
2、精練習(xí)題。復(fù)習(xí)時(shí)不要搞“題海戰(zhàn)術(shù)”,應(yīng)在老師的指導(dǎo)下,選一些源于課本的變式題,或體現(xiàn)基本概念、基本方法的基本題,通過解題來提高思維能力和解題技巧,加深對所學(xué)知識的深入理解。在解題時(shí),要獨(dú)立思考,一題多思,一題多解,反復(fù)玩味,悟出道理。
3、加強(qiáng)審題的規(guī)范性。每每大考過后,總有同學(xué)抱怨沒考好,糾其原因是考試時(shí)沒有注意審題。審題決定了成功與否,不解決這個(gè)問題勢必影響到高考的成敗。那么怎么審題呢? 應(yīng)找出題目中的已知條件 ;善于挖掘題目中的隱含條件 ;認(rèn)真分析條件與目標(biāo)的聯(lián)系,確定解題思路 。
4、重視錯(cuò)題。錯(cuò)誤是最好的老師”,但更重要的是尋找錯(cuò)因,及時(shí)進(jìn)行總結(jié),三五個(gè)字,一兩句話都行,言簡意賅,切中要害,以利于吸取教訓(xùn),力求相同的錯(cuò)誤不犯第二次。
專題09 平面向量及其應(yīng)用
一、知識速覽
二、考點(diǎn)速覽
知識點(diǎn)1 向量的有關(guān)概念
1、向量:既有大小又有方向的量叫做向量,向量的大小叫做向量的模.
2、零向量:長度為0的向量,記作.
3、單位向量:長度等于1個(gè)單位長度的向量.
4、平行向量:方向相同或相反的非零向量,又叫共線向量,規(guī)定:與任一向量平行.
5、相等向量:長度相等且方向相同的向量.
6、相反向量:長度相等且方向相反的向量.
知識點(diǎn)2 向量的線性運(yùn)算
知識點(diǎn)3 向量共線定理與基本定理
1、向量共線定理:如果,則,反之,如果且,則一定存在唯一的實(shí)數(shù),使.
2、三點(diǎn)共線定理:平面內(nèi)三點(diǎn)、、三點(diǎn)共線的充要條件是:存在實(shí)數(shù),使,其中,為平面內(nèi)一點(diǎn)。
3、平面向量基本定理
(1)定義:如果是同一平面內(nèi)的兩個(gè)不共線向量,那么對于這一平面內(nèi)的任一向量,有且只有一對實(shí)數(shù),使
(2)基底:若不共線,我們把叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一個(gè)基底.
(3)對平面向量基本定理的理解
= 1 \* GB3 ①基底不唯一,只要是同一平面內(nèi)的兩個(gè)不共線向量都可以作為基底.同一非零向量在不同基底下的分解式是不同的.
= 2 \* GB3 ②基底給定時(shí),分解形式唯一.是被唯一確定的數(shù)值.
= 3 \* GB3 ③是同一平面內(nèi)所有向量的一組基底,
則當(dāng)與共線時(shí),;當(dāng)與共線時(shí),;當(dāng)時(shí),.
= 4 \* GB3 ④由于零向量與任何向量都是共線的,因此零向量不能作為基底中的向量.
知識點(diǎn)4 平面向量的數(shù)量積
1、向量的夾角
(1)定義:已知兩個(gè)非零向量和,作,,則∠AOB就是向量與的夾角.
(2)范圍:設(shè)θ是向量與的夾角,則0°≤θ≤180°.
(3)共線與垂直:若θ=0°,則與同向;若θ=180°,則與反向;若θ=90°,則與垂直.
2、平面向量的數(shù)量積
(1)定義:已知兩個(gè)非零向量與,它們的夾角為θ,則數(shù)量叫做與的數(shù)量積(或內(nèi)積),
記作,即,規(guī)定零向量與任一向量的數(shù)量積為0,即.
(2)幾何意義:數(shù)量積等于的長度與在的方向上的投影的乘積.
【注意】(1)數(shù)量積也等于的長度|b|與在方向上的投影的乘積,這兩個(gè)投影是不同的.
