高中数学第二章平面向量2.3平面向量的基本定理及坐标表示2.3.1平面向量基本定理目标导引新人教A版必修4
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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⊥bθ=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]NC,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 .层级一 学业水平达标1.已知平行四边形ABCD 中∠DAB =30°,则AD 与CD 的夹角为( ) A .30° B .60° C .120°D .150°2.设点O 是平行四边形ABCD 两对角线的交点,下列的向量组中可作为这个平行四边形所在平面上表示其他所有向量的基底的是( )①AD 与AB ;②DA 与BC ;③CA 与DC ;④OD 与OB . A .①② B .①③ C .①④D .③④3.若AD 是△ABC 的中线,已知AB =a ,AC =b ,则以a ,b 为基底表示AD =( ) A .12(a -b )B .12(a +b )C .12(b -a )D .12b +a4.在矩形ABCD 中,O 是对角线的交点,若BC =e 1,DC =e 2,则OC =( ) A .12(e 1+e 2)B .12(e 1-e 2)C .12(2e 2-e 1)D .12(e 2-e 1)5.设D 为△ABC 所在平面内一点,BC =3CD ,则( ) A .AD =-13AB +43AC B .AD =13AB -43ACC .AD =43AB +13AC D .AD =43AB -13AC6.已知向量a ,b 是一组基底,实数x ,y 满足(3x -4y )a +(2x -3y )b =6a +3b ,则x -y 的值为______.7.已知e 1,e 2是两个不共线向量,a =k 2e 1+⎝⎛⎭⎫1-5k2e 2与b =2e 1+3e 2共线,则实数k =______.8.如下图,在正方形ABCD 中,设AB =a ,AD =b ,BD =c ,则在以a ,b 为基底时,AC 可表示为______,在以a ,c 为基底时,AC 可表示为______.9.如图所示,设M ,N ,P 是△ABC 三边上的点,且BM =13BC ,CN =13CA ,AP =13AB ,若AB =a ,AC =b ,试用a ,b 将MN ,NP ,PM 表示出来.10.证明:三角形的三条中线共点.层级二 应试能力达标1.在△ABC 中,点D 在BC 边上,且BD =2DC ,设AB =a ,AC =b ,则AD 可用基底a ,b 表示为( )A .12(a +b )B .23a +13bC .13a +23bD .13(a +b )2.AD 与BE 分别为△ABC 的边BC ,AC 上的中线,且AD =a ,BE =b ,则BC =( ) A .43a +23bB .23a +43bC .23a -23bD .-23a +23b3.如果e 1,e 2是平面α内所有向量的一组基底,那么,下列命题中正确的是( ) A .若存在实数λ1,λ2,使得λ1e 1+λ2e 1=0,则λ1=λ2=0B .平面α内任一向量a 都可以表示为a =λ1e 1+λ2e 2,其中λ1,λ2∈RC .λ1e 1+λ2e 2不一定在平面α内,λ1,λ2∈RD .对于平面α内任一向量a ,使a =λ1e 1+λ2e 2的实数λ1,λ2有无数对4.已知非零向量OA ,OB 不共线,且2OP =x OA +y OB ,若PA =λAB (λ∈R),则x ,y 满足的关系是( )A .x +y -2=0B .2x +y -1=0C.x+2y-2=0 D.2x+y-2=05.设e1,e2是平面内的一组基底,且a=e1+2e2,b=-e1+e2,则e1+e2=________a +________b.6.已知非零向量a,b,c满足a+b+c=0,向量a,b的夹角为120°,且|b|=2|a|,则向量a与c的夹角为________.7.设e1,e2是不共线的非零向量,且a=e1-2e2,b=e1+3e2.(1)证明:a,b可以作为一组基底;(2)以a,b为基底,求向量c=3e1-e2的分解式;(3)若4e1-3e2=λa+μb,求λ,μ的值.8.若点M是△ABC所在平面内一点,且满足:AM=34AB+14AC.(1)求△ABM与△ABC的面积之比.(2)若N为AB中点,AM与CN交于点O,设BO=x BM+y BN,求x,y的值.。
