 C.共线向量 D.相等向量
【答案】B
【分析】利用平面向量的相关概念判断.
【详解】因为点是正三角形的中心,
所以,,是模相等的向量;
向量只有大小与方向两个要素,没有起点之说;
这三个向量方向不同,不是共线向量;
这三个向量方向不同,不是相等向量.
故选:B
【变式2-2】已知圆O的周长是,是圆O的直径,C是圆周上一点,于点D,则 .
【答案】
【分析】根据题设可得圆O的半径为1,结合已知条件及含的直角三角形的性质即可求.
【详解】由题设,圆O的半径为1,又,如下图示:
在中,,,所以.
故答案为:
【变式2-3】(24-25高一下·全国)已知飞机从A地按北偏东30°的方向飞行2000km到达B地,再从B地按南偏东30°的方向飞行2000km到达C地,再从C地按西南方向飞行km到达D地.
(1)作出向量,,,;
(2)问D地在A地的什么方向?D地距A地多远?
【答案】(1)答案见解析
(2)地在地的东南方向,距地
【分析】(1)根据向量的定义即可求解,
(2)根据三角形的边角关系即可求解.
【详解】(1)由题意,作出向量,,,,如图所示.
(2)依题意知,为正三角形,所以.
又因为,,
所以为等腰直角三角形,则,,
所以地在地的东南方向,距地.
题型3:零向量与单位向量
【例3-1】下列说法错误的是( )
A.任一非零向量都可以平行移动 B.是单位向量,则
C. D.若,则
【答案】D
【分析】根据题意,由向量的定义以及相关概念对选项逐一判断,即可得到结果.
【详解】因为非零向量是自由向量,可以自由平移移动,故A正确;
由单位向量对于可知,,故B正确;
因为,所以,故C正确;
因为两个向量不能比较大小,故D错误;
故选:D
【例3-2】(25-26高一上·辽宁大连·期末)与向量方向相同的单位向量为 .
【答案】
【分析】由单位向量的定义有求解即可.
【详解】由题意可得与向量方向相同的单位向量为:.
故答案为:
【例3-3】(24-25高一上·上海·课前预习)基向量、能否是零向量?
【答案】答案见解析
【分析】见解析
【详解】、不能是零向量,必须是非零向量.若是零向量,则、是平行向量,并且当为零向量时,,此时只能与平行,就不能是平面内的任意向量了.
【变式3-1】下列说法正确的是( )
A.向量的模是一个正实数 B.零向量没有方向
C.单位向量的模等于1个单位长度 D.零向量就是实数0
【答案】C
【分析】根据向量的模、零向量和单位向量的定义逐个选项分析可得答案.
【详解】对于A,零向量的模等于零,故A错误;
对于B,零向量有方向,其方向是任意的,故B错误;
对于C,根据单位向量的定义可C知正确;
对于D,零向量有大小还有方向,而实数只有大小没有方向,故D错误.
故选:C.
【变式3-2】若与任意都平行,则 .
【答案】
【分析】根据零向量的性质可直接得到结果.
【详解】零向量与任意向量都平行,.
故答案为:.
【变式3-3】如果把平面上所有的单位向量的起点都平移到同一点,那么它们的终点构成的图形是什么?
【答案】单位圆
【分析】根据单位向量的长度和方向判断即可.
【详解】单位向量的长度为1个单位长度,方向是任意的,
因此,平面上所有的单位向量的起点都平移到同一点,
那么它们的终点构成的图形是个单位圆.
题型4:相等向量
【例4-1】(24-25江苏·高一专题练习)下列条件中能得到的是( )
A. B.与的方向相同
C.,且 D.且
【答案】D
【分析】根据相等向量的定义即可逐一判断各选项.
【详解】因等价于长度相等,方向相同.
对于A,由不能确定方向是否相同,故A错误;
对于B,与的方向相同,但长度不确定是否相等,故B错误;
对于C,当,且时,若的方向相反,则不成立,故C错误;
对于D,当且时,长度相等,方向相同,故D正确.
