1 平面向量系数
微专题 妙用等和线解决平面向量系数和、差、商、平方问题(六大题型)(解析版)

妙用等和线解决平面向量系数和、差、商、平方问题【题型归纳目录】题型一:x +y 问题(系数为1)题型二:mx +ny 问题(系数不为1)题型三:mx -ny 问题题型四:m x +ny 问题题型五:yx 问题题型六:x 2+y 2问题【方法技巧与总结】(1)平面向量共线定理已知OA =λOB +μOC ,若λ+μ=1,则A ,B ,C 三点共线;反之亦然。
(2)等和线平面内一组基底OA ,OB 及任一向量OP ,OP =λOA +μOB (λ,μ∈R ),若点P 在直线AB 上或者在平行于AB 的直线上,则λ+μ=k (定值),反之也成立,我们把直线AB 以及与直线AB 平行的直线称为等和线。
①当等和线恰为直线AB 时,k =1;②当等和线在O 点和直线AB 之间时,k ∈(0,1);③当直线AB 在点O 和等和线之间时,k ∈(1,+∞);④当等和线过O 点时,k =0;⑤若两等和线关于O 点对称,则定值k 互为相反数;【典型例题】题型一:x +y 问题(系数为1)1(2024·山东滨州·统考一模)在△ABC 中,M 为BC 边上任意一点,N 为线段AM 上任意一点,若AN=λAB +μAC (λ,μ∈R ),则λ+μ的取值范围是()A.0,13 B.13,12C.[0,1]D.[1,2]【答案】C【解析】由题意,设AN =tAM,0≤t ≤1 ,当t =0时,AN =0 ,所以λAB +μAC =0 ,所以λ=μ=0,从而有λ+μ=0;当0<t ≤1时,因为AN =λAB +μAC(λ,μ∈R ),所以tAM =λAB +μAC ,即AM =λt AB +μt AC ,因为M 、B 、C 三点共线,所以λt +μt=1,即λ+μ=t ∈0,1 .综上,λ+μ的取值范围是[0,1].故选:C .2(2024·陕西西安·高一西北工业大学附属中学校考阶段练习)在ΔABC 中,M 为边BC 上的任意一点,点N 在线段AM 上,且满足AN =13NM ,若AN =λAB +μAC(λ,μ∈R ),则λ+μ的值为()A.14B.13C.1D.4【答案】A【解析】设BM =tBC ,将AN 用AB 、AC 表示出来,即可找到λ和μ的关系,从而求出λ+μ的值.设BM=tBC (0≤t ≤1),AN =13NM ,所以AN =14AM =14(AB +BM )=14AB +14tBC =14AB+14t (AC -AB )=14-14t AB+14tAC ,又AN =λAB +μAC ,所以λ+μ=14-14t +14t =14.故选:A .3(2024·重庆铜梁·高一统考期末)在△ABC 中,点D 是线段BC 上任意一点,点P 满足AD =3AP,若存在实数m 和n ,使得BP =mAB +nAC,则m +n =()A.23B.13C.-13D.-23【答案】D【解析】由题意,AD =λAB +1-λ AC ,且0<λ<1,而AD =3AP =3AB +BP ,所以3AB +3BP =λAB +1-λ AC ,即BP =λ-33AB +1-λ3AC ,由已知,m =λ-33,n =1-λ3,则m +n =-23,选项D 正确.故选:D题型二:mx +ny 问题(系数不为1)1(2024·山东潍坊·高一统考期末)已知O 是ΔABC 内一点,且OA +OB +OC =0,点M 在ΔOBC 内(不含边界),若AM =λAB +μAC,则λ+2μ的取值范围是()A.1,52B.1,2C.23,1D.12,1【答案】B【解析】根据OA +OB +OC =0 可知O 为ΔABC 的重心;根据点M 在ΔOBC 内,判断出当M 与O 重合时,λ+2μ最小;当M 与C 重合时,λ+2μ的值最大,因不含边界,所以取开区间即可.因为O 是ΔABC 内一点,且OA +OB +OC =0所以O 为ΔABC 的重心M 在ΔOBC 内(不含边界),且当M 与O 重合时,λ+2μ最小,此时AM =λAB +μAC =23×12AB +AC =13AB +13AC 所以λ=13,μ=13,即λ+2μ=1当M 与C 重合时,λ+2μ最大,此时AM =AC所以λ=0,μ=1,即λ+2μ=2因为M 在ΔOBC 内且不含边界所以取开区间,即λ+2μ∈1,2 所以选B2(2024·江苏南京·高一南京师大附中校考期末)在扇形OAB 中,∠AOB =60o,OA=1,C 为弧AB 上的一个动点,且OC =xOA +yOB.则x +4y 的取值范围为()A.[1,4)B.[1,4]C.[2,3)D.[2,3]【答案】B【解析】以O 为原点,OB 所在直线为x 轴建立平面直角坐标系,令∠COB =θ,则θ∈0°,60° ,因为OA =1,则B 1,0 ,A 12,32,C cos θ,sin θ ,又OC =xOA +yOB ,则cos θ=x 2+y sin θ=32x ,则y =cos θ-13sin θx =23sin θ ,则x +3y =-233sin θ+4cos θ,又θ∈0°,60° ,易知f θ =-233sin θ+4cos θ为减函数,由单调性易得其值域为1,4 .故选:B .3(2024·辽宁沈阳·高三统考期末)如图,在扇形OAB 中,∠AOB =30°,C 为弧AB 上且与A ,B 不重合的一个动点,且OC =xOA +yOB,若μ=x +λy (λ>0)存在最大值,则λ的取值范围是()A.34,33B.33,32C.34,32D.32,233【答案】D 【解析】设射线OB 上存在为B ,使OB =1λOB,AB 交OC 于C ,由于OC =xOA +yOB =xOA +λy 1λOB=xOA +λyOB ,设OC =tOC ,OC =x OA+λy OB ,由A ,B ,C 三点共线可知x +λy =1,所以u =x +λy =tx +t ∙λy =1,则μ=OC OC存在最大值1,即在弧AB (不包括端点)上存在与AB平行的切线,所以λ∈32,233.故答案为32,233题型三:mx -ny 问题1(2024·上海徐汇·高二位育中学校考阶段练习)如图,OM ⎳AB ,点P 在由射线OM 、线段OB 及AB 的延长线组成的区域内(不含边界)运动,且OP =xOA +yOB ,当x =-12时,y 的取值范围是【答案】12,32【解析】如图,OM ⎳AB ,点P 在由射线OM ,线段OB 及AB 的延长线围成的区域内(不含边界)运动,且OP =xOA +yOB ,由向量加法的平行四边形法则,OP 为平行四边形的对角线,该四边形应是以OB 和OA 的反向延长线为两邻边,∴x 的取值范围是(-∞,0);当x =-12时,要使P 点落在指定区域内,即P 点应落在DE 上,CD =12OB ,CE =32OB ,∴y 的取值范围是12,32 .故答案为:12,322(2024·河南平顶山·高一统考期末)如图所示,点P 在由线段AB ,AC 的延长线及线段BC 围成的阴影区域内(不含边界),则下列说法中正确的是.(填写所有正确说法的序号)①存在点P ,使得AP =12AB +2AC ;②存在点P ,使得AP =-12AB+2AC ;③存在点P ,使得AP =12AB -2AC;④存在点P ,使得AP =12AB +32AC.【答案】①④【解析】设AP =λAB +μAC,λ,μ∈R ,由图可知:λ>0,μ>0,且λ+μ>1,∴①④正确,故答案为:①④3(2024·高一课时练习)已知△ABC 中,CD =-35BC,EC =12AC ,AF =13AB ,若点P 为四边形AEDF 内一点(不含边界)且DP =-13DC+xDE ,则实数x 的取值范围为.【答案】12,43【解析】如图所示,在线段BD 上取一点G ,使得DG =-13DC,设DC =3a ,则DG =a ,BC =5a ,BG =a ;过点G 作GH ∥DE ,分别交DF 、AE 于K 、H ,连接FH ,则点K 、H 为临界点;GH ∥DE ,所以HE =13EC ,AH =23EC ,HG =43DE ,AH HC=12=AFFB ,所以FH ∥BC ;所以FH =13BC ,所以FH DG =KH KG,所以KG =35HK ,KG =38HG =12DE .所以实数x 的取值范围是12,43.故答案为:12,43 .