5.2 平面向量基本定理及坐标表示 课件-2027届高三数学一轮复习
2026-05-31
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普通
摘要:
该高中数学高考复习课件聚焦“平面向量基本定理及坐标表示”专题,依据高考评价体系梳理了基底表示、坐标运算、共线条件三大核心考点,通过教材改编题和模拟题分析,明确了基本定理应用(45%)、坐标运算(35%)的高频考查权重,归纳了向量线性表示、坐标求点、共线参数等常考题型。
课件亮点在于“知识清单+命题点突破+跟踪训练”的系统备考策略,如以向量线性表示题型为例,通过“基底法”结合几何性质(例1用AB、CB表示PC)培养数学思维,以坐标运算题型(例2分情况求P点坐标)强化数学语言表达。特设学霸笔记和易错诊断,帮助学生掌握“坐标法”“方程思想”等得分技巧,教师可据此精准定位学生薄弱点,提升复习效率。
内容正文:
第二节 平面向量基本定理及坐标表示
1
知识清单
1.平面向量基本定理
如果e1,e2是同一平面内的两个_______向量,那么对于这一平面内的任一向量a,有且只有一对实数λ1,λ2,使a=__________.
若e1,e2________,我们把{e1,e2}叫做表示这一平面内所有向量的
一个基底.
把一个向量分解为两个________的向量,叫做把向量作正交分解.
不共线
λ1e1+λ2e2
不共线
互相垂直
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2
2.平面向量的坐标运算
(1)设a=(x1,y1),b=(x2,y2),
则a+b=______________,a-b=____________,
λa=________.
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),
则=______________,=______________________.
剖析 向量的坐标与表示向量的有向线段的起点、终点的相对位置有关系.两个相等向量,无论起点在什么位置,它们的坐标都是相同的.
(x1+x2,y1+y2)
(x1-x2,y1-y2)
(λx1,λy1)
(x2-x1,y2-y1)
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3
3.平面向量共线的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0.
a∥b⇔________________.
x1y2-x2y1=0
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【常用结论】
(1)已知点P为线段AB的中点,若,则点P的坐标为.
(2)已知△ABC的重心为G,若A(x1,y1),
.
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自主诊断
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)平面向量的基底确定后,平面内的任何一个向量都可以用这个基底唯一表示.( )
(2)若两个向量的终点不同,则这两个向量的坐标一定不同.( )
(3)平面向量不论经过怎样的平移变换之后其坐标不变.( )
(4)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b的充要条件可表示成.( )
√
×
√
×
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2.(人教A版必修二P36习题T1改编)如图,在△ABC中,AD=AB,点E是CD的中点,=b,则=( )
A.+b B.
C. D.
答案:B
解析:在△ABC中,AD=AB,点E是CD的中点,=)=)=a+b.故选B.
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3.(人教A版必修二P60复习参考题T5)已知A(1,1),B(-1,0),C(0,1).若,则点D的坐标为________.
(-2,0)
解析:设D(x,y),由题意知(-2,-1)=(x,y-1),所以x=-2,y=0,所以点D的坐标为(-2,0).
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4.(人教A版必修二P31例7)已知a=(4,2),b=(6,y),且a∥b,则y
=________.
3
解析:因为a∥b,所以4y-2×6=0,解得y=3.
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命题点一 平面向量基本定理的应用
例1 (1)在△ABC中,P是边AB上靠近A的四等分点,已知=b,则=( )
A.- B.-
C.- D.-
答案:B
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解析:由题意可知,=,则===)-=-=-a-b.故选B.
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(2)(2026·吕梁模拟)在平行四边形ABCD中,E是AD的中点,点P在线段BD上.若,则λ+μ=( )
A. B.-
C. D.-
答案:B
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解析:设=m(0≤m≤1),所以==m=m()-=-m+(m-,则λ=-m,μ=m-,故λ
+μ=-m+m-=-.故选B.
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学霸笔记:(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,把相关向量用这一个基底表示出来.
(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.
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跟踪训练 (1)(衔接·人教A版必修二P27练习T2改编)平行四边形ABCD的两条对角线相交于点O,=b,G是CD上靠近D的三等分点,则=( )
A.+b B.
C. D.-
答案:D
解析:==a-(a-b)=-a+b.故选D.
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(2)(2026·宁波模拟)在△ABC中,,若,则实数x的值为( )
A.- B.-
C.- D.-1
答案:D
解析:因为=3,可得=,所以==,又因为=x,所以x=-1.故选D.
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命题点二 平面向量的坐标运算
例2 (1)设点A(2,0),B(4,2),若点P在直线AB上,且=2,则点P的坐标为( )
A.(3,1) B.(1,-1)
C.(3,-1)或(-1,1) D.(3,1)或(1,-1)
答案:D
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解析:∵A(2,0),B(4,2),∴=(2,2).∵点P在直线AB上,且||=2||,∴=2或=-2,故=(1,1)或=(-1,-1),故点P的坐标为(3,1)或(1,-1).故选D.