故选:D.
【例4-2】在四边形中,有,则四边形的形状为 .
【答案】平行四边形
【分析】根据向量相等的概念可得结果.
【详解】由得,,且,
∴四边形为平行四边形.
故答案为:平行四边形.
【例4-3】(2024·江苏·高一专题练习)如图,四边形是边长为3的正方形,把各边三等分后,共有16个交点,从中选取两个交点作为向量的起点和终点,则与向量相等的向量有多少个?(在图中标出相应字母,写出这些向量)
【答案】8个,分别为
【分析】根据相等向量的概念得到答案.
【详解】题图中每个小正方形的对角线所在的向量中,与向量方向相同的向量与其相等,共有8个,
分别为,
【变式4-1】下列说法正确的是( )
A.若为单位向量,则 B.若为平行向量,则
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【分析】由向量相等的概念进行判断即可.
【详解】由向量相等的概念可知且方向相同.
对A:为单位向量可得,但方向未必相同,故未必成立,故A错误;
对B:为平行向量,不能说明,也不能说明方向相同,所以不能说明,故B错误;
对C:仅,不能说明,故C错误;
对D:若,则正确,故D正确.
故选:D
【变式4-2】已知四边形和都是平行四边形,则与向量相等的向量为 .
【答案】,.
【分析】根据向量相等的概念直接求解.
【详解】
四边形和都是平行四边形,
,,
从而,,.
故与向量相等的向量为,.
故答案为:,.
【变式4-3】设点为正八边形的中心,分别写出与、、、相等的向量.
【答案】,,,.
【分析】根据正八边形的性质及相等向量的定义判断即可.
【详解】依题意可得,,,.
题型5:平行向量
【例5-1】(24-25高一下·江苏宿迁·期中)下列命题正确的是( )
A.单位向量均相等 B.任一向量与它的相反向量不相等
C.模为零的向量与任一向量平行 D.模相等的两个共线向量是相同的向量
【答案】C
【分析】根据单位向量、零向量、共线向量的定义判断即可.
【详解】对于A:单位向量大小相等都是,但方向不一定相同,故单位向量不一定相等,故A错误;
对于B:零向量与它的相反向量相等,故B错误.
对于C:模为的向量为零向量,零向量与任非零意向量共线,故C正确;
对于D:模相等的两个共线向量可能是相同的向量也可能是相反向量,故D错误.
故选:C.
【例5-2】一辆汽车从点出发向西行驶了100km到达点,然后又改变方向向西偏北方向行驶了200km到达点,最后又改变方向,向东行驶了100km到达点,则 km, km.
【答案】 100 200
【分析】根据判定四边形为平行四边形,即可求解.
【详解】如图所示,汽车从点出发,经过点,到达点,最后停在点,
易知,,
又在四边形中,,
所以四边形为平行四边形,所以.
故答案为:100,200
【例5-3】如图,四边形ABCD是平行四边形,四边形ABDE是矩形.
(1)找出与相等的向量;
(2)找出与共线的向量.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据相等向量的定义写出即可;
(2)根据共线向量的定义直接写出.
【详解】(1)由四边形ABCD是平行四边形,四边形ABDE是矩形知,
与的长度相等且方向相同,所以与相等的向量为.
(2)由题干图可知,与方向相同,与方向相反,
所以与共线的向量有.
【变式5-1】(2024高一·江苏·专题练习)已知向量与向量共线,则下列关于向量的说法中,正确的是( )
A.向量与向量一定同向
B.向量,向量,向量一定共线
C.向量与向量一定相等
D.以上说法都不正确
【答案】B
【分析】
利用向量共线的概念逐一判断.
【详解】
根据共线向量的定义,可知,,这三个向量一定为共线向量,但方向不确定是同向还是反向,大小也不确定,故ACD错误,B正确.
故选:B.
【变式5-2】与向量平行的单位向量是 .
【答案】或
【分析】利用与向量平行的单位向量公式为来进行计算即可.
