内容正文:
第六章 平面向量及其应用
6.3 平面向量基本定理及坐标表示
6.3.1 平面向量基本定理
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2
学习目标
1.理解平面向量基本定理及其意义,了解向量基底的含义. 2.掌握平面向量
基本定理,会用基底表示平面向量. 3.会应用平面向量基本定理解决有关
平面向量的综合问题.
3
PART
01
第一部分
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4
向量共线定理的实质是,所有共线的向量中,只要指定一个非零向量,
则其他向量都可以用这个向量表示出来.
思考 向量共线定理是否可以推广到所有共面的向量呢?
提示:可以.所有共面的向量中,只要指定两个不共线向量,则其他向量都
可以用这两个向量表示出来.
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一 平面向量基本定理
条件 , 是同一平面内的两个①________向量
结论 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,把③________叫做表示这一平面内所有向量的一个
基底
不共线
{,
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【即时练】
1.(多选)设, 是平面内所有向量的一个基底,则下列四组向量中,
能作为基底的是( )
ACD
A.和 B.和
C.和 D.和
【解析】 选.选项B中,,所以
与 共线,所以不能作为基底,选项A,C,D中两向量均不共线,可
以作为基底.
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2.(多选)设是平行四边形的两条对角线, 的交点,其中可
表示这个平行四边形所在平面内所有向量的一个基底的是( )
AC
A., B., C.,} D.,
【解析】 选 .平面内任意两个不共线的向量都可以作为基底,如图,对
于A,与不共线,可以作为基底;对于B,与 为共线向量,不
可以作为基底;对于C,与不共线,可以作为基底;对于D, 与
是共线向量,不可以作为基底.
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3.已知,不共线,,,要使{, }能作为平面内
的一个基底,则实数 的取值范围为_________________.
解析:若{,}能作为平面内的一个基底,则与 不共线,则
,因为,,所以.所以实数
的取值范围为 .
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对基底的理解
(1)两个向量能否作为一个基底,关键是看这两个向量是否共线.若共线,
则不能作基底,反之,则可作基底;
(2)一个平面的基底一旦确定,那么平面上任意一个向量都可以由这个
基底唯一线性表示出来.设向量<m></m>与<m></m>是平面内两个不共线的向量,若
<m></m>,则<m></m>且<m></m>.
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二 用基底表示向量
例1 (对接教材例1)如图,已知在梯形 中,
,,,分别是, 的中点,设
,,试用{,}为基底表示, .
【解】 因为,,,分别是, 的中点,所以
.
.
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用基底表示向量的方法
将两个不共线的向量作为基底表示其他向量的方法有两种:一是运用
向量的线性运算法则对待求向量不断进行转化,直至用基底表示;二是通
过列向量方程或方程组,利用基底表示向量的唯一性求解.
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[跟踪训练1] (1)已知是的中线, ,
,以{,}为基底表示,则 ( )
B
A. B. C. D.
【解析】 选B. .故选B.
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(2)(2024·新疆乌鲁木齐模拟)如图,由4个全等的直角三角形与一个
小正方形拼成一个大正方形,设 ,则下列关系正确的是 ( )
B
A. B.
C. D.
【解析】 选B.由题图知,因为 ,所以
,
即,则 .故选B.
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三 平面向量基本定理的应用
角度1 三点共线的向量表示
例2(1) 如图,已知,,为线段 上距
较近的一个三等分点,为线段上距 较近的一个三等
分点,用,表示,则 ( )
A
A. B. C. D.
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【解析】 ,
.
而,所以 ,所以
.
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(2)在中,,,分别是,, 的中点,若
,则 ( )
D
A. B. C.1 D.2
【解析】 因为是 的中点,所以
,所以 ,所以
.故选D.
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(1)已知为非零向量,则,, 三点共线.
(2)已知,,为非零向量,若,则,,
三点共线 .
[跟踪训练2] 在平行四边形中,为 的重心,
,则 ( )
C
A. B.2 C. D.1
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【解析】 选C. 通解:如图,设与相交于点,又为 的重心,
可得为,的中点,点在上,且 ,则
.又,则,,所以 .
秒解:由题意知 ,所以
,
所以, ,所以 .
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角度2 求解平面几何问题
例3 (对接教材例2)如图,在中,为边上靠近点 的四等分
点,,分别为,边上靠近,两点的三等分点,设 ,
.
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(1)试用,表示,, ;
【解】由题意得 ,
,
.
(2)证明:,, 三点共线.
证明:因为 ,
,所以,故与共线.又与有公共点,所以,, 三点共线.
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平面向量基本定理在解决几何问题中的作用
(1)平面向量基本定理提供了一种向量的表示方法.
(2)由平面向量基本定理可知,任一向量都可以用同一个基底线性表示,
而且这种表示是唯一的.因此,恰当选择基底是解决问题的关键.
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22
[跟踪训练3] (2024·河南洛阳月考)如图,在
中,是的中点,在边上,,与 交
于点.若,则 的值是____.
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23
解析:方法一(利用基底求解):过点作,交于点
(图略),由,为中点,知,则 ,
因为 ,
所以,即,故 .
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24
方法二(利用平面向量基本定理求解):由,, 三点共线,可设
,则,由,,三点共线可设 ,
则 ,则
,由平面向量基本定理可得
解得
则 ,
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25
,
则,化简得,则,即 .
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PART
02
第二部分
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1.设, 是同一平面内的两个向量,则( )
D
A., 一定平行
B.同一平面内的任一向量,都有
C., 的模相等
D.若,不共线,则同一平面内的任一向量 ,都有
【解析】 选D.由平面向量基本定理,得选项D正确.
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28
2.(教材P习题6.3T改编)如图,在中,,则
( )
A
A. B. C. D.
【解析】 选A.
.故选A.
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3.(多选)已知非零向量,,,满足, ,则以
下结论正确的是( )
AD
A.若与不共线,与共线,则
B.若与共线,与相等,则
C.存在实数,使得与相等,与 不共线
D.不存在实数,使得与不共线,与 共线
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【解析】 选.若与不共线,与共线,设,即 ,
,则,故A正确;若与共线,可设 ,则
,,可得与 共线,
故D正确;若,则,即,所以 ,
B错误;若,与不共线,则 ,所以
,显然不成立,C错误.
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4.(教材PT改编)如图,在正方形中,设 ,
,,则以{,}为基底时, 可表示为______,
以{,}为基底时, 可表示为_______.
解析:以{,}为基底时,;以{, }为基底时,将
平移,使与 重合,再由三角形法则或平行四边形法则即得
.
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5.设,分别是的边,上的点,, ,若
,为实数,则 __.
解析:如图,,又因为与 不共线,
所以由平面向量基本定理得
, ,
所以 .
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1.已学习:平面向量基本定理及其应用.
2.须贯通:平面内的向量借助几何直观(或性质)均可用基底唯一表示,
实质是利用三角形法则、平行四边形法则进行线性运算,同时也体现了化
归与转化、数形结合的思想.
3.应注意:基底中的向量必须是不共线的两个向量.
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