平面向量平行的坐标表示
- 格式:doc
- 大小:30.00 KB
- 文档页数:4
高二数学《平面向量的坐标表示》说课稿1各位老师好:我是户县二中的李敏,今天讲的课题是《平面向量的坐标的表示》,本节课是高中数学北师大版必修4第二章第4节的内容,下面我将从四个方面对本节课的教学设计来加以说明。
一、学情分析本节课是在学生已学知识的基础上进行展开学习的,也是对以前所学知识的巩固和发展,但对学生的知识准备情况来看,学生对相关基础知识掌握情况是很好,所以在复习时要及时对学生相关知识进行提问,然后开展对本节课的巩固性复习。
而本节课学生会遇到的困难有:数轴、坐标的表示;平面向量的坐标表示;平面向量的坐标运算。
二、高考的考点分析:在历年高考试题中,平面向量占有重要地位,近几年更是有所加强。
这些试题不仅平面向量的相关概念等基本知识,而且常考平面向量的运算;平面向量共线的条件;用坐标表示两个向量的夹角等知识的解题技能。
考查学生在数学学习和研究过程中知识的迁移、融会,进而考查学生的学习潜能和数学素养,为考生展现其创新意识和发挥创造能力提高广阔的空间,相关题型经常在高考试卷里出现,而且经常以选择、填空、解答题的形式出现。
三、复习目标1.会用坐标表示平面向量的加法、减法与数乘运算.2.理解用坐标表示的`平面向量共线的条件.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.能用坐标表示两个向量的夹角,理解用坐标表示的平面向量垂直的条件.教学重难点的确定与突破:根据《20xx高考大纲》和对近几年高考试题的分析,我确定本节的教学重点为:平面向量的坐标表示及运算。
难点为:平面向量坐标运算与表示的理解。
我将引导学生通过复习指导,归纳概念与运算规律,模仿例题解决习题等过程来达到突破重难点。
四、说教法根据本节课是复习课,我采用了“自学、指导、练习”的教学方法,即通过对知识点、考点的复习,围绕教学目标和重难点提出一系列精心设计的问题,在教师的指导下,用做题来复习和巩固旧知识点。
五、说学法根据平时作业中的问题来看,学生会本节课遇到的困难有:数轴、坐标的表示;平面向量的坐标表示;平面向量的坐标运算等方面。
别业岁月悠长,有暗香盈袖。
冗长了日与夜,空掷了乐与悲。
遂撰文三两卷,遣尽浮光,以飨后学。
谨祝诸位:学业有成,前程似锦。
编者:李健,匠人,喜于斗室伏案两三卷,愁与身在红尘浪荡无涯。
写过一些铅字附庸了世态,跑过几个码头了断了青春。
如今归去来兮,只为了挥洒一方三尺讲台。
第2讲 平面向量基本定理及坐标表示一.知识梳理 1.平面向量基本定理如果12,e e 是平面内两个不共线的向量,那么对于这个平面内的任意向量a ,有且只有一对实数12,λλ,使1122a e e λλ=+.其中不共线的向量12,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坐标. ②设1122(,),(,)A x y B x y ,则2121(,)AB x x y y =--;||(AB x =(2)向量的加法、减法、数乘及向量的模:设1122(,),(,)a x y b x y ==1212(,)a b x x y y +=++;1212(,)a b x x y y -=--;11(,)a x y λλλ=;21||a x y =+.3.平面向量共线的坐标表示设1122(,),(,)a x y b x y ==,其中0b ≠,则12210a b x y x y ⇔-=∥. 二.要点整合 1.辨明三个易误点(1)注意能作为基底的两个向量必须是不共线的.(2)要注意运用两个向量,a b 共线坐标表示的充要条件12210x y x y -=.(3)要注意区分点的坐标与向量的坐标的不同,尽管形式上一样,但意义完全不同,向量坐标中既有大小的信息也有方向的信息.2.有关平面向量的两类本质(1)平面向量基本定理的本质是运用向量加法的平行四边形法则,将向量进行分解. (2)向量的坐标表示的本质是向量的代数表示,其中坐标运算法则是运算的关键. 三.典例精析1.平面向量基本定理及其应用【例题1】(1)在梯形ABCD 中,,2,,A B C D A B C D M N=∥分别是,C D B C 的中点,若AB AM AN λμ=+,则λμ+=( )1.5A 2.5B 3.5C 4.5D (2)在ABC 中,P 是AB 上一点,且21,33CP CA CB Q =+是BC 的中点,AQ 和CP 的交点为M ,又CM tCP =,则t = . 【变式1】(1)如图,在ABC 中,P 为线段AB 上的一点,OP xOA yOB =+,且2BP PA =,则( )21.,33A x y == 12.,33B x y == 13.,44C x y == 31.,44D x y ==(2)如图,在ABC 中,13AN NC =,P 是BN 上一点,若211AP mAB AC =+,则m = .2.平面向量的坐标运算【例题2】(1)已知(2,4),(3,1),(3,4)A B C ----.设,,AB a BC b CA c ===,且3,2C M c C N b==-. (Ⅰ)求33a b c +-;(Ⅱ)求满足a mb nc =+的实数,m n ; (Ⅲ)求,M N 的坐标及向量MN 的坐标.(2)给定两个长度为1的平面向量OA 和OB ,它们的夹角为23π.如图,点C 在以O 为圆心的AB 上运动.若(,)OC xOA yOB x y R =+∈,则x y +的最大值为 .【变式2】(1)已知O 为坐标原点,点C 是线段AB 上一点,且(1,1),(2,3)A C ,||2||BC AC =,则向量OB 的坐标是 .(2)(2014福建质检)如图,设向量(3,1),(1,3)OA OB ==,若OC =OA λOB μ+,且1λμ≥≥,则用阴影表示C 点所有可能的位置区域正确的是( )(3)已知||||2,a b a b ==⊥,若向量c 满足||2c a b --=,则||c 的取值范围是 .3.平面向量共线的坐标表示)两向量共线的充要条件的作用【例题3】(1)已知向量1(8,),(,1)2a xb x ==,其中0x >,若(2)(2)a b a b -+∥,则x 的值为( ).4A .8B .0C .2D(2)已知点(4,0),(4,4),(2,6)A B C ,则AC 与OB 的交点P 的坐标为 . (3)(2014广东佛山)设(1,2),(,1),(,0)OA OB a OC b =-=-=-,0a >,0,b O >为坐标原点,若,,A B C 三点共线,则12a b+的最小值为( ).2A .4B .6C .8D 【变式3】(1)已知向量(1,3),(2,1),(1,2)OA OB OC k k =-=-=+-,若,,A B C 三点不能构成三角形,则实数k 应满足的条件是( ).2A k =- 1.2B k =.1C k = .1D k =- (2)(2015河北唐山)设向量,a b 满足||25,(2,1)a b ==,且a 与b 的方向相反,则a 的坐标为 .(3)(2014陕西)设02πθ<<,向量(sin 2,cos ),(cos ,1)a b θθθ==,若a b ∥,则tan θ= .四.针对训练.A 组 基础训练1.如图,在平行四边形ABCD 中,E 为DC 边的中点,且,AB a AD b ==,则BE =( )1.2A b a -1.2B b a + 1.2C a b + 1.2D a b - 2.(2015宁夏质检)如图,设O 为平行四边形ABCD 两对角线的交点,给出下列向量组:①AD 与AB ;②DA 与BC ;③CA 与DC ;④OD 与OB .其中可作为该平面内其他向量的基底的是( ).A ①② .B ①③ .C ①④ .D ③④3.已知向量3,1),(0,2)a b =-=(.若实数k 与向量c 满足2a b kc +=,则c 可以是( ).,1)A - .(3)B - .(,1)C - .(3)D - 4.已知点(1,3),(4,1)A B -,则与向量AB 同方向的单位向量是( )34.(,)55A - 43.(,)55B - 34.(,)55C - 43.(,)55D -5.(2015吉林长春)如图,设向量12,OA e OB e ==,若12,e e 不共线,且点P 在线段AB 上,||:||2AP PB =,则OP =( )1212.33A e e -1221.33B e e + 1212.33C e e + 1221.33D e e -6.已知ABC 中,点D 在BC 边上,且2,s CD DB CD r AB AC ==+,则r s +的值是( ) 2.3A 4.3B .3C - .0D 7.若三点(1,5),(,2),(2,1)A B a C ----共线,则实数a 的取值范围是 .8.在ABC 中,点P 在BC 上,且2BP PC =,点Q 是AC 中点,若(4,3)PA =,(1,5)PQ =,则BC = .9.(2015江西九江){|(1,1)(1,2)}P a a m m R ==-+∈,{|(1,2)Q b b ==-(2,3),}n n R +∈是两个向量集合,则PQ 等于 .10.ABC 中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,若(,)p a c b =+,(,)q b a c a =--,且p q ∥,则角C = . 11.已知(1,0),(2,1)a b ==.(Ⅰ)当k 为何值时,ka b -与2a b +共线;(Ⅱ)若23,AB a b BC a mb =+=+且,,A B C 三点共线,求m 的值.12.(2015山东莱芜)如图,已知ABC 中,点C 是以A 为中点的点B 的对称点,D 将OB分为2:1两部分的一个内分点,DC 和OA 交于点E ,设OA a =,OB b =. (Ⅰ)用a 和b 表示向量,OC DC ; (Ⅱ)若OE OA λ=,求实数λ的值..B 组 能力提升1.在平面直角坐标系中,点(0,0),(6,8)O P ,将向量OP 绕点O 按逆时针方向旋转34π后得到向量OQ ,则Q 点的坐标是( ).(2)A - .(2)B - .(,2)C -- .(,2)D - 2.已知直线x y a +=与圆224x y +=交于,A B 两点,且||OA OB +=||OA OB -,其中O 为坐标原点,则实数a 的值为( ).2A .2B - .2C 或2- D3.如图,在四边形,,,A B C D 中,1AB BC CD ===,且90B ∠=,BCD ∠=135,记向量,AB a AC b ==,则AD =( )2(1)2b -+2.