题型四:m x +ny问题1(2024·江苏·高三专题练习)在△ABC 中,点O 是BC 的三等分点,OC =2OB,过点O 的直线分别交直线AB ,AC 于点E ,F ,且AB =mAE ,AC =nAF (m >0,n >0),若1m +t n 的最小值为83,则正数t的值为【答案】2【解析】因为点O 是BC 的三等分点,OC =2OB则AO =AB +BO =AB +13BC =AB +13AC -13AB=23AB +13AC =2m 3AE +n 3AF ,又由点E ,O ,F 三点共线,所以AO =AE +EO =AE +λEF =AE +λAF -AE =1-λ AE +λAF,所以2m3=1-λn3=λ,可得2m 3+n3=1,所以1m +t n =2m 3+n 3 1m +t n =23+t 3 +2mt 3n +n 3m ≥23+t3 +22mt 3n ×n 3m=23+t 3 +22t 9,当且仅当2tm 2=n 2时,等号成立,即1m +t n 的最小值为23+t 3 +22t 9,则有23+t 3 +22t 9=83,即t +22t -6=0,所以t +32 t -2 =0,因为t >0,所以t =2,故答案为:2.2(2024·江苏盐城·高一统考期末)在△ABC 中,点O 是BC 的三等分点,OC =2OB,过点O 的直线分别交直线AB ,AC 于点E ,F ,且AB =mAE ,AC =nAF (m >0,n >0),若1m +t 2nt >0 的最小值为3,则正数t 的值为.【答案】3-2【解析】∵在△ABC 中,点O 是BC 的三等分点,|OC |=2|OB |,∴AO =AB +BO =AB +13BC =AB +13(AC -AB )=23AB+13AC ,∵AB =mAE ,AC =nAF ,∴AO =23mAE +13nAF ,∵O ,E ,F 三点共线,∴23m +13n =1,∴1m +t 2n =1m +t 2n 23m +13n =23+n 3m +2mt 23n +t 23≥22t 29+t 23+23=t 23+232t +23,当且仅当n 3m =2mt 23n ,即2m 2t 2=n 2时取等号,∴1m +t 2n 的最小值为t 23+232t +23,即t 23+232t +23=3,∵t >0,∴t =3-2.故答案为:3-2.3(2024·山东菏泽·高一统考期末)在△ABC 中,点O 是线段BC 上的点,且满足OC =3OB,过点O 的直线分别交直线AB ,AC 于点E ,F ,且AB =mAE ,AC =nAF ,其中m >0且n >0,若1m +2n的最小值为.【答案】5+264【解析】依题意,作出图形如下,因为OC =3OB ,AB =mAE ,AC =nAF ,则BO =14BC ,所以AO =AB +BO =AB +14BC =AB +14AC -AB =34AB +14AC =3m 4AE +n 4AF ,因为E ,O ,F 三点共线,所以3m 4+n4=1,因为m >0,n >0,所以1m +2n =1m +2n 3m 4+n 4 =54+n 4m +6m 4n ≥54+2n 4m ⋅6m 4n =54+264,当且仅当n 4m =6m4n ,即n =6m =46-2 时取等号,所以1m +2n 的最小值为5+264.故答案为:5+264.题型五:yx问题1(2024·山西·高一统考期末)已知在△ABC 中,点D 满足BD =34BC,点E 在线段AD (不含端点A ,D )上移动,若AE =λAB +μAC ,则μλ=.【答案】3【解析】如图,由题意得存在实数m ,使得AE =mAD0<m <1 .又AD =AB +BD =AB +34BC =AB +34AC -AB =14AB+34AC ,所以AE =m 14AB +34AC =m 4AB +3m 4AC ,又∵AE =λAB +μAC ,且AB ,AC 不共线,故由平面向量的分解的唯一性得λ=m 4,μ=3m4.所以μλ=3.故答案为:3.2(2024·山东潍坊·高三开学考试)在△ABC 中,点D 满足BD =34BC,当点E 在射线AD (不含点A )上移动时,若AE =λAB +μAC ,则λ+1μ的最小值为.【答案】233/233【解析】由BD =34BC ,得AD -AB =34(AC -AB ),即AD =14AB +34AC,因为点E 在射线AD (不含点A )上移动,所以AE =tAD =t 4AB+3t 4AC ,又因为AE =λAB +μAC ,所以λ=t 4,μ=3t4(t >0),则λ+1μ=t 4+43t ≥213=233(当且仅当t 4=43t ,即t =433时取等号),所以λ+1μ的最小值为233.故答案为:233.3(2024·黑龙江哈尔滨·高三哈师大附中校考期末)在ΔABC 中,点D 满足BD =34BC,当E 点在线段AD (不包含端点)上移动时,若AE =λAB +μAC ,则λ+3μ的取值范围是A.233,+∞B.[2,+∞)C.174,+∞D.(2,+∞)【答案】C【解析】如图所示,△ABC 中,BD =34BC,∴AD =AB +BD =AB +34BC =AB +34(AC -AB )=14AB+34AC ,又点E 在线段AD (不含端点)上移动,设AE =kAD ,0<k <1,∴AE =k 4AB +3k 4AC ,又AE =λAB +μAC ,∴λ=k4μ=3k 4,∴λ+3μ=k 4+4k .∵k 4+4k在(0,1)上单调递减,∴λ+3μ的取值范围为174,+∞ ,故选C .题型六:x 2+y 2问题1(2024·江苏泰州·高一泰州中学阶段练习)在ΔABC 中,点D 满足BD =34BC,当点E 在射线AD (不含点A )上移动时,若AE =λAB +μAC,则(λ+1)2+μ2的取值范围为.【答案】(1,+∞)【解析】因为点E 在射线AD (不含点A )上,设AE =kAD , 0<k ,又BD =34BC ,所以AE =k (AB +AD )=k AB +34(AC -AB ) =k 4AB+3k 4AC ,所以λ=k4μ=3k4 ,t =(λ+1)2+μ2=k 4+12+916k 2=58k +252+910>1,故(λ+1)2+μ2的取值范围1,+∞ .2(2024·天津·高三校联考阶段练习)如图,在△ABC 中,BD =13BC,点E 在线段AD 上移动(不含端点),若AE =λAB +μAC ,则λμ=,λ2-μ的最小值为.【答案】 2-116【解析】因为在△ABC 中,BD =13BC,所以AD =AB +BD =AB +13BC =AB +13(AC -AB )=23AB+13AC ,即AD =23AB +13AC .因为点E 在线段AD 上移动(不含端点),所以设AE =xAD(0<x <1).所以AE =2x 3AB +x 3AC ,对比AE =λAB +μAC 可得λ=2x 3,μ=x 3.代入λ=2x 3,μ=x 3,得λμ=2x3x 3=2;代入λ=2x 3,μ=x 3可得λ2-μ=2x 3 2-x 3=4x 29-x 3(0<x <1),根据二次函数性质知当x =--132×49=38时,λ2-μ min =49×382-13×38=-116.故答案为:2;-1163(2024·全国·高三专题练习)在△ABC 中,点D 满足BD =DC ,当E 点在线段AD 上移动时,若AE=λAB +μAC ,则t =(λ-1)2+μ2的最小值为.【答案】12【解析】BD =DC;∴D 为边BC 的中点,如图,则:AD =12(AB +AC );∵E 在线段AD 上;∴设AE =kAD =k 2AB +k 2AC ,0≤k ≤1;又AE =λAB +μAC ;∴λ=k2μ=k2;即λ=μ,且0≤μ≤12;∴t =(μ-1)2+μ2=μ2-2μ+1+μ2=2μ-12 2+12;∴μ=12时,t 取最小值12.故答案为:12.4(2024·山东德州·高三统考期末)在△ABC 中,M 为边BC 上任意一点,N 为AM 的中点,且满足AN=λAB +μAC ,则λ2+μ2的最小值为.【答案】18/0.125【解析】由M 为边BC 上任意一点,则BM =γBC,0≤γ≤1 ,AN =12AM =12AB +BM =12AB +γBC =12AB+γ2AC -AB =1-γ2AB +γ2AC ,可得λ=1-γ2μ=γ2,则λ+μ=12,即λ=12-μ,由0≤γ≤1,可得0≤γ2≤12,则μ∈0,12 ,故λ2+μ2=12-μ2+μ2=2μ2-μ+14=2μ-14 2+18,当μ=14时,λ2+μ2取得最小值为18.