第五章向量 5 (1)

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5.1向量的概念

5.1向量的概念

向量 零向量
0 与任一向量
共线
平行 的非零向 或共线
向量 量又叫做共线向量
相等 长度 相等 且方向 相同 两向量只有相等或不相
向量 的向量
相反 长度 相等 且方向 相反
向量 的向量
等,不能比较大小 0 的相反向量为 0
第五章
5.1 平面向量的概念及线性运算
知识体系
知识梳理
核心考点
学科素养
-4-
知识梳理 双基自测 自测点评
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������������ 与������������ 方向相同,且|������������ |=|������������ |,
因此,������������ = ������������.
第五章
单位
1个单位长度
向量 长度等于
的向量
备注 平面向量是自 由向量
记作 0
非零向量 a 的 单位向量为 ± ������
|������|
第五章
5.1 平面向量的概念及线性运算
知识体系
知识梳理
核心考点
学科素养
-3-
知识梳理 双基自测 自测点评
1234
名称 定 义
备注
平行 方向 相同 或 相反 的非
方向相同或相反
C.a+b-c-d=0 D.a+b+c+d=0
关闭
依题意,得������������ = ������������,故������������ + ������������=0,即������������ − ������������ + ������������ − ������������=0,即

高等数学 向量代数与空间解析几何题【精选文档】

高等数学 向量代数与空间解析几何题【精选文档】

第五章向量代数与空间解析几何5。

1。

1 向量的概念例1 在平行四边形中,设=a,=b.试用a和b表示向量、、和,这里是平行四边形对角线的交点(图5-8)解由于平行四边形的对角线互相平行,所以a+b==2即-(a+b)=2于是=(a+b)。

因为=-,所以(a+b)。

图5-8又因-a+b==2,所以=(b-a).由于=-,=(a-b).例2 设液体流过平面S上面积为A的一个区域,液体在这区域上各点处的速度均为(常向量)v.设n为垂直于S的单位向量(图5-11(a)),计算单位时间内经过这区域流向n 所指向一侧的液体的质量P(液体得密度为)。

(a)(b)图5-11解该斜柱体的斜高|v |,斜高与地面垂线的夹角为v与n的夹角,所以这柱体的高为|v|cos,体积为A|v|cos=A v·n。

从而,单位时间内经过这区域流向n所指向一侧的液体的质量为P= A v·n.例3 设的三条边分别是a、b、c(图5-15),试用向量运算证明正弦定理证明注意到CB=CA+AB,故有CBCA=(CA+AB) CA=CACA+ABCA=ABCA=AB(CB+BA) =ABCB图5-15于是得到CBCA=ABCA =ABCB从而 |CBCA|=|ABCA| =|ABCB|即ab sin C=cb sin A=ca sin B所以5。

2 点的坐标与向量的坐标例1 已知点A(4,1,7)、B(-3,5,0),在y轴上求一点M,使得|MA|=|MB|。

解因为点在y轴上,故设其坐标为,则由两点间的距离公式,有解得,故所求点为例2 求证以三点为顶点的三角形是一个等腰三角形.解因为所以,即△为等腰三角形。

5.2。

2 向量运算的坐标表示例3 设有点,,求向量的坐标表示式.解由于,而,,于是即例4 已知两点A(4,0,5)和B(7,1,3),求与方向相同的单位向量e。

解因为=–=(7,1,3)-(4,0,5)=(3,1,–2),所以=,于是 e.例5 求解以向量为未知元的线性方程组其中a=(2,1,2),b=(—1,1,-2).解解此方程组得x=2a–3b , y =3a–5b以a,b代入,即得x=2(2,1,2)–3(–1,1,–2)=(7,–1,10)y=3(2,1,2)–5(–1,1,–2)=(11,–2,16)。

第五章向量法

第五章向量法

T
i
O T
t
* 电网频率:我国 50 Hz ,美国 、日本 60 Hz * 高频炉频率:200 ~ 300 kHz * 中频炉频率:500 ~ 8000 Hz * 无线通信频率: 30 kHz ~ 30GMHz






(2)相位、初相位、相位差(变化进程)
①相位(ω t+) 确定正弦量瞬时值的电角度,与时间t有关。 ②初相位( ) t=0时的相位;确定正弦量初始值的电角度。
周期电流、电压有效值定义
物 理 意 义
直流I
R
交流 i R
W RI T
2
W