【详解】,,
则与向量平行的单位向量是,
故答案为:或.
【变式5-3】在平行四边形ABCD中,E、F分别是CD、AB的中点,如图所示.
(1)写出与向量平行的向量;
(2)求证:.
【答案】(1) ,,.
(2)证明见解析.
【分析】(1)根据平行向量的定义即可求解;
(2)根据相等向量的定义即可证明.
【详解】(1)与向量平行的向量有,,.
(2)在平行四边形ABCD中,,,
因为E,F分别是CD,AB的中点,
所以且,
所以四边形BFDE是平行四边形,
故.
一、单选题
1.(24-25高一下·江苏扬州·月考)下列命题中,正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】C
【分析】根据向量的概念逐一判断.
【详解】对于A:若,则只是大小相同,并不能说方向相同,A错误;
对于B:向量不能比较大小,B错误;
对于C:若,则方向相同,C正确;
对于D:若,如果为零向量,则不能推出平行,D错误.
故选:C.
2.(24-25高一下·湖北·月考)已知非零向量与共线,下列说法正确的是( )
A.与共线 B.与不共线
C.若,则 D.若,则是一个单位向量
【答案】D
【分析】根据向量共线,向量相等及单位向量的定义分别判断各选项.
【详解】当,,,四点在一条直线上时,与共线,否则与可能不共线,所以AB选项错误;
若,无法确定向量方向,不能确定向量相等,C选项错误;
根据单位向量定义可知若,则是一个单位向量,D选项正确;
故选:D.
3.(24-25高一下·江苏无锡·月考)“且”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】利用相等向量和相反向量的定义,结合充分条件与必要条件的判断方法,即可求解.
【详解】若与是相反向量,且均不为零向量,显然满足且,但得不到,
若,由相等向量的定义知且,所以“且”是“”的必要不充分条件,
故选:B.
4.(24-25高一下·江西南昌·月考)给出下列四个说法:①若,则;②若,则或;③若,则的方向相同或相反;④ 若,,则. 其中错误的说法有( )个
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】利用向量是既有大小又有方向的量,但零向量的方向是任意的,且零向量与任意向量是共线的,所以在概念辨析时要充分考虑零向量是否也满足,从而可作出判断.
【详解】对于①,若,则,故①错误;
对于②,若,由于方向不确定是相同或相反,则或是不一定正确的,故②错误;
对于③,若,且,因为零向量的方向是任意的,则的方向不一定相同或相反;只有当时,若,则的方向相同或相反;故③错误;
对于④,若,,由于当,就不能保证,只有当时,才一定有,故④错误;
故选:D.
5.下列向量的概念错误的是( )
A.长度为0的向量是零向量,零向量的方向是任意的
B.零向量和任何向量都是共线向量
C.相等向量一定是共线向量,但共线向量不一定相等
D.,,则
【答案】D
【分析】根据零向量,相等向量,共线向量的定义即可求解.
【详解】对于A, 零向量的长度为0,且方向是任意的,故A正确,
对于B,规定零向量与任意向量共线,故B正确,
对于C,相等向量的模长和方向都相同,故相等向量一定是共线向量,但共线向量是方向相同或者相反的两个向量,模长不一定相等,故共线向量不一定相等,C正确,
对于D,当为零向量时,此时不一定能得到,故D错误,
故选:D
6.(25-26高一下·江苏连云港·月考)下列说法错误的是( )
A. B.、是单位向量,则
C.两个相同的向量的模相等 D.单位向量均相等
【答案】D
【分析】根据相等向量、单位向量的定义判断即可.
【详解】对于A:因为,又互为相反向量的两个向量的模相等,所以,故A正确;
对于B:因为、是单位向量,所以,故B正确;
对于C:两个相同的向量的模相等,故C正确;
对于D:单位向量的模相等均为,由于无法确定方向是否相同,故单位向量不一定相等,故D错误.
故选:D
7.如果是两个单位向量,则下列结论中正确的个数是( )
①;②;③;④.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】根据单位向量模相等,方向任意依次判断各选项即可得答案.
