平面向量的所有公式
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平面法向量的计算公式
另一种方法是使用平面上的三个点来计算法向量。
如果平面上
有三个点P1(x1, y1, z1),P2(x2, y2, z2),P3(x3, y3, z3),那
么可以通过向量叉乘来计算法向量。
假设向量P1P2 = v1 = (x2-x1, y2-y1, z2-z1),向量P1P3 = v2 = (x3-x1, y3-y1, z3-z1),则法
向量n = v1 × v2 = (i, j, k),其中i、j、k分别是向量v1和
v2的分量。
这样得到的法向量n就是平面的法向量。
另一种情况是,如果已知平面的法向量n = (A, B, C)和平面
上一点P(x0, y0, z0),也可以直接得到平面的方程为Ax + By +
Cz = D,其中D = Ax0 + By0 + Cz0。
这时平面的法向量就是n = (A, B, C)。
综上所述,平面法向量的计算公式可以根据平面的已知信息来
灵活选择使用点法式、向量叉乘或者直接读取法向量的分量来计算。
这些方法都可以帮助我们准确地计算出平面的法向量。
初中数学平面向量常用公式归纳数学中的向量是表示大小和方向的物理量,常用于解决空间几何和物理问题。
平面向量是指在平面上的向量,它由两个有序的数或字母组成。
在初中数学中,掌握平面向量的常用公式是非常重要的基础知识。
本文将对初中数学中平面向量的常用公式进行归纳总结。
1. 向量的加法和减法公式向量 $\overrightarrow{AB}$ 的加法和减法公式可以直接应用于平面向量的加法和减法。
加法公式:$\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC}$减法公式:$\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC}$2. 向量的数量积公式向量的数量积(也称为点积或内积)是指两个向量相乘得到的一个数。
在平面向量中,计算数量积有以下两种常用公式:(1)坐标法公式:设向量 $\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{a}(x_1,y_1)$,向量 $\overrightarrow{CD} = \overrightarrow{a}(x_2, y_2)$,则数量积$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{CD} = x_1 \cdot x_2 + y_1 \cdot y_2$(2)模长法公式:设向量 $\overrightarrow{AB}$ 的模长为$|\overrightarrow{AB}|$,向量 $\overrightarrow{CD}$ 的模长为$|\overrightarrow{CD}|$,$\theta$ 为$\overrightarrow{AB}$ 与$\overrightarrow{CD}$ 的夹角,则有数量积公式 $\overrightarrow{AB} \cdot\overrightarrow{CD} = |\overrightarrow{AB}| \cdot |\overrightarrow{CD}| \cdot\cos{\theta}$3. 向量的向量积公式向量的向量积(也称为叉积或外积)是指两个向量相乘得到的另一个向量。
一、共面向量基本定理1.如果两个向量a、b不共线,那么向量p与向量a、b共面的充要条件是:存在唯一实数对x、y,使p=xa+yb。
(x,y不全为零)2.平面向量基本定理是平面向量坐标表示的基础,它说明同一平面内的任一向量都可以表示为其他两个不共线向量的线性组合。
3.在解具体问题时适当地选取基底,使其它向量能够用基底来表示,选择两个不共线的向量,平面内的任何一个向量都可以唯一表示,这样几何问题就可以转化为代数问题。
4.平面向量可以在任意给定的两个方向上分解,任意两个向量都可以合成一个给定的向量,即向量的合成和分解。
5.当两个方向相互垂直时,它们实际上是在直角坐标系中分解的,(x,y)称为矢量的坐标。
(矢量的起点是原点)所以这个定理为矢量的坐标表示提供了理论基础。
二、平面向量的坐标运算AB+BC=AC;ABAC=CB;(λμ)a=λ(μa);(λ+μ)a= λa+μa;a·a=|a|²;a·b=b·a等。
在平面内建立直角坐标系,以与x轴、y轴方向相同的两个单位向量为基底,则平面内的任一向量可表示为,称(x,y)为向量的坐标,=(x,y)叫做向量的坐标表示。
