内容正文:
第六章
平面向量及其应用
6.3.4 平面向量数乘运算的坐标表示(第二课时)
复习回顾
知识点1 平面向量数乘的坐标运算
若a=(x,y),λ∈R,则λa=(λx,λy).
知识点2 平面向量共线(平行)的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0,则a∥b⇔____________.
x1y2-x2y1=0
复习回顾
问题引领,深入思考
1.在△ABC中,已知A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),则△ABC的重心G的坐标是什么?
题型一——平面向量数乘运算的坐标表示
例 1
页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸;PPT统一格式为PPT或PPTX。
请注意:
1. 课名:微软雅黑48号字;
2.(第一课时):微软雅黑32号字;
3.学校名称:请填写全称;
4.学科、年级、主讲人、学校:华文楷体28号字(具体根据文字量可适当调整)。
英文
1.课名:字体以Times New Roman为主,字号一般使用32—36号,特别强调可以用40号;
2.(Period 1):字体使用Arial,字号为28;
3.正文一般用24—28号,特别强调可用32号。
注意标点的规范(例如:中文省略号为……,可用Shift+数字键6打出中文省略号,英文省略号为…)
5
题型一——平面向量数乘运算的坐标表示
页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸;PPT统一格式为PPT或PPTX。
请注意:
1. 课名:微软雅黑48号字;
2.(第一课时):微软雅黑32号字;
3.学校名称:请填写全称;
4.学科、年级、主讲人、学校:华文楷体28号字(具体根据文字量可适当调整)。
英文
1.课名:字体以Times New Roman为主,字号一般使用32—36号,特别强调可以用40号;
2.(Period 1):字体使用Arial,字号为28;
3.正文一般用24—28号,特别强调可用32号。
注意标点的规范(例如:中文省略号为……,可用Shift+数字键6打出中文省略号,英文省略号为…)
6
题型一——平面向量数乘运算的坐标表示
(-1,2)
页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸;PPT统一格式为PPT或PPTX。
请注意:
1. 课名:微软雅黑48号字;
2.(第一课时):微软雅黑32号字;
3.学校名称:请填写全称;
4.学科、年级、主讲人、学校:华文楷体28号字(具体根据文字量可适当调整)。
英文
1.课名:字体以Times New Roman为主,字号一般使用32—36号,特别强调可以用40号;
2.(Period 1):字体使用Arial,字号为28;
3.正文一般用24—28号,特别强调可用32号。
注意标点的规范(例如:中文省略号为……,可用Shift+数字键6打出中文省略号,英文省略号为…)
7
题型一——平面向量数乘运算的坐标表示
(3)已知a+b=(2,-8),a-b=(-8,16),求a和b.
【解析】 ∵2a=(a+b)+(a-b)=(2,-8)+(-8,16)=(-6,8),∴a=(-3,4).
又∵2b=(a+b)-(a-b)=(10,-24),
∴b=(5,-12).
页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸;PPT统一格式为PPT或PPTX。
请注意:
1. 课名:微软雅黑48号字;
2.(第一课时):微软雅黑32号字;
3.学校名称:请填写全称;
4.学科、年级、主讲人、学校:华文楷体28号字(具体根据文字量可适当调整)。
英文
1.课名:字体以Times New Roman为主,字号一般使用32—36号,特别强调可以用40号;
2.(Period 1):字体使用Arial,字号为28;
3.正文一般用24—28号,特别强调可用32号。
注意标点的规范(例如:中文省略号为……,可用Shift+数字键6打出中文省略号,英文省略号为…)
8
题型一——平面向量数乘运算的坐标表示
(4)已知a=(10,-4),b=(3,1),c=(-2,3),试用b,c表示a.
页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸;PPT统一格式为PPT或PPTX。
请注意:
1. 课名:微软雅黑48号字;
2.(第一课时):微软雅黑32号字;
3.学校名称:请填写全称;
4.学科、年级、主讲人、学校:华文楷体28号字(具体根据文字量可适当调整)。
英文
1.课名:字体以Times New Roman为主,字号一般使用32—36号,特别强调可以用40号;
2.(Period 1):字体使用Arial,字号为28;
3.正文一般用24—28号,特别强调可用32号。
注意标点的规范(例如:中文省略号为……,可用Shift+数字键6打出中文省略号,英文省略号为…)
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总结
(1)数乘向量的坐标运算可类比数的运算进行运算.
