内容正文:
向量的数乘
必备知识 清单破
知识点 1
9.2.2 向量的数乘
1.向量的数乘
定义 实数λ与向量a相乘的运算,叫作向量的数乘,记作λa
长度 |λa|=|λ||a|
方向 λa(a≠0)的方向:当λ>0时,λa与a方向相同;当λ<0时,λa与a方向相反
规定 当λ=0时,0a=0;当a=0时,λ0=0
第9章 平面向量
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2.向量的加法、减法和数乘统称为向量的线性运算.
几何
意义 当λ>0时,把向量a沿着a的相同方向放大或缩小;当λ<0时,把向量a沿着a的相反方向放大或缩小
运算律 设a,b为向量,λ,μ为实数,则
(1)λ(μa)=(λμ)a;(2)(λ+μ)a=λa+μa;(3)λ(a+b)=λa+λb
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向量共线定理
知识点 2
1.向量共线定理
设a为非零向量,如果有一个实数λ,使 b=λa,那么b与a是共线向量;反之,如果b与a是共线
向量,那么有且只有一个实数λ,使b=λa.
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2.常用结论
(1)设a,b均为实数,若 , 不共线,点P满足 =a +b ,a+b=1,则A,B,P三点共线.
(2)在△ABC中,若D是BC的中点,则 = ( + ).
(3)O是△ABC的重心的充要条件是 + + =0.
(4)与非零向量 同方向的单位向量为 ,与非零向量 共线的单位向量为± .
(5)如果存在不全为0的实数s,t,使得sa+tb=0,那么a与b是共线向量;如果a与b不共线,且sa+tb=
0,那么s=t=0.
(6)已知线段AB,A1,A2,…,An-1是AB的n(n≥3)等分点,O为AB外一点,C为AB的中点,则 +
= +O =…=2 = + .
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知识辨析
1.若b=λa(λ∈R,a≠0),则a,b的方向一定相同或相反吗?
2.已知m∈R,若ma=mb,则a=b一定成立吗?
3.向量共线定理中a可以是0吗?
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一语破的
1.不一定.当λ=0时,b=0,其方向是任意的.
2.不一定.若m=0,则无论a,b是否相等,都有ma=mb.
3.不可以.若a=b=0,则λ可以是任意实数;若a=0,b≠0,则不存在实数λ,使得b=λa.
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关键能力 定点破
定点 1
向量共线定理的应用
1.证明两向量共线
要证明非零向量a,b共线,只需证明存在实数λ,使得b=λa即可.
2.证明三点共线
要证明A,B,C三点共线,只需证明存在实数λ,使得 =λ (或 =λ 等)即可.
3.证明线线平行
一般地,如果存在实数λ,使得 =λ ,且A,B,C,D四点不共线,那么AB∥CD.
4.利用向量共线求参数的基本步骤
(1)根据向量共线定理,结合向量的线性运算列关系式(通常要引入一个参数).
(2)根据对应向量系数相等列方程(组)求参数.
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典例 已知非零向量e1,e2不共线.
(1)若a= e1- e2,b=3e1-2e2,判断向量a,b是否共线;
(2)若 =e1+e2, =2e1+8e2, =3(e1-e2),求证:A,B,D三点共线;
(3)若 =2e1+ke2, =e1+3e2,且 A,B,C三点共线,求实数k的值.
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解析 (1)因为b=3e1-2e2=6 =6a,所以向量a,b共线.
(2)证明:因为 = + =2e1+8e2+3(e1-e2)=5(e1+e2)=5 ,
所以A,B,D三点共线.
(3)由A,B,C三点共线,可知存在λ∈R,使得 =λ ,
又 =2e1+ke2, =e1+3e2,所以2e1+ke2=λe1+3λe2,即(2-λ)e1=(3λ-k)e2,
因为e1,e2不共线,所以 解得
故实数k的值为6.
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我们应该熟悉如下结论:
对于平面内任意一点O及三点A,B,P,若A,B,P三点共线,则存在实数x,y,使得 =x +y
,且x+y=1;若存在实数x,y,且x+y=1,使得 =x +y ,则A,B,P三点共线.这是一个非常重
要的结论,利用它可以快速解决点共线问题,应熟练掌握.
定点 2
三点共线的推论
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典例 如图所示,已知点G是△ABC的重心,过G作直线MN,与AB,AC两边分别交于M,N两点,且
=x , =y ,则 的值为 .
思路点拨
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解析 如图,设BC的中点为D,连接GD,
∵G是△ABC的重心,
∴A,D,G三点共线且 = ,
易知 = ( + ),
∴ = = ( + ).
由题意可得 = , = ,
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∴ = = + ,
又∵M,G,N三点共线,∴ + =1,
∴ + =3,∴ =3,∴ = .
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