三、向量的数量积的性质(1)a·a=∣a∣²≥0(2)a·b=b·a(3)k(ab)=(ka)b=a(kb)(4)a·(b+c)=a·b+a·c(5)a·b=0<=>a⊥b(6)a=kb<=>a//b(7)e1·e2=|e1||e2|cosθ=cosθ四、基底在向量中的应用:(l)用基底表示出相关向量来解决向量问题是常用的方法之一.(2)在平面中选择基底主要有以下几个特点:①不共线;②有公共起点;③其长度及两两夹角已知.(3)用基底表示向量,就是利用向量的加法和减法对有关向量进行分解。
五、用已知向量表示未知向量:用已知向量表示未知向量,一定要结合图像,可从以下角度如手:(1)要用基向量意识,把有关向量尽量统一到基向量上来;(2)把要表示的向量标在封闭的图形中,表示为其它向量的和或差的形式,进而寻找这些向量与基向量的关系;(3)用基向量表示一个向量时,如果此向量的起点是从基底的公共点出发的,一般考虑用加法,否则用减法,如果此向量与一个易求向量共线,可用数乘。
平面法向量公式
平面法向量是指平面上一组向量,也称平面方向向量,它指向平面正方向。
平面法向量公式指出三个不同的点之间的关系。
如果A,B,C是三个点,则平面法向量公式为: N= (B-
A)X(C-A)
算法法向量是根据空间几何学中夹角的定义引入的,它由夹角旁的对边构成,表示该夹角的正方向,也就是平面的正方向。
平面法向量的计算依赖于向量的知识,具体来说,要确定任意三点组成平面的法向量,首先需要确定三点坐标,例如三点 A,B,C的坐标分别为(A1,B1,C1)、(A2,B2,C2)、(A3,B3,C3)。
法
向量表示为N,可以采用叉乘公式计算:N= (A2-A1)X(A3-
A1) 。
法向量表示多维物体旋转或平移的方向,在计算机图形学、力学、热力学中都广泛应用。
在计算机图形学中,法向量用于求解光照系统,确定视角变换,确定Bézier曲面等。
力学中,
可以利用法向量来计算滑动及接触方向,以及单位磁场和单位耗散磁场,确定磁力线分布等。
热力学中,可以利用法向量求解相变平衡的条件,确定温度、流量及压力等变量的关系。
总之,平面法向量公式被广泛应用于多个领域,有助于计算几何学中相当复杂的问题,可以用于碰撞检测,模拟对象的重力行为,以及物理系统的仿真等。
以上就是对平面法向量公式的介绍,从定义它的基本原理,到它在各领域的重要作用,都有了更深入的认识。
可以看出,平面法向量公式是一个有效的工具,可以用于重要的研究与实践,相信它会带给我们更多新的应用。
向量运算公式大全
向量运算,它是数学中的一门重要学科,许多人也熟知它的基本概念,它是利
用有限的空间中的点的运动来描述物体的状态的一种运算。
向量运算公式大全包括平面向量公式、空间向量公式、余弦定理公式和积分公式等。
如平面向量公式,其概念是在二维空间中描述点的运动,它包括三个有向箭头,分别表示x,y,z方向,它们运算规律就是余弦定理,即a^2+b^2=c^2,它可以用
来求解两个向量之间的角度。
空间向量公式在三维空间中用来求解向量间运动,它们有四个有向箭头表示,
它们分别表示x、y、z、w方向,它们也遵循余弦定理,满足a^2+b^2+c^2=d^2。
余弦定理公式,也叫三角形公式,它是向量运算中使用最多的公式之一,它描
述的是两个向量之间的角度。
即a^2+b^2=c^2,它可以用来计算向量的大小、角度等。
积分公式,积分是求向量函数的积分,它是指把一块特定形状的空间按特定函
数进行划分,再把划分出来的空间求和获得一个函数值的过程。
向量函数可以用多种方法来表示,最常见的是用积分公式来求解。
以上是向量运算公式大全的概要介绍,它们的具体使用,实际上还要求一定的
数学知识,理解能力才能更深入的去了解、使用,只有这样才能获得最优效果。
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、向量加法:设,ABa BCb uu u ru uu r r r ,则a +b r =AB BC u u u r u u u r =ACuu u r (1)a a a 00;(2)向量加法满足交换律与结合律;AB BCCDPQQRAR u u u r u u u r u uu r u u u r u u u r u u u rL,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;当时,λa 的方向与a 的方向相反;当0时,0a,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 =a6、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 ea,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二.平面向量的坐标表示1平面向量的坐标表示:平面内的任一向量a r可表示成axi yj r rr ,记作a r=(x,y)。
