题型1:平面向量的概念
例1.(1)给出下列命题:
①若|
|=|
|,则
=
;
②若A,B,C,D是不共线的四点,则
是四边形ABCD为平行四边形的充要条件;
③若
=
,
=
,则
=
;
④
=
的充要条件是|
|=|
|且
//
;
⑤ 若
//
,
//
,则
//
;
其中正确的序号是 。
(2)设
为单位向量,(1)若
为平面内的某个向量,则
=|
|·
;(2)若
与a0平行,则
=|
|·
;(3)若
与
平行且|
|=1,则
=
。上述命题中,假命题个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
解析:(1)①不正确.两个向量的长度相等,但它们的方向不一定相同;
②正确;∵
,∴
且
,
又 A,B,C,D是不共线的四点,∴ 四边形 ABCD为平行四边形;反之,若四边形ABCD为平行四边形,则,
且
,
因此,
。
③正确;∵
=
,∴
,
的长度相等且方向相同;
又
=
,∴
,
的长度相等且方向相同,
∴
,
的长度相等且方向相同,故
=
。
④不正确;当
//
且方向相反时,即使|
|=|
|,也不能得到
=
,故|
|=|
|且
//
不是
=
的充要条件,而是必要不充分条件;
⑤不正确;考虑
=
这种特殊情况;
综上所述,正确命题的序号是②③。
点评:本例主要复习向量的基本概念。向量的基本概念较多,因而容易遗忘。为此,复习时一方面要构建良好的知识结构,另一方面要善于与物理中、生活中的模型进行类比和联想。
(2)向量是既有大小又有方向的量,
与|
|
模相同,但方向不一定相同,故(1)是假命题;若
与
平行,则
与
方向有两种情况:一是同向二是反向,反向时
=-|
|
,故(2)、(3)也是假命题。综上所述,答案选D。
点评:向量的概念较多,且容易混淆,故在学习中要分清,理解各概念的实质,注意区分共线向量、平行向量、同向向量等概念。
题型2:平面向量的运算法则
例2.(1)如图所示,已知正六边形ABCDEF,O是它的中心,若
=
,
=
,试用
,
将向量
,
,
,
表示出来。
(2)(06上海理,13)如图,在平行四边形ABCD中,下列结论中错误的是( )
A.
=
B.
+
=
C.
-
=
D.
+
=![]()
(3)(06广东,4)如图1所示,D是△ABC的边AB上的中点,则向量
( )
A.
B.![]()
C.
D.![]()
(1)解析:根据向量加法的平行四边形法则和减法的三角形法则,用向量
,
来表示其他向量,只要考虑它们是哪些平行四边形或三角形的边即可。
因为六边形ABCDEF是正六边形,所以它的中心O及顶点A,B,C四点构成平行四边形ABCO,
所以
,
=
+
,
=
=
+
,
由于A,B,O,F四点也构成平行四边形ABOF,所以
=
+
=
+
=
+
+
=2
+
,
同样在平行四边形 BCDO中,
=
=
=
+(
+
)=
+2
,
=
=
-
。
点评:其实在以A,B,C,D,E,F及O七点中,任两点为起点和终点,均可用
,
表示,且可用规定其中任两个向量为
,
,另外任取两点为起点和终点,也可用
,
表示。
(2)C.
(3)
,故选A。
例3.设A、B、C、D、O是平面上的任意五点,试化简:
①
,②
,③
。
解析:①原式=
;
②原式=
;
③原式=
。
例4.设
为未知向量,
、
为已知向量,解方程2
-(5
+3
-4
)+
-3
=0![]()
解析:原方程可化为:(2
- 3
) + (-5
+![]()
) + (4
-3
) = 0,
∴
=![]()
+
。
点评:平面向量的数乘运算类似于代数中实数与未知数的运算法则,求解时兼顾到向量的性质。
题型3:平面向量的坐标及运算
例5.已知
中,A(2,-1),B(3,2),C(-3,1),BC边上的高为AD,求
。
解析:设D(x,y),则![]()
∵![]()
得![]()
所以
。
例6.已知点
,试用向量方法求直线
和
(
为坐标原点)交点
的坐标。
解析:设
,则![]()
因为
是
与
的交点,所以
在直线
上,也在直线
上。
即得
,由点
得,
。
得方程组
,解之得
。
故直线
与
的交点
的坐标为
。
题型4:平面向量的性质
例7.平面内给定三个向量
,回答下列问题:
(1)求满足
的实数m,n;
(2)若
,求实数k;
(3)若
满足
,且
,求
。
解析:(1)由题意得
,所以
,得
。
(2)
,
;
(3)![]()
由题意得
,得
或
。
例8.已知![]()
(1)求
;
(2)当
为何实数时,![]()
![]()
与
平行, 平行时它们是同向还是反向?