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(2)在∠A=90°的等腰直角△ABC中,E为AB的中点,F为BC的中点,,则λ=( )
A.- B.-
C.- D.-1
答案:A
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解析:以A为坐标原点建立平面直角坐标系,设B(2,0),C(0,2),则F(1,1),E(1,0),则=(-2,2),=(1,-2),λ+μ=λ(1,1)+μ(1,-2)=(λ+μ,λ-2μ),
∴∴λ=-.故选A.
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学霸笔记:
(1)若已知有向线段两端点的坐标,则应先求出向量的坐标,求解过程中要注意方程思想的运用.
(2)若已知问题中的图形易建立平面直角坐标系,可以建立平面直角坐标系,用坐标运算求解,使问题简单化.
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跟踪训练 (1)(衔接·人教A版必修二P33练习T5改编)已知点O,向量=(2,3),=(6,-3),点P是线段AB的三等分点,则点P的坐标为_________________.
(,-1)或(,1)
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解析:因为=(2,3),=(6,-3),所以==(4,-6).因为点P是线段AB的三等分点,所以==(,-2)或 ==(,-4),所以===(2,3)+(,-2)=(,1)或===(2,3)+(,-4)=(,-1),故点P的坐标为(,-1)或(,1).
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(2)如图,正方形ABCD中,M是BC的中点,若,则λ-μ=( )
A. B.
C.-1 D.1
答案:D
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解析:以A为坐标原点建立平面直角坐标系,设正方形边长为1,则A(0,0),B(1,0),C(1,1),D(0,1),则M(1,).故=(1,1),=(1,),=(-1,1),故由=λ+μ得解得故λ-μ=1.故选D.
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命题点三 平面向量共线的坐标表示
例3 (1)(2026·六安模拟)已知向量a=(-1,3),b=(2,-1),若(2a-b)∥(a+kb),则k=( )
A. B.- C.- D.
答案:B
解析:2a-b=(-4,7),a+kb=(-1+2k,3-k).因为(2a-b)∥(a+kb),所以-4(3-k)=7(-1+2k),解得k=-.故选B.
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(2)已知平面向量=(-1,1),=(-2,2),=(k+1,k-3),若A,B,C 三点不能作为三角形的三个顶点,则实数k 满足的条件是( )
A.k=-16 B.k=16
C.k=-1 D.k=1
答案:D
解析:因为=(-1,1),=(-2,2),=(k+1,k-3),所以=(-1,1),=(k+2,k-4).若A,B,C 三点不能作为三角形的三个顶点,则A,B,C 三点共线,则∥,即2+k=4-k,解得k=1.故选D.
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学霸笔记:已知向量共线(平行)求参数值时,主要利用“=(x1,y1),=(x2,y2),则∥的充要条件为x1y2=x2y1”这一结论进行求解.
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跟踪训练 (1)(衔接·人教A版必修二P33练习T2改编)若向量a=(2,3),b=(x,6)共线,则x=( )
A.9 B.-9
C.4 D.-4
答案:C
解析:因为向量a=(2,3),b=(x,6),且a∥b,所以2×6-3×x=0,解得x=4.故选C.
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(2)平面上三点A(2,3),B(-3,2),C(1,y)共线,则y=________.
解析:由题意=(-5,-1),=(-1,y-3),平面上三点A(2,3),B(-3,2),C(1,y)共线,即∥,所以-5(y-3)=1,解得y=.
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1.若=(1,-2),=(-1,3),则的坐标为( )
A.(0,1) B.(2,-5)
C.(-2,5) D.(2,5)
答案:C
解析:因为=(1,-2),=(-1,3),所以=(-1,3)-(1,-2)=(-2,5).故选C.
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2.(2026·邯郸一模)已知向量a=(-1,2),b=(3,t),若a∥b,则实数t=( )
A.- B.-6
C. D.6
答案:B
解析:向量a=(-1,2),b=(3,t),若a∥b,则有-1×t-2×3=0,解得t=-6.故选B.
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3.已知a=(5,-2),b=(-4,-3),c=(x,y),若a-2b+3c=0,则c为( )
A. B.
C. D.
答案:A
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解析:由题意得-2b=(8,6),3c=(3x,3y),因为a-2b+3c=0,所以⇒故c=.故选A.
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4.设向量绕点O逆时针旋转得向量,且=(7,9),则向量=( )
A. B.
C. D.
答案:B
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解析:设=(m,n),则=(-n,m),所以2=(2m-n,2n+m)=(7,9),即解得因此,==.故选B.
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5.如图,在△ABC中,D是BC的中点,E为AD上的点,且,若=b,则用a,b表示为( )
A.- B.
C.- D.-
答案:D
解析:由题图知,-.故选D.
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6.已知=(-6,3),=(3,9),若,则=( )
A.(5,-3) B.(6,-2)
C.(-3,5) D.(-2,6)
答案:C
解析:因为,所以,解得(3,9)+(-6,3)=(1,3)+(-4,2)=(-3,5).故选C.