2平面向量的坐标运算:(1)若1122,,,ax y bx y rr ,则1212,a bx x y y r r (2)若2211,,,y x B y x A ,则2121,AB x x y y u u u r(3)若a r =(x,y),则a r =(x, y)(4)若1122,,,a x y b x y r r ,则1221//0a b x y x y rr (5)若1122,,,ax y bx y rr ,则1212a bx x y y r r 若ab rr ,则02121y y x x 三.平面向量的数量积1两个向量的数量积:已知两个非零向量a r 与b r,它们的夹角为,则a r ·b r =︱a r︱·︱b r ︱cos 叫做a r与b r 的数量积(或内积)规定00ar r 2向量的投影:︱b r ︱cos =||a b a r r r ∈R ,称为向量b r 在a r方向上的投影投影的绝对值称为射影3数量积的几何意义:a r ·b r 等于a r 的长度与b r 在a r方向上的投影的乘积4向量的模与平方的关系:22||a a a a r r r r 5乘法公式成立:2222a b ab a b a b r r r r r r r r ;2222abaa bb r r r r r r 222aa bbr r r r 6平面向量数量积的运算律:①交换律成立:a bb arr r r ②对实数的结合律成立:a b a b a bRr r r r r r ③分配律成立:abca cb c r r r r r r r ca br r r 特别注意:(1)结合律不成立:ab ca b c r r r r r r ;(2)消去律不成立a ba cr r r r 不能得到bc rr (3)a b r r =0不能得到a r =0r或b r =0r 7两个向量的数量积的坐标运算:已知两个向量1122(,),(,)ax y b x y rr,则a r ·b r=1212x x y y 8向量的夹角:已知两个非零向量a r与b r ,作OA u u u r =a r , OB uuu r =b r ,则∠AOB=(01800)叫做向量a r 与b r 的夹角cos =cos,a b a ba b??r r r r r r =222221212121y x y x y y x x 当且仅当两个非零向量a r 与b r 同方向时,θ=00,当且仅当a r与b r 反方向时θ=1800,同时0r与其它任何非零向量之间不谈夹角这一问题9垂直:如果a r 与b r 的夹角为900则称a r 与b r 垂直,记作a r⊥br 10两个非零向量垂直的充要条件:a ⊥ba ·b =O02121y y x x 平面向量数量积的性质一、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 .AD 与AE 相等D .AD 与BD 相等2.下列命题正确的是().A .向量AB 与BA 是两平行向量B .若a ,b 都是单位向量,则a =bC .若AB =DC ,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OC =OA +OB ,其中,∈R ,且+=1,则点C 的轨迹方程为().A .3x +2y -11=0B .(x -1)2+(y -1)2=5C .2x -y =0D .x +2y -5=04.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 .6B .3C .23D .565.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AP =A .λ(AB +AD ),λ∈(0,1)B .λ(AB +BC ),λ∈(0,22)C .λ(AB -AD ),λ∈(0,1)D .λ(AB -BC ),λ∈(0,22)6.△ABC 中,D ,E ,F 分别是AB ,BC ,AC 的中点,则DF =().(第1题)A.EF+ED B.EF-DE C.EF+AD D.EF+AF7.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().A.2 B.4 C.6 D.128.点O是三角形ABC所在平面内的一点,满足OA·OB=OB·OC=OC·OA,则点O是△ABC的().A.三个内角的角平分线的交点B.三条边的垂直平分线的交点C.三条中线的交点D.三条高的交点9.在四边形ABCD中,AB=a+2b,BC=-4a-b,DC=-5a-3b,其中a,b不共线,则四边形ABCD为().A.平行四边形B.矩形C.梯形D.菱形10.如图,梯形ABCD中,|AD|=|BC|,EF∥AB∥CD则相等向量是().A.AD与BC B.OA与OBC.AC与BD D.EO与OF二、填空题11.