T
0
Ri (t ) d t
2
电流有效值定义为: 均方根值






I
def
1 T

T
0
i (t )dt
2
同理,电压有效值定义为:
1 T 2 U u ( t ) d t 0 T
def
正弦电流、电压的有效值与幅值的关系:
A B A e j a B e j B A j ( a b ) A e ( a b ) B B j
几何意义:
模相除 角相减
B
A 1 A/B






例1

5 47 10 25 ?
原 式 (3 .41 j3 .657 ) (9 .063 j4 .226 ) 12 .47 j0 .569 12 .48 2 .61



线性代数第五章5.1向量的内积

线性代数第五章5.1向量的内积

, r 是V的一组基,则 1 , 2 ,
, r 就是
V的一组标准正交基.
上述方法称为施密特(Schmidt)正交化法.

上述方法中的两个向量组对任意的 1 k r ,
1 , 2 , , k 与 1 , 2 , , k 都是等价的.
四、应用举例 例1 把向量组
化为标准正交向量组. 解: 将 a1 , a2 , 3正交化, 取
i=1,2,
, am 线性无关.
定理 若向量β与 1 , 2 , 5、正交基 若正交向量组1 , 2 , 则称 1 , 2 , 6、标准正交基 若单位向量组 1 , 2 , 则称 为一个标准正交基.
, s 中每个向量都正交,则
β与 1 , 2 , , s 的任一线性组合也正交.
证: 设 a1 , a2 ,
, am 是正交向量组, 若有线性关系
k1a1 k2a2
ki ai , ai 0
ki 0,
故 a1 , a2 ,
km am 0,
用 a i 与等式两边作内积,得
i=1,2,
,m
,m .
则 ai 0, 有 ai , ai 0, 从而得
2、正交矩阵的充要条件 ① A的列向量是标准正交组.
② A的行向量是标准正交组. 3、正交矩阵的性质 ① A A1 即A的转置就是A的逆矩阵; ② 若A是正交矩阵,则 A(或A1 )也是正交矩; ③ 两个同阶的正交阵的乘积仍是正交阵; ④ 正交阵的行列式等于1或-1. 注 正交矩阵A的n个列(行)向量构成向量空间R n 的一个标准正交基.
r 1 , r r 1 r 1 , r 1
则 1 , 2 , 2)标准化 令 1

