内容正文:
第01讲 平面向量的概念(2大知识点+4大典例+变式训练+过关检测)
典型例题一 向量的模
典型例题二 零向量与单位向量
典型例题三 相等向量
典型例题四 平行向量(共线向量)
知识点一: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:(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:(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: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.
【即时训练】
1.(24-25高一下·上海·课后作业)若是任一非零向量,是单位向量,下列各式:①;②;③;④;⑤,其中正确的有( )
A.③④⑤ B.②③⑤ C.①③④ D.③④
【答案】D
【分析】根据向量模的概念可判断①;利用向量共线的定义可判断②;利用向量模的概念可判断③、④;根据单位向量的概念可判断⑤.
【详解】①||>||不正确,是任一非零向量,模长是任意的,故不正确;
②∥,则与为共线向量,故不正确;
③,向量的模长是非负数,故正确;
④||=1,故正确;
⑤是单位向量,是单位向量,两向量方向不一定相同,故不正确.
故选:D.
2.(25-26高一上·江苏盐城·期末)已知单位向量、,则下面所有正确的式子有 .
(1);(2);(3);(4)
【答案】(2)(4)
【解析】依次判断每个选项:,(1)错误;,(2)正确;方向不一定相同,(3)错误;,(4)正确,得到答案.
【详解】(1),(1)错误;
(2),(2)正确;
(3)单位向量方向不一定相同,(3)错误;
(4),(4)正确
故答案为:(2)(4)
【点睛】本题考查了单位向量的基本知识,意在考查学生对于向量知识的灵活运用.
知识点二:向量的共线或平行
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:1、零向量的方向是任意的,注意0(向量)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.
3、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.
【即时训练】
1.(24-25高一下·山东青岛·月考)已知两个向量与共线,下列说法正确的是( )
A.与平行 B.或
C.与方向相同 D.存在实数,使得
【答案】A
【分析】根据向量共线的概念逐一判断即可.
【详解】选项A:与共线,则与平行,A说法正确;
选项B:与共线,且模长相等时,满足或,B说法错误;
选项C:与共线,则与方向相同或相反,C说法错误;
选项D:与共线,当是非零向量时,存在实数,使得,D说法错误;
故选:A
2.(24-25高二·全国·课后作业)若,,则 .
【答案】或
【分析】根据,,确定模长和方向得到答案.
【详解】因为,,
所以,模相同,方向相同或相反,
所以或.
故答案为:或.
【典型例题一 向量的模】
1.(24-25高一·全国·课后作业)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
2.(24-25高一下·广西南宁·开学考试)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).
1.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期中)向量的夹角为,,,则的最大值为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】首先求解出;再通过平方运算可得,根据,可求得所求最大值.
【详解】
又
本题正确选项:
【点睛】本题考查向量模长最值的运算,解题关键是能够通过平方运算将问题转化为模长和夹角的运算问题,再根据夹角余弦值的范围得到所求模长的最值.
2.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·月考)已知, ,则等于
A. B. C.或 D.
【答案】C
【分析】通过可知与夹角为或,从而求得,开方得结果.
【详解】由可知:,即与夹角为或
或
或
本题正确选项:
【点睛】本题考查复合向量模长的运算,首先要能够通过条件确定两向量平行,然后先求解模长的平方,将向量运算转化为模长运算是解题的关键.
3.(2025·安徽淮北·二模)已知向量,则 .
【答案】
【分析】由题意利用平行四边形的性质和向量模的运算法则计算可得的值.
【详解】由平面向量的运算法则结合平行四边形的性质可得:
,
且:,
故:,解得:.
故答案为.
【点睛】本题主要考查平行四边形的性质,向量的模的运算法则等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
4.(25-26高一·全国·课后作业)若向量,满足,,求的最大值及最小值.
【答案】最大值是18,最小值是6.
【分析】根据向量的三角不等式即可求解.
【详解】因为,,
所以,当且仅当向量,方向相同时取得等号;
,当且仅当向量,方向相反时取得等号.
所以的最大值是18,最小值是6.
【典型例题二 零向量与单位向量】
1.(24-25高一下·甘肃·月考)关于非零向量方向上的单位向量,下列说法正确的是( )
A.有无数个 B.与可能反向
C. D.
【答案】D
【分析】根据单位向量的定义即可判断.
