内容正文:
专题5.3 平面向量基本定理及坐标表示(举一反三复习讲义)
【全国通用】
考点要求
(1)了解平面向量基本定理及其意义
(2)掌握平面向量的正交分解及其坐标表示
(3)会用坐标表示平面向量的加法、减法与数乘运算
(4)理解用坐标表示的平面向量共线的条件
高考真题统计
考点
2024年
2025年
2026年
平面向量基本定理
全国一卷:第2题,5分
平面向量的坐标表示
新课标I卷:第3题,5分
全国甲卷(理数):第9题,5分
全国一卷:第6题,5分
全国二卷:第12题,5分
命题规律分析
1、平面向量基本定理及坐标表示
平面向量基本定理与坐标表示是高考的重点、热点内容,核心考查平面向量基本定理、平面向量的坐标运算、向量共线的坐标表示及线性关系转化,常结合几何图形综合命题。
从近三年的高考情况来看,本节内容主要以选择题、填空题的形式考查,是选择、填空题中的常规高频考点,考查形式、频率比较稳定,一般考查1题,难度较易;平面向量基本定理及坐标表示以小题为主,侧重基底拆分、坐标参数运算,融合几何场景考查转化推理能力,学生在高考复习中应注意加强这方面的练习。
考点1
平面向量基本定理
知识点1 平面向量基本定理及其解题策略
1.平面向量基本定理
(1)平面向量基本定理
如果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,有且只有一对实数,使.若不共线,我们把{}叫做表示这一平面内所有向量的一个基底.
(2)定理的实质
由平面向量基本定理知,可将任一向量在给出基底{}的条件下进行分解——平面内的任一向量都可以用平面内任意不共线的两个向量线性表示,这就是平面向量基本定理的实质.
2.用平面向量基本定理解决问题的一般思路:
用平面向量基本定理解决问题的一般思路是:先选择一个基底,并运用该基底将条件和结论表示成向量的形式,再通过向量的运算来解决.注意同一个向量在不同基底下的分解是不同的,但在每个基底下的分解都是唯一的.
考点2
平面向量的坐标表示
知识点2 平面向量坐标运算及其解题策略
1.平面向量的正交分解及坐标表示
(1)正交分解
不共线的两个向量相互垂直是一种重要的情形,把一个向量分解为两个互相垂直的向量,叫做把向量作正交分解.
(2)向量的坐标表示
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,,取{,}作为基底.对于平面内的任意一个向量,由平面向量基本定理可知,有且只有一对实数x,y,使得=x+y.这样,平面内的任一向量都可由x,y唯一确定,我们把有序数对(x,y)叫做向量的坐标,记作=(x,y)①.其中x叫做在x轴上的坐标,y叫做在y轴上的坐标,①叫做向量的坐标表示.
显然,=(1,0),=(0,1),=(0,0).
(3)点的坐标与向量的坐标的关系
区别
表示形式不同
向量=(x,y)中间用等号连接,而点A(x,y)中间没有等号.
意义不同
点A(x,y)的坐标(x,y)表示点A在平面直角坐标系中的位置,=(x,y)的坐标(x,y)既表示向量的大小,也表示向量的方向.另外,(x,y)既可以表示点,也可以表示向量,叙述时应指明点(x,y)或向量(x,y).
联系
向量的坐标与其终点的坐标不一定相同.当平面向量的起点在原点时,平面向量的坐标与向量终点的坐标相同.
2.平面向量线性运算的坐标表示
(1)两个向量和(差)的坐标表示
由于向量,等价于,,所以
,即.同理可得.
这就是说,两个向量和(差)的坐标分别等于这两个向量相应坐标的和(差).
(2)向量数乘的坐标表示
由=(x,y),可得,则,即.
这就是说,实数与向量的积的坐标等于用这个实数乘原来向量的相应坐标.
3.共线的坐标表示
(1)两向量共线的坐标表示
设,,其中≠0.我们知道,,共线的充要条件是存在实数λ,使=λ.如果用坐标表示,可写为()=λ(),即,消去λ,得.这就是说,向量, (≠0)共线的充要条件是.
(2)三点共线的坐标表示
若A(),B(),C()三点共线,则有,从而,即,
或由得到,
或由得到.