高考数学总复习 第五章5.1 平面向量的概念及其线性运算教案 理 北师大版

高考数学总复习 第五章5.1 平面向量的概念及其线性运算教案 理 北师大版

2013年高考第一轮复习数学北师(江西版)理第五章5.1 平面向量的概念及其线性运算考纲要求1.了解向量的实际背景.2.理解平面向量的概念和向量相等的含义.3.理解向量的几何表示.4.掌握向量加法、减法的运算,并理解其几何意义.5.掌握向量数乘的运算及其几何意义,理解两个向量共线的含义.6.了解向量线性运算的性质及其几何意义.知识梳理三角形法则平行四边形法则三角形法则向量a (a ≠0)与b 共线的充要条件是:__________.基础自测1.给出下列命题:①向量AB 与向量BA 的长度相等,方向相反;②AB +BA =0;③a 与b 平行,则a 与b 的方向相同或相反;④两个相等向量的起点相同,则其终点必相同;⑤AB 与CD 是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点共线,其中不正确的个数是( ).A .2B .3C .4D .52.已知O ,A ,B 是平面上的三个点,直线AB 上有一点C ,满足2AC CB +=0,则OC 等于( ).A .2OA OB -B .+2OA OB -C .2133OA OB -D .1233OA OB -+3.平面向量a ,b 共线的充要条件是( ).A .a ,b 方向相同B .a 与b 中至少有一个为零向量C .存在λ∈R ,使b =λaD .存在不全为零的实数λ1,λ2,使λ1a +λ2b =04.已知向量a ,b ,且AB =a +2b ,BC =-5a +6b ,CD =7a -2b ,共线的三点是__________.5.在平行四边形ABCD 中,E 为DC 边的中点,且AB =a ,AD =b ,则BE =__________(用a ,b 表示).思维拓展1.两向量平行与两直线(或线段)平行有何不同?提示:平行向量也叫共线向量,这里的“平行”与两直线(或线段)平行的意义不同,两向量平行时,两向量可以在同一条直线上.2.当两个非零向量a,b共线时,一定有b=λa,反之成立吗?提示:成立.3.若|a+b|=|a-b|,你能给出以a,b为邻边的平行四边形的形状吗?提示:如图,说明平行四边形的两条对角线长度相等,故四边形是矩形.一、向量的概念【例1】判断下列各命题是否正确.(1)零向量没有方向;(2)若|a|=|b|,则a=b;(3)单位向量都相等;(4)向量就是有向线段;(5)如果a∥b,b∥c,那么a∥c;(6)若a=b,b=c,则a=c;(7)若四边形ABCD是平行四边形,则AB=CD,BC=DA;(8)a=b的充要条件是|a|=|b|且a∥b.方法提炼涉及平面向量的有关概念命题的真假判断,准确把握概念是关键;掌握向量与数的区别,充分利用反例进行否定也是行之有效的方法.请做[针对训练]1二、向量的线性运算【例2-1】已知:任意四边形ABCD中,E,F分别是AD,BC的中点,求证:EF=12(AB+DC).【例2-2】如图所示,已知OA=a,OB=b,OC=c,OD=d,OE=e,OF=f,试用a,b,c,d,e,f表示:(1)AD-AB;(2)AB+CF.方法提炼三角形法则和平行四边形法则是向量线性运算的主要方法,共起点的向量和用平行四边形法则,差用三角形法则;在△ABC中,当M为BC中点时,AM=12(AB+AC)应作为公式记住.请做[针对训练]3三、向量的共线问题【例3-1】设e 1,e 2是两个不共线向量,已知AB =2e 1-8e 2,CB =e 1+3e 2,CD =2e 1-e 2.(1)求证:A ,B ,D 三点共线;(2)若BF =3e 1-k e 2,且B ,D ,F 三点共线,求k 的值.【例3-2】设两个非零向量a 与b 不共线.(1)若AB =a +b ,BC =2a +8b ,CD =3(a -b ),求证:A ,B ,D 三点共线;(2)试确定实数k ,使k a +b 和a +k b 共线.方法提炼1.向量共线的充要条件中要注意当两向量共线时,通常只有非零向量才能表示与之共线的其他向量,要注意待定系数法的运用和方程思想.2.证明三点共线问题,可用向量共线来解决,但应注意向量共线与三点共线的区别与联系,当两向量共线且有公共点时,才能得出三点共线.有时利用平面几何的知识,能使问题简单明了.请做[针对训练]2考情分析从近两年的高考试题来看,向量的线性运算及共线问题是高考的热点,尤其向量的线性运算出现的频率较高,多以选择题、填空题的形式出现,属中低档题目,主要考查向量的线性运算及对向量有关的概念的理解,常与向量共线和平面向量基本定理交汇命题.预测2013年高考仍将以向量的线性运算,向量的基本概念为主要考点,重点考查向量加、减的三角形法则及平行四边形法则.针对训练1.给出下列命题:(1)两个具有公共终点的向量,一定是共线向量.(2)两个向量不能比较大小,但它们的模能比较大小.(3)λa =0(λ为实数),则λ必为零.(4)λ,μ为实数,若λa =μb ,则a 与b 共线.其中错误的命题的个数为( ).A .1B .2C .3D .42.已知向量a ,b ,c 中任意两个都不共线,并且a +b 与c 共线,b +c 与a 共线,那么a +b +c 等于( ).A .aB .bC .cD .03.