【详解】非零向量方向上的单位向量,且,故ABC错误,
故选:D.
2.(24-25高一·全国·课后作业)一位模型赛车手遥控一辆赛车沿正东方向行进1米,逆时针方向转变α度,继续按直线向前行进1米,再逆时针方向转变α度,按直线向前行进1米,按此方法继续操作下去.
(1)按1∶100比例作图说明当α=45°时,操作几次时赛车的位移为零;
(2)按此法操作使赛车能回到出发点,α应满足什么条件?
【答案】见解析.
【详解】试题分析:
(1)根据要求画出图形,由作出的图形可得操作的次数.(2)赛车若能回到出发点,则必须满足赛车经过多次方向转变后的位移为零.根据多边形的内角和定理求解可得结论.
试题解析:
(1)如图所示,操作8次后,赛车的位移为零;
(2)要使赛车能回到出发点,只需赛车的位移为零.
按(1)的方式作图,则所作图形是内角为的正多边形,
由多边形的内角和定理可得
,
解得,且.
故α应满足的条件为,且.
1.(24-25高三·江西·月考)已知点,,则与向量同方向的单位向量为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】计算得到,再计算得到答案.
【详解】,,则,
与向量同方向的单位向量为.
故选:.
【点睛】本题考查了单位向量,意在考查学生的计算能力.
2.(2025·湖南·高考真题)已知a,b是单位向量,a·b=0.若向量c满足|c-a-b|=1,则|c|的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】因为,,的轨迹是以为圆心、以1为半径的圆,,为圆上的点到原点的距离,则的最大值为等于圆心到原点的距离加半径,最大值为.
3.(24-25高一下·江苏镇江·期中)与向量方向相同的单位向量的坐标是 .
【答案】
【分析】先求解向量的模长,再根据同向单位向量的公式求解即可.
【详解】因为,故与向量方向相同的单位向量坐标是.
故答案为:
4.(24-25高二上·上海闵行·期末)已知
(1)求的单位向量
(2)若与的夹角为锐角,求实数的取值范围.
【答案】(1) ;(2) 且
【分析】(1)先计算,再根据得到答案.
(2)先计算,,再计算,排除向量同向的情况得到答案.
【详解】(1) ,则,的单位向量
(2) , ,夹角为锐角
则,解得:
且与不同向,即,解得:
综上所述:且
【典型例题三 相等向量】
1.(24-25高一下·四川乐山·期末)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
2.(24-25高一上·上海·课后作业)在求作两个向量的和(或差)时,可能选择不同的始点求和(或差).思考:选择不同的始点作出的向量和(或差)都相等吗?证明此结论.
【答案】相等,证明见解析
【分析】根据平行四边形的定义及性质可得证.
【详解】设,则,且,
则四边形是平行四边形,
所以,;
同理,,则,且,
则四边形是平行四边形,
所以,;
因此,,
则四边形是平行四边形,
所以.
即选择不同的始点作出的向量差相等,
同理可得,选择不同的始点作出的向量和相等.
1.(2025高三·全国·专题练习)如图,等腰梯形中,对角线与交于点,点、分别在两腰、上,过点,且,则下列等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由梯形的几何性质可判断AB选项;推导出为的中点,可判断CD选项.
【详解】在等腰梯形中,、不平行,、不平行,AB均错;
因为,则,则,则,
即,即,
,则,,即为的中点,
所以,,C错,D对.
故选:D.
2.(24-25高一下·全国·课后作业)如图,在矩形ABCD中,AB=2AD,M,N分别为AB与CD的中点,则在以A,B,C,D,M,N为起点和终点的所有向量中,相等向量的对数为( )
A.9 B.11
C.18 D.24
【答案】D
【分析】由图形,根据共线和平行关系,先求所有方向上的相等向量,再改变方向,即可得到所有情形.
【详解】如图,
由已知可得,
,,,,
有12对相等的向量,
改变其方向,又有12对相等的向量,共24对,
故选:D.
3.(24-25高一下·新疆喀什·月考)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.
4.(24-25高一上·上海·课后作业)已知线段被n()等分,等分点为,,,…,.从这个点中任取两点作为向量的起点和终点.
