第二章 平面向量
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平面向量的实际背景及基本概念
1.向量的概念和表示方法
(1)概念:既有大小,又有方向的量称为向量.
(2)向量的表示:
表示法
几何表示:用有向线段来表示向量,有向线段的长度表示向量的大小,箭头所指的方向表示向量的方向,即用有向线段的起点、终点字母表示,如AB,…
字母表示:用小写字母a,b,c,…表示,手写时必须加箭头
[点睛] 向量可以用有向线段表示,但向量不是有向线段.向量是规定了大小和方向的量,有向线段是规定了起点和终点的线段.
2.向量的长度(或称模)与特殊向量
(1)向量的长度定义:向量的大小叫做向量的长度.
(2)向量的长度表示:向量AB,a的长度分别记作:|AB|,|a|.
(3)特殊向量:
①长度为0的向量为零向量,记作0;
②长度等于1个单位的向量,叫做单位向量.
[点睛] 定义中的零向量和单位向量都是只限制大小,没有确定方向.我们规定零向量的方向是任意的;单位向量有无数个,它们大小相等,但方向不一定相同.
3.向量间的关系
(1)相等向量:长度相等且方向相同的向量,叫做相等向量,记作:a=b.
(2)平行向量:方向相同或相反的非零向量,也叫共线向量;a平行于b,记作a∥b;规定零向量与任一向量平行.
[点睛] 共线向量仅仅指向量的方向相同或相反;相等向量指大小和方向均相同.
向量的有关概念
[典例] 有下列说法:①向量AB和向量BA长度相等;②方向不同的两个向量一定不平行;③向量BC是有向线段;④向量0=0,其中正确的序号为________.
[活学活用]
有下列说法:
①若向量a与向量b不平行,则a与b方向一定不相同;
②若向量AB,CD满足|AB|>|CD|,且AB与CD同向,则AB>CD;
③若|a|=|b|,则a,b的长度相等且方向相同或相反;
④由于零向量方向不确定,故其不能与任何向量平行.
其中正确说法的个数是( )
A.1 B.2
§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
学习目标 1.理解平面向量基本定理的内容,了解向量的一组基底的含义.2.在平面内,当一组基底选定后,会用这组基底来表示其他向量.3.会应用平面向量基本定理解决有关平面向量的综合问题.
知识点一 平面向量基本定理
1.平面向量基本定理:如果e1,e2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=λ1e1+λ2e2.
2.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.
知识点二 两向量的夹角与垂直
1.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(如图所示).
当θ=0°时,a与b同向;当θ=180°时,a与b反向.
2.垂直:如果a与b的夹角是90°,则称a与b垂直,记作a⊥b.
思考 如何正确理解两向量夹角概念
答案 (1)由于零向量的方向是任意的,因此,零向量可以与任一向量平行,零向量也可以与任一向量垂直.
(2)按照向量夹角的定义,只有两个向量的起点重合时所对应的角才是两向量的夹角,如图所示,∠BAC不是向量CA→与向量AB→的夹角,∠BAD才是向量CA→与向量AB→的夹角.
1.平面内任意两个向量都可以作为平面内所有向量的一组基底.( × )
提示 只有不共线的两个向量才可以作为基底.
2.零向量可以作为基向量.( × )
提示 由于0和任意向量共线,故不可作为基向量.
3.平面向量基本定理中基底的选取是唯一的.( × )
提示 基底的选取不是唯一的,不共线的两个向量都可作为基底.
4.若e1,e2是同一平面内两个不共线向量,则λ1e1+λ2e2(λ1,λ2为实数)可以表示该平面内所有向量.( √
)
题型一 对基底概念的理解
例1 设e1,e2是平面内所有向量的一组基底,则下列四组向量中,不能作为基底的是( )
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.
第二章平面向量及其应用(讲义+典型例题)
一.平面向量的有关概念
名称 定义 备注
向量
既有大小又有方向的量;向量的大小叫做向量的长度(或称模) 平面向量是自由向量
零向量 长度为0的向量;其方向是任意的 记作0
单位向量 长度等于1个单位的向量 非零向量a的单位向量为±a|a|
平行向量 方向相同或相反的非零向量
0与任一向量平行或共线 共线向量 方向相同或相反的非零向量又叫做共线向量
相等向量 长度相等且方向相同的向量 两向量只有相等或不等,不能比较大小
相反向量 长度相等且方向相反的向量 0的相反向量为0
例1:(1).如图,在矩形ABCD中,可以用同一条有向线段表示的向量是( )
A.DA和BC B.DC和AB
C.DC和BC D.DC和DA
(2).如图,O是正六边形ABCDEF的中心,且OAa,OBb,OCc.在以A,B,C,D,E,F,O这七个点中任意两点为起点和终点的向量中,问:
(1)与a相等的向量有哪些?
(2)b的相反向量有哪些?
(3)与c共线的向量有哪些?
.
举一反三
1.下列说法正确的是( )
A.若ab,则ab
B.零向量的长度是0
C.长度相等的向量叫相等向量
D.共线向量是在同一条直线上的向量
2.(多选)如图,在四边形ABCD中,若ABDC,则图中相等的向量是( )
A.AD与BC B.OB与OD
C.AC与BD D.AO与OC
3.如图,在矩形ABCD中,AD=2AB=2,M,N分别为AD和BC的中点,以A,B,C,D,M,N为起点和终点作向量,回答下列问题:
(1)在模为1的向量中,相等的向量有多少对?
(2)在模为2的向量中,相等的向量有多少对? 二.平面向量的线性运算
向量运算 定义 法则(或几何意义) 运算律
加法
求两个向量和的运算 (1)交换律:
a+b=b+a.
(2)结合律:
(a+b)+c=a+(b+c).