【详解】因为是两个单位向量,所以,
但两向量的方向不能确定,所以,故①②错误,③④正确.
故选:B.
8.下列说法正确的是( )
A.若两个单位向量平行,则这两个单位向量相等
B.两个有共同起点,且长度相等的向量,它们的终点相同
C.若,,则
D.向量与向量的长度相等
【答案】D
【分析】本题可根据单位向量、平行向量、相等向量等向量的基本概念,对每个选项逐一进行分析判断.
【详解】单位向量是指模等于的向量.若两个单位向量平行,它们的方向可能相同或相反.当方向相反时,这两个单位向量并不相等.所以A选项错误.
两个有共同起点且长度相等的向量,它们的方向不一定相同.向量由大小和方向共同决定,方向不同时,终点也不同.比如,以原点为起点,长度都为的向量,一个沿轴正方向,一个沿轴正方向,它们的终点显然不同.所以B选项错误.
当时,对于任意向量和,都有且,但与不一定平行.因为零向量与任意向量都平行.所以C选项错误.
向量与向量是方向相反的向量,但它们的长度是相等的,因为向量的长度只与向量的大小有关,与方向无关.所以D选项正确.
故选:D.
二、多选题
9.(23-24高一下·江苏无锡·期中)下列说法错误的是( )
A.向量与向量是共线向量,则点A,B,C,D必在同一条直线上
B.若,则或
C.若向量满足,且与同向,则
D.向量与共线的充要条件是:存在唯一的实数,使
【答案】AC
【分析】由平面向量共线以及共线定理可判断A错误,D正确,再由数乘运算可得B正确,因为平面向量不能比较大小,可知C错误.
【详解】对于A,向量与向量是共线向量,则可能平行,因此不一定在同一条直线上,即A错误;
对于B,若,则或,即B正确;
对于C,向量不能比较大小,因此错误,即C错误;
对于D,由平面向量的共线定理可知D正确.
故选:AC
10.(2025高一·江苏·专题练习)如图,在菱形中,若,则以下说法中正确的是( )
A.与不平行
B.
C.与的模相等的向量有9个(不含)
D.与相等的向量只有一个(不含)
【答案】BCD
【分析】对A,根据平行向量的定义判断;对B,根据条件,求得得解;对C,根据相等向量的定义结合图形求解判断;对D,根据相等向量的定义判断.
【详解】对于A,向量与的方向是相反的,是平行向量,故A错误;
对于B,因为,则,所以,故B正确;
对于C,根据菱形的性质结合,可知对角线与菱形的边长相等,
故与的模相等的向量有,,,,,,,,,共9个向量,故C正确;
对于D,与相等的向量需要方向相同,模相等,只有,故D正确.
故选:BCD.
11.(24-25高一下·江苏泰州·月考)下列说法中,正确的是( )
A.若两个非零向量 满足,则是互为相反向量
B.若向量 满足 与同向,则
C.的充要条件是 与重合,与重合
D.模为0是一个向量方向不确定的充要条件
【答案】AD
【分析】根据向量的基本性质,基本概念,以及向量平行和零向量的定义,逐项分析即可.
【详解】对于A,因为两个非零向量 满足,
则,且,故方向相反,
则是互为相反向量,故A正确;
对于B,因为向量不能比较大小,故B错误;
对于C, 若与重合,与重合,则,
则充分性成立,
但,根据向量的可平移性,
不一定有与重合,与重合,必要性不成立,
故C错误;
对于D,模为0的向量是零向量,故其方向不确定;
一个向量方向不确定,是零向量,其模为0,
故模为0是一个向量方向不确定的充要条件,
则D正确,
故选:AD.
三、填空题
12.(24-25高一上·江苏泰州·月考)在矩形中,,分别为、的中点,在以为起点和终点的所有非零向量中,找出所有符合条件的向量:
(1)与相等的向量: ;
(2)的负向量: ;
(3)与共线的向量: .