(2)在方向上的投影也可以寫成,投影是一個(gè)數(shù)量,可正可負(fù)可為0,取決于θ角的范圍.
3、向量數(shù)量積的性質(zhì)
設(shè),是兩個(gè)非零向量,是單位向量,α是與的夾角,于是我們就有下列數(shù)量積的性質(zhì):
(1).
(2).
(3),同向?;,反向?.
特別地或.
(4)若θ為,的夾角,則.
4、平面向量數(shù)量積的運(yùn)算律
(1) (交換律).
(2) (結(jié)合律).
(3) (分配律).
【注意】對于實(shí)數(shù)a,b,c有,但對于向量,,而言,不一定成立,即不滿足向量結(jié)合律.這是因?yàn)楸硎疽粋€(gè)與c共線的向量,而表示一個(gè)與a共線的向量,而與不一定共線,所以不一定成立.
知識點(diǎn)5 平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
1、向量的線性運(yùn)算坐標(biāo)表示
(1)已知,則,.
結(jié)論:兩個(gè)向量和與差的坐標(biāo)分別等于這兩個(gè)向量相應(yīng)坐標(biāo)的和與差.
(2)若,則;
結(jié)論:實(shí)數(shù)與向量的積的坐標(biāo)等于用這個(gè)實(shí)數(shù)乘原來向量的相應(yīng)坐標(biāo)。
2、向量平行坐標(biāo)表示:已知,則向量,共線的充要條件是
3、向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示
已知非零向量,,與的夾角為θ.
一、解決向量概念問題的關(guān)鍵點(diǎn)
1、相等向量具有傳遞性,非零向量的平行也具有傳遞性.
2、共線向量即平行向量,它們均與起點(diǎn)無關(guān).
3、相等向量不僅模相等,而且方向也相同,所以相等向量一定是平行向量,但平行向量未必是相等向量.
4、向量可以平移,平移后的向量與原向量是相等向量.解題時(shí),不要把它與函數(shù)圖象的平移混為一談.
5、非零向量與的關(guān)系:是方向上的單位向量,因此單位向量與方向相同.
6、向量與數(shù)量不同,數(shù)量可以比較大小,向量則不能.但向量的模是非負(fù)實(shí)數(shù),可以比較大小.
7、在解決向量的概念問題時(shí),要注意兩點(diǎn):①不僅要考慮向量的大小,還要考慮向量的方向;②考慮零向量是否也滿足條件.
【典例1】(2023·全國·高三專題練習(xí))設(shè)為單位向量,有下列命題:①若為平面內(nèi)的某個(gè)向量,則;②若與平行,則;③若與平行且,則.其中假命題的個(gè)數(shù)是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】D
【解析】向量是既有大小又有方向的量,與的模相等,但方向不一定相同,故①是假命題;
若與平行,則與的方向有兩種情況:
一是同向,二是反向,反向時(shí),故②③也是假命題.
綜上所述,假命題的個(gè)數(shù)是3.故選:D.
【典例2】(2023秋·福建廈門·高三??奸_學(xué)考試)下列命題不正確的是( )
A.零向量是唯一沒有方向的向量
B.零向量的長度等于0
C.若,都為非零向量,則使成立的條件是與反向共線
D.若,,則
【答案】A
【解析】A選項(xiàng),零向量是有方向的,其方向是任意的,故A錯(cuò)誤;
B選項(xiàng),由零向量的定義知,零向量的長度為0,故B正確;
C選項(xiàng),因?yàn)榕c都是單位向量,所以只有當(dāng)與是相反向量,
即與是反向共線時(shí)才成立,故C正確;
D選項(xiàng),由向量相等的定義知D正確.故選:A
【典例3】(2023·全國·高三專題練習(xí))(多選)給出下列命題,不正確的有( )
A.若兩個(gè)向量相等,則它們的起點(diǎn)相同,終點(diǎn)相同
B.若A,B,C,D是不共線的四點(diǎn),且=,則四邊形ABCD為平行四邊形
C.的充要條件是且
D.已知λ,μ為實(shí)數(shù),若,則與共線
【答案】ACD
【解析】A錯(cuò)誤,兩個(gè)向量起點(diǎn)相同,終點(diǎn)相同,則兩個(gè)向量相等,
但兩個(gè)向量相等,不一定有相同的起點(diǎn)和終點(diǎn);
B正確,因?yàn)椋?,所以=且?br>又A,B,C,D是不共線的四點(diǎn),所以四邊形ABCD為平行四邊形;
C錯(cuò)誤,當(dāng)且方向相反時(shí),即使,也不能得到,
所以且不是的充要條件,而是必要不充分條件;
D錯(cuò)誤,當(dāng)時(shí),與可以為任意向量,滿足,
但與不一定共線.故選:ACD.