(1)当时,一共可以构成多少个互不相等的非零向量?
(2)求互不相等的非零向量总数,用n表示.
【答案】(1)8个
(2)个
【分析】(1)按向量的模长进行分类求解;
(2)按向量的模长进行分类求解.
【详解】(1)解:当时,则等分点有,,,共3个,则从5个点中任取两点作为向量的起点和终点时,
模长为时,互不相等的非零向量有2个,
模长为时,互不相等的非零向量有2个,
模长为时,互不相等的非零向量有2个,
模长为时,互不相等的非零向量有2个:,
总共有8个.
(2)由(1)知,
模长为时,互不相等的非零向量有2个,
模长为时,互不相等的非零向量有2个,
模长为时,互不相等的非零向量有2个,
....依次类推,
当模长为时,有2个,
总共有个.
【典型例题四 平行向量(共线向量)】
1.(24-25高一下·上海长宁·月考)下列有关向量的说法正确的是( )
A.向量又称有向线段
B.平行向量一定相等
C.平行向量一定共线
D.平面直角坐标系xOy中的x轴,y轴均为向量
【答案】C
【分析】根据向量、有向线段、平行向量、相等向量等相关概念,对每个选项进行逐一分析判断.
【详解】向量可以用有向线段来表示,但向量与有向线段是不同的概念.有向线段有起点、方向和长度,而向量只有大小和方向,没有固定的起点.所以不能说向量又称有向线段,选项错误.
平行向量是指方向相同或相反的非零向量,规定零向量与任意向量平行.而相等向量不仅要求方向相同,还要求大小相等.所以平行向量不一定相等,选项错误.
平行向量也叫共线向量,这是向量的基本概念.所以平行向量一定共线,选项正确.
向量是既有大小又有方向的量,而平面直角坐标系xOy中的轴、轴是具有方向的直线,它们没有大小,不满足向量的定义,所以轴、轴不是向量,选项错误.
故选:C.
2.(24-25高一下·全国·课后作业)如图,四边形和四边形都是平行四边形.
(1)写出与向量相等的向量;
(2)写出与向量共线的向量.
【答案】(1)
(2)答案见解析
【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)∵四边形和四边形都是平行四边形,
∴,,
∴.
故与向量相等的向量是,.
(2)由共线向量的条件知,与共线的向量有,,,,,,.
1.(24-25高三上·辽宁·月考)设,都是非零向量,下列四个条件中,能使一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据非零向量的方向是否相同分别判断各个选项即可.
【详解】因为,故同向.
对于A:,方向相反,A选项错误;
对于B:,得出,不能得出方向,B选项错误;
对于C:,方向向相同,则成立,C选项正确;
对于D:,不能确定的方向,D选项错误.
故选:C.
2.(24-25高三下·河南·月考)已知四边形,下列说法正确的是( )
A.若,则四边形为平行四边形
B.若,则四边形为矩形
C.若,且,则四边形为矩形
D.若,且,则四边形为梯形
【答案】A
【分析】根据向量共线和模长相等的几何与意义结合平行四边形、矩形、梯形的定义逐项判断即可.
【详解】A选项,若,则且,则四边形为平行四边形,正确;
选项,如图
,但是四边形不是矩形,错误;
选项,若,且,则四边形可以是等腰梯形,也可以是矩形,故错误.
选项,若,且,则四边形可以是平行四边形,也可以是梯形,故错误.
故选:A
3.(24-25高二·全国·课后作业)已知,给出以下命题:
①时,与的方向一定相反;
②时,与是共线向量;
③时,与的方向一定相同;
④时,与的方向一定相反.
其中正确的是
【答案】①②③④
【解析】利用向量的关系和共线向量定理,逐项判定,即可求解.
【详解】对于①中,时,由共线向量的关系,可得与的方向一定相反,所以正确;
对于②中,时,由共线向量定理,可得与是共线向量,所以正确;
对于③中,,则同号,此时与的方向一定相同,所以正确;
对于④中,,则异号,此时与的方向一定相反,所以正确.
所以正确的命题为①②③④.
故答案为:①②③④.
【点睛】本题主要考查了共线向量定理得应用,其中解答中熟记向量的共线定理,准确判定是解答的关键,属于基础题.