(2)利用两个或两个以上已知向量的坐标表示一个坐标确定的向量时,可利用数乘向量的坐标运算及待定系数法构造方程组求解.
巩固练习
(1)已知向量a=(1,2),2a+b=(3,2),则b=( )
A.(1,-2) B.(1,2)
C.(5,6) D.(2,0)
√
【解析】 ∵a=(1,2),2a+b=(3,2),
∴b=(3,2)-2a=(3,2)-2(1,2)=(3,2)-(2,4)=(1,-2).故选A.
巩固练习
√
题型二——向量共线的坐标表示
例 2 已知a=(1,2),b=(-3,2),当k为何值时,ka+b与a-3b平行?平行时它们是同向还是反向?
页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸;PPT统一格式为PPT或PPTX。
请注意:
1. 课名:微软雅黑48号字;
2.(第一课时):微软雅黑32号字;
3.学校名称:请填写全称;
4.学科、年级、主讲人、学校:华文楷体28号字(具体根据文字量可适当调整)。
英文
1.课名:字体以Times New Roman为主,字号一般使用32—36号,特别强调可以用40号;
2.(Period 1):字体使用Arial,字号为28;
3.正文一般用24—28号,特别强调可用32号。
注意标点的规范(例如:中文省略号为……,可用Shift+数字键6打出中文省略号,英文省略号为…)
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总结
两共线平面向量的坐标运算公式的应用:
(1)已知两个向量共线,求含有参数的点或向量的坐标,先求参数的值.可利用两个共线向量的坐标公式列方程.
(2)求解与向量a,b的线性运算有关的共线问题,应先求线性运算的向量的坐标,再利用共线向量的坐标公式求解.
巩固练习
(1)已知a=(1,m),b=(3m,2m+1),若a∥b,则m=________.
巩固练习
(2)设向量a=(1,2),b=(2,3),若向量λa+b与向量c=(-4,-7)共线,则λ=________.
2
【解析】 由已知条件可得λa+b=(2+λ,3+2λ),∵(λa+b)∥c,∴-4(3+2λ)=-7(2+λ),解得λ=2.
题型三——向量共线的判定
例 3
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题型三——向量共线的判定
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题型三——向量共线的判定
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请注意:
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2.(第一课时):微软雅黑32号字;
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英文
1.课名:字体以Times New Roman为主,字号一般使用32—36号,特别强调可以用40号;
2.(Period 1):字体使用Arial,字号为28;
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19
总结
根据三点的坐标研究三点共线的方法:
已知三点A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),求解三点共线问题,可从三点中选定一个点作为起点,另外两点作为终点构造向量,分别求出向量的坐标,利用平面向量平行的坐标公式求解.
巩固练习
已知A(1,2),B(2,3),C(5,x)三点共线,则x=________.
6
题型四——定比分点问题
例 4
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2.(Period 1):字体使用Arial,字号为28;
3.正文一般用24—28号,特别强调可用32号。
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题型四——定比分点问题
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请注意:
1. 课名:微软雅黑48号字;
2.(第一课时):微软雅黑32号字;
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3.正文一般用24—28号,特别强调可用32号。
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题型四——定比分点问题
(3,4)
【解析】 (2)同(1)中两种方法,可得P(3,4)
页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸;PPT统一格式为PPT或PPTX。
请注意:
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2.(第一课时):微软雅黑32号字;
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英文
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总结
涉及定比分点的问题的两种思路:
(1)利用向量共线定理列方程组求解.
(2)利用定比分点坐标公式求解.
本例(1)中定比λ=2>0,P在线段M1M2上,为内分点;
本例(2)中定比λ=-2<0,P在线段M1M2的延长线上,为外分点.
巩固练习
巩固练习
巩固练习
巩固练习
当堂检测
1.【多选题】下列各组的两个向量共线的是( )
A.a1=(-2,3),b1=(4,6)
B.a2=(1,-2),b2=(-7,14)
C.a3=(2,3),b3=(3,2)
D.a4=(-3,2),b4=(6,-4)
√
√
解析 对于A,-2×6-4×3≠0;对于B,1×14-(-7)×(-2)=0;对于C,2×2-3×3≠0;对于D,-3×(-4)-6×2=0.∴a2与b2共线,a4与b4共线,其余两组不共线.