【答案】 ①②③
【分析】根据向量的定义,把所有向量罗列出来,找出符合条件的向量即可.
【详解】(1)与相等的向量:;
(2)的负向量:;
(3)与共线的向量:.
故答案为:①②③.
13.(1)A、B、C是平面上三个不同的点,若,则A、B、C的位置关系是 ;若进一步有,则A、B、C的位置关系是 ;
(2)如图,在四边形中,若,则四边形是 .
【答案】 A、B、C三点共线 B是的中点 平行四边形
【分析】(1)根据共线向量的概念即可判断;
(2)根据相等向量的概念即可判断.
【详解】(1)且有一个公共点,
A、B、C三点共线;
,方向相同,
B是的中点,
故答案为:A、B、C三点共线;B是的中点;
(2)在四边形中,若,则一组对边平行且相等,则四边形是平行四边形;
故答案为:平行四边形
14.(24-25高一下·江苏宿迁)在下列判断中,真命题的是 .
①长度为的向量都是零向量;②零向量的方向都是相同的;③单位向量的长度都相等;④单位向量都是同方向;⑤任意向量与零向量都共线.
【答案】①③⑤
【分析】根据向量的定义及知识即可逐项判断求解.
【详解】对①:由定义知①正确;
对②:由于两个零向量是平行的,但不能确定是否同向,也不能确定是哪个具体方向,故②不正确;
对③:根据定义可知单位向量的长度都为1,故③正确;
对④:单位向量方向可以不同,故④错误;
对⑤:任意向量与零向量都共线,故⑤正确;
故答案为:①③⑤.
四、解答题
15.如图所示,四边形是平行四边形,四边形是矩形,在以各顶点为起点和终点的非零向量中,写出(不含):
(1)与向量相等的向量;
(2)与向量共线的向量.
【答案】(1),
(2),,,,,,.
【分析】(1)根据向量相等的概念直接求解;(2)根据共线向量的概念直接求解即可.
【详解】(1)因为四边形是平行四边形,四边形是矩形,
所以,又,所以 ,
与向量相等的向量有,.
(2)与共线的向量有,,,,,,.
16.如图,是正六边形的中心,且,,.在以这七个点中任意两点为起点和终点的向量中,问:
(1)与相等的向量有哪些?
(2)的相反向量有哪些?
(3)与的模相等的向量有哪些?
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】根据相等向量、相反向量、向量模长的概念,结合图形进行分析求解即可.
【详解】(1)由相等向量定义知:与相等的向量有.
(2)由相反向量定义知:的相反向量有.
(3)由向量模长定义知:与的模相等的向量有.
17.(24-25高一下·全国·课后作业)如图,四边形是边长为3的正方形,把各边三等分后,共有16个交点,从中选取两个交点作为向量的起点和终点,与向量同向且长度为的向量有几个?(在图中标出相应字母,写出这些向量)
【答案】4个.
【分析】利用平面向量的定义结合给定条件求解即可.
【详解】如图,我们标注一些点,
由图得与向量同向且长度为的向量有,共4个.
18.如图,半圆的直径,是半圆上的一点,、分别是、上的点,且,,.
(1)求证:;
(2)求.
【答案】(1)见解析;(2)
【分析】(1)本题首先可以根据勾股定理得出是直角三角形,然后根据点为半圆上一点得出,最后根据即可得出结果;
(2)本题首先可以根据得出,然后根据计算出,最后即可得出结果。
【详解】(1)由题意知,在中,,,,
所以,是直角三角形,
因为点为半圆上一点,所以
所以,故
(2)因为,所以,,
即,解得,即。
【点睛】本题考查向量平行的证明以及向量的模的计算,若两向量所在直线平行或重合,则说明这两个向量平行,向量所在线段的长即向量的模,考查计算能力,是中档题。
19.如图所示,4×3的矩形(每个小方格都是单位正方形),在起点和终点都在小方格的顶点处的向量中,试问:
(1)与相等的向量共有几个;
(2)与方向相同且模为的向量共有几个;
【答案】(1)5;(2)2.