4.(2025高一·全国·课后作业)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。
1.(24-25高一下·山西阳泉·期中)下列命题中真命题的个数是( )
(1)温度、速度、位移、功都是向量
(2)零向量没有方向
(3)向量的模一定是正数
(4)直角坐标平面上的x轴、y轴都是向量
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】A
【分析】根据向量的定义和性质,逐项判断正误即可.
【详解】(1)错误,只有速度,位移是向量;温度和功没有方向,不是向量;
(2)错误,零向量有方向,它的方向是任意的;
(3)错误,零向量的模为0,向量的模不一定为正数;
(4)错误,直角坐标平面上的轴、轴只有方向,但没有长度,故它们不是向量.
故选:A.
2.(24-25高一下·河北石家庄·月考)下列说法错误的是( ).
A.向量与向量长度相等 B.起点相同的单位向量,终点必相同
C.向量的模可以比较大小 D.任一非零向量都可以平行移动
【答案】B
【分析】根据向量的定义,相反向量,单位向量,模的定义,判断选项.
【详解】和长度相等,方向相反,故A正确;
单位向量的方向不确定,故起点相同时,终点不一定相同,故B错误;
向量的长度可以比较大小,即模长可以比较大小,故C正确;
向量只与长度和方向有关,与位置无关,故任一非零向量都可以平行移动,故D正确.
故选:B
3.(2025·浙江杭州·模拟预测)正2021边形内接于单位圆O,任取它的两个不同的顶点,,构成一个有序点对,满足的点对的个数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先通过向量模的运算公式,可以计算出,即,既可以得出答案.
【详解】,所以的夹角不超过,对于任意给定的,因为,满足的向量的取法共有,再让动起来,可得点对的个数是,
故选:C.
4.(2025高三·全国·专题练习)下列说法不正确的是( )
A.两个相等向量,若它们的起点相同,则终点也相同
B.零向量的方向是任意的
C.若,则四边形ABCD不一定是平行四边形
D.若,,则
【答案】D
【分析】利用相等向量的意义判断A;零向量的意义判断B;利用共线向量的定义性质逐项判断CD.
【详解】对于A,两个相等向量,若它们的起点相同,则终点也相同,A正确;
对于B,零向量的方向是任意的,B正确;
对于C,由,得,不一定平行,则四边形ABCD不一定是平行四边形,C正确;
对于D,若,,当时,可以不共线,即不一定成立,D错误.
故选:D
5.(24-25高一下·湖南岳阳·期末)下列说法正确的是( )
A.若,则 B.零向量没有方向
C.相等向量的长度相等 D.共线向量是在同一条直线上的向量
【答案】C
【分析】根据向量的相关概空可判断AC的真假;根据零向量的概念可判断B的真假,根据共线向量的概念可判断D的真假.
【详解】对A,由,不能得到方向相同,所以未必成立,故A错误;
对B:零向量的方向是任意的,故B错误;
对C:根据相等向量的概念,C正确;
对D:共线向量是指方向相同或相反的向量,故D错误.
故选:C
6.(25-26高二·全国·课后作业)下列说法中正确的是( )
A.单位向量都相等
B.任一向量与它的相反向量不相等
C.四边形是平行四边形的充要条件
D.模为0是一个向量的方向是任意的充要条件
【答案】CD
【分析】A.由单位向量的定义判断;B.由零向量的定义判断;C.由相等向量的定义判断; D.由零向量的定义判断.
【详解】A.单位向量的模均相等且为1,但方向并不一定相同,故错误;
B.零向量的相反向量仍是零向量,但零向量与零向量是相等的,故错误;
C. 若四边形是平行四边形,则一组对边平行且相等,有,
若,则,则四边形是平行四边形,故正确;
D.由零向量的规定,知正确.
故选:CD
7.(24-25高一下·全国·课后作业)下列说法中错误的是
A.向量与是共线向量,则A,B,C,D四点必在一条直线上
B.零向量与零向量共线
C.若,则
D.温度含零上温度和零下温度,所以温度是向量
【答案】AD
【解析】利用零向量,平行向量和共线向量的定义,判断各个选项是否正确,从而得出结论.