当堂检测
√
当堂检测
45°
当堂检测
(8,-3)或(5,0)
当堂检测
当堂检测
当堂检测
用数学的眼光看世界
知识点3 定比分点坐标公式
P1(x1,y1),P2(x2,y2),若eq \o(P1P,\s\up16(→))=λeq \o(PP2,\s\up16(→))(λ≠-1),P(x,y),
则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=\f(x1+λx2,1+λ),,y=\f(y1+λy2,1+λ).))
特别地,若线段P1P2的中点为P0(x0,y0),则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x0=\f(x1+x2,2),,y0=\f(y1+y2,2),))此公式为中点坐标公式.
答:Geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1+x2+x3,3),\f(y1+y2+y3,3))).
2.若a=(a1,a2),b=(b1,b2),则a∥b时一定有eq \f(a1,b1)=eq \f(a2,b2)成立吗?
答:不一定.当b1,b2均不为0时,才有eq \f(a1,b1)=eq \f(a2,b2)成立.
(1)已知三点A(2,3),B(5,4),C(7,10),点P满足eq \o(AP,\s\up16(→))=eq \o(AB,\s\up16(→))+λeq \o(AC,\s\up16(→))(λ∈R).
①当λ为何值时,点P在函数y=x的图象上?
②若点P在第三象限,求λ的取值范围.
【解析】 设点P的坐标为(x1,y1),则eq \o(AP,\s\up16(→))=(x1-2,y1-3).
eq \o(AB,\s\up16(→))+λeq \o(AC,\s\up16(→))=(5-2,4-3)+λ(7-2,10-3),
即eq \o(AB,\s\up16(→))+λeq \o(AC,\s\up16(→))=(3+5λ,1+7λ),由eq \o(AP,\s\up16(→))=eq \o(AB,\s\up16(→))+λeq \o(AC,\s\up16(→)),可得(x1-2,y1-3)=(3+5λ,1+7λ),
则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x1-2=3+5λ,,y1-3=1+7λ,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x1=5+5λ,,y1=4+7λ,))
∴点P的坐标是(5+5λ,4+7λ).
①令5+5λ=4+7λ,得λ=eq \f(1,2),
∴当λ=eq \f(1,2)时,点P在函数y=x的图象上.
②∵点P在第三象限,∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(5+5λ<0,,4+7λ<0,))解得λ<-1,
∴λ的取值范围是{λ|λ<-1}.
(2)已知平面向量a=(1,1),b=(1,-1),则向量eq \f(1,2)a-eq \f(3,2)b=________.
【解析】 eq \f(1,2)a-eq \f(3,2)b=eq \f(1,2)(1,1)-eq \f(3,2)(1,-1)
=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(1,2)))-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),-\f(3,2)))=(-1,2).
【解析】 设a=λb+μc(λ,μ∈R),
则(10,-4)=λ(3,1)+μ(-2,3)
=(3λ,λ)+(-2μ,3μ)=(3λ-2μ,λ+3μ).
依题设得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(3λ-2μ=10,,λ+3μ=-4,))解得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(λ=2,,μ=-2.))
∴a=2b-2c.
(2)若向量a=(1,1),b=(-1,1),c=(2,-1),则c=( )
A.-eq \f(1,2)a+eq \f(3,2)b
B.eq \f(1,2)a-eq \f(3,2)b
C.-eq \f(3,2)a-eq \f(1,2)b
D.eq \f(3,2)a+eq \f(1,2)b
【解析】 由已知可得ka+b=(k-3,2k+2),a-3b=(10,-4),
当ka+b与a-3b平行时,有(-4)×(k-3)-10×(2k+2)=0,解得k=-eq \f(1,3).
代入k=-eq \f(1,3)知,ka+b与a-3b反向.
-eq \f(1,3)或1
(1)已知A(-1,1),B(1,0),Ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2,-\f(1,2))),那么eq \o(AB,\s\up16(→))与eq \o(AC,\s\up16(→))是否共线?A,B,C三点是否共线?若eq \o(AB,\s\up16(→))与eq \o(AC,\s\up16(→))共线,它们的方向是相同还是相反?
【解析】 ∵eq \o(AB,\s\up16(→))=(2,-1),eq \o(AC,\s\up16(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3,-\f(3,2))),
2×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3,2)))-(-1)×3=0,
∴eq \o(AB,\s\up16(→))∥eq \o(AC,\s\up16(→)),即eq \o(AB,\s\up16(→)),eq \o(AC,\s\up16(→))共线,又∵直线AB与直线AC有公共点A,
∴A,B,C三点共线.
