3平面向量的坐标表示及线段的定比分点公式

3平面向量的坐标表示及线段的定比分点公式
3平面向量的坐标表示及线段的定比分点公式

5.3平面向量的坐标表示及线段的定比分点公式

要点透视:

1.要清楚向量的坐标与表示该向量的有向线段的起点、终点的具体位置无关,只与其相对位置有关.

2.遇到共线向量与平行有关问题,一般应考虑运用向量平行的充要条件.

3.线段的定比分点公式,要注意求定比分点A 的值,以便顺利求出分点坐标.

活题解析:

例1.(2002年天津卷)平面直角坐标系中, O 是坐标原点,已知两点A (3,

1),B (-1,3),若点C 满足OC OA OB αβ=+,其中α,β∈R ,且α+β=1,则点C 的轨迹方程是( )

A .3x +2y -11=0

B .(x -1)2+(y -2)2=25

C .2x -y =0

D .x +2 y -5=0

要点精析:I 设OC =(x ,y ),OA =(3,1),OB =(-1,3),

α·OA =(3α,α),βOB =(-β,3β),又αOA +βOB =(3α-β,α+3β), ∴ (x ,y )=(3α-β,α+3β),∴ 33x y αβαβ=-??=+?

, 又α+β=1,因此得x +2y =5,所以选D .

思维延伸:本题主要考查向量法和坐标法的相互关系及转换方法.

例2.(2003年江苏卷)已知常数a >0,向量c =(0,a ),i =(1,0),经过原点O 以c +λi 为方向向量的直线与经过定点A (0,a )以i -2λc 为方向向量的直线相交于点P ,其中λ∈R ,试问是否存在两个定点E ,F ,使得|PE |+|PF |为定值?若存在,求出E ,F 的坐标;若不存在,说明理由.

要点精析:本题考查平面向量的概念和计算、求轨迹的方法、椭圆的方程和性质、利用方程判定曲线的性质、曲线与方程的关系等解析几何的基本思想和综合解题能力.

解:根据题没条件,首先求出点P 满足的方程,据此再判断是否存在两定点,使得P 到两定点的距离之和为定值.

因为i =(1,0),c =(0,a ),

所以c +λi =(λ,a ),i -2λc =(1,-2λa ).

因此直线OP 和AP 的方程分别为λy =ax 和y -a =-2λax ,

消去参数λ,得点P (x ,y )的坐标满足y (y -a )=-2a 2x 2,

整理得222

()211()82

a y x a -+= ① 因为a >0,所以得

(1)当a =2

2时,方程①表示圆,故不存在合乎题意的定点E 和F ; (2)当0

2时,方程①表示椭圆,焦点E

2a ),F (

2a )

为合乎题意的两个定点;

(3)当a >2

2时,方程①表示椭圆,焦点E

(0, 1(2a +)和F (0,

-1(2a )为合乎题意的两个定点。 例3.如图所示,平行四边形ABCD 顶点A 的

坐标为(-2,1),一组对边AB ,CD 的中点分别是

M (3,0),N (-1,-2),求其余顶点坐标.

要点精析:抓住平行四边形是中心对称图形,

用中点坐标即可求解.

解法1:设其余三个顶点B ,C ,D 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),(x 3,y 3),因为M 是AB 的中点,

11232102

x y -+?=???+?=??, 解得1181x y =??=-?, 所以B (8,-1). MN 的中点为 P (1,-1),且P 是AC 中点,可得 C (4,-3).

再由N 为CD 中点,可得D (-6,-1).

所求顶点坐标为B (8,-1),C (4,-3),D (-6,-1).

解法2:设B 点坐标(x ,y ),则AM =MB ,即(5,-1)=(x —3,y ),

351x y -=??=-?解得81

x y =??=-?,所以B (8,-1).

同理,由AM =DN =NC ,求得 C (4,-3),D (-6,-1).

思维延伸:本题的两种解法体现了线段的定比分点坐标公式与向量坐标运算的统一性.同时,还体现了向量坐标运算的优越性.

练 习 题

一、选择题

1.已知平行四边形三个顶点的坐标为(-1,0),(3,0),(1,-5),则第四点的坐标为( )

A .(1,5)或(5,-5)

B .(1,5)或(-3,-5)

C .(5,-5)或(-3,-5)

D .(1,5)或(-3,-5)或(5,-5)

2.在梯形ABCD 中,AB //CD ,且|AB |=λ|DC |(λ≠0).若AB =a ,AD =b , 则AC 等于( )

A .λa +b

B .a +λb

C .1λa +b

D .a +1λb 3.已知a =(-2,5),|b |= 2|a |.若b 与a 反向,则b 等于( )

A .(-4,10)

B .(4,-10)

C .(-1,25)

D .(1.-2

5) 4.设点P ( 2,3)分有向线段12PP 所成之比为2

1,点P 1的坐标为(1,2),则P 2的坐标是( )

A .(2,3)

B .(5,4)

C .(4,5)

D .(5,6)

5.已知△ABC 的三个顶点 A (0,3),B (3,3),C (2,0).若直线x =a 将△ABC 分割成面积相等的两部分,则实数a 的值为( )

A .3

B .1+22

C .133

D .2

2 6.在△ABC 中,A ( 0,7),B (-4,5),重心G (0,3

1),则△ABC 为( ) A .锐角三角形 B .等边三角形 C .钝角三角形 D .直角三角形

二、填空题:

7.已知两个向量a =(3,4),b =(2,-1),若a +x b 与a -b 平行,则x = .

8.已知A (-3,2),AB =( 8,0),则线段AB 中点的坐标为 .

9.设a ,b 是不共线的两个向量,已知AB =2a +k b ,BC =a +b ,CD =a -2b ,若A ,B ,D 三点共线,则k 的值为 .

10.已知三点A (1,1),B (2,-4),C (x ,-9)共线,则x 的值是 .

三、解答题:

11.已知向量a =(8,2),b =(3,3),c =(6,12),p =(6,4).问:是否存在实数x ,y ,z ,同时满足下列两个条件:①p =x a +y b +z c ,② x +y +z =1?如果存在,请求出x ,y ,z 的值;如果不存在,请说明理由.

12.如图所示,已知三点A (x

1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,

y 3),D 点分AB 的比是3

1,E 在BC 上,且使△BDE 的面积是△ABC 的一半,求向量DE 的坐标.

13.如图所示,已知四边形ABCD 是正方形,

//BE AC ,AC =CE ,EC 的延长线交BA 的延长线于

F 点,求证AF =AE 。

14.运用向量的观点求246cos cos cos 777

πππ++的值。 15.已知点O ( 0,0),A ( 1,2),B ( 4,5)及OP =OA +t AB ,试问:

(1)t 为何值时,P 在x 轴上?在y 轴上?在第二象限?

(2)四边形OABP 能否成为平行四边形?若能,求出相应的t 的值;若不能,请说明理由。

三角形的定比分点公式及应用

三角形的定比分点公式及应用 河南驻马店 郭新华 本文从有向面积的定义推导出三角形的定比分点公式及其推论,并揭示该公式和梅涅劳斯定理,塞瓦定理,凡·奥贝尔公式以及调和点列公式的内在关系,同时举例说明其应用。 1. 预备知识 定义 三角形的有向面积是指通常所知的面积大小加上正负号。当三个顶点逆时针排列时有向面积为正,反之为负,三点共线时为零。 为简化叙述,约定AB 表示有向线段AB 的数量,ABC ?表示△ABC 的有向面积。 由定义,△ABC 的有向面积表达式有下列关系: ABC ?=BCA ?=CAB ?=BAC ?-=ACB ?-=CBA ?-. 对于△ABC 所在平面上任意点P ,AP 的连线交边BC 所在直线于D ,如图1-1,图1-2所示,有 PCA PBC PAB ABC ?+?+?=? . 及 AD PD ABC PBC =?? 2. 三角形的定比分点公式

设点P 在△ABC 所在平面上,直线AP ,BP ,CP 分别交边BC ,CA ,AB 所在直线于D ,E ,F ,如图2-1,图2-2所示,则 111 11113 21=+++++λλλ (1) 其中PD AP =1λ,PE BP =2λ,PF CP =3λ. 证明:因为 AD PD ABC PBC =??PD AP PD +=1 11 λ+= 类似地 BCA PCA ??211λ+=,CAB PAB ??3 11 λ+=. 所以321111111λλλ+++++=ABC PBC ??+BCA PCA ??+CAB PAB ??=1 变形1 21113 32211=+++++λλλλ λλ (2) 变形2 3213212λλλλλλ=+++ (3) 式(1)展开既得式(3) 3 三角形的定比分点公式的推论 如图2-1所示,当点P 在△ABC 内时,321λλλ,,均为正数, 记 321λλλ++=U , 313221λλλλλλ++=V , 321λλλ=W .

向量的坐标表示及其运算

资源信息表

(2)向量的坐标表示及其运算(2) 一、教学内容分析 向量是研究数学的工具,是学习数形结合思想方法的直观而又生动的内容.向量的坐标以及向量运算的坐标形式,则从“数、式”的角度对向量以及向量的运算作了精确的、定量的描述.本节课是向量的坐标及其运算的第二课时,一方面把“形”与“数、式”结合起来思考,以“数”入微,借“形”思考,体会并感悟数形结合的思维方式;另一方面通过例5的演绎推理教学,体会代数证明的严谨性,也为定比分点(三点共线)的教学提供基础. 二、教学目标设计 1.理解并掌握两个非零向量平行的充要条件,巩固加深充

要条件的证明方式; 2.会用平行的充要条件解决点共线问题; 3、定比分点坐标公式. 三、教学重点及难点 课本例5的演绎证明; 分类思想,数形结合思想在解决问题时的运用; 特殊——一般——特殊的探究问题意识. 五、教学过程设计: 复习向量平行的概念: 提问:(1)升么是平行向量方向相同或相反的向量叫做平行向

量。 (2)实数与向量相乘有何几何意义 (3)由此对任意两个向量,a b ,我们可以用怎样的数量关系来刻画平行对任意两个向量,a b ,若存在一个常数λ,使得 a b λ=?成立,则两向量a 与向量b 平行 (4)思考:如果向量,a b 用坐标表示为) ,(),,(2211y x y x ==能否用向量的坐标来刻画这个数量关系12 12 x x y y λλ=??=? 思考:如果向量,a b 用坐标表示为),(),,(2211y x y x ==,则 2 121y y x x =是b a //的( )条件. A 、充要 B 、必要不充分 C 、充分不必要 D 、既不充分也不必要 由此,通过改进引出 课本例5 若,a b 是两个非零向量,且1122(,),(,)a x y b x y ==, 则//a b 的充要条件是1221x y x y =. 分析:代数证明的方法与技巧,严密、严谨. 证明:分两步证明, (Ⅰ)先证必要性://a b 1221x y x y ?= 非零向量//a b ?存在非零实数λ,使得a b λ=,即

