《2020版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第4章 平面向量、數(shù)系的擴(kuò)充與復(fù)數(shù)的引入 第2節(jié) 平面向量的基本定理及坐標(biāo)表示教學(xué)案 文(含解析)北師大版》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《2020版高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第4章 平面向量、數(shù)系的擴(kuò)充與復(fù)數(shù)的引入 第2節(jié) 平面向量的基本定理及坐標(biāo)表示教學(xué)案 文(含解析)北師大版(8頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二節(jié) 平面向量的基本定理及坐標(biāo)表示
[考綱傳真] 1.了解平面向量的基本定理及其意義.2.掌握平面向量的正交分解及其坐標(biāo)表示.3.會(huì)用坐標(biāo)表示平面向量的加法、減法與數(shù)乘運(yùn)算.4.理解用坐標(biāo)表示的平面向量共線(xiàn)的條件.
1.平面向量基本定理
(1)定理:如果e1,e2是同一平面內(nèi)的兩個(gè)不共線(xiàn)向量,那么對(duì)于這一平面內(nèi)的任意向量a,存在唯一一對(duì)實(shí)數(shù)λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2.
(2)基底:不共線(xiàn)的向量e1,e2叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基底.
2.平面向量的坐標(biāo)表示
在平面直角坐標(biāo)系中,分別取與x軸、y軸方向相同的兩個(gè)單位向量i,j作為基底,該平面內(nèi)的任一向量a可
2、表示成a=xi+yj,把有序數(shù)對(duì)(x,y)叫做向量a的坐標(biāo),記作a=(x,y).
3.平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
(1)向量加法、減法、數(shù)乘及向量的模
設(shè)a=(x1,y1),b=(x2,y2),則
a+b=(x1+x2,y1+y2),a-b=(x1-x2,y1-y2),
λa=(λx1,λy1),|a|=.
(2)向量坐標(biāo)的求法
①若向量的起點(diǎn)是坐標(biāo)原點(diǎn),則終點(diǎn)坐標(biāo)即為向量的坐標(biāo).
②設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則=(x2-x1,y2-y1),
||=.
4.平面向量共線(xiàn)的坐標(biāo)表示
設(shè)a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0.a,b共線(xiàn)?x1y2-x2y1=0
3、.
1.若a與b不共線(xiàn),且λa+μb=0,則λ=μ=0.
2.已知P為線(xiàn)段AB的中點(diǎn),若A(x1,y1),B(x2,y2),則P點(diǎn)坐標(biāo)為;已知△ABC的頂點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),則△ABC的重心G的坐標(biāo)為.
[基礎(chǔ)自測(cè)]
1.(思考辨析)判斷下列結(jié)論的正誤.(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)平面內(nèi)的任何兩個(gè)向量都可以作為一組基底. ( )
(2)若a,b不共線(xiàn),且λ1a+μ1b=λ2a+μ2b,則λ1=λ2,μ1=μ2. ( )
(3)相等向量的坐標(biāo)相同. ( )
(4)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),則a∥b的充要條
4、件可以表示成=. ( )
[答案] (1)× (2)√ (3)√ (4)×
2.已知平面向量a=(2,-1),b=(1,3),那么|a+b|等于 ( )
A.5 B. C. D.13
B [因?yàn)閍+b=(2,-1)+(1,3)=(3,2),所以|a+b|==.]
3.如圖,在△ABC中,BE是邊AC的中線(xiàn),O是邊BE的中點(diǎn),若=a,=b,則=( )
A.a(chǎn)+b
B.a(chǎn)+b
C.a(chǎn)+b
D.a(chǎn)+b
D [=+=+=+(-)
=+=+=a+b,故選D.]
4.(教材改編)已知A(-2,-3),B(2,1),C(1,4),D(-7,t),若與共線(xiàn),則t
5、=________.
-4 [=(4,4),=(-8,t-4),由∥得4(t-4)=-32,解得t=-4.]
5.(教材改編)已知?ABCD的頂點(diǎn)A(-1,-2),B(3,-1),C(5,6),則頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為_(kāi)_______.
