
【回歸教材】
1.平面向量的基本定理
如果e1,e2是同一平面內(nèi)的兩個 向量,那么對于這一平面內(nèi)的任意向量a,有且只有一對實數(shù)λ1,λ2,使a= .其中,不共線的向量e1,e2叫作表示這一平面內(nèi)所有向量的一組 .
2.向量與坐標(biāo)的關(guān)系
設(shè)eq \(OA,\s\up6(→))=xi+yj,則向量eq \(OA,\s\up6(→))的坐標(biāo) 就是終點A的坐標(biāo);
反過來,終點A的 (x,y)就是向量eq \(OA,\s\up6(→))的坐標(biāo).
3.平面向量的坐標(biāo)運算
(1)平面向量的坐標(biāo)運算
設(shè)a=(x1,y1) b=(x2,y2)
則a+b= a-b= λa=
(2)向量的坐標(biāo)求法
已知A(x1,y1),B(x2,y2),則AB= , |AB|=(x2-x1)2+(y2-y1)2.
4.向量平行與垂直的條件
設(shè)a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0,則a∥b?a=λb(λ∈R)? =0.
a⊥b?a·b=0? =0
【典例講練】
題型一 平面向量的基本定理及其應(yīng)用
【例1-1】下列各組向量中,不能作為平面的基底的是( )
A.,B.,
C.,D.,
【例1-2】已知向量在正方形網(wǎng)格中的位置如圖所示,用基底表示,則( )
A.B.
C.D.
【例1-3】半徑為1的扇形的圓心角為,點在弧上,,若,則______.
歸納總結(jié):
【練習(xí)1-1】若是平面內(nèi)的一個基底,則下列四組向量能作為平面向量的基底的是( )
A.,B.,
C.,D.,
【練習(xí)1-2】如圖,平面四邊形ABCD中,,,,,,則( )
A.B.C.D.2
【練習(xí)1-3】已知點,,是函數(shù),圖象上的動點,若,則的最大值為______.
題型二 平面向量坐標(biāo)的基本運算
【例2-1】在平面直角坐標(biāo)系中,點,的坐標(biāo)分別為,(1,4),若點滿足.則點的坐標(biāo)為_____.
【例2-2】已知,,點P是線段MN的一個三等分點且靠近點M,則點P的坐標(biāo)為______.
歸納總結(jié):
【練習(xí)2-1】已知向量,,,若,則( )
A.1B.C.D.3
【練習(xí)2-2】已知兩點,點在直線上,且滿足,則點的坐標(biāo)為_________.
題型三 平面向量平行與垂直的坐標(biāo)表示
【例3-1】已知向量,,當(dāng)為何值時,
(1)與垂直?
(2)與平行?平行時它們是同向還是反向?
(3)若,,且A、B、C三點共線,求實數(shù)的值.
歸納總結(jié):
【練習(xí)3-1】設(shè)x,,向量,,,且,,則( )
A.B.1C.2D.0
【練習(xí)3-2】已知向量,,,則的值是( )
A.B.C.D.
【完成課時作業(yè)(三十三)】
【課時作業(yè)(三十三)】
A組 礎(chǔ)題鞏固
1.下列各組向量中,可以用來表示向量的是( )
A. B.
C., D.
2.已知向量,,,若,則( )
A.B.C.D.
3.在中,點D在邊AB上,.記,則( )
A.B.C.D.
4.如圖,在正方形網(wǎng)格中,向量,滿足,則( )
A.B.
C.D.
5.在中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,向量,若,則角B的大小為( )
A.B.C.D.
6.正三角形OAB的邊長為1,動點C滿足,且,則點C的軌跡是( )
A.線段B.直線C.射線D.圓
7.已知向量,若,則__________.
8.已知三點、、在一條直線上,點,,且,則點的坐標(biāo)為______.
9.已知兩點M(7,8),N(1,-6),P點是線段MN的靠近點M的三等分點,則P點的坐標(biāo)為________.