故答案为:18.【过关测试】一、单选题1(2024·高三课时练习)在△ABC 中,M 为边BC 上任意一点,N 为AM 中点,AN =λAB +μAC,则λ+μ的值为()A.12B.13C.14D.1【答案】A【解析】由题可设BM =tBC ,则AM =AB +BM =AB +tBC =AB +t AC -AB =1-t AB +tAC ,∵N 为AM 中点,∴AN =12AM =121-t AB +12tAC,又AN =λAB +μAC ,∴λ=121-t ,μ=12t ,∴λ+μ=12.故选:A .2(2024·安徽六安·高一六安一中校考期末)如图所示,在△ABC 中,点D 是边BC 上任意一点,M 是线段AD 的中点,若存在实数λ和μ,使得BM =λAB +μAC,则λ+μ=()A.-1B.-12C.-2D.-32【答案】B【解析】如图所示,因为点D 在线段BC 上,所以存在t ∈R ,使得BD =tBC =t AC -AB,因为M 是线段AD 的中点,所以:BM =12BA +BD =12-AB +tAC -tAB =-12t +1 AB +12tAC ,又BM =λAB +μAC ,所以λ=-12t +1 ,μ=12t ,所以λ+μ=-12.故选:B .3(2024·重庆·高三重庆南开中学校考阶段练习)已知点O 为ΔABC 所在平面内一点,满足OA +OB+OC =0 ,M 为AB 中点,点P 在ΔAOC 内(不含边界),若BP =xBM +yBC ,则x +y 的取值范围是()A.1,2B.23,2C.12,1D.13,32【答案】A 【解析】如图:∵OA +OB +OC =0 ,∴点O 是ΔABC 的重心,点N 是BC 的中点,BO =BC +CO =BC +23CM =BC +23BM -BC =13BC+23BM ,BN =12BC ,BA =2BM当点P 在ΔAOC 内(不含边界),BP =BO +OP =BO +λOQ =BO +λOA +AQ ,0<λ<1=BO +λ23NA +μAC =BO +λ23BA -BN +μBC -BA ,0<μ<1=BO +λ232BM -12BC +μBC -2BM =13BC+23BM +43λBM -13λBC +λμBC -2λμBM =13-13λ+λμ BC +23+43λ-2λμ BM∴x +y =13-13λ+λμ+23+43λ-2λμ=1+λ-λμ=1+λ1-μ ,∵0<λ<1,0<μ<1,∴0<1-μ<1,0<λ1-μ <1,∴1<1+λ1-μ <2.故选:A4(2024·广东惠州·高一校联考阶段练习)在△ABC 中,点O 是线段BC 上的点,且满足|OC |=3|OB|,过点O 的直线分别交直线AB 、AC 于点E 、F ,且AB =mAE ,AC =nAF ,其中m >0且n >0,若1m+tn的最小值为3,则正数t 的值为()A.2B.3C.83D.113【答案】B【解析】AO =AB +BO =AB +14BC =AB +14AC -AB =34AB+14AC =3m 4AE +n 4AF ,∵E 、O 、F 三点共线,∴3m 4+n4=1,∵m >0,n >0,t >0,∴1m +t n =1m +t n 3m 4+n 4 =34+n 4m +3mt 4n +t 4≥3+t 4+2n 4m ⋅3mt 4n =3+t 4+23t 4,当且仅当n 4m =3mt4n时取等号,∴3+t 4+23t 4=3⇒t +33 t -3 =0⇒t =3⇒t =3.故选:B .5(2024·江西南昌·高三阶段练习)在△ABC 中,点O 是BC 的三等分点(靠近点B ),过点O 的直线分别交直线AB ,AC 于不同两点M ,N ,若AB =mAM ,AC =nAN ,m ,n 均为正数,则1m +1n的最小值为()A.2 B.1+23C.1+223D.1+233【答案】C【解析】由题意知AO =AB +13BC =AB +13AC -AB =23AB+13AC =2m 3AM +n 3AN ,由于M 、O 、N 三点共线,可知2m 3+n3=1,由于m ,n 均为正数,所以1m +1n =1m +1n 2m 3+n 3 =1+n 3m +2m 3n ≥1+229=1+223,当且仅当n 3m =2m3n ,即m =3(2-2)2,n =3(2-1)时取得等号,故选:C 二、多选题6(2024·江苏南京·高一南京市宁海中学校联考期末)在△ABC 中,点D 是线段BC 上任意一点,点M 是线段AD 的中点,若存在λ,μ∈R 使BM =λAB +μAC,则λ,μ的取值可能是()A.λ=-35,μ=110B.λ=1,μ=-32C.λ=-910,μ=25D.λ=-710,μ=35【答案】AC【解析】令BD =mBC 且m ∈[0,1],而BM =12(BA +BD )=12(BA+mBC ),又BC =BA +AC ,则BM =12[BA +m (BA +AC )]=-1+m 2AB+m 2AC ,所以λ=-1+m2μ=m2,则λ∈-1,-12,μ∈0,12 且λ+μ=-12,故A 、C 满足,B 、D 不满足.故选:AC7(2024·浙江宁波·高一宁波市北仑中学校考期末)已知O 是△ABC 内一点,且OA +OB +OC =0,点M 在△OBC 内(不含边界),若AM =λAB +μAC,则λ+2μ的值可能为()A.97B.117C.137D.157【答案】ABC【解析】因为O 是△ABC 内一点,且OA +OB +OC =0 所以O 为△ABC 的重心M 在△OBC 内(不含边界),且当M 与O 重合时,λ+2μ最小,此时AM =λAB +μAC =23×12AB +AC =13AB +13AC 所以λ=13,μ=13,即λ+2μ=1当M 与C 重合时,λ+2μ最大,此时AM =AC所以λ=0,μ=1,即λ+2μ=2因为M 在△OBC 内且不含边界所以取开区间,即λ+2μ∈1,2 ,结合选项可知ABC 符合,D 不符合故选:ABC8(2024·重庆·高一校联考阶段练习)在ΔABC 中,点D 满足BD =DC,当点E 在线段AD 上(不含A 点)移动时,记AE =λAB +μAC,则()A.λ=2μB.λ=μC.14λ+μ的最小值为1D.4λ+μ的最小值为4【答案】BC【解析】∵BD =DC ,∴D 是BC 中点,则AD =12AB +AC,又点E 在线段AD 上,即A ,E ,D 三点共线,设AE =mAD 0<m ≤1 ,故AE =mAD =12m AB +AC ,λ=μ=12m .故B 对A 错.14λ+μ=14λ+λ≥214λ⋅λ=1,当且仅当14λ=λ时,即λ=12,故C 对.4λ+μ=4λ+λ在λ∈0,12上单调递减,当λ=12取最小值172,故D 错.故答案为:BC9(2024·湖北武汉·高三校联考期末)在△ABC 中,点D 满足BD =DC,当点E 在线段AD 上移动时,记AE =λAB +μAC ,则()A.λ=2μB.λ=μC.λ-2 2+μ2的最小值为2D.λ-2 2+μ2的最小值为52【答案】BD 【解析】由BD =DC 得AD =12AB +AC ,又点E 在线段AD 上移动,AE =kAD =12k AB +AC =12kAB+12kAC ,0≤k ≤1,∴λ=12k ,μ=12k ,故A 错误,B 正确;λ-2 2+μ2=12k -2 2+12k 2=12k 2-2k +4=12k -2 2+2,当k =1时,有最小值52,故C 错误,D 正确.故选:BD .三、填空题10(2024·全国·高三专题练习)如图,边长为2的等边三角形的外接圆为圆O ,P 为圆O 上任一点,若AP =xAB +yAC ,则2x +2y 的最大值为【答案】83【解析】作BC 的平行线与圆相交于点P ,与直线AB 相交于点E ,与直线AC 相交于点F ,设AP =λAE +μAF ,则λ+μ=1,等边三角形边长为2,则外接圆半径为233,当点P 为切点时, AE =AF =83,∵BC ⎳EF ,∴设AE AB =AF AC =k ,则k ∈0,43 ,当点P 为切点时, k 有最大值43,AE =kAB ,AF =kAC ,AP =λAE +μAF =λkAB +μkAC∴x =λk ,y =μk ,∴2x +2y =2λ+μ k =2k ≤83.即2x +2y 的最大值为83.故答案为:8311(2024·福建三明·高二三明一中校考开学考试)如图,在扇形OAB 中,∠AOB =π3,C 为弧AB 上的一个动点,若OC=xOA +yOB,则x +4y 的取值范围是.【答案】1,4【解析】如图所示,以O 为原点,OB 所在直线为x 轴,建立平面直角坐标系,则根据题意可知B (1,0),A 12,32,设C (cos θ,sin θ),0°≤θ≤60°.由OC =xOA +yOB ,得cos θ=y +12x sin θ=32x ,∴x =23sin θy =cos θ-sin θ3,∴x +4y =4cos θ-233sin θ,点C 在弧AB 上由B →A 运动,θ在0,π3 上逐渐变大,cos θ变小,sin θ逐渐变大,∴当θ=0°时x +4y 取得最大值4,当θ=60°时x +4y 取得最小值1.∴x +4y 的取值范围是[1,4].故答案为:1,4 .12(2024·四川绵阳·高一统考期末)在扇形OAB 中,∠AOB =60°,C 为弧AB 上的一动点,若OC=xOA +yOB ,则3x +y 的取值范围是.【答案】1,3【解析】以O 为原点,OA ,OB 分别为x ,y 轴正方向建立平面直角坐标系.则OA =1,0 ,OB =12,32 .不妨设OC =cos θ,sin θ ,0≤θ≤π3.因为OC =xOA +yOB,所以cos θ=x +12y sin θ=32y ,解得:x =cos θ-33sin θy =233sin θ,所以3x +y =3cos θ-33sin θ.因为y =cos θ在θ∈0,π3 上单调递减,y =-sin θ在θ∈0,π3上单调递减,所以3x +y =3cos θ-33sin θ在θ∈0,π3 上单调递减.所以当θ=0时3x +y =3最大;当θ=π3时3x +y =3cos π3-33sin π3=32-33⋅32=1最小.所以3x +y 的取值范围是1,3 .故答案为:1,3 .13(2024·全国·高三专题练习)在扇形OAB 中,OA =1,∠AOB =π3,C 为弧AB 上的一个动点,若OC =xOA +yOB ,则x +3y 的取值范围是.【答案】[1,3]【解析】如图所示,建立平面直角坐标系以O 为坐标原点,OA 所在直线为x 轴建立平面直角坐标系,则A(1,0),B 12,32,设∠AOC =θ,则C (cos θ,sin θ)0≤θ≤π3 ,由OC =xOA +yOB 得cos θ=x +12y ,sin θ=32y , 从而x =cos θ-13sin θ,y =23sin θ, 则x +3y =cos θ+533sin θ=283sin (θ+φ),易知0<φ<π6,故y =f (θ)=cos θ+533sin θ=283sin (θ+φ)在0,π3上单调递增,∴y min =f (0)=1,y max =f π3 =cos π3+533sin π3=12+52=3.故x +3y ∈[1,3].故答案为:[1,3]14(2024·全国·高三专题练习)扇形OAB 中,∠AOB =120°,C 为AB 上的一个动点,且OC =xOA+yOB ,其中x ,y ∈R .(1)x +y 的取值范围为;(2)2x +y 的取值范围为.【答案】1,21,2213【解析】(1)解法一:(等和线)设OC 与AB 相交于点D ,OD =λOC =λxOA +λyOB,λx +λy =1,x +y =1λ=OC OD ∈[1,2].解法二:(坐标法)C (cos α,sin α),α∈0,2π3,cos α=x -12y ,sin α=32y ,x =cos α+33sin α,y =233sin α,x +y =cos α+3sin α=2sin α+π6∈[1,2].解法三:设∠AOC =α∈0,2π3,OC ⋅OA =xOA ⋅OA +yOB ⋅OA ,OC ⋅OB =xOA ⋅OB +yOB ⋅OB , ,即cos α=x -12y cos (1200-α)=-12x +y∴x +y =2[cos α+cos (1200-α)]=cos α+3sin α=2sin α+π6∈[1,2].(2)解法一:(等和线)解法二:2x +y =2cos α+433sin α=2213sin (α+θ)∈1,2213,其中sin (α+θ)先增后减.15(2024·吉林·高一阶段练习)如图,在ΔABC 中,D ,E ,F 分别为BC ,CA ,AB 上的点,且CD =35BC ,EC =12AC ,AF =13AB .设P 为四边形AEDF 内一点(P 点不在边界上),若DP =-13DC+λDE ,则实数λ的取值范围为【答案】12,43【解析】取BD 中点M ,过M 作MH ⎳DE 交DF ,AC 分别为G ,H ,如图:则由DP =-13DC+λDE =DM +λDE 可知,P 点在线段GH 上运动(不包括端点)当P 与G 重合时,根据DP =tDF =-89tDC +43tDE =-13DC +λDE ,可知λ=12,当P 与H 重合时,由P ,C ,E 共线可知-13+λ=1,即λ=43,结合图形可知λ∈12,43.16(2024·重庆万州·高一万州外国语学校天子湖校区校考期末)如图,在△ABC 中,BD =13BC,点E 在线段AD 上移动(不含端点),若AE =λAB +μAC ,则λ2+1μ的取值范围是.【答案】103,+∞【解析】由题可知,BD =13BC ,设AE =mAD0<m <1 ,则AE =m AB +13BC =m AB +13BA +AC,所以AE =23mAB +13mAC ,而AE =λAB +μAC ,可得:λ=23m ,μ=13m ,所以λ2+1μ=m 3+3m0<m <1 ,设f m =m 3+3m0<m <1 ,由双钩函数性质可知,f x 在0,1 上单调递减,则f x >f 1 =13+3=103,所以λ2+1μ的取值范围是103,+∞ .故答案为:103,+∞ .四、解答题17(2024·高一课时练习)在学习向量三点共线定理时,我们知道当P 、A 、B 三点共线,O 为直线外一点,且OP =xOA +yOB 时,x +y =1(如图1),小明同学提出了如下两个问题,请同学们帮助小明解答.(1)当x +y >1或x +y <1时,O 、P 两点的位置与AB 所在直线之间存在什么关系?写出你的结论,并说明理由;(2)如图2,射线OM ⎳AB ,点P 在由射线OM 、线段OA 及BA 的延长线围成的区域内(不含边界)运动,且OP =xOA +yOB ,求实数x 的取值范围,并求当x =12时,实数y 的取值范围.【解析】(1)若x +y >1,则O ,P 在直线AB 异侧;若x +y <1,则O ,P 在直线AB 同侧.理由如下:设x +y =t ,则由OP =xOA +yOB ,得:OP =xOA +(t -x )OB =xOA +1-x OB +t -1 OB ,则在直线AB 上有一点Q ,使得OQ =xOA +1-x OB ,如下图所示:则OP =OQ +t -1 OB ,即QP =t -1 OB ,∴当t >1时,则OB =t -1 OB 与OB 同向,且QP =OB ,由平面共线定理可得,O ,P 在直线AB 异侧;当t <1时,OB =t -1 OB 与OB 反向,如下图所示,且QP =OB ,由平面共线定理可得,O ,P 在直线AB 同侧.(2)射线OM ⎳AB ,点P 在由射线OM 、线段OA 及BA 的延长线围成的区域内(不含边界)运动如图所示,阴影部分为点P 的运动区域(不含边界),由(1)可知,O ,P 在直线AB 同侧,由于OP =xOA +yOB ,则x +y <1.