已知向量OA=(k,12),OB=(4,5),OC=(-k,10),且A,B,C三点共线,则k=.12.已知向量a=(x+3,x2-3x-4)与MN相等,其中M(-1,3),N(1,3),则x=.13.已知平面上三点A,B,C满足|AB|=3,|BC|=4,|CA|=5,则AB·BC +BC·CA+CA·AB的值等于.14.给定两个向量a=(3,4),b=(2,-1),且(a+mb)⊥(a-b),则实数m 等于.15.已知A,B,C三点不共线,O是△ABC内的一点,若OA+OB+OC=0,则O是△ABC的.16.设平面内有四边形ABCD和点O,OA=a,OB=b,OC=c, OD=d,若a+c=b+d,则四边形ABCD的形状是.三、解答题17.已知点A(2,3),B(5,4),C(7,10),若点P满足AP=AB+λAC(λ∈R),试求λ为何值时,点P在第三象限内?(第10题)18.如图,已知△ABC,A(7,8),B(3,5),C(4,3),M,N,D分别是AB,AC,BC的中点,且MN与AD交于F,求DF.(第18题)19.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).(第19题) 20.已知向量a=(cos θ,sin θ),向量b=(3,-1),则|2a-b|的最大值.一、选择题1.B 解析:如图,AB 与AC ,AD 与AE 不平行,AD 与BD 共线反向.2.A解析:两个单位向量可能方向不同,故B 不对.若AB =DC ,可能A ,B ,C ,D 四点共线,故C 不对.两向量相等的充要条件是大小相等,方向相同,故D 也不对.3.D解析:提示:设OC =(x ,y),OA =(3,1),OB =(-1,3),OA =(3,),OB =(-,3),又OA +OB =(3-,+3),∴(x ,y)=(3-,+3),∴33+=-=y x ,又+=1,由此得到答案为D .4.B解析:∵(a -2b)⊥a ,(b -2a)⊥b ,∴(a -2b)·a =a 2-2a ·b =0,(b -2a)·b =b 2-2a ·b =0,∴a 2=b 2,即|a|=|b|.∴|a|2=2|a||b|cos θ=2|a|2cos θ.解得cos θ=21.∴a 与b 的夹角是3π.5.A解析:由平行四边形法则,AB +AD =AC ,又AB +BC =AC ,由λ的范围和向量数乘的长度,λ∈(0,1).6.D解析:如图,∵AF =DE ,∴DF =DE +EF =EF +AF .7.C解析:由(a +2b)·(a -3b)=-72,得a 2-a ·b -6b 2=-72.而|b|=4,a ·b =|a||b|cos 60°=2|a|,∴|a|2-2|a|-96=-72,解得|a|=6.8.D 解析:由OA ·OB =OB ·OC =OC ·OA ,得OA ·OB =OC ·OA ,即OA ·(OC -OB )=0,故BC ·OA =0,BC ⊥OA ,同理可证AC ⊥OB ,∴O 是△ABC 的三条高的交点.9.C解析:∵AD =AB +BC +D C =-8a -2b =2BC ,∴AD ∥BC 且|AD |≠|BC |.∴四边形ABCD 为梯形.10.D解析:AD 与BC ,AC 与BD ,OA 与OB 方向都不相同,不是相等向量.(第1题)二、填空题11.-32.解析:A ,B ,C 三点共线等价于AB ,BC 共线,AB =OB -OA =(4,5)-(k ,12)=(4-k ,-7),BC =OC -OB =(-k ,10)-(4,5)=(-k -4,5),又A ,B ,C 三点共线,∴5(4-k)=-7(-k -4),∴k =-32.12.-1.解析:∵M(-1,3),N(1,3),∴MN =(2,0),又a =MN ,∴=4-3-2=3+2x x x 解得4=1=-1=-x x x 或∴x =-1.13.-25.解析:思路1:∵AB =3,BC =4,CA =5,∴△ABC 为直角三角形且∠ABC =90°,即AB ⊥BC ,∴AB ·BC =0,∴AB ·BC +BC ·CA +CA ·AB=BC ·CA +CA ·AB =CA ·(BC +AB )=-(CA )2=-2CA =-25.思路2:∵AB =3,BC =4,CA =5,∴∠ABC =90°,∴cos ∠CAB =CAAB =53,cos ∠BCA =CABC=54.根据数积定义,结合图(右图)知AB ·BC =0,BC ·CA =BC ·CA cos ∠ACE =4×5×(-54)=-16,CA ·AB =CA ·AB cos ∠BAD =3×5×(-53)=-9.∴AB ·BC +BC ·CA +CA ·AB =0―16―9=-25.14.323.解析:a +mb =(3+2m ,4-m),a -b =(1,5).