【分析】根据共线向量和相等向量的定义、以及模的计算和对正方形的对角线即可.
【详解】解:由题可知,每个小方格都是单位正方形,
每个小正方形的对角线的长度为且都与平行,
则,
(1)由于相等向量是指方向和大小都相等的两个向量,
则与相等的向量共有5个,如图1;
(2)与方向相同且模为的向量共有2个,如图2.
【点睛】本题考查共线向量和相等向量的定义,以及向量的模的计算,考查理解能力和数形结合思想.
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第01讲向量概念
知识清单
知识点01:向量的概念
知识点02:向量的表示法
知识点03:向量的有关概念
知识点04:向量的共线或平行
题型讲解
(举三反三)
题型1:平面向量的概念与表示
题型2:向量的模
题型3:零向量与单位向量
题型4:相等向量
题型5:平行向量
强化训练
一、单选题(8)
二、多选题(3)
三、填空题(3)
四、解答题(5)
知识点1 向量的概念
1、向量:既有大小又有方向的量叫做向量.
2、数量:只有大小,没有方向的量(如年龄、身高、长度、面积、体积和质量等),称为数量.
【注意】
(1)本书所学向量是自由向量,即只有大小和方向,而无特定的位置,这样的向量可以作任意平移;
(2)看一个量是否为向量,就要看它是否具备了大小和方向两个要素;
(3)向量与数量的区别:数量与数量之间可以比较大小,而向量与向量之间不能比较大小.
知识点2 向量的表示法
1、有向线段:具有方向的线段叫做有向线段,有向线段包含三个要素:起点、方向、长度.
2、向量的字母表示法:如等.
3、向量的几何表示法:以A为始点,B为终点作有向线段(注意始点一定要写在终点的前面).如果用一条有向线段表示向量,通常我们就说向量.
【注意】
(1)用字母表示向量便于向量运算;
(2)用有向线段来表示向量,显示了图形的直观性.应该注意的是有向线段是向量的表示,不是说向量就是有向线段.由于向量只含有大小和方向两个要素,用有向线段表示向量时,与它的始点的位置无关,即同向且等长的有向线段表示同一向量或相等的向量.
知识点3 向量的有关概念
1、向量的模:向量的大小叫向量的模(就是用来表示向量的有向线段的长度).
【注意】(1)向量的模;(2)向量不能比较大小,但是实数,可以比较大小.
2、零向量:长度为零的向量叫零向量.记作,它的方向是任意的.
3、单位向量:长度等于1个单位的向量.
【注意】(1)在画单位向量时,长度1可以根据需要任意设定;
(2)将一个向量除以它的模,得到的向量就是一个单位向量,并且它的方向与该向量相同.
4、相等向量:长度相等且方向相同的向量.
【注意】在平面内,相等的向量有无数多个,它们的方向相同且长度相等.
知识点4 向量的共线或平行
1、向量共线或平行的定义:方向相同或相反的非零向量,叫共线向量(共线向量又称为平行向量)。
规定:与任一向量共线.
【注意】(1)零向量的方向是任意的,注意0与0的含义与书写区别.
(2)平行向量可以在同一直线上,要区别于两平行线的位置关系;共线向量可以相互平行,要区别于在同一直线上的线段的位置关系.
2、共线向量与相等向量的关系:相等向量一定是共线向量,但共线向量不一定是相等的向量.
题型1:平面向量的概念与表示
【例1-1】下列物理量中,不能称为向量的是( )
A.质量 B.速度 C.位移 D.力
【例1-2】(24-25高一上·北京·月考)下列关于向量的说法正确的是( )
A.物理学中的摩擦力、重力都是向量 B.平面直角坐标系上的轴、轴都是向量
C.温度含零上和零下温度,所以温度是向量 D.身高是一个向量
【例1-3】下列各量中,向量有: .(填写序号)
①浓度;②年龄;③风力;④面积;⑤位移;⑥加速度.