二、平面向量共線定理的應(yīng)用
1、證明向量共線:若存在實(shí)數(shù)λ,使,則與非零向量共線;
2、證明三點(diǎn)共線:若存在實(shí)數(shù)λ,使,與有公共點(diǎn)A,則A,B,C三點(diǎn)共線;
3、求參數(shù)的值:利用向量共線定理及向量相等的條件列方程(組)求參數(shù)的值
【典例1】(2023·全國·高三專題練習(xí))已知向量,不共線,且,,,則一定共線的是( )
A.A,B,D B.A,B,C C.B,C,D D.A,C,D
【答案】A
【解析】向量,不共線,且,,,
,則有,
而有公共點(diǎn)B,有A,B,D共線,A是;
,不存在實(shí)數(shù),使得,因此不共線,A,B,C不共線,B不是;
,不存在實(shí)數(shù),使得,因此不共線,B,C,D不共線,C不是;
,不存在實(shí)數(shù),使得,
因此不共線,A,C,D不共線,D不是.故選:A
【典例2】(2023·全國·高三專題練習(xí))已知向量a與b不共線,,,則與共線的條件是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由,共線,得,
即,所以.故選:D.
【典例3】(2023·全國·高三專題練習(xí))設(shè)與是兩個(gè)不共線向量,且向量與共線,則 .
【答案】
【解析】依題意知向量與共線,設(shè),
則有,所以,解得,
故答案為:
三、平面向量基本定理的實(shí)質(zhì)及解題思路
1、應(yīng)用平面向量基本定理表示向量的實(shí)質(zhì)是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、用平面向量基本定理解決問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,再通過向量的運(yùn)算來解決.
【典例1】(2023春·重慶沙坪壩·高三重慶南開中學(xué)??茧A段練習(xí))在中,為的中點(diǎn),為邊上靠近點(diǎn)的三等分點(diǎn),記,用表示為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由題知①,
②,
①+3×②得,
故.故選:D.
【典例2】(2023秋·河南焦作·高三博愛縣第一中學(xué)??茧A段練習(xí))如圖,平行四邊形的對角線AC和BD交于點(diǎn)M,E在BC上,且,直線DE與AB的延長線交于點(diǎn)F,記,.
(1)試用,表示、;
(2)試用,表示.
【答案】(1),;(2).
【解析】(1)平行四邊形的對角線AC和BD交于點(diǎn)M,
,
.
(2)點(diǎn)E在BC上,且,,則,
于是,即,,
所以.