10.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,,,.
(1)求點B的坐標(biāo); (2)求證:.
11.已知,
(1)當(dāng)為何值時,與共線;
(2)若直角三角形中,為直角,,求的值.
B組 挑戰(zhàn)自我
1.在直角梯形ABCD中,,點E為BC邊上一點,且,則xy的取值范圍是( )
A.B.
C.D.
2.如圖,扇形的半徑為1,且,點C在弧上運動,
若則的最大值是( )
A.B.
C.D.
3.在直角三角形中,在線段上,,則的最小值為___________.
4.已知中,.以為一邊向外做等邊三角形(如圖所示),
且.
(1)當(dāng)時,求的值;
(2)當(dāng)時,求的值.
第 2 課時 平面向量基本定理及坐標(biāo)表示
編寫:廖云波
【回歸教材】
1.平面向量的基本定理
如果e1,e2是同一平面內(nèi)的兩個不共線向量,那么對于這一平面內(nèi)的任意向量a, 有且只有一對實數(shù)λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2.其中,不共線的向量e1,e2叫作表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基底.
2.向量與坐標(biāo)的關(guān)系
設(shè)eq \(OA,\s\up6(→))=xi+yj,則向量eq \(OA,\s\up6(→))的坐標(biāo)(x,y)就是終點A的坐標(biāo);
反過來,終點A的坐標(biāo)(x,y)就是向量eq \(OA,\s\up6(→))的坐標(biāo).
3.平面向量的坐標(biāo)運算
(1)平面向量的坐標(biāo)運算
設(shè)a=(x1,y1) b=(x2,y2)
則a+b=(x1+x2,y1+y2) a-b=(x1-x2,y1-y2) λa=(λx1,λy1)
(2)向量的坐標(biāo)求法
已知A(x1,y1),B(x2,y2),則AB=(x2-x1,y2-y1), |AB|=(x2-x1)2+(y2-y1)2.
4.向量平行與垂直的條件
設(shè)a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0,則a∥b?a=λb(λ∈R)? x1y2-x2y1=0.
a⊥b?a·b=0?x1x2+y1y2=0
【典例講練】
題型一 平面向量的基本定理及其應(yīng)用
【例1-1】下列各組向量中,不能作為平面的基底的是( )
A.,B.,
C.,D.,
【答案】B
【解析】
【分析】
根據(jù)基底的定義分別判斷各個選項即可得出答案.
【詳解】
解:對于A,因為兩向量不共線,所以能作為一組基底;
對于B,因為,所以,所以兩向量不能作為一組基底;
對于C,因為兩向量不共線,所以能作為一組基底;
對于D,因為兩向量不共線,所以能作為一組基底.
故選:B.
【例1-2】已知向量在正方形網(wǎng)格中的位置如圖所示,用基底表示,則( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】
【分析】
建立直角坐標(biāo)系,用坐標(biāo)表示出、和,并設(shè),聯(lián)立方程組求出和即可.
【詳解】
如圖建立直角坐標(biāo)系,設(shè)正方形網(wǎng)格的邊長為1,
則,,,
設(shè)向量,
則,
所以.
故選:A
【例1-3】半徑為1的扇形的圓心角為,點在弧上,,若,則______.
【答案】
【解析】
【分析】
建立直角坐標(biāo)系,由,,可得.由,可得,又,,利用向量相等可得出,,進(jìn)而得解.
【詳解】
建立直角坐標(biāo)系,如圖所示,
,,
,即
,
,即
,
,解得.
.
故答案為:
歸納總結(jié):
【練習(xí)1-1】若是平面內(nèi)的一個基底,則下列四組向量能作為平面向量的基底的是( )
A.,B.,
C.,D.,
【答案】B
【解析】
【分析】
不共線的向量能作為基底,逐一判斷選項即可.