∵(a +mb)⊥(a -b),∴ (a +mb)·(a -b)=(3+2m)×1+(4-m)×5=0m =323.15.答案:重心.解析:如图,以OA ,OC 为邻边作□AOCF交AC 于点E ,则OF =OA +OC ,又OA +OC =-OB ,(第15题)D(第13题)∴OF =2OE =-OB .O 是△ABC 的重心.16.答案:平行四边形.解析:∵a +c =b +d ,∴a -b =d -c ,∴BA =CD .∴四边形ABCD 为平行四边形.三、解答题17.λ<-1.解析:设点P 的坐标为(x ,y),则AP =(x ,y)-(2,3)=(x -2,y -3).AB +λAC =(5,4)-(2,3)+λ[(7,10)-(2,3)]=(3,1)+λ(5,7)=(3+5λ,1+7λ).∵AP =AB +λAC ,∴ (x -2,y -3)=(3+5λ,1+7λ).∴713532yx 即7455yx 要使点P 在第三象限内,只需74055解得λ<-1.18.DF =(47,2).解析:∵A(7,8),B(3,5),C (4,3),AB =(-4,-3),AC =(-3,-5).又D 是BC 的中点,∴AD =21(AB +AC )=21(-4-3,-3-5)=21(-7,-8)=(-27,-4).又M ,N 分别是AB ,AC 的中点,∴F 是AD 的中点,∴DF =-FD =-21AD =-21(-27,-4)=(47,2).19.证明:设AB =a ,AD =b ,则AF =a +21b ,ED =b -21a .∴AF ·ED =(a +21b)·(b -21a)=21b 2-21a 2+43a ·b .又AB ⊥AD ,且AB =AD ,∴a 2=b 2,a ·b =0.∴AF ·ED =0,∴AF ⊥ED .本题也可以建平面直角坐标系后进行证明.20.分析:思路1:2a -b =(2cos θ-3,2sin θ+1),∴|2a -b|2=(2cos θ-3)2+(2sin θ+1)2=8+4sin θ-43cos θ.又4sin θ-43cos θ=8(sin θcos3π-cos θsin3π)=8sin(θ-3π),最大值为8,∴|2a -b|2的最大值为16,∴|2a -b|的最大值为4.思路2:将向量2a ,b 平移,使它们的起点与原点重合,则|2a -b|表示2a ,b终点间的距离.|2a|=2,所以2a 的终点是以原点为圆心,2为半径的圆上的动点P ,b 的终点是该圆上的一个定点Q ,由圆的知识可知,|PQ|的最大值为直径的长为4.(第18题)(第19题)。
向量坐标运算公式总结向量坐标运算是计算机科学中一个重要的基础概念,它通常用来计算和表示三维物体的位置和移动。
物体的位置是它受到的外力和它内部的内力作用的结果,而且在运动中改变它的形状和大小。
在计算机中,使用向量坐标可以表示这种变化,从而使计算机更加强大和灵活。
在计算机科学中,向量坐标运算主要涉及三个基本概念:空间向量、平面向量和方向向量。
空间向量是指由一个点到另一个点的一个向量,表示两点之间的实际位置关系;平面向量是指把一个点投影到平面上的向量,表示两点之间的投影关系和投影方向;而方向向量是指表达方向的向量,表示方向的移动或转动。
一般来说,向量坐标运算的基本公式用于描述空间与平面的变换,描述空间向量与平面向量的变化,以及描述方向向量的变换等。
以下为有关向量坐标运算常用公式的总结:1.空间向量投影到平面公式:P = P0 + P1 * (V1 P - V1 P0)2.平面向量投影到空间公式:V = V0 + V1 * (P1 V - P1 V0)3.平面向量反射公式:V2 = V1 - 2 * (V1 P) * P4.方向向量旋转公式:V1 = cosα * V2 + sinα * V3其中,P、P0、V1、V2、V3分别代表空间向量、平面向量、法向量、方向向量和转动向量;α代表要转动的角度;而表示点积运算,代表两个向量的点乘积。
此外,向量坐标运算还涉及更多的数学原理,例如二维向量叉乘公式:V1 V2 = |V1|*|V2|*sinα;三维向量叉乘公式:V1 V2 = < V1y * V2z - V1z * V2y, V1z * V2x - V1x * V2z, V1x * V2y - V1y * V2x >;及拉普拉斯变换公式:F(x, y, z) = (V/x,V/y,V/z)等等,具体计算过程可根据具体应用场景来实现。
总之,向量坐标运算是计算机科学中一个重要的基础概念。
它主要用于描述空间与平面的变换,描述空间向量与平面向量的变化,以及描述方向向量的变换等。
平面向量1.两个向量平行的充要条件,设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),λ为实数。