由此可知,当这些条件中有一个成立时,A,B,C三点共线.
4.平面向量坐标运算的技巧
(1)向量的坐标运算主要是利用向量加、减、数乘运算的法则来进行求解的,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,常利用向量相等其坐标相同这一原则,通过列方程(组)来进行求解.
【方法技巧与总结】
1.若与不共线,且,则.
2.已知P为线段AB的中点,若A(),B(),则P点坐标为.
3.已知△ABC的重心为G,若A(),B(),C(),则G.
【题型1 基底的概念及辨析】
【例1】(2026·山西·二模)若是平面内的一个基底,则下列四组向量中能作为平面向量的基底的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】根据共线向量定理逐项判定向量是否共线即可.
【解答过程】对于选项A,,两向量共线,不符合基底的定义,故A错误;
对于选项B,,两向量共线,不符合基底的定义,故B错误;
对于选项C,不存在实数,使得,故C正确;
对于选项D,,两向量共线,不符合基底的定义,故D错误.
故选:C.
【变式1-1】(2026·上海·三模)下列各组向量中,能作为基底的是( )
A., B.
C. D.
【答案】C
【解题思路】根据基底的概念及辨析、由坐标判断向量是否共线.
【解答过程】A选项:,与共线,A错误;
对于B,由,B错误;
对于C,两向量不存在倍数关系,所以C正确,
对于D,,与共线,D错误;
故选:C.
【变式1-2】(2026·上海浦东新·三模)给定平面上的一组向量、,则以下四组向量中不能构成平面向量的基底的是( )
A.和 B. 和
C. 和 D. 和
【答案】C
【解题思路】根据平面向量共线定理,结合选项,进行逐一分析即可.
【解答过程】对A:不存在实数,使得,
故和不共线,可作基底;
对B:不存在实数,使得,
故和不共线,可作基底;
对C:对 和,因为是不共线的两个非零向量,
且存在实数,使得,
故和共线,不可作基底;
对D:不存在实数,使得,故和不共线,可作基底.
故选:C.
【变式1-3】(25-26高一下·江苏无锡·期中)设是平面内的一个基底,下列不可以作为平面内基底的是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】B
【解题思路】由平面向量基底定义可判断选项正误.
【解答过程】平面内不共线的一组向量可作为一组基底,则不可以作为基底的两向量共线.
对于A,假设两向量共线,则存在实数,使,显然不存在,故这组向量可作为一组基底,A错误;
对于B,假设两向量共线,则存在实数,使,显然满足等式,故这组向量共线,B正确;
对于C,假设两向量共线,则存在实数,使,显然不存在,故这组向量可作为一组基底,C错误;
对于D,假设两向量共线,则存在实数,使,显然不存在,故这组向量可作为一组基底,D错误.
故选:B.
【题型2 用基底表示向量】
【例2】(2026·四川绵阳·模拟预测)设在中,点D为边上一点,且,点E为边上的中点. 若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】利用向量的线性运算,即可用基底表示.
【解答过程】
因为,所以为中点,即,
又因为点E为边上的中点,所以,
由,
因为,,所以,
故选:D.
【变式2-1】(2026·陕西西安·模拟预测)在等腰梯形中,,为的中点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】作图,分析图中的几何关系,用基底的方法表示即可.
【解答过程】已知在等腰梯形中,,如下图:
,
,
故选:B.
【变式2-2】(2026·天津河北·模拟预测)如图,在中,D是边AB上一点,且,点E是CD的中点.设,,则可以表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】应用向量加减、数乘的几何意义用,表示出即可.
【解答过程】由题设,,
所以 .
故选:B.
【变式2-3】(2026·甘肃定西·模拟预测)已知在梯形中,,,记,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】根据题意,由平面向量的线性运算,结合平面向量基本定理即可求解.
【解答过程】因为,,,
所以,
因为,,
所以,,
所以.
故选:B.
【题型3 利用平面向量基本定理求参数】
【例3】(2026·甘肃甘南·模拟预测)如图,在中,为线段上一点,且,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】先利用基底表示,再设,即可构造关于的方程组.
【解答过程】因,则,
故,
因三点共线,故设,则,
因,则,解得.