解析:(1)因为![]()
所以![]()
则![]()
(2)![]()
![]()
![]()
,![]()
![]()
因为![]()
![]()
与
平行,所以
即得
。
此时![]()
![]()
![]()
,![]()
,则![]()
,即此时向量
与
方向相反。
点评:上面两个例子重点解析了平面向量的性质在坐标运算中的体现,重点掌握平面向量的共线的判定以及平面向量模的计算方法。
题型5:共线向量定理及平面向量基本定理
例9.(2002天津文12,理10)平面直角坐标系中,O为坐标原点,已知两点A(3,1),B(-1,3),若点C满足
,其中α、β∈R,且α+β=1,则点C的轨迹方程为( )
A.3x+2y-11=0 B.(x-1)2+(y-2)2=5
C.2x-y=0 D.x+2y-5=0
解法一:设
,则
。
由
得
,
于是
,先消去
,由
得
。
再消去
得
,所以选取D。
解法二:由平面向量共线定理,
当
,
时,A、B、C共线。
因此,点C的轨迹为直线AB,由两点式直线方程得
即选D。
点评:熟练运用向量的加法、减法、实数与向量的积的坐标运算法则进行运算;两个向量平行的坐标表示;运用向量的坐标表示,使向量的运算完全代数化,将数与形有机的结合。
例10.(1)(06福建理,11)已知︱
︱=1,︱
︱=
,
=0,点C在∠AOB内,且∠AOC=30°,设
=m
+n
(m、n∈R),则
等于( )
A.
B.3
C.
D.![]()
(2)(06湖南文,10)如图:OM∥AB,点P由射线OM、线段OB及AB的延长线围成的阴影区域内(不含边界).且
,则实数对(x,y)可以是( )
A.
B. ![]()
C.
D. ![]()
解析:(1)B;(2)C。
题型6:平面向量综合问题
例11.已知向量
与
的对应关系用
表示。
(1)证明:对于任意向量
及常数m,n恒有
成立;
(2)设
,求向量
及
的坐标;
(3)求使
,(p,q为常数)的向量
的坐标![]()
解析:(1)设
,则
,
故
![]()
,
∴![]()
(2)由已知得
=(1,1),
=(0,-1)
(3)设
=(x,y),则
,
∴y=p,x=2p-q,即
=(2P-q,p)。
例12.求证:起点相同的三个非零向量
,
,3
-2
的终点在同一条直线上。
证明:设起点为O,
=
,
=
,
=3
-2
,
则
=2(
-
),
=
-
,
,
∵
共线且有公共点A,因此,A,B,C三点共线,
即向量
,
,3
-2
的终点在同一直线上.
点评:(1)利用向量平行证明三点共线,需分两步完成:① 证明向量平行;② 说明两个向量有公共点;
⑵用向量平行证明两线段平行也需分两步完成:①证明向量平行;②说明两向量无公共点。
5.平面向量的坐标表示
(1)平面向量的坐标表示:在直角坐标系中,分别取与x轴、y轴方向相同的两个单位向量
作为基底
由平面向量的基本定理知,该平面内的任一向量
可表示成
,由于
与数对(x,y)是一一对应的,因此把(x,y)叫做向量
的坐标,记作
=(x,y),其中x叫作
在x轴上的坐标,y叫做在y轴上的坐标。
规定:
(1)相等的向量坐标相同,坐标相同的向量是相等的向量;
(2)向量的坐标与表示该向量的有向线段的始点、终点的具体位置无关,只与其相对位置有关系。
(2)平面向量的坐标运算:
①若
,则
;
②若
,则
;
③若
=(x,y),则![]()
=(
x,
y);
④若
,则
。
4.平面向量的基本定理
如果
是一个平面内的两个不共线向量,那么对这一平面内的任一向量
,有且只有一对实数
使:
其中不共线的向量
叫做表示这一平面内所有向量的一组基底。
3.两个向量共线定理:
向量
与非零向量
共线
有且只有一个实数
,使得
=
。
2.向量的运算
(1)向量加法
求两个向量和的运算叫做向量的加法。
设
,则
+
=
=
。
规定:
(1)
;
(2)向量加法满足交换律与结合律;
向量加法的“三角形法则”与“平行四边形法则”
(1)用平行四边形法则时,两个已知向量是要共始点的,和向量是始点与已知向量的始点重合的那条对角线,而差向量是另一条对角线,方向是从减向量指向被减向量。
(2) 三角形法则的特点是“首尾相接”,由第一个向量的起点指向最后一个向量的终点的有向线段就表示这些向量的和;差向量是从减向量的终点指向被减向量的终点。
当两个向量的起点公共时,用平行四边形法则;当两向量是首尾连接时,用三角形法则。
向量加法的三角形法则可推广至多个向量相加:
,但这时必须“首尾相连”。
(2)向量的减法
①相反向量:与
长度相等、方向相反的向量,叫做