(1)2B b ++ 2.(1)2C b +-2(1)2b +-4.(2014湖南)在平面直角坐标系中,O 为原点,(1,0),(3,0)A B C -,动点D 满足||1CD =,则||OA OB OD ++的取值范围是( ).[4,6]A .191]B .[7]C .71]D 5.在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,已知两点(3,1),(1,3)A B -,若点C 满足(,)OC OA OB R αβαβ=+∈且1αβ+=,则点C 的轨迹方程为 .6.设向量1122(,),(,)a x y b x y ==,定义一种向量积1122(,)a b a b a b ⊗=,已知向量1(2,),(,0)23m b π==,点(,)P x y 在sin y x =图像上运动.Q 是函数()y f x =图像上的点,且满足OQ m OP n =⊗+(其中O 为坐标原点),则函数()y f x =的值域是 .7.如图,,,A B C 是圆O 上的三点,线段CO 的延长线与BA 的延长线交于圆O 外一点D ,若OC mOA nOB =+,则m n +的取值范围是 .8.如图,设,Ox Oy 为平面内相交成60角的两条数轴,12,e e 分别是x 轴、y 轴正方向同方向的单位向量,若12OP xe ye =+,则把有序实数对(,)x y 叫做向量OP 在坐标系xOy 中的坐标.若OP 的坐标为(1,1). (Ⅰ)求||OP ;(Ⅱ)过点P 作直线l 分别与x 轴、y 轴正方向交于点,A B ,试确定,A B 的位置,使AOB 面积最小,并求出最小值.。
平面向量的基本定理及坐标表示说课稿第一课时各位评委、各位老师,大家好。
我是....今天,我说课的内容是:人教A版必修四第二章第三节《平面向量的基本定理及坐标表示》第一课时,下面,我将从教材分析、教法分析、学法指导、教学过程以及设计说明五个方面来阐述一下我对本节课的设计。
一、教材分析:1、教材的地位和作用:向量是沟通代数、几何与三角函数的一种工具,有着极其丰富的实际背景。
本课时内容包含“平面向量基本定理”和“平面向量的正交分解及坐标表示”.此前的教学内容由实际问题引入向量概念,研究了向量的线性运算,集中反映了向量的几何特征,而本课时之后的内容主要是研究向量的坐标运算,更多的是向量的代数形态。
平面向量基本定理是坐标表示的基础,坐标表示使平面中的向量与它的坐标建立起了一一对应的关系,这为通过“数”的运算处理“形”的问题搭起了桥梁,也决定了本课内容在向量知识体系中的核心地位.2、教学目标:根据教学内容的特点,依据新课程标准的具体要求,我从以下三个方面来确定本节课的教学目标。
(1)知识与技能了解向量夹角的概念,了解平面向量基本定理及其意义,掌握平面向量的正交分解及其坐标表示。
(2)过程与方法通过对平面向量基本定理的探究,以及平面向量坐标建立的过程,让学生体验数学定理的产生、形成过程,体验由一般到特殊、类比以及数形结合的数学思想,从而实现向量的“量化”表示。
(3)情感、态度与价值观引导学生从生活中挖掘数学内容,培养学生的发现意识和应用意识,提高学习数学的兴趣,感受数学的魅力。
3、教学重点和难点:根据教材特点及教学目标的要求,我将教学重点确定为———平面向量基本定理的探究,以及平面向量的坐标表示教学难点:对平面向量基本定理的理解及其应用二、教法分析:针对本节课的教学目标和学生的实际情况,根据“先学后教,以学定教”原则,本节课采用由“自学—探究—点拨—建构—拓展”五个环节构成的诱导式学案导学方法。
三、学法指导教学矛盾的主要方面是学生的学。
平面向量的坐标及其运算【教学过程】一、基础铺垫1.平面向量的坐标平面上的两个非零向量a与b,如果它们所在的直线互相垂直,我们就称向量a与b垂直,记作a⊥b.规定零向量与任意向量都垂直.如果平面向量的基底{e1,e2}中,e1⊥e2,就称这组基底为正交基底;在正交基底下向量的分解称为向量的正交分解.一般地,给定平面内两个相互垂直的单位向量e1,e2,对于平面内的向量a,如果a=x e1+y e2,则称(x,y)为向量a的坐标,记作a=(x,y).方便起见,以后谈到平面直角坐标系时,默认已经指定了与x轴及y轴的正方向同向的两→对应的个单位向量.此时,如果平面上一点A的坐标为(x,y)(通常记为A(x,y)),那么向量OA→=(x,y);反之结论也成立.坐标也为(x,y),即OA2.平面上向量的运算与坐标的关系设平面上两个向量a,b满足a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a=b⇔x1=x2__且y1=y2;a+b=(x1+x2,y1+y2).设u,v是两个实数,那么u a+v b=(ux1+vx2,uy1+vy2),u a-v b=(ux1-vx2,uy1-vy2).如果向量a=(x,y),则|a|■名师点拨(1)向量的坐标只与起点、终点的相对位置有关,而与它们的具体位置无关.(2)当向量确定以后,向量的坐标就是唯一确定的,因此向量在平移前后,其坐标不变.3.平面直角坐标系内两点之间的向量公式与中点坐标公式设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)为平面直角坐标系中的两点,则AB →=(x 2-x 1,y 2-y 1); 设线段AB 中点为M (x ,y ),则⎩⎪⎨⎪⎧x =x 1+x 22,y =y 1+y 224.向量平行的坐标表示设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b ⇔x 2y 1=x 1y 2.■名师点拨两向量的对应坐标成比例,这种形式较易记忆,而且不易出现搭配错误.二、合作探究1.平面向量的坐标表示【例1】如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知OA =4,AB =3,∠AOx =45°,∠OAB =105°,OA→=a ,AB →=b ,四边形OABC 为平行四边形. (1)求向量a ,b 的坐标;(2)求向量BA→的坐标; (3)求点B 的坐标.【解】(1)作AM ⊥x 轴于点M ,则OM =OA ·cos 45°=4×22=22,AM =OA ·sin 45°=4×22=22, 所以A (22,22),故a =(22,22).因为∠AOC =180°-105°=75°,∠AOy =45°,所以∠COy =30°.又OC =AB =3,所以C ⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,332, 所以AB →=OC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,332, 即b =⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,332.(2)BA →=-AB →=⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-332. (3)因为OB→=OA →+AB → =(22,22)+⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,332 =⎝⎛⎭⎪⎫22-32,22+332. 所以点B 的坐标为(22-32,22+332).【规律方法】平面内求点、向量坐标的常用方法(1)求一个点的坐标:可利用已知条件,先求出该点相对应坐标原点的位置向量的坐标,该坐标就等于相应点的坐标.(2)求一个向量的坐标:首先求出这个向量的始点、终点的坐标,再运用终点坐标减去始点坐标即得该向量的坐标.2.平面向量的坐标运算【例2】(1)已知a +b =(1,3),a -b =(5,7),则a =________,b =________.(2)已知A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4),且CM→=3CA →,CN →=2CB →,求M ,N 及MN →的坐标.【解】(1)由a +b =(1,3),a -b =(5,7),所以2a =(1,3)+(5,7)=(6,10),所以a =(3,5),2b =(1,3)-(5,7)=(-4,-4),所以b =(-2,-2).(2)法一(待定系数法):由A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4),可得CA→=(-2,4)-(-3,-4)=(1,8), CB→=(3,-1)-(-3,-4)=(6,3), 所以CM→=3CA →=3(1,8)=(3,24), CN→=2CB →=2(6,3)=(12,6). 设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则CM →=(x 1+3,y 1+4)=(3,24),x 1=0,y 1=20;CN →=(x 2+3,y 2+4)=(12,6),x 2=9,y 2=2,所以M (0,20),N (9,2),MN→=(9,2)-(0,20)=(9,-18). 法二(几何意义法):设点O 为坐标原点,则由CM→=3CA →,CN →=2CB →, 可得OM→-OC →=3(OA →-OC →),ON →-OC →=2(OB →-OC →), 从而OM→=3OA →-2OC →,ON →=2OB →-OC →, 所以OM→=3(-2,4)-2(-3,-4)=(0,20), ON→=2(3,-1)-(-3,-4)=(9,2), 即点M (0,20),N (9,2),故MN→=(9,2)-(0,20)=(9,-18). 【规律方法】平面向量坐标的线性运算的方法(1)若已知向量的坐标,则直接应用两个向量和、差及向量数乘的运算法则进行.(2)若已知有向线段两端点的坐标,则可先求出向量的坐标,然后再进行向量的坐标运算.(3)向量的线性坐标运算可完全类比数的运算进行.3.判定直线平行、三点共线【例3】(1)已知A ,B ,C 三点共线,且A (3,-6),B (-5,2),若C 点的横坐标为6,则C 点的纵坐标为()A .-13B .9C .-9D .13(2)已知A (-1,-1),B (1,3),C (1,5),D (2,7),向量AB→与CD →平行吗?直线AB 平行于直线CD 吗?【解】(1)选C .设C (6,y ),因为AB→∥AC →, 又AB→=(-8,8),AC →=(3,y +6), 所以-8×(y +6)-3×8=0,所以y =-9.