(1,5) [設(shè)D(x,y),則由=,得(4,1)=(5-x,6-y),
即解得]
平面向量基本定理及其應(yīng)用
1.在下列向量組中,可以把向量a=(3,2)表示出來(lái)的是( )
A.e1=(0,0),e2=(1,2)
B.e1=(-1,2),e2=(5,-2)
C.e1=(3,5),e2=(6,10)
D.e1=(2,-3),e2
6、=(-2,3)
B [當(dāng)e1與e2不共線(xiàn)時(shí),可表示a.
當(dāng)e1=(-1,2),e2=(5,-2)時(shí),(-1)×(-2)≠5×2,
因此e1與e2不共線(xiàn),故選B.]
2.在△ABC中,P,Q分別是AB,BC的三等分點(diǎn),且AP=AB,BQ=BC,若=a,=b,則=( )
A.a(chǎn)+b B.-a+b
C.a(chǎn)-b D.-a-b
A [由題意知=+=+=+(-)=+=a+b.故選A.]
3.如圖,向量a-b等于( )
A.-4e1-2e2 B.-2e1-4e2
C.e1-3e2 D.3e1-e2
C [根據(jù)向量的減法和加法的三角形法則知a-b=e1-3e2,故選C.]
7、
[規(guī)律方法] 平面向量基本定理應(yīng)用的實(shí)質(zhì)和一般思路
(1)應(yīng)用平面向量基本定理表示向量的實(shí)質(zhì)是利用平行四邊形法則或三角形法則進(jìn)行向量的加、減或數(shù)乘運(yùn)算.
(2)用向量基本定理解決問(wèn)題的一般思路是先選擇一組基底,并運(yùn)用該基底將條件和結(jié)論表示成向量的形式,再通過(guò)向量的運(yùn)算來(lái)解決.
易錯(cuò)警示:在基底未給出的情況下,合理地選取基底會(huì)給解題帶來(lái)方便.另外,要熟練運(yùn)用平面幾何的一些性質(zhì)定理.
平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
【例1】 (1)已知a=(5,-2),b=(-4,-3),若a-2b+3c=0,則c等于( )
A. B.
C. D.
(2)已知向量a=(2,1),b=(1,
8、-2).若ma+nb=(9,-8)(m,n∈R),則m-n的值為_(kāi)_______.
(3)平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知A(1,0),B(0,1),C(-1,c),(c>0),且||=2,若=λ+μ,則實(shí)數(shù)λ+μ的值為_(kāi)_______.
(1)D (2)-3 (3)-1 [(1)由已知3c=-a+2b
=(-5,2)+(-8,-6)=(-13,-4).
所以c=.
(2)由向量a=(2,1),b=(1,-2),得ma+nb=(2m+n,m-2n)=(9,-8),則
解得故m-n=-3.
(3)因?yàn)閨|=2,所以||2=1+c2=4,因?yàn)閏>0,所以c=.因?yàn)椋溅耍?,所?-1,)
9、=λ(1,0)+μ(0,1),所以λ=-1,μ=,所以λ+μ=-1.]
[規(guī)律方法] 平面向量坐標(biāo)運(yùn)算的技巧
(1)利用向量加、減、數(shù)乘運(yùn)算的法則來(lái)進(jìn)行求解,若已知有向線(xiàn)段兩端點(diǎn)的坐標(biāo),則應(yīng)先求向量的坐標(biāo).
(2)解題過(guò)程中,常利用“向量相等,則坐標(biāo)相同”這一結(jié)論,由此可列方程(組)進(jìn)行求解.
已知A(-2,4),B(3,-1),C(-3,-4).設(shè)=a,=b,=c,且=3c,=-2b,
(1)求3a+b-3c;
(2)求滿(mǎn)足a=mb+nc的實(shí)數(shù)m,n;
(3)求M,N的坐標(biāo)及向量的坐標(biāo).
[解] 由已知得a=(5,-5),b=(-6,-3),c=(1,8).
(1)3a+
10、b-3c=3(5,-5)+(-6,-3)-3(1,8)
=(15-6-3,-15-3-24)=(6,-42).