∵eq \o(AB,\s\up16(→))=eq \f(2,3)
eq \o(AC,\s\up16(→)),∴eq \o(AB,\s\up16(→))与eq \o(AC,\s\up16(→))方向相同.
(2)O是坐标原点,eq \o(OA,\s\up16(→))=(k,12),eq \o(OB,\s\up16(→))=(4,5),eq \o(OC,\s\up16(→))=(10,k).当k为何值时,A,B,C三点共线?
【解析】 ∵eq \o(AB,\s\up16(→))=eq \o(OB,\s\up16(→))-eq \o(OA,\s\up16(→))=(4,5)-(k,12)=(4-k,-7),eq \o(BC,\s\up16(→))=eq \o(OC,\s\up16(→))-eq \o(OB,\s\up16(→))=(10,k)-(4,5)=(6,k-5),且A,B,C三点共线,∴eq \o(AB,\s\up16(→))与eq \o(BC,\s\up16(→))共线,
∴(4-k)(k-5)-6×(-7)=0,
解得k=11或k=-2.
【解析】 ∵A(1,2),B(2,3),C(5,x),
∴eq \o(AB,\s\up16(→))=(1,1),eq \o(AC,\s\up16(→))=(4,x-2),
又A,B,C三点共线,∴eq \o(AB,\s\up16(→))∥eq \o(AC,\s\up16(→)),
故x-2-4=0,解得x=6.
已知线段M1M2的端点的坐标分别为M1(1,2),M2(2,3),点P(x,y)在直线M1M2上.
(1)若eq \o(M1P,\s\up16(→))=2eq \o(PM2,\s\up16(→)),则P点坐标为________;
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,3),\f(8,3)))
【解析】 (1)方法一:由eq \o(M1P,\s\up16(→))=2eq \o(PM2,\s\up16(→)),
得(x-1,y-2)=2(2-x,3-y),
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x-1=2(2-x),,y-2=2(3-y)))⇒eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=\f(5,3),,y=\f(8,3),))∴Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,3),\f(8,3))).
方法二(利用定比分点坐标公式):
x=eq \f(1+2×2,1+2)=eq \f(5,3),y=eq \f(2+2×3,1+2)=eq \f(8,3),∴Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,3),\f(8,3))).
(2)若eq \o(M1P,\s\up16(→))=-2eq \o(PM2,\s\up16(→)),则P点坐标为________.
(1)已知点A(3,-4),B(-1,2),点P在直线AB上,且|eq \o(AP,\s\up16(→))|=2|eq \o(PB,\s\up16(→))|,求点P的坐标.
【解析】 设P(x,y),则由|eq \o(AP,\s\up16(→))|=2|eq \o(PB,\s\up16(→))|,得eq \o(AP,\s\up16(→))=2eq \o(PB,\s\up16(→))或eq \o(AP,\s\up16(→))=-2eq \o(PB,\s\up16(→)).
若eq \o(AP,\s\up16(→))=2eq \o(PB,\s\up16(→)),则(x-3,y+4)=2(-1-x,2-y),
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x-3=-2-2x,,y+4=4-2y,))∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=\f(1,3),,y=0,))∴Peq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3),0)).
若eq \o(AP,\s\up16(→))=-2eq \o(PB,\s\up16(→)),则(x-3,y+4)=-2(-1-x,2-y),
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x-3=2+2x,,y+4=-4+2y,))∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=-5,,y=8,))∴P(-5,8).
综上,点P的坐标为eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3),0))或(-5,8).
(2)已知三点A(2,1),B(3,2),C(-1,4).
①A,B,C三点是否是某个三角形的顶点?说明理由;
②若A,B,C是三角形的顶点,设D为BC中点,G为△ABC的重心,求eq \o(AG,\s\up16(→))的坐标.
【解析】 ①连接AB,AC,则eq \o(AB,\s\up16(→))=(3,2)-(2,1)=(1,1),eq \o(AC,\s\up16(→))=(-1,4)-(2,1)=(-3,3),
∵eq \f(1,-3)≠eq \f(1,3),∴eq \o(AB,\s\up16(→))与eq \o(AC,\s\up16(→))不平行,
∴A,B,C三点是三角形的顶点.
②方法一:∵D为BC中点,设D(x,y),连接GD,
则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=\f(3+(-1),2)=1,,y=\f(2+4,2)=3,))即D(1,3),
∴eq \o(AD,\s\up16(→))=(1,3)-(2,1)=(-1,2).