在△ABC 中,已知D 是AB 边上一点,若AD =2DB ,CD =13CA+λCB,则λ=__________.4.若a,b是两个不共线的非零向量,a与b起点相同,则当t为何值时,a,t b,13(a+b)三向量的终点在同一条直线上?参考答案基础梳理自测知识梳理1.大小 方向 模 长度 0 0 为1个单位 平行 共线 平行 相等 相同 相等 相反2.b +a a +(b +c ) |λ|·|a | 相同相反 0 (λμ)a λa +μa λa +λb3.存在唯一的实数λ,使b =λa基础自测1.B 解析:②中AB +BA =0,而不等于0;③中a 或b 为零向量满足a 与b 平行,但不能说a 与b 方向相同或相反,因为零向量方向是任意的;⑤中AB 与CD 所在直线还可能平行,故②③⑤错.2.A 解析:依题意得2(OC -OA )+(OB -OC )=0,所以OC =2OA -OB .3.D 解析:A 中,a ,b 同向,则a ,b 共线,但a ,b 共线,a ,b 不一定同向.B 中,若a ,b 两向量中至少有一个为零向量,则a ,b 共线,但a ,b 共线时,a ,b 不一定是零向量.C 中,当b =λa 时,a 与b 一定共线,但a ,b 共线时,若b ≠0,a =0,则b =λa 不成立.排除A ,B ,C ,故选D.4.A ,B ,D 解析:AB +BC +CD =AD =3a +6b ,∵AD =3AB ,∴A ,B ,D 三点共线.5.b -12a 解析:BE =BC +CE =AD +12BA =b -12a . 考点探究突破【例1】解:(1)不正确,零向量方向是任意的;(2)不正确,两向量模相等,方向不一定相同;(3)不正确,要看向量方向是否相同;(4)不正确;(5)不正确;(6)正确;(7)不正确;(8)不正确,a ∥b ,两向量方向不一定相同.【例2-1】证明:方法一:如图所示,CF∵E ,F 分别是AD ,BC 的中点,∴EA +ED =0,FB +FC =0.又∵BF +FE +EA +AB =0,∴EF =AB +BF +EA .①同理EF =ED +DC +CF ,②由①+②得,2EF =AB +DC +(EA +ED )+(BF +CF )=AB +DC ,∴EF =12(AB +DC ). 方法二;如图所示,连接EB ,EC ,则EB =EA +AB ,EC =ED +DC ,∴EF =12(EC +EB ) =12(ED +DC +EA +AB ) =12(AB +DC ). 【例2-2】解:(1)AD -AB =BD =OD -OB =d -b .(2)AB +CF =OB -OA +CO +OF =b -a -c +f .【例3-1】解:(1)证明:由已知得 BD =CD -CB =(2e 1-e 2)-(e 1+3e 2)=e 1-4e 2,∵AB =2e 1-8e 2,∴AB =2BD ,又有公共点B ,∴A ,B ,D 三点共线.(2)由(1)可知BD =e 1-4e 2,且BF =3e 1-k e 2,由B ,D ,F 三点共线,所以存在实数λ,使得BF =λBD ,即3e 1-k e 2=λe 1-4λe 2,得⎩⎪⎨⎪⎧ λ=3,-k =-4λ,解得k =12,∴k =12.【例3-2】(1)证明:∵AB =a +b ,BC =2a +8b ,CD =3(a -b ),∴BD =BC +CD =2a +8b +3(a -b )=2a +8b +3a -3b =5(a +b )=5AB .∴AB 与BD 共线.∵它们有公共点B ,∴A ,B ,D 三点共线.(2)解:∵k a +b 与a +k b 共线,∴存在实数λ,使k a +b =λ(a +k b ),即k a +b =λa +λk b .∴(k -λ)a =(λk -1)b .∵a ,b 是不共线的两个非零向量,∴k -λ=(λk -1)=0.∴k =±1.演练巩固提升针对训练1.C 解析:(1)错,两向量共线要看其方向而不是起点与终点;(2)对,因为向量既有大小,又有方向,故它们不能比较大小,但它们的模均为实数,故可以比较大小;(3)错,当a =0时,不论λ为何值,λa =0;(4)错.当λ=μ=0时,λa =μb ,此时,a 与b 可以是任意向量.2.D 解析:∵a +b 与c 共线,∴存在实数λ1,使得a +b =λ1c .①又∵b +c 与a 共线,∴存在实数λ2,使得∴b +c =λ2a .②由①得,b =λ1c -a .∴b +c =λ1c -a +c =(λ1+1)c -a =λ2a ,∴⎩⎪⎨⎪⎧ λ1+1=0,λ2=-1,即⎩⎪⎨⎪⎧ λ1=-1,λ2=-1.∴a +b +c =-c +c =0.3.23解析:∵CD =CA +AD ,CD =CB +BD ,∴2CD =CA +CB +AD +BD .又AD =2DB ,∴2CD =CA +CB +13AB =CA +CB +13(CB -CA )=23CA +43CB .∴CD =13CA +23CB ,即λ=23. 4.解:设OA =a ,OB =t b ,OC =13(a +b ), ∴AC =OC -OA =-23a +13b , AB =OB -OA =t b -a .要使A 、B 、C 三点共线,则存在实数λ,使AC =λAB ,即-23a +13b =λt b -λa ,∴⎩⎪⎨⎪⎧ -23=-λ,13=λt .∴⎩⎪⎨⎪⎧ λ=23,t =12.∴当t =12时,三向量终点在同一直线上.。

