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高中数学必修4平面向量常考题型:平面向量应用举例

高中数学必修4平面向量常考题型:平面向量应用举例
高中数学必修4平面向量常考题型:平面向量应用举例

平面向量应用举例

【知识梳理】

1.用向量方法解决平面几何问题的“三步曲”

(1)建立平面几何与向量的联系,用向量表示问题中涉及的几何元素,将平面几何问题转化为向量问题;

(2)通过向量运算,研究几何元素之间的关系,如距离、夹角等问题;

(3)把运算结果“翻译”成几何关系.

2.向量在物理中的应用

(1)物理问题中常见的向量有力、速度、位移等.

(2)向量的加减法运算体现在一些物理量的合成和分解中.

(3)动量m v 是向量的数乘运算.

(4)功是力F 与位移s 的数量积.

【常考题型】

题型一、平面几何中的垂直问题

【例1】 如图所示,在正方形ABCD 中,P 为对角线AC 上任一点,

PE ⊥AB ,PF ⊥BC ,垂足分别为E ,F ,连接DP ,EF ,求证:DP ⊥EF .

[证明] 法一:设正方形ABCD 的边长为1,AE =a (0

则EP =AE =a ,PF =EB =1-a ,AP =2a ,

∴DP ―→·EF =(DA +AP )·(EP +PF )

=DA ·

EP +DA ·PF +AP ·EP +AP ·PF =1×a ×cos 180°+1×(1-a )×cos 90°+2a ×a ×cos 45°+2a ×(1-a )×cos 45°=-a +a 2+a (1-a )=0.

∴DP ―→⊥EF ,

即DP ⊥EF .

法二:设正方形边长为1,建立如图所示的平面直角坐标系,设P (x ,

x ),

则D (0,1),E (x,0),F (1,x ),

所以DP =(x ,x -1),EF =(1-x ,x ),

由于DP ·

EF =x (1-x )+x (x -1)=0, 所以DP ⊥EF ,

即DP ⊥EF .

【类题通法】

利用向量解决垂直问题

对于线段的垂直问题,可以联想到两个向量垂直的条件(向量的数量积为0),而对于这一条件的应用,可以考虑向量关系式的形式,也可以考虑坐标的形式.

【对点训练】

如图,在正方形ABCD 中,E ,F 分别为AB ,

BC 的中点.求证:AF ⊥DE (利用向量证明).

证明:设AB =a ,AD =b ,

则AF =a +12b ,ED =b -12

a , ∴AF ·ED =????a +12

b ·????b -12a

=12b 2-12a 2+34

a ·

b . 又AB ⊥AD ,且|AB |=|AD |,

∴a 2=b 2,a ·b =0,

∴AF ·

ED =0,∴AF ⊥ED , 即AF ⊥DE .

题型二、平面几何中的长度问题

【例2】 已知Rt △ABC 中,∠C =90°,设AC =m ,BC =n .

(1)若D 为斜边AB 的中点,求证:CD =12

AB ; (2)若E 为CD 的中点,连接AE 并延长交BC 于F ,求AF 的长度(用m ,n 表示).

[解] (1)证明:以C 为坐标原点,以边CB ,CA 所在的直线分别为x 轴,y 轴建立平面直角坐标系,如图所示,A (0,m ),B (n,0).

∵D 为AB 的中点,

∴D ????n 2,m 2,

∴|CD |=12 n 2+m 2,|AB |=m 2+n 2, ∴|CD |=12

|AB |, 即CD =12

AB .

(2)∵E 为CD 的中点,

∴E ????n 4,m 4,

设F (x,0),则AE =????n 4,-34m ,AF =(x ,-m ).

∵A ,E ,F 三点共线,

∴AF =λAE .

即(x ,-m )=λ????n 4

,-34m . 则??? x =n 4λ,-m =-34

mλ, 故λ=43,即x =n 3

, ∴F ????n 3,0 ∴|AF |=13 n 2+9m 2,即AF =13 n 2+9m 2. 【类题通法】

利用向量法解决长度问题

向量法求平面几何中的长度问题,即向量长度的求解,一是利用图形特点选择基底,向向量的数量积转化,用公式|a |2=a 2求解;二是建立坐标系,确定相应向量的坐标,代入公式:若a =(x ,y ),则|a |=x 2+y 2.

【对点训练】

如图,平行四边形ABCD 中,已知AD =1,AB =2,

对角线BD =2,求对角线AC 的长.

解:设AD =a ,AB =b ,则BD =a -b ,AC =a +b ,

而|BD |=|a -b |=a 2-2a ·b +b 2=1+4-2a ·b =5-2a ·b =2,

∴5-2a ·b =4,∴a ·b =12

,又|AC |2=|a +b |2=a 2+2a ·b +b 2=1+4+2a ·b =6,∴|AC |=6,即AC = 6.

题型三、向量在物理中的应用

【例3】 在水流速度为4 3 km /h 的河水中,一艘船以12 km/h 的实际航行速度垂直于对岸行驶,求这艘船的航行速度的大小与方向.

[解] 如图所示,设AB

表示水流速度,AC 表示船垂直于对岸行驶的速

度,以AB 为一边,AC 为一对角线作?ABCD ,则AD 就是船的航行速度.

∵|AB |=43,|AC |=12,

∴|AD |=|BC |=83,

∴tan ∠ACB =4312=33

, ∴∠CAD =∠ACB =30°,∠BAD =120°.