3平面向量的坐标表示及线段的定比分点公式

5.3平面向量的坐标表示及线段的定比分点公式 要点透视: 1.要清楚向量的坐标与表示该向量的有向线段的起点、终点的具体位置无关,只与其相对位置有关. 2.遇到共线向量与平行有关问题,一般应考虑运用向量平行的充要条件. 3.线段的定比分点公式,要注意求定比分点A 的值,以便顺利求出分点坐标. 活题解析: 例1.(2002年天津卷)平面直角坐标系中, O 是坐标原点,已知两点A (3, 1),B (-1,3),若点C 满足OC OA OB αβ=+ ,其中α,β∈R ,且α+β=1,则点C 的轨迹方程是( ) A .3x +2y -11=0 B .(x -1)2+(y -2)2=25 C .2x -y =0 D .x +2 y -5=0 要点精析:I 设OC =(x ,y ),OA =(3,1),OB =(-1,3), α· OA =(3α,α),βOB =(-β,3β),又αOA +βOB =(3α-β,α+3β), ∴ (x ,y )=(3α-β,α+3β),∴ 33x y αβαβ=-??=+? , 又α+β=1,因此得x +2y =5,所以选D . 思维延伸:本题主要考查向量法和坐标法的相互关系及转换方法. 例2.(2003年江苏卷)已知常数a >0,向量c =(0,a ),i =(1,0),经过原点O 以c +λi 为方向向量的直线与经过定点A (0,a )以i -2λc 为方向向量的直线相交于点P ,其中λ∈R ,试问是否存在两个定点E ,F ,使得|PE |+|PF |为定值?若存在,求出E ,F 的坐标;若不存在,说明理由. 要点精析:本题考查平面向量的概念和计算、求轨迹的方法、椭圆的方程和性质、利用方程判定曲线的性质、曲线与方程的关系等解析几何的基本思想和综合解题能力. 解:根据题没条件,首先求出点P 满足的方程,据此再判断是否存在两定点,使得P 到两定点的距离之和为定值. 因为i =(1,0),c =(0,a ), 所以c +λi =(λ,a ),i -2λc =(1,-2λa ). 因此直线OP 和AP 的方程分别为λy =ax 和y -a =-2λax , 消去参数λ,得点P (x ,y )的坐标满足y (y -a )=-2a 2x 2, 整理得222 ()211()82 a y x a -+= ① 因为a >0,所以得 (1)当a =2 2时,方程①表示圆,故不存在合乎题意的定点E 和F ; (2)当0

定比、定比分点公式

8.1(3)定比、定比分点公式 一、教学内容分析 本节是8.1的第三节课,是学习向量坐标表示及运算、向量的模与平行之后的又一个新的知识点.它既是对前两节内容复习与巩固,又是对向量知识的进一步深化与拓展,如式子 12PP PP λ=u u u r u u u r 中的λ由实 数推广到定比.同时,经历定比分点公式的推导过程,让学生领悟定比分点的多元化表示方法. 本节的教学重点是定比分点公式的形成、深化、拓展与应用.难点是定比λ的理解、确定及定比分点公式中分点、始点、终点坐标位置的识别. 根据本节特点,教师采取启发、提问为主的教学方法;学生则进行自主学习.即课前进行主动预习,课中进行讨论与交流,课后进行探索研究. 二、教学目标设计 1理解定比的概念,掌握定比分点公式; 2通过定比分点公式的推导过程,巩固向量的运算方法; 感悟定比分点的几种表达方式; 3通过本节的学习,提升发现能力、推理能力,渗透数形结合 思想. 三、教学重点及难点 定比的概念,定比分点公式的推导和应用. 四、教学流程设计

五、教学过程设计 一、 情景引入 观察思考,引入新课 问题1:设)1,2(A ,)1,2(--B ,)2,4(C 三点共线,可知BA u u u r ∥AC u u u r ,即存 在实数λ,使BA u u u r = λAC u u u r ,那么实数λ= . 而若 BC CA λ=u u u r u u u r ,则λ= . [说明](1)本问题由共线三点坐标求实数λ,它既是对前一节向量平行的复习与巩固,同时又为定比λ的产生作好铺垫(2)通过本题可以看出使两向量平行的实数λ的取值可正可负. 问题2:设1P (1,1),2P (4,4), λ=1.当12PP PP λ=u u u r u u u r 时, 你能求出点P 的坐标吗?(引出课题) [说明]问题2是由共线三点中的两点坐标和定比λ的值求第三点坐

3平面向量的坐标表示及线段的定比分点公式

5. 3平面向量的坐标表示及线段的定比分点公式要点透视: 1?要清楚向量的坐标与表示该向量的有向线段的起点、终点的具体位置无关,只与其相对位置有关. 2?遇到共线向量与平行有关问题,一般应考虑运用向量平行的充要条件. 3?线段的定比分点公式,要注意求定比分点A的值,以便顺利求出分点坐 标. 活题解析: 例1. (2002年天津卷)平面直角坐标系中, O是坐标原点,已知两点A(3, 1),B( — 1, 3),若点 C 满足 OC =aOA+POB,其中 a 氏 R 且 a+3=1,则点 C的 轨迹方程是() 2 2 A. 3x+ 2y— 11 = 0 B. (x— 1) + (y—2)=25 C. 2x— y= 0 T D士+ 2 y— 5=0^ 要点精析:I 设OC =(x, y),OA = (3, 1),OB =(— 1,3), T T T T a OA=(3 a a, 3OB =( — 3, 3 3,又 aOA+ 3OB =(3 a— 3, a+3 3, I X =3*^ — P 二(x, y)= (3a— 3 a+ 33,;$ n , [y =a +3卩 又a+ 3= 1,因此得x+ 2y= 5,所以选D . 思维延伸:本题主要考查向量法和坐标法的相互关系及转换方法. I I 例2. (2003年江苏卷)已知常数a>0,向量c=(0, a),i = (1, 0),经过原点 O以 c+Xi为方向向量的直线与经过定点 A(0, a)以i — 2Xc为方向向量的直线相交于 点P,其中疋R,试问是否存在两个定点E, F,使得|PE| + |PF|为定值?若存在, 求出E, F的坐标;若不存在,说明理由. 要点精析:本题考查平面向量的概念和计算、求轨迹的方法、椭圆的方程和性质、利用方程判定曲线的性质、曲线与方程的关系等解析几何的基本思想和综合解题能力. 解:根据题没条件,首先求出点P满足的方程,据此再判断是否存在两定点,使得P到两定点的距离之和为定值. 因为1=(° 0), c = (0, a), 所以 c + xi =( X, a), i — 2 入c = (1, — 2 Xa). 因此直线OP和AP的方程分别为?y=ax和y— a= — 2 Xx,

定比分点的向量公式及应用

定比分点的向量公式及应用 浙江省永康市古山中学(321307) 吴汝龙 定比分点的向量公式:在平面上任取一点O ,设OP =1,OP =2,若21PP P λ=,则b a OP λ λ λ+++= 111。 特别地,当1=λ时,即P 为线段21P P 的中点,则有b a OP 2 1 21+= 。 用定比分点的向量公式,可使有些问题的解决更简洁。下面举几例说明。 一、求定比λ的值: 例1:已知A (1,2),B (1,3-)及直线l :54-=x y ,直线AB 与l 相交于P 点,求P 点分AB 的比λ。 解:设),(y x P ,则由λ=,得 )11,131()1,3(1)1,2(11),(λ λ λλλλλ+-++=-+++= y x , 又∵P 点在直线l 上, ∴51)31(411-++=+-λ λλλ, ∴31=λ。 例2:如图所示,在ABC ?中,D 为边BC 上的点,且k =,E 为AD 上的一点,且l =,延长BE 交AC 于F ,求F 分有向线段所成的比λ。 解:∵λ=,∴λλλ+++= 111, 又EA l DE =,∴BA l l BD l BE +++=111, 而BC k k DC k BD +==1, ∴BA l l BC k l k BE ++++= 1)1)(1(, ∵B 、E 、F 共线,∴设BF t BE =,而BA t BC t BF t λ λλ+++=11 ∴ BA t BC t BA l l BC k l k λ λλ+++=++++111)1)(1( F E D C B A

∴???????+=+++=+l l t k l k t 11) 1)(1(1λλλ,解得k k l )1(+=λ。 二、求直线上点的坐标 例3:已知点)1,1(--A ,)5,2(B ,点C 为直线AB 上一点,且5-=,求C 点的坐标。 分析:先求出C 点分的λ的值,再利用定比分点的向量公式求出点C 的坐标。 解:∵5-=,∴5==CB λ, 利用定比分点的坐标公式有 )4,2 3 ()5,2(65)1,1(616561=+--=+=OB OA OC 。 ∴C 点的坐标为)4,2 3 (。 例4:已知)3,2(A ,)5,1(-B ,且AB AC 3 1 =,3=,求点C ,D 的坐标。 分析:由题设,运用定比分点的向量公式,可以求得点C ,D 的坐标。 解:设),(11y x C ,),(22y x D , ∵AB AC 31 = ,∴2 11== λ, ∴根据定比分点的向量公式有OB OA OC 2 11111 λλλ+++= , ∴)311 ,1()5,1(31)3,2(32)5,1(2 1121 )3,2(2111),(11=-?+?=-?++?+=y x 同理由AB AD 3=得2 3 2- == λ, ∴根据定比分点的向量公式有OB OA OC 2 11111 λλλ+++= , ∴)9,7()5,1(3)3,2(2)5,1(2 3123 )3,2(2311 ),(22-=-?+?-=-?+- +?-=y x

线段的定比分点公式的应用(精品绝对好)

线段的定比分点公式的应用 一、难点知识剖析 (一)、在运用线段的定比分点坐标公式时,要注意(x 1,y 1)是起点的坐标,(x 2,y 2)是终点的坐标,(x ,y)表示分点的坐标,在每个等式中涉及到四个不同的量,它们分别表示三个坐标和定比λ,只要知道其中任意三个量,便可求第四个量. (二)、如何确定定比分点坐标公式中的λ 1、由坐标确定:分点坐标 终点坐标起点坐标 分点坐标--=--=--= y y y y x x x x 2121λ 2、由12 PP PP λ= 确定:先求||||21PP =λ2 1PP =λP 1与2PP 的方向决定λ的符号. 例:设点P 1(),11y x ,),(222y x P ,点P 是直线 21P P 上任意一点,且满足 1 2PP PP λ= ,求点P 的坐标. (三)、特殊情况的分析 1、λ=0时,分点P 与起点P 1重合 2、λ=1时,分点P 为线段P 1P 2的中点 3、λ不可能等于-1(若λ=-1,则P 1、P 2重合,与P 1P 2为线段矛盾) ∴λ∈(-∞,-1)∪(-1,+∞) 4、无论λ取何实数(当然λ≠-1)分点P 不可能与终点P 2重合 二、例题讲解 例1、已知点A 分有向线段的比为2,求下列定比λ:(1)A 分的比;(2)B 分的比;(3)C 分的比.

分析:本题直接用公式计算不太方便,若画出图表就一目了然. 解答:因为A分的比为2,所以A在BC之间,且|BA|=2|AC|(如图所示) 例2、已知P分所成的比为λ,O为平面上任意一点,. 求证:线段定比分点向量公式 证明:∵P分所成比为λ, 例3、已知三点A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D点内分的比为,E在BC上,且使△BDE的面积是△ABC面积的一半,求向量的坐标.(提示:三角形面积等于两边与其夹角正弦乘积的一半) 分析:要求的坐标,就要求D点的坐标,也要求E点的坐标.由于E点在线段BC上,且已知B、C两点的坐标,因此我们只要能确定E分有向线段的比,应用定比分点公式就能求出E点的坐标,将E点坐标减去D点的坐标就可得到向量. 解答:如图所示,

平面向量的坐标表示

7.2.2平面向量的坐标表示 7.2.3共线向量的坐标表示 课 型:新授课 课 时:1课时 一、教材分析 1.前面学习了平面向量的坐标表示,实际是平面向量的代数表示.在引入了平面向量的坐标表示后可使向量完全代数化,将数与形紧密结合起来,这就可以使很多几何问题的解答转化为学生熟知的数量运算. 2.本小节主要是运用向量线性运算的交换律、结合律、分配律,推导两个向量的和的坐标、差的坐标以及数乘的坐标运算.推导的关键是灵活运用向量线性运算的交换律、结合律和分配律. 3.引进向量的坐标表示后,向量的线性运算可以通过坐标运算来实现,一个自然的想法是向量的某些关系,特别是向量的平行、垂直,是否也能通过坐标来研究呢?前面已经找出两个向量共线的条件(如果存在实数λ,使得b a λ=,那么与共线),本节则进一步地把向量共线的条件转化为坐标表示.这种转化是比较容易的,只要将向量用坐标表示出来,再运用向量相等的条件就可以得出平面向量共线的坐标表示.要注意的是,向量的共线与向量的平行是一致的. 二、教学目标 1、知识与技能目标 进一步掌握平面向量正交分解及其坐标表示;会用坐标表示平面向量的加、减及数乘运算;会推导并熟记两向量共线时坐标表示的充要条件. 2、 过程与方法 在平面向量坐标表示的基础上得到平面向量线性运算的坐标表示及向量平行的坐标表示;最后通过讲解例题,巩固知识结论,能利用两向量共线的坐标表示解决有关综合问题,培养学生应用能力. 3、情感态度与价值观 通过学习向量共线的坐标表示,让学生领悟到数形结合的思想;使学生认识事物之间的相互联系,培养学生辨证思维能力;培养学生勇于创新的精神.

定比、定比分点公式

(3)定比、定比分点公式 一、教学内容分析 本节是的第三节课,是学习向量坐标表示及运算、向量的模与平行之后的又一个新的知识点.它既是对前两节内容复习与巩固,又是对向量知识的进一步深化与拓展,如式子 12PP PP λ=中的λ由实数推广到定比.同时,经历定比分点公式的推导过程,让学生领悟定比分点的多元化表示方法. 本节的教学重点是定比分点公式的形成、深化、拓展与应用.难点是定比λ的理解、确定及定比分点公式中分点、始点、终点坐标位置的识别. 根据本节特点,教师采取启发、提问为主的教学方法;学生则进行自主学习.即课前进行主动预习,课中进行讨论与交流,课后进行探索研究. 二、教学目标设计 1理解定比的概念,掌握定比分点公式; 2通过定比分点公式的推导过程,巩固向量的运算方法; 感悟定比分点的几种表达方式; 3通过本节的学习,提升发现能力、推理能力,渗透数形结合 思想. 三、教学重点及难点 定比的概念,定比分点公式的推导和应用. 四、教学流程设计

五、教学过程设计 一、 情景引入 观察思考,引入新课 问题1:设)1,2(A ,)1,2(--B ,)2,4(C 三点共线,可知BA ∥AC ,即存在实数λ,使BA = λAC ??,那么实数λ= . 而若?BC CA λ=,则λ= . [说明](1)本问题由共线三点坐标求实数λ,它既是对前一节向量平行的复习与巩固,同时又为定比λ的产生作好铺垫(2)通过本题可以看出使两向量平行的实数λ的取值可正可负. 问题2:设1P (1,1),2P (4,4), λ=1.当12PP PP λ=时,你能求出点P 的坐标吗(引出课题) [说明]问题2是由共线三点中的两点坐标和定比λ的值求第三点坐标,本题给出的点具有一定的特殊性,这样便于学生利用数形结合思想猜出结果,尝试成功的快乐. 二、学习新课 1.定比分点公式

立体几何(向量法)—找点难(定比分点公式)

立体几何(向量法)—找点难(定比分点公式) 例1(2013年普通高等学校招生统一考试天津数学(理)试题(含答案))如图, 四棱柱 ABCD -A 1B 1C 1D 1中, 侧棱A 1A ⊥底面ABCD , AB (Ⅰ) 证明B 1C 1⊥CE ; (Ⅱ) 求二面角B 1-CE -C 1的正弦值. (Ⅲ) 设点M 在线段C 1E 上, 且直线AM 与平面ADD 1A 1所成角的正弦值为6 , 求线段AM 的长. 【答案】解:方法一:如图,以点A 为原点建立空间直角坐标系,依题意得A (0,0,0),B (0,0,2),C (1,0,1),B 1(0,2,2),C 1(1,2,1),E (0,1,0). (1)证明:易得B 1C 1→=(1,0,-1),CE →=(-1,1,-1),于是B 1C 1→·CE → =0,所以B 1C 1⊥CE . (2)B 1C → =(1,-2,-1), 设平面B 1CE 的法向量=(x ,y ,z ),