故选:D.
【变式3-1】(2026·江苏南通·二模)在直角梯形中,,,,是的中点,若,则( )
A.1 B. C. D.
【答案】A
【解题思路】先选择两条不共线的向量作基底,再进行向量的线性运算,最后利用平面向量基本定理来求解即可.
【解答过程】
由图可知:,,
因为,所以,
整理得:,
根据平面向量基本定理可得:,解得,
所以,
故选:A.
【变式3-2】(2026·湖南·模拟预测)如图,在中,点是线段上靠近点的三等分点,过点的直线分别交直线、于点、. 设,,则的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解题思路】根据,结合平面向量的减法可得出,结合,,可得出,利用三点共线,可求出的值.
【解答过程】
如图,连接,因为点是线段上靠近点的三等分点,则,
即,所以,,
又因为,,则,
因为三点共线,设,则,
所以,,且、不共线,
所以,,,故,因此,.
故选:C.
【变式3-3】(25-26高三上·辽宁·期中)在中,为边上一点,且满足,设,,若存在实数,使,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】把用得到,, ,再根据的范围即可求解.
【解答过程】以为基底,
,
又,所以由平面向量基本定理可知,,
则,又,所以.
故选:C.
【题型4 平面向量线性运算的坐标表示】
【例4】(2026·天津红桥·模拟预测)若向量,,则的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】利用平面向量的坐标运算求得结果.
【解答过程】由,,
则.
故选:A.
【变式4-1】(2026·云南曲靖·二模)已知,若点D满足,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】设点 ,求出,再列出方程,即可得解.
【解答过程】设点 ,
则,
又,所以,
所以点的坐标为,
故选:A.
【变式4-2】(2026高二上·贵州·学业考试)向量,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解题思路】利用平面向量减法的坐标运算可得结果.
【解答过程】因为向量,,则.
故选:A.
【变式4-3】(2026·甘肃甘南·模拟预测)向量 ,, 在正方形网格中的位置如图所示,若 ,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】建立坐标系,然后用坐标法计算即可
【解答过程】
如图,以O为坐标原点建立坐标系,
则
所以
则,则,则.
故选:C.
【题型5 向量共线的坐标表示】
【例5】(2026·河南·模拟预测)已知向量,,若,则( )
A. B. C.4 D.9
【答案】A
【解题思路】由向量共线的坐标表示列出等式求解即可.
【解答过程】因为,
所以,
解得 ,
故选:A.
【变式5-1】(2026·贵州六盘水·模拟预测)已知向量,若,则实数( )
A. B. C.1 D.2
【答案】A
【解题思路】根据题意,利用共线向量的坐标表示,列出方程,即可求解.
【解答过程】由向量,因为,可得,解得.
故选:A.
【变式5-2】(2026·四川攀枝花·模拟预测)设向量,,且与的方向相反,则实数的值为( )
A. B.1 C.或1 D.不存在
【答案】A
【解题思路】先根据向量共线求的值,再根据两向量方向相反进行验证.
【解答过程】向量,,因为,所以,解得或.
当时,,,与的方向相同,舍去;
当时,,,与的方向相反,符合题意.
故选:A.
【变式5-3】(2026·河北邯郸·一模)已知向量,若,则实数( )
A. B. C. D.6
【答案】B
【解题思路】利用向量共线的坐标运算求解.
【解答过程】向量,若,则有,解得.
故选:B.
【题型6 利用坐标求向量的模】
【例6】(25-26高一下·山东东营·期中)已知向量,,则( )
A. B.2 C. D.
【答案】C
【解题思路】求出,求模即可.
【解答过程】∵,,∴,
∴.
故选:C.
【变式6-1】(2026·陕西咸阳·三模)已知向量满足,则=( )
A.5 B.-5 C.-11 D.11
【答案】B
【解题思路】由题可求,再求值即可.
【解答过程】,
,,
所以.
故选:B.
【变式6-2】(25-26高一下·山东淄博·阶段检测)已知向量,则的最小值是( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【解题思路】由向量线性运算的坐标表示及模长公式,再结合二次函数求最值即可;
【解答过程】由,
可得:,
所以,当取得最小值;
故选:C.