即船的航行速度的大小为8 3 km/h ,方向与水流方向的夹角为120°.

【类题通法】

利用向量法解决物理问题的步骤

(1)抽象出物理问题的向量,转化为数学问题;

(2)建立以向量为主体的数学模型;

(3)利用向量的线性运算或数量积运算,求解数学模型;

(4)用数学模型中的数据解释或分析物理问题.

【对点训练】

已知力F (斜向上)与水平方向的夹角为30°,大小为50 N ,一个质量为8 kg 的木块受力F 的作用在动摩擦因数μ=0.02 的水平面上运动了20 m .问力F 和摩擦力f 所做的功分别为多少?(g =10 m/s 2)

解:如图所示,设木块的位移为s ,则

W F =F ·s =|F||s |cos 30°=50×20×32

=5003(J). 将力F 分解,它在铅垂方向上的分力F 1的大小为

|F 1|=|F |sin 30°=50×12

=25(N), 所以摩擦力f 的大小为

|f |=|μ(G -F 1)|=(80-25)×0.02=1.1(N),

因此W f =f ·s =|f ||s |cos 180°

=1.1×20×(-1)=-22(J).

即F 和f 所做的功分别为500 3 J 和-22 J.

【练习反馈】

1.人骑自行车的速度是v 1,风速为v 2,则逆风行驶的速度为( )

A .v 1-v 2

B .v 1+v 2

人教版高中数学必修四 2.5平面向量应用举例

一、选择题 1.已知作用在A 点的三个力F 1=(3,4),F 2=(2,-5),F 3=(3,1)且A (1,1),则合力F =F 1+F 2+F 3的终点坐标为( ) A .(9,1) B .(1,9) C .(9,0) D .(0,9) 解析:F =F 1+F 2+F 3=(8,0). 又因为起点坐标为(1,1),所以终点坐标为(9,1). 答案:A 2.初速度为v 0,发射角为θ,若要使炮弹在水平方向的速度为1 2v 0,则发射角θ应为( ) A .15° B .30° C .45° D .60° 解析:炮弹的水平速度为v =v 0·cos θ=12v 0?cos θ=12?θ=60°. 答案:D 3.△ABC 中,D 、E 、F 分别为BC 、CA 、AB 的中点,则AD +BE +CF =( ) A .0 B .0 C .AB D .AC 解析:设AB =a ,AC =b , 则AD =12a +1 2 b , BE =BA +12AC =-a +1 2b , CF =CA +1 2AB =-b +1 2a . ∴AD +BE +CF =0. 答案:B 4.在△ABC 中,D 为BC 边的中点,已知AB =a ,AC =b ,则下列向量中与AD 同向的是( ) A.a +b |a +b | B.a |a |+b |b | C.a -b |a -b | D.a |a |-a |b | 解析:AD =12AB +12AC =1 2(a +b ),而a +b |a +b | 是与a +b 同方向的单位向量.

答案:A 二、填空题 5.平面上有三个点A (-2,y ),B (0,y 2),C (x ,y ),若AB ⊥BC ,则动点C 的轨迹方 程为________. 解析:AB =(2,-y 2),BC =(x ,y 2 ). ∵AB ⊥BC ,∴A AB ·BC =2x -1 4y 2=0,即y 2=8x . 答案:y 2=8x 6.已知A ,B 是圆心为C ,半径为5的圆上的两点,且|AB |=5,则AC · CB =________. 解析:由弦长|AB |=5,可知∠ACB =60°, AC ·CB =-CA ·CB =-|CA ||CB |cos ∠ACB =-5 2. 答案:-5 2 7.质量m =2.0 kg 的物体,在4 N 的水平力作用下,由静止开始在光滑水平面上运动了3 s ,则水平力在3 s 内对物体所做的功为________. 解析:水平力在3 s 内对物体所做的功:F·s =F ·12at 2=12F ·F m t 2=12m F 2t 2=12×1 2×42×32 =36(J). 答案:36 J 8.设坐标原点为O ,已知过点(0,12)的直线交函数y =1 2x 2的图像于A 、B 两点,则OA · OB 的值为________. 解析:由题意知直线的斜率存在,可设为k ,则直线方程为y =kx +12,与y =1 2x 2联立 得12x 2=kx +1 2 , ∴x 2-2kx -1=0,∴x 1x 2=-1,x 1+x 2=2k , y 1y 2=(kx 1+12)(kx 2+12) =k 2x 1x 2+14+k (x 1+x 2) 2 =-k 2+k 2+1 4 =14 , ∴OA · OB =x 1x 2+y 1y 2=-1+14=-3 4.