【详解】向量与是共线向量,则A,B,C,D四点不一定在一条直线上,故A错误;
零向量与任一向量共线,故B正确;
若,则,故C正确;
温度是数量,只有正负,没有方向,故D错误.
故选:AD
【点睛】本题考查零向量、单位向量的定义,平行向量和共线向量的定义,属于基础题.
8.(24-25高一下·河北石家庄·月考)下列说法正确的是( )
A.向量与向量的长度相等
B.两个有共同起点,且长度相等的向量,它们的终点相同
C.零向量的长度都为0
D.两个单位向量的长度相等
【答案】ACD
【分析】根据题意,由向量的概念逐一判断,即可得到结果.
【详解】向量与向量互为相反向量,所以模长相等,故A正确;
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,终点也不一定相同,故B错误;
零向量的模都是0,故C正确;
单位向量的长度都是1,故D正确;
故选:ACD
9.(24-25高一下·四川·月考)下列说法中不正确的是( )
A.方向相反的两个非零向量一定共线
B.若,则存在唯一实数使得
C.若则
D.单位向量都相等
【答案】BCD
【分析】利用共线向量、零向量、单位向量、相等向量的定义逐项判断即可.
【详解】对于A,根据向量平行的定义可知,方向相反的两个非零向量一定共线,故A正确;
对于B,如果,且是非零向量,则,但不存在实数使得,故B错误;
对于C,如果,则有,但不能得到,故C错误;
对于D,单位向量的模长都相等,但方向不一定相同,所以单位向量不一定相等,故D错误.
故选:BCD.
10.(24-25高一下·黑龙江牡丹江·月考)关于向量,,下列命题中,正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,,则 D.若,则
【答案】AB
【分析】根据向量相等的定义、共线向量的定义和性质依次判断各个选项即可.
【详解】对于A,当时,必成立,A正确;
对于B,若,则反向,,B正确;
对于C,当时,,,此时未必共线,C错误.
对于D,只能说明长度的大小关系,但还有方向,无法比较大小,D错误;
故选:AB
11.(2025高一·全国·专题练习)给出下列命题:
①若 ,则;
②若单位向量的起点相同,则终点相同;
③起点不同,但方向相同且模相等的几个向量是相等向量;
④向量与是共线向量,则A,B,C,D四点必在同一直线上.
其中正确命题的序号是 .
【答案】③
【解析】①考虑的情况;②根据单位向量的定义判断.③根据相等向量的定义判断.④共线向量即平行向量,只要求方向相同或相反即可,所在直线可能平行也可能重合.
【详解】①错误.若,则①不成立;
②错误.起点相同的单位向量,终点未必相同;
③正确.对于一个向量只要不改变其大小和方向,是可以任意移动的;
④错误.共线向量即平行向量,只要求方向相同或相反即可,并不要求两个向量与必须在同一直线上.
故答案为:③
【点睛】本题主要考查平面向量的概念及其关系,要注意零向量的方向任意,与任何向量是共线向量;判断向量是否共线,要根据向量的方向来进行判断,属于基础题.
12.(24-25高一下·全国·课后作业)已知x,y是实数,向量不共线,若,则 , .
【答案】
【解析】由向量不共线,则均不为零向量,再由得到方程组解得.
【详解】解:因为向量不共线,
所以向量均不为零向量,
解得
故答案为:;
【点睛】本题考查向量相等及零向量,属于基础题.
13.(24-25高一上·上海·课后作业)(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·河南开封·月考)下列说法中,正确的序号是 .
①零向量都相等;
②任一向量与它的平行向量不相等;
③若四边形是平行四边形,则;
④共线的向量,若始点不同,则终点一定不同.
【答案】①③
【分析】根据向量、零向量及共线向量的定义逐一分析即可判断.
【详解】对于①:因为零向量的长度都为0,且其方向任意,所以零向量都相等,故①正确;
对于②: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②错误;
对于③:根据向量的定义知与的方向相同,且长度相等,
所以,故③正确;
对于④:根据共线向量的定义可知:共线的向量,始点不同,终点可能相同,
所以④错误.
故答案为:①③.
15.(24-25高一下·贵州黔南·月考)某人在平面上从A点出发向西行走了到达点,然后改变方向,向西偏北方向行走了到达点,最后又改变方向,向东行走了到达点,则 .