【变式6-3】(25-26高二下·云南曲靖·阶段检测)已知向量,,,则实数m的值为( )
A. B. C. D.1
【答案】D
【解题思路】先求得的坐标,再由求解.
【解答过程】因为向量,,
所以,
又因为,
所以,
解得.
故选:D.
【题型7 向量坐标的线性运算解决几何问题】
【例7】(25-26高一下·浙江绍兴·期末)已知平面四边形,,若,则( )
A. B.1 C. D.
【答案】B
【解题思路】构建以为坐标原点,所在直线为轴,垂直于的直线为轴建立如图所示的平面直角坐标系,应用坐标表示,结合平面向量基本定理求,,得到两个关系式,即可求值;
【解答过程】以为坐标原点,所在直线为轴,垂直于的直线为轴建立如图所示的平面直角坐标系,则
因为,
,
化简,即
化简得,即
所以,即,
故选:B.
【变式7-1】(25-26高一下·河南郑州·期中)如图,在直角梯形中,,,,为的中点,若,则的值( )
A. B. C.2 D.
【答案】B
【解题思路】建立平面直角坐标系,由,利用向量相等求解.
【解答过程】解:建立如图所示平面直角坐标系:
则,
所以,
因为,
所以,
则,解得,
所以,
故选:B.
【变式7-2】(25-26高一下·安徽合肥·期中)设O为所在平面内一点,满足,则的面积与的面积的比值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解题思路】以点为坐标原点,所在直线为轴建立平面直角坐标系,设点、、、,根据已知条件求出点的坐标,利用三角形的面积公式可求得结果.
【解答过程】以点为坐标原点,所在直线为轴建立如下图所示的平面直角坐标系,
设点、、,
则,,,
由,可得,解得,,
所以,,,因此,.
故选:D.
【变式7-3】(2026·江苏·模拟预测)在平面四边形中,,点M在边(含端点)上运动,设,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】如图建立平面直角坐标系,利用向量的坐标运算求解.
【解答过程】如图,以所在直线为轴,所在直线为轴,建立平面直角坐标系,
设则,,
所以,
设,则,
所以,所以,
因为,所以,
即的取值范围是,
故选:C.
一、单选题
1.(2026·江苏南京·三模)已知向量,,若,则( )
A.6 B.9 C.4 D.5
【答案】A
【解题思路】根据向量线性运算的坐标表示,及向量平行的坐标表示进行计算即可.
【解答过程】由题意得,
又向量,则,所以,解得.
故选:A.
2.(2026·云南·三模)已知向量,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】由向量减法的坐标运算,求出的坐标,再求模即可.
【解答过程】因为,
所以,
故选:C.
3.(2026·甘肃·模拟预测)设向量,,,若,,,则( )
A. B. C.2 D.3
【答案】D
【解题思路】先将转化为坐标方程组,然后求解,进而可得.
【解答过程】因为,所以,
即,解得,所以.
故选:D.
4.(2026·云南·模拟预测)在下列各组向量中,可以作为基底的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【解题思路】根据向量的共线与否,即可结合选项逐一求解.
【解答过程】选项A,是零向量,零向量与任意向量共线,不能作为基底;
B,,两向量共线,不能作为基底;
C,,两向量共线,不能作为基底;
D、,两向量不共线,可以作为基底.
故选:D.
5.(2026·黑龙江哈尔滨·三模)如图,中,点是线段上靠近的三等分点,点是线段上靠近的三等分点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】根据三等分点的向量关系,先将通过和分解,再把用表示、用与表示,通过线性运算整理出关于的表达式,进而得到系数和,最后计算的值.
【解答过程】由点是线段上靠近的三等分点,得,
由点是线段上靠近的三等分点,得,
所以
,
由,得,,
所以.
故选:B.
6.(2026·广东肇庆·一模)已知点,向量,,点P是线段AB靠近点A的三等分点,则点P的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解题思路】根据向量线性运算得,然后根据向量的坐标运算列式求解即可.
【解答过程】由题意得,所以,即,
设,则,所以.
故选:B.
7.(2026·河北保定·二模)如图,在中,若点满足 且 与 交于点 O,则 ( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解题思路】设,,,利用平面向量线性运算,用基底表示,根据平面向量基本定理求出系数即可求解.