则?????·B 1C →=0,m · CE →=0,即?????x -2y -z =0,-x +y -z =0,消去x ,得y +2z =0,不妨令z =1,可得一个法向量 为=(-3,-2,1). 由(1),B 1C 1⊥CE ,又CC 1⊥B 1C 1,可得B 1C 1⊥平面CEC 1,故B 1C 1→ =(1,0,-1)为平面CEC 1 的一个法向量. 于是cos 〈,B 1C 1→〉=m ·B 1C 1→ |m |·|B 1C 1→|=-414×2=-2 77,从而sin 〈,B 1C 1→ 〉=217. 所以二面角B 1-CE -C 1的正弦值为217. (3)AE →=(0,1,0),EC 1→=(1,1,1).设EM →=λEC 1→=(λ,λ,λ),0≤λ≤1,有AM →=AE →+EM →=(λ,λ+1,λ).可取AB → =(0,0,2)为平面ADD 1A 1的一个法向量. 设θ为直线AM 与平面ADD 1A 1所成的角,则 sin θ=|cos 〈AM →,AB → 〉|=|AM →·AB →||AM →|·|AB →|= 2λ λ2+(λ+1)2+λ2×2=λ3λ2+2λ+1. 于是 λ3λ2+2λ+1=26 ,解得λ=1 3(负值舍去),所以AM = 2. 方法二:(1)证明:因为侧棱CC 1⊥平面A 1B 1C 1D 1, B 1 C 1?平面A 1B 1C 1 D 1,所以CC 1⊥B 1C 1.经计算可得B 1 E =5,B 1C 1=2,EC 1=3,从而 B 1E 2=B 1 C 21+EC 21,所以在△B 1EC 1中,B 1C 1⊥C 1E .又CC 1,C 1E ? 平面CC 1E ,CC 1∩C 1E =C 1,所以B 1C 1⊥平面CC 1E ,又CE ?平面CC 1E ,故B 1C 1⊥CE . (2)过B 1 作B 1G ⊥CE 于点G ,联结C 1G .由(1),B 1C 1⊥CE .故CE ⊥平面B 1C 1G ,得CE ⊥C 1G ,

向量的坐标表示及其运算

向量的坐标表示及其运算

向量的坐标表示及其运算 【知识概要】 1. 向量及其表示 1)向量:我们把既有大小又有方向的量叫向量(向量可以用一个小写英文字母上 面加箭头来表示,如a读作向量a, 向量也可以用两个大写字母上面加 箭头来表示,如AB,表示由A到B的向量. A为向量的起点,B为向量的终点).向量AB(或a)的大小叫做向量的模,记作AB(或a). 注:①既有方向又有大小的量叫做向量,只有大小没有方向的量叫做标量,向量与标量是两种不同的量,要加以区别; ②长度为0的向量叫零向量,记作的方向是任意的注意与0的区别 ③长度为1个单位长度的向量,叫单位向量. 说明:零向量、单位向量的定义都是只限制大

小,不确定方向. 例1 下列各量中不是向量的是( D A.浮力 B.风速 C.位移 D.密度 例2 下列说法中错误 ..的是( A ) A.B.零向 量的长度为0 C. D.零向 例 3 把平面上一切单位向量的始点放在同一点,那么这些向量的终点所构成的图形是( D ) A.B. C. D. 2)向量坐标的有关概念 ①基本单位向量: 在平面直角坐标系中,方向分别与x轴和y轴正方向相同的两个单位向量叫做基本单位,记为i和j. ②将向量a的起点置于坐标原点O,作OA a , 则OA叫做位置向量,如果点A的坐标为(,) x y,它在

x 轴和 y 轴上的投影分别为 ,M N ,则 ,.OA OM ON a OA xi y j =+==+ ③ 向量的正交分解 在②中,向量OA 能表示成两个相互垂直的向量i 、j 分别乘上实数,x y 后组成的和式,该和式称 为i 、j 的线性组合,这种向量的表示方法叫做向 量的正交分解,把有序的实数对(,) x y 叫做向量a 的坐标,记为a =(,)x y . 一般地,对于以点1 1 1 (,)P x y 为起点,点2 2 2 (,)P x y 为终 点的向量12 PP ,容易推得122 121()()PP x x i y y j =-+-,于是相 应地就可以把有序实数对2 121(,) x x y y --叫做12 PP 的坐 标,记作12 PP =2 121(,) x x y y --. 3)向量的坐标运算:1 1 2 2 (,),(,)a x y b x y ==,R λ∈ 则1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 (,);(,);(,)a b x x y y a b x x y y a x x λλλ+=++-=--=. 4) 向量的模:设(,)a x y =,由两点间距离公式,可求得向量a 的模()norm . 2a x =+ 注:① 向量的大小可以用向量的模来表示,即用向量的起点与终点间的距离来表示;

定比、定比分点公式讲解学习

定比、定比分点公式

8.1(3)定比、定比分点公式 一、教学内容分析 本节是8.1的第三节课,是学习向量坐标表示及运算、向量的模与平行之后的又一个新的知识点.它既是对前两节内容复习与巩固,又是对向量知识的进一步深化与拓展,如式子 12PP PP λ=u u u r u u u r 中的λ由实数推广到定比.同时,经历定比分点公式的推导过程,让学生领悟定比分点的多元化表示方法. 本节的教学重点是定比分点公式的形成、深化、拓展与应用.难点是定比λ的理解、确定及定比分点公式中分点、始点、终点坐标位置的识别. 根据本节特点,教师采取启发、提问为主的教学方法;学生则进行自主学习.即课前进行主动预习,课中进行讨论与交流,课后进行探索研究. 二、教学目标设计 1理解定比的概念,掌握定比分点公式; 2通过定比分点公式的推导过程,巩固向量的运算方法; 感悟定比分点的几种表达方式; 3通过本节的学习,提升发现能力、推理能力,渗透数形结 合思想. 三、教学重点及难点 定比的概念,定比分点公式的推导和应用. 四、教学流程设计

五、教学过程设计 一、 情景引入 观察思考,引入新课 问题1:设)1,2(A ,)1,2(--B ,)2,4(C 三点共线,可知BA u u u r ∥AC u u u r ,即存在实数λ,使BA u u u r = λAC u u u r ,那么实数λ= . 而若 BC CA λ=u u u r u u u r ,则λ= . [说明](1)本问题由共线三点坐标求实数λ,它既是对前一节向量平行的复习与巩固,同时又为定比λ的产生作好铺垫(2)通过本题可以看出使两向量平行的实数λ的取值可正可负. 问题2:设1P (1,1),2P (4,4), λ=1.当12PP PP λ=u u u r u u u r 时,你能求出点 P 的坐标吗?(引出课题) [说明]问题2是由共线三点中的两点坐标和定比λ的值求第三点坐标,本题给出的点具有一定的特殊性,这样便于学生利用数形结合思想猜出结果,尝试成功的快乐. 二、学习新课