(2)因为AB→=(1-(-1),3-(-1))=(2,4), CD→=(2-1,7-5)=(1,2). 又2×2-4×1=0,所以AB→∥CD →. 又AC→=(2,6),AB →=(2,4),所以2×4-2×6≠0, 所以A ,B ,C 不共线,所以AB 与CD 不重合,所以AB ∥CD .【规律方法】向量共线的判定方法4.已知平面向量共线求参数【例4】已知a =(1,2),b =(-3,2),当k 为何值时,k a +b 与a -3b 平行?平行时它们是同向还是反向?【解】法一(共线向量定理法):k a +b =k (1,2)+(-3,2)=(k -3,2k +2),a -3b =(1,2)-3(-3,2)=(10,-4),当k a +b 与a -3b 平行时,存在唯一实数λ,使k a +b =λ(a -3b ).由(k -3,2k +2)=λ(10,-4),所以⎩⎨⎧k -3=10λ,2k +2=-4λ,解得k =λ=-13. 当k =-13时,k a +b 与a -3b 平行,这时k a +b =-13a +b =-13(a -3b ),因为λ=-13<0,所以k a +b 与a -3b 反向.法二(坐标法):由题知k a +b =(k -3,2k +2),a -3b =(10,-4),因为k a +b 与a -3b 平行,所以(k -3)×(-4)-10×(2k +2)=0,解得k =-13.此时k a +b =⎝ ⎛⎭⎪⎫-13-3,-23+2=-13(a -3b ), 所以当k =-13时,k a +b 与a -3b 平行,并且反向.【规律方法】已知平面向量共线求参数的思路(1)利用共线向量定理a =λb (b ≠0)列方程组求解.(2)利用向量平行的坐标表达式x 1y 2-x 2y 1=0直接求解.三、课堂练习1.给出下面几种说法:①相等向量的坐标相同;②平面上一个向量对应于平面上唯一的坐标;③一个坐标对应于唯一的一个向量;④平面上一个点与以原点为始点,该点为终点的向量一一对应.其中正确说法的个数是()A .1B .2C .3D .4解析:选C .由向量坐标的定义不难看出一个坐标可对应无数个相等的向量,故③错误.2.下列向量组中,能作为表示它们所在平面内所有向量的一组基底的是()A .a =(0,0),b =(2,3)B .a =(1,-3),b =(2,-6)C .a =(4,6),b =(6,9)D .a =(2,3),b =(-4,6)解析:选D .只有D 选项中两个向量不共线,可以作为表示它们所在平面内所有向量的一组基底,故选D .3.已知两点A (2,-1),B (3,1),则与AB→平行且方向相反的向量a 可以是() A .(1,-2)B .(9,3)C .(-2,4)D .(-4,-8)解析:选D .由题意,得AB→=(1,2),所以a =λAB →=(λ,2λ)(其中λ<0).符合条件的只有D 项,故选D .4.已知平行四边形OABC ,其中O 为坐标原点,若A (2,1),B (1,3),则点C 的坐标为________.解析:设C 的坐标为(x ,y ),则由已知得OC→=AB →,所以(x ,y )=(-1,2). 答案:(-1,2)5.已知点A (1,3),B (4,-1),则与向量AB→同方向的单位向量为________. 解析:AB →=(3,-4),则与AB →同方向的单位向量为AB →|AB →|=15(3,-4)=⎝ ⎛⎭⎪⎫35,-45. 答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫35,-45。
§5.2 平面向量的基本定理及坐标表示1.两个向量的夹角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__________向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,__________一对实数λ1,λ2,使a =______________.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________. (2)平面向量的正交分解及坐标表示把一个向量分解为两个____________的向量,叫做把向量正交分解. (3)平面向量的坐标表示①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可知,有且只有一对实数x ,y ,使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,把有序数对________叫做向量a 的坐标,记作a =__________,其中______叫做a 在x 轴上的坐标,______叫做a 在y 轴上的坐标.②设OA →=x i +y j ,则向量OA →的坐标(x ,y )就是________的坐标,即若OA →=(x ,y ),则A 点坐标为__________,反之亦成立.(O 是坐标原点) 3.平面向量的坐标运算(1)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 =____________,a -b =______________,λa =______________,|a |=____________. (2)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 →=________________,|AB →|=______________. 4.平面向量共线的坐标表示设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),其中b ≠0.a ∥b ⇔____________________________. [难点正本 疑点清源] 1.基底的不唯一性只要两个向量不共线,就可以作为平面的一组基底,对基底的选取不唯一,平面内任意向量a 都可被这个平面的一组基底e 1,e 2线性表示,且在基底确定后,这样的表示是唯一的.2.向量坐标与点的坐标的区别在平面直角坐标系中,以原点为起点的向量OA →=a ,点A 的位置被向量a 唯一确定,此时点A 的坐标与a 的坐标统一为(x ,y ),但应注意其表示形式的区别,如点A (x ,y ),向量a =OA →=(x ,y ).当平面向量OA →平行移动到O 1A 1→时,向量不变即O 1A 1→=OA →=(x ,y ),但O 1A 1→的起点O 1和终点A 1的坐标都发生了变化.1.设平面向量a =(3,5),b =(-2,1),则a -2b =__________.2.在▱ABCD 中,AC 为一条对角线,AB →=(2,4),AC →=(1,3),则向量BD →的坐标为__________. 3.已知向量a =(1,2),b =(-3,2),若k a +b 与b 平行,则k =________. 4.在平面坐标系内,已知点A (2,1),B (0,2),C (-2,1),O (0,0).给出下面的结论: ①直线OC 与直线BA 平行;②AB →+BC →=CA →; ③OA →+OC →=OB →;④AC →=OB →-2OA →. 其中正确结论的个数是( )A.1B.2C.3D.4 5.若向量a =(1,1),b =(-1,1),c =(4,2),则c 等于( )A.3a +bB.3a -bC.-a +3bD.a +3b题型一 平面向量基本定理的应用例1 如图,在平行四边形ABCD 中,M ,N 分别为DC ,BC 的中点,已知AM →=c ,AN →=d ,试用c ,d 表示AB →,AD →.探究提高 利用基底表示未知向量,实质就是利用向量的加、减法及数乘进行线性运算.在△ABC 中,AD →=14AB →,DE ∥BC ,与边AC 相交于点E ,△ABC 的中线AM 与DE 相交于点N , 如图,设AB →=a ,AC →=b ,试用a 和b 表示DN →. 题型二 向量坐标的基本运算例2 已知A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4).设AB →=a ,BC →=b ,CA →=c ,且CM →=3c ,CN →=-2b , (1)求3a +b -3c ;(2)求满足a =m b +n c 的实数m ,n ; (3)求M 、N 的坐标及向量MN →的坐标.探究提高 向量的坐标运算主要是利用加、减、数乘运算法则进行.若已知有向线段两端点的坐标,则应先求出向量的坐标,解题过程中要注意方程思想的运用及正确使用运算法则.已知点O (0,0),A (1,2),B (4,5),OP →=t 1OA →+t 2AB →,(1)求点P 在第二象限的充要条件.(2)证明:当t 1=1时,不论t 2为何实数,A ,B ,P 三点共线; (3)试求当t 1,t 2满足什么条件时,O ,A ,B ,P 能组成一个平行四边形. 题型三 平行向量的坐标运算例3 平面内给定三个向量a =(3,2),b =(-1,2),c =(4,1),请解答下列问题: (1)求满足a =m b +n c 的实数m ,n ; (2)若(a +k c )∥(2b -a ),求实数k ;(3)若d 满足(d -c )∥(a +b ),且|d -c |=5,求d .探究提高 (1)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.(2)根据平行的条件建立方程求参数,是解决这类题目的常用方法,充分体现了方程思想在向量中的应用.已知a =(1,0),b =(2,1).(1)求|a +3b |;(2)当k 为何实数时,k a -b 与a +3b 平行,平行时它们是同向还是反向?4.忽视平行四边形的多样性致误试题:(14分)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. 学生解答展示错因分析 (1)此解错因是思维定势,认为平行四边形只是如图所示中的一种情形,由此在解题构思中丢 掉了两种情形.(2)若平行四边形ABCD 的三个顶点 A 、B 、C 的坐标分别为(-1,0),(3,0),(1,-5),求D 点坐标,就只有一种情况,此题目中给出了平行四边形的三个顶点,并没有规定顺序,就可能有▱ABCD 1、▱ACD 2B 、▱ACBD 3三种情形,如解答中的图所示. 规范解答解 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AD 1→=BC →, 而AD 1→=(x +1,y ),BC →=(-2,-5).由AD 1→=BC →,得⎩⎪⎨⎪⎧x +1=-2,y =-5.∴⎩⎪⎨⎪⎧x =-3,y =-5.∴D 1(-3,-5). [6分](2)若四边形ACD 2B 为平行四边形,则AB →=CD →2. 而AB →=(4,0),CD →2=(x -1,y +5).∴⎩⎪⎨⎪⎧ x -1=4,y +5=0.∴⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =-5.∴D 2(5,-5). [10分](3)若四边形ACBD 3为平行四边形,则AD →3=CB →. 而AD →3=(x +1,y ),CB →=(2,5),∴⎩⎪⎨⎪⎧x +1=2,y =5.∴⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =5.∴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). [14分]批阅笔记 1.本题考查向量坐标的基本运算,难度中等,但错误率较高,典型错误是忽视了分类讨论.此外,有的学生不知道运用平行四边形的性质,找不到解决问题的切入口.2.向量本身就具有数形结合的特点,所以在解决此类问题时,要注意画图,利用数形结合的思想求解.方法与技巧1.平面向量基本定理的本质是运用向量加法的平行四边形法则,将向量进行分解.2.向量的坐标表示的本质是向量的代数表示,其中坐标运算法则是运算的关键,通过坐标运算可将一些几何问题转化为代数问题处理,从而向量可以解决平面解析几何中的许多相关问题.3.在向量的运算中要注意待定系数法、方程思想和数形结合思想的运用. 失误与防范1.要区分点的坐标与向量坐标的不同,尽管在形式上它们完全一样,但意义完全不同,向量坐标中既有方向也有大小的信息.2.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 1y 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.同时,a ∥b 的充要条件也不能错记为x 1x 2-y 1y 2=0,x 1y 1-x 2y 2=0等.§5.2 平面向量的基本定理及坐标表示(时间:60分钟) A 组 专项基础训练题组一、选择题1.与向量a =(12,5)平行的单位向量为( )A.⎝⎛⎭⎫1213,-513 B.⎝⎛⎭⎫-1213,-513 C.⎝⎛⎭⎫1213,513或⎝⎛⎭⎫-1213,-513 D.⎝⎛⎭⎫±1213,±513 2.在△ABC 中,点P 在BC 上,且BP →=2PC →,点Q 是AC 的中点,若P A →=(4,3),PQ →=(1,5),则BC →等于( )A.(-2,7)B.(-6,21)C.(2,-7)D.(6,-21)3.已知向量a =(2,3),b =(-1,2),若(m a +n b )∥(a -2b ),则mn 等于( )A.-2B.2C.-12D.12二、填空题4.若三点A (2,2),B (a,0),C (0,b ) (ab ≠0)共线,则1a +1b的值为________.5.已知向量a =(1,2),b =(x,1),u =a +2b ,v =2a -b ,且u ∥v ,则实数x 的值为________.6.设OA →=(1,-2),OB →=(a ,-1),OC →=(-b,0),a >0,b >0,O 为坐标原点,若A 、B 、C 三点共线,则1a +2b 的最小值是________.三、解答题7.a =(1,2),b =(-3,2),当k 为何值时,k a +b 与a -3b 平行?平行时它们是同向还是反向?8.如图所示,P 是△ABC 内一点,且满足P A →+2PB →+3PC →=0,设Q 为CP 延长线与AB 的交点,令 CP →=p ,试用p 表示PQ →.B 组 专项能力提升题组一、选择题1.若平面向量b 与向量a =(1,-2)的夹角是180°,且|b |=35,则b 等于 ( )A.(-3,6)B.(3,-6)C.(6,-3)D.(-6,3)2.设向量a =(1,-3),b =(-2,4),c =(-1,-2).若表示向量4a 、4b -2c 、2(a -c )、d 的有向线段首尾相接能构成四边形,则向量d 为( )A.(2,6)B.(-2,6)C.(2,-6)D.(-2,-6)3.若α,β是一组基底,向量γ=x α+y β(x ,y ∈R ),则称(x ,y )为向量γ在基底α,β下的坐标,现已知向量a 在基底p =(1,-1),q =(2,1)下的坐标为(-2,2),则a 在另一组基底m =(-1,1),n =(1,2)下的坐标为( )A.(2,0)B.(0,-2)C.(-2,0)D.(0,2)二、填空题4.若平面向量a ,b 满足|a +b |=1,a +b 平行于y 轴,a =(2,-1),则b =_______________.5.△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若p =(a +c ,b ),q =(b -a ,c -a ),且p ∥q ,则角C =________.6.已知A (7,1)、B (1,4),直线y =12ax 与线段AB 交于C ,且AC →=2CB →,则实数a =________.三、解答题7.如图,已知平行四边形ABCD 的顶点A (0,0),B (4,1),C (6,8).(1)求顶点D 的坐标;(2)若DE →=2EC →,F 为AD 的中点,求AE 与BF 的交点I 的坐标. 8.已知点O 为坐标原点,A (0,2),B (4,6),OM →=t 1OA →+t 2AB →. (1)求点M 在第二或第三象限的充要条件;(2)求证:当t 1=1时,不论t 2为何实数,A 、B 、M 三点都共线; (3)若t 1=a 2,求当OM →⊥AB →且△ABM 的面积为12时a 的值.答案要点梳理1.非零 0°≤θ≤180° 0°或180° 90°2.(1)不共线 有且只有 λ1e 1+λ2e 2 基底 (2)互相垂直 (3)①(x ,y ) (x ,y ) x y ②终点A (x ,y )3.(1)(x 1+x 2,y 1+y 2) (x 1-x 2,y 1-y 2) (λx 1,λy 1) x 21+y 21(2)②(x 2-x 1,y 2-y 1) (x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2 4.x 1y 2-x 2y 1=0 基础自测1.(7,3)2.(-3,-5)3.04.C5.B 题型分类·深度剖析例1 解 方法一 设AB →=a ,AD →=b , 则a =AN →+NB →=d +⎝⎛⎭⎫-12b , ① b =AM →+MD →=c +⎝⎛⎭⎫-12a .②将②代入①得a =d +⎝⎛⎭⎫-12⎣⎡⎦⎤c +⎝⎛⎭⎫-12a ∴a =43d -23c =23(2d -c ),代入②得b =c +⎝⎛⎫-12×23(2d -c )=23(2c -d ). ∴AB →=23(2d -c ),AD →=23(2c -d ).方法二 设AB →=a ,AD →=b . 因M ,N 分别为CD ,BC 的中点, 所以BN →=12b ,DM →=12a ,因而⎩⎨⎧c =b +12ad =a +12b ⇒⎩⎨⎧a =23(2d -c )b =23(2c -d ),即AB →=23(2d -c ),AD →=23(2c -d ).变式训练1 解 ∵AD →=14AB →,DE ∥BC ,M 为BC 中点,∴DN →=14BM →=18BC →=18(b -a ).例2 解 由已知得a =(5,-5),b =(-6,-3),c =(1,8).(1)3a +b -3c =3(5,-5)+(-6,-3)-3(1,8)=(15-6-3,-15-3-24)=(6,-42).(2)∵m b +n c =(-6m +n ,-3m +8n ),∴⎩⎪⎨⎪⎧ -6m +n =5,-3m +8n =-5,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-1,n =-1. (3)设O 为坐标原点,∵CM →=OM →-OC →=3c , ∴OM →=3c +OC →=(3,24)+(-3,-4)=(0,20). ∴M (0,20).又∵CN →=ON →-OC →=-2b ,∴ON →=-2b +OC →=(12,6)+(-3,-4)=(9,2),∴N (9,2).∴MN →=(9,-18). 变式训练2 (1)解 OP →=t 1(1,2)+t 2(3,3)=(t 1+3t 2,2t 1+3t 2),P 在第二象限的充要条件是⎩⎪⎨⎪⎧t 1+3t 2<02t 1+3t 2>0有解.∴-32t 2<t 1<-3t 2且t 2<0.(2)证明 当t 1=1时,有OP →-OA →=t 2AB →,∴AP →=t 2AB →,∴不论t 2为何实数,A ,B ,P 三点共线. (3)解 由OP →=(t 1+3t 2,2t 1+3t 2),得点P (t 1+3t 2,2t 1+3t 2),∴O ,A ,B ,P 能组成一个平行四边形有三种情况.当OA →=BP →,有⎩⎪⎨⎪⎧ t 1+3t 2-4=12t 1+3t 2-5=2⇒⎩⎪⎨⎪⎧t 1=2t 2=1;当OA →=PB →,有⎩⎪⎨⎪⎧t 1+3t 2-4=-12t 1+3t 2-5=-2⇒⎩⎪⎨⎪⎧t 1=0t 2=1; 当OP →=BA →,有⎩⎪⎨⎪⎧t 1+3t 2=-32t 1+3t 2=-3⇒⎩⎪⎨⎪⎧t 1=0t 2=-1.例3 解 (1)由题意得(3,2)=m (-1,2)+n (4,1),所以⎩⎪⎨⎪⎧-m +4n =32m +n =2,得⎩⎨⎧m =59n =89.(2)a +k c =(3+4k,2+k ),2b -a =(-5,2),∵(a +k c )∥(2b -a ),∴2×(3+4k )-(-5)(2+k )=0, ∴k =-1613.(3)设d =(x ,y ),d -c =(x -4,y -1), a +b =(2,4),由题意得⎩⎪⎨⎪⎧4(x -4)-2(y -1)=0(x -4)2+(y -1)2=5, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =3y =-1或⎩⎪⎨⎪⎧x =5y =3, ∴d =(3,-1)或d =(5,3).变式训练3 解 (1)因为a =(1,0),b =(2,1),所以a +3b =(7,3), ∴|a +3b |=72+32=58.(2)k a -b =(k -2,-1),a +3b =(7,3), 因为k a -b 与a +3b 平行, 所以3(k -2)+7=0,即k =-13.