【解答过程】设,则得,即,
再设,则,即,
,解得,
所以.
故选:B.
8.(2026·江苏盐城·模拟预测)在中,,分别为线段,上的点,直线,交于点,且满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解题思路】根据平面向量基本定理,结合向量共线得出相关线段比例关系,进而根据三角形的面积公式求解.
【解答过程】
已知,由共线,设,
,故,
,则,
,
,故,故;
设,则,即,则,
,解得,
由得出,故,
由知,设到的距离为,则,
由知,设到的距离为,则,即,
.
故选:C.
二、多选题
9.(25-26高一上·辽宁·期末)已知点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解题思路】根据平面向量线性运算的坐标表示进行运算求解即可.
【解答过程】因为,
所以,则,故A不正确;
因为,故B正确;
因为,故C正确;
因为,故D不正确.
故选:BC.
10.(25-26高一下·陕西榆林·阶段检测)设,是平面内两个不共线的向量,则下列四组向量中,不能作为基底的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】BD
【解题思路】根据只有不共线的两个向量才能作为基底,只需判断各组向量是否共线即可.
【解答过程】选项,若与共线,则存在,使,即,
则且,矛盾,所以与不共线,可以作为基底;
选项,因为,所以与共线,因此不能作为基底;
选项,若与共线,则存在,使,
所以,无解,所以与不共线,可以作为基底;
选项,因为,所以与共线,因此不能作为基底.
故选:BD.
11.(25-26高一下·山东临沂·阶段检测)在中,点,分别在和上,且满足,,点在线段上,且,则下列各组数据适合的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】ACD
【解题思路】由点在线段上可设,.根据题意可得,,∴.结合平面向量基本定理即可得到,逐项判断即可求解.
【解答过程】∵点在线段上,∴设,.
又点,分别在和上,且满足,,
∴,,∴.
又,∴,即.
故选项A,C,D正确,选项B错误.
故选:ACD.
三、填空题
12.(2026·湖北·三模)已知向量,,若与平行,则实数________.
【答案】
【解题思路】由向量坐标的数乘及加减法运算求出与,然后利用向量共线的坐标表示列式求解.
【解答过程】已知向量,,
则,,
若与平行,
则,即.
故答案为:.
13.(2026·山西吕梁·模拟预测)如图,在正方形中,,,若 ,则___________.
【答案】
【解题思路】利用平面向量基本定理求解.
【解答过程】因为 ,
又 ,,
所以 .
故答案为:.
14.(2026·江西新余·一模)已知向量,若与是共线向量,则实数___________.
【答案】
【解题思路】由向量线性关系的坐标运算及共线的坐标表示列方程求参数即可.
【解答过程】由题设,,且两向量共线,
所以,则.
故答案为:.
四、解答题
15.(25-26高一下·甘肃庆阳·期末)已知向量.
(1)若与共线,求;
(2)若,求.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据平面共线向量的坐标表示建立关于的方程进行求解;
(2)根据平面向量的线性运算的坐标表示建立关于的方程组进行求解.
【解答过程】(1)由题得,
因为与共线,,
所以,解得.
(2),即,
则,
解得.
16.(25-26高一下·四川绵阳·期末)在平面直角坐标系中,已知,设.
(1)若,求实数的值;
(2)若M为线段靠近点C的三等分点,求点M的坐标.
【答案】(1),.
(2)点的坐标为.
【解题思路】(1)先计算的坐标表达式,因为两个向量相等则对应坐标相等,所以可以得到关于m、n的二元一次方程组,求解该方程组即可得到m、n的值;
(2)根据三等分点的线段比例关系,得到与的数量关系,再利用向量的加法,代入对应坐标计算得到点的坐标.
【解答过程】(1)由已知得 ,,.
由得,
则 ,解得 .
(2)为线段靠近的三等分点,有.
故,
即点的坐标为.
17.(25-26高一下·河北·期末)已知两个不共线的向量,,设,,.
(1)若,求实数,的值;
(2)设,且,,三点共线,其中,,,为坐标原点,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据题意整理可得,结合平面向量基本定理运算求解即可;
(2)根据三点共线的推论可知存在实数使得,即可得,结合平面向量基本定理运算求解即可.