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7.(2026·驻马店模拟)已知平面向量=(m-2,n-2),=(n-m-1,2m-n),m,n∈R,若A,B,C三点共线,则m的取值范围为( )
A.
B.∪
C.∪
D.
答案:C
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解析:因为A,B,C三点共线,所以与共线,因为平面向量=(m-2,n-2),=(n-m-1,2m-n),m,n∈R,故可得(m-2)(2m-n)-(n-2)(n-m-1)=0,整理可得2m2-n2-6m+5n-2=0,化为关于n的一元二次方程为n2-5n+6m-2m2+2=0,因为n存在实数解,故Δ=25-4(6m-2m2+2)≥0,即8m2-24m+17≥0,解得m≤或m≥,即m≤或m≥.故选C.
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8.(2026·孝感模拟)在平行四边形ABCD中,,点F是线段DE的中点,若,则μ=( )
A.1 B.
C. D.
答案:C
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解析:===,∴λ=.
故选C.
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9.以A(0,1),B(1,0),C(3,2)三个点为顶点作平行四边形,则第四个顶点D的坐标不可能是( )
A.(-2,3) B.(2,-1)
C.(4,1) D.(-2,-1)
答案:AB
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解析:设D(x,y),若,则(1,-1)=(x-3,y-2),即解得即D(4,1);若,则(1,-1)=(3-x,2-y),即解得即D(2,3);若,则(-2,-2)=(x,y-1),即解得即D(-2,-1).故选AB.
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10.(2026·临沂模拟)在△ABC中,点M,N分别在BC和AC上,且满足=0,点D在线段MN上,且,则下列各组数据适合的是( )
A.λ=,μ=0 B.λ=
C.λ=0,μ= D.λ=
答案:ACD
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解析:∵点D在线段MN上,∴设+(1-x),0≤x≤1.又点M,N分别在BC和AC上,且满足=0,∴,∴.又,∴即3λ+2μ=1.故ACD正确,B错误.故选ACD.
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11.在平行四边形ABCD中,=(3,7),=(-2,3),对角线AC与BD交于点O,则的坐标为__________.
解析:因为在平行四边形ABCD中,=(3,7),=(-2,3),对角线AC与BD交于点O,所以==.
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12.已知向量=(2,2),=(-1,k-3),若A,B,C三点共线,则k=________.
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解析:因为A,B,C三点共线,所以∥,又=(2,2),=(-1,k-3),所以2×(k-3)-2×(-1)=0,解得k=2.
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13.(13分)已知A(-2,4),B(3,-1),C(-3,-4).设=c,且=-2b.
(1)求3a+b-3c;
(2)求满足a=mb+nc的实数m,n;
(3)求M,N的坐标及向量的坐标.
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解析:由已知得a=(5,-5),b=(-6,-3),c=(1,8).
(1)3a+b-3c=3(5,-5)+(-6,-3)-3(1,8)=(15-6-3,-15-3-24)=(6,-42).
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(2)方法一 ∵mb+nc=(-6m+n,-3m+8n),
∴解得
方法二 ∵a+b+c=0,
∴a=-b-c,
又a=mb+nc,b和c不共线,
∴mb+nc=-b-c,
∴
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(3)设O为坐标原点,∵=3c,
∴=(3,24)+(-3,-4)=(0,20).
∴M(0,20).
又∵=-2b,
∴=(12,6)+(-3,-4)=(9,2),
∴N(9,2),∴=(9,-18).
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14.(15分)如图,已知平面内有三个向量,其中与的夹角为120°,与的夹角为30°,且==1,=,若(λ,μ∈R),求λ+μ的值.
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解析:方法一 以λ和μ为邻边作平行四边形OB1CA1,如图,则.
因为与的夹角为120°,与的夹角为30°,所以∠B1OC=90°,在Rt△OB1C中,=2,所以=2,=4,所以==4,所以,所以λ+μ=6.
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方法二 以O为坐标原点,建立如图所示的平面直角坐标系,
则A(1,0),Ccos 30°,2,B(cos 120°,sin 120°).即A(1,0),C,B.
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由=λ(1,0)+μ,即=,得所以所以λ+μ=6.
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15.(5分) (2026·南京模拟)解决平面向量问题一个重要的定理:,λ+μ=1的充要条件是A,B,C三点共线.如图所示,B,D分别是AM,BC的中点,则=( )
A.1 B.2
C. D.
答案:B
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解析:由B,D,C三点共线,D是BC的中点,得 ①,令,由M,D,N三点共线,B是AM的中点,可得+(1-y)+x(1-y) ②,比较①②,得解得∴,则=2.故选B.
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16.(5分)(2026·张家口模拟)如图,在△ABC中,已知
,P是线段AD与BE的交点,若,则m+n的值为________.
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解析:由A,P,D三点共线,设(0<λ<1),由得,故=λ=λ=λ=,由得,故 ①,再由B,P,E三点共线,
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设(0<μ<1),所以=μ,即=(1-μ) ②,由①②及向量与不共线,由平面向量基本定理,得解得λ=.
故得,又,故m=,所以m+n=.
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