【变式1-1】(24-25高一下·安徽蚌埠·月考)下列各量中是向量的为( )
A.时间 B.体积 C.重力 D.密度
【变式1-2】以下选项中,都是向量的是( )
A.时间、海拔 B.质量、位移 C.加速度、体积 D.浮力、速度
【变式1-3】下列各量中,向量有: .(填写序号)
①浓度;②年龄;③风力;④面积;⑤位移;⑥人造卫星的速度;⑦电量;⑧向心力;⑨盈利;⑩加速度.
题型2:向量的模
【例2-1】已知点在所在平面内,满足,则点是的( )
A.外心 B.内心 C.垂心 D.重心
【例2-2】如图,在中,点D、E、F分别是边BC、CA、AB的中点,在以A、B、C、D、E、F为端点的向量中,与向量的模相等的向量的个数是 .
【例2-3】(24-25高一下·广西南宁)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米到达点.
(1)在图中作出向量;(正方形小方格的边长是1米)
(2)求向量的模.
【变式2-1】设点是正三角形的中心,则向量,,是( )
A.共起点的向量 B.模相等的向量 C.共线向量 D.相等向量
【变式2-2】已知圆O的周长是,是圆O的直径,C是圆周上一点,于点D,则 .
【变式2-3】(24-25高一下·全国)已知飞机从A地按北偏东30°的方向飞行2000km到达B地,再从B地按南偏东30°的方向飞行2000km到达C地,再从C地按西南方向飞行km到达D地.
(1)作出向量,,,;
(2)问D地在A地的什么方向?D地距A地多远?
题型3:零向量与单位向量
【例3-1】下列说法错误的是( )
A.任一非零向量都可以平行移动 B.是单位向量,则
C. D.若,则
【例3-2】(25-26高一上·辽宁大连·期末)与向量方向相同的单位向量为 .
【例3-3】(24-25高一上·上海·课前预习)基向量、能否是零向量?
【变式3-1】下列说法正确的是( )
A.向量的模是一个正实数 B.零向量没有方向
C.单位向量的模等于1个单位长度 D.零向量就是实数0
【变式3-2】若与任意都平行,则 .
【变式3-3】如果把平面上所有的单位向量的起点都平移到同一点,那么它们的终点构成的图形是什么?
题型4:相等向量
【例4-1】(24-25江苏·高一专题练习)下列条件中能得到的是( )
A. B.与的方向相同
C.,且 D.且
【例4-2】在四边形中,有,则四边形的形状为 .
【例4-3】(2024·江苏·高一专题练习)如图,四边形是边长为3的正方形,把各边三等分后,共有16个交点,从中选取两个交点作为向量的起点和终点,则与向量相等的向量有多少个?(在图中标出相应字母,写出这些向量)
【变式4-1】下列说法正确的是( )
A.若为单位向量,则 B.若为平行向量,则
C.若,则 D.若,则
【变式4-2】已知四边形和都是平行四边形,则与向量相等的向量为 .
【变式4-3】设点为正八边形的中心,分别写出与、、、相等的向量.
题型5:平行向量
【例5-1】(24-25高一下·江苏宿迁·期中)下列命题正确的是( )
A.单位向量均相等 B.任一向量与它的相反向量不相等
C.模为零的向量与任一向量平行 D.模相等的两个共线向量是相同的向量
【例5-2】一辆汽车从点出发向西行驶了100km到达点,然后又改变方向向西偏北方向行驶了200km到达点,最后又改变方向,向东行驶了100km到达点,则 km, km.
【例5-3】如图,四边形ABCD是平行四边形,四边形ABDE是矩形.
(1)找出与相等的向量;
(2)找出与共线的向量.
【变式5-1】(2024高一·江苏·专题练习)已知向量与向量共线,则下列关于向量的说法中,正确的是( )
A.向量与向量一定同向
B.向量,向量,向量一定共线
C.向量与向量一定相等
D.以上说法都不正确
【变式5-2】与向量平行的单位向量是 .