〔1〕向量式:a ∥b (b ≠0)⇔a =λb ;〔2〕坐标式:a ∥b (b ≠0)⇔x 1y 2-x 2y 1=0;2.两个向量垂直的充要条件, 设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2), 〔1〕向量式:a ⊥b (b ≠0)⇔a b =0; 〔2〕坐标式:a ⊥b ⇔x 1x 2+y 1y 2=0;3.设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),那么a b θ=x 1x 2+y 1y 2;其几何意义是a b 等于a 的长度与b 在a 的方向上的投影的乘积;4.设A 〔x 1,x 2〕、B(x 2,y 2),那么S ⊿AOB =122121y x y x -; 5.平面向量数量积的坐标表示:〔1〕假设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),那么a b =x 1x 2+y 1y 2221221)()(y y x x -+-=; 〔2〕假设a =(x,y),那么a 2=a a =x 2+y 2,22y x a +=;十、向量法 1、设直线、m l 的方向向量分别是、a b ,平面αβ、的法向量分别是、u v ,那么: 〔1〕线线平行:l ∥m ⇔a ∥b ⇔=a kb〔2〕线面平行:l ∥α⇔a ⊥u 0⇔=a u〔3〕面面平行:////αβ⇔⇔=u v u kv注意:这里的线线平行包括线线重合,线面平行包括线在面内,面面平行包括面面重合.2、设直线、m l 的方向向量分别是、a b ,平面αβ、的法向量分别是、u v ,那么: 〔1〕线线垂直:⊥⇔l m a ⊥b 0⇔=a b〔2〕线面垂直:α⊥⇔l a ∥u ⇔=a ku〔3〕面面垂直:αβ⊥⇔u ⊥v 0⇔=u v3、设直线、m l 的方向向量分别是、a b ,平面αβ、的法向量分别是、u v ,那么: 〔1〕直线、m l 所成的角(0)2πθθ≤≤,cos θ⋅=a ba b〔2〕直线l 与平面α所成的角(0)2πθθ≤≤,sin θ⋅=a ua u〔3〕平面α与平面β所成的二面角的平面角(0)θθπ≤≤,cos θ⋅=u vu v教学过程:二、新课讲授1. 定义:我们把空间中具有大小和方向的量叫做空间向量.向量的大小叫做向量的长度或模.3. 空间向量的加法与数乘向量的运算律. ⑴加法交换律:a +b = b + a ; ⑵加法结合律:(a + b ) + c =a + (b + c );⑶数乘分配律:λ(a + b ) =λa +λb ; ⑶数乘结合律:λ(u a ) =(λu )a .4. 推广:⑴12233411n n n A A A A A A A A A A -++++=;⑵122334110n n n A A A A A A A A A A -+++++=;方向相同或者相反的非零向量叫做平行向量.由于任何一组平行向量都可以平移到同一条直线上,所以平行向量也叫做共线向量. 向量b 与非零向量a 共线的充要条件是有且只有一个实数λ,使b =λa .称平面向量共线定理,二、新课讲授1.定义:与平面向量一样,如果表示空间向量的有向线段所在的直线互相平行或重合,那么这些向量叫做共线向量或平行向量.a 平行于b 记作a //b .2.关于空间共线向量的结论有共线向量定理及其推论: 共线向量定理:空间任意两个向量a 、b 〔b ≠0〕,a //b 的充要条件是存在实数λ,使a =λb . 理解:⑴上述定理包含两个方面:①性质定理:假设a ∥b 〔a ≠0〕,那么有b =λa ,其中λ是唯一确定的实数。
向量的基本概念公式:1.向量的概念(1)向量的基本要素:大小和方向.(2)向量的表示:几何表示法 AB ;字母表示:a ;坐标表示法 a =xi+yj =(x,y). (3)向量的长度:即向量的大小,记作|a |. (4)特殊的向量:零向量a =O ⇔|a |=O . 单位向量:a O 为单位向量⇔|a O |=1.(5)相等的向量:大小相等,方向相同(x1,y1)=(x2,y2)⎩⎨⎧==⇔2121y y x x(6) 相反向量:a =-b ⇔b =-a ⇔a +b =0(7)平行向量(共线向量):方向相同或相反的向量,称为平行向量.记作a ∥b .平行向量也称为共线向量. 运算类型 几何方法 坐标方法 运算性质向量的 加法 1.平行四边形法则 2.三角形法则1212(,)a b x x y y +=++a b b a +=+()()a b c a b c ++=++AC BC AB =+向量的减法三角形法则1212(,)a b x x y y -=--()a b a b -=+-AB BA =-,AB OA OB =-数 乘 向 量1.a λ是一个向量,满足:||||||a a λλ=2.λ>0时, a a λ与同向; λ<0时, a a λ与异向;λ=0时, 0a λ=.(,)a x y λλλ=()()a a λμλμ=()a a a λμλμ+=+()a b a b λλλ+=+//a b a b λ⇔=3已知两个非零向量a 与b ,作OA =a , OB =b ,则∠AOB=θ (001800≤≤θ)叫做向量a 与b 的夹角。