过点P 作PE ⎳OB 交射线OA 于E ,过点P 作PF ⎳OB 交射线BO 的延长线OB 于F ,由平行四边形法则可得OP =OE +OF ,又OE 与OA 方向相同,则OE =mOA ,且m >0,OF 与OB 方向相反,则OF =nOB ,且n <0,则OP =mOA +nOB =xOA +yOB ,故x =m >0,y =n <0,即实数x 的取值范围是(0,+∞),当x =12时,此时E 为OA 中点,过E 作直线平行与OB 交AB 于M ,交射线OM 于M ,则点P 运动轨迹为线段EM (不含端点E ,M ),如下图:当点P 运动到E 时,OP =OE =12OA +0⋅OB ,此时y =0;当点P 运动到M 时,OP =OE +EM =12OA +M E =12OA +12BO =12OA -12OB ,此时y =-12;且由平面向量加法的平行四边形法则得y ∈-12,0 .18(2024·高一课时练习)如图,OM ⎳AB ,点P 在由射线OM ,线段OB 及AB 的延长线围成的区域内(不含边界)运动,且OP =xOA +yOB .(1)求x 的取值范围;(2)当x =-12时,求y 的取值范围.【解析】(1)如图,作PE ⎳BA 交OB 于E ,则OP =OE +EP =mOB +nAB =-nOA +(m +n )OB .由P 点的位置容易知道0<m <1,n >0.因此,x =-n <0,即x 的取值范围是(-∞,0).(2)当x =-12时,y =m +n =m +12,所以此时y 的取值范围是12,32.19(2024·上海浦东新·高二华师大二附中校考阶段练习)小郭是一位热爱临睡前探究数学问题的同学,在学习向量三点共线定理时,我们知道当P 、A 、B 三点共线,O 为直线外一点,且OP =xOA +yOB 时,x +y =1(如图1)第二天,小郭提出了如下三个问题,请同学帮助小郭解答.(1)当x +y >1或x +y <1时,O 、P 两点的位置与AB 所在直线之间存在什么关系?写出你的结论,并说明理由(2)如图2,射线OM ∥AB ,点P 在由射线OM 、线段OA 及BA 的延长线围成的区域内(不含边界)运动,且OP =xOA +yOB ,求实数x 的取值范围,并求当x =12时,实数y 的取值范围.(3)过O 作AB 的平行线,延长AO 、BO ,将平面分成如图3所示的六个区域,且OP =xOA +yOB ,请分别写出点P 在每个区域内运动(不含边界)时,实数x ,y 应满足的条件.(不必证明)【解析】(1)若x +y >1,则O 、P 异侧,若x +y <1,则O 、P 同侧;理由如下:设x +y =t ,则由OP =xOA +yOB 得,OP =xOA +t -x OB =xOA -xOB +tOB =xBA +tOB ,当t >1时,tOB 与OB 同向,由平面向量加法的平行四边形法则可知,O 、P 异侧;当t <1时,tOB 与OB 反向,由平面向量加法的平行四边形法则可知,O 、P 同侧;(2)由图及平面向量基本定理可知,x >0,即实数x 的取值范围是0,+∞ ,当x =12时,由平面向量加法的平行四边形法则可知,y ∈-12,0 ;(3)Ⅰ:y <0x +y >0 ;Ⅱ:x >0y >0 ;Ⅲ:x <0x +y >0 ;Ⅳ:y >0x +y <0 ;Ⅴ:x <0y <0 ;Ⅵ:x >0x +y <0 .。
初中数学平面向量常用公式归纳

初中数学平面向量常用公式归纳数学中的向量是表示大小和方向的物理量,常用于解决空间几何和物理问题。
平面向量是指在平面上的向量,它由两个有序的数或字母组成。
在初中数学中,掌握平面向量的常用公式是非常重要的基础知识。
本文将对初中数学中平面向量的常用公式进行归纳总结。
1. 向量的加法和减法公式向量 $\overrightarrow{AB}$ 的加法和减法公式可以直接应用于平面向量的加法和减法。
加法公式:$\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC}$减法公式:$\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC}$2. 向量的数量积公式向量的数量积(也称为点积或内积)是指两个向量相乘得到的一个数。
在平面向量中,计算数量积有以下两种常用公式:(1)坐标法公式:设向量 $\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{a}(x_1,y_1)$,向量 $\overrightarrow{CD} = \overrightarrow{a}(x_2, y_2)$,则数量积$\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{CD} = x_1 \cdot x_2 + y_1 \cdot y_2$(2)模长法公式:设向量 $\overrightarrow{AB}$ 的模长为$|\overrightarrow{AB}|$,向量 $\overrightarrow{CD}$ 的模长为$|\overrightarrow{CD}|$,$\theta$ 为$\overrightarrow{AB}$ 与$\overrightarrow{CD}$ 的夹角,则有数量积公式 $\overrightarrow{AB} \cdot\overrightarrow{CD} = |\overrightarrow{AB}| \cdot |\overrightarrow{CD}| \cdot\cos{\theta}$3. 向量的向量积公式向量的向量积(也称为叉积或外积)是指两个向量相乘得到的另一个向量。
平面向量及运算法则

平面向量及运算法则平面向量是指可以完整描述平面上的有方向和大小的物理量。
在数学中,平面向量通常用箭头上的字母表示,例如a或b,有时也用粗体字母表示,例如a或a。
平面向量具有位移、速度、加速度、力等物理量的特性。
平面向量的运算包括加法、减法、数量乘法、点积和叉积等。
1.平面向量的加法:设有两个平面向量a=aa+aa和a=aa+aa,它们的加法结果为a+a=(a+a)a+(a+a)a。
即,将两个向量的分量分别相加得到新向量的分量。
2.平面向量的减法:设有两个平面向量a=aa+aa和a=aa+aa,它们的减法结果为a-a=(a-a)a+(a-a)a。
即,将两个向量的分量分别相减得到新向量的分量。
3.平面向量的数量乘法:设有一个平面向量a=aa+aa,它的数量乘法结果为aa=aaa+aaa。
即,将向量的每个分量都乘以一个标量k得到新向量的分量。
4.平面向量的点积(内积):设有两个平面向量a=aa+aa和a=aa+aa,它们的点积结果为a·a=aa+aa。
即,将两个向量的对应分量相乘并相加得到点积的结果。
点积的结果是一个标量,表示两个向量的夹角余弦乘以两个向量的长度之积。
5.平面向量的叉积(外积):设有两个平面向量a=aa+aa和a=aa+aa,它们的叉积结果为a×a=(0,0,aaa),其中k为垂直于平面向量的单位向量。
即,叉积的结果是一个新的向量,其方向垂直于两个向量所在的平面,大小为两个向量长度的乘积与它们夹角的正弦值之积。
平面向量的运算法则有很多,下面列举几个常用的法则。
1.交换律:平面向量的加法满足交换律,即a+a=a+a。
2.结合律:平面向量的加法满足结合律,即(a+a)+a=a+(a+a)。
3.分配律:数量乘法和加法之间满足分配律,即a(a+a)=aa+aa。
4.点积的分配律:点积的分配律表示为(a+a)·a=a·a+a·a,其中a、a和a 分别是平面向量。
平面向量的概念与运算

平面向量的概念与运算平面向量是解决平面几何问题的重要工具之一,它具有方向和大小两个基本特征。
本文将介绍平面向量的概念以及其常见的运算。
一、平面向量的概念平面向量是由起点和终点确定的有向线段,一般用小写字母加上→来表示。
例如,向量AB可以表示为→AB。
平面向量的起点在原点O,终点在坐标系中的某一点P,那么向量OP可以用字母加上向上的箭头来表示。
二、平面向量的大小平面向量的大小又称作模或长度,用两点之间的距离来表示。
设有向线段→AB的起点为A(x1, y1),终点为B(x2, y2),那么向量→AB的大小可以用以下公式来计算:|→AB| = √((x2-x1)^2 + (y2-y1)^2)三、平面向量的运算1. 平面向量的加法:设有向线段→AB和→CD,那么它们的和向量→AD可以通过将两个向量首尾相连来得到。
具体计算如下:→AD = →AB + →CD = (x2-x1, y2-y1) + (x4-x3, y4-y3)2. 平面向量的减法:设有向线段→AB和→CD,那么它们的差向量→AC可以通过将第二个向量取负后再进行加法运算得到。
具体计算如下:→AC = →AB - →CD = (x2-x1, y2-y1) - (x4-x3, y4-y3)3. 平面向量的数量积:平面向量的数量积又叫点积或内积,它是两个向量的数量乘积与夹角余弦的乘积。
设有向线段→AB和→CD,夹角为θ,那么它们的数量积A·B可以通过以下公式来计算:A·B = |A| |B| cosθ4. 平面向量的向量积:平面向量的向量积又叫叉积或外积,它是两个向量的数量乘积与夹角正弦的乘积。
设有向线段→AB和→CD,夹角为θ,那么它们的向量积A×B可以通过以下公式来计算:A×B = |A| |B| sinθ四、平面向量的运算性质1. 加法的交换律和结合律:设有向线段→AB,→CD和→EF,那么有:→AB + →CD = →CD + →AB(→AB + →CD) + →EF = →AB + (→CD + →EF)2. 数量积的交换律和结合律:设有向线段→AB和→CD,那么有:A·B = B·A(A·B)·C = A·(B·C)3. 向量积的交换律和结合律:设有向线段→AB和→CD,那么有:A×B = -B×A(A×B)×C = A×(B×C)五、应用举例平面向量的概念与运算在几何、力学等学科中有着广泛的应用。
2.2.1 平面向量基本定理

张喜林制2.2.1 平面向量基本定理考点知识清单1.平面向量基本定理如果21e e 、是同一平面内的两个不平行向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,有且只有一对实数,21a a 、使不共线的向量21e e 、叫做表示这一平面内所有向量的一组 记为 . 叫做向量a 关于基底,{1e }2e 的分解式. 2.直线l 的向量参数方程式A 、B 是直线l 上任意两点,O 是l 外一点,则对于l 上任意一点P ,存在实数t ,使= 3.线段中点的向量表达式A 、B 是直线l 上任意两点,O 是l 外一点,M 是线段AB 的中点,则=要点核心解读1.平面向量基本定理平面向量基本定理如果1e 和2e 是同一平面内的两个不平行的向量,那么对该平面内的任一向量a ,存在唯一的一对实数,,21a a 使⋅+=2211e a e a a我们把不共线向量21e e 、叫做表示这一平面内所有向量的一组基底,记为221121},{e a e a e e +⋅叫做向量a 关于基底,{1e }2e 的分解式.2.直线l 的向量参数方程式及线段的中点的向量表达式已知A 、B 是直线L 上任意两点,O 是l 外一点(如图2 -2 -1-1所示),求证:对直线L 上任一点P ,存在实数t ,使OP 关于基底},{OB OA 的分解式为(﹡)并且,满足(﹡)式的点P 一定在L 上. (1)证明如下:证明:设点P 在直线L 上,则由平行向量基本定理知,存在实数t ,使).(t t -==所以AP OA OP +=t t -+=.)1(OB t OA t +-=设点P 满足等式,)1(t t +-=则=-),t -得到,t =即P 在L 上. (2)由上面证明可知,对直线L 上任意一点P ,一定存在唯一的实数t 满足向量等式(﹡);反之,对每一个数值t ,在直线L 上都有唯一的一个点P 与之对应,向量等式(﹡)叫做直线L 的向量参数方程式,其中实数t 叫做参变数,简称参数.(3)在(﹡)中,令,21=t 点M 是AB 的中点,则这是线段AB 的中点的向量表达式,典例分类抛析考点1概念辨析问题[例2] 如图2-2-1-2,设O 是平行四边形ABCD 两对角的交点,下列向量组:;与①;与②;与③,与④其中可作为这个平行四边形所在平面内表示它的所有向量的基底的是( ).①②.A ①③.B ①④.C ③④.D[试解] (做后再看答案,发挥母题功能) [解析] AB AD 与①不共线,BC DA BC DA BC DA 与②,//,-=共线, ③不共线.与④,//,-=共线,由平面向量基底的概念知①③可构成平面内所有向量的基底 [答案] B[点拨] 关键是看向量组中向量是否共线.1.下列向量组中,能作为表示它们所在平面内所有向量的基底的是(其中i ,j 是不共线的一组向量)( ).;75,221j i e j i e +=+-=① ;10,5321j e j i e +=+=α② ⋅-=-=j i e j i e 4321,3221③ .A ① .B ①③ .C ②③ .D ①②③考点2 向量的基底表示问题[例2] 在平行四边形ABCD 中,设,,b BD a AC ==试用a 、b 表示.BC AB 、 [解析] 可以用转化法,也可用方程的思想求解, 解法一:设BD AC 、相交于点0,则有,2121,21b a ==== ∴ ,2121b a -=-=+=.2121b a +=+=+=解法二:设,,y x ==则有⎪⎩⎪⎨⎧=-=+,,BD AB AD AC BC AB 且,y BC AD ==即⎩⎨⎧=-=+,,b x y a y x ),(21),(21b a x b a y -=+=∴ 即 .2121,2121b a BC b a AB +=-=[点拨] 本题事实上是平面向量基本定理的应用,由于.BD AC 、不共线.所以平面内的所有向量都可以用它们表示.以上两种解法,思想方法有所不同,解法一通过观察图形,直接寻求向量之间的关系;解法二则采用了方程思想,即直接用、表示a 、b ,然后将、看做是未知量,利用方程思想,解得、AB ,BC 为使问题表达简单,采用了代换⋅==y BC x AB 、2.(1)如图2-2 -1 -3,已知梯形ABCD 中,//AB N M CD CD 、且,2AB .=分别是DC 、AB 的中点,设,,b a ==试以b a 、为基底表示.、、(2)设M 、N 、P 是△ABC 三边上的点,它们使,31,31,31BM ===若==AC a AB , ,b 试用a ,b 将表示出来.考点3 直线的向量参数方程应用[例3] 如图2 -2 -1-4,设一直线上三点A 、B 、P 满足O ),1(-=/=λλ是平面上任一点,则( ).λλ++=10.OB A A λλ-+=10.OB A B λλ+-=1.OB OA C λλ--=10.OBA D[试解] .(做后再看答案,发挥母题功能)[解析] 本题可直接运用直线l 的向量参数方程式判断,由直线的向量参数方程式,若P 在直线AB 上(或P 、A 、B 共线),则一定存在实数t ,使得,)1(t t +-=注意(1-,1)=+t t 本题也可直接利用向量减法的几何意义,构造向量方程.从而解出.解法一:∵ A 、B 、P 三点共线,∴ 一定存在实数t ,使得=,)1(OB t OA t +-而t 满足,1)1(=+-t t 选项中只有++λ11:A 1111=++=+λλλλ符合, 解法二:由,λ=得),.(-=-λ⋅-=/++=∴)1(10λλλ[答案] A[点拨] 本题实质上是直线向量参数方程的变式.3.设、不共线, P 点在AB 上,求证:μλ+=且⋅∈=+),(1R μλμλ 考点4证明几何问题[例4] 平面内有一个△ABC 和一点o(如图2-2 -1-5),线段OA 、OB 、OC 的中点分别为E 、F 、G ,BC 、CA 、AB 的中点分别为L 、M 、N ,设.,,c OC b OB a OA ===(1)试用a 、b 、c 表示向量;GN FM EL 、、⋅(2)证明线段GN FM EL 、、交于-点且互相平分.[解析] (1)结合图形,利用向量的加、减法容易表示出向量.(2)要证三条线段交于一点且互相平分,可考虑证明P 点到三条线段中点的向量相等.(1)如图2-2 -1-5.),(21,21c b a +==⋅-+=-=∴)(21a cb OE OL EL 同理⋅-+=-+=)(21),(21c b a GN b c a FM(2)证明:设线段EL 的中点为,1P 则).(41)0(211C b a L OP ++=+=设FM 、GN 的中点分别为,P 32、P 同理可求得).(41),(4132C b a OP C b a OP ++=++=,321OP ==∴即GN FM EL 、、交于一点,且互相平分. [点拨] 用向量法证明三线相交于一点且互相平分常用的方法是:在平面上找一点,证明这点到三条线段中点的向量相等,找点时,要考虑运算的简便性.4.证明:三角形重心与顶点的距离等于它到对边中点的距离的两倍。
平面向量的所有公式

平面向量的所有公式平面向量是数学中一种常见的概念,用于表示平面上的有向线段。