【答案】120
【分析】根据且,判断四边形为平行四边形,可得,即可求得答案.
【详解】某人从点A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:120
16.(24-25高一·全国·课后作业)如图,已知以O为圆心、1为半径的圆上有8个等分点A,B,C,D,E,F,G,H,以图中标出的9个点为起点和终点作向量,
(1)与的夹角是多少?
(2)与垂直的向量有哪些?
【答案】(1)45°
(2).
【分析】(1)根据给定条件求出弧DE所对圆心角即可得解.
(2)根据给定条件可得OD⊥BF,再探求图中与BF平行的线段即可得解.
【详解】(1)因以O为圆心、1为半径的圆上的8个等分点分别为A,B,C,D,E,F,G,H,
则弧DE所对圆心角是45°,即有∠DOE=45°,
所以与的夹角为45°.
(2)因以O为圆心、1为半径的圆上的8个等分点分别为A,B,C,D,E,F,G,H,
显然,BF是圆O的直径,,,如图:
所以与垂直的向量有:.
17.(24-25高一下·全国·课后作业)如图,某人从点A出发,向西走了200m后到达点B,然后沿北偏西一定角度的某方向行走了后到达点C,最后向东走了200m后到达点D,发现点D在点B的正北方.
(1)作出,,,;
(2)求的模.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【分析】(1)利用给定条件确定点的位置,再标注向量即可.
(2)利用两点间距离公式结合向量模的定义求解模长即可.
【详解】(1)根据题意可知,点在坐标系中的坐标为.
因为点在点的正北方,点在点的正西方,
所以,.
又,,所以,
即两点在坐标系中的坐标分别为,.
作出,,,如图所示.
(2)由两点间距离公式得,
则.
18.(24-25高一下·安徽六安·期末)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.
19.(24-25高二·上海·假期作业)如图,E、F、G依次是正三角形ABC的边AB、BC、AC的中点.
(1)在以A、B、C、E、F、G为起点或终点的向量中,找出与向量共线的向量;
(2)在以A、B、C为起点,以E、F、G为终点的向量中,找出与向量模相等的向量;
(3)在以E、F、G为起点,以A、B、C为终点的向量中,找出与向量相等的向量.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由EF是△ABC的中位线,结合向量共线的概念得到与向量共线的向量;
(2)由向量模相等的概念得到与向量模相等的向量;
(3)由向量相等的概念得到与向量相等的向量.
【详解】(1)
分别为的中点,,且,与向量共线的向量是.
(2)因为是正三角形,所以,
因为E、F、G依次是正的边AB、BC、AC的中点,
所以,
所以在以A、B、C为起点,以E、F、G为终点的向量中,
与向量模相等的向量为;
(3)在以E、F、G为起点,以A、B、C为终点的向量中,与向量相等的向量为.
20.(2025高一·全国·课后作业)如图所示,四边形为正方形,为平行四边形,
(1)与模长相等的向量有多少个?
(2)写出与相等的向量有哪些?
(3)与共线的向量有哪些?
(4)请列出与相等的向量.
【答案】(1)有9个
(2),
(3),,,,,,
(4)
【分析】(1)(2)(3)(4)根据平面几何的性质及相等向量、共线向量的定义判断即可.
【详解】(1)因为四边形为正方形,为平行四边形,
所以,
所以与模长相等的向量有、、、、、、、、共个.
(2)与相等的向量有、.
(3)与共线的向量有,,,,,,.
(4)因为为平行四边形,所以且,
所以与相等的向量为.
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第01讲 平面向量的概念(2大知识点+4大典例+变式训练+过关检测)
典型例题一 向量的模
典型例题二 零向量与单位向量
典型例题三 相等向量
典型例题四 平行向量(共线向量)
知识点一: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:(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:(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: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.
【即时训练】
1.(24-25高一下·上海·课后作业)若是任一非零向量,是单位向量,下列各式:①;②;③;④;⑤,其中正确的有( )
A.③④⑤ B.②③⑤ C.①③④ D.③④
2.(25-26高一上·江苏盐城·期末)已知单位向量、,则下面所有正确的式子有 .