【詳解】
不共線的向量能作為基底,
因為,所以向量,共線,故排除A;
假設(shè),解得,無解,
所以向量,不共線,故B正確;
因為,所以,共線,故排除C;
因為,所以,共線,故排除D,
故選:B
【練習(xí)1-2】如圖,平面四邊形ABCD中,,,,,,則( )
A.B.C.D.2
【答案】B
【解析】
【分析】
法一:構(gòu)建以A為坐標(biāo)原點,AB所在直線為x軸,垂直于AB的直線為y軸的直角坐標(biāo)系,應(yīng)用坐標(biāo)表示,結(jié)合平面向量基本定理求x、y即可求值;
法二:過C作交AB的延長線于E,作交AD的延長線于F,利用向量加法的平行四邊形法則可得求x、y,進(jìn)而求值;
法三:應(yīng)用轉(zhuǎn)化法,結(jié)合平面向量數(shù)量積的運算律、及已知條件構(gòu)建方程求x、y即可.
【詳解】
法一:以A為坐標(biāo)原點,AB所在直線為x軸,垂直于AB的直線為y軸建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,
設(shè),則,由,,則且,
又,,即,
∴,
由,有,解得,故.
法二:如圖,過C作交AB的延長線于E,作交AD的延長線于F,
∴.
由,及,易知:B是線段AE的中點,于是.
由,,得,易知,,
∴,則,故,于是,又,
∴,即.
法三:設(shè),由,,得,,
由,得,又,則.
又,
,
∴,于是,故.
故選:B.
【練習(xí)1-3】已知點,,是函數(shù),圖象上的動點,若,則的最大值為______.
【答案】##
【解析】
【分析】
由題可得,然后利用向量的坐標(biāo)關(guān)系可得,然后利用函數(shù)單調(diào)性即得.
【詳解】
由題可知,又,,,
∴,
∴,即
∴,
當(dāng)時,函數(shù)與為增函數(shù),
所以在為增函數(shù)
∴的最大值為.
故答案為:.
題型二 平面向量坐標(biāo)的基本運算
【例2-1】在平面直角坐標(biāo)系中,點,的坐標(biāo)分別為,(1,4),若點滿足.則點的坐標(biāo)為_____.
【答案】
【解析】
【分析】
根據(jù)題意,結(jié)合向量的坐標(biāo)運算,解方程組即可求解.
【詳解】
設(shè),則,,
因,所以,解得,因此點的坐標(biāo)為.
故答案為:.
【例2-2】已知,,點P是線段MN的一個三等分點且靠近點M,則點P的坐標(biāo)為______.
【答案】
【解析】
【分析】
設(shè),根據(jù)即可求出P的坐標(biāo).
【詳解】
由題可知,
設(shè),則,
,,
∴.
故答案為:.
歸納總結(jié):
【練習(xí)2-1】已知向量,,,若,則( )
A.1B.C.D.3
【答案】A
【解析】
【分析】
利用向量的坐標(biāo)運算列方程求解,即可.
【詳解】
解:由,所以,,解得,,所以,
故選:A.
【練習(xí)2-2】已知兩點,點在直線上,且滿足,則點的坐標(biāo)為___________.
【答案】或
【解析】
【分析】
分點在線段的反向延長線、點在線段上以及點在線段的延長線上三種情況,結(jié)合平面向量的線性坐標(biāo)運算即可求出結(jié)果.
【詳解】
若點在線段的反向延長線上,又因為,則有,設(shè),則,所以,解得,即;
若點在線段上,又因為,則有設(shè),則,所以,解得,即;
若點在線段的延長線上,又因為,則顯然不成立;
故答案為:或.
題型三 平面向量平行與垂直的坐標(biāo)表示
【例3-1】已知向量,,當(dāng)為何值時,
(1)與垂直?
(2)與平行?平行時它們是同向還是反向?
(3)若,,且A、B、C三點共線,求實數(shù)的值.