在几何学、物理学以及工程学中都有广泛的应用。
以下是一些与平面向量相关的重要公式:1.向量定义:平面上的向量可以由两个坐标表示,通常用小写字母加箭头表示,如AB→。
向量的起点和终点分别是A和B,表示从A指向B的有向线段。
2.向量的平移:平面向量可以进行平移。
设有向线段AB→,向量CD→是向量AB→平移后的结果,则CD→=AB→。
平移后向量的大小和方向保持不变。
3.向量的负向量:向量AB→的负向量是-AB→,即大小相等但方向相反的向量。
如果向量AB→的坐标表示为(a,b),则-AB→的坐标表示为(-a,-b)。
4.共线向量:如果两个向量的大小和方向相同或相反,则这两个向量是共线的。
即对于向量AB→和CD→,如果存在实数k,使得AB→=kCD→,则两个向量共线。
5.向量的加法:给定两个向量AB→和CD→,则它们的和为AB→+CD→=(a+c,b+d),其中a、b、c、d分别是AB→和CD→的坐标。
6.向量的减法:给定两个向量AB→和CD→,则它们的差为AB→-CD→=(a-c,b-d),其中a、b、c、d分别是AB→和CD→的坐标。
7. 数量乘法:给定一个向量AB→和一个实数k,则k乘以向量AB→为kAB→ = (ka, kb),其中a、b为向量AB→的坐标。
8.向量的数量积(点积):给定向量AB→和CD→,它们的数量积为AB→·CD→=a*c+b*d,其中a、b、c、d为相应向量的坐标。
数量积的结果是一个实数。
9. 向量的夹角:给定两个非零向量AB→和CD→,它们的夹角为θ,则夹角的余弦值可以通过数量积计算:cos(θ) = (AB→ · CD→) / (,AB→,,CD→,),其中,AB→,和,CD→,分别为向量AB→和CD→的长度。
10.向量的叉积(向量积):给定向量AB→和CD→,它们的叉积为AB→×CD→=(b*d-a*c)k,其中a、b、c、d为相应向量的坐标,k为单位向量。
平面向量基本定理之系数的奇妙性质

平面向量基本定理之系数的奇妙性质我们知道,平面内任意一向量可以分解成基底的线性组合即,其系数构成的有序实数对是唯一的。
除此之外,系数还有哪些美丽而动人的性质呢?引例:三角板,、,另一等腰直角三角板 ,(如图)。
若 ,则 , .法一:由平行四边形法则,设,有、,其中 .易知。
不妨设,中,由余弦定理可知,则,故 .法二:将模长之比转化成面积之比。
过点作的垂线,分别交、于、两点.于是,同理,所以,,。
法三:建立直角坐标系,由向量的坐标表示也可以,此处略去。
由方法一,可以把两个基底、所在的直线分别叫作轴,平面被直线分得四个“象限”,于是乎就得到:性质一:(正负分布)的终点在不同的象限内,则的正负不同。
若把所在区域叫做第一象限,则;若把所在的反向区域叫做第三象限,则;若把所在的反时针的第二个区域叫做第二象限,则;第二象限的相对区域叫做第四象限,则。
这些与直角坐标系下点的坐标何其神似!如果把叫做、的轴,那么、的面积叫做共扼面积。
性质二:若是所在平面内一点,,则其系数的绝对值是其相对共扼面积与全面积之比,即: .特别地,当若在线段上,则.性质三:若,三点共线的充要条件是。
性质四:若 ,其中三点共线,则(常数)因为三点共线,由性质三知,,当时,仍有,证毕。
为方便应用,不妨引入如下概念。
把基底终点的连线称之为基线,过终点且与基线平行的直线称为火线,过起点且与基线平行的直线称为零线。
若起点到火线的距离,称为火距,起点到基线的距离称为基距,则火距:基距。
的取值范围可通过如下“目测”:当火线与基线在零线的同侧时,;当火线与基线在零线的异侧时,。
特别地,火线在零线与基线之间时,;与基线重合,(即性质三);在“外”部时。
性质四:是内一点,则(其中、、)。
证明:由引例可知(其中、、、)。
所以证毕。
推论:是的重心,则。
推论:是的内心,则。
推论:是的外心,。
推论:是所在平面内一点,,则,其正负由所在“象限”决定。
应用举例1、(2016年清华大学领军计划自主招生问题)已知是内部一点,满足 .设 ,则实数分别为()解:为“一象限”内一点,实数均为正数。
平面向量基本公式大全

平面向量基本公式大全平面向量是二维空间中的量,可以表示平面上的位移、速度、加速度等物理量。
平面向量的运算和性质有很多,下面是一些平面向量的基本公式。
1.平面向量的定义:设有平面内两点A(x1,y1)和B(x2,y2),则点A到点B的位移向量可以表示为:AB=(x2-x1,y2-y1)。
2.平移:若有向量AB,向量AC的表示式为:AC=AB+BC。
3.等比例划分:若有向量AB,其等比例划分的点是M,AM:MB=λ:μ,则向量AM和向量MB满足:AM=(λ/(λ+μ))AB,MB=(μ/(λ+μ))AB。
4.向量的共线性:若有向量AB和CD,若存在实数k,使得AB=kCD,则称向量AB和CD 共线。
5.向量的平行性:若有向量AB和CD,若存在实数k,使得AB=kCD,则称向量AB和CD 平行。
6.向量的加法:若有向量AB和CD,则AB+CD=AD。
7.向量的减法:若有向量AB和CD,则AB-CD=AD。
8.向量的数量积:设有向量A(x1,y1)和B(x2,y2),其数量积AB=x1x2+y1y29.向量的模长:设有向量A(x,y),其模长,A,=√(x^2+y^2)。
10.向量的单位向量:设有非零向量A(x,y),其单位向量A'=A/,A。
11.向量的夹角:设有非零向量A和B,其夹角θ满足:cosθ = (A·B)/(,A,B,)。
12.向量的垂直性:若有向量A和B,若A·B=0,则称向量A和B垂直。
13.平面向量的线性相关性:若有向量A和B,若存在实数k,使得A=kB,则称向量A和B线性相关。
14.平面向量的线性无关性:若有向量A和B,若只有当k=0时,A=kB,任意实数k都无法使得A=kB,则称向量A和B线性无关。
15.平面向量的正交基:若有向量A和B,若A·B=0,并且,A,≠0,B,≠0,则称向量A和B为正交基。
16.平面向量的投影:若有向量A和B,其夹角为θ,则A在B上的投影长度为:,Acosθ。
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平面向量系数1、如右图,在△ABC 中, 13AN NC =,P 是BN 上的一点,若29AP m AB AC −−→−−→−−→=+,则实数m 的值为( )A.19 B 31C. 1D. 3 【答案】A 2、在直角坐标系xOy 中,,i j 分别是与x 轴,y 轴平行的单位向量,若直角三角形ABC 中,AB i j =+,2AC i m j =+,则实数m= . 答案 -2或03、在△ABC 中,已知D 是边AB 上的一点,若AD →=2DB →,CD →=13CA →+λCB →,则λ=______. 答案:234、在△ABC 中,=++===n m n m 则若,,2,2( )A .32B97 C .98 D .1 答案 B5、在ABC △中,AB =c ,AC =b .若点D 满足2BD DC =,则AD =( )A .2133+b c B .5233-c b C .2133-b c D .1233+b c答案 A 6、在OAB ∆中,=a ,=b ,M 为OB 的中点,N 为AB 的中点,ON ,AM 交于点P ,则=( ) A .32a -31b B .-32a+31b C .31a -32b D .-31a+32b 答案 B 7、在△ABC 中,1,3,,,2BD DC AE ED AB a AC b BE ====若则=( )A .1133a b +B .1124a b -+C .1124a b +D .1133a b -+8、在平行四边形ABCD 中,AC 与BD 交于点O E ,是线段OD 的中点,AE 的延长线与CD 交于点F .若AC =a ,BD =b ,则AF =( )A .1142+a bB .2133+a b C .1124+a bD .1233+a b答案 B 9、已知|OA →|=1,|OB →|=2,∠AOB =2π3,OC →=12OA →+14OB →, 则OA →与OC →的夹角大小为o 6010、在ABC △中,已知D 是AB 边上一点,若2AD DB =,CD =13CA CB λ+,则λ=( ) A .23 B .13 C .13- D .23-选A. 11、如图,在ABC △中,点O 是BC 的中点,过点O 的直线分别交直线AB ,AC于不同的两点M N ,,若AB mAM =,AC nAN =,则m n +的值为 BAON1,2m n m n ∴==+=。