核按钮(新课标)高考数学一轮复习第五章平面向量与复数5.1平面向量的概念及线性运算课件理

核按钮(新课标)高考数学一轮复习第五章平面向量与复数5.1平面向量的概念及线性运算课件理
第十五页,共33页。
解: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.∵A→B=D→C,∴|A→B|=|D→C|且A→B∥D→C,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A→B∥D→C且|A→B|=|D→C|,可得A→B=D→C.故“A→B= D→C”是“四边形 ABCD 为平行四边形”的充要条件. 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.由 a=b 可得|a|=|b|且 a∥b;由|a|=|b|且 a∥b 可得 a =b 或 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.故填②③.
第十七页,共33页。
下列命题中,正确的是________.(填序号) ①有向线段就是向量,向量就是有向线段; ②向量 a 与向量 b 平行,则 a 与 b 的方向相同或相反; ③向量A→B与向量C→D共线,则 A,B,C,D 四点共线; ④如果 a∥b,b∥c,那么 a∥c; ⑤两个向量不能比较大小,但它们的模能比较大小.
第五页,共33页。
2.向量的加法和减法
(1)向量的加法
①三角形法则:以第一个向量 a 的终点 A 为起点作第二个向量 b,
则以第一个向量 a 的起点 O 为________以第二个向量 b 的终点 B 为 ________的向量O→B就是 a 与 b 的________(如图 1).
推广:A→1A2+A→2A3+…+An→-1An=____________.
第二十二页,共33页。
(1)( 2015·福建模拟 ) 在 △ABC

线性代数课件--5.1向量空间基本概念


R( A) {v | v c1a1 c2a2 cnan , c1, 2 , , n R} c c
可等价写成
R( A) {v | v Ax,x Rn }
对一般线性代数方程组成立如下定理 定理 m n线性代数方程组Ax=b相容的充要 条件是
b R( A)
1 1 1 1 1 0 3 2 1 2 1 0 r 0 1 2 1 B ~ 0 0 0 0 2 1 4 3 2 3 0 1 0 0 0 0 所以r(A)r(B) 因此向量b能由 向量组a1 a2 a3线性表示
x1a1 x2a2 xnan b
a1 ,a2 ,… ,an 的线性组合 则方程组有解的条件是 b 可作为
定义 若干个同维数的列向量(行向量)所组成的集
合称为向量组. 有限向量组
a11 A34 a21 a 31
a12 a22 a32
a13 a23 a33
a14 , , , a24 1 2 3 4 a34
因此
b R( A)
r ( A) r ( A)

试证m n齐次线性代数方程组Ax=0
的解集依向量线性运算法则是Rn的子空间. 解 已知齐次线性代数方程组的解集非空,
若记此解集为N(A), 则显然有
1. 若 x1 N ( A),即 Ax1 0, 则对任意常数 c , 必 A(cx1 ) cAx1 c0 0 ,即 cx1 N ( A) ; 2. 若 x1 N ( A), x2 N ( A), 即 Ax1 0, Ax2 0, 则必
为讨论,先将方程组改写成向量形式
1 0 b1 x1 5 x 2 4 b2 记为 x1a1 x2 a2 b 2 4 b3

高考数学一轮总复习第五章平面向量与复数 1平面向量的概念及线性运算课件




【拓广探索】
13.设点在的内部,且,则的面积与 的面积之比为 ( )
A.3 B. C.2 D.
解:如图,取的中点D,在上取点,使 ,连接, .
第五章 平面向量与复数
5.1 平面向量的概念及线性运算
1.通过对力、速度、位移等的分析,了解平面向量的实际背景,理解平面向量的意义和两个向量相等的含义. 2.理解平面向量的几何表示和基本要素. 3.借助实例和平面向量的几何表示,掌握平面向量加、减运算及运算规则,理解其几何意义. 4.通过实例分析,掌握平面向量的数乘运算及运算规则,理解其几何意义.理解两个平面向量共线的含义. 5.了解平面向量的线性运算性质及其几何意义.
解:存在实数 ,使得,说明向量,共线,则, 同向或反向;,则,同向.故“存在实数 ,使得”是“ ”的必要不充分条件.故选B.

