内容正文:
第15讲
平面向量基本定理
数 学
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教材核心知识 课标要求
平面向量基本定理及其意义 能够掌握平面向量基本定理
平面向量的正交分解及坐标表示
平面向量的坐标运算
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1.平面向量基本定理
如果e1,e2是同一平面内的两个不共线向量,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=λ1e1+λ2e2.
若e1,e2不共线,我们把{e1,e2}叫做表示这一平面内所有向量的一个基底.
2.平面向量的坐标表示
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如图,在平面直角坐标系中,设与x轴、y轴方向相同的两个单位向量分别为i,j,取{i,j}作为基底.对于平面内的任意一个向量a,由平面向量基本定理可知,有且只有一对实数x,y,使得a=xi+yj.
这样,平面内的任一向量a都可由x,y唯一确定,我们把有序数对(x,y)叫做向量a的坐标,记作a=(x,y).
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考向1 平面向量基本定理
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考向2 平面向量的坐标运算
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考向3 平面向量的平行与垂直的坐标条件
典例3(2025浙江7月学考)已知向量a=(x,1),b=(2,-1),且a∥b,则x的值是
( )
A.1 B.-1 C.2 D.-2
D
解析 因为a=(x,1),b=(2,-1),且a∥b,则2=-x,所以x=-2.故选D.
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考向4 坐标法解平面向量综合问题
典例4(多选)已知向量a=(2,1),b=(-3,1),e是与b同向的单位向量,则下列结论正确的有( )
A.a+b与a共线
B.a与a-b的夹角的余弦值为
C.向量a在向量b上的投影向量为-e
D.若c=(,-),则a⊥c
BD
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归纳总结建立平面直角坐标系,用坐标法解向量问题,实际上是把向量转化为解析几何的代数运算,适合解决的向量问题很广泛,有“万能向量法”的说法,但向量法需要建系、设点的坐标、求向量坐标,把所求结论转化为向量运算解题,过程比较复杂;有时抓住向量问题的几何特征,用几何法则显得很简捷,总之坐标法和几何法要根据实际情况做出选择.
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3.平面向量的坐标运算
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则|a|=
,a+b=(x1+x2,y1+y2),a-b=(x1-x2,y1-y2),ka=(kx1,ky1),a·b=x1x2+y1y2.
4.向量平行、垂直的坐标条件
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b⇔x1y2-x2y1=0;设a,b是非零向量,a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a⊥b⇔x1x2+y1y2=0.
5.定比分点坐标公式
设=λ,A(x1,y1),B(x2,y2),则特别地,AB的中点G().设△ABC的重心为G(x,y),A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),则G().
典例1已知||=1,||=2,∠AOB=150°,=x+y.若点C在∠AOB的内部且OC=2,∠AOC=90°,求x,y.
解 (方法1)把向量沿向量所在直线作向量分解,分别交所在直线于D,E,则OD=2,OE=4.可知x==2,y==2.
(方法2)以O为原点,OA所在直线为x轴建立平面直角坐标系(图略),则由条件可知=(1,0),=(-,1),=(0,2).
由=x+y得,(0,2)=x(1,0)+y(-,1),
则解得
归纳总结确定一个基底{a,b}下向量c的坐标(x,y),方法1是把向量沿基底作向量分解,得到射影线段OD,OE,则|x|=,|y|=,从而求得x,y;方法2是建立平面直角坐标系,写出各向量的坐标,根据=x+y建立等式,解方程组即可求得x,y.
(-,6)
典例2在△ABC中,已知=(2,8),=(-3,4),若,则的坐标为____________.
解析 由已知条件得=(-5,-4),∵,
∴=(-,-2),
∴=(-,6).
解析 对于A,a+b=(-1,2),又a=(2,1),-1×1-2×2≠0,a+b与a不共线,故A错误;对于B,a-b=(5,0),又a=(2,1),则cos<a-b,a>=,故B正确;对于C,向量a在向量b上的投影向量为·e=-e=-e,故C错误;对于D,a·c=2×+1×(-)=0,则a⊥c,故D正确.故选BD.
$