内容正文:
6.3.3 平面向量加、减运算
的坐标表示
第六章
平面向量及其应用
学 习 目 标
1
2
3
能准确推导平面向量加、减运算的坐标表示法则,熟记、的坐标公式.
掌握向量的坐标与点、坐标的关系,能快速根据点坐标求向量坐标.
在探究坐标推导、平行四边形顶点坐标求解的过程中,培养数学建模能力和数学运算能力.
新课引入
在前面的课程中,我们已经学习了平面向量正交分解,你还记得什么是平面向量的坐标表示吗?
对于平面内的任意向量,根据平面向量基本定理可知,有且只有一对实数,使得,这就是平面向量的坐标表示.
向量的加、减运算是向量的核心运算,能否转化为坐标的运算呢?
若 ,,如何求 和 的坐标?
这就是我们本节课要探究的内容 —— 平面向量加、减运算的坐标表示
新知探究
探究一:平面向量加法运算的坐标表示
已知,,结合平面向量的坐标表示,你能否推导的坐标?
即,
推导:
;
结论:两个向量和的坐标,等于这两个向量相应坐标的和.
平面向量的坐标表示是以(轴正方向单位向量)、(轴正方向单位向量)为基底的
新知探究
探究二:平面向量减法运算的坐标表示
类比加法运算的推导过程,自主推导 的坐标表示.
即
核心结论:两个向量差的坐标,等于这两个向量相应坐标的差.
减法和加法的联系 :
推导过程:
例1
典例分析
已知 , , 求 , 的坐标。
【分析】向量加法:,即对应坐标分量分别相加。
向量减法:,即对应坐标分量分别相减。
解:,
.
坐标运算时注意符号问题,减去一个负数等于加上它的相反数.
1.平面向量,,且,则( )
A. B.2 C. D.3
【分析】根据向量减法的坐标运算可得.
故选:B.
即使训练
【详解】因为,
所以
所以
解得.
B
知识小结
平面向量加、减运算的坐标表示
①两个向量和的坐标,等于两向量对应坐标的和
即
②两个向量差的坐标,等于两向量对应坐标的差
即
新知探究
探究三:向量的坐标与点、坐标的关系
如图,已知两点,,如何用和表示?
坐标推导: ,,结合向量减法的坐标表示,可得
即:向量坐标 = 终点坐标 − 起点坐标(不可颠倒)
延伸:,即
根据向量减法的三角形法则,
典例分析
例2
如图,已知平行四边形ABCD的三个顶点A,B,C的坐标分别是(−2,1),(−1,3),(3,4),求顶点D的坐标.
【分析】利用平行四边形对边平行且相等的性质,得到 ,通过坐标运算建立方程求解.
解法1:如图,设顶点D的坐标为(x,y)
因为, 又
所以, 即
解得 所以顶点D的坐标为(2,2)
典例分析
【分析】利用平行四边形法则,将 表示为 ,再通过 计算顶点 的坐标
,
而
,
所以顶点D的坐标为(2,2).
解法2:如图,由向量加法的平行四边形法则可知
典例分析
在该例题中,两种解法有何异同?你能总结出利用向量坐标解决几何问题的一般步骤吗?
相同点:
均利用向量的坐标加、减运算,将几何问题转化为代数问题.
不同点:
① 解法1利用“平行四边形对边向量相等”,直接建立关于未知点坐标的方程,思路更直接;
② 解法2利用“向量加法的平行四边形法则”,先求中间向量,再求点的坐标,体现向量合成的思想。
即时训练
2.在平面四边形中,,若,求的值.
【分析】设,建立以所在直线为轴,的垂直平分线为轴的平面直角坐标系,利用平面向量的坐标法即可得答案.
解:设
如图,以所在直线为轴,的垂直平分线为轴建立平面直角坐标系,
因为,所以,
所以,
解得,所以.
则
,
知识小结
平面向量的坐标与有向线段端点坐标的关系
已知点,
则
即向量坐标等于其有向线段终点坐标减去起点坐标
反之
题型1 平面向量线性运算的坐标表示
1.已知点,向量,,点P是线段AB靠近点A的三等分点,则点P的坐标为( )
A. B. C. D.
【分析】根据向量线性运算得,然后根据向量的坐标运算列式求解即可.
【详解】由题意得
所以
即,
设,则
所以.
B
题型2 由向量线性运算结果求参数
2.已知平行四边形满足,,,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【分析】设点的坐标为,求出,再根据向量相等的坐标表示列出方程,即可求解.
【详解】设点的坐标为,
因为,.
因为是平行四边形,所以,
即,解得,所以点的坐标为.
A
题型3 平面向量线性运算的坐标表示、用坐标表示平面向量
3.如果用,分别表示x轴和y轴正方向上的单位向量,且,,若,则( )
A. B.1 C.2 D.0
【分析】根据向量的坐标运算结合已知条件列式计算求解.
若
则,则.
【详解】用,分别表示x轴和y轴正方向上的单位向量
则,且,
D
题型4 平面向量有关概念的坐标表示
4.向量在正方形网格中的位置如图所示,若,则.
【分析】用网格得向量的坐标,由向量的坐标运算求出的值即可.
【详解】如图,将平移至相同起点,且,,并构建直角坐标系xOy,
若每个单元格长为1,则.
又,
所以,
即可得
所以.
一起来看看这节课我们学到了些什么?
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要点回顾
课堂总结
感谢聆听!
课堂小结
平面向量的坐标运算
01
知识点回顾
02
易错点警示
03
解题技巧
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知识点回顾
1. 平面向量的加法坐标运算
若 a = (x1, y1),
b = (x2, y2),则
a + b =
(x1+x2, y1+y2)
即:两个向量和的坐标分别等于这两个向量相应坐标的和。
2. 平面向量的减法坐标运算
若 a = (x1, y1),
b = (x2, y2),则
a - b =
(x1-x2, y1-y2)
即:两个向量差的坐标分别等于这两个向量相应坐标的差。
3. 已知两点求向量坐标
设 A(x1, y1),
B(x2, y2),则
AB =
(x2-x1, y2-y1)
口诀:终点坐标减起点坐标。
易错点警示
坐标相减顺序颠倒
在计算向量 AB 的坐标时,常误用“起点减终点”。
❌ 错误:AB = (xA-xB, yA-yB)
✅ 正确:AB = (xB-xA, yB-yA)
混淆点坐标与向量坐标
点 A 的坐标 (x, y) 表示位置,而向量 a 的坐标 (x, y) 表示位移。
虽然形式相同,但几何意义不同。向量坐标与起点位置无关,只与相对位移有关。
运算符号错误
在进行向量线性运算时,特别是涉及负号时,容易出现符号错误。
例如:计算 a - b 时,若 b 的坐标含有负数,减去负数应变为加正数,计算时需格外小心。
解题技巧
1. 向量问题坐标化
📐
当题目中给出具体的坐标,或者图形具有明显的垂直、平行关系(如正方形、矩形、直角三角形)时,优先考虑建立平面直角坐标系,将几何问题转化为代数运算,避免复杂的几何证明。
2. 方程思想(待定系数法)
💡
若要求解某个向量或点的坐标,可先设出未知坐标 (x, y),然后根据题目条件(如向量相等、平行、垂直等)列出关于 x, y 的方程组进行求解。
3. 中点坐标公式的应用
🎯
若 M 是线段 AB 的中点,则 OM = 1/2(OA + OB)。
坐标表示为:xM = (xA+xB)/2,
yM = (yA+yB)/2。
这一结论在处理平行四边形、中线等问题时非常高效。
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