此时k a -b =(k -2,-1)=⎝⎛⎭⎫-73,-1, a +3b =(7,3),则a +3b =-3(k a -b ), 即此时向量a +3b 与k a -b 方向相反. 课时规范训练 A 组1.C2.B3.C4.125.126.87.解 k a +b =k (1,2)+(-3,2)=(k -3,2k +2),a -3b =(1,2)-3(-3,2)=(10,-4), 当k a +b 与a -3b 平行时,存在唯一实数λ使k a +b =λ(a -3b ),由(k -3,2k +2)=λ(10,-4)得,⎩⎪⎨⎪⎧k -3=10λ,2k +2=-4λ.解得k =λ=-13,∴当k =-13时,k a +b 与a -3b 平行,这时k a +b =-13a +b =-13(a -3b ).∵λ=-13<0,∴k a +b 与a -3b 反向.8.解 设P A →=a ,PB →=b ,由已知条件3CP →=P A →+2PB →,即3p =a +2b ,PQ →=λCP →=λ3(a +2b ), 又PQ →=P A →+AQ →=P A →+μAB →=P A →+μ(PB →-P A →)=(1-μ)a +μb ,由平面向量基本定理⎩⎨⎧ λ3=1-μ2λ3=μ.解得λ=1,因此PQ →=λCP →=p .B 组 1.A 2.D 3.D 4.(-2,0)或(-2,2) 5.60° 6.27.解 (1)设点D (x ,y ),因为AD →=BC →,所以(x ,y )=(6,8)-(4,1)=(2,7),所以顶点D 的坐标为(2,7).(2)设点I (x ,y ),则有F 点坐标为⎝⎛⎭⎫1,72,(x E -2,y E -7)=2(6-x E,8-y E ) ⇒E ⎝⎛⎭⎫143,233,BF →=⎝⎛⎭⎫-3,52, BI →=(x -4,y -1),BF →∥BI →⇒52(x -4)=-3(y -1),又AE →∥AI →⇒233x =143y ,联立方程组可得x =9152,y =299104, 则点I 的坐标为⎝⎛⎭⎫9152,299104.8.(1)解 OM →=t 1OA →+t 2AB →=t 1(0,2)+t 2(4,4)=(4t 2,2t 1+4t 2).当点M 在第二或第三象限时,有⎩⎪⎨⎪⎧4t 2<0,2t 1+4t 2≠0, 故所求的充要条件为t 2<0且t 1+2t 2≠0.(2)证明 当t 1=1时,由(1)知OM →=(4t 2,4t 2+2).∵AB →=OB →-OA →=(4,4),AM →=OM →-OA →=(4t 2,4t 2)=t 2(4,4)=t 2AB →,∴A 、B 、M 三点共线.(3)解 当t 1=a 2时,OM →=(4t 2,4t 2+2a 2).又AB →=(4,4),OM →⊥AB →,∴4t 2×4+(4t 2+2a 2)×4=0,∴t 2=-14a 2,故OM →=(-a 2,a 2). 又|AB →|=42,点M 到直线AB :x -y +2=0的距离d =|-a 2-a 2+2|2=2|a 2-1|. ∵S △ABM =12,∴12|AB |·d =12×42×2|a 2-1|=12,解得a =±2,故所求a 的值为±2.。
专题6.2 平面向量的基本定理及坐标表示(知识点讲解)【知识框架】【核心素养】1.与向量线性运算相结合,考查平面向量基本定理、数量积、向量的夹角、模的计算,凸显数学运算、直观想象的核心素养.2.与向量的坐标表示相结合,考查向量的数量积、向量的夹角、模的计算,凸显数学运算的核心素养. 3.以平面图形为载体,考查向量数量积的应用,凸显数学运算、数学建模、直观想象的核心素养.【知识点展示】(一)平面向量基本定理(1)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.(2)基底: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. (二)平面向量的坐标运算(1)向量加法、减法、数乘及向量的模 设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a +b =(x 1+x 2,y 1+y 2),a -b =(x 1-x 2,y 1-y 2),λa =(λx 1,λy 1),|a | (2)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),|AB →|=x 2-x 12+y 2-y 12.(三)平面向量共线的坐标表示设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),其中a ≠0,b ≠0,a ,b 共线⇔x 1y 2-x 2y 1=0. (四)平面向量数量积的坐标表示设非零向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),θ=〈a ,b 〉. 结论 几何表示 坐标表示模 |a |=a ·a |a |=x 21+y 21数量积 a ·b =|a ||b |cos θ a ·b =x 1x 2+y 1y 2 夹角 cos θ=a ·b|a ||b |cos θ=x 1x 2+y 1y 2x 21+y 21·x 22+y 22a ⊥ba ·b =0 x 1x 2+y 1y 2=0 |a ·b |与|a ||b |的关系|a ·b |≤|a ||b ||x 1x 2+y 1y 2|≤x 21+y 21·x 22+y 22设非零向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2).数量积 两个向量的数量积等于__它们对应坐标的乘积的和__,即a·b =__x 1x 2+y 1y 2__两个向量垂直a ⊥b ⇔__x 1x 2+y 1y 2=0__12211212(六)常用结论1.若a 与b 不共线,且λa +μb =0,则λ=μ=0.2.已知P 为线段AB 的中点,若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则P 点坐标为⎝⎛⎭⎫x 1+x 22,y 1+y 22.3.已知△ABC 的重心为G ,若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3),则G ⎝⎛⎭⎫x 1+x 2+x 33,y 1+y 2+y 33【常考题型剖析】题型一:平面向量基本定理的应用例1.(2015·四川·高考真题(理))设四边形ABCD 为平行四边形,6AB =,4AD =.若点M ,N 满足3,2BM MC DN NC ==,则AM NM ⋅=( )A .20B .15C .9D .6【答案】C 【解析】 【分析】根据图形得出3344AM AB BC AB AD =+=+,2233AN AD DC AD AB =+=+,AM NM ⋅ 2()AM AM AN AM AM AN =⋅-=-⋅,结合向量的数量积求解即可.【详解】因为四边形ABCD 为平行四边形,点M 、N 满足3,2BM MC DN NC ==,∴根据图形可得:3344AM AB BC AB AD =+=+, 2233AN AD DC AD AB =+=+,NM AM AN ∴=-,2()AM NM AM AM AN AM AM AN ⋅=⋅-=-⋅,22239216AM AB AB AD AD =+⋅+, 22233342AM AN AB AD AD AB ⋅=++⋅, 6,4AB AD ==, 22131239316AM NM AB AD ∴⋅=-=-=, 故选C.例2.(2017·天津·高考真题(文))在ABC 中,60A ∠=︒,3AB =,2AC =. 若2BD DC =,()AE AC AB R λλ=-∈,且4AD AE ⋅=-,则λ的值为______________.【答案】311【解析】 【详解】01232cos603,33AB AC AD AB AC ⋅=⨯⨯==+ ,则 122123()()3493433333311AD AE AB AC AC AB λλλλ⋅=+-=⨯+⨯-⨯-⨯=-⇒=.【总结提升】平面向量基本定理的实质及解题思路(1)应用平面向量基本定理表示向量的实质是利用平行四边形法则或三角形法则进行向量的加、减或数乘运算.(2)用向量基本定理解决问题的一般思路是先选择一组基底,并运用该基底将条件和结论表示成向量的形式,再通过向量的运算来解决. 题型二:平面向量的坐标运算例3.(2022·全国·高考真题(文))已知向量(2,1)(2,4)a b ==-,,则a b -( ) A .2 B .3 C .4 D .5【答案】D 【解析】 【分析】先求得a b -,然后求得a b -. 【详解】因为()()()2,12,44,3a b -=--=-,所以245-=+=a b .故选:D例4.(2022·全国·高考真题)已知向量(3,4),(1,0),t ===+a b c a b ,若,,<>=<>a c b c ,则t =( ) A .6- B .5- C .5 D .6【答案】C 【解析】 【分析】利用向量的运算和向量的夹角的余弦公式的坐标形式化简即可求得 【详解】解:()3,4c t =+,cos ,cos ,a c b c =,即931635t tc c+++=,解得5t =, 故选:C例5.(2018·全国·专题练习)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 =λ AB +μAD ,则λ+μ的最大值为( )A .3B .CD .2【答案】A【解析】 【详解】如图所示,建立平面直角坐标系.设()()()()()0,1,0,0,2,0,2,1,,A B C D P x y ,易得圆的半径5r =C 的方程是()22425x y -+=,()()(),1,0,1,2,0AP x y AB AD =-=-=,若满足AP AB AD λμ=+,则21x y μλ=⎧⎨-=-⎩ ,,12x y μλ==-,所以12xy λμ+=-+, 设12x z y =-+,即102x y z -+-=,点(),Px y 在圆()22425x y -+=上, 所以圆心(2,0)到直线102xy z -+-=的距离d r ≤13z ≤≤,所以z 的最大值是3,即λμ+的最大值是3,故选A.例6.(2018·江苏·高考真题)在平面直角坐标系xOy 中,A 为直线:2l y x =上在第一象限内的点,()5,0B ,以AB 为直径的圆C 与直线l 交于另一点D .