【典例3】(2023·湖南婁底·高三聯(lián)考三模)2000多年前,古希臘雅典學(xué)派的第三大算學(xué)家歐道克薩斯首先提出黃金分割.所謂黃金分割點(diǎn),指的是把一條線段分割為兩部分,使其中一部分與全長之比等于另一部分與這部分之比,黃金分割比為.如圖,在矩形中,與相交于點(diǎn),,且點(diǎn)為線段的黃金分割點(diǎn),則( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由題意得,顯然,,
同理有,,
所以,故,
因?yàn)椋?br>所以.故選:D
四、平面向量數(shù)量積的3種運(yùn)算方法
1、定義法求平面向量的數(shù)量積
(1)方法依據(jù):當(dāng)已知向量的模和夾角θ時(shí),可利用定義法求解,即
(2)適用范圍:已知或可求兩個(gè)向量的模和夾角。
2、基底法求平面向量的數(shù)量積
(1)方法依據(jù):選取合適的一組基底,利用平面向量基本定理將待求數(shù)量積的兩個(gè)向量分別用這組基底表示出來,進(jìn)而根據(jù)數(shù)量級的運(yùn)算律和定義求解。
(2)適用范圍:直接利用定義法求數(shù)量積不可行時(shí),可將已知模和夾角的兩個(gè)不共線的向量作為基底,采用“基底法”求解。
3、坐標(biāo)法求平面向量的數(shù)量積
(1)方法依據(jù):當(dāng)已知向量的坐標(biāo)時(shí),可利用坐標(biāo)法求解,
即若,,則;
(2)適用范圍: = 1 \* GB3 ①已知或可求兩個(gè)向量的坐標(biāo); = 2 \* GB3 ②已知條件中有(或隱含)正交基底,優(yōu)先考慮建立平面直角坐標(biāo)系,使用坐標(biāo)法求數(shù)量積。
【典例1】(2023·四川宜賓·??既#┤羲倪呅问沁呴L為2的菱形,,分別為的中點(diǎn),則( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因?yàn)樗倪呅问沁呴L為2的菱形,,
所以.
所以
,故選:A
【典例2】(2023·陜西西安·校聯(lián)考模擬預(yù)測)在邊長為2的正三角形ABC中,,,則( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由題知,為中點(diǎn),為中點(diǎn),連接,以為坐標(biāo)原點(diǎn),
分別以,所在的直線為軸,軸建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,
則,,,,,
所以,,故.故選:B
【典例3】(2023·全國·高三專題練習(xí))正方形的邊長是2,是的中點(diǎn),則( )
A. B.3 C. D.5
【答案】B
【解析】方法一:以為基底向量,可知,
則,
所以;
方法二:如圖,以為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,
則,可得,
所以;
方法三:由題意可得:,
在中,由余弦定理可得,
所以.故選:B.
五、求向量?;蚱浞秶某S梅椒?br>1、定義法:利用及,把向量的模的運(yùn)算轉(zhuǎn)化為數(shù)量積運(yùn)算;
2、坐標(biāo)法:當(dāng)向量有坐標(biāo)或適合建坐標(biāo)系時(shí),可用模的計(jì)算公式;
3、幾何法,利用向量的幾何意義,即利用向量加減法的平行四邊形法則或三角形法則作出向量,再利用余弦定理等方法求解.
【典例1】(2023·全國·河南省實(shí)驗(yàn)中學(xué)校考模擬預(yù)測)已知向量,線段的中點(diǎn)為,且,則( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】設(shè),
則,
由,
得,又已知,且,
則有,
故.故選:A.
【典例2】(2023·四川遂寧·高三??寄M預(yù)測)已知平面向量,,的夾角為,,則實(shí)數(shù)( )
A. B.1 C. D.
【答案】A
【解析】因?yàn)?,所以?br>即,解得.故選:A.
【典例3】(2023·全國·高三專題練習(xí))已知為單位向量,且,向量滿足,則的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因?yàn)?,所以?br>設(shè),,
由,得,即,
即,又,
所以,解得,
所以的取值范圍為.故選:B.
