7.1 平面向量的线性运算
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平面向量基本定理(教案)教案章节一:向量的概念回顾1.1 向量的定义向量是有大小和方向的量,通常用箭头表示。
向量可以用坐标形式表示,例如在二维空间中,向量可以表示为(a, b)。
1.2 向量的加法向量的加法是指在同一平面内,将两个向量首尾相接,形成的第三个向量。
向量的加法满足交换律和结合律,即a + b = b + a,(a + b) + c = a + (b + c)。
教案章节二:平面向量的基本定理2.1 定理的定义平面向量的基本定理是指在平面内,任何两个不共线的向量可以作为平面的基底。
基底是线性无关的向量组,可以通过线性组合表示平面内的任意向量。
2.2 基底的性质基底是线性无关的,即不存在非零的线性组合使得向量组的和为零。
基底可以任意选择,但选择不同的基底会导致向量的坐标不同。
教案章节三:向量的线性组合3.1 线性组合的定义向量的线性组合是指将向量与实数相乘后相加的结果。
例如,a u + b v 表示将向量u 乘以实数a,向量v 乘以实数b,将两个结果相加。
3.2 线性组合的性质线性组合满足分配律,即(a u + b v) + c w = a (u + c w) + b v。
线性组合的系数可以是任意实数,包括正数、负数和零。
教案章节四:向量的坐标表示4.1 坐标系的建立坐标系是由两个或多个轴组成的,用于表示向量的位置和方向。
在二维空间中,通常使用x 轴和y 轴作为坐标轴。
4.2 向量的坐标表示向量可以用坐标形式表示,即(x, y),其中x 表示向量在x 轴上的投影,y 表示向量在y 轴上的投影。
向量的长度可以用勾股定理计算,即|u| = √(x^2 + y^2)。
教案章节五:向量的线性相关性5.1 线性相关的定义向量组线性相关是指存在一组不全为零的实数,使得向量组的和为零。
例如,向量组(u, v, w) 线性相关,当存在不全为零的实数a, b, c,使得a u +b v +c w = 0。
5.2 线性相关性的性质如果向量组线性相关,其中任意一个向量都可以表示为其他向量的线性组合。
平面向量的概念及线性运算【考点梳理】1.向量的有关概念(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量,向量的大小叫做向量的长度(或模).(2)零向量:长度为0的向量,其方向是任意的.(3)单位向量:长度等于1个单位的向量.(4)平行向量:方向相同或相反的非零向量.平行向量又叫共线向量.规定:0与任一向量平行.(5)相等向量:长度相等且方向相同的向量.(6)相反向量:长度相等且方向相反的向量.2.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三角形法则平行四边形法则(1)交换律:a+b=b+a;(2)结合律:(a+b)+c=a+(b+c)减法求a与b的相反向量-b的和的运算叫做a与b的差三角形法则a-b=a+(-b)数乘求实数λ与向量a的积的运算(1)|λa|=|λ||a|;(2)当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;当λ<0时,λa的方向与a的方向相λ(μa)=λμa;(λ+μ)a=λa+μa;λ(a+b)=λa+λb3.共线向量定理向量a (a ≠0)与b 共线的充要条件是存在唯一一个实数λ,使得b =λa . 【考点突破】考点一、平面向量的有关概念【例1】给出下列四个命题: 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 . 其中正确命题的序号是( )A .②③B .①②C .③④D .②④ [答案] A[解析] 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 →|,AB →∥DC →且AB →,DC →方向相同,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.综上所述,正确命题的序号是②③. 【类题通法】1.相等向量具有传递性,非零向量的平行也具有传递性.2.共线向量即为平行向量,它们均与起点无关.3.向量可以平移,平移后的向量与原向量是相等向量.解题时,不要把它与函数图象的移动混为一谈.4.非零向量a 与a |a |的关系:a|a |是与a 同方向的单位向量. 【对点训练】 给出下列六个命题:①若|a |=|b |,则a =b 或a =-b ; ②若AB →=DC →,则ABCD 为平行四边形; ③若a 与b 同向,且|a |>|b |,则a >b ; ④λ,μ为实数,若λa =μb ,则a 与b 共线; ⑤λa =0(λ为实数),则λ必为零;⑥a ,b 为非零向量,a =b 的充要条件是|a |=|b |且a ∥b . 其中假命题的序号为________. [答案] ①②③④⑤⑥[解析] ①不正确.|a |=|b |.但a ,b 的方向不确定,故a ,b 不一定是相等或相反向量;②不正确.