10.在中,为边上的动点(不含两端),且满足,则 ( )
A.有最小值4 B.有最大值4 C.有最大值2 D.有最小值2
解:由题意,知,, .所以 ,当且仅当 时取等号.故选A.
三角形法则
平行四边形法则
方向相同
运算
定义
法则(或几何意义)
运算律(性质)
数乘
3.向量共线定理 向量与共线的充要条件是:存在唯一一个实数 ,使________.
相同
相反
续表
常用结论
1.加法运算的推广 (1)加法运算的推广: . (2)向量三角不等式: .两向量不共线时,可由“三角形中任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边”知“ ”成立;两向量共线时,可得出“ ”成立(分同向、反向两种不同情形).
A.单位向量都相等 B.若,则 C.若,则 D.若,则

考研数学之高等数学讲义第五章(考点知识点+概念定理总结)

82 第五章 向量代数与空间解析几何§5.1 向量代数(甲)内容要点内容要点一、空间直角坐标系一、空间直角坐标系 二、向量概念二、向量概念®a =®i x +®j y +®k z坐标()z y x ,,模®a =222z y x ++ 方向角g b a ,,方向余弦g b a cos ,cos ,cosa cos =222zy x x ++ ;b cos =222zy x y ++ ;g cos =222zy x z ++三、向量运算三、向量运算设®a ()11,1,z y x ;®b ()22,2,z y x ;®c ()33,3,z y x 1. 加(减)法加(减)法®a ±®b =()2121,21,z z y y x x ±±± 2. 数乘数乘 ()111,,z y x a l l l l =®3. 数量积(点乘)(ⅰ)定义®a ·®b =®a®b ÷øöçèæ®®Ðb a ,cos (ⅱ)坐标公式®a ·®b =21x x +21y y +21z z (ⅲ)重要应用®a ·®b =0Û®a ^®b4.向量积(叉乘)(ⅰ)定义®a ´®b =®®ba ÷øöçèæ®®Ðb a ,sin ®a ´®b 与®a 和®b 皆垂直,且®a ,®b ,®a ´®b 构成右手系构成右手系83(ⅱ)坐标公式®a ´®b =222111z y x z y x k j i®®®(ⅲ)重要应用®a ´®b =®0Û®a ,®b 共线共线5、混合积、混合积 (ⅰ)定义(ⅰ)定义(®a ,®b ,®c )=(®a ´®b )·®c (ⅱ)坐标公式(®a ,®b ,®c )=333222111z y x z y x z y x (ⅲ)÷øöçèæ®®®c b a ,,表示以®a ,®b ,®c 为棱的平行六面体的体积为棱的平行六面体的体积§5.2 平面与直线(甲)内容要点(甲)内容要点一、一、 空间解析几何空间解析几何1 空间解析几何研究的基本问题。

09-10(2) 第5章习题课5 [1]