若0AB CD ⋅=,则点A 的横坐标为________. 【答案】3 【解析】 【详解】分析:先根据条件确定圆方程,再利用方程组解出交点坐标,最后根据平面向量的数量积求结果. 详解:设(),2(0)A a a a >,则由圆心C 为AB 中点得5,,2a C a +⎛⎫⎪⎝⎭易得()()():520C x x a y y a --+-=,与2y x =联立解得点D 的横坐标1,D x =所以()1,2D .所以()55,2,1,22a AB a a CD a +⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭,由0AB CD ⋅=得()()()2551220,230,32a a a a a a a +⎛⎫--+--=--== ⎪⎝⎭或1a =-,因为0a >,所以 3.a = 【总结提升】平面向量坐标运算的技巧(1)向量的坐标运算主要是利用向量的加、减、数乘运算的法则来进行求解,若已知有向线段两端点的坐标,则应先求向量的坐标.要注意点的坐标和向量的坐标之间的关系,一个向量的坐标等于向量终点的坐标减去始点的坐标.(2)解题过程中,常利用向量相等则其坐标相同这一原则,通过列方程(组)来进行求解. 题型三:平面向量共线的坐标表示例7.(2021·全国·高考真题(文))已知向量()()2,5,,4a b λ==,若//a b ,则λ=_________.【答案】85【解析】 【分析】利用向量平行的充分必要条件得到关于λ的方程,解方程即可求得实数λ的值. 【详解】由题意结合向量平行的充分必要条件可得:2450λ⨯-⨯=, 解方程可得:85λ=.故答案为:85.例8.(2021·江苏·沛县教师发展中心高三阶段练习)已知()1,3A ,()2,2B -,()4,1C . (1)若AB CD =,求D 点的坐标;(2)设向量a AB =,b BC =,若ka b -与3a b +平行,求实数k 的值. 【答案】(1)4(5,)D - (2)13k =-【解析】 【分析】(1)根据题意设(,)D x y ,写出,C AB D 的坐标,根据向量相等的坐标关系求解;(2)直接根据向量共线的坐标公式求解即可. (1)设(,)D x y ,又因为()()()1,3,2,2,4,1A B C -, 所以=(1,5),(4,1)AB CD x y -=--, 因为=AB CD ,所以4115x y -=⎧⎨-=-⎩,得54x y =⎧⎨=-⎩,所以4(5,)D -. (2)由题意得,(1,5)a =-,(2,3)b =, 所以=(2,53)ka b k k ----,3(7,4)a b +=, 因为ka b -与3a b +平行,所以4(2)7(53)0k k ----=,解得13k =-.所以实数k 的值为13-.【总结提升】平面向量共线的坐标表示问题的常见类型及解题策略(1)利用两向量共线的条件求向量坐标.一般地,在求与一个已知向量a 共线的向量时,可设所求向量为λa (λ∈R),然后结合其他条件列出关于λ的方程,求出λ的值后代入λa 即可得到所求的向量.(2)利用两向量共线求参数.如果已知两向量共线,求某些参数的取值时,利用“若1122()()a x y b x y =,,=,,则//a b 的充要条件是1221x y x y =”解题比较方便. 题型四:平面向量数量积的运算例9.【多选题】(2021·全国·高考真题)已知O 为坐标原点,点()1cos ,sin P αα,()2cos ,sin P ββ-,()()()3cos ,sin P αβαβ++,1,0A ,则( ) A .12OP OP = B .12AP AP = C .312OA OP OP OP ⋅=⋅ D .123OA OP OP OP ⋅=⋅ 【答案】AC 【解析】 【分析】A 、B 写出1OP ,2OP 、1AP ,2AP 的坐标,利用坐标公式求模,即可判断正误;C 、D 根据向量的坐标,应用向量数量积的坐标表示及两角和差公式化简,即可判断正误. 【详解】A :1(cos ,sin )OP αα=,2(cos ,sin )OP ββ=-,所以1||cos 1OP ==,2||(cos 1OP==,故12||||OP OP =,正确;B :1(cos 1,sin )AP αα=-,2(cos 1,sin )AP ββ=--,所以1||(cos 2|sin|2AP α===,同理2||(cos 2|sin|2AP β=,故12||,||AP AP 不一定相等,错误;C :由题意得:31cos()0sin()cos()OA OP αβαβαβ⋅=⨯++⨯+=+,12cos cos sin (sin )cos()OP OP αβαβαβ⋅=⋅+⋅-=+,正确;D :由题意得:11cos 0sin cos OA OP ααα⋅=⨯+⨯=,23cos cos()(sin )sin()OP OP βαββαβ⋅=⨯++-⨯+()()()cos βαβcos α2β=++=+,故一般来说123OA OP OP OP ⋅≠⋅故错误;故选:AC例10.(2019·天津·高考真题(文)) 在四边形ABCD 中,AD BC ∥,AB =,5AD = ,30A∠=︒ ,点E 在线段CB 的延长线上,且AEBE =,则BD AE ⋅=__________.【答案】1-. 【解析】 【分析】建立坐标系利用向量的坐标运算分别写出向量而求解. 【详解】建立如图所示的直角坐标系,则B ,5)2D . 因为AD∥BC ,30BAD ∠=︒,所以150CBA ∠=︒,因为AE BE =,所以30BAE ABE ∠=∠=︒,所以直线BEy x=-,直线AE的斜率为y =.由y x y x ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩得x =1y =-, 所以1)E -. 所以35(,)(3,1)122BD AE =-=-.例11.(2020·北京·高考真题)已知正方形ABCD 的边长为2,点P 满足1()2AP AB AC =+,则||PD =_________;PB PD ⋅=_________.【答案】 1-【解析】 【分析】以点A 为坐标原点,AB 、AD 所在直线分别为x 、y 轴建立平面直角坐标系,求得点P 的坐标,利用平面向量数量积的坐标运算可求得PD 以及PB PD ⋅的值. 【详解】以点A 为坐标原点,AB 、AD 所在直线分别为x 、y 轴建立如下图所示的平面直角坐标系,则点()0,0A 、()2,0B 、()2,2C 、()0,2D ,()()()()1112,02,22,1222AP AB AC =+=+=, 则点()2,1P ,()2,1PD ∴=-,()0,1PB =-,因此,(PD =-()021(1)1PB PD ⋅=⨯-+⨯-=-.1-. 【总结提升】1.计算向量数量积的三种常用方法(1)定义法:已知向量的模与夹角时,可直接使用数量积的定义求解,即a ·b =|a ||b |cos θ(θ是a 与b 的夹角).(2)基向量法:计算由基底表示的向量的数量积时,应用相应运算律,最终转化为基向量的数量积,进而求解.(3)坐标法:若向量选择坐标形式,则向量的数量积可应用坐标的运算形式进行求解. 2.总结提升:公式a·b =|a||b|cos<a ,b >与a·b =x 1x 2+y 1y 2都是用来求两向量的数量积的,没有本质区别,只是书写形式上的差异,两者可以相互推导.若题目中给出的是两向量的模与夹角,则可直接利用公式a·b =|a||b|cos<a ,b >求解;若已知两向量的坐标,则可选用公式a·b =x 1x 2+y 1y 2求解. 题型五:平面向量的模、夹角例12.(2022·四川省内江市第六中学模拟预测(理))已知向量()1,2a =,5a b ⋅=,8a b +=,则b =( ) A .6 B .5 C .8 D .7【答案】D 【解析】 【分析】先求出||a ,再将8a b +=两边平方,结合数量积的运算,即可求得答案. 【详解】由()1,2a =得:2||12a =+,由8a b +=得2222251064a b a a b b b +=+⋅+=++=, 即得249,||7b b ==,故选:D例13.(2018·浙江高考真题)已知a ,b ,e 是平面向量,e 是单位向量.若非零向量a 与e 的夹角为π3,向量b 满足b 2−4e·b+3=0,则|a −b|的最小值是( ) A .√3−1 B .√3+1 C .2 D .2−√3 【答案】A 【解析】设a =(x,y),e =(1,0),b =(m,n),则由⟨a,e ⟩=π3得a ⋅e =|a|⋅|e|cos π3,x =12√x 2+y 2,∴y =±√3x , 由b 2−4e ⋅b +3=0得m 2+n 2−4m +3=0,(m −2)2+n 2=1, 因此|a −b|的最小值为圆心(2,0)到直线y =±√3x 的距离2√32=√3减去半径1,为√3−1.选A.【思路点拨】先确定向量a,b 所表示的点的轨迹,一个为直线,一个为圆,再根据直线与圆的位置关系求最小值.例14.(2021·湖南·高考真题)已知向量(1,2)a =-,(3,1)b =-,则|2|a b +=___________【分析】利用向量模的坐标表示,即可求解.【详解】()21,3a b +=,所以2213a b +=+=例15.(2019·全国·高考真题(文))已知向量(2,2),(8,6)a b ==-,则cos ,a b =___________.【答案】【解析】【分析】根据向量夹角公式可求出结果.【详解】22826cos ,102a ba b a b ⨯-+⨯<>===-+.例16.(2017·山东·高考真题(理))已知1e ,2e 是互相12e - 与1e +λ2e 的夹角为60°,则实数λ的值是_ _.【解析】【分析】根据平面向量的数量积运算与单位向量的定义,列出方程解方程即可求出λ的值.【详解】解:由题意,设1e =(1,0),2e =(0,1),12e -=1), 1e +λ2e =(1,λ);又夹角为60°,12e -)•(1e +λ2e )=λ=2cos60°,λ=解得λ=【总结提升】 1.求向量夹角问题的方法(1)当a ,b 是非坐标形式时,求a 与b 的夹角θ,需求出a ·b 及|a |,|b |或得出它们之间的关系;(2)若已知a =(x 1,y 1)与b =(x 2,y 2),则cos 〈a ,b 〉=x 1x 2+y 1y 2x 21+y 21·x 22+y 22. 提醒:〈a ,b 〉∈[0,π].2.平面向量模问题的类型及求解方法(1)求向量模的常用方法①若向量a 是以坐标形式出现的,求向量a 的模可直接利用公式|a |=x 2+y 2.