(2)∵mb+nc=(-6m+n,-3m+8n),
∴解得
(3)設(shè)O為坐標(biāo)原點(diǎn).∵=-=3c,
∴=3c+=(3,24)+(-3,-4)=(0,20).
∴M(0,20).
又∵=-=-2b,∴=-2b+=(12,6)+(-3,-4)=(9,2),∴N(9,2),∴=(9,-18).
平面向量共線(xiàn)的坐標(biāo)表示
【例2】 已知a=(1,0),b=(2,1).
(1)當(dāng)k為何值時(shí),ka-b與a+2b共線(xiàn)?
(2)若=2a+3b,=a+mb且A,B,C三點(diǎn)
11、共線(xiàn),求m的值.
[解] (1)ka-b=k(1,0)-(2,1)=(k-2,-1),
a+2b=(1,0)+2(2,1)=(5,2).
∵ka-b與a+2b共線(xiàn),∴2(k-2)-(-1)×5=0,即2k-4+5=0,得k=-.
(2)法一:∵A,B,C三點(diǎn)共線(xiàn),∴=λ,
即2a+3b=λ(a+mb),∴,
解得m=.
法二:=2a+3b=2(1,0)+3(2,1)=(8,3),
=a+mb=(1,0)+m(2,1)=(2m+1,m).
∵A,B,C三點(diǎn)共線(xiàn),∴∥.
∴8m-3(2m+1)=0,即2m-3=0,
∴m=.
[規(guī)律方法] 平面向量共線(xiàn)的坐標(biāo)表示問(wèn)題的常見(jiàn)類(lèi)
12、型及解題策略
(1)利用兩向量共線(xiàn)求參數(shù),如果已知兩向量共線(xiàn),求某些參數(shù)的取值時(shí),利用“若a=(x1,y1),b=(x2,y2),則a∥b的充要條件是x1y2=x2y1”解題比較方便.
(2)利用兩向量共線(xiàn)的條件求向量坐標(biāo).一般地,在求與一個(gè)已知向量a共線(xiàn)的向量時(shí),可設(shè)所求向量為λa(λ∈R),然后結(jié)合其他條件列出關(guān)于λ的方程,求出λ的值后代入λa即可得到所求的向量.
(1)(2019·沈陽(yáng)模擬)已知平面向量a=(1,m),b=(-3,1)且(2a+b)∥b,則實(shí)數(shù)m的值為( )
A. B.- C. D.-
(2)已知向量=(1,-3),=(2,-1),=(k+1,
13、k-2),若A,B,C三點(diǎn)能構(gòu)成三角形,則實(shí)數(shù)k應(yīng)滿(mǎn)足的條件是________.
(1)B (2)k≠1 [(1)2a+b=(-1,2m+1),由題意知
-3(2m+1)=-1,解得m=-,
故選B.
(2)若點(diǎn)A,B,C能構(gòu)成三角形,
則向量,不共線(xiàn).
因?yàn)椋剑?2,-1)-(1,-3)=(1,2),
=-=(k+1,k-2)-(1,-3)=(k,k+1),
所以1×(k+1)-2k≠0,
解得k≠1.]
1.(2015·全國(guó)卷Ⅰ)已知點(diǎn)A(0,1),B(3,2),向量=(-4,-3),則向量=( )
A.(-7,-4) B.(7,4)
C.(-1,4) D
14、.(1,4)
A [法一:設(shè)C(x,y),則=(x,y-1)=(-4,-3),
所以從而=(-4,-2)-(3,2)=(-7,-4).故選A.
法二:=(3,2)-(0,1)=(3,1),
=-=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4).
故選A.]
2.(2016·全國(guó)卷Ⅱ)已知向量a=(m,4),b=(3,-2),且a∥b,則m=________.
-6 [∵a=(m,4),b=(3,-2),a∥b,
∴-2m-4×3=0.
∴m=-6.]
3.(2018·全國(guó)卷Ⅲ)已知向量a=(1,2),b=(2,-2),c=(1,λ).若c∥(2a+b),則λ=________.
[由題意得2a+b=(4,2),因?yàn)閏∥(2a+b),c=(1,λ),所以4λ=2,得λ=.]
- 8 -