六、從動(dòng)態(tài)角度理解三角形四心的向量表示
1、常見重心向量式:設(shè)O是?ABC的重心,P為平面內(nèi)任意一點(diǎn)
= 1 \* GB3 ①OA+OB+OC=0
= 2 \* GB3 ②PO=13PA+PB+PC
= 3 \* GB3 ③若AP=λAB+AC或OP=OA+λAB+AC,λ∈[0,+∞),則P一定經(jīng)過三角形的重心
= 4 \* GB3 ④若AP=λABABsinB+ACACsinC或OP=OA+λABABsinB+ACACsinC,λ∈[0,+∞)則P一定經(jīng)過三角形的重心
2、常見垂心向量式:O是?ABC的垂心,則有以下結(jié)論:
= 1 \* GB3 ①OA?OB=OB?OC=OC?OA
= 2 \* GB3 ②OA2+BC2=OB2+CA2=OC2+AB2
= 3 \* GB3 ③動(dòng)點(diǎn)P滿足OP=OA+λABABcsB+ACACcsC,λ∈0,+∞,則動(dòng)點(diǎn)P的軌跡一定通過?ABC的垂心
3、常用外心向量式:O是?ABC的外心,
= 1 \* GB3 ①OA=OB=OC?OA2=OB2=OC2
= 2 \* GB3 ②OA+OB?AB=OB+OC?BC=OA+OC?AC=0
= 3 \* GB3 ③動(dòng)點(diǎn)P滿足OP=OB+OC2+λABABcsB+ACACcsC,λ∈0,+∞,則動(dòng)點(diǎn)P的軌跡一定通過?ABC的外心.
= 4 \* GB3 ④若OA+OB?AB=OB+OC?BC=OC+OA?CA=0,則O是?ABC的外心.
4、常見內(nèi)心向量式:P是?ABC的內(nèi)心,
= 1 \* GB3 ①ABPC+BCPA+CAPB=0(或aPA+bPB+cPC=0)
其中a,b,c分別是?ABC的三邊BC、AC、AB的長,
= 2 \* GB3 ②AP=λABAB+ACAC,λ[0,+∞),則P一定經(jīng)過三角形的內(nèi)心。
【典例1】(2023·全國·高三專題練習(xí))在中,若,則點(diǎn)是的( )
A.重心 B.內(nèi)心 C.垂心 D.外心
【答案】B
【解析】過點(diǎn)分別作,,的垂線,,,其垂足依次為,如圖所示,
由于,
根據(jù)奔馳定理就有:,
即,
因此,故點(diǎn)是的內(nèi)心,B選項(xiàng)正確.故選:B
【典例2】(2023·全國·高三專題練習(xí))設(shè)為的外心,若,則點(diǎn)是的( )
A.重心 B.內(nèi)心 C.垂心 D.外心
【答案】C
【解析】取BC的中點(diǎn)D,如圖所示,
連接OD,AM,BM,CM.
因?yàn)?,所以?br>又,則,所以,
又由于為的外心,所以,
因此有.同理可得,,
所以點(diǎn)是的垂心.故選:C.
【典例3】(2023·全國·高三專題練習(xí))在中,給出如下命題:
①是所在平面內(nèi)一定點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)滿足,,則動(dòng)點(diǎn)的軌跡一定過的重心.
②是所在平面內(nèi)一定點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)滿足,,則動(dòng)點(diǎn)的軌跡一定過的內(nèi)心.
③是所在平面內(nèi)一定點(diǎn),且,則.
(4)若,且,則是等邊三角形.
其中正確的命題有 個(gè).
【答案】3
【解析】對于①,令點(diǎn)為BC的中點(diǎn),由于,,
根據(jù)極化恒等式就有,,
于是,,
因此動(dòng)點(diǎn)的軌跡是射線AD,過的重心,故①正確.
對于②,取一點(diǎn)使得,并連接AD,如圖所示,
由于,因此,于是,
從而的內(nèi)心在射線AD上.
由于,,
于是就有,,
即,,
因此動(dòng)點(diǎn)的軌跡是射線AD,過的內(nèi)心,故②正確.
對于③,由,可得設(shè)的中點(diǎn)為,,
所以,故③錯(cuò)誤.
對于④,根據(jù),結(jié)合②,可得的平分線與BC垂直,
于是就有.由于,
又,得到,因此是等邊三角形,故④正確.
綜上所述,正確的命題有3個(gè).