因为AB →=DC →,A ,B ,C ,D 可能在同一直线上,所以ABCD 不一定是四边形.③不正确.两向量不能比较大小.④不正确.当λ=μ=0时,a 与b 可以为任意向量,满足λa =μb ,但a 与b 不一定共线.⑤不正确.当λ=1,a =0时,λa =0.⑥不正确.对于非零向量a ,b ,a =b 的充要条件是|a |=|b |且a ,b 同向.考点二、平面向量的线性运算【例2】(1) 设D 为△ABC 所在平面内一点,AD →=-13AB →+43AC →,若BC →=λDC →(λ∈R ),则λ=( )A .2B .3C .-2D .-3(2)在△ABC 中,点M ,N 满足AM →=2MC →,BN →=NC →.若MN →=xAB →+yAC →,则x =________;y =________.[答案] (1)D (2)12 -16[解析] (1)由AD →=-13AB →+43AC →,可得3AD →=-AB →+4AC →,即4AD →-4AC →=AD →-AB →,则4CD →=BD →,即BD →=-4DC →,可得BD →+DC →=-3DC →,故BC →=-3DC →,则λ=-3.(2)由题中条件得,MN →=MC →+CN →=13AC →+12CB →=13AC →+12(AB →-AC →)=12AB →-16AC →=xAB →+yAC →,所以x =12,y =-16.【类题通法】1.解题的关键在于熟练地找出图形中的相等向量,并能熟练运用相反向量将加减法相互转化.2.用几个基本向量表示某个向量问题的基本技巧:(1)观察各向量的位置;(2)寻找相应的三角形或多边形;(3)运用法则找关系;(4)化简结果.【对点训练】1.已知D 为三角形ABC 边BC 的中点,点P 满足P A →+BP →+CP →=0,AP →=λPD →,则实数λ的值为________.[答案] -2[解析] 因为D 是BC 的中点,则AB →+AC →=2AD →.由P A →+BP →+CP →=0,得BA →=PC →. 又AP →=λPD →,所以点P 是以AB ,AC 为邻边的平行四边形的第四个顶点,因此AP →=AB →+AC →=2AD →=-2PD →,所以λ=-2.2.设D ,E 分别是△ABC 的边AB ,BC 上的点,AD =12AB ,BE =23BC .若DE →=λ1AB →+λ2AC →(λ1,λ2为实数),则λ1+λ2的值为________.[答案] 12[解析] DE →=DB →+BE →=12AB →+23BC →=12AB →+23(AC →-AB →)=-16AB →+23AC →,∵DE →=λ1AB →+λ2AC →,∴λ1=-16,λ2=23,因此λ1+λ2=12.考点三、共线向量定理的应用【例3】(1)已知向量AB →=a +3b ,BC →=5a +3b ,CD →=-3a +3b ,则( ) A .A ,B ,C 三点共线 B .A ,B ,D 三点共线 C .A ,C ,D 三点共线 D .B ,C ,D 三点共线(2)已知向量a ,b 不共线,且c =λa +b ,d =a +(2λ-1)b ,若c 与d 共线反向,则实数λ的值为( )A .1B .-12C .1或-12 D .-1或-12[答案] (1) B (2) B[解析] (1)∵BD →=BC →+CD →=2a +6b =2(a +3b )=2AB →, ∴BD →,AB →共线,又有公共点B , ∴A ,B ,D 三点共线.故选B.(2)由于c 与d 共线反向,则存在实数k 使 c =k d (k <0),于是λa +b =k [a +(2λ-1)b ]. 整理得λa +b =k a +(2λk -k )b .由于a ,b 不共线,所以有⎩⎨⎧λ=k ,2λk -k =1,整理得2λ2-λ-1=0,解得λ=1或λ=-12.又因为k <0,所以λ<0,故λ=-12.【类题通法】 共线向量定理的应用(1)证明向量共线:对于向量a ,b ,若存在实数λ,使a =λb ,则a 与b 共线. (2)证明三点共线:若存在实数λ,使AB →=λAC →,则A ,B ,C 三点共线. (3)求参数的值:利用共线向量定理及向量相等的条件列方程(组)求参数的值. 【对点训练】1.向量e 1,e 2不共线,AB →=3(e 1+e 2),CB →=e 2-e 1,CD →=2e 1+e 2,给出下列结论:①A ,B ,C 共线;②A ,B ,D 共线;③B ,C ,D 共线;④A ,C ,D 共线,其中所有正确结论的序号为________.[答案] ④[解析] 由AC →=AB →-CB →=4e 1+2e 2=2CD →,且AB →与CB →不共线,可得A ,C ,D 共线,且B 不在此直线上.2.设向量a ,b 不平行,向量λa +b 与a +2b 平行,则实数λ=________. [答案] 12[解析] ∵λa +b 与a +2b 平行,∴λa +b =t (a +2b ),即λa +b =t a +2t b ,∴⎩⎨⎧λ=t ,1=2t ,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=12,t =12.。