定比分点公式的三大应用

定比分点公式的应用 线段的定比分点坐标公式:设P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)是平面内两个定点,点P 0 (x 0,y 0)分有向线段12PP u u u u r 所成的比为λ,则 有 ??? ???? ++=++=λλλλ112 10210y y y x x x (λ≠-1) 而 01012020 x x y y x x y y λ--==-- 特别地,当点P 0为内分点或者与点P 1重合时,恒有λ≥0,当点P 为外分点时,恒有λ<0(λ≠-1)。 定比分点公式揭示了直线上点的位置与数量变化之间的转化关系。灵活应用这个公式,可使解题过程简洁明快,充分展现思维的独创性。下面举例说明它在解题中的应用。 一、用于求解数值的范围 例2.已知,0,1,a b c c <<≠-a+bc x=且1+c 求证:[,]x a b ?。 证明:设(),(),()A a B b P x 是数轴上的三点,P u u r 是AB 的定比分点,则定比 P ∴u u r 是AB 的外分点,则 [,]x a b ?。 二、用于解决不等式问题 例1.已知1,1a b <<,求证: 11a b ab +<+。 证明:设(1),(1),()1a b A B P ab +-+是数轴上的三点,P λu u r 分AB 的比是,则 1,10,a b P λ<<∴>Q 是u u r AB 的内分点, 1a b ab +∴ +在-1与1之间,即 11a b ab +<+。 定比分点公式的类比推理 从定比分点公式的结构形式来看,它与平面几何中的平行于梯形、三角形底边的截线问题,立体几何中的平行于柱、锥、台底面的截面问题以及数列中的通项公式、

人教版高中数学定比分点公式的向量形式及应用

定比分点公式的向量形式及应用 众所周知,向量法是解决平面几何问题的重要方法之一,而定比分点公式是解析几何中应用非常广泛的重要公式之一;本文介绍定比分点公式的向量形式及其在解决平面几何问题中的应用;供大家参考. 1 定理及其推论 定理 设点P 分21P P 的比为λ(即21PP P P λ=,1-≠λ),Q 为平面上的任意一点,则21 111QP QP QP λ λ λ+++= .(定比分点公式的向量形式) 证明: ∵21PP P P λ=,∴)(21QP QP QP QP -=-λ 即21)1(QP QP QP λλ+=+,即21 111QP QP QP λ λ λ+++= . 推论1设点P 为OAB ?的边AB 上的点,且 ,,n PB m AP ==则OB n m m OA n m n OP +++=. 推论2设点P 为OAB ?的边AB 的中点,则)(2 1 OB OA OP +=. 推论3 OAB ?中,点P 在直线AB 上的充要条件是:存在实数t ,使 OB t OA t OP )1(-+=成立 证明:(充分性)∵OB t OA t OP )1(-+=, ∴)(OB OA t OB OP -=-,即BA t BP =, 故P B A ,,三点共线,即点P 在直线AB 上. (必要性)(1)当点P 不与B 重合时,可设P 分AB 的比为λ,则由定理可知 OB OA OP λλλ+++= 111,取λ +=11 t 得OB t OA t OP )1(-+=.

(2) 当点P 与B 重合时,可取0=t ,显然有OB t OA t OP )1(-+=成立. 推论4在直角坐标平面中,设()111,y x P ,()222,y x P ,()y x P ,,且点P 分21P P 的比为λ(其中1-≠λ),则λλ++= 121x x x ,λ λ++=12 1y y y (定比分点公式) 证明:取Q 为原点()0,0O ,由定理可得()()),(1,11 ,2211y x y x y x λ λλ+++=, 即λλ++=121x x x ,λ λ++=12 1y y y 2 应用举例 (1)证明比例线段关系 例1 如图,在ABC ?中,E D ,是BC 边的三等分点,D 在B 和E 这之间, F 是AC 的中点, G 是AB 的中点,设 H 是线段DF 与EG 的交点,求比值HG EH :. 分析:要求比值HG EH :的大小,只须得到向量与向量之间的线性关系,由平面向量基本定理可知,可选择一组合适的基底, 则向量EH 、向量都可用这组基底的线性组合表示之,一旦表示成功,则结论也唾手可得了. 证明:设=, =,连结CG 、CH ,由于EC BE 2=, 由推论1可知:=+= 3132)(3 132-+ CG CB -=31)(2131CA CB CB +-==b a 2 161-- 即2 1 61+=;∵D 、H 、F 三点共线,∴t t )1(-+= ))(1(t t --+=== --+)3121)(1(3a b t a t b t a t 2 1312-+-, ∵与EH 是共线向量,∴0312212161=-?--? t t ,即5 3 =t , E

定比分点公式的三大应用

定比分点公式的应用 线段的定比分点坐标公式:设P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)是平面内两个定点,点P 0(x 0,y 0)分有向线段12PP 所成的比为λ,则 有??? ???? +=++=λλλ12 10210y y y x x x (λ≠-1)而01012020 x x y y x x y y λ--==-- λ<0(λ≠-1)。 可使解例2.已知P ∴是例1.已知证明:设1,a b

分成上、下两部分之比为λ(λ≠-1),则EF 的长l= λ λ++12 1l l (λ≥0)。 特别地,(1)当l 1=l 2时,条件为一平行四边形,结论仍成立; (2)当l 1=0时,条件为一三角形,结论仍成立; (3)当λ=1时,即可得到梯形的中位线公式。 证明:设BA 的延长线与CD 的延长线交于O ,由三角形相似可得 由(1)(2)可得λ λ++= 12 1l l l 。 。 h 和h ,依照公式2的推导方法,不难证明出以下两公式: 命题2’:设棱台的上、下底面积分别为S 1、S 2,平行于底面的截面的面积为S 0,若此截面将棱台的侧面分成的上、下两部分的面积之比为λ,则有λ λ++= 1)()()(2 22120S S S 命题2”:设棱台的上、下底面积分别是S 1、S 2,平行于底面的面积为S 0.若此截面将棱台分成的上、下两部分的体积比为λ,则有λ λ++=1)()()(3 2313 0S S S