若e1, e2, ·, er 是向量空间VRn的一组规范正交基, · · 则对任意的 a V, 都有: a = 1e1+2e2+·+r er · · 其中 i = [erT, a] = erTa, ( i =1, 2, ·, r ) · · 4. 求规范正交基的方法 设a1, a2, ·, ar 是向量空间V 的一组基. · · (1) 正交化(施密特正交化过程) 取 b1 = a1, [b1 , a 2 ] b2 a 2 b1 , [b1 , b1 ] [b1 , a 3 ] [b2 , a 3 ] b3 a 3 b1 b2 , [b1 , b1 ] [b2 , b2 ] · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
b1 b2 br e1 , e2 , , e r , || b1 || || b2 || || br ||
则e1, e2, ·, en是向量空间V的一组规范正交基. · ·
正交矩阵与正交变换
若n阶方阵A满足ATA = E, 即A-1=AT, 则称A为正交 矩阵. 定理: A为正交矩阵的充要条件是A的列向量都是 单位向量且两两正交. 正交矩阵A的n个列(行)向量构成向量空间Rn 的一 个规范正交基.
结论: 若f()为矩阵A的特征多项式, 则矩阵A的多 项式f(A)=O. 定理2: n阶矩阵A与对角矩阵相似(即A能对角化) 的充分必要条件是A有n个线性无关的特征向量. 推论: 如果n阶矩阵A有n个互不相等的特征值, 则 A与对角阵相似. 说明: 如果A的特征方程有重根, 此时不一定有n 个线性无关的特征向量, 从而矩阵A不一定能对角化. 但如果能找到n个线性无关的特征向量, 则A还是能对 角化.
单位向量及n 维向量间的夹角 (1)当|| x ||=1时, 称x为单位向量. (2)当|| x || 0, || y || 0 时, [ x, y] arccos || x || || y || 称为n维向量x与y的夹角.
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A.B→C
B.12A→D
C.A→D
解析 E→B+F→C=12(A→B+C→B)+12(A→C+B→C)
=12(A→B+A→C)=A→D.
D.12B→C
解析答案
(2)在△ABC 中,A→B=c,A→C=b,若点 D 满足B→D=2D→C,则A→D等于( A )
A.23b+13c
B.53c-23b
C.23b-13c 解析 ∵B→D=2D→C,
1.设 O 是正方形 ABCD 的中心,则向量A→O,B→O,O→C,O→D是( D )
A.相等的向量 C.有相同起点的向量
B.平行的向量 D.模相等的向量
解析 这四个向量的模相等.
解析答案
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2.设a0,b0分别是与a,b同向的单位向量,则下列结论中正确的是( C )
A.a0=b0
B.a0·Leabharlann 0=1C.|a0|+|b0|=2
D.|a0+b0|=2
解析 因为是单位向量,
所以|a0|=1,|b0|=1.
解析答案
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3.在四边形 ABCD 中,AB∥CD,AB=3DC,E 为 BC 的中点,则A→E等
于( A )
A.23A→B+12A→D
B.12A→B+23A→D
C.56A→B+13A→D
D.13A→B+56A→D
解析 B→C=B→A+A→D+D→C=-23A→B+A→D,
A→E=A→B+B→E=A→B+12B→C=A→B+12A→D-23A→B=23A→B+12A→D.
解析答案
失误与防范
1.解决向量的概念问题要注意两点:一是不仅要考虑向量的大小,更 重要的是要考虑向量的方向;二是考虑零向量是否也满足条件.要特别 注意零向量的特殊性. 2.在利用向量减法时,易弄错两向量的顺序,从而求得所求向量的相 反向量,导致错误.
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练出高分
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答案
2
考点自测
1.给出下列命题:①零向量的长度为零,方向是任意的;②若 a,b 都是单
位向量,则 a=b;③向量A→B与B→A相等.则所有正确命题的序号是( A )
A.①
B.③
C.①③
D.①②
解析 根据零向量的定义可知①正确;
根据单位向量的定义可知,单位向量的模相等,但方向不一定相同,
故两个单位向量不一定相等,故②错误; 向量A→B与B→A互为相反向量,故③错误.
(1)|λa|= |λ||a| ; (2)当λ>0时,λa的方向与a (1)λ(μa)= (λμ)a ; 数乘 求实数λ与向量a 的方向 相同 ;当λ<0时,(2)(λ+μ)a=λa+μa; 的积的运算 λa的方向与a的方向 相反;(3)λ(a+b)=λa+λb 当λ=0时,λa= 0 3.共线向量定理 向量a(a≠0)与b共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使b=λa.
解析答案
(2)设 D,E 分别是△ABC 的边 AB,BC 上的点,AD=12AB,BE=23BC.
若D→E=λ1A→B+λ2A→C(λ1,λ2
为实数),则
λ1+λ2
1 的值为____2____.
解析 D→E=D→B+B→E=12A→B+23B→C
=12A→B+23(A→C-A→B)=-16A→B+23A→C,
B→C=O→C-O→B=-O→A-O→B=-a-b.
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解析答案
5.已知a与b是两个不共线向量,且向量a+λb与-(b-3a)共线,则λ= ___-__13___.
解析 由已知得a+λb=-k(b-3a),
∴λ=-k, 3k=1.
解得kλ==-13. 31,
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即P→C=A→P-P→A=2A→P,
所以点P在线段AC上.
解析答案