【解答过程】(1)因为,即,
又因为,不共线,由平面向量基本定理得,解得.
(2)因为,,三点共线,且,,,
所以存在实数使得,
又因为,即,
且不共线,由平面向量基本定理得,解得,
故实数的值为.
18.(25-26高一下·广东湛江·期末)已知向量,,,.
(1)若A,B,C三点共线,求实数m的值;
(2)若四边形为矩形,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据三点共线即向量平行求参数.
(2)利用向量平行和垂直的坐标运算求解.
【解答过程】(1)向量,,,
所以,,
由A,B,C三点共线知,
即,
解得.
(2)由,,
,,
若四边形为矩形,则,
即,解得.
由,得,
解得,,
所以.
19.(25-26高一下·山东青岛·期末)如图,在中,是上的一点,是的中点,过点的直线与边,分别相交于点,.设,.
(1)若,,求的值.
(2)在(1)的条件下,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)由平面向量基本定理可得;
(2)由,,三点共线可得,再结合基本不等式可得.
【解答过程】(1)因为,所以,
又因为是的中点,所以,
又,
所以,,所以;
(2)因为,,
由(1)知,,
又,,三点共线,所以,即,
所以,
当且仅当时等号成立,
故的最小值为.
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专题5.3 平面向量基本定理及坐标表示(举一反三复习讲义)
【全国通用】
考点要求
(1)了解平面向量基本定理及其意义
(2)掌握平面向量的正交分解及其坐标表示
(3)会用坐标表示平面向量的加法、减法与数乘运算
(4)理解用坐标表示的平面向量共线的条件
高考真题统计
考点
2024年
2025年
2026年
平面向量基本定理
全国一卷:第2题,5分
平面向量的坐标表示
新课标I卷:第3题,5分
全国甲卷(理数):第9题,5分
全国一卷:第6题,5分
全国二卷:第12题,5分
命题规律分析
1、平面向量基本定理及坐标表示
平面向量基本定理与坐标表示是高考的重点、热点内容,核心考查平面向量基本定理、平面向量的坐标运算、向量共线的坐标表示及线性关系转化,常结合几何图形综合命题。
从近三年的高考情况来看,本节内容主要以选择题、填空题的形式考查,是选择、填空题中的常规高频考点,考查形式、频率比较稳定,一般考查1题,难度较易;平面向量基本定理及坐标表示以小题为主,侧重基底拆分、坐标参数运算,融合几何场景考查转化推理能力,学生在高考复习中应注意加强这方面的练习。
考点1
平面向量基本定理
知识点1 平面向量基本定理及其解题策略
1.平面向量基本定理
(1)平面向量基本定理
如果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,有且只有一对实数,使.若不共线,我们把{}叫做表示这一平面内所有向量的一个基底.
(2)定理的实质
由平面向量基本定理知,可将任一向量在给出基底{}的条件下进行分解——平面内的任一向量都可以用平面内任意不共线的两个向量线性表示,这就是平面向量基本定理的实质.
2.用平面向量基本定理解决问题的一般思路:
用平面向量基本定理解决问题的一般思路是:先选择一个基底,并运用该基底将条件和结论表示成向量的形式,再通过向量的运算来解决.注意同一个向量在不同基底下的分解是不同的,但在每个基底下的分解都是唯一的.
考点2
平面向量的坐标表示
知识点2 平面向量坐标运算及其解题策略
1.平面向量的正交分解及坐标表示
(1)正交分解
不共线的两个向量相互垂直是一种重要的情形,把一个向量分解为两个互相垂直的向量,叫做把向量作正交分解.
(2)向量的坐标表示
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,,取{,}作为基底.对于平面内的任意一个向量,由平面向量基本定理可知,有且只有一对实数x,y,使得=x+y.这样,平面内的任一向量都可由x,y唯一确定,我们把有序数对(x,y)叫做向量的坐标,记作=(x,y)①.其中x叫做在x轴上的坐标,y叫做在y轴上的坐标,①叫做向量的坐标表示.
显然,=(1,0),=(0,1),=(0,0).
