内容正文:
9.3.3 向量平行的坐标表示[教学方式:深化学习课——梯度进阶式教学]
[课时目标]
1.理解向量平行的坐标表示,会进行共线问题的处理.
2.能利用向量平行的坐标表示解决有关向量平行及三点共线问题.
(1)向量平行的坐标表示
一般地,设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2)(a≠0),则a∥b ⇔x1y2-x2y1=0.
特别地,当a∥b且x2y2≠0时,有=,即两个向量的相应坐标成比例.
(2)谨防两个易错点
两个向量a=(x1,y1),b=(x2,y2)平行的条件x1y2-x2y1=0容易写错,该条件的正确记法为“交叉相乘,差为0”.
当两个非零的共线向量的对应坐标同号或同为零时,同向;当两个非零的共线向量的对应坐标异号或同为零时,反向.
基础落实训练
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)向量(1,2)与向量(4,8)共线. ( )
(2)向量(2,3)与向量(-4,-6)反向. ( )
(3)如果x1y2-x2y1=0,那么向量a=(x1,y1)与向量b=(x2,y2)共线. ( )
答案:(1)√ (2)√ (3)√
2.已知向量a=(-2,4),b=(1,-2),则a与b的关系是 ( )
A.不共线 B.相等
C.方向相同 D.方向相反
解析:选D ∵a=-2b,∴a与b方向相反.故选D.
3.已知a=(-3,2),b=(6,y),且a∥b,则y= .
解析:∵a∥b,∴=,解得y=-4.
答案:-4
题型(一) 向量平行的判定
[例1] 已知A,B,C三点的坐标分别为(-1,0),(3,-1),(1,2),且==,求证:∥.
证明:设E(x1,y1),F(x2,y2).
由题意知=(2,2),=(-2,3),=(4,-1),
∴====.
∴(x1,y1)-(-1,0)=,(x2,y2)-(3,-1)=.∴(x1,y1)=,(x2,y2)=.
∴=(x2,y2)-(x1,y1)=.
∵4×-(-1)×=0,∴∥.
|思|维|建|模|
向量平行的判定方法
(1)利用向量共线定理,由a=λb(b≠0)推出a∥b.
(2)利用向量平行的坐标表达式x1y2-x2y1=0直接求解.
[针对训练]
1.(多选)下列各组向量中,可以表示它们所在平面内所有向量基底的是 ( )
A.a=(-1,2),b=(3,5) B.a=(1,2),b=(2,1)
C.a=(2,-1),b=(3,4) D.a=(-2,1),b=(4,-2)
解析:选ABC 要满足题意,若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a与b不平行,即x1y2-x2y1≠0.对于A,2×3+1×5≠0,所以A不平行;对于B,2×2-1×1≠0,所以B不平行;对于C,-1×3-2×4≠0,所以C不平行;对于D,1×4-(-2)×(-2)=0,所以D平行.故选ABC.
2.已知点A(-1,-1),B(1,3),C(1,5),D(2,7),向量与平行吗?直线AB平行于直线CD吗?
解:因为点A(-1,-1),B(1,3),C(1,5),D(2,7),所以=(2,4),=(1,2),显然有2×2-1×4=0,于是得∥.因为=(2,6),而=(2,4),即有2×4-2×6≠0,所以与不平行,即点A,B,C不共线.因此AB与CD不重合,所以直线AB与CD平行.
题型(二) 利用向量平行的坐标表示求参数
[例2] 已知a=(1,0),b=(2,1).
(1)当k为何值时,ka-b与a+2b共线?
(2)若=2a+3b,=a+mb,且A,B,C三点共线,求m的值.
解:(1)因为a=(1,0),b=(2,1),
所以ka-b=k(1,0)-(2,1)=(k-2,-1),a+2b=(1,0)+2(2,1)=(5,2).
因为ka-b与a+2b共线,
所以=,解得k=-.
(2)因为a=(1,0),b=(2,1),
所以=2a+3b=2(1,0)+3(2,1)=(8,3),
=a+mb=(1,0)+m(2,1)=(1+2m,m).
因为A,B,C三点共线,
所以与共线,
即=,解得m=.
|思|维|建|模|
根据向量共线条件求参数问题,一般有两种思路.一是利用向量共线定理a=λb(b≠0),列方程组求解;二是利用向量共线的坐标表达式x1y2-x2y1=0求解.
[针对训练]
3.已知向量=(1,-3),=(2,-1),=(k+1,k-2),若A,B,C三点不能构成三角形,则实数k应满足的条件是 ( )
A.k=-2 B.k=
C.k=1 D.k=-1
解析:选C 因为A,B,C三点不能构成三角形,所以A,B,C三点共线,即∥.又=-=(1,2),=-=(k,k+1),所以2k-(k+1)=0,解得k=1.
4.已知向量a=(1,2),b=(2,-3),若向量c满足(c+a)∥b,c⊥(a+b),则c= ( )
A. B.
C. D.
解析:选B 设c=(x,y),则c+a=(x+1,y+2),a+b=(3,-1).由(c+a)∥b,c⊥(a+b),
得解得
所以c=.
题型(三) 利用向量平行的坐标表示求点的坐标
[例3] 如图所示,已知点A(4,0),B(4,4),C(2,6),求AC和OB交点P的坐标.
解:设=t=t(4,4)=(4t,4t),
则=-=(4t,4t)-(4,0)=(4t-4,4t),
=-=(2,6)-(4,0)=(-2,6).
由平行的条件知
(4t-4)×6-4t×(-2)=0,解得t=.
所以=(4t,4t)=(3,3).所以P点坐标为(3,3).
|思|维|建|模|
利用向量平行的坐标表示求点M坐标的步骤
(1)寻找共线向量;
(2)利用已知点的坐标求出共线向量的坐标;
(3)设点M的坐标为(x,y),用x,y表示以M为起点或终点的向量的坐标;
(4)利用共线向量的坐标表示列方程(组);
(5)解方程(组)求出点M的坐标.
[针对训练]
5.在△AOB中,已知点O(0,0),A(0,5),B(4,3),==,AD与BC交于点M,求点M的坐标.
解:∵点O(0,0),A(0,5),B(4,3),
∴=(0,5),=(4,3).
∵==,∴点C的坐标为.
同理可得点D的坐标为,从而=.
设点M的坐标为(x,y),则=(x,y-5).
∵A,M,D三点共线,∴与共线,
∴-x=2(y-5),即7x+4y=20 ①.
易知==.
∵C,M,B三点共线,∴与共线,
∴x=4,即7x-16y=-20 ②.
由①②解得x=,y=2.∴点M的坐标为.
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