内容正文:
八 平面向量的正交分解及坐标表示
平面向量加、减运算的坐标表示
(时间:45分钟 分值:100分)
【基础全面练】
1.(5分)下列说法不正确的是( )
A.相等向量的坐标相同
B.平面上一个向量对应于平面上唯一的坐标
C.一个坐标对应于唯一的一个向量
D.平面上一个点与以原点为始点、该点为终点的向量一一对应
【解析】选C.由向量坐标的定义不难看出一个坐标可对应无数个相等的
向量,故C说法不正确.
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选题清单
4.(5分)如图所示,a-b= ( )
A.2e1-3e2
B.-2e1+3e2
C.3e1-2e2
D.-3e1+2e2
【解析】选A.由题意得,a=3e1+e2,b=e1+4e2,故a-b=3e1+e2-(e1+4e2)=2e1-3e2.
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选题清单
7.(5分)在平面直角坐标系内,已知i,j分别是x轴与y轴正方向上的单位向量,
若a=2i-3j,则a的坐标为__________.
【解析】由题意可得a=2i-3j,则a的坐标为(2,-3).
(2,-3)
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(,)
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选题清单
9.(5分)如图,向量a,b,c的坐标分别是__________,_________,___________.
【解析】将各向量分别向单位正交基底i=(1,0),j=(0,1)所在直线分解,
则a=-4i,b=6j,c=-2i-5j,所以a=(-4,0),b=(0,6),c=(-2,-5).
(-4,0)
(0,6)
(-2,-5)
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选题清单
12.(5分)若{i,j}为正交基底,设a=(x2+x+1)i-(x2-x+1)j(其中x∈R),则向量a对
应的坐标位于 ( )
A.第一、二象限 B.第二、三象限
C.第三象限 D.第四象限
【解析】选D.x2+x+1=+>0,x2-x+1=+>0,
因此a对应的坐标满足x2+x+1>0,-(x2-x+1)<0,所以向量a对应的坐标位于第
四象限.
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选题清单
【分析】根据角的关系β=α+,再结合任意角三角函数定义sin α=,cos α=整理计算.
(-7,2)
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选题清单
(2)求点B的坐标.
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选题清单
2.(5分)已知向量=(2,3),点A的坐标为(3,2),则点B的坐标为 ( )
A.(6,4) B.(1,-1)
C.(5,5) D.(-1,1)
【解析】选C.设B(x,y),则=(x-3,y-2)=(2,3),解得x=5,y=5,所以B(5,5).
3.(5分)已知=(-2,1),则下列说法正确的是 ( )
A.A点的坐标是(-2,1)
B.当A是原点时,B点的坐标是(-2,1)
C.当B是原点时,A点的坐标是(-2,1)
D.B点的坐标是(-2,1)
【解析】选B.设A(x1,y1),B(x2,y2),
由=(-2,1)可得,
由平面向量的坐标定义可知,由向量坐标无法确定点A和点B的坐标,故A,D错误;
当x1=0,y1=0时,则,
即B点的坐标是(-2,1),B正确;
当x2=0,y2=0时,,
即,即A点的坐标是(2,-1),C错误.
5.(5分)在四边形ABCD中,A(-2,0),B(-1,3),C(3,4),D(2,3),E,F分别为边AB,CD的中点,
则= ( )
A.(4,2) B.(-4,-2)
C.(8,4) D.(-8,-4)
【解析】选A.因为A(-2,0),B(-1,3),C(3,4),D(2,3),E,F分别为边AB,CD的中点,
所以E(-,),F(,),所以=(,)-(-,)=(4,2).
6.(5分)(多选)在平面直角坐标系中,若点A(2,3),B(-3,4),如图所示,x轴、y轴同方向上的两个
单位向量分别为i和j,则下列说法正确的是 ( )
A.=2i+3j B.=3i+4j C.=-5i+j D.=5i+j
【解析】选AC.由题图知,=2i+3j,=-3i+4j,故A正确,B不正确;
=-=-5i+j,=-=5i-j,故C正确,D不正确.
