2.3.1平面向量基本定理
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2.3.1 平面向量基本定理
类型一平面向量基本定理的理解
例1设e
1,e
2是不共线的两个向量,给出下列四组向量:
①e
1与e
1+e
2;②e
1-2e
2与e
2-2e
1;
③e
1-2e
2与4e
2-2e
1;④e
1+e
2与e
1-e
2.
其中,不能作为平面内所有向量的一组基底的是________(写出满足条件的序号).
跟踪训练1 下面三种说法:
①一个平面内只有一对不共线向量可作为表示该平面的基底;
②一个平面内有无数多对不共线向量可作为该平面所有向量的基底;
③零向量不可以作为基底中的向量.其中正确的说法是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
类型二用基底表示平面向量
例2如图所示,在?ABCD中,点E,F分别为BC,DC边上的中点,DE与BF交于点G,若AB→
=a,AD→
=b,试用a,
b
表示向量DE→
,BF→
.
跟踪训练2 (1)本例条件不变,试用基底a
,b
表示AG→
;
(2)若本例中的基向量“AB→
,AD→
”换为“CE→
,CF→
”即若CE→
=a
,CF→
=b
,试用a
,b
表示向量DE→
,BF→
.
类型三向量的夹角
例3已知|a
|=|b
|,且a
与b
的夹角为120°,求a
+b
与a
的夹角及a
-b
与a
的夹角.
跟踪训练3 已知|a|=|b|=2,且a与b的夹角为60°,求a+b与a的夹角,a-b与a的夹角.
【巩固提升】
一、选择题
1.已知向量a
=e
1-2e
2,b
=2e
1+e
2,其中e
1,e
2不共线,则a
+b
与c
=6e
1-2e
2的关系是( )
A.不共线 B.共线 C.相等 D.不确定
2.当向量a
与b
共线时,则这两个向量的夹角θ
为( )
A.0° B.90° C.180° D.0°或180°
3.已知AD
是△ABC
的中线,AB→
=a
,AD→
=b
,以a
,b
为基底表示AC→
,则AC→
=( )
A.1
2(a
-b
) B.2b
-a
C.1
2(b
-a
) D.2b
+a
4.在正方形ABCD
中,AC→
与CD→
的夹角等于( )
A.45° B.90° C.120° D.135°
《平面向量基本定理》这节课内容比较抽象,学生接受起来比较难,是《平面向量》部分难点之一。我设计这节课主要有三个特点:一是通过设置学生的认知冲突引入课题,二是自始至终抓住运算这条主线,三是从教材整体上把握本节课内容,让学生经历从直线到平面推广的过程,进而给学生留有推广到空间,一直到n维空间的想象余地。以下是我的教学设计:
一、设置认知冲突,激发学生探究欲--引入课题
1.复习旧知.通过给出具体例子:已知轴l和单位向量e,让学生用单位向量表示一些与l平行的向量,如向量AB,DE等,达到复习共线向量基本定理的目的,同时为后面引入基底做好铺垫。
2.设置冲突.接着给出一个与l不平行的向量GH,让学生也用此单位向量表示。学生在不断探索、讨论的过程中,发现根本无法用一个与l平行的向量表示这个向量,进而怀疑老师的问题是错误,此时老师鼓励学生给老师改错,在改错的过程中,学生发现还得需要一个向量。从而引出本节课课题。
二、设置运算题目,引导学生动手实践--形成定理
通过具体题目,引导学生动手实践,让学生在实践中找到另一个向量到底需要满足什么条件,学生通过几组具体题目的运算,发现这两个向量只要不共线就可以,从而形成定理。
注意:在这个过程中不少学生指出两个互相垂直的单位向量最容易表示,应该给予肯定,这也为后面的向量的坐标表示做下伏笔。
这样设计,不仅可以让学生体会知识形成的过程,也化解了本定理的证明这个难点,讲完这个定理后,定理的证明只需点到,或让学生自己阅读课本即可。
三、应用举例,设置变式---巩固定理
1.平面向量基本定理最终还是为了计算应用,通过例题,让学生体会平面向量基底的不唯一性,同时让学生明白,一旦确定一组基底,那么任何一个非零向量的的分解式是唯一的。
2.设置变式,化解引入直线向量式方程的难点。
这个过程中让点P动起来,分别移动到点M,N,H等处,接着过渡到例题2.