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5.已知点 O 为△ABC 外接圆的圆心,且O→A+O→B+O→C=0,则△ABC 的
内角 A 等于( B )
A.30°
B.60°
C.90°
D.120°
解析 由O→A+O→B+O→C=0,知点 O 为△ABC 的重心,
又∵O为△ABC外接圆的圆心, ∴△ABC为等边三角形,A=60°.
解析答案
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B.A→D=13A→B-43A→C
C.A→D=43A→B+13A→C
D.A→D=43A→B-13A→C
解析 ∵B→C=3C→D,∴A→C-A→B=3(A→D-A→C),
即 4A→C-A→B=3A→D, ∴A→D=-13A→B+43A→C.
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解析答案
4.(教材改编)已知▱ABCD 的对角线 AC 和 BD 相交于 O,且O→A=a,O→B= b,则D→C=__b_-__a___,B→C=_-__a_-__b__(用 a,b 表示). 解析 如图,D→C=A→B=O→B-O→A=b-a,
解析答案
(2)试确定实数k,使ka+b和a+kb共线. 解 ∵ka+b和a+kb共线, ∴存在实数λ,使ka+b=λ(a+kb), 即ka+b=λa+λkb.∴(k-λ)a=(λk-1)b. ∵a、b是两个不共线的非零向量, ∴k-λ=λk-1=0, ∴k2-1=0.∴k=±1.
思维升华
解析答案
跟踪训练3
(1)已知向量A→B=a+3b,B→C=5a+3b,C→D=-3a+3b,则( B )
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
解析 ∵B→D=B→C+C→D=2a+6b=2(a+3b)=2A→B,
∴B→D、A→B共线,又有公共点 B,
∴A,B,D三点共线.故选B.
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4.已知平面内一点 P 及△ABC,若P→A+P→B+P→C=A→B,则点 P 与△ABC
的位置关系是( C )
A.点P在线段AB上
B.点P在线段BC上
C.点P在线段AC上
D.点P在△ABC外部
解析 由P→A+P→B+P→C=A→B得P→A+P→C=A→B-P→B=A→P,
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题型分类 深度剖析
题型一 平面向量的概念
例1 下列命题中,正确的是________.(填序号) ①有向线段就是向量,向量就是有向线段; ②向量a与向量b平行,则a与b的方向相同或相反; ③向量A→B与向量C→D共线,则 A、B、C、D 四点共线; ④两个向量不能比较大小,但它们的模能比较大小.
∵D→E=λ1A→B+λ2A→C,
∴λ1=-16,λ2=23,故 λ1+λ2=12.
解析答案
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思想与方法系列
思想与方法系列 10.方程思想在平面向量线性运算中的应用
典例 (12 分)如图所示,在△ABO 中,O→C=14O→A,O→D=12O→B,AD 与 BC 相交于点 M,设O→A=a,O→B=b.试用 a 和 b 表示向量O→M.
思维升华
解析答案
跟踪训练1
设a0为单位向量,①若a为平面内的某个向量,则a=|a|a0;②若a与a0 平行,则a=|a|a0;③若a与a0平行且|a|=1,则a=a0.上述命题中,假命 题的个数是( D )
A.0
B.1
C.2
D.3
解析 向量是既有大小又有方向的量,a与|a|a0的模相同,但方向不一 定相同,故①是假命题;
第五章 平面向量
§5.1 平面向量的概念及线性运算
基础知识 自主学习 题型分类 深度剖析 思想与方法系列 思想方法 感悟提高 练出高分
基础知识 自主学习
1
知识梳理
1.向量的有关概念
名称
定义
既有 大小 又有方向的量;向量的 向量
大小叫做向量的 长度 (或称 模 )
备注 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
若a与a0平行,则a与a0的方向有两种情况:一是同向,二是反向,反向 时a=-|a|a0,故②③也是假命题. 综上所述,假命题的个数是3.
解析答案
题型二 平面向量的线性运算
命题点1 向量的线性运算
例 2 (1)设 D,E,F 分别为△ABC 的三边 BC,CA,AB 的中点,则E→B
+F→C等于( C )
思维点拨
解析答案
温馨提醒
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思想方法 感悟提高
方法与技巧
1.向量的线性运算要满足三角形法则和平行四边形法则,做题时,要注 意三角形法则与平行四边形法则的要素.向量加法的三角形法则要素是 “首尾相接,指向终点”;向量减法的三角形法则要素是“起点重合, 指向被减向量”;平行四边形法则要素是“起点重合”. 2.证明三点共线问题,可用向量共线来解决,但应注意向量共线与三点 共线的区别与联系,当两向量共线且有公共点时,才能得出三点共线. 3.对于三点共线有以下结论:对于平面上的任一点 O,O→A,O→B不共线, 满足O→P=xO→A+yO→B(x,y∈R),则 P,A,B 共线⇔x+y=1.
答案
思考辨析
判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)向量与有向线段是一样的,因此可以用有向线段来表示向量.( × ) (2)|a|与|b|是否相等与a,b的方向无关.( √ ) (3)若a∥b,b∥c,则a∥c.( × ) (4)向量A→B与向量C→D是共线向量,则 A,B,C,D 四点在一条直线上.( × ) (5)当两个非零向量a,b共线时,一定有b=λa,反之成立.( √ ) (6)△ABC 中,D 是 BC 中点,则A→D=12(A→C+A→B).( √ )
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