8.(5分)已知点A(-1,4),B(2,6),C(3,0),则满足++=0的点G的坐标为_________.
【解析】设点G的坐标为(x,y),且A(-1,4),B(2,6),C(3,0),
因为++=0,即(-1-x,4-y)+(2-x,6-y)+(3-x,-y)=(0,0),
所以,解得,
所以点G的坐标为(,).
10.(10分)设A,B,C,D为平面内的四点,已知A(3,1),B(-2,2),且=.
(1)若C点坐标为(-1,4),求D点坐标;
【解析】(1)由题意得,=(-5,1),若D(x,y),则=(x+1,y-4),
则有(-5,1)=(x+1,y-4),
即,可得,所以D(-6,5).
(2)原点为O,=,求P点坐标.
【解析】(2)若P(a,b),则=(a,b),又=,
则有(a,b)=(-5,1),即,
所以P(-5,1).
【综合应用练】
11.(5分)已知向量与a=(6,-8)的夹角为π,且||=|a|,若点A的坐标为(-1,2),则点B的坐标为
( )
A.(-7,10) B.(7,10) C.(5,-6) D.(-5,6)
【解析】选A.由题意知,与a方向相反,
又||=|a|,所以+a=0.
设B(x,y),则=(x+1,y-2),所以解得
故点B的坐标为(-7,10).
13.(5分)已知点A(2,7),向量绕原点O逆时针旋转后等于,则点B的坐标为________.
【解析】设||=r,∠AOx=α,∠BOx=β,B(x0,y0),则rsin α=7,rcos α=2,β=α+,
x0=rcos β=rcos(α+)=-rsin α=-7,
y0=rsin β=rsin(α+)=rcos α=2,即点B的坐标为(-7,2).
14.(10分)在平面直角坐标系xOy中,已知点A(1,1),B(2,3),C(3,2),
(1)若=+,求点P的坐标;
【解析】(1)因为=(1,2),=(2,1),
所以=(1,2)+(2,1)=(3,3),
即点P的坐标为(3,3).
(2)若++=0,求的坐标.
【解析】(2)设点P的坐标为(x,y),
因为++=0,且++=(1-x,1-y)+(2-x,3-y)+(3-x,2-y)=(6-3x,6-3y),
所以解得
所以点P的坐标为(2,2),故=(2,2).
15.(10分)如图所示,在平面直角坐标系xOy中,OA=4,AB=3,∠AOx=45°,∠OAB=105°,=a,
=b,四边形OABC为平行四边形.
(1)求向量a,b的坐标;
【解析】(1)作AM⊥x轴于点M,如图,
则OM=OA·cos 45°=4×=2,
AM=OA·sin 45°=4×=2,
所以A(2,2),故a=(2,2).
因为∠AOC=180°-105°=75°,∠AOy=45°,所以∠COy=30°.
又OC=AB=3,所以C(-,),所以==(-,),即b=(-,).
【解析】(2)因为=+
=(2,2)+(-,)
=(2-,2+).
所以点B的坐标为(2-,2+).
【创新拓展练】
16.(5分)已知扇形AOB的半径为5,以O为原点建立如图所示的平面直角坐标系,=(5,0),
=(4,3),的中点为C,则= ( )
A.(,) B.(,)
C.(4,2) D.(2,)
【解析】选B.令∠AOC=α,则∠AOB=2α,tan 2α==,解得tan α=(负值舍去),
即=,又sin 2α+cos 2α=1,α∈(0,),解得sin α=,cos α=,
C(5×,5×),即C(,),
所以=(,).
17.(5分)小顾同学在用向量法研究解三角形面积问题时有如下研究成果:对于不重合、不共
线的三点A,B,C,若=(x1,y1),=(x2,y2),则S△OAB=|x1y2-x2y1|.试用上述成果解决问题:已
知A(1,1),B(2,3),C(4,5),则S△ABC=______.
【解析】因为A(1,1),B(2,3),C(4,5),
所以=(1,2),=(3,4),
又当=(x1,y1),=(x2,y2)时,
=|x1y2-x2y1|,
所以=×|1×4-3×2|=1.
