给出下列命题:
①向量AB 的长度与向量BA
的长度相等.
②向量a 与b 平行,则a 与b 的方向相同或相反. ③两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同. ④零向量与任意数的乘积都为零.
其中不正确命题的序号是 . 【错解】④
【错因分析】解决向量的概念问题要注意两点:一是不仅要考虑向量的大小,更重要的是要考虑向量的方向;二是考虑零向量是否也满足条件.要特别注意零向量的特殊性.
【试题解析】①AB 与BA
是相反向量、模相等,正确;②由零向量的方向是任意的且与任意向量平行,不正确;③相等向量大小相等、方向相同,又起点相同,则终点相同,正确;④零向量与任意数的乘积都为零向量,不正确,故不正确命题的序号是②④. 【参考答案】②④
解决向量的概念问题应关注六点:
(1)正确理解向量的相关概念及其含义是解题的关键. (2)相等向量具有传递性,非零向量的平行也具有传递性. (3)共线向量即平行向量,它们均与起点无关.
相等向量不仅模相等,而且方向要相同,所以相等向量一定是平行向量,而平行向量则未必是相等向量.
(4)向量可以平移,平移后的向量与原向量是相等向量.解题时,不要把它与函数图象移动混为一谈.
(5)非零向量a 与
||a a 的关系:||
a a 是a 方向上的单位向量. (6)向量与数量不同,数量可以比较大小,向量则不能,但向量的模是非负实数,故可以比较大小.
1.设a 0为单位向量,①若a 为平面内的某个向量,则a =|a |a 0;②若a 与a 0平行,则a =|a |a 0;③若a 与a 0平行且|a |=1,则a =a 0.上述命题中,假命题的个数是 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,a 与|a |a 0的模相等,但方向不一定相同,故①是假命题;若a 与a 0平行,则a 与a 0的方向有两种情况:一是同向,二是反向,反向时a =-|a |a 0,故②③也是假命题.综上所述,假命题的个数是3.故选D.
易错点2 忽视平行四边形的多样性失误
已知平行四边形三个顶点的坐标分别为(-1,0),(3,0),(1,-5),求第四个顶点的坐标.
【错解】设A (-1,0),B (3,0),C (1,-5),D (x ,y ),∵四边形ABCD 为平行四边形,∴AB =DC
,
又∵AB =(4,0),DC =(1-x ,-5-y ),∴145=0
x y -=--???,解得x =-3,y =-5,∴第四个顶点的坐标为
(-3,-5).
【错因分析】此题的错解原因为思维定势,错误的认为平行四边形只有一种情形,在解题思路中出现了漏解.实际上,题目的条件中只给出了平行四边形的三个顶点,并没有给出相应的顺序,故可能有三种不同的情形.
【试题解析】如图所示,设A (-1,0),B (3,0),C (1,-5),D (x ,y ). ①
若四边形ABCD 1为平行四边形,则1AD =BC ,而1AD
=
(x +1,y ),BC
=(-2,-5).
由1AD =BC ,得+2=51y x =--???,∴=5
3
x y =--???,∴D 1(-3,-5).
②
若四边形ACD 2B 为平行四边形,则AB =2CD .而AB
=
(4,0),2CD
=(x -1,y +5).
∴+=1+045x y -=??
?,∴=55
x y =-???
,∴D 2(5,-5).
③若四边形ACBD 3为平行四边形,则3AD =CB .而3AD =(x +1,y ),CB =(2,5),∴1+=52y x =???,∴=51y x =???
,
∴D 3(1,5).
综上所述,平行四边形第四个顶点的坐标为(-3,-5)或(5,-5)或(1,5).
1.要注意点的坐标和向量的坐标之间的关系,向量的终点坐标减去起点坐标就是向量坐标,当向量的起点是原点时,其终点坐标就是向量坐标.
2.向量的坐标与表示向量的有向线段的起点、终点的相对位置有关系.两个相等的向量,无论起点在什么位置,它们的坐标都是相同的.
3.若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件不能表示成x 1x 2=y 1
y 2
,因为x 2,y 2有可能等于0,所以应
表示为x 1y 2-x 2y 1=0.
2.已知梯形ABCD ,其中AB ∥CD ,且DC =2AB ,三个顶点A (1,2),B (2,1),C (4,2),则点D 的坐标为________. 【答案】(2,4)
【解析】∵在梯形ABCD 中,DC =2AB ,AB ∥CD ,∴2DC AB = ,设点D 的坐标为(x ,y ),则DC
=
(4-x ,2-y ),AB
=(1,-1),
∴(4-x ,2-y )=2(1,-1),即(4-x ,2-y )=(2,-2), ∴4222x y -=??
-=-?,解得2
4
x y =??=?.
故点D 的坐标为(2,4).
错点3 忽视两向量夹角的范围
已知向量(1,2),(,1)x ==a b
(1)若,<>a b 为锐角,求x 的取值范围; (2)当(2)(2)+-⊥a b a b 时,求x 的值.
【错解】(1)若,<>a b 为锐角,则0?>a b 且,a b 不同向.
20x ?=+>a b ,∴2x >-.
(2)由题意,可得2(12,4),(2)(2,3)x x +=+-=-a b a b , 又(2)(2)+-⊥a b a b ,
(21)(2)340x x +-+?=,
即2
23140x x -++=,
解得7
2
x =
或2x =-. 【错因分析】(1)利用向量夹角公式即可得出,注意去掉同方向情况; (2)利用向量垂直与数量积的关系即可得出..
【试题解析】(1)若,<>a b 为锐角,则0?>a b 且,a b 不同向.
20x ?=+>a b ,∴2x >-.
当12x =
时,,a b 同向,1
22
x x ∴>-≠且.
即若,<>a b 为锐角,x 的取值范围是{x |2x >-且12
x ≠
}. (2)由题意,可得2(12,4),(2)(2,3)x x +=+-=-a b a b , 又(2)(2)+-⊥a b a b ,
(21)(2)340x x +-+?=,
即223140x x -++=, 解得7
2
x =
或2x =-. 【参考答案】(1){x |2x >-且12x ≠
};(2)72
x =或2x =-.
1.两向量的夹角是指当两向量的起点相同时,表示两向量的有向线段所形成的角,若起点不同,应通过移动,使其起点相同,再观察夹角.
2.两向量夹角的范围为[0,π],特别地当两向量共线且同向时,其夹角为0,共线且反向时,其夹角为π.
3.在利用向量的数量积求两向量的夹角时,一定要注意两向量夹角的范围.
3.若非零向量a ,b 满足|a |=
b |,且(a -b )⊥(3a +2b ),则a 与b 的夹角为
D.π
【答案】A
【解析】∵(a -b )⊥(3a +2b ),∴(a -b )·(3a +2b )=0?3|a |2-a ·b -2|b |2=0?3|a |2-|a |·|b |·cos 〈a ,b 〉-2|b |2=0;
又∵|a b |,∴83|b |2|b |2
cos 〈a ,b 〉-2|b |2=0.
∴cos 〈a ,b 〉
的三边所对应向量的夹角时,要注意是三角形的内角还是外角.如在等边三角形. 易错点4 三角形的“四心”的概念混淆不清
已知O 是平面上的一定点,A ,B ,C 是平面上不共线的三个动点,若动点P 满足
+(+)
OP OA AB AC λ=
,λ∈(0,+∞),则点P 的轨迹一定通过ABC △的 A .内心 B .外心 C .重心
D .垂心
【错解】A
【错因分析】对三角形“四心”的意义不明,向量关系式的变换出错,向量关系式表达的向量之间的相互位置关系判断错误等.
【试题解析】由原等式,得OP OA - =(+)AB AC λ ,即AP =(+)AB AC λ
,
根据平行四边形法则,知+AB AC 是ABC △的中线AD (D 为BC 的中点)所对应向量AD
的2倍,
所以点P 的轨迹必过ABC △的重心,故选C.
【参考答案】C
三角形的“四心”与平面向量
1. 重心. 若点G 是ABC △的重心,则+=GA GB GC + 0或1(+)3
PG PA PB PC =+
(其中P 为平面内任意
一点).反之,若+=GA GB GC +
0,则点G 是ABC △的重心. 2. 垂心. 若H 是ABC △的垂心,则==HA HB HB HC HA HC ??? 或222222
==HA BC HB AC HC AB +++ .反之,若==HA HB HB HC HA HC ???