高中数学平面向量知识点总结

高中数学必修4之平面向量 知识点归纳 一.向量的基本概念与基本运算 1向量的概念: ①向量:既有大小又有方向的量向量一般用c b a ,,……来表示,或用有向线段的起点与终 点的大写字母表示,如:AB u u u r 几何表示法 AB u u u r ,a ;坐标表示法),(y x yj xi a 向 量的大小即向量的模(长度),记作|AB u u u r |即向量的大小,记作|a | 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0 ,其方向是任意的, 0 与任意向量平行零向量a =0 |a |=0 由于0r 的方向是任意的,且规定0r 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0a 为单位向量 |0a |=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a ∥b 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b a 大 小相等,方向相同 ),(),(2211y x y x 2 12 1y y x x 2向量加法 求两个向量和的运算叫做向量的加法 设,AB a BC b u u u r u u u r r r ,则a +b r =AB BC u u u r u u u r =AC u u u r (1)a a a 00;(2)向量加法满足交换律与结合律; 向量加法有“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

高中数学必修4平面向量知识点总结与典型例题归纳

平面向量 【基本概念与公式】 【任何时候写向量时都要带箭头】 1.向量:既有大小又有方向的量。记作:AB 或a 。 2.向量的模:向量的大小(或长度),记作:||AB 或||a 。 3.单位向量:长度为1的向量。若e 是单位向量,则||1e =。 4.零向量:长度为0的向量。记作:0。【0方向是任意的,且与任意向量平行】 5.平行向量(共线向量):方向相同或相反的向量。 6.相等向量:长度和方向都相同的向量。 7.相反向量:长度相等,方向相反的向量。AB BA =-。 8.三角形法则: AB BC AC +=;AB BC CD DE AE +++=;AB AC CB -=(指向被减数) 9.平行四边形法则: 以,a b 为临边的平行四边形的两条对角线分别为a b +,a b -。 10.共线定理://a b a b λ=?。当0λ>时,a b 与同向;当0λ<时,a b 与反向。 11.基底:任意不共线的两个向量称为一组基底。 12.向量的模:若(,)a x y =,则2||a x y =+,22||a a =,2||()a b a b +=+ 13.数量积与夹角公式:||||cos a b a b θ?=?; cos ||||a b a b θ?= ? 14.平行与垂直:1221//a b a b x y x y λ?=?=;121200a b a b x x y y ⊥??=?+= 题型1.基本概念判断正误: (1)共线向量就是在同一条直线上的向量。 (2)若两个向量不相等,则它们的终点不可能是同一点。 (3)与已知向量共线的单位向量是唯一的。 (4)四边形ABCD 是平行四边形的条件是AB CD =。 (5)若AB CD =,则A 、B 、C 、D 四点构成平行四边形。 (6)若a 与b 共线, b 与c 共线,则a 与c 共线。 (7)若ma mb =,则a b =。

高中数学平面向量doc

专题讲座 高中数学“平面向量” 一、整体把握“平面向量”教学内容 (一)平面向量知识结构图 (二)重点难点分析

本专题内容包括:平面向量的概念、运算及应用. 课标要求: 平面向量(约12课时) (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。 (4)平面向量的数量积

①通过物理中“功”等实例,理解平面向量数量积的含义及其物理意义。 ②体会平面向量的数量积与向量投影的关系。 ③掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算。 ④能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量的垂直关系。 (5)向量的应用 经历用向量方法解决某些简单的平面几何问题、力学问题与其他一些实际问题的过程,体会向量是一种处理几何问题、物理问题等的工具,发展运算能力和解决实际问题的能力。 依据课标要求,并结合前面的分析可知:新概念、新运算的定义,向量运算和向量运算的几何意义是本专题的重点,平面向量基本定理是坐标表示(几何代数化)的关键,也是本专题教学的难点。 二、“平面向量”教与学的策略 (一)在概念教学中,依据概念教学的方法,建构概念知识体系 本专题的教学中,向量、向量的运算等都是新定义的概念,如何让这些概念的出现自然轻松,还能让学生迅速把握住本质,达成理解?不妨遵循概念教学的方法。 比如说:“向量的概念”教学中,可从力、位移等实例引入,进行抽象概括,形成向量的概念。之后,提出“温度、功是不是向量?”这样的问题,通过比较,对向量的概念进行辨析,在此基础上,抓住向量的两个要点:大小、方向进行拓展,按如下表格整理,将向量概念精致化。 概念辨析:

高一数学必修4平面向量练习题及答案(完整版)

平面向量练习题 一、选择题 1、若向量a = (1,1), b = (1,-1), c =(-1,2),则 c 等于( ) A 、21-a +23b B 、21a 23-b C 、23a 2 1-b D 、2 3-a + 21b 2、已知,A (2,3),B (-4,5),则与共线的单位向量是 ( ) A 、)10 10 ,10103(- = B 、)10 10 ,10103()1010,10103(-- =或 C 、)2,6(-= D 、)2,6()2,6(或-= 3、已知k 3),2,3(),2,1(-+-==垂直时k 值为 ( ) A 、17 B 、18 C 、19 D 、20 4、已知向量=(2,1), =(1,7), =(5,1),设X 是直线OP 上的一点(O 为坐标原点),那么XB XA ?的最小值是 ( ) A 、-16 B 、-8 C 、0 D 、4 5、若向量)1,2(),2,1(-==分别是直线ax+(b -a)y -a=0和ax+4by+b=0的方向向量,则 a, b 的值分别可以是 ( ) A 、 -1 ,2 B 、 -2 ,1 C 、 1 ,2 D 、 2,1 6、若向量a =(cos α,sin β),b =(cos α ,sin β ),则a 与b 一定满足 ( ) A 、a 与b 的夹角等于α-β B 、(a +b )⊥(a -b ) C 、a ∥b D 、a ⊥b 7、设j i ,分别是x 轴,y 轴正方向上的单位向量,j i θθsin 3cos 3+=,i -=∈),2 ,0(π θ。若用 来表示与的夹角,则 等于 ( ) A 、θ B 、 θπ +2 C 、 θπ -2 D 、θπ- 8、设πθ20<≤,已知两个向量()θθsin ,cos 1=,()θθcos 2,sin 22-+=OP ,则向量21P P 长度的最大值是 ( ) A 、2 B 、3 C 、23 D 、 二、填空题 9、已知点A(2,0),B(4,0),动点P 在抛物线y 2=-4x 运动,则使BP AP ?取得最小值的点P 的坐标