2.3 平面向量的基本定理及坐标表示(1)(教学设计)2.3.1平面向量基本定理;2.3.2平面向量的正交分解及坐标表示[教学目标]一、知识与能力:1. 了解平面向量基本定理。
2.掌握平面向量基本定理,理解平面向量的正交分解及坐标表示;3.能够在具体问题中适当地选取基底,使其他向量都能够用基底来表达.二、过程与方法:体会数形结合的数学思想方法;培养学生转化问题的能力.三、情感、态度与价值观:培养对现实世界中的数学现象的好奇心,学习从数学角度发现和提出问题.教学重点:平面向量基本定理,向量的坐标表示;平面向量坐标运算教学难点:平面向量基本定理.一、复习回顾:1.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 =02.运算定律 结合律:λ(μa )=(λμ)a ;分配律:(λ+μ)a =λa +μa , λ(a +b )=λa +λb3. 向量共线定理 向量b 与非零向量a 共线的充要条件是:有且只有一个非零实数λ,使b =λa .二、师生互动,新课讲解:思考:给定平面内任意两个向量e 1,e 2,请作出向量3e 1+2e 2、e 1-2e 2,平面内的任一向量是否都可以用形如λ1e 1+λ2e 2的向量表示呢?.在平面内任取一点O ,作OA =e 1,OB =e 2,OC =a ,过点C 作平行于直线OB 的直线,与直线OA 交于点M ;过点C 作平行于直线OA 的直线,与直线OB 交于点N . 由向量的线性运算性质可知,存在实数λ1、λ2,使得OM =λ1e 1,ON =λ2e 2. 由于OC OM ON =+,所以a =λ1e 1+λ2e 2,也就是说任一向量a 都可以表示成λ1e 1+λ2e 2的形式.1. 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,使得a=λ1e 1+λ2e 2.把不共线的向量e 1、e 2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底.(2)向量的夹角已知两个非零向量a 和b ,作OA =a ,OB =b ,则∠AOB=θ(0︒≤θ≤180︒)叫做向量a 与b 的夹角,当θ=0︒时,a 与b 同向;当θ=180︒时,a 与b 反向.如果a 与b 的夹角是90︒,则称a 与b 垂直,记作a ⊥b .例1 (课本P94例1)已知向量e 1、e 2,求作向量-2.5e 1+3e 2。
2.3.1 平面向量基本定理
一览众山小
诱学导入
材料:在物理学中我们知道,一个放在斜面上的物体所受的竖直向下的重力G,可分解为使
物体沿斜面下滑的力F1,和使物体垂直于斜面压紧斜面的力F2,如图
2-3-1.
图2-3-1 图2-3-2
如图2-3-2,一盏电灯,可以由电线CO吊在天花板上,也可以由电线AO和绳BO拉住.CO 所受的拉力F应与电灯重力平衡,拉力F可以分解为AO与BO所受的拉力F1和F2.
问题:从上面的实例中可以看出,把一个向量分解到两个不同的方向,特别是作正交分解,即在两个互相垂直的方向上进行分解,是解决问题的一种十分重要的手段.
如果e1、e2是同一平面内的两个不共线向量,a是这一平面内的任一向量,那么a与e1、e2之间有什么关系呢?
导入:将a用e1、e2表示出来.
温故知新
1.向量加法与减法三角形法则和平行四边形法则是怎样的?
答:向量加法的三角形法则是把其中一个向量的起点平移,使之与第二个向量的终点重合,则从第一个向量的起点指向第二个向量终点的向量,就是两个向量的和向量.
由同一点A为起点的两个已知向量a、b为邻边作平行四边形ABCD,则以A为起点的对角线AC就是a与b的和.
向量减法的三角形法则是把两个向量的起点放在一起,它们的差是以减向量的终点为起点,被减向量的终点为终点的向量.
2.向量数乘的意义是什么?
答:实数λ与向量a的乘积λa是一个与a共线的向量.运用两个法则对向量进行线性运算时,可使两个向量的起点置于同一点上,也可使两个向量首尾相连.
1。