12、已知OA =1,OB =3,OA ·OB =0,点C 在∠AOB 内,且∠AOC=30, 设OC =m OA +n OB (m ,n ∈R),则nm=________。
【答案】313、已知a 、b 是不共线的AB a b λ=+AC a b μ=+(,)R λμ∈,则A 、B 、C 三点共线的充要条件是:() A .1λμ+= B .1λμ-=C .1λμ=-D .1λμ= 答案 D14、在平行四边形ABCD 中,E 和F 分别是边CD 和BC 的中点,或=+,其中,R ,则+= _________.答案 4/315、在平行四边形ABCD 中,E 和F 分别是边CD 和BC 的中点,或=+,其中,R ,则+= _________. 答案 4/316、两块斜边长相等的直角三角板拼在一起,若AD x AB y AC =+,则 x = ,y = . 答案31,2x =+3.2y = 17、已知向量)3,2(=→a ,)2,1(-=→b ,若→→+b n a m 与 →→-b a 2共线,则nm等于( ) A .21-; B .21; C .2-;D .2;答案 A 18、如图,平面内的两条相交直线OP 1和OP 2将该平面分割成四个部分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(不包含边界),设12OP mOP nOP =+,且点P 落在第Ⅲ部分,则实数m 、n 满足( ) A .m>0, n>0 B .m>0, n<0 C .m<0, n>0 D .m<0, n<0 答案 B 19、在平行四边形ABCD 中,E 和F 分别是边CD 和BC 的中点,AC AE AF λμ=+,其中,,R λμλμ∈+=则____________. 【答案】4320、如图,平面内有三个向量OA OB OC ,,,其中OA 与OB 的夹角为120°,OA 与 OC的夹角为30°,且1OA OB ==,23OC =.若AOB C图1360︒45︒EDBC A图2O ABPM()OC OA OB λμλμ=+∈R ,, 则λμ+的 值 为____21、如图2, AB OM //, 点P 在由射线OM , 线段OB 及AB 的延长线围成的区域内 (不含边界)运动,且OB y OA x OP +=,则x 的取值范围是___; 当21-=x 时, y 的取值范围是__.向量OA 和OB ,22、给定两个长度为1的平面它们的夹角为120o.如图 所 示,点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上变动.若,OC xOA yOB =+其中,x y R ∈,则x y +的最大值是_______. 答案 2【变题】给定两个长度为1且互相垂直的平面向量OA 和OB ,点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上运动,若OB y OA x OC +=,其中x 、y ∈R ,则22)1(y x +-的最大值为 223、如图,在△ABC 中,BO 为边AC 上的中线,2BG GO =,设CD ∥AG ,若 15AD AB AC =+λ()∈R λ,则λ的值为 . 56 24、在ABC ∆中,P 是BC 边中点,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,若 0cAC aPA bPB ++=,则ABC ∆的形状为A. 等边三角形B.钝角三角形C.直角三角形D.等腰三角形但不是等边三角形. 【答案】A25、已知点O 为△ABC 内一点,且230,OA OB OC ++=则△A OB 、△AOC、△BOC的面积之比等于 A .9:4:1 B .1:4:9 C .3:2:1D .1:2:3 【答案】C26、已知点P 是△ABC 的中位线EF 上任意一点,且EF//BC ,实数x ,y 满足0.,,,PA xPB yPC ABC PBC PCA PAB ++=∆∆∆∆设的面积分别为S ,S 1,S 2,S 3,记312123,,S S SS S Sλλλ===,则23λλ⋅取最大值时,2x+y 的值为________. 【答案】32 27、已知A ,B ,C 是平面上不共线上三点,动点P 满足⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-+-=→→→→OC OB OA OP )21()1()1(31λλλ)0(≠∈λλ且R ,则P 的轨迹一定通过ABC ∆的A.内心B. 垂心C.重心D.AB 边的中点 答案 C 28、在直角坐标系xOy 中,已知点A(1,1),B(2,3),C(3,2),点P(x ,y)在△ABC 三边围成的区域(含边界)上.设ABCGP G ’P ’ OP →=mAB →+nAC →(m ,n∈R ),用x ,y 表示m -n ,并求m -n 的最大值.故m -n 的最大值为1.29、已知点O 为△ABC 内一点,且230,OA OB OC ++=则△A OB 、△AOC、△BOC 的面积之比等于A .9:4:1B .1:4:9C .3:2:1D .1:2:3 【答案】C30、已知点G 是ABC ∆的重心,点P 是GBC ∆内一点,若,AP AB AC λμλμ=++则的取值范围是___________ )1,32( 32、已知向量α,β,γ满足||1α=,||||αββ-=,()()0αγβγ-⋅-=.若对每一确定的β,||γ的最大值和最小值分别为,m n,则对任意β,m n -的最小值是21 33、设21,e e 是夹角为060的两个单位向量,已知21,e ON e OM ==,ON y OM x OP +=,若PMN∆是以M 为直角顶点的直角三角形,则实数y x -取值的集合为_____________ {1} 34、在中,ABC ∆角A 为钝角,AB=1,AC=3,AD 为BC 边上的高,已知,AC y AB x AD +=则x 的取值范围为 ( ) A 、⎪⎭⎫⎝⎛10943,B 、⎪⎭⎫ ⎝⎛10921,C 、⎪⎭⎫ ⎝⎛4353,D 、⎪⎭⎫ ⎝⎛4321,35、在所在平面内有一点P ,如果,那么与面积之比为35、如图,n m +=,点P 在阴影区域内(不含边界),则n m ,满足的条件是___________1>+n m ,0,0>>n m37、如图,己知3||,5||==OB OA ,∠AOB 为锐角,OM 平分∠AOB ,点N 为线段AB 的中点,OP xOA yOB =+,若点P 在阴影部分(含边界)内,则在下列给出的关于x 、y 的式子中,①x ≥0,y ≥0;②x -y ≥0;③x -y ≤0;④5x -3y ≥0;⑤3x -5y ≥0.满足题设条件的为( )A.①②④B.①③④C.①③⑤D.②⑤38、在平面直角坐标系中,O 是坐标原点,两定点A ,B 满足=2OA OB OA OB =⋅=,则点集CP{}=+,1,P OP OA OB λμλμμ+≤∈R 所表示的区域的面积是( ).A .22B .23C .42D .43答案:D39、给定两个长度为1的平面向量OA 和OB ,它们的夹角为60°.如图所示,点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上变动.若OB y OA x OC 2+=,其中R y x ∈,,则x+y 的取值范围是 .40、给定两个长度为1的平面向量OA 和OB ,它们的夹角为120°.如图所示,点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上变动.若OB y OA x OC 2+=,其中R y x ∈,,则x+y 的最大值是 .41、已知P 是△ABC 内任一点,且满足AP xAB yAC =+,x 、y R ∈,则2y x +的取值范围是 .(注:专业文档是经验性极强的领域,无法思考和涵盖全面,素材和资料部分来自网络,供参考。
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