(3)点的坐标与向量的坐标的关系
区别
表示形式不同
向量=(x,y)中间用等号连接,而点A(x,y)中间没有等号.
意义不同
点A(x,y)的坐标(x,y)表示点A在平面直角坐标系中的位置,=(x,y)的坐标(x,y)既表示向量的大小,也表示向量的方向.另外,(x,y)既可以表示点,也可以表示向量,叙述时应指明点(x,y)或向量(x,y).
联系
向量的坐标与其终点的坐标不一定相同.当平面向量的起点在原点时,平面向量的坐标与向量终点的坐标相同.
2.平面向量线性运算的坐标表示
(1)两个向量和(差)的坐标表示
由于向量,等价于,,所以
,即.同理可得.
这就是说,两个向量和(差)的坐标分别等于这两个向量相应坐标的和(差).
(2)向量数乘的坐标表示
由=(x,y),可得,则,即.
这就是说,实数与向量的积的坐标等于用这个实数乘原来向量的相应坐标.
3.共线的坐标表示
(1)两向量共线的坐标表示
设,,其中≠0.我们知道,,共线的充要条件是存在实数λ,使=λ.如果用坐标表示,可写为()=λ(),即,消去λ,得.这就是说,向量, (≠0)共线的充要条件是.
(2)三点共线的坐标表示
若A(),B(),C()三点共线,则有,从而,即,
或由得到,
或由得到.
由此可知,当这些条件中有一个成立时,A,B,C三点共线.
4.平面向量坐标运算的技巧
(1)向量的坐标运算主要是利用向量加、减、数乘运算的法则来进行求解的,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,常利用向量相等其坐标相同这一原则,通过列方程(组)来进行求解.
【方法技巧与总结】
1.若与不共线,且,则.
2.已知P为线段AB的中点,若A(),B(),则P点坐标为.
3.已知△ABC的重心为G,若A(),B(),C(),则G.
【题型1 基底的概念及辨析】
【例1】(2026·山西·二模)若是平面内的一个基底,则下列四组向量中能作为平面向量的基底的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-1】(2026·上海·三模)下列各组向量中,能作为基底的是( )
A., B.
C. D.
【变式1-2】(2026·上海浦东新·三模)给定平面上的一组向量、,则以下四组向量中不能构成平面向量的基底的是( )
A.和 B. 和
C. 和 D. 和
【变式1-3】(25-26高一下·江苏无锡·期中)设是平面内的一个基底,下列不可以作为平面内基底的是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【题型2 用基底表示向量】
【例2】(2026·四川绵阳·模拟预测)设在中,点D为边上一点,且,点E为边上的中点. 若,,则( )
A. B. C. D.
【变式2-1】(2026·陕西西安·模拟预测)在等腰梯形中,,为的中点,则( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(2026·天津河北·模拟预测)如图,在中,D是边AB上一点,且,点E是CD的中点.设,,则可以表示为( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】(2026·甘肃定西·模拟预测)已知在梯形中,,,记,,则( )
A. B.
C. D.
【题型3 利用平面向量基本定理求参数】
【例3】(2026·甘肃甘南·模拟预测)如图,在中,为线段上一点,且,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(2026·江苏南通·二模)在直角梯形中,,,,是的中点,若,则( )
A.1 B. C. D.
【变式3-2】(2026·湖南·模拟预测)如图,在中,点是线段上靠近点的三等分点,过点的直线分别交直线、于点、. 设,,则的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【变式3-3】(25-26高三上·辽宁·期中)在中,为边上一点,且满足,设,,若存在实数,使,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【题型4 平面向量线性运算的坐标表示】
【例4】(2026·天津红桥·模拟预测)若向量,,则的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式4-1】(2026·云南曲靖·二模)已知,若点D满足,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式4-2】(2026高二上·贵州·学业考试)向量,,则( )
A. B. C. D.
【变式4-3】(2026·甘肃甘南·模拟预测)向量 ,, 在正方形网格中的位置如图所示,若 ,则 的值为( )