②若向量a ,b 是以非坐标形式出现的,求向量a 的模可应用公式|a |2=a 2=a ·a ,或|a ±b |2=(a ±b )2=a 2±2a ·b +b 2,先求向量模的平方,再通过向量数量积的运算求解.(2)求向量模的最值(范围)的方法①代数法:把所求的模表示成某个变量的函数,再用求最值的方法求解.②几何法(数形结合法):弄清所求的模表示的几何意义,结合动点表示的图形求解.题型六:两个向量垂直问题例17.(2016·全国·高考真题(理))已知向量()()1,3,2a m b ==-,,且()a b b +⊥,则m =( ) A .−8B .−6C .6D .8【答案】D【解析】【分析】由已知向量的坐标求出a b +的坐标,再由向量垂直的坐标运算得答案.【详解】∵(1,),(3,2),(4,2)a m b a b m ==-∴+=-,又()a b b +⊥,∴3×4+(﹣2)×(m ﹣2)=0,解得m =8.故选D .例18.(2022·全国·高考真题(文))已知向量(,3),(1,1)a m b m ==+.若a b ⊥,则m =______________.【答案】34-##0.75- 【解析】【分析】直接由向量垂直的坐标表示求解即可.【详解】由题意知:3(1)0a b m m ⋅=++=,解得34m =-. 故答案为:34-. 例19.(2022·全国·高三专题练习)已知,a b 是平面内两个互相垂直的单位向量,若向量c 满足()()20a c b c -⋅-=,则c 的最大值是_________.【解析】【分析】由题意可设,a b 的坐标,设(,)c x y =,利用()()20a c b c -⋅-=求得(,)c x y =的终点的轨迹方程,即可求得答案.【详解】因为,a b 是平面内两个互相垂直的单位向量,故不妨设(1,0),(0,1)a b ==,设(,)c x y =,由()()20a c b c -⋅-=得:(1,)(2,12)0x y x y --⋅--=,即2(1)(12)0x x y y ----=,即22115()()2416x y -+-=,则c 的终点在以11(,)24故c 的最大值为=例20.(2020·全国高考真题(理))已知单位向量a →,b →的夹角为45°,k a b →→-与a →垂直,则k =__________.【解析】 由题意可得:211cos 452a b →→⋅=⨯⨯=, 由向量垂直的充分必要条件可得:0k a b a →→→⎛⎫-⋅= ⎪⎝⎭,即:202k a a b k →→→⨯-⋅=-=,解得:2k =.. 【规律方法】1.利用坐标运算证明两个向量的垂直问题若证明两个向量垂直,先根据共线、夹角等条件计算出这两个向量的坐标;然后根据数量积的坐标运算公式,计算出这两个向量的数量积为0即可.2.已知两个向量的垂直关系,求解相关参数的值(涉及向量垂直问题为高频考点)根据两个向量垂直的充要条件,列出相应的关系式,进而求解参数.3.已知非零向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 与a ⊥b 的坐标表示如下:a ∥b ⇔x 1y 2=x 2y 1,即x 1y 2-x 2y 1=0;a ⊥b ⇔x 1x 2=-y 1y 2,即x 1x 2+y 1y 2=0.两个结论不能混淆,可以对比学习,分别简记为:纵横交错积相等,横横纵纵积相反.。
考向24 平面向量的基本定理及坐标表示【2022·全国·高考真题(文)】已知向量(2,1)(2,4)a b ==-,,则a b -( ) A .2 B .3 C .4 D .5【2021·全国·高考真题(理)】已知向量()()3,1,1,0,a b c a kb ===+.若a c ⊥,则k =________.1.应用平面向量基本定理的关键点(1)平面向量基本定理中的基底必须是两个不共线的向量.(2)选定基底后,通过向量的加、减、数乘以及向量平行的充要条件,把相关向量用这一组基底表示出来.(3)强调几何性质在向量运算中的作用,用基底表示未知向量,常借助图形的几何性质,如平行、相似等.2.用平面向量基本定理解决问题的一般思路(1)先选择一组基底,并运用平面向量基本定理将条件和结论表示成该基底的线性组合,再进行向量的运算.(2)在基底未给出的情况下,合理地选取基底会给解题带来方便,另外,要熟练运用线段中点的向量表达式.3.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. 4.两个相等的向量,无论起点在什么位置,它们的坐标都是相同的.向量共线(平行)的坐标表示1.利用两向量共线的条件求向量坐标.一般地,在求与一个已知向量a 共线的向量时,可设所求向量为a λ(λ∈R ),然后结合其他条件列出关于λ的方程,求出λ的值后代入a λ即可得到所求的向量.2.利用两向量共线求参数.如果已知两向量共线,求某些参数的取值时,则利用“若11(),a x y =,22(),b x y =,则a b ∥的充要条件是1221x y x y =”解题比较方便.3.三点共线问题.A ,B ,C 三点共线等价于AB 与AC 共线.4.利用向量共线的坐标运算求三角函数值:利用向量共线的坐标运算转化为三角方程,再利用三角恒等变换求解.1.平面向量基本定理和性质 (1)共线向量基本定理如果()a b R λλ=∈,则//a b ;反之,如果//a b 且0b ≠,则一定存在唯一的实数λ,使a b λ=.(口诀:数乘即得平行,平行必有数乘).(2)平面向量基本定理如果1e 和2e 是同一个平面内的两个不共线向量,那么对于该平面内的任一向量a ,都存在唯一的一对实数12,λλ,使得1122a e e λλ=+,我们把不共线向量1e ,2e 叫做表示这一平面内所有向量的一组基底,记为{}12,e e ,1122e e λλ+叫做向量a 关于基底{}12,e e 的分解式.注意:由平面向量基本定理可知:只要向量1e 与2e 不共线,平面内的任一向量a 都可以分解成形如1122a e e λλ=+的形式,并且这样的分解是唯一的.1122e e λλ+叫做1e ,2e 的一个线性组合.平面向量基本定理又叫平面向量分解定理,是平面向量正交分解的理论依据,也是向量的坐标表示的基础.推论1:若11223142a e e e e λλλλ=+=+,则1324,λλλλ==. 推论2:若11220a e e λλ=+=,则120λλ==. (3)线段定比分点的向量表达式如图所示,在ABC △中,若点D 是边BC 上的点,且BD DC λ=(1λ≠-),则向量1AB ACAD λλ+=+.在向量线性表示(运算)有关的问题中,若能熟练利用此结论,往往能有“化腐朽为神奇”之功效,建议熟练掌握.(4)三点共线定理平面内三点A ,B ,C 共线的充要条件是:存在实数,λμ,使OC OA OB λμ=+,其中1λμ+=,O 为平面内一点.此定理在向量问题中经常用到,应熟练掌握.A 、B 、C 三点共线⇔存在唯一的实数λ,使得AC AB λ=; ⇔存在唯一的实数λ,使得OC OA AB λ=+; ⇔存在唯一的实数λ,使得(1)OC OA OB λλ=-+; ⇔存在1λμ+=,使得OC OA OB λμ=+.(5)中线向量定理如图所示,在ABC △中,若点D 是边BC 的中点,则中线向量1(2AD AB =+)AC ,反之亦正确.2.平面向量的坐标表示及坐标运算 (1)平面向量的坐标表示.在平面直角坐标中,分别取与x 轴,y 轴正半轴方向相同的两个单位向量,i j 作为基底,那么由平面向量基本定理可知,对于平面内的一个向量a ,有且只有一对实数,x y 使a xi yj =+,我们把有序实数对(,)x y 叫做向量a 的坐标,记作(,)a x y =.(2)向量的坐标表示和以坐标原点为起点的向量是一一对应的,即有 向量(,)x y 一一对应向量OA一一对应点(,)A x y .(3)设11(,)a x y =,22(,)b x y =,则1212(,)a b x x y y +=++,1212(,)a b x x y y -=--,即两个向量的和与差的坐标分别等于这两个向量相应坐标的和与差.若(,)a x y =,λ为实数,则(,)a x y λλλ=,即实数与向量的积的坐标,等于用该实数乘原来向量的相应坐标.(4)设11(,)A x y ,22(,)B x y ,则AB OB OA =-=12(,x x -12)y y -,即一个向量的坐标等于该向量的有向线段的终点的坐标减去始点坐标.DACBDACB3.平面向量的直角坐标运算①已知点11()A x y ,,22()B x y ,,则2121()AB x x y y =--,,222121||()()AB x x y y =-+- ②已知11(,)a x y =,22(,)b x y =,则a b ±1212()x x y y =±±,,11(,)a x y λλλ=, =a b ⋅1212x x y y +,2211||a x y =+.a b ∥⇔12210x y x y -=,a b ⊥⇔12120x x y y +=1.(2022·青海·海东市第一中学模拟预测(理))已知在ABC 中, 3AD BD =-,CD CE λ=,23AE AB AC μ=+,则μ=( ) A .14B .12C .34D .12.(2022·上海静安·二模)设(,)a x y =,(,)b m n =,且a ,b 均为非零向量,则“x ym n=”是“a b ∥”的( )条件 A .充分非必要B .必要非充分C .充要D .既非充分又非必要3.(2022·上海闵行·二模)已知、、A B C 是平面内不共线的三点,点O 满足20,OA OB OC λλ++=为实常数,现有下述两个命题:(1)当3λ≠-时,满足条件的点O 存在且是唯一的;(2)当3λ=-时,满足条件的点O 不存在.则说法正确的一项是( ) A .命题(1)和(2)均为真命题B .命题(1)为真命题,命题(2)为假命题C .命题(1)和(2)均为假命题D .命题(1)为假命题,命题(2)为真命题4.(2022·全国·高三专题练习)在ABC 中,点D 在边AB 上,2BD DA =.记CA m CD n ==,,则CB =( ) A .32m n -B .23m n -+C .32m n +D .23m n +5.(2022·全国·模拟预测)在平行四边形ABCD 中,设CB a =,CD b =,E 为AD 的中点,CE 与BD 交于F ,则AF =( )A .23a b+-B .23a b+-C .23a b--D .23a b--6.