平面向量重难点解析
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. 平面向量 重难点解析
课文目录
2.1 平面向量的实际背景及基本概念
2.2 平面向量的线性运算
2.3 平面向量的基本定理及坐标表示
2.4 平面向量的数量积
2.5 平面向量应用举例
目标:
1、理解和掌握平面向量有关的概念;
2、熟练掌握平面向量的几何运算和坐标运算;
3、熟悉平面向量的平行、垂直关系和夹角公式的应用;
4、明确平面向量作为工具在复数、解析几何、实际问题等方面的应用;
重难点:
重点:向量的综合应用。
难点:用向量知识,实现几何与代数之间的等价转化。
【要点精讲】
1.向量的概念:既有大小又有方向的量叫向量,有二个要素:大小、方向.
2.向量的表示方法:
①用有向线段表示-----AB(几何表示法);
②用字母a、b等表示(字母表示法);
③平面向量的坐标表示(坐标表示法):
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。任作一个向量a,由平面向量基本定理知,有且只有一对实数x、y,使得axiyj,),(yx叫做向量a的(直角)坐标,记作(,)axy,其中x叫做a在x轴上的坐标,y叫做a在y轴上的坐标, 特别地,i(1,0),j(0,1),0(0,0)。22axy;若),(11yxA,),(22yxB,则1212,yyxxAB,222121()()ABxxyy
3.零向量、单位向量:
①长度为0的向量叫零向量,记为0;
②长度为1个单位长度的向量,叫单位向量.(注:||aa就是单位向量)
4.平行向量:
①方向相同或相反的非零向量叫平行向量; .
. ②我们规定0与任一向量平行.向量a、b、c平行,记作a∥b∥c.共线向量与平行向量关系:平行向量就是共线向量.
性质://(0)(abbab是唯一)||babaab0,与同向方向---0,与反向长度---
1221//(0)0abbxyxy (其中 1122(,),(,)axybxy)
5.相等向量和垂直向量:
①相等向量:长度相等且方向相同的向量叫相等向量.
②垂直向量——两向量的夹角为2
性质:0abab
12120abxxyy (其中 1122(,),(,)axybxy)
6.向量的加法、减法:
①求两个向量和的运算,叫做向量的加法。向量加法的三角形法则和平行四边形法则。
平行四边形法则:
ACab(起点相同的两向量相加,常要构造平行四边形)
DBab
三角形法则,加法首尾相连减法终点相连方向指向被减数
——加法法则的推广: 112nABABBB……1nnBB
即n个向量12,,aa……na首尾相连成一个封闭图形,则有12aa……0na
②向量的减法向量a加上的b相反向量,叫做a与b的差。即:a b=
a+ (b);
差向量的意义: OA= a, OB=b, 则BA=a b .
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③平面向量的坐标运算:若11(,)axy,22(,)bxy,则ab),(2121yyxx,ab),(2121yyxx,(,)axy。
④向量加法的交换律:a+b=b+a;向量加法的结合律:(a+b) +c=a+ (b+c)
⑤常用结论:
(1)若1()2ADABAC,则D是AB的中点
(2)或G是△ABC的重心,则0GAGBGC
7.向量的模:
1、定义:向量的大小,记为 |a| 或 |AB|
2、模的求法:
若 (,)axy,则 |a|22xy
若1122(,),(,)AxyBxy, 则 |AB|222121()()xxyy
3、性质:
(1)22||aa; 22||(0)||abbab (实数与向量的转化关系)
(2)22||||abab,反之不然
(3)三角不等式:||||||||||ababab
(4)||||||abab (当且仅当,ab共线时取“=”)
即当,ab同向时 ,||||abab; 即当,ab同反向时 ,||||abab
(5)平行四边形四条边的平方和等于其对角线的平方和,
即22222||2||||||ababab
8.实数与向量的积:实数λ与向量a的积是一个向量,记作:λa
(1)|λa|=|λ||a|;
(2)λ>0时λa与a方向相同;λ<0时λa与a方向相反;λ=0时λa=0;
(3)运算定律 λ(μa)=(λμ)a,(λ+μ)a=λa+μa,λ(a+b)=λa+λb .