,则点H 是ABC △的垂心.
3. 内心. 若点I 是ABC △的内心,则有||+||+||BC IA AC IB AB IC ???
=0.反之,若||+||+||BC IA AC IB AB IC ???
=0,则点I 是ABC △的内心.
4. 外心. 若点O 是ABC △的外心,则()()()OA OB AB OB OC BC OA OC AC +?=+?=+?
=0或||||||OA OB OC == .反之,若||||||OA OB OC ==
,则点O 是ABC △的外心.
4.G 是ABC △的重心,a 、b 、c 分别是角A 、B 、C 的对边,若aGA bGB +=0
,则角A =
A .90°
B .60°
C .45°
D .30°
【答案】D
【解析】因为G 是ABC △的重心,所以有GA GB GC ++=0 .又aGA bGB +=0 ,所以a ∶
b ∶
33c =1∶1∶1,设c =3,则有a =b =1,由余弦定理可得,cos A =1+3-123
=3
2,所以A =30°,故选D.
向量与三角形的交汇是高考常见题型,解题思路是用向量运算进行转化,化归为三角函数问题或三角恒等变形问题或解三角形问题.
一、平面向量的概念及线性运算
1.向量的有关概念
2.向量的线性运算
3.共线向量定理及其应用
向量a(a≠0)与b共线,当且仅当有唯一的一个实数λ,使得b=λa.
[提醒]限定a≠0的目的是保证实数λ的存在性和唯一性.
二、平面向量基本定理及坐标表示 1.平面向量基本定理
如果e 1,e 2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意向量a ,有且只有一对实数λ1,λ2,使a =λ1e 1+λ2e 2.其中,不共线的向量e 1,e 2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底;把一个向量分解为两个互相垂直的向量,叫做把向量正交分解. 2.平面向量的坐标表示
在平面直角坐标系中,分别取与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量i 、j 作为基底,对于平面内的一个向量a ,由平面向量基本定理知,有且只有一对实数x 、y ,使得a =x i +y j ,这样,平面内的任一向量a 都可由x 、y 唯一确定,我们把(x ,y )叫做向量a 的坐标,记作a =(x ,y ),其中x 叫做a 在x 轴上的坐标,y 叫做a 在y 轴上的坐标. 3.平面向量的坐标运算 (1)向量坐标的求法
①若向量的起点是坐标原点,则终点坐标即为向量的坐标.
②设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则AB =(x 2-x 1,y 2-y 1).
(2)向量加法、减法、数乘向量及向量的模
设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a +b =(x 2+x 1,y 2+y 1),a -b =(x 1-x 2,y 1-y 2),λa =(λx 1,λy 1),
|a |=
|a +b (3)平面向量共线的坐标表示
设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b ?x 1y 2-x 2y 1=0. (4)向量的夹角
已知两个非零向量a 和b ,作OA =a ,OB
=b ,则∠AOB =θ(0°≤θ≤180°)叫做向量a 与b 的夹角.如果向
量a 与b 的夹角是90°,我们说a 与b 垂直,记作a ⊥b . 三、平面向量的数量积 1.平面向量的数量积
(1)定义:已知两个非零向量a 与b ,它们的夹角为θ,则数量|a ||b |cos θ叫作a 与b 的数量积(或内积),记作a ·b ,即a ·b =|a ||b |cos θ,规定零向量与任一向量的数量积为0,即0·a =0. (2)几何意义:数量积a ·b 等于a 的长度|a |与b 在a 的方向上的投影|b |cos θ的乘积. 2.平面向量数量积的运算律 (1)a ·b =b ·a (交换律).
(2)λa ·b =λ(a ·b )=a ·(λb )(结合律). (3)(a +b )·c =a ·c +b ·c (分配律). 3.平面向量数量积的性质及其坐标表示
设向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),θ为向量a ,b 的夹角. (1)数量积:a ·b =|a ||b |cos θ=x 1x 2+y 1y 2. (2)模:|a
(3)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则A ,B 两点间的距离|AB |=||AB
(4)夹角:cos θ=
||||??a b a b
.