(2022·河南·平顶山市第一高级中学模拟预测(文))如图,在平行四边形ABCD 中,对角线AC 与BD 交于点O ,且2EO AE =,则EB ( )A .1566AB AD -B .1566AB AD +C .5166AB AD -D .5166AB AD +1.(2022·云南师大附中模拟预测(理))已知向量()2,2a t =,()2,5b t =---,若向量a 与向量a b +的夹角为钝角,则t 的取值范围为( ) A .()3,1- B .()()3,11,1--- C .()1,3-D .111,,322⎛⎫⎛⎫-⋃ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2.(2022·江西·上饶市第一中学模拟预测(文))已知向量()1,2a =,(),1=-b m ,若a b ∥,则⋅=a b ( )A .32-B .32C .52-D .523.(2022·山东烟台·三模)如图,边长为2的等边三角形的外接圆为圆O ,P 为圆O 上任一点,若AP xAB y AC =+,则22x y +的最大值为( )A .83B .2C .43D .14.(2022·全国·高三专题练习)△ABC 的三内角A 、B 、C 所对边的长分别是a 、b 、c ,设向量()()p a c b q b a c a =+=--,,,,若p q ∥,则角C 的大小为( ) A .π6B .π3C .π2D .2π35.(2022·四川·绵阳中学实验学校模拟预测(文))已知O 为坐标原点,122PP PP =-,若()11,2P 、()22,1P -,则与OP 共线的单位向量为( )A .()3,4-B .()3,4-或()3,4-C .34,55⎛⎫- ⎪⎝⎭或34,55⎛⎫- ⎪⎝⎭D .34,55⎛⎫- ⎪⎝⎭6.(2022·浙江省江山中学模拟预测)在ABC 中,E ,F 分别为,AC BC 的中点,点D 是线段AF (不含端点)内的任意一点,AD mAB nAE =+,则( ) A .(0,1)m ∈B .(0,2)n ∈C .2n m =D .1m n +=7.(2022·吉林长春·模拟预测(理))互相垂直且有公共原点的两条数轴构成平面直角坐标系,但如果平面坐标系中两条坐标轴不垂直,则这样的坐标系称为“斜坐标系”.如图,在斜坐标系中,过点P 作两坐标轴的平行线,其在x 轴和y 轴上的截距a ,b 分别作为点P 的x 坐标和y 坐标,记(),P a b ,则在x 轴正方向和y 轴正方向的夹角为θ的斜坐标系中,下列选项错误的是( )A .当60θ=︒时()1,2A 与()3,4B 距离为23B .点()1,2A 关于原点的对称点为()1,2A '--C .向量11,ax y 与22,bx y 平行的充要条件是1221y x y x =D .点()1,2A 到直线10x y +-=28.(2022·河南郑州·三模(理))在ABC 中,D 是BC 上一点,2BD DC =,M 是线段AD上一点,14BM tBA BC =+,则t =( )A .12B .23C .34D .589.(多选题)(2022·广东·深圳市光明区高级中学模拟预测)在ABC 中,D 为BC 中点,且2AE ED =,则( )A .2136CE CA CB =+B .1133CE CA CB =+C .CE ∥()CA CB +D .CE ⊥()CA CB -10.(多选题)(2022·湖南·长沙一中模拟预测)已知(cos ,sin )a αα=,(cos ,sin )b ββ=,其中,[0,2π)αβ∈,则以下结论正确的是( )A .若//a b ,则αβ=B .若a b ⊥,则π||2αβ-=或3π2 C .若12a b ⋅=-,则||1a b +=D .若a b a -=,则3()2a ab ⋅+=11.(多选题)(2022·江苏·模拟预测)已知向量(3,2)a =-,(2,1)b =,(,1)c λ=-,R λ∈,则( )A .若(2)a b c +⊥,则4λ=B .若a tb c =+,则6t λ+=-C .a b μ+的最小值为75D .若向量a b +与向量2b c +的夹角为锐角,则λ的取值范围是(,1)-∞-12.(多选题)(2022·全国·模拟预测)已知向量()2,3a m →=-,(),1b m →=,则下列说法正确的是( ) A .若a b →→∥,则12m =B .若a b →→⊥,则3m =C .2a b →→+的最小值为7D .若13m -<<,则a →与b →的夹角为钝角13.(多选题)(2022·全国·模拟预测)在边长为2正六边形ABCDEF 中,G 是线段AB 上一点,AG AB λ=,则下列说法正确的有( )A .若12λ=,则122EG AB AF =--B .若向量CD 在向量AB 上的投影向量是AB μ,则12μ=C .若P 为正六边形ABCDEF 内一点(包含端点),则AP AB ⋅的取值范围是[]2,6-D .若1CG CE ⋅=,则λ的值为2314.(2022·全国·模拟预测(文))在ABC 中,M 为AB 的中点,N 为线段CM 上一点(异于端点),AN xAB yAC =+,则11x y+的最小值为______.15.(2022·湖南·模拟预测)在三角形ABC 中,点D 在边BC 上,若2BD DC =,AD AB AC λμ=+(),λμ∈R ,则λμ-=______.16.(2022·浙江·模拟预测)在平行四边形ABCD 中,12,cos 2AB BAD =∠=,E 、F 是边BC ,CD 上的点,12BE BC =,23CF CD =,若8AE BF ⋅=,则平行四边形的面积为_________.17.(2022·江西·模拟预测(理))在ABC 中,1AB =,2AC =,60BAC ∠=︒,P 是ABC 的外接圆上的一点,若AP mAB =+nAC ,则m n +的最小值是________18.(2022·湖南岳阳·三模)设点P 在以A 为圆心,半径为1的圆弧BC 上运动(包含B ,C 两个端点),∠BAC =23π,且AP xAB y AC =+,x +y 的取值范围为________.19.(2022·上海徐汇·二模)在ABC 中,已知1AB =,2AC =,120A ∠=︒,若点P 是ABC 所在平面上一点,且满足AP AB AC λ=+,1BP CP ⋅=-,则实数λ的值为______________.20.(2022·江苏·阜宁县东沟中学模拟预测)已知0θπ<<,向量2sin ,2cos 2a θθ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()1,sin θ=b ,且a b ∥,则θ=______________.1.(2022·全国·高考真题(文))已知向量(2,1)(2,4)a b ==-,,则a b -( )A .2B .3C .4D .52.(2020·全国·高考真题(文))已知单位向量a ,b 的夹角为60°,则在下列向量中,与b 垂直的是( ) A .2a b +B .2a b +C .2a b -D .2a b -3.(2019·全国·高考真题(文))已知向量()()2332a b ==,,,,则|–|a b = A .2 B .2 C .52D .504.(2021·全国·高考真题(理))已知向量()()3,1,1,0,a b c a kb ===+.若a c ⊥,则k =________.5.(2021·全国·高考真题(文))已知向量()()2,5,,4a b λ==,若//a b ,则λ=_________. 6.(2021·全国·高考真题(文))若向量,a b 满足3,5,1a a b a b =-=⋅=,则b =_________. 7.(2021·全国·高考真题(理))已知向量()()1,3,3,4a b ==,若()a b b λ-⊥,则λ=__________.8.(2020·江苏·高考真题)在△ABC 中,43=90AB AC BAC ==︒,,∠,D 在边BC 上,延长AD 到P ,使得AP =9,若3()2PA mPB m PC =+-(m 为常数),则CD 的长度是________.9.(2020·全国·高考真题(理))设,a b 为单位向量,且||1a b +=,则||a b -=______________. 10.(2020·全国·高考真题(文))设向量(1,1),(1,24)a b m m =-=+-,若a b ⊥,则m =______________.11.(2020·全国·高考真题(理))已知单位向量a →,b →的夹角为45°,k a b →→-与a →垂直,则k =__________.12.(2019·北京·高考真题(文))已知向量a =(-4,3),b =(6,m ),且a b ⊥,则m =__________.。
《平面向量平行的坐标表示》教案
杜晓红
课题:平面向量平行的坐标表示 目的:1.掌握两向量平行的充要条件
2.能够运用两向量平行的充要条件判别三点共线及向量平行 重点:两向量平行的充要条件的坐标表示 难点:两向量平行的充要条件的坐标表示 课型:新授 方法:讲练 过程: 一. 复习:
1. 已知a=(6,2) b=(3,1) 则a=_b
2. 已知点A(0,3),B(2,-3),C(7,-8),D(3,4),则AB=_DC
3. 平行向量基本定理: 二. 新授:
1. 平面向量平行的坐标表示:
设a=(a1,a2),b=(b1,b2),如果b ≠0,则a=λb. 用坐标表示为:(a1,a2)=λ(b1,b2), 即a1=λb1,a2=λb2,消去λ,得 a1b2-a2b1=0
∴a ‖b ⇔a1b2-a2b1=0
当b 不平行于坐标轴时候,即b1≠0,则 a ‖b
⇔1
1
b a =
2
2b a
三. 例题和练习
例4 判断下列两个向量是否平行
(1)a=(-1,3),b=(5,-15)
(2)e=(2,0), f=(0,3)
练习:p63, 1
例5 如果a=(-1,x)与b=(-x,2)平行且方向相同,求x.
分析:
解:∵a=(-1,x)与b=(-x,2)平行
∴(-1)*2=x*(-x)
∴x=-2或x=2
∵a与b方向相同,∴x=2
练习:P63 2.3
例 6 已知平行四边形ABCD的三个顶点的坐标分别是A(-2,1),B(-1,3),C(3,4),求点D的坐标。
分析:
解:设点D的坐标是(x,y),
∵在平行四边形ABCD中,向量AB=向量DC
∴(-1,3)-(-2,1)=(3,4)-(x,y)
∴(x,y)=(2,2)
∴点D的坐标是(2,2).
练习:P63 4,5
四.小结 a‖b a1b2-a2b1=0
五.作业:P63 2,3,4,5 六.反思:。