(1);(2);(3);(4)
知识点二:向量的共线或平行
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:1、零向量的方向是任意的,注意0(向量)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.
3、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.
【即时训练】
1.(24-25高一下·山东青岛·月考)已知两个向量与共线,下列说法正确的是( )
A.与平行 B.或
C.与方向相同 D.存在实数,使得
2.(24-25高二·全国·课后作业)若,,则 .
【典型例题一 向量的模】
1.(24-25高一·全国·课后作业)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
2.(24-25高一下·广西南宁·开学考试)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.
1.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期中)向量的夹角为,,,则的最大值为
A. B. C. D.
2.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·月考)已知, ,则等于
A. B. C.或 D.
3.(2025·安徽淮北·二模)已知向量,则 .
4.(25-26高一·全国·课后作业)若向量,满足,,求的最大值及最小值.
【典型例题二 零向量与单位向量】
1.(24-25高一下·甘肃·月考)关于非零向量方向上的单位向量,下列说法正确的是( )
A.有无数个 B.与可能反向
C. D.
2.(24-25高一·全国·课后作业)一位模型赛车手遥控一辆赛车沿正东方向行进1米,逆时针方向转变α度,继续按直线向前行进1米,再逆时针方向转变α度,按直线向前行进1米,按此方法继续操作下去.
(1)按1∶100比例作图说明当α=45°时,操作几次时赛车的位移为零;
(2)按此法操作使赛车能回到出发点,α应满足什么条件?
1.(24-25高三·江西·月考)已知点,,则与向量同方向的单位向量为( )
A. B. C. D.
2.(2025·湖南·高考真题)已知a,b是单位向量,a·b=0.若向量c满足|c-a-b|=1,则|c|的最大值为( )
A. B. C. D.
3.(24-25高一下·江苏镇江·期中)与向量方向相同的单位向量的坐标是 .
4.(24-25高二上·上海闵行·期末)已知
(1)求的单位向量
(2)若与的夹角为锐角,求实数的取值范围.
【典型例题三 相等向量】
1.(24-25高一下·四川乐山·期末)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
2.(24-25高一上·上海·课后作业)在求作两个向量的和(或差)时,可能选择不同的始点求和(或差).思考:选择不同的始点作出的向量和(或差)都相等吗?证明此结论.
1.(2025高三·全国·专题练习)如图,等腰梯形中,对角线与交于点,点、分别在两腰、上,过点,且,则下列等式中成立的是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高一下·全国·课后作业)如图,在矩形ABCD中,AB=2AD,M,N分别为AB与CD的中点,则在以A,B,C,D,M,N为起点和终点的所有向量中,相等向量的对数为( )
A.9 B.11
C.18 D.24
3.(24-25高一下·新疆喀什·月考)在四边形中,有,则四边形的形状为 .
4.(24-25高一上·上海·课后作业)已知线段被n()等分,等分点为,,,…,.从这个点中任取两点作为向量的起点和终点.
(1)当时,一共可以构成多少个互不相等的非零向量?
(2)求互不相等的非零向量总数,用n表示.
【典型例题四 平行向量(共线向量)】
1.(24-25高一下·上海长宁·月考)下列有关向量的说法正确的是( )
A.向量又称有向线段
B.平行向量一定相等
C.平行向量一定共线
D.平面直角坐标系xOy中的x轴,y轴均为向量
2.(24-25高一下·全国·课后作业)如图,四边形和四边形都是平行四边形.
(1)写出与向量相等的向量;
(2)写出与向量共线的向量.
1.(24-25高三上·辽宁·月考)设,都是非零向量,下列四个条件中,能使一定成立的是( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三下·河南·月考)已知四边形,下列说法正确的是( )
A.若,则四边形为平行四边形
B.若,则四边形为矩形
C.若,且,则四边形为矩形
D.若,且,则四边形为梯形
3.(24-25高二·全国·课后作业)已知,给出以下命题:
①时,与的方向一定相反;
②时,与是共线向量;
③时,与的方向一定相同;
④时,与的方向一定相反.
其中正确的是
4.(2025高一·全国·课后作业)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.