2.3.1 平面向量基本定理
1.平面向量基本定理
条件 e1,e2是同一平面内的两个不共线向量
结论 这一平面内的任意向量a,有且只有一对实数λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2
基底 不共线的向量e1,e2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底
[点睛] 对平面向量基本定理的理解应注意以下三点:①e1,e2是同一平面内的两个不共线向量;②该平面内任意向量a都可以用e1,e2线性表示,且这种表示是唯一的;③基底不唯一,只要是同一平面内的两个不共线向量都可作为基底.
2.向量的夹角
条件 两个非零向量a和b
产生过程
作向量OA=a,OB=b,则∠AOB叫做向量a与b的夹角
范围 0°≤θ≤180°
特殊情况 θ=0° a与b同向
θ=90° a与b垂直,记作a⊥b
θ=180° a与b反向
[点睛] 当a与b共线同向时,夹角θ为0°,共线反向时,夹角θ为180°,所以两个向量的夹角的范围是0°≤θ≤180°.
用基底表示向量
[典例] 如图,在平行四边形ABCD中,设对角线AC=a,BD=b,试用基底a,b表示AB,BC.
[活学活用]
如图,已知梯形ABCD中,AD∥BC,E,F分别是AD,BC边上的中点,且BC=3AD,BA=a,BC=b.试以a,b为基底表示EF,DF,CD.
向量夹角的简单求解
[典例] 已知|a|=|b|=2,且a与b的夹角为60°,则a+b与a的夹角是多少?a-b与a的夹角又是多少?
[活学活用]
如图,已知△ABC是等边三角形.
(1)求向量AB与向量BC的夹角;
(2)若E为BC的中点,求向量AE与EC的夹角.
平面向量基本定理的应用
[典例] 如图,在△ABC中,点M是BC的中点,点N在AC上,且AN=2NC,AM与BN相交于点P,求AP∶PM与BP∶PN.
[一题多变]
1.[变设问]在本例条件下,若CM=a,CN=b,试用a,b表示CP,
2.[变条件]若本例中的点N为AC的中点,其它条件不变,求AP∶PM与BP∶PN.
§2.1 平面向量的实际背景及基本概念
学习目标 1.能结合物理中的力、位移、速度等具体背景理解向量,掌握向量与数量的区别(重点、难点).2.会用有向线段作向量的几何表示,了解有向线段与向量的联系与区别,会用字母表示向量(重点).3.理解零向量、单位向量、平行向量、共线向量、相等向量及向量的模等概念,会辨识图形中这些相关的概念(易错点).
知识点1向量的定义及表示
1.定义:既有大小,又有方向的量.
2.表示:
(1)有向线段:带有方向的线段,它包含三个要素:起点、方向、长度;
(2)向量的表示:
【预习评价】 (准确的打“√”,错误的打“×”)
(1)向量就是有向线段.( )
(2)如果|AB→| >|CD→|,那么AB→>CD→.( )
(3)力、速度 和质量都是向量.( )
知识点2 向量的相关概念
向量名称 定义
零向量 长度为0的向量,记作0
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,向量a,b平行,记作a∥b,规定: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;向量a,b相等,记作a=b
【预习评价】 (准确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若a,b都是单位向量,则a=b.( )
(2)若a=b,且a与b的起点相同,则终点也相同.( )
(3)零向量的大小为0,没有方向.( )
题型一 向量的相关概念、零向量、单位向量
【例1】 判断下列命题是否准确,若不准确,请简述理由.
(1)向量AB→与CD→是共线向量,则A,B,C,D四点必在一直线上;
(2)单位向量都相等;
(3)任一向量与它的相反向量不相等;
(4)四边形ABCD是平行四边形当且仅当AB→=DC→;
(5)一个向量方向不确定当且仅当模为0;
(6)共线的向量,若起点不同,则终点一定不同.
【训练1】 判断下列命题是否准确,并说明理由.
(1)若a≠b,则a一定不与b共线;