A. B. C. D.
【题型5 向量共线的坐标表示】
【例5】(2026·河南·模拟预测)已知向量,,若,则( )
A. B. C.4 D.9
【变式5-1】(2026·贵州六盘水·模拟预测)已知向量,若,则实数( )
A. B. C.1 D.2
【变式5-2】(2026·四川攀枝花·模拟预测)设向量,,且与的方向相反,则实数的值为( )
A. B.1 C.或1 D.不存在
【变式5-3】(2026·河北邯郸·一模)已知向量,若,则实数( )
A. B. C. D.6
【题型6 利用坐标求向量的模】
【例6】(25-26高一下·山东东营·期中)已知向量,,则( )
A. B.2 C. D.
【变式6-1】(2026·陕西咸阳·三模)已知向量满足,则=( )
A.5 B.-5 C.-11 D.11
【变式6-2】(25-26高一下·山东淄博·阶段检测)已知向量,则的最小值是( )
A.2 B. C. D.
【变式6-3】(25-26高二下·云南曲靖·阶段检测)已知向量,,,则实数m的值为( )
A. B. C. D.1
【题型7 向量坐标的线性运算解决几何问题】
【例7】(25-26高一下·浙江绍兴·期末)已知平面四边形,,若,则( )
A. B.1 C. D.
【变式7-1】(25-26高一下·河南郑州·期中)如图,在直角梯形中,,,,为的中点,若,则的值( )
A. B. C.2 D.
【变式7-2】(25-26高一下·安徽合肥·期中)设O为所在平面内一点,满足,则的面积与的面积的比值为( )
A. B. C. D.
【变式7-3】(2026·江苏·模拟预测)在平面四边形中,,点M在边(含端点)上运动,设,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
一、单选题
1.(2026·江苏南京·三模)已知向量,,若,则( )
A.6 B.9 C.4 D.5
2.(2026·云南·三模)已知向量,则( )
A. B. C. D.
3.(2026·甘肃·模拟预测)设向量,,,若,,,则( )
A. B. C.2 D.3
4.(2026·云南·模拟预测)在下列各组向量中,可以作为基底的是( )
A., B.,
C., D.,
5.(2026·黑龙江哈尔滨·三模)如图,中,点是线段上靠近的三等分点,点是线段上靠近的三等分点,若,则( )
A. B. C. D.
6.(2026·广东肇庆·一模)已知点,向量,,点P是线段AB靠近点A的三等分点,则点P的坐标为( )
A. B. C. D.
7.(2026·河北保定·二模)如图,在中,若点满足 且 与 交于点 O,则 ( )
A. B.
C. D.
8.(2026·江苏盐城·模拟预测)在中,,分别为线段,上的点,直线,交于点,且满足,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(25-26高一上·辽宁·期末)已知点,则( )
A. B.
C. D.
10.(25-26高一下·陕西榆林·阶段检测)设,是平面内两个不共线的向量,则下列四组向量中,不能作为基底的是( )
A., B.,
C., D.,
11.(25-26高一下·山东临沂·阶段检测)在中,点,分别在和上,且满足,,点在线段上,且,则下列各组数据适合的是( )
A., B.,
C., D.,
三、填空题
12.(2026·湖北·三模)已知向量,,若与平行,则实数________.
13.(2026·山西吕梁·模拟预测)如图,在正方形中,,,若 ,则___________.
14.(2026·江西新余·一模)已知向量,若与是共线向量,则实数___________.
四、解答题
15.(25-26高一下·甘肃庆阳·期末)已知向量.
(1)若与共线,求;
(2)若,求.
16.(25-26高一下·四川绵阳·期末)在平面直角坐标系中,已知,设.
(1)若,求实数的值;
(2)若M为线段靠近点C的三等分点,求点M的坐标.
17.(25-26高一下·河北·期末)已知两个不共线的向量,,设,,.
(1)若,求实数,的值;
(2)设,且,,三点共线,其中,,,为坐标原点,求实数的值.
18.(25-26高一下·广东湛江·期末)已知向量,,,.
(1)若A,B,C三点共线,求实数m的值;
(2)若四边形为矩形,求的值.
19.(25-26高一下·山东青岛·期末)如图,在中,是上的一点,是的中点,过点的直线与边,分别相交于点,.设,.
(1)若,,求的值.
(2)在(1)的条件下,求的最小值.
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