高中数学必修四平面向量知识归纳典型题型(经典)

一,向量重要结论 (1)、向量的数量积定义:||||cos a b a b θ?= 规定00a ?=, 22||a a a a ?== (2)、向量夹角公式:a 与b 的夹角为θ,则cos |||| a b a b θ?= (3)、向量共线的充要条件:b 与非零向量a 共线?存在惟一的R λ∈,使b a λ=。 (4)、两向量平行的充要条件:向量11(,)a x y =,22(,)b x y =平行?12210x y x y -= (5)、两向量垂直的充要条件:向量a b ⊥0a b ??=?12120x x y y += (6)、向量不等式:||||||a b a b +≥+,||||||a b a b ≥? (7)、向量的坐标运算:向量11(,)a x y =,22(,)b x y =,则a b ?=1212x x y y + (8)、向量的投影:︱b ︱cos θ=||a b a ?∈R ,称为向量b 在a 方向上的投影投影的绝对值称为射影 (9)、向量:既有大小又有方向的量。 向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小。相等 向量:长度相等且方向相同的向量。 (10)、零向量:长度为0的向量,记为0 ,其方向是任意的,0 与任意向量平行零向量a = 0 ?|a |=0 由于0的方向是任意的, 且规定0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) (11)、单位向量:模为1个单位长度的向量 向量0a 为单位向量?| 0a |=1 (12)、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a ∥b (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 注:解析几何与向量综合时可能出现的向量内容: (1) 给出直线的方向向量()k u ,1= 或()n m u ,= ,要会求出直线的斜率; (2)给出+与AB 相交,等于已知+过AB 的中点; (3)给出0 =+,等于已知P 是MN 的中点; (4)给出()+=+λ,等于已知Q P ,与AB 的中点三点共线; (5)给出以下情形之一:①AC AB //;②存在实数,AB AC λλ=使;③若存在实数,,1,O C O A O B αβαβαβ+==+且使,等于已知C B A ,,三点共线. (6) 给出λλ++=1OP ,等于已知P 是AB 的定比分点,λ为定比,即λ= (7) 给出0=?,等于已知MB MA ⊥,即AMB ∠是直角,给出0<=?m ,等于已知AMB ∠是钝角, 给出0>=?m ,等于已知 AMB ∠是锐角。 ( 8)给出=??λ,等于已知MP 是AMB ∠的平分线/ (9)在平行四边形ABCD 中,给出0)()(=-?+,等于已知ABCD 是菱形;

高中数学平面向量习题及答案

第二章 平面向量 一、选择题 1.在△ABC 中,AB =AC ,D ,E 分别是AB ,AC 的中点,则( ). A .AB 与AC 共线 B .DE 与CB 共线 C .与相等 D .与相等 2.下列命题正确的是( ). A .向量与是两平行向量 B .若a ,b 都是单位向量,则a =b C .若=,则A ,B ,C , D 四点构成平行四边形 D .两向量相等的充要条件是它们的始点、终点相同 3.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=α OA +β OB ,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 -1)2=5 C .2x -y =0 D .x +2y -5=0 4.已知a 、b 是非零向量且满足(a -2b )⊥a ,(b -2a )⊥b ,则a 与b 的夹角是( ). A . 6 π B . 3 π C . 23 π D . 56 π 5.已知四边形ABCD 是菱形,点P 在对角线AC 上(不包括端点A ,C ),则=( ). A .λ(+),λ∈(0,1) B .λ(+),λ∈(0,22 ) C .λ(-),λ∈(0,1) D .λ(-),λ∈(0, 2 2) 6.△ABC 中,D ,E ,F 分别是AB ,BC ,AC 的中点,则=( ). A .+ B .- C .+ D .+ 7.若平面向量a 与b 的夹角为60°,|b |=4,(a +2b )·(a -3b )=-72,则向量a 的模为( ). (第1题)

北京四中数学必修四平面向量应用举例基础版

平面向量应用举例 编稿:丁会敏 审稿:王静伟 【学习目标】 1.会用向量方法解决某些简单的平面几何问题. 2.会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题. 3.体会用向量方法解决实际问题的过程,知道向量是一种处理几何、物理等问题的工具,提高运算能力和解决实际问题的能力. 【要点梳理】 要点一:向量在平面几何中的应用 向量在平面几何中的应用主要有以下几个方面: (1)证明线段相等、平行,常运用向量加法的三角形法则、平行四边形法则,有时用到向量减法的意义. (2)证明线段平行、三角形相似,判断两直线(或线段)是否平行,常运用向量平行(共线)的条件://λ?=a b a b (或x 1y 2-x 2y 1=0). (3)证明线段的垂直问题,如证明四边形是矩形、正方形,判断两直线(线段)是否垂直等,常运用向量垂直的条件:0⊥??=a b a b (或x 1x 2+y 1y 2=0). (4)求与夹角相关的问题,往往利用向量的夹角公式cos |||| θ?=a b a b . (5)向量的坐标法,对于有些平面几何问题,如长方形、正方形、直角三角形等,建立直角坐标系,把向量用坐标表示,通过代数运算解决几何问题. 要点诠释: 用向量知识证明平面几何问题是向量应用的一个方面,解决这类题的关键是正确选择基底,表示出相关向量,这样平面图形的许多性质,如长度、夹角等都可以通过向量的线性运算及数量积表示出来,从而把几何问题转化成向量问题,再通过向量的运算法则运算就可以达到解决几何问题的目的了. 要点二:向量在解析几何中的应用 在平面直角坐标系中,有序实数对(x ,y )既可以表示一个固定的点,又可以表示一个向量,使向量与解析几何有了密切的联系,特别是有关直线的平行、垂直问题,可以用向量方法解决. 常见解析几何问题及应对方法:

必修4平面向量知识要点

必修4平面向量知识要点 1、向量:既有大小,又有方向的量. 数量:只有大小,没有方向的量. 有向线段的三要素:起点、方向、长度. 零向量:长度为0的向量. 单位向量:长度等于1个单位的向量. 平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量.零向量与任一向量平行. 相等向量:长度相等且方向相同的向量. 2、向量加法运算: ⑴三角形法则的特点:首尾相连. ⑵平行四边形法则的特点:共起点. ⑶三角形不等式:a b a b a b -≤+≤+. ⑷运算性质:①交换律:a b b a +=+; ②结合律:()() a b c a b c ++=++;③00a a a +=+=. ⑸坐标运算:设()11,a x y =,()22,b x y =,则()1212,a b x x y y +=++. 3、向量减法运算: ⑴三角形法则的特点:共起点,连终点,方向指向被减向量. ⑵坐标运算:设()11,a x y =,()22,b x y =,则()1212,a b x x y y -=--. 设A 、B 两点的坐标分别为()11,x y ,()22,x y ,则()1212,x x y y AB =--. 4、向量数乘运算: ⑴实数λ与向量a 的积是一个向量的运算叫做向量的数乘,记作a λ. ① a a λλ=; ②当0λ>时,a λ的方向与a 的方向相同;当0λ<时,a λ的方向与a 的方向相反;当 0λ=时,0a λ=. ⑵运算律:①()()a a λμλμ=;②()a a a λμλμ+=+;③() a b a b λλλ+=+. ⑶坐标运算:设(),a x y =,则()(),,a x y x y λλλλ==. 5、向量共线定理:向量() 0a a ≠与b 共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使b a λ=. 设()11,a x y =,()22,b x y =, 其中0b ≠,则当且仅当12210x y x y -=时,向量a 、() 0b b ≠共线. 6、平面向量基本定理:如果1e 、2e 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1λ、2λ,使1122a e e λλ=+.(不共线的向量1e 、2e 作 b a C B A a b C C -=A -AB =B

(完整版)平面向量应用举例练习题含答案

平面向量应用举例练习题 一、选择题 1.一物体受到相互垂直的两个力f 1、f 2的作用,两力大小都为53N ,则两个力的合力的大小为( ) A .103N B .0N C .56N D.56 2N 2.河水的流速为2m/s ,一艘小船想以垂直于河岸方向10m/s 的速度驶向对岸,则小船在静水中的速度大小为( ) A .10m/s B .226m/s C .46m/s D .12m/s 3.(2010·山东日照一中)已知向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),若|a |=2,|b |=3,a ·b =-6,则x 1+y 1x 2+y 2 的值为( ) A.2 3 B .-23 C.56 D .-56 4.已知一物体在共点力F 1=(lg2,lg2),F 2=(lg5,lg2)的作用下产生位移S =(2lg5,1),则共点力对物体做的功W 为( ) A .lg2 B .lg5 C .1 D .2 5.在△ABC 所在的平面内有一点P ,满足P A →+PB →+PC →=AB →,则△PBC 与 △ABC 的面积之比是( ) A.1 3 B.12 C.2 3 D.3 4 6.点P 在平面上作匀速直线运动,速度v =(4,-3),设开始时点P 的坐标为(-10,10),则5秒后点P 的坐标为(速度单位:m/s ,长度单位:m)( ) A .(-2,4) B .(-30,25) C .(10,-5) D .(5,-10) 7.已知向量a ,e 满足:a ≠e ,|e |=1,对任意t ∈R ,恒有|a -t e |≥|a -e |,则( ) A .a ⊥e B .a ⊥(a -e ) C .e ⊥(a -e ) D .(a +e )⊥(a -e ) 8.已知|OA →|=1,|OB →|=3,OA →⊥OB →,点C 在∠AOB 内,∠AOC =30°,设OC →

高一数学平面向量知识点及典型例题解析

高一数学 第八章 平面向量 第一讲 向量的概念与线性运算 一.【要点精讲】 1.向量的概念 ①向量:既有大小又有方向的量。几何表示法AB u u u r ,a ;坐标表示法),(y x j y i x a 。 向量的模(长度),记作|AB u u u r |.即向量的大小,记作|a |。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0 ,其方向是任意的,规定0r 平行于任何向量。(与0的区别) ③单位向量| a |=1。④平行向量(共线向量)方向相同或相反的非零向量,记作a ∥b ⑤相等向量记为b a 。大小相等,方向相同 ),(),(2211y x y x 2121y y x x 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.如图,已知向量a ,b ,在平面内任 取一点A ,作AB u u u r a ,BC u u u r b ,则向量AC 叫做a 与b 的和,记作a+b ,即 a+b AB BC AC u u u r u u u r u u u r 特殊情况: a b a b a+b b a a+b (1) 平行四边形法则三角形法则C B D C B A A 向量加法的三角形法则可推广至多个向量相加: AB BC CD PQ QR AR u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r L ,但这时必须“首尾相连”。②向量减法: 同一个图中画出 a b a b r r r r 、 要点: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.(3)实数与向量的积 3.两个向量共线定理:向量b 与非零向量a 共线 有且只有一个实数 ,使得b =a 。 二.【典例解 析】 题型一: 向量及与向量相关的基本概念概念 例1判断下列各命题是否正确 (1)零向量没有方向 (2)b a 则, (3)单位向量都相等 (4) 向量就是有向线段