【答案】(1)
(2),反向
(3)
【解析】
【分析】
根據(jù)向量垂直和平行的坐標(biāo)表示,列方程后解出的值
(1)
向量,,∴,
∵,∴
∴,解得,
∴當(dāng)時,與垂直;
(2)
若與平行,則,解之得,
這時,它們是反向.
(3)
∵A、B、C三點共線,∴,
∴存在實數(shù),使得,
又與不共線,∴,∴.
歸納總結(jié):
【練習(xí)3-1】設(shè)x,,向量,,,且,,則( )
A.B.1C.2D.0
【答案】D
【解析】
【分析】
由題知,進(jìn)而解方程即可得答案.
【詳解】
解:因為向量,,,且,,
所以,解得,
所以.
故選:D
【練習(xí)3-2】已知向量,,,則的值是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根據(jù),可得,再利用同角之間的公式化簡,代入即可得解.
【詳解】
因為向量,,
,即
故選:A
【完成課時作業(yè)(三十三)】
【課時作業(yè)(三十三)】
A組 礎(chǔ)題鞏固
1.下列各組向量中,可以用來表示向量的是( )
A. B.
C., D.
【答案】D
【解析】
【分析】
在平面向量中能作為基底的充分必要條件是一組不平行的非零向量,按照這個條件逐項分析即可.
【詳解】
對于A, 是零向量,不可以;
對于B, ,是平行向量,不可以;
對于C, ,是平行向量,不可以;
對于D,不存在實數(shù) 使得 成立,是一組不平行的非零向量,可以;
故選:D.
2.已知向量,,,若,則( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】
【分析】
首先求出的坐標(biāo),再根據(jù)向量共線的坐標(biāo)表示計算可得.
【詳解】
解:因為,,,
所以,又,
所以,解得.
故選:B
3.在中,點D在邊AB上,.記,則( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】
【分析】
根據(jù)幾何條件以及平面向量的線性運算即可解出.
【詳解】
因為點D在邊AB上,,所以,即,
所以.
故選:B.
4.如圖,在正方形網(wǎng)格中,向量,滿足,則( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【解析】
【分析】
由向量加減法運算法則,得到所求向量為,再由向量減法的三角形法則,以及向量數(shù)乘運算,計算答案.
【詳解】
由題意得,
故選:C.
5.在中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,向量,若,則角B的大小為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】
【分析】
根據(jù)向量平行列方程,結(jié)合正弦定理求得正確答案.
【詳解】
由于,
所以,
由正弦定理得,
,
,
,
由于,所以,所以,
由于,所以.
故選:B
6.正三角形OAB的邊長為1,動點C滿足,且,則點C的軌跡是( )
A.線段B.直線C.射線D.圓
【答案】D
【解析】
【分析】
可以利用平面向量數(shù)量積的運算性質(zhì)得,即,來確定動點C的軌跡;或者可以利用三角形的特點合理建系,結(jié)合向量的坐標(biāo)運算,設(shè)動點C的坐標(biāo),利用已知條件計算軌跡方程,來確定C的軌跡.
【詳解】
解:方法一:由題可知:,
又
所以,即
所以點C的軌跡是圓.
方法二:由題可知:,
如圖,以O(shè)為原點OB為x軸,過O點與OB垂直的直線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系,
所以
設(shè) ,
又
所以
整理得:
所以點C的軌跡是圓.
故選:D.
7.已知向量,若,則__________.
【答案】
【解析】
【分析】
根據(jù)平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示以及向量的線性運算列出方程,即可解出.
【詳解】
因為,所以由可得,
,解得.
故答案為:.
【點睛】
本題解題關(guān)鍵是熟記平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示,設(shè),
,注意與平面向量平行的坐標(biāo)表示區(qū)分.
8.已知三點、、在一條直線上,點,,且,則點的坐標(biāo)為______.
