内容正文:
第五章
第24讲 平面向量的基本定理与坐标表示
平面向量与复数
1
1.(教材经典题)在下列各组向量中,可以作为基底的是 ( )
A.e1=(0,0),e2=(1,-2) B.e1=(-1,2),e2=(5,7)
【解析】
对于A,因为零向量与任何向量平行,所以选项A中的两个向量不可以作为基底;对于B,e1=(-1,2)与e2=(5,7)对应坐标不成比例,两向量不共线,可以作为基底;
B
【解析】
A
3.(教材经典题)当x=_______时,a=(2,3)与b=(x,-6)共线.
【解析】
因为a=(2,3),b=(x,-6),a∥b,所以2×(-6)-3x=0,解得x=-4,所以当x=-4时,a与b共线.
-4
4.(教材经典题)已知a=(3,2),b=(0,-1),则-2a+4b=____________,4a+3b=_________.
【解析】
因为a=(3,2),b=(0,-1),所以-2a+4b=-2(3,2)+4(0,-1)=(-6,-4)+(0,-4)=(-6,-8),4a+3b=4(3,2)+3(0,-1)=(12,8)+(0,-3)=(12,5).
(-6,-8)
(12,5)
【解析】
1.平面向量基本定理
如果e1,e2是同一平面内两个不共线的向量,那么对于该平面内任一向量a,有且只有一对实数λ1,λ2,满足_________________,我们把不共线向量e1,e2叫做这一平面内所有向量的一组基底.
a=λ1e1+λ2e2
2.向量的坐标运算
(1) 向量加法、减法、数乘及向量的模
(x1-x2,y1-y2)
(λx1,λy1)
(2) 向量坐标的求法
①若向量的起点是坐标原点,则终点坐标即为向量的坐标.
3.平面向量共线的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),若b≠0,则a,b共线⇔______________.
4.“爪形三角形”
x1y2=x2y1
目标
1
平面向量基本定理的应用
1
【解析】
C
(1) 选定基底后,根据向量的加、减、数乘运算法则以及向量平行的充要条件,把相关向量用这一组基底表示出来.(2) 强调几何性质在向量运算中的作用,用基底表示未知向量,常借助图形的几何性质,如平行、相似等.
变式1 (1)(多选)已知等腰梯形ABCD满足AB∥CD,AC与BD交于点P,且AB=2CD=2BC,则 ( )
【解析】
【答案】AC
【解析】
B
目标
2
向量的坐标表示及运算
2
【解答】
【解析】
2
(1) 利用向量加、减、数乘运算的法则进行求解,若已知有向线段两端点的坐标,则应先求向量的坐标.
(2) 解题过程中,常利用“向量相等,则坐标相同”这一结论,由此可列方程(组)进行求解.
(1) 求点D的坐标;
【解答】
【解答】
【解答】
目标
3
向量共线的坐标表示
(1)(2025·汕尾、肇庆二模)已知向量a=(-2,3),b=(m-1,3m),a∥(a+2b),则m= ( )
3
【解析】
A
(2) 如图,已知点A(4,0),B(4,4),C(2,6),则AC和OB的交点P的坐标为_________.
【解析】
3
(3,3)
两平面向量共线的充要条件有两种形式
(1) 若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b的充要条件是x1y2-x2y1=0;
(2) 若a∥b(b≠0),则a=λb.
变式3 (2024·全国甲卷)已知向量a=(x+1,x),b=(x,2),则 ( )
A.“x=-3”是“a⊥b”的必要条件
B.“x=-3”是“a∥b”的必要条件
C.“x=0”是“a⊥b”的充分条件
【解析】
对于A,当a⊥b时,a·b=0,所以 x·(x+1)+2x=0,解得x=0或x=-3,所以必要性不成立,故A错误;
对于C,当x=0时,a=(1,0),b=(0,2),a·b=0,所以a⊥b,即充分性成立,故C正确;
【答案】C
微探究
等和线的应用
4
【解析】
2
【解析】
4
图(1)
图(2)
【答案】 3
【解析】
【解析】
B
1.(2025·潍坊期末)已知向量a=(1,2),b=(m,3),且a∥(a+2b),则m= ( )
【解析】
C
2.(教材经典题改编)已知□ABCD的三个顶点为A(-1,-2),B(3,-1),C(5,6),则顶点D的坐标为 ( )
A.(1,4) B.(1,5)
C.(2,4) D.(2,5)
【解析】
B
【解析】
C
【解析】
C
配套练习题
A组 夯基精练
一、单项选择题
【解析】
C
【解析】
C
【解析】
B
【解析】
D
【解析】
C
【解析】
【答案】 A
【解析】
【答案】 AC
【解析】
对于B,若a=(x1,y1)θ,b=(x2,y2)θ,则a=x1e1+y1e2,b=x2e1+y2e2,a+b=(x1+x2)e1+(y1+y2)e2,则a+b=(x1+x2,y1+y2)θ,故B正确.
对于C,若a=(-1,2)θ,b=(2,1)θ,则a=-e1+2e2,b=2e1+e2,则a·b=(-e1+2e2)(2e1+e2)=-2|e1|2+2|e2|2+3|e1||e2|·cos θ=-2+2+3×1×1×cos θ=3cos θ,故C错误.
对于D,若a=(x1,y1)θ,b=(x2,y2)θ,则a=x1e1+y1e2,b=x2e1+y2e2,若a∥b,则当a=0或b=0时,x1=y1=0或x2=y2=0,显然x2·y1=x1·y2;当a≠0且b≠0时,则存在唯一λ,使得a=λb,则x1e1+y1e2=λ(x2e1+y2e2),x1=λx2,y1=λy2,消元变形得x2·y1=x1·y2,故D正确.
【答案】 BD
【解析】
【答案】ABC
三、填空题
10.(2025·新余一模)已知向量a=(1,-2),b=(-1,1),c=(-2,m),若b+c
与a+3b是共线向量,则实数m=______.
【解析】
【解析】
-3
【解析】
(3,1)或(1,-1)
【解析】
图(1)
图(1)
【答案】1∶3
【解析】
2
B组 创新题体验
15.在平面直角坐标系中,对于任意相邻三点都不共线的有序整点列(整点即横、纵坐标都是整数的点)A(n):A1,A2,A3,…,An与B(n):B1,B2,B3,…,Bn,其中n≥3,若同时满足:①两点列的起点和终点分别相同;②线段AiAi+1⊥BiBi+1,其中i=1,2,3,…,n-1,则称A(n)与B(n)互为正交点列.
(1) 求A(3):A1(0,2),A2(3,0),A3(5,2)的正交点列B(3);
【解答】
15.在平面直角坐标系中,对于任意相邻三点都不共线的有序整点列(整点即横、纵坐标都是整数的点)A(n):A1,A2,A3,…,An与B(n):B1,B2,B3,…,Bn,其中n≥3,若同时满足:①两点列的起点和终点分别相同;②线段AiAi+1⊥BiBi+1,其中i=1,2,3,…,n-1,则称A(n)与B(n)互为正交点列.
(2) 判断A(4):A1(0,0),A2(3,1),A3(6,0),A4(9,1)是否存在正交点列B(4),并说明理由.
【解答】
3.(2025·海安期中)在□ABCD中,=,=2,=x+(1-x),x∈R.若AP∥MN,则x= ( )
A. B. C. D.
12.设点A(2,0),B(4,2),点P在直线AB上,且||=2||,则点P的坐标为____________________.
$