北师大版数学高一 2.7《平面向量应用举例》教案(必修4)

2.7平面向量应用举例 一.教学目标: 1.知识与技能 (1)经历用向量的方法解决某些简单的平面几何问题、力学问题与其它一些实际问题的过程,体会向量是一种处理几何问题、物理问题等的工具. (2)揭示知识背景,创设问题情景,强化学生的参与意识;发展运算能力和解决实际问题的能力. 2.过程与方法 通过本节课的学习,让学生体会应用向量知识处理平面几何问题、力学问题与其它一些实际问题是一种行之有效的工具;和同学一起总结方法,巩固强化. 3.情感态度价值观 通过本节的学习,使同学们对用向量研究几何以及其它学科有了一个初步的认识;提高学生迁移知识的能力、运算能力和解决实际问题的能力. 二.教学重、难点 重点: (体现向量的工具作用),用向量的方法解决某些简单的平面几何问题、力学问题与其它一些实际问题,体会向量在几何、物理中的应用. 难点: (体现向量的工具作用),用向量的方法解决某些简单的平面几何问题、力学问题与其它一些实际问题,体会向量在几何、物理中的应用. 三.学法与教学用具 学法:(1)自主性学习法+探究式学习法 (2)反馈练习法:以练习来检验知识的应用情况,找出未掌握的内容及其存在的差距. 教学用具:电脑、投影机. 四.教学设想 【探究新知】 同学们阅读教材P116---118的相关内容思考: 1.直线的向量方程是怎么来的? 2.什么是直线的法向量? 【巩固深化,发展思维】 教材P118练习1、2、3题 例题讲评(教师引导学生去做) 例1.如图,AD、BE、CF是△ABC的三条高,求证:AD、BE、CF相交于一点。 证:设BE、CF交于一点H, ?→ ? AB= a, ?→ ? AC= b, ?→ ? AH= h, 则 ?→ ? BH= h-a , ?→ ? CH= h-b , ?→ ? BC= b-a ∵ ?→ ? BH⊥ ?→ ? AC, ?→ ? CH⊥ ?→ ? AB B C

20高考数学平面向量的解题技巧

第二讲平面向量的解题技巧 【命题趋向】 由2007年高考题分析可知: 1.这部分内容高考中所占分数一般在10分左右. 2.题目类型为一个选择或填空题,一个与其他知识综合的解答题. 3.考查内容以向量的概念、运算、数量积和模的运算为主. 【考点透视】 “平面向量”是高中新课程新增加的内容之一,高考每年都考,题型主要有选择题、填空题,也可以与其他知识相结合在解答题中出现,试题多以低、中档题为主. 透析高考试题,知命题热点为: 1.向量的概念,几何表示,向量的加法、减法,实数与向量的积. 2.平面向量的坐标运算,平面向量的数量积及其几何意义. 3.两非零向量平行、垂直的充要条件. 4.图形平移、线段的定比分点坐标公式. 5.由于向量具有“数”与“形”双重身份,加之向量的工具性作用,向量经常与数列、三角、解析几何、立体几何等知识相结合,综合解决三角函数的化简、求值及三角形中的有关问题,处理有关长度、夹角、垂直与平行等问题以及圆锥曲线中的典型问题等. 6.利用化归思想处理共线、平行、垂直问题向向量的坐标运算方面转化,向量模的运算转化为向量的运算等;利用数形结合思想将几何问题代数化,通过代数运算解决几何问题.【例题解析】 1. 向量的概念,向量的基本运算 (1)理解向量的概念,掌握向量的几何意义,了解共线向量的概念. (2)掌握向量的加法和减法. (3)掌握实数与向量的积,理解两个向量共线的充要条件. (4)了解平面向量的基本定理,理解平面向量的坐标的概念,掌握平面向量的坐标运算.