的相反向量。
记作
,零向量的相反向量仍是零向量。关于相反向量有: (i)
=
; (ii)
+(
)=(
)+
=
;(iii)若
、
是互为相反向量,则
=
,
=
,
+
=
。
②向量减法
向量
加上
的相反向量叫做
与
的差,
记作:![]()
求两个向量差的运算,叫做向量的减法。
③作图法:
可以表示为从
的终点指向
的终点的向量(
、
有共同起点)。
(3)实数与向量的积
①实数λ与向量
的积是一个向量,记作λ
,它的长度与方向规定如下:
(Ⅰ)
;
(Ⅱ)当
时,λ
的方向与
的方向相同;当
时,λ
的方向与
的方向相反;当
时,
,方向是任意的。
②数乘向量满足交换律、结合律与分配律。
1.向量的概念
①向量
既有大小又有方向的量。向量一般用
……来表示,或用有向线段的起点与终点的大写字母表示,如:![]()
几何表示法
,
;坐标表示法
。向量的大小即向量的模(长度),记作|
|
即向量的大小,记作|
|。
向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小。
②零向量
长度为0的向量,记为
,其方向是任意的,
与任意向量平行
零向量
=![]()
|
|=0。由于
的方向是任意的,且规定
平行于任何向量,故在有关向量平行(共线)的问题中务必看清楚是否有“非零向量”这个条件。(注意与0的区别)
③单位向量
模为1个单位长度的向量,向量
为单位向量
|
|=1。
④平行向量(共线向量)
方向相同或相反的非零向量。任意一组平行向量都可以移到同一直线上,方向相同或相反的向量,称为平行向量,记作
∥
。由于向量可以进行任意的平移(即自由向量),平行向量总可以平移到同一直线上,故平行向量也称为共线向量。
数学中研究的向量是自由向量,只有大小、方向两个要素,起点可以任意选取,现在必须区分清楚共线向量中的“共线”与几何中的“共线”、的含义,要理解好平行向量中的“平行”与几何中的“平行”是不一样的。
⑤相等向量
长度相等且方向相同的向量
相等向量经过平移后总可以重合,记为
。大小相等,方向相同![]()
。
本讲内容属于平面向量的基础性内容,与平面向量的数量积比较出题量较小。以选择题、填空题考察本章的基本概念和性质,重点考察向量的概念、向量的几何表示、向量的加减法、实数与向量的积、两个向量共线的充要条件、向量的坐标运算等。此类题难度不大,分值5~9分。
预测07年高考:
(1)题型可能为1道选择题或1道填空题;
(2)出题的知识点可能为以平面图形为载体表达平面向量、借助基向量表达交点位置或借助向量的坐标形式表达共线等问题。
(1)平面向量的实际背景及基本概念
通过力和力的分析等实例,了解向量的实际背景,理解平面向量和向量相等的含义,理解向量的几何表示;
(2)向量的线性运算
①通过实例,掌握向量加、减法的运算,并理解其几何意义;
②通过实例,掌握向量数乘的运算,并理解其几何意义,以及两个向量共线的含义;
③了解向量的线性运算性质及其几何意义。
(3)平面向量的基本定理及坐标表示
①了解平面向量的基本定理及其意义;
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、减与数乘运算;
④ 理解用坐标表示的平面向量共线的条件。
5.变为主线、抓好训练
变是本章的主题,在三角变换考查中,角的变换,三角函数名的变换,三角函数次数的变换,三角函数式表达形式的变换等比比皆是,在训练中,强化变意识是关键,但题目不可太难,较特殊技巧的题目不做,立足课本,掌握课本中常见问题的解法,把课本中习题进行归类,并进行分析比较,寻找解题规律。
针对高考中题目看,还要强化变角训练,经常注意收集角间关系的观察分析方法.另外如何把一个含有不同名或不同角的三角函数式化为只含有一个三角函数关系式的训练也要加强,这也是高考的重点.同时应掌握三角函数与二次函数相结合的题目。
4.加强三角函数应用意识的训练
1999年高考理科第20题实质是一个三角问题,由于考生对三角函数的概念认识肤浅,不能将以角为自变量的函数迅速与三角函数之间建立联系,造成思维障碍,思路受阻.实际上,三角函数是以角为自变量的函数,也是以实数为自变量的函数,它产生于生产实践,是客观实际的抽象,同时又广泛地应用于客观实际,故应培养实践第一的观点.总之,三角部分的考查保持了内容稳定,难度稳定,题量稳定,题型稳定,考查的重点是三角函数的概念、性质和图象,三角函数的求值问题以及三角变换的方法。
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