(5)已知两非零向量a 与b ,a ⊥b ?a ·b =0?x 1x 2+y 1y 2=0,a ∥b ?a ·b =±|a ||b |. (6)|a ·b |≤|a ||b |(当且仅当a ∥b 时等号成立)?|x 1x 2+y 1y 2
|a
|=
|a +b
四、平面向量的应用 1.向量在平面几何中的应用 若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),
(1)a ∥b ?a =λb (b ≠0)?x 1y 2-x 2y 1=0. (2)a ⊥b ?a ·b =0?x 1x 2+y 1y 2=0. (3)cos θ=
||||??a b a b
.
2.向量在三角函数中的应用
向量与三角的交汇是高考常见题型,解题思路是用向量运算进行转化,化归为三角函数问题或三角恒等变形问题或解三角形问题. 3.向量在解析几何中的应用
向量在解析几何中的应用,主要是以解析几何中的坐标为背景的一种向量描述.进而利用直线和圆锥曲线的位置关系的相关知识来解答. 4.向量在物理中的应用
物理学中的力、速度、位移都是矢量,它们的分解、合成与向量的加减法相似,因此可以用向量的知识来解决某些物理问题.
1.向量,则 A .6 B .5 C .1
D .
2.已知平面向量a ,b 的夹角为,则
A .2
B .
C .2
D .
3.已知,若
,则 A . B . C .
D . 4.已知向量
,且
,那么的值为 A . B . C .
D .
5.(2017年高考北京卷)设m ,n 为非零向量,则“存在负数λ,使得λ=m n ”是“0
D .既不充分也不必要条件
6.双曲线
的左,右焦点分别为,,为右支上一点,且
,则双曲线
的离心率为 A .3 B .5 C .
D .
7.已知向量,,则在方向上的投影为 A .
B .8
C .
D .
8.在ABC △中,
是线段的三等分点,则的值为
A .
B .
C .
D .
9.如图,在ABC △中,点在
边上,且,点在边上,且,则用向量表
示
为
A .
B .
C .
D .
10.(2017年高考浙江卷)如图,已知平面四边形ABCD ,AB ⊥BC ,AB =BC =AD =2,CD =3,AC 与BD 交
于点O ,记1·I OAOB = ,2·I OBOC = ,3·I OC OD =
,则
A .123I I I <<
B .132I I I <<
C .312I I I <<
D .213I I I <<
11.(2017新课标II 理)已知ABC △是边长为2的等边三角形,P 为平面ABC 内一点,则()
PA PB PC ?+
的最小值是 A .2- B .3
2
-
C . 43
-
D .1-
12.(2017新课标Ⅲ理)在矩形ABCD 中,AB =1,AD =2,动点P 在以点C 为圆心且与BD 相切的圆上.若
AP AB AD λμ=+
,则λμ+的最大值为
A .3
B .
C
D .2
13.平面向量满足
,且||=2,||=4,则与的夹角等于___________. 14.已知向量
,如果∥a b ,那么
的值为___________.
15.(2017新课标I 理)已知向量a ,b 的夹角为60°,|a |=2,|b |=1,则| a +2b |=___________.
16.如图,在△ABC 中,D 是BC 的中点,E ,F 是AD 上的两个三等分点,4BA CA ?= ,1BF CF ?=-
,
则BE CE ?
的值是___________.
17.(2017年高考天津卷)在ABC △中,60A =?∠,3AB =,2AC =.若2BD DC = ,AE AC λ=-
()AB λ∈R ,且4AD AE ?=-
,则λ的值为___________.
18.在Rt ABC △中,是ABC △内一点,且
,若,
则
的最大值为___________.
19.(2017年高考山东卷)已知12,e e 12-e 与12λ+e e 的夹角为60?,则实数
λ的值是___________.
20.(2017年高考浙江卷)已知向量a ,b 满足1,2,==a b 则++-a b a b 的最小值是___________,最大值是___________.
21.(2017江苏)如图,在同一个平面内,向量OA ,OB ,OC 的模分别为1,1OA 与OC 的夹
角为α,且t a n α=7,OB 与OC 的夹角为45°.若O C m O A n O B =+
(,)m n ∈R ,则m n += .
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