4.两个向量的数量积:已知两个非零向量a 与b ,它们的夹角为θ,则a ·b =︱a ︱·︱b ︱cos θ. 其中︱b ︱cos θ称为向量b 在a 方向上的投影.5.向量的数量积的性质:若a =(11,y x ),b =(22,y x )则e ·a =a ·e =︱a ︱cos θ (e 为单位向量);a ⊥b ⇔a ·b =0⇔12120x x y y +=(a ,b 为非零向量);︱a ︱=2211a a x y •=+;cos θ=a ba b ••=121222221122x x y y x y x y ++⋅+. 6 .向量的数量积的运算律:a ·b =b ·a ;(λa )·b =λ(a ·b )=a ·(λb );(a +b )·c =a ·c +b ·c .7.重要定理、公式(1)平面向量基本定理e 1,e 2是同一平面内两个不共线的向量,那么,对于这个平面内任一向量,有且仅有一对实数λ1, λ2,使a =λ1e 1+λ2e 2.(2)两个向量平行的充要条件a ∥b ⇔a =λb (b ≠0)⇔x 1y 2-x 2y 1=O. (3)两个向量垂直的充要条件 a ⊥b ⇔a ·b =O ⇔x 1x 2+y 1y 2=O. (4)线段的定比分点公式设点P 分有向线段21P P 所成的比为λ,即P P 1=λ2PP,则⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++=++=.1,12121λλλλy y y x x x (线段定比分点的坐标公式)当λ=1时,得中点公式:OP =21(1OP +2OP )或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+=.2,22121y y y x x x。
平面向量基本公式大全平面向量是数学中的一个重要概念,用于描述两个方向和大小都有所限定的量。
平面向量有很多重要的基本公式,这些公式在数学和物理学中都有广泛的应用。
下面就来介绍一下平面向量的基本公式。
1、平面向量的模长公式平面向量的模长(也叫长度)是平面向量的重要特性之一,表示向量在平面上的长度。
平面向量的模长公式为:AB,=√(某2-某1)2+(y2-y1)2其中,A(某1,y1)和B(某2,y2)表示向量AB的起点和终点坐标。
2、平面向量的加法和减法公式平面向量的加法和减法公式是指两个向量相加或相减的规则。
其公式为:A+B=(A某+B某,Ay+By)A-B=(A某-B某,Ay-By)其中,A、B分别表示两个向量,A某、Ay、B某、By分别表示两个向量在某轴和y轴上的分量。
3、平面向量的数量积公式数量积是向量中另一个重要的特性,用于描述两个向量之间的夹角。
平面向量的数量积公式为:A·B=,A,B,cosθ其中,A、B分别表示两个向量,A,和,B,表示它们的模长,θ表示两个向量之间的夹角。
4、平面向量的叉积公式叉积也是向量中的一种运算,用于计算两个向量所在平面的法向量,常用于计算力矩和面积等。
平面向量的叉积公式为:A某B=,A,B,sinθ其中,A、B分别表示两个向量,A,和,B,表示它们的模长,θ表示两个向量之间的夹角。
5、平面向量的坐标表示对于向量AB,在平面直角坐标系中,可以用一个有序数组(某,y)表示其坐标。
例如A(1,2)和B(3,4),则向量AB可以表示为(2,2)。
6、平面向量的方向角公式平面向量的方向角指向量与正方向某轴之间的夹角,其公式为:θ=tan-1(y/某)其中,某、y分别表示向量的某轴和y轴分量。
7、平面向量的正交公式两个向量如果互相垂直,则称它们是正交的。
平面向量的正交公式为:A·B=0其中,A、B分别表示两个向量,·表示数量积运算。
总之,平面向量的基本公式是理解和应用平面向量的关键。
平面向量的所有公式
设a=(x,y),b=(x',y')。
1、向量的加法
向量的加法满足平行四边形法则和三角形法则。
AB+BC=AC。
a+b=(x+x',y+y')。
a+0=0+a=a。
向量加法的运算律:
交换律:a+b=b+a;
结合律:(a+b)+c=a+(b+c)。
2、向量的减法
如果a、b是互为相反的向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0. 0的反向量为0
AB-AC=CB. 即“共同起点,指向被减”
a=(x,y) b=(x',y') 则a-b=(x-x',y-y').