【变式5-3】在平行四边形ABCD中,E、F分别是CD、AB的中点,如图所示.
(1)写出与向量平行的向量;
(2)求证:.
一、单选题
1.(24-25高一下·江苏扬州·月考)下列命题中,正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
2.(24-25高一下·湖北·月考)已知非零向量与共线,下列说法正确的是( )
A.与共线 B.与不共线
C.若,则 D.若,则是一个单位向量
3.(24-25高一下·江苏无锡·月考)“且”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.(24-25高一下·江西南昌·月考)给出下列四个说法:①若,则;②若,则或;③若,则的方向相同或相反;④ 若,,则. 其中错误的说法有( )个
A.1 B.2 C.3 D.4
5.下列向量的概念错误的是( )
A.长度为0的向量是零向量,零向量的方向是任意的
B.零向量和任何向量都是共线向量
C.相等向量一定是共线向量,但共线向量不一定相等
D.,,则
6.(25-26高一下·江苏连云港·月考)下列说法错误的是( )
A. B.、是单位向量,则
C.两个相同的向量的模相等 D.单位向量均相等
7.如果是两个单位向量,则下列结论中正确的个数是( )
①;②;③;④.
A.1 B.2 C.3 D.4
8.下列说法正确的是( )
A.若两个单位向量平行,则这两个单位向量相等
B.两个有共同起点,且长度相等的向量,它们的终点相同
C.若,,则
D.向量与向量的长度相等
二、多选题
9.(23-24高一下·江苏无锡·期中)下列说法错误的是( )
A.向量与向量是共线向量,则点A,B,C,D必在同一条直线上
B.若,则或
C.若向量满足,且与同向,则
D.向量与共线的充要条件是:存在唯一的实数,使
10.(2025高一·江苏·专题练习)如图,在菱形中,若,则以下说法中正确的是( )
A.与不平行
B.
C.与的模相等的向量有9个(不含)
D.与相等的向量只有一个(不含)
11.(24-25高一下·江苏泰州·月考)下列说法中,正确的是( )
A.若两个非零向量 满足,则是互为相反向量
B.若向量 满足 与同向,则
C.的充要条件是 与重合,与重合
D.模为0是一个向量方向不确定的充要条件
三、填空题
12.(24-25高一上·江苏泰州·月考)在矩形中,,分别为、的中点,在以为起点和终点的所有非零向量中,找出所有符合条件的向量:
(1)与相等的向量: ;
(2)的负向量: ;
(3)与共线的向量: .
13.(1)A、B、C是平面上三个不同的点,若,则A、B、C的位置关系是 ;若进一步有,则A、B、C的位置关系是 ;
(2)如图,在四边形中,若,则四边形是 .
14.(24-25高一下·江苏宿迁)在下列判断中,真命题的是 .
①长度为的向量都是零向量;②零向量的方向都是相同的;③单位向量的长度都相等;④单位向量都是同方向;⑤任意向量与零向量都共线.
四、解答题
15.如图所示,四边形是平行四边形,四边形是矩形,在以各顶点为起点和终点的非零向量中,写出(不含):
(1)与向量相等的向量;
(2)与向量共线的向量.
16.如图,是正六边形的中心,且,,.在以这七个点中任意两点为起点和终点的向量中,问:
(1)与相等的向量有哪些?
(2)的相反向量有哪些?
(3)与的模相等的向量有哪些?
17.(24-25高一下·全国·课后作业)如图,四边形是边长为3的正方形,把各边三等分后,共有16个交点,从中选取两个交点作为向量的起点和终点,与向量同向且长度为的向量有几个?(在图中标出相应字母,写出这些向量)
18.如图,半圆的直径,是半圆上的一点,、分别是、上的点,且,,.
(1)求证:;
(2)求.
19.如图所示,4×3的矩形(每个小方格都是单位正方形),在起点和终点都在小方格的顶点处的向量中,试问:
(1)与相等的向量共有几个;
(2)与方向相同且模为的向量共有几个;
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