又∵G为△ABC的重心,
∴eq \o(AG,\s\up16(→))=eq \f(2,3)
eq \o(AD,\s\up16(→))=eq \f(2,3)(-1,2)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2,3),\f(4,3))).
方法二:∵G为△ABC的重心,设G(x0,y0),
则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x0=\f(2+3+(-1),3)=\f(4,3),,y0=\f(1+2+4,3)=\f(7,3),))
即Geq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3),\f(7,3))),
∴eq \o(AG,\s\up16(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3),\f(7,3)))-(2,1)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2,3),\f(4,3))).
2.已知M(3,-2),N(-5,-1),且eq \o(MP,\s\up16(→))=eq \f(1,2)
eq \o(MN,\s\up16(→)),则P点的坐标为( )
A.(-8,1)
B.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,-\f(3,2)))
C.eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1,\f(3,2)))
D.(8,-1)
3.设a=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),\f(\r(2),2))),b=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sin α,\f(1,3))),且a∥b,则锐角α=________.
解析 ∵a∥b,∴eq \f(3,2)×eq \f(1,3)-eq \f(\r(2),2)sin α=0,得到sin α=eq \f(\r(2),2),而α为锐角,∴α=45°.
4.若过点P1(2,3),P2(6,-1)的直线上一点P满足|eq \o(PP1,\s\up16(→))|∶|eq \o(PP2,\s\up16(→))|=3∶1,则点P的坐标为___________________.
解析 设O为坐标原点,连接OP,OP1,OP2.
∵|eq \o(PP1,\s\up16(→))|∶|eq \o(PP2,\s\up16(→))|=3∶1,∴|eq \o(PP1,\s\up16(→))|=3|eq \o(PP2,\s\up16(→))|,
∴eq \o(PP1,\s\up16(→))=3eq \o(PP2,\s\up16(→))或eq \o(PP1,\s\up16(→))=-3eq \o(PP2,\s\up16(→)).
设P(x,y),若eq \o(PP1,\s\up16(→))=3eq \o(PP2,\s\up16(→)),即eq \o(P1P,\s\up16(→))=-3eq \o(PP2,\s\up16(→)),
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=\f(2+(-3)×6,1+(-3))=\f(-16,-2)=8,,y=\f(3+(-3)×(-1),1+(-3))=\f(6,-2)=-3.))
若eq \o(PP1,\s\up16(→))=-3eq \o(PP2,\s\up16(→)),即eq \o(P1P,\s\up16(→))=3eq \o(PP2,\s\up16(→)),
∴eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=\f(2+3×6,1+3)=\f(20,4)=5,,y=\f(3+3×(-1),1+3)=0.))
故点P的坐标为(8,-3)或(5,0).
5.已知A,B,C三点的坐标分别为(-1,0),(3,-1),(1,2),并且eq \o(AE,\s\up16(→))=eq \f(1,3)
eq \o(AC,\s\up16(→)),eq \o(BF,\s\up16(→))=eq \f(1,3)
eq \o(BC,\s\up16(→)),求证:eq \o(EF,\s\up16(→))∥eq \o(AB,\s\up16(→)).
证明 设E(x1,y1),F(x2,y2),则由题意,得eq \o(AC,\s\up16(→))=(2,2),eq \o(BC,\s\up16(→))=(-2,3),eq \o(AB,\s\up16(→))=(4,-1).
∴eq \o(AE,\s\up16(→))=eq \f(1,3)
eq \o(AC,\s\up16(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3),\f(2,3))),eq \o(BF,\s\up16(→))=eq \f(1,3)
eq \o(BC,\s\up16(→))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2,3),1)).
∴(x1,y1)-(-1,0)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3),\f(2,3))),
(x2,y2)-(3,-1)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2,3),1)).
∴(x1,y1)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3),\f(2,3)))+(-1,0)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,3),\f(2,3))),
(x2,y2)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2,3),1))+(3,-1)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,3),0)).
∴eq \o(EF,\s\up16(→))=(x2,y2)-(x1,y1)=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,3),0))-eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,3),\f(2,3)))=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8,3),-\f(2,3))).
又∵4×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(2,3)))-(-1)×eq \f(8,3)=0,∴eq \o(EF,\s\up16(→))∥eq \o(AB,\s\up16(→)).
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