(5)掌握平面向量的数量积及其几何意义,了解用平面向量的数量积可以处理有关长度、角度和垂直的问题,掌握向量垂直的条件. (6)掌握平面两点间的距离公式. 例1(2007年北京卷理)已知O 是ABC △所在平面内一点,D 为BC 边中点,且 2OA OB OC ++=0u u u r u u u r u u u r ,那么( ) A.AO OD =u u u r u u u r B.2AO OD =u u u r u u u r C.3AO OD =u u u r u u u r D.2AO OD =u u u r u u u r 命题意图:本题考查能够结合图形进行向量计算的能力. 解: 22()(,22.OA OB OC OA DB OD DC OD DB DC OA OD AO OD ∴∴++=++++=-+==)=0,0,u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r 故选A . 例2.(2006年安徽卷)在ABCD Y 中,,,3AB a AD b AN NC ===u u u r r u u u r r u u u r u u u r ,M 为BC 的中点,则MN =u u u u r ______.(用a b r r 、表示) 命题意图: 本题主要考查向量的加法和减法,以及实数与向量的积. 解:343A =3()AN NC AN C a b ==+u u u r u u u r u u u r u u u r r r 由得,12 AM a b =+u u u u r r r , 所以,3111()()4 2 4 4 MN a b a b a b =+-+=-+u u u u r r r r r r r . 例3.(2006年广东卷)如图1所示,D 是△ABC 的边AB 上的中点,则向量 =CD ( ) (A )BA BC 2 1+- (B ) BA BC 2 1-- (C ) BA BC 2 1- (D )BA BC 2 1+ 命题意图: 本题主要考查向量的加法和减法运算能力. 解:BA BC BD CB CD 2 1+-=+=,故选A. 例4. ( 2006年重庆卷)与向量a r =71,,22b ? ?= ???r ?? ? ??27,21的夹解相等,且模为1的向量是 ( ) (A) ?? ?- ??53,5 4 (B) ?? ?- ??53,5 4或?? ? ??-53,54 (C )?? ?- ??31,3 22 (D )?? ?- ??31,3 22或?? ? ? ?- 31,3 22 命题意图: 本题主要考查平面向量的坐标运算和用平面向量处理有关角度的问题. 解:设所求平面向量为,c r 由433,,, 1. 555c c ???? =-= ? ?????r 4或-时5 另一方面,当222274134312525,,cos ,. 55271432255a c c a c a c ?? ?+?- ?????? =-=== ????????????+++- ? ? ? ?????????r r r r r r r 时

(完整版)高中数学平面向量讲义

专题六 平面向量 一. 基本知识 【1】 向量的基本概念与基本运算 (1)向量的基本概念: ①向量:既有大小又有方向的量 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0 ,其方向是任意的,0 与任意向量平行 ③单位向量:模为1个单位长度的向量 ④平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量 ⑤相等向量:长度相等且方向相同的向量 (2)向量的加法:设,AB a BC b u u u r u u u r r r ,则a +b r =AB BC u u u r u u u r =AC u u u r ①a a a 00;②向量加法满足交换律与结合律; AB BC CD PQ QR AR u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r L ,但这时必须“首尾相连”. (3)向量的减法: ① 相反向量:与a 长度相等、方向相反的向量,叫做a 的相反向量 ②向量减法:向量a 加上b 的相反向量叫做a 与b 的差, ③作图法:b a 可以表示为从b 的终点指向a 的终点的向量(a 、b 有共同起点) (4)实数与向量的积:实数λ与向量a 的积是一个向量,记作λa ,它的长度与方向规定如下: (Ⅰ)a a ; (Ⅱ)当0 时,λa 的方向与a 的方向相同;当0 时,λ a 的方向与a 的方向相反;当0 时,0 a ,方向是任意的 (5)两个向量共线定理:向量b 与非零向量a 共线 有且只有一个实数 ,使得b =a (6)平面向量的基本定理:如果21,e e 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a ,有且只有一对实数21, 使:2211e e a ,其中不共线的向量21,e e 叫做表示这一平面内所有向量的一组基底 【2】平面向量的坐标表示

高中数学必修4平面向量知识点总结

高中数学必修4 平面向量 知识点归纳 一.向量的基本概念与基本运算 1向量的概念: ①向量:既有大小又有方向的量向量一般用c b a ,,……来表示,或用有向线段的 起点与终点的大写字母表示,如:AB u u u r 几何表示法 AB u u u r ,a ;坐标表示法 ),(y x yj xi a 向量的大小即向量的模(长度) ,记作|AB u u u r |即向量的大小,记作|a | 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0 ,其方向是任意的,0 与任意向量平行零向 量a =0 |a |=0 由于0r 的方向是任意的,且规定0r 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0a 为单位向量 |0a |=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a ∥b 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 b a 大小相等,方向相同 ),(),(2211y x y x 21 2 1y y x x 2向量加法 求两个向量和的运算叫做向量的加法 设,AB a BC b u u u r u u u r r r ,则a +b r =AB BC u u u r u u u r =AC u u u r (1)a a a 00;(2)向量加法满足交换律与结合律; 向量加法有“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

平面向量应用举例(教学案)