故答案為:
七、平面向量最值范圍問題的常用方法
1、定義法
第1步:利用向量的概念及其基本運(yùn)算將所求的問題轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的等式關(guān)系;
第2步:運(yùn)用基本不等式求其最值問題;
第3步:得出結(jié)論。
2、坐標(biāo)法
第1步:根據(jù)題意建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,并推導(dǎo)關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo);
第2步:將平面向量的運(yùn)算坐標(biāo)化;
第3步:運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法如二次函數(shù)、基本不等式的思想、三角函數(shù)思想等求解。
3、基底法
第1步:利用基底轉(zhuǎn)化向量;
第2步:根據(jù)向量運(yùn)算化簡目標(biāo);
第3步:運(yùn)用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法如二次函數(shù)、基本不等式的思想、三角函數(shù)等得出結(jié)論;
4、幾何意義法
第1步:結(jié)合條件進(jìn)行向量關(guān)系推導(dǎo);
第2步:利用向量之間的關(guān)系確定向量所表達(dá)的點(diǎn)的軌跡;
第3步:結(jié)合圖形,確定臨界位置的動(dòng)態(tài)分析求出范圍。
【典例1】(2023·全國·高三專題練習(xí))在中,,D為BC的中點(diǎn),點(diǎn)P在斜邊BC的中線AD上,則的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】以為坐標(biāo)原點(diǎn),為軸的正方向建立平面直角坐標(biāo)系,
所以,
因?yàn)镈為BC的中點(diǎn),所以,,
設(shè),所以,所以,
可得,,
所以,
因?yàn)?,所?故選:A.
【典例2】(2023秋·遼寧沈陽·高三沈陽市第一二〇中學(xué)??茧A段練習(xí))已知正方形的邊長為2,對角線相交于點(diǎn)是線段上一點(diǎn),則的最小值為 .
【答案】
【解析】記,設(shè),
因?yàn)椋?br>所以,
因?yàn)椋?br>所以,
所以,當(dāng)時(shí),取得最小值.
故答案為:
【典例3】(2023·全國·高三專題練習(xí))在直角中,,平面內(nèi)動(dòng)點(diǎn)滿足,則的最小值為 .
【答案】/
【解析】平面內(nèi)動(dòng)點(diǎn)滿足,所以點(diǎn)的軌跡是以為圓心,1為半徑的圓,
因?yàn)?,由勾股定理可得:?br>所以,且,
所以,所以,
,
,
,
,
又向量是長度為的一個(gè)向量,由此可得,點(diǎn)在圓上運(yùn)動(dòng),
當(dāng)與共線反向時(shí),取最小值,且這個(gè)最小值為一,
故的最小值為.
故答案為:.
易錯(cuò)點(diǎn)1 平面向量的概念模糊,尤其是零向量
點(diǎn)撥:平面向量部分概念多而抽象,如零向量、單位向量、平行向量、共線向量、相等向量、相反向量、向量的加法、減法、數(shù)乘、數(shù)量積、向量的模、夾角等等。
【典例1】(2023·全國·高三專題練習(xí))下列命題中,正確的是( )
A.若,,則
B.若則或
C.對于任意向量,有
D.對于任意向量,有
【答案】D
【解析】對于A,當(dāng)時(shí),滿足,,但不一定平行,故A錯(cuò)誤;
對于B,當(dāng),時(shí),滿足,但,不成立,故B錯(cuò)誤;
對于C,若非零向量方向相反,則,故C錯(cuò)誤;
對于D,當(dāng)中有零向量時(shí),;
當(dāng)為非零向量時(shí),若共線且方向相同時(shí),則,
當(dāng)為非零向量時(shí),若共線且方向相反時(shí),則,
當(dāng)為非零向量時(shí),且不共線時(shí),如圖所示,,
綜上,,故D正確.故選:D.
【典例2】(2023·全國·高三專題練習(xí))已知兩個(gè)非零向量與共線,下列說法不正確的是( )
A.或 B.與平行 C.與方向相同或相反 D.存在實(shí)數(shù),使得
【答案】A
【解析】非零向量與共線,
對于A,,,故A錯(cuò)誤;
對于B,∵向量與共線,∴向量與平行,故B正確;
對于C,∵向量與共線,∴與方向相同或相反,故C正確;
對于D,∵與共線,∴存在實(shí)數(shù),使得,故D正確.故選:A.