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八 平面向量的正交分解及坐标表示
平面向量加、减运算的坐标表示
(时间:45分钟 分值:100分)
【基础全面练】
1.(5分)下列说法不正确的是 ( )
A.相等向量的坐标相同
B.平面上一个向量对应于平面上唯一的坐标
C.一个坐标对应于唯一的一个向量
D.平面上一个点与以原点为始点、该点为终点的向量一一对应
【解析】选C.由向量坐标的定义不难看出一个坐标可对应无数个相等的向量,故C说法不正确.
2.(5分)已知向量=(2,3),点A的坐标为(3,2),则点B的坐标为 ( )
A.(6,4) B.(1,-1)
C.(5,5) D.(-1,1)
【解析】选C.设B(x,y),则=(x-3,y-2)=(2,3),解得x=5,y=5,所以B(5,5).
3.(5分)已知=(-2,1),则下列说法正确的是 ( )
A.A点的坐标是(-2,1)
B.当A是原点时,B点的坐标是(-2,1)
C.当B是原点时,A点的坐标是(-2,1)
D.B点的坐标是(-2,1)
【解析】选B.设A(x1,y1),B(x2,y2),
由=(-2,1)可得,
由平面向量的坐标定义可知,由向量坐标无法确定点A和点B的坐标,故A,D错误;
当x1=0,y1=0时,则,
即B点的坐标是(-2,1),B正确;
当x2=0,y2=0时,,
即,即A点的坐标是(2,-1),C错误.
4.(5分)如图所示,a-b= ( )
A.2e1-3e2 B.-2e1+3e2
C.3e1-2e2 D.-3e1+2e2
【解析】选A.由题意得,a=3e1+e2,b=e1+4e2,故a-b=3e1+e2-(e1+4e2)=2e1-3e2.
5.(5分)在四边形ABCD中,A(-2,0),B(-1,3),C(3,4),D(2,3),E,F分别为边AB,CD的中点,则= ( )
A.(4,2) B.(-4,-2)
C.(8,4) D.(-8,-4)
【解析】选A.因为A(-2,0),B(-1,3),C(3,4),D(2,3),E,F分别为边AB,CD的中点,
所以E(-,),F(,),所以=(,)-(-,)=(4,2).
6.(5分)(多选)在平面直角坐标系中,若点A(2,3),B(-3,4),如图所示,x轴、y轴同方向上的两个单位向量分别为i和j,则下列说法正确的是 ( )
A.=2i+3j B.=3i+4j
C.=-5i+j D.=5i+j
【解析】选AC.由题图知,=2i+3j,=-3i+4j,故A正确,B不正确;
=-=-5i+j,=-=5i-j,故C正确,D不正确.
7.(5分)在平面直角坐标系内,已知i,j分别是x轴与y轴正方向上的单位向量,若a=2i-3j,则a的坐标为 (2,-3) .
【解析】由题意可得a=2i-3j,则a的坐标为(2,-3).
8.(5分)已知点A(-1,4),B(2,6),C(3,0),则满足++=0的点G的坐标为 (,) .
【解析】设点G的坐标为(x,y),且A(-1,4),B(2,6),C(3,0),
因为++=0,即(-1-x,4-y)+(2-x,6-y)+(3-x,-y)=(0,0),
所以,解得,
所以点G的坐标为(,).
9.(5分)如图,向量a,b,c的坐标分别是 (-4,0) , (0,6) , (-2,-5) .
【解析】将各向量分别向单位正交基底i=(1,0),j=(0,1)所在直线分解,
则a=-4i,b=6j,c=-2i-5j,所以a=(-4,0),b=(0,6),c=(-2,-5).
10.(10分)设A,B,C,D为平面内的四点,已知A(3,1),B(-2,2),且=.
(1)若C点坐标为(-1,4),求D点坐标;
【解析】(1)由题意得,=(-5,1),若D(x,y),则=(x+1,y-4),
则有(-5,1)=(x+1,y-4),
即,可得,所以D(-6,5).