定比分点公式专题讲座

线段的定比分点 南宁二中 陈芬 教学重点:1、准确理解和掌握定比分点的有关概念; 2、掌握定比分点坐标公式及其推导方法与应用。 教学难点:1、定比分点的有关概念及定比分点坐标公式的推导方法; 2、暴露公式推导中所蕴涵的数学思想与方法。 教学目标 ⑴掌握定比分点的有关概念、定比分点坐标公式及公式的推导方法和应用。 ⑵领悟到公式推导中蕴涵的数学思想,并在推导过程中培养学生的思维能力 和创新能力,以及对知识的应用能力。 ⑶感悟如何去分析问题、提出问题并解决问题的思维过程,学会自主学习。 ⑷培养学生勇于探究、善于探究的精神,从而养成学生良好的数学学习品质。 教学方式:启发式、探究式 教具使用:多媒体 教学过程: 一、设置情景 中国驻南极的科考站派出的科考车在科考站附近的两个地点1P 、2P 之间进行实地考察(如图),1P 在科考站北偏西距离10公里的地方,2P 在科考站北偏东距离20公里的地方。科考车按一定速度从1P 到2P 直线行驶需3个小时。一天,科考站收到消息,科考车从1P 出发2小时到P 处时出现故障,现从科考站派出的救援车若按一定速度行驶,则应朝哪个方向行驶可最快赶往出事点P 处? 西南

二、探究引入与揭示课题 问题一: 针对以上实际问题,请同学们提炼出一个数学模型。(展示学生的成果) ①已知点),(111y x P 、),(222y x P ,有一点P 使 k PP P P =2 1,求P 点坐标 ②已知点),(111y x P 、),(222y x P ,直线21P P 上有一点P 使 k PP P P =21,求P 点坐标 ③已知点),(111y x P 、),(222y x P ,线段21P P 上有一点P 使k PP P P =2 1,求P 点坐标 问题二: 哪几个表述是可以解决的? (通过分析,学生会发现只有③可以确定解决,①解决不了,而②包含有两种情况,其中一种就是③,那另一种情况呢?引导学生对②进行分类,得出以下两种表述) ④已知点),(111y x P 、),(222y x P ,线段21P P 延长线上有一点P 使k PP P P =2 1,求P 点 坐标 ⑤已知点),(111y x P 、),(222y x P ,线段21P P 反向延长线上有一点P 使 k PP P P =2 1,求P 点坐标 问题三: ③④⑤的表述有哪些异同?可以用什么更简洁的表述形式来代替这些表述? (引导学生归纳出:③④⑤的表述都可用下面的形式代替就) 21PP P P λ= 问题四: λ取何值时分别代表③④⑤的意义? 点P 在线段21P P 上?0>λ; 点P 在线段21P P 延长线上?1-<λ; 点P 在线段21P P 反向延长线上?01<<-λ

向量公式汇总

向量公式汇总 平面向量 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。 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∣。

平面向量的坐标表示及其运算

一. 情境引入 上海市莘庄中学的健美操队四名队员A 、B 、C 、D 在一个长10米,宽8米的矩形表演区域EFGH 内进行健美操表演. (1)若在某时刻1t ,四名队员A 、B 、C 、D 保持如图1所示的平行四边形队形.队员A 位于点F 处,队员B 在边FG 上距F 点3米处,队员D 位于距EF 边2米距FG 边5米处.你能确定此时队员C 的位置吗? [说明] 此时队员C 在位于距EF 边5米距FG 边5米处.这个图形比较特殊,学生很快就会得到答案,这时教师引入第二个问题. (2)若在某时刻2t ,四名队员A 、B 、C 、D 保持如图2所示的平行四边形队形.队员A 位于距EF 边2米距FG 边1米处,队员B 在距EF 边6米距FG 边3米处,队员D 位于距EF 边4米距FG 边5米处.你能确定此时队员C 的位置吗? 二.学习新课 1. 向量的正交分解 我们称在平面直角坐标系中,方向与x 轴和y 轴正方向分别相同的的两个单位向量叫 做基本单位向量,分别记为,i j r r ,如图,称以原点O 为起点的向量为位置向量,如下图左,OA uu u r 即为一个位置向量. G H G

思考1:对于任一位置向量OA uu u r ,我们能用基本单位向量,i j r r 来表示它吗? 如上图右,设如果点A 的坐标为 (),x y ,它在小x 轴,y 轴上的投影分别为M ,N ,那 么向量OA uu u r 能用向量OM u u u u r 与ON u u u r 来表示吗?(依向量加法的平行四边形法则可得OA OM ON =+u u u r u u u u r u u u r ),OM u u u u r 与ON u u u r 能用基本单位向量,i j r r 来表示吗?(依向量与实数相乘 的几何意义可得,OM xi ON y j ==u u u u r r u u u r r ),于是可得: OA OM ON xi y j =+=+u u u r u u u u r u u u r r r 由上面这个式子,我们可以看到:平面直角坐标系内的任一位置向量OA uu u r 都能表示成 两个相互垂直的基本单位向量,i j r r 的线性组合,这种向量的表示方法我们称为向量的正交分 解. 2.向量的坐标表示 思考2:对于平面直角坐标系内的任意一个向量a r ,我们都能将它正交分解为基本单位向量,i j r r 的线性组合吗?如下图左. 显然,如上图右,我们一定能够以原点O 为起点作一位置向量OA uu u r ,使OA a =uu u r r .于是,

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