【典例3】(2023·全國·高三專題練習(xí))(多選)下列命題正確的是( )
A.若都是單位向量,則.
B.“”是“”的必要不充分條件
C.若都為非零向量,則使+=成立的條件是與反向共線
D.若,則
【答案】BCD
【解析】對A,都是單位向量,則模長相等,但方向不一定相同,
所以得不到,A錯(cuò)誤;
對B,“”推不出“”,但 “”能推出 “”,
所以“”是“”的必要不充分條件,B正確;
對C,因?yàn)榕c反向共線,
且,都為單位向量,則+=,C正確;
對D,若,則,D正確,故選:BCD.
易錯(cuò)點(diǎn)2 忽視兩個(gè)向量成為基底的條件
點(diǎn)撥:如果、是同一平面內(nèi)的兩個(gè)不共線向量,那么對該平面內(nèi)的任一向量,有且只有一對實(shí)數(shù),,使。在平面向量知識體系中,基本定理是基石,共線向量定理是重要工具??忌趯W(xué)習(xí)這部分知識時(shí),務(wù)必要注意這兩個(gè)定理的作用和成立條件。
【典例1】(2023·四川宜賓·宜賓市敘州區(qū)第一中學(xué)校??级#┰O(shè),下列向量中,可與向量組成基底的向量是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】對于AB項(xiàng),若時(shí),,不滿足構(gòu)成基向量的條件,所以AB都錯(cuò)誤;
對于D項(xiàng),若時(shí),不滿足構(gòu)成基向量的條件,所以D錯(cuò)誤;
對于C項(xiàng),因?yàn)椋忠驗(yàn)楹愠闪ⅲ?br>說明與不共線,復(fù)合構(gòu)成基向量的條件,所以C正確.故選:C
【典例2】(2022·全國·高三專題練習(xí))設(shè)是平面內(nèi)兩個(gè)不共線的向量,則向量可作為基底的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】對于A,因?yàn)椋?br>所以共線,所以不能作為基底,所以A不合題意;
對于B,因?yàn)椋?br>所以共線,所以不能作為基底,所以B不合題意;
對于C,若共線,則存在唯一實(shí)數(shù),使,即,
所以且,所以不存在,所以不共線,
所以可以作為基底,所以C符合題意;
對于D,因?yàn)椋?br>所以共線,所以不能作為基底,所以D不合題意,故選:C
【典例3】(2022·全國·高三專題練習(xí))在下列向量組中,不能把向量表示出來的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】ABD
【解析】對于A:是零向量與共線,而與不共線,
所以和不能表示,故選項(xiàng)A符合題意;
對于B:,故和共線,則和只能表示與它們共線的向量,
而與和不共線,所以和不能表示,故選項(xiàng)B符合題意;
對于C:因?yàn)椋?,不共線,
則和能表示,故選項(xiàng)C不符合題意;
對于D:,所以和共線,則和只能表示與它們共線的向量,
而與和不共線,所以和不能表示,故選項(xiàng)D符合題意;故選:ABD.
易錯(cuò)點(diǎn)3 錯(cuò)誤使用向量平行的等價(jià)條件
點(diǎn)撥:對于,,,若是使用,容易忽略0這個(gè)解.考生解題過程中要注意等價(jià)條件的完備性。
【典例1】(2022秋·浙江紹興·高三統(tǒng)考期末)已知平面向量,若,則實(shí)數(shù)的值為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由題,有.
又,則,
又,則.故選:C
【典例2】(2023春·甘肅張掖·高三校考階段練習(xí))設(shè)向量,,若,的方向相反,則 .
【答案】3
【解析】因?yàn)椋姆较蛳喾?,所以,共線,
所以,即,解得或.
當(dāng)時(shí),,符合題意;
當(dāng)時(shí),,不符合題意,舍去.故答案為:3.