(2)原点为O,=,求P点坐标.
【解析】(2)若P(a,b),则=(a,b),又=,
则有(a,b)=(-5,1),即,
所以P(-5,1).
【综合应用练】
11.(5分)已知向量与a=(6,-8)的夹角为π,且||=|a|,若点A的坐标为(-1,2),则点B的坐标为 ( )
A.(-7,10) B.(7,10)
C.(5,-6) D.(-5,6)
【解析】选A.由题意知,与a方向相反,
又||=|a|,所以+a=0.
设B(x,y),则=(x+1,y-2),
所以解得
故点B的坐标为(-7,10).
12.(5分)若{i,j}为正交基底,设a=(x2+x+1)i-(x2-x+1)j(其中x∈R),则向量a对应的坐标位于 ( )
A.第一、二象限 B.第二、三象限
C.第三象限 D.第四象限
【解析】选D.x2+x+1=+>0,x2-x+1=+>0,
因此a对应的坐标满足x2+x+1>0,-(x2-x+1)<0,所以向量a对应的坐标位于第四象限.
13.(5分)已知点A(2,7),向量绕原点O逆时针旋转后等于,则点B的坐标为 (-7,2) .
【分析】根据角的关系β=α+,再结合任意角三角函数定义sin α=,cos α=整理计算.
【解析】设||=r,∠AOx=α,∠BOx=β,B(x0,y0),
则rsin α=7,rcos α=2,β=α+,
x0=rcos β=rcos(α+)=-rsin α=-7,
y0=rsin β=rsin(α+)=rcos α=2,
即点B的坐标为(-7,2).
14.(10分)在平面直角坐标系xOy中,已知点A(1,1),B(2,3),C(3,2),
(1)若=+,求点P的坐标;
【解析】(1)因为=(1,2),=(2,1),
所以=(1,2)+(2,1)=(3,3),
即点P的坐标为(3,3).
(2)若++=0,求的坐标.
【解析】(2)设点P的坐标为(x,y),
因为++=0,且++=(1-x,1-y)+(2-x,3-y)+(3-x,2-y)=(6-3x,6-3y),
所以解得
所以点P的坐标为(2,2),故=(2,2).
15.(10分)如图所示,在平面直角坐标系xOy中,OA=4,AB=3,∠AOx=45°,∠OAB=105°,=a,=b,四边形OABC为平行四边形.
(1)求向量a,b的坐标;
【解析】(1)作AM⊥x轴于点M,如图,
则OM=OA·cos 45°=4×=2,
AM=OA·sin 45°=4×=2,
所以A(2,2),故a=(2,2).
因为∠AOC=180°-105°=75°,∠AOy=45°,所以∠COy=30°.
又OC=AB=3,所以C(-,),所以==(-,),即b=(-,).
(2)求点B的坐标.
(2)因为=+
=(2,2)+(-,)
=(2-,2+).
所以点B的坐标为(2-,2+).
【创新拓展练】
16.(5分)已知扇形AOB的半径为5,以O为原点建立如图所示的平面直角坐标系,=(5,0),=(4,3),的中点为C,则= ( )
A.(,) B.(,)
C.(4,2) D.(2,)
【解析】选B.令∠AOC=α,则∠AOB=2α,tan 2α==,解得tan α=(负值舍去),
即=,又sin 2α+cos 2α=1,α∈(0,),解得sin α=,cos α=,
C(5×,5×),即C(,),
所以=(,).
17.(5分)小顾同学在用向量法研究解三角形面积问题时有如下研究成果:对于不重合、不共线的三点A,B,C,若=(x1,y1),=(x2,y2),则S△OAB=|x1y2-x2y1|.试用上述成果解决问题:已知A(1,1),B(2,3),C(4,5),则S△ABC= 1 .
【解析】因为A(1,1),B(2,3),C(4,5),
所以=(1,2),=(3,4),
又当=(x1,y1),=(x2,y2)时,
=|x1y2-x2y1|,
所以=×|1×4-3×2|=1.
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