【答案】;
【解析】
先設(shè)點,再結(jié)合向量相等的坐標(biāo)表示求解即可.
【詳解】
解:設(shè)點,
由,,
則,,
又,
則 ,解得,
即,
故答案為:.
【點睛】
本題考查了向量的坐標(biāo)運算,重點考查了向量相等的坐標(biāo)表示,屬基礎(chǔ)題.
9.已知兩點M(7,8),N(1,-6),P點是線段MN的靠近點M的三等分點,則P點的坐標(biāo)為________.
【答案】
【解析】
【分析】
利用向量的坐標(biāo)運算即得.
【詳解】
由題意可得,
設(shè)P(x,y),則(-6,-14)=3(x-7,y-8),
∴,解得
即.
故答案為:.
10.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,,,.
(1)求點B的坐標(biāo);
(2)求證:.
【答案】(1)
(2)證明見解析
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)結(jié)合,根據(jù)直角三角形中的關(guān)系結(jié)合求解即可;
(2)先求得,再根據(jù)向量平行的性質(zhì)證明即可
(1)
由題意,因為,,故,故,即點B的坐標(biāo)為
(2)
由題意,,又,故,且不共線,故
11.已知,
(1)當(dāng)為何值時,與共線;
(2)若直角三角形中,為直角,,求的值.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】
(1)根據(jù)平面向量線性運算的坐標(biāo)表示公式進(jìn)行求解即可;
(2)根據(jù)平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示公式和性質(zhì)進(jìn)行求解即可.
(1)
因為,
所以,,
當(dāng) 與 共線時,有;
(2)
因為,
所以,
因為為直角,
所以.
B組 挑戰(zhàn)自我
1.在直角梯形ABCD中,,點E為BC邊上一點,且,則xy的取值范圍是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
【分析】
建立平面直角坐標(biāo)系,利用平面向量運算的坐標(biāo)表示公式,結(jié)合配方法進(jìn)行求解即可.
【詳解】
建立如圖所示的直角坐角坐標(biāo)系,過作,垂足為,
因為,
所以有,
,設(shè),,
因此有
因為,
所以有,
而,
所以,
當(dāng)時,xy有最大值,當(dāng),或時,xy有最小值,
故選:B
【點睛】
關(guān)鍵點睛:建立平面直角坐標(biāo)系,利用平面向量運算的坐標(biāo)表示公式是解題的關(guān)鍵.
2.如圖,扇形的半徑為1,且,點C在弧上運動,若則的最大值是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】
【分析】
建立直角坐標(biāo)系,設(shè),可表示出點的坐標(biāo),根據(jù)向量相等的坐標(biāo)表示,可以用角分別表示出,進(jìn)而根據(jù)三角函數(shù)求最值.
【詳解】
依題意,以為原點,以分別為軸,建立直角坐標(biāo)系,如圖,
設(shè),則,,
,
,,
,
,其中,
,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,
的最大值是.
故選:A.
3.在直角三角形中,在線段上,,則的最小值為___________.
【答案】##
【解析】
【分析】
由題可知,,,設(shè),則,將模長和數(shù)量積代入由二次函數(shù)的性質(zhì)求出最小值.
【詳解】
由題可知,,,設(shè),
則則所以
,
當(dāng)時,的最小值為.
故答案為:.
4.已知中,.以為一邊向外做等邊三角形(如圖所示),且.
(1)當(dāng)時,求的值;
(2)當(dāng)時,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)取的中點,連接,可得出,將用表示,即可得解;
(2)設(shè),設(shè),則,利用正弦定理、誘導(dǎo)公式可求得角的值,可得出,求出、的值,即可得解.
(1)
解:取的中點,連接,則,則,
,
因此,,
因此,.
(2)
解:設(shè),設(shè),則,
在中,,在中,,
所以,,故,
由已知,則,所以,,
若,則,可得,
解得,不合乎題意;
若,則,可得,
解得,則,此時,所以,,,
因此,.
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