易錯(cuò)點(diǎn)4 混淆向量數(shù)量積運(yùn)算和數(shù)乘運(yùn)算的結(jié)果
點(diǎn)撥:向量的數(shù)乘運(yùn)算結(jié)果依舊為向量,而數(shù)量積的運(yùn)算結(jié)果為實(shí)數(shù),兩者要區(qū)分開。尤其使用數(shù)量積的運(yùn)算時(shí)不可約公因式。
【典例1】(2022·全國·高三專題練習(xí))(多選)已知、、均為非零向量,下列命題錯(cuò)誤的是( )
A., B.可能成立
C.若,則 D.若,則或
【答案】ACD
【解析】仍是向量,不是向量,A錯(cuò);
不妨取,,,則,
,此時(shí),B對;
若,,,則,但,C錯(cuò);
若,,則,但,,D錯(cuò).故選:ACD.
【典例2】(2023秋·黑龍江牡丹江·高三校考階段練習(xí))(多選)下列關(guān)于平面向量,,的運(yùn)算,一定成立的有( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】對于A:根據(jù)平面向量數(shù)量積的分配律可知一定成立,故A正確;
對于B:由數(shù)量積的結(jié)果為數(shù)量,則表示與共線的向量,
表示與共線的向量,則與不一定相同,即B錯(cuò)誤;
對于C:設(shè)與的夾角為,則,因?yàn)椋?br>所以,故C正確;
對于D:,,
由C知,所以,
即,即,故D正確;故選:ACD
易錯(cuò)點(diǎn)5 確定向量夾角時(shí)忽略向量的方向
點(diǎn)撥:錯(cuò)誤理解向量的夾角,在使用求解時(shí),特別注意,要共起點(diǎn)才能找夾角,否則使用的可能是其補(bǔ)角造成錯(cuò)誤。
【典例1】(2022秋·山東·高三校聯(lián)考階段練習(xí))在中,,,,則為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由,,
,
,則,
作圖如下:在中,,
易知向量與的夾角,
.故選:A.
【典例2】(2023·山西大同·高三統(tǒng)考模擬預(yù)測)已知在邊長為3的等邊中,,則 .
【答案】6
【解析】如圖,
.
故答案為:6
【典例3】(2024秋·湖北武漢·高三統(tǒng)考開學(xué)考試)正六邊形的邊長為4,點(diǎn)滿足,則 .
【答案】24
【解析】因?yàn)?,故,即?br>故
.
故答案為:
易錯(cuò)點(diǎn)6 忽視兩向量夾角的取值范圍
點(diǎn)撥:向量的夾角范圍是從,解題時(shí)易忽略夾角為0和夾角為的情況。
【典例1】(2023·河南·河南省內(nèi)鄉(xiāng)縣高級中學(xué)校考模擬預(yù)測)已知,與的夾角為45°,求使向量與的夾角是銳角,則的取值范圍 .
【答案】
【解析】
,
由向量與的夾角是銳角,,解得或;
且向量與不共線,則,解得,
所以的取值范圍為.
故答案為:.
【典例2】(2022秋·遼寧葫蘆島·高三校聯(lián)考階段練習(xí))已知向量,,若與的夾角為鈍角,則整數(shù)的一個(gè)取值可以是 .
【答案】(或,,,,,,,填寫一個(gè)答案即可)
【解析】因?yàn)榕c的夾角為鈍角,所以,
所以,
若與平行,即,所以,
化簡得,得,其中當(dāng)時(shí),與反向平行,
故整數(shù)的取值可以是,,,,,,,.
故答案為:(或,,,,,,,填寫一個(gè)答案即可)
【典例3】(2023·全國·高三專題練習(xí))已知,,且關(guān)于的方程有實(shí)根,則與的夾角的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因?yàn)殛P(guān)于的方程有實(shí)根,
所以,
所以,,所以,
即與的夾角的取值范圍是.故選:B.向量運(yùn)算
定義
法則(或幾何意義)
運(yùn)算律
加法
求兩個(gè)向量和的運(yùn)算
交換律:;
結(jié)合律:
減法
求與的相反向量的和的運(yùn)算
數(shù)乘
求實(shí)數(shù)λ與向量的積的運(yùn)算
,
當(dāng)λ>0時(shí),與的方向相同;
當(dāng)λ
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