高中数学必修4平面向量知识点总结材料

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高中数学必修4知识点总结

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 几何表示法 AB ,a ;坐标表示法),(y x yj xi a =+=

量的大小即向量的模(长度),记作|AB |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 ==,则a

+b =AB BC +=AC

(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 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:(b a b a

-+=-求两个向量差的运算,叫做向量的减法

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:

①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

⋅=λλ;

(Ⅱ)当0>λ时,λa 的方向与a 的方向相同;当0<λ时,λa 的方向与a

的方向相

反;当0=λ时,0

=a λ,方向是任意的

②数乘向量满足交换律、结合律与分配律 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λ,使得b =a λ

6平面向量的基本定理:

如果21,e e 是一个平面的两个不共线向量,那么对这一平面的任一向量a

,有且只有一对实数21,λλ使:2211e e a λλ+=,其中不共线的向量21,e e

叫做表示这一平面所有向量的一组基底 7 特别注意:

(1)向量的加法与减法是互逆运算

(2)相等向量与平行向量有区别,向量平行是向量相等的必要条件 (3)向量平行与直线平行有区别,直线平行不包括共线(即重合),而向量平行则包括共线(重合)的情况

(4)向量的坐标与表示该向量的有向线条的始点、终点的具体位置无关,只与其相对位置有关

学习本章主要树立数形转化和结合的观点,以数代形,以形观数,用代数的运算处理几何问题,特别是处理向量的相关位置关系,正确运用共线向量和平面向量的基本定理,计算

向量的模、两点的距离、向量的夹角,判断两向量是否垂直等由于向量是一新的工具,它往往会与三角函数、数列、不等式、解几等结合起来进行综合考查,是知识的交汇点

例1 给出下列命题:

① 若|a |=|b |,则a =b ;

② 若A ,B ,C ,D 是不共线的四点,则AB DC =是四边形ABCD 为平行四边形的充要条件;

③ 若a =b ,b =c ,则a =c ,

④a =b 的充要条件是|a |=|b |且a //b ; ⑤ 若a //b ,b //c ,则a //c ,

其中正确的序号是

解:①不正确.两个向量的长度相等,但它们的方向不一定相同.

② 正确.∵ AB DC =,∴ ||||AB DC =且//AB DC ,

又 A ,B ,C ,D 是不共线的四点,∴ 四边形 ABCD 为平行四边形;反之,若四边形ABCD 为平行四边形,则,//AB DC 且||||AB DC =,

因此,AB DC =.

③ 正确.∵ a =b ,∴ a ,b 的长度相等且方向相同; 又b =c ,∴ b ,c 的长度相等且方向相同, ∴ a ,c 的长度相等且方向相同,故a =c .

④ 不正确.当a //b 且方向相反时,即使|a |=|b |,也不能得到a =b ,故|a |=|b |且a //b 不是a =b 的充要条件,而是必要不充分条件. ⑤ 不正确.考虑b =0这种特殊情况.

综上所述,正确命题的序号是②③.

点评:本例主要复习向量的基本概念.向量的基本概念较多,因而容易遗忘.为此,复习一方面要构建良好的知识结构,另一方面要善于与物理中、生活中的模型进行类比和联想.

例2 设A 、B 、C 、D 、O 是平面上的任意五点,试化简: ①AB BC CD ++,②DB AC BD ++ ③OA OC OB CO --+- 解:①原式= ()AB BC CD AC CD AD ++=+= ②原式= ()0DB BD AC AC AC ++=+=