1.(24-25高一下·山西阳泉·期中)下列命题中真命题的个数是( )
(1)温度、速度、位移、功都是向量
(2)零向量没有方向
(3)向量的模一定是正数
(4)直角坐标平面上的x轴、y轴都是向量
A.0 B.1 C.2 D.3
2.(24-25高一下·河北石家庄·月考)下列说法错误的是( ).
A.向量与向量长度相等 B.起点相同的单位向量,终点必相同
C.向量的模可以比较大小 D.任一非零向量都可以平行移动
3.(2025·浙江杭州·模拟预测)正2021边形内接于单位圆O,任取它的两个不同的顶点,,构成一个有序点对,满足的点对的个数是( )
A. B. C. D.
4.(2025高三·全国·专题练习)下列说法不正确的是( )
A.两个相等向量,若它们的起点相同,则终点也相同
B.零向量的方向是任意的
C.若,则四边形ABCD不一定是平行四边形
D.若,,则
5.(24-25高一下·湖南岳阳·期末)下列说法正确的是( )
A.若,则 B.零向量没有方向
C.相等向量的长度相等 D.共线向量是在同一条直线上的向量
6.(25-26高二·全国·课后作业)下列说法中正确的是( )
A.单位向量都相等
B.任一向量与它的相反向量不相等
C.四边形是平行四边形的充要条件
D.模为0是一个向量的方向是任意的充要条件
7.(24-25高一下·全国·课后作业)下列说法中错误的是
A.向量与是共线向量,则A,B,C,D四点必在一条直线上
B.零向量与零向量共线
C.若,则
D.温度含零上温度和零下温度,所以温度是向量
8.(24-25高一下·河北石家庄·月考)下列说法正确的是( )
A.向量与向量的长度相等
B.两个有共同起点,且长度相等的向量,它们的终点相同
C.零向量的长度都为0
D.两个单位向量的长度相等
9.(24-25高一下·四川·月考)下列说法中不正确的是( )
A.方向相反的两个非零向量一定共线
B.若,则存在唯一实数使得
C.若则
D.单位向量都相等
10.(24-25高一下·黑龙江牡丹江·月考)关于向量,,下列命题中,正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,,则 D.若,则
11.(2025高一·全国·专题练习)给出下列命题:
①若 ,则;
②若单位向量的起点相同,则终点相同;
③起点不同,但方向相同且模相等的几个向量是相等向量;
④向量与是共线向量,则A,B,C,D四点必在同一直线上.
其中正确命题的序号是 .
12.(24-25高一下·全国·课后作业)已知x,y是实数,向量不共线,若,则 , .
13.(24-25高一上·上海·课后作业)(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·河南开封·月考)下列说法中,正确的序号是 .
①零向量都相等;
②任一向量与它的平行向量不相等;
③若四边形是平行四边形,则;
④共线的向量,若始点不同,则终点一定不同.
15.(24-25高一下·贵州黔南·月考)某人在平面上从A点出发向西行走了到达点,然后改变方向,向西偏北方向行走了到达点,最后又改变方向,向东行走了到达点,则 .
16.(24-25高一·全国·课后作业)如图,已知以O为圆心、1为半径的圆上有8个等分点A,B,C,D,E,F,G,H,以图中标出的9个点为起点和终点作向量,
(1)与的夹角是多少?
(2)与垂直的向量有哪些?
17.(24-25高一下·全国·课后作业)如图,某人从点A出发,向西走了200m后到达点B,然后沿北偏西一定角度的某方向行走了后到达点C,最后向东走了200m后到达点D,发现点D在点B的正北方.
(1)作出,,,;
(2)求的模.
18.(24-25高一下·安徽六安·期末)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.
19.(24-25高二·上海·假期作业)如图,E、F、G依次是正三角形ABC的边AB、BC、AC的中点.
(1)在以A、B、C、E、F、G为起点或终点的向量中,找出与向量共线的向量;
(2)在以A、B、C为起点,以E、F、G为终点的向量中,找出与向量模相等的向量;
(3)在以E、F、G为起点,以A、B、C为终点的向量中,找出与向量相等的向量.
20.(2025高一·全国·课后作业)如图所示,四边形为正方形,为平行四边形,
(1)与模长相等的向量有多少个?
(2)写出与相等的向量有哪些?
(3)与共线的向量有哪些?
(4)请列出与相等的向量.
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