2.5平面向量应用举例 一、教材分析 向量概念有明确的物理背景和几何背景,物理背景是力、速度、加速度等,几何背景是有向线段,可以说向量概念是从物理背景、几何背景中抽象而来的,正因为如此,运用向量可以解决一些物理和几何问题,例如利用向量计算力沿某方向所做的功,利用向量解决平面内两条直线平行、垂直位置关系的判定等问题。 二、教案目标 1.通过应用举例,让学生会用平面向量知识解决几何问题的两种方法-----向量法和坐标法,可以用向量知识研究物理中的相关问题的“四环节”和生活中的实际问题 2.通过本节的学习,让学生体验向量在解决几何和物理问题中的工具作用,增强学生的积极主动的探究意识,培养创新精神。 三、教案重点难点 重点:理解并能灵活运用向量加减法与向量数量积的法则解决几何和物理问题. 难点:选择适当的方法,将几何问题或者物理问题转化为向量问题加以解决. 四、学情分析 在平面几何中,平行四边形是学生熟悉的重要的几何图形,而在物理中,受力分析则是其中最基本的基础知识,那么在本节的学习中,借助这些对于学生来说,非常熟悉的内容来讲解向量在几何与物理问题中的应用。 五、教案方法 1.例题教案,要让学生体会思路的形成过程,体会数学思想方法的应用。 2.学案导学:见后面的学案 3.新授课教案基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1.学生的学习准备:预习本节课本上的基本内容,初步理解向量在平面几何和物理中的应用 2.教师的教案准备:课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。 七、课时安排:1课时 八、教案过程 (一)预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教案具有了针对性。 (二)情景导入、展示目标 教师首先提问:(1)若O为ABC 重心,则OA+OB+OC=0 (2)水渠横断面是四边形ABCD,DC=1 2 AB,且|AD|=|BC|,则这个四边形 为等腰梯形.类比几何元素之间的关系,你会想到向量运算之间都有什么关系? (3)两个人提一个旅行包,夹角越大越费力.为什么? 教师:本节主要研究了用向量知识解决平面几何和物理问题;掌握向量法和坐标法,以及用向量解决平面几何和物理问题的步骤,已经布置学生们课前预习了这部分,检查学生预习情况并让学生把预习过程中的疑惑说出来。 (设计意图:步步导入,吸引学生的注意力,明确学习目标。) (三)合作探究、精讲点拨。

第4讲 平面向量应用举例

第4讲 平面向量应用举例 一、选择题 1.△ABC 的三个内角成等差数列,且(AB → +AC →)·BC →=0,则△ABC 一定是( ). A .等腰直角三角形 B .非等腰直角三角形 C .等边三角形 D .钝角三角形 解析 △ABC 中BC 边的中线又是BC 边的高,故△ABC 为等腰三角形,又A ,B ,C 成等差数列,故B =π3 . 答案 C 2. 半圆的直径AB =4,O 为圆心,C 是半圆上不同于A 、B 的任意一点,若P 为半径OC 的中点,则(PA →+PB →)·PC →的值是( ) A .-2 B .-1 C .2 D .无法确定,与C 点位置有关 解析 (PA →+PB →)·PC →=2PO →·PC →=-2. 答案 A 3. 函数y =tan π4x -π2的部分图象如图所示,则(OA →+OB →)·AB →= ( ). A .4 B .6 C .1 D .2 解析 由条件可得B (3,1),A (2,0), ∴(OA →+OB →)·AB →=(OA →+OB →)·(OB →-OA →)=OB →2-OA →2=10-4=6. 答案 B 4.在△ABC 中,∠BAC =60°,AB =2,AC =1,E ,F 为边BC 的三等分点,则

AE →·AF →=( ). A.53 B.54 C.109 D.158 解析 法一 依题意,不妨设BE →=12 E C →,B F →=2FC →, 则有AE →-AB →=12(AC →-AE →),即AE →=23AB →+13 AC →; AF →-AB →=2(AC →-AF →),即AF →=13AB →+23 AC →. 所以AE →·AF →=? ????23AB →+13AC →·? ?? ??13AB →+23AC → =19(2AB →+AC →)·(AB →+2AC →) =19(2AB →2+2AC →2+5AB →·AC →) =19(2×22+2×12+5×2×1×cos 60°)=53,选A. 法二 由∠BAC =60°,AB =2,AC =1可得∠ACB =90°, 如图建立直角坐标系,则A (0,1),E ? ????-233,0,F ? ?? ??-33,0, ∴AE →·AF →=? ????-233,-1·? ????-33,-1=? ????-233·? ????-33+(-1)·(-1)=23+1=53,选A. 答案 A 5.如图所示,已知点G 是△ABC 的重心,过G 作直线与AB ,AC 两边分别交于M , N 两点,且AM →=xAB →,AN →=yAC → ,则x ·y x +y 的值为( ).

高中数学平面向量知识点总结及常见题型x

平面向量 一.向量的基本概念与基本运算 1向量的概念: ①向量:既有大小又有方向的量向量一般用a,b,c……来表示,或用有向线段的起点与终 点的大写字母表示,如:AB几何表示法AB , a ;坐标表示法a =xi ? yj (x, y).向量 的大小即向量的模(长度),记作| A B |即向量的大小,记作I 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0,其方向是任意的,0与任意向量平行零向量a = 0 = I a I = 0"由于0的方向是任意的,且规定0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a0为单位向量二I a0I = 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a // b ■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 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 亠% =x2 小相等,方向相同(x「yj = (x2, y2)=」 y2 2向量加法 求两个向量和的运算叫做向量的加法t―4 ―4 设AB 二a, BC =b,贝y a + b =AB BC = AC (1)0 a a,0二a ;( 2)向量加法满足交换律与结合律; 向量加法有“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: AB BC CD PQ ? QR二AR,但这时必须“首尾相连” ? 3向量的减法 ①相反向量:与a长度相等、方向相反的向量,叫做a的相反向量 记作-a,零向量的相反向量仍是零向量 关于相反向量有:(i) -(-a)=a ; (ii) a+(-a)=( - a)+ a = 0 ; (iii) 若a、b是互为相反向量, 则a=-b,b = -a,a + b=0 ②向量减法:向量a加上b的相反向量叫做a与b的差, 记作:a - b二a ? (-b)求两个向量差的运算,叫做向量的减法 ③作图法:a -b可以表示为从b的终点指向a的终点的向量(a、b有共同起点) 4实数与向量的积: ①实数入与向量a的积是一个向量,记作入a,它的长度与方向规定如下: (I) a a ;

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