3、数乘向量
实数λ和向量a的乘积是一个向量,记作λa,且∣λa∣=∣λ∣•∣a∣。
当λ>0时,λa与a同方向;
当λ<0时,λa与a反方向;
当λ=0时,λa=0,方向任意。
当a=0时,对于任意实数λ,都有λa=0。
注:按定义知,如果λa=0,那么λ=0或a=0。
实数λ叫做向量a的系数,乘数向量λa的几何意义就是将表示向量a的有向线段伸长或压缩。
当∣λ∣>1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上伸长为原来的∣λ∣倍;
当∣λ∣<1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上缩短为原来的∣λ∣倍。
数与向量的乘法满足下面的运算律
结合律:(λa)•b=λ(a•b)=(a•λb)。
向量对于数的分配律(第一分配律):(λ+μ)a=λa+μa.
数对于向量的分配律(第二分配律):λ(a+b)=λa+λb.
数乘向量的消去律:①如果实数λ≠0且λa=λb,那么a=b。
②如果a≠0且λa=μa,那么λ=μ。
4、向量的的数量积
定义:已知两个非零向量a,b。
作OA=a,OB=b,则角AOB称作向量a和向量b的夹角,记作〈a,b〉并规定0≤〈a,b〉≤π
定义:两个向量的数量积(内积、点积)是一个数量,记作a•b。
若a、b不共线,则a•b=|a|•|b|•cos 〈a,b〉;若a、b共线,则a•b=+-∣a∣∣b∣。
向量的数量积的坐标表示:a•b=x•x'+y•y'。
向量的数量积的运算律
a•b=b•a(交换律);
(λa)•b=λ(a•b)(关于数乘法的结合律);
(a+b)•c=a•c+b•c(分配律);
向量的数量积的性质
a•a=|a|的平方。
a⊥b 〈=〉a•b=0。
|a•b|≤|a|•|b|。
向量的数量积与实数运算的主要不同点
1、向量的数量积不满足结合律,即:(a•b)•c≠a•(b•c);例如:(a•b)^2≠a^2•b^2。
2、向量的数量积不满足消去律,即:由a•b=a•c (a≠0),推不出b=c。
3、|a•b|≠|a|•|b|
4、由|a|=|b| ,推不出a=b或a=-b。
5、向量的向量积
定义:两个向量a和b的向量积(外积、叉积)是一个向量,记作a×b。
若a、b不共线,则a×b的模是:∣a×b∣=|a|•|b|•sin〈a,b〉;a×b的方向是:垂直于a和b,且a、b和a×b按这个次序构成右手系。
若a、b共线,则a×b=0。
向量的向量积性质:
∣a×b∣是以a和b为边的平行四边形面积。
a×a=0。
a‖b〈=〉a×b=0。
向量的向量积运算律
a×b=-b×a;
(λa)×b=λ(a×b)=a×(λb);
(a+b)×c=a×c+b×c.
注:向量没有除法,“向量AB/向量CD”是没有意义的。
6、向量的三角形不等式
1、∣∣a∣-∣b∣∣≤∣a+b∣≤∣a∣+∣b∣;
①当且仅当a、b反向时,左边取等号;
②当且仅当a、b同向时,右边取等号。
2、∣∣a∣-∣b∣∣≤∣a-b∣≤∣a∣+∣b∣。
①当且仅当a、b同向时,左边取等号;
②当且仅当a、b反向时,右边取等号。
7、定比分点
定比分点公式(向量P1P=λ•向量PP2)
设P1、P2是直线上的两点,P是l上不同于P1、P2的任意一点。
则存在一个实数λ,使向量P1P=λ•向量PP2,λ叫做点P分有向线段P1P2所成的比。
若P1(x1,y1),P2(x2,y2),P(x,y),则有
OP=(OP1+λOP2)(1+λ);(定比分点向量公式)
x=(x1+λx2)/(1+λ),
y=(y1+λy2)/(1+λ)。
(定比分点坐标公式)
我们把上面的式子叫做有向线段P1P2的定比分点公式
8、三点共线定理
若OC=λOA +μOB ,且λ+μ=1 ,则A、B、C三点共线
9、三角形重心判断式
在△ABC中,若GA +GB +GC=O,则G为△ABC的重心
10、向量共线的重要条件
若b≠0,则a//b的重要条件是存在唯一实数λ,使a=λb。
a//b的重要条件是xy'-x'y=0。
零向量0平行于任何向量。
11、向量垂直的充要条件
a⊥b的充要条件是a•b=0。
a⊥b的充要条件是xx'+yy'=0。
零向量0垂直于任何向量.。