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交换律:abba;
分配律:()abcacbc
(a)·b=(a·b)=a·(b);
——①不满足结合律:即()()abcabc
②向量没有除法运算。如:abcbac,2aaabb都是错误的
(4)已知两个非零向量,ab,它们的夹角为,则
ab =||||cosab
坐标运算:1122(,),(,)axybxy,则1212abxxyy
(5)向量ABa在轴l上的投影为:
︱a︱cos,
(为an与的夹角,n为l的方向向量)
其投影的长为//||anABn (||nn为n的单位向量)
(6)ab与的夹角和ab的关系:
(1)当0时,ab与同向;当时,ab与反向
(2)为锐角时,则有0,abab不共线; 为钝角时,则有0,abab不共线
9.向量共线定理:
向量b与非零向量a共线(也是平行)的充要条件是:有且只有一个非零实数λ,使b=λa。
10.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一向量a,有.
. 且只有一对实数λ1,λ2使a=λ11e+λ22e。
(1)不共线向量1e、2e叫做表示这一平面内所有向量的一组基底;
(2)基底不惟一,关键是不共线;
(3)由定理可将任一向量a在给出基底1e、2e的条件下进行分解;
(4)基底给定时,分解形式惟一. λ1,λ2是被a,1e,2e唯一确定的数量。
向量坐标与点坐标的关系:当向量起点在原点时,定义向量坐标为终点坐标,即若A(x,y),则OA=(x,y);当向量起点不在原点时,向量AB坐标为终点坐标减去起点坐标,即若A(x1,y1),B(x2,y2),则AB=(x2-x1,y2-y1)
11. 向量a和b的数量积:
①a·b=| a|·|b|cos,其中∈[0,π]为a和b的夹角。
②|b|cos称为b在a的方向上的投影。
③a·b的几何意义是:b的长度|b|在a的方向上的投影的乘积,是一个实数(可正、可负、也可是零),而不是向量。
④若a =(1x,1y), b=(x2,2y), 则2121yyxxba
⑤运算律:a· b=b·a, (λa)· b=a·(λb)=λ(a·b), (a+b)·c=a·c+b·c。
⑥a和b的夹角公式:cos=abab=222221212121yxyxyyxx
⑦2aaa|a|2=x2+y2,或|a|=222ayx⑧|
a·b |≤| a |·| b |。
)3,3(321321yyyxxx
12.两个向量平行的充要条件:
符号语言:若a∥b,a≠0,则a=λb
坐标语言为:设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b(x1,y1)=λ(x2,y2),即2121yyxx,或x1y2-x2y1=0
在这里,实数λ是唯一存在的,当a与b同向时,λ>0;当a与b异向时,λ<0。 .
. |λ|=|b||a|,λ的大小由a及b的大小确定。因此,当a,b确定时,λ的符号与大小就确定了。这就是实数乘向量中λ的几何意义。
13.两个向量垂直的充要条件:
符号语言:a⊥ba·b=0
坐标语言:设a=(x1,y1), b=(x2,y2),则a⊥bx1x2+y1y2=0
【典型例题】
例1、如图,OA,OB为单位向量,OA与OB夹角为1200, OC与OA的夹角为450,|OC|=5,用OA,OB表示OC。
解题思路分析:
以OA,OB为邻边,OC为对角线构造平行四边形
把向量OC在OA,OB方向上进行分解,如图,设OE=λOA,OD=μOB,λ>0,μ>0
则OC=λOA+μOB
∵ |OA|=|OB|=1
∴ λ=|OE|,μ=|OD|
△OEC中,∠E=600,∠OCE=750,由00045sin|CE|60sin|OC|75sin|OE|得:
6)623(560sin75sin|OC||OE|00
36560sin45sin|OC||CE|00
∴ 365,6)623(5
∴ OB365OA6)623(5OC
说明:用若干个向量的线性组合表示一个向量,是向量中的基本而又重要的问题,通常通过构造平行四边形来处理
例2、已知△ABC中,A(2,-1),B(3,2),C(-3,-1),BC边上的高为AD,求点D和向量AD坐标。
解题思路分析: