高中数学第二章平面向量新人教A版必修4
平面向量一、选择题1.下列命题中正确的是( )( A ) 两个相等的向量的起点,方向,长度必须都相同( B) 若a,b是两个单位向量,则a= b( C) 若向量a和b共线,则向量a, b 的方向相同( D) 零向量的长度为0,方向是任意的2.如图,在平行四边形ABCD 中,下列结论中错误的是( )( A ) ( C) AB DCAB AD BD( B )( D )AD AB ACAD CB03.在四边形ABCD 中,CB AB BA( )(A) DB (B) CA(C) CD (D) DC4.已知a,b为非零向量,且|a+ b|=| a|+| b|,则一定有( )( A ) a=b ( B ) a∥b,且a,b方向相同( C) a=-b ( D ) a∥b,且a,b方向相反5.化简下列向量: ( 1) AB BC CA (2) AB AC BD CD(3) FQ QP EF EM (4) OA OB AB,结果为零向量的个数是( )(A)1 (B)2 (C)3 (D)4二、填空题6.对于下列命题①相反向量就是方向相反的向量②不相等的向量一定不平行③相等的向量一定共线④共线的单位向量一定相等⑤共线的两个向量一定在同一条直线上其中真命题的序号为______.3 3点A 的位置向量为 ______.8.一艘船以 5 km 的速度出发向垂直于对岸的方向行驶,而船实际的航行方向与水流成30°,则船的实际速度的大小为______ ,水流速度的大小为______.9.如图,在□ABCD中,AO a ,DO b ,用向量a, b 表示下列向量CB______AB =_____.10.已知平面内有□ABCD和点O,若OA a ,OB b,OC c ,OD d,则a-b+c -d=______.三、解答题11.化简:(1) AB AC BD(2) AB CD CB DA12.在单位圆中, B 是 OA 的中点, PQ 过 B 且 PQ∥Ox,MP⊥ Ox,NQ⊥ Ox,则在向量OM,ON,MP,NQ,OP,OQ,OB,OA,PQ 中.( 1) 找出相等的向量;( 2) 找出单位向量;( 3) 找出与OM共线的向量;( 4) 向量OM,ON的长度.13.已知正方形A BCD 的边长为1,若AB a ,BC b ,AC c ,求作向量a-b+c,并求出 |a-b+c|.14.已知向量a, b 满足:| a|=3,| a+ b|=5,| a- b|=5,求| b|.向量的线性运算 ( 二 ) 一、选择题1.若 3( x+ 3a) - 2( a-x) =0,则向量 x= ( ) ( A ) 2a ( B) - 2a ( C) 7a ( D ) 7 a5 52.若AB5e, CD7e且 | AD | | BC |,则四边形ABCD 是 ( ) ( A ) 平行四边形( B ) 非等腰梯形( C)菱形( D)等腰梯形3.如图所示, D 是△ ABC 的边上的中点,则向量CD 等于()(A) BC 1BA ( B ) BC1BA 2 2(C) BC 1BA (D) BC 1 BA2 2 )4.已知向量1- 2e2,b=- 2e1+ 4e2,则向量a与b满足关系 (a= e( A ) b= 2a ( B) 共线且方向相反 ( C) 共线且方向相同(D)不平行5.下列结论中正确的个数是 ( )①若| b|=2| a|,则 b=±2a ②若 a∥ b,b∥ c,则 a∥ c ③若 m a=m b,则a=b④ 0a=0⑤若向量a与b共线,则一定存在一个实数,使得 a= b(A)0个(B)1个(C)2个(D)3 个二、填空题6.化简: 5( 3a- 2b) + 4( 2b-3a) = ______.7.与非零向量a共线的单位向量为 ____________.8.数轴上的点 A,B,C 的坐标分别为2x,- 2,x,且AB 3BC ,则x=______;|AB|= ______.9.已知向量 a 与 b 方向相反,|a|=6,| b|=4,则 a=______b.10.在□ ABCD 中,AB a ,AD b ,AN3NC ,M为BC的中点,则 MN____.三、解答题11.点 D 是△ ABC 边 BC 上一点,且BD 1 BC.设试AB a,AC b,用向量a,b表示3AD.12.已知向量a, b 满足求| a|∶| b|.11 1(a3b)(a b)(3a2b) ,求证:向量 a 与 b 共线,并52 513.已知|a|= 1,|b|= 2.若a=b,求|a-b|的值.14.已知平面中不同的四点A,B,C,D 和非零向量a,b,且AB a2b,CD 5a6b,CD =7a-2b.( 1) 证明: A, B, D 三点共线;( 2) 若a与b共线,证明A, B, C,D 四点共线.向量的分解与向量的坐标表示一、选择题1.已知向量a= ( 4,2) ,向量 b=( x,3),且 a∥b,则x=( )(A)9 (B)6 (C)5 (D)32.已知点 A( 0, 1) , B( 1, 2) , C( 3, 4) ,则AB 2BC的坐标为 ( )( A)( 3,3) ( B)( -3,- 3) ( C)( - 3, 3) ( D)( 3,- 3)3.已知基底 { e1,e2} ,实数 x,y 满足 ( 3x- 4y) e1+ ( 2x-3y) e2= 6e1+ 3e2,则 x- y 的值等于( )(A)3(B)-3(C)0(D)24.在基底 { e1,e2} 下,向量a=e1+ 2e2,b= 2e1-e2,若a∥b,则的值为()(A)0(B)-21(D)-4( C)25.设向量a= ( 1,- 3) ,b= ( - 2,4) ,c= ( - 1,- 2) ,若表示向量4a,4b-2c,2( a-c) ,d 的有向线段首尾相连能构成四边形,则向量 d 为( )( A)( 2,6) ( B)( -2,6)( C)( 2,- 6) ( D)( - 2,- 6)二、填空题6.点 A( 1,- 2) 关于点 B 的对称点为 ( - 2, 3) ,则点 B 的坐标为 ______.7.若 M( 3,- 2) ,N( - 5,- 1) 且MP 1 MN,则 P 点的坐标为 ______________.28.已知点 O( 0,0) , A( 1,2) ,B( 4,5) ,点 P 满足OP OA t AB ,当点P在x轴上时,t= _______.9.已知□ABCD 的三个顶点A( - 1, 3) , B( 3, 4) ,C( 2, 2) ,则顶点D的坐标为 ______.10.向量OA(k,12) , OB (4,5) , OB (10, k) 若A、B、C三点共线,则k= ______.三、解答题11.已知梯形ABCD 中,AB2DC ,M,N分别是DC,AB的中点.设 AD a,AB b 选择基底 { a,b} ,求向量DC,NM在此基底下的分解式.12.已知向量a=( 3,-2),b=(-2,1), c=( 7,-4),( 1) 证明:向量a, b 是一组基底;( 2) 在基底 { a,b} 下,若c= x a+ y b,求实数x, y 的值.13.已知向量a=( 1,2), b=(-3,x).若 m=2a+ b, n= a-3b,且 m∥ n,求实数x的值并判断此 m 时 n 与的方向相同还是相反.14.已知点O( 0,0) , A( 1, 4) ,B( 4,- 2) ,线段 AB 的三等分点C,D ( 点 C 靠近 A) .OC2OD平面向量的数量积及其运算律一、选择题1.若| a |= 4, | b |= 3,〈a , b 〉= 135°,则 a 2 b = ( )(A)6( B)(C)6 2 (D) 622.已知 | a |= 8, e 为单位向量,〈 a , e 〉2π,则 a 在 e 方向上的正射影的数量为 ( )3(A)4 3(B)4(C) 43(D)-4 3.若向量 a , b , c 满足 a 2 b = a 2 c ,则必有 ()( A ) a = 0( B) b = c( C) a =0 或 b = c ( D ) a ⊥ ( b - c )4.若| a |= 1,| b |= 2,且 ( a + b ) ⊥ a ,则〈 a , b 〉= ()( A) 30° ( B) 60°( C) 120° (D)150°5.平面上三点 A ,B ,C ,若 | AB | 3,|BC | 4,|CA | 5,则 AB BC BC CA CA AB= ( )A .25 ( B) -25(C)50(D)-50二、填空题6.已知 a 2 b =- 4, a 在 b 方向上的正射影的数量为-8,则在| a |和 | b | 中,可求出具体数值的是 ______,它的值为 ______.7.已知 a , b 均为单位向量, 〈 a , b 〉= 60°,那么| a + 3b | = ______. 8.已知| a |= 4,| b | = 1,| a - 2b | = 4,则 cos 〈a , b 〉= ______.9.下列命题中,正确命题的序号是______.( 1) | a | 2=a 2;( 2) 若向量 a , b 共线,则 a 2 b =| a || b | ;( 3)( a 2 b ) 2= a 22 b 2;( 4) 若 a 2 b = 0,则 a = 0 或 b = 0( 5)( a -b ) 2 ( a +b ) =| a | 2-| b | 2;10.设向量 a , b , c 满足 a + b +c = 0, ( a -b ) ⊥ c , a ⊥b .若| a |= 1,则 | a | 2+| b |2+| c | 2的值是 ______. 三、解答题11.已知| a |= 5,| b |= 4,〈a , b 〉π,求 ( a + b ) 2 a 和| a + b |.312.向量 a , b 满足 ( a - b ) 2 ( 2a + b ) =- 4,且 | a | = 2,| b |= 4,求〈 a ,b 〉.13.已知 O 为△ ABC 所在平面内一点,且满足(OB OC) (OB OA) 0 ,试判断△ ABC的形状.14.已知向量 a , b 满足:| a |= 1,| b | = 2,| a - b | = 7 .( 1) 求| a - 2b |; ( 2) 若 ( a + 2b ) ⊥( k a - b ) ,求实数 k 的值.向量数量积的坐标运算与度量公式一、选择题1.已知 a = ( - 4, 3) , b = ( 5,6) ,则 3a 2-4a 2 b =()(A)83(B)63(C)57(D)232.已知向量 a ( 3, 1) , b 是不平行于 x 轴的单位向量,且 a b3 ,则 b =()(A)(3, 1) (B) (1,3 ) (C) (1,3 3) ( D)( 1,0)2222443.在△ ABC 中, A( 4, 6) , B( - 4,10) , C( 2, 4) ,则△ ABC 是 ( )( A ) 等腰三角形( B) 锐角三角形( C) 钝角三角形( D ) 直角三角形4.已知 a = ( 0, 1) ,b = ( 1,1) ,且〈 aπ的值为( )b ,a 〉,则实数2(A)-1(B)0(C)1(D)25.已知 a = ( 1, 2) ,b = ( - 2,- 4) , | c |5 ,若 (ab )c 5 ),则〈 a , c 〉= (2( A) 30°( B) 60°( C) 120°(D)150°二、填空题,b 〉=.若a + = ( - ,-1) , - =,- ,则=,〈 a ______ .6 b 2 a b ( 4 3) a 2 b ______7.向量 a = ( 5, 2) 在向量 b =( - 2, 1) 方向上的正射影的数量为 ______. 8.在△ ABC 中, A( 1, 0) , B( 3, 1) , C( 2, 0) 则∠ BCA = ____________. 9.若向量 a 与 b = ( 1, 2) 共线,且满足 a 2 b =- 10,则 a = ______.10.已知点 A( 0,3) ,B( 1,4) ,将有向线段 AB 绕点 A 旋转角π到 AC 的位置,则点C 的2坐标为 ______. 三、解答题11.已知 a = ( - 3,2) ,b = ( 1,2) ,求值: | a + 2b |,( 2a - b ) 2 ( a +b ) ,cos 〈a + b ,a - b 〉.12.若 |a |2 13 , b = ( - 2, 3) ,且 a ⊥ b ,求向量 a 的坐标.13.直角坐标系 xOy 中,已知点 A( 0,1) 和点 B( -3, 4) ,OC 为△ AOB 的内角平分线,且OC 与 AB 交于点 C ,求点 C 的坐标.14.已知 k Z ,AB ( k ,1),AC ( 2,4),| AB | 4 ,且△ ABC 为直角三角形, 求实数 k 的值.用心爱心专心测试十二向量的应用Ⅰ学习目标1.会用向量的方法解决某些简单的平面几何问题.2.会用向量的方法解决物理中简单的力学和速度问题;能将物理问题转化为数学问题,同时会用建立起来的数学模型解释相关的物理问题.Ⅱ基础性训练一、选择题1.作用于原点的两个力f1=( 1,1), f2=( 2,3),为使它们平衡,需要增加力f3,则力 f3 的大小为 ( )( A)( 3,4) ( B)( -3,- 4)( C) 5 (D)252.在水流速度为自西向东,10 km / h 的河中,如果要使船以10 3 km/ h的速度从河南岸垂直到达北岸,则船出发时行驶速度的大小和方向( )( A ) 北偏西 30°, 20 km/ h( B ) 北偏西 60°, 20 km / h( C) 北偏东 30°, 20 km/ h( D ) 北偏东 60°, 20 km / h3.若平行四边形ABCD 满足| AB AD | | AB AD |,则平行四边形ABCD 一定是 ( )(A)正方形(B)矩形(C)菱形(D)等腰梯形4.已知□ABCD 对角线的交点为O,P 为平面上任意一点,且PO =a,则PA PB PC PD = ( )( A ) 2a ( B) 4a ( C) 6a ( D ) 8a5.已知非零向量AB与 AC满足(AB AC)BC 0且 AB.AC 1|AB | |AC | |AB| |AC| 2,则△ ABC为 ( )( A ) 三边均不相等的三角形( B ) 直角三角形( C) 等腰非等边三角形( D ) 等边三角形二、填空题6.自 50 m 高处以水平速度10 m/ s 平抛出一物体,不考虑空气阻力,则该物2s 时的速度的大小为 ______,与竖直向下的方向成角为,则tan=______( g=10 m/ s2).7.夹角为 120°的两个力f1和 f2作用于同一点,且| f 1|=| f2|=m( m>0),则 f1和 f2的合力 f 的大小为______, f 与 f2的夹角为____________.8.正方形ABCD 中, E,F 分别为边DC , BC 的中点,则cos∠ EAF = ____________.9.在△ ABC 中,有命题:①AB AC BC ;②若 ( AB AC) ( AB A C )0 ,则△ABC 为等腰三角形;③AB BC CA=0;④若 AB BC 0 ,则为△ABC锐角三角形.上述命题中正确的是____________( 填上你认为正确的所有序号)三、解答题10.水平电线AB 对竖直电杆BD 的拉力为300 N,斜拉索BC 的拉力为600 N,此时电杆恰好不偏斜,求斜拉索与地面成角的大小以及由此引起的电杆对地面的压力( 电杆自重不计).11.某运动员在风速为东偏北60°, 2 m/ s 的情况下正在以 10 m/ s 的速度向东跑.若风停止,运动员用力不变的情况下,求该运动员跑步速度的大小和方向.12.对于平行四边形ABCD ,点 M 是 AB 的中点,点N 在 BD 上,且BN 1 BD.用向量3的方法证明:M, N, C 三点共线.Ⅲ拓展性训练13.在 Rt△ABC 中,∠ C=90°,且 CA= CB, D 是 CB 的中点, E 是 AB 上一点,且AE=2EB.求证: AD ⊥ CE.14.如图,已知点A( 4, 0) , B( 4,4) , C( 2, 6) ,求 AC 与 OB 的交点 P 的坐标.测试十三平面向量全章综合练习一、选择题1.向量( AB MB) (BO CB) OM 化简后等于( )(A) AC (B) BC ( C) AB (D) AM2.点 A 的坐标为 ( 1,- 3) ,向量AB的坐标为 ( 3,7) ,则点 B 的坐标为 ( ) ( A)( 4,4) ( B)( -2,4) ( C)( 2, 10) ( D)( -2,- 10)3.已知向量a= ( -2, 4) ,b= ( - 1,- 2) , c=( 2,3),则( a+ b) 2 ( a- c)的值为( )(A)10 (B)14 ( C) -10 (D)-144.已知向量a= ( 2,t) ,b= ( 1, 2) .若 t= t1时,a∥b; t= t 2时,a⊥b,则 ( ) ( A ) t1=- 4, t2=- 1 ( B ) t1=- 4, t2= 1( C) t1= 4, t2=- 1 ( D ) t1= 4, t2= 15.若点 O 是△ ABC 所在平面内一点,满足OA OB OB OC OC OA ,则点O是△ABC 的 ( )( A ) 三个内角的角分线的交点( B ) 三条边的垂直平分线的交点( C) 三条中线的交点( D ) 三条高线的交点二、填空题6.河水的流速为 2 m/ s,一只小船想要以垂直于河岸方向10 m/ s 的速度驶向对岸,则小船在静水中的速度的大小应为______________.7.数轴上的点A,B,点 A 的坐标为- 3,且向量AB的长度为5,则点 B 的坐标为 ______.8.已知p= ( - 2, 2) ,q= ( 1,3) ,则p在q方向上的正射影的数量为______.9.已知向量a=( 2,3), b=(-1,2),若( a+b)⊥( a+ b),则实数=______.10.给出下列命题:①a b b; a2a②| a|-| b|<| a- b|;③ |a2b|=|a||b|;④ ( b2 c) a- ( c2 a) b与c垂直;⑤已知 a,b 是非零向量,若| a+ b|=| a- b|,则a⊥ b;a2= b2.⑥已知 a, b 是两个单位向量,则所有正确的命题的序号为____________ .三、解答题11.已知点A( - 2, 1) , B( 1,3) .求线段 AB 中点 M 和三等分点P, Q 的坐标.12.已知 | a|= 2, | b|= 4,〈a,b〉2π.求|a-b|和〈a,a-b〉的余弦值.313.已知向量a=( 1,2), b=( x,1).( 1) 求与 a 垂直的单位向量的坐标;( 2) 求| b-2a|的最小值以及此时 b 的坐标;( 3) 当 x 为何值,a+ 2b与b- 2a平行,并确定它们此时是同向还是反向.14.如图,以原点O 和 A( 5,2) 为两个顶点作等腰直角△OAB,使∠ B= 90°.求点 B 的坐标和 AB 的坐标.参考答案第二章平面向量测试七向量的线性运算 ( 一 )一、选择题1.D 2.C 3.C 4.B 5.C二、填空题6.③7.“东偏北 60°, 6 km”或“北偏东30°, 6 km ” 8. 10 km / h 5 3 km/ h9.b-a;a+b10.0三、解答题11.解: ( 1) CD;( 2) 原式=(AB BC CD) DA AD DA =0.12.解: ( 1) MP NQ OB ;( 2) OP,OQ,OA;( 3) ON,PQ ;( 4)|OM | | ON | 3 213.解:AB a, BC b, AC c ,所以DB a b,BE AC c, DE DB BE a b c ,| a- b+ c|=2.14.解:设AB a, AD b ,做□ABCD.则 AC a b, DB a b ,可得 AC BD 5 ,所以□ABCD为矩形,|b | | AD | 52 32=4.测试八 向量的线性运算 ( 二 )一、选择题1.D 2.D 3.A 4. B 5. A二、填空题6. 3a - 2b 7.a 8.- 4; 6 9. a 3b 10. 1 b 1a| a |244三、解答题11.答: AD2 a 1b .33712.略解:化简得 9a = 7b ,即 ab ,所以 a ∥ b ;| a |∶| b |= 7∶ 9.91,λ= 113.略解:由题意,得| a |=| λ|| b |,∴ | λ|=,22| a - b |=| λ- 1|| b |= 2| λ- 1|= 1 或 3.14. (1) 证明:∵ BDCD CB 2a 4b ,∴ BD 2 AB ,∴ AB // BD ,因为二者均经过点 B ,所以 A , B , C 三点共线. (2)证明:∵ a 与 b 共线,设 a = λb ,∴ BD ( 2 4)b , CD (7 2)b∵CD0, BD 0 ∴7λ- 2≠0, 2λ+ 4≠0.∴ BD 24CD ,7 2∴ BD // CD ,所以 B , C , D 三点共线,又 A ,B , D 三点共线.所以 A , B ,C , D 四点共线.测试九 向量的分解与向量的坐标表示一、选择题1.B 2. B 3.A 4.D 5.D 二、填空题6.( 1,1)7.( 1, 3) 8. t2 9.( -2,1) 10.- 2 或 112 223三、解答题11.答: DC1b ; NM a1b .2412. ( 1) 证明:∵32 ,∴ a 与 b 不平行,所以向量 a , b 是一组基底.213x 2 y 7,x 1, ( 2) 略解: ( 7,- 4) = x( 3,- 2) + y( - 2, 1) ,y4,所以2.2x y13.略解: m =( - 1, 4+x) , n =( 10, 2- 3x) ,因为 m ∥ n ,所以- ( 2- 3x) - 10( 4+ x) =0, x =- 6,此时 m = ( - 1,- 2) , n = ( 10, 20) ,有 n =- 10m ,所以 m 与 n 方向相反.14.略解: ( 1) OC OA AC OA 1(1,4)1(2,2) .AB (3, 6)3 3OD OA AD OA 2AB (1,4)2(3, 6) (3,0) .3 3( 2) OC 2OD ( 2,2) 2(3,0) (8,2) .OE OB OC 2OD ( 4, 2) (8,2) (12,0) .测试十平面向量的数量积及其运算律一、选择题1.D 2.D 3.D 4.C 5.B二、填空题6.|b|; 1 7.13 8.19.①⑤10. 42 4提示:10.由a+b+c=0,得c=-a-b,又 ( a-b) ⊥c,∴ (a-b) 2 (-a-b)=0,2 2∴-| a|- a2 b+a2 b+| b|=0,∴|b|=|a|=1.又 c=- a- b,222 2 ∴| c|=|- a- b|=(- a- b) 2 (- a- b)=| a|+2a2 b+| b|=2.另外,可以结合图示,分析解决问题.三、解答题11.解:a2 b= 10, ( a+b) 2 a=a2+a2 b= 35,|a b | ( a b) 2 a 2 2a b b2 61 .12.解:由题意得2a 2-a2 b-b2=- 4,所以 2a2-a2 b-b2=- 4,得a2 b=-4,cos 〈a,b〉 a b 1, 〈a,b〉=120°| a || b | 213.略解:因为(OB OC) (OB OA) 0 ,所以CB AB=0,从而CB AB ,△ABC 为直角三角形.14.略解: ( 1) |a-b|2=a2- 2ab+b2= 7,所以a2 b=- 1,| a-2b|2= a2-4ab+4b2=21,即|a2b | 21.( 2) 由已知得 ( a+ 2b) 2 ( k a-b) = 0,即 k a2-ab+ 2k ab- 2b2= 0,得 k=- 7.测试十一向量数量积的坐标运算与度量公式一、选择题1.A 2.B 3.D 4.A 5.C提示:5.设c= ( x,y) ,由 | c | 5 ,得x2+y2=5,,①,由 ( a b ) c55 5,得 ( 1, 2) ( x, y),∴ x 2 y,, ②222由①②解得 c( 1 3, 13) ,或 c ( 1 3, 13) .22 2213) 时, cos 〈a c5 1 , 当c (3, 1, 〉222a c5 52|a || c |∴〈 a ,c 〉= 120°,另一种情况,计算结果相同.二、填空题6.- 5; 135° 7. 8 510. ( - 1,4) 或 ( 1,2)58.135° 9. ( - 2,- 4)提示:10.设 C( x , y) ,则 AB(1,1), AC ( x, y 3) ,由 AC ⊥ AB 得, AB AC 0 ,即 x + y - 3= 0,, ①又 | AB | AC , ∴ 2= x 2+ ( y - 3) 2,, ②. 结合①②,解得,x 1,x 1y 或y 4 ∴ C( 1, 2) 或 C( -1,4) .2,三、解答题11.答: |a 2b |37 ;( 2a - b ) 2 ( a + b ) =22; cos a b , ab 55.12.解:设 a = ( x ,y) ,则2x 3 y 0 x 6 x6 x2y252,解得:y 4 或,所以 a =( 6,4) 或y 4a = ( -6,- 4) .13.解:设 C( x , y) ,则 OC( x, y) ,由已知可得: 〈 OA,OC 〉=〈 OB, OC 〉AC // ABx y 113 则,所以,解得OC OCOB OC 3 4 x, y,2yxy2|OA ||OB|55所以 C( 1, 3).2 214.解:由 | AB |4 得 k 2≤ 15,∵ k ∈ Z ,∴ k =- 3,- 2,- 1, 0, 1, 2,3,·2k 4 0 所以 k =- 2;当 A = 90°时, AB ACAB ·BC 0,BC (2 - k ,3)当 C= 90°时,,所以 2( 2- k) +12= 0, k= 8( 舍 ) .AC·BC 0,BC (2 - k,3)综上 k=- 1 或- 2 或 3.测试十二向量的应用一、选择题1.C2.A3.B4.B5.D提示:ABm, AC5.设n ,则|m|=|n|=1,|AB| |AC|由已知 (m n) BC 0 .∴ m BC n BC,∴ m BC cos(x B)n BC cos C ∴c osB= c osC,又B、C∈( 0,)∴B= C.又由已知 m n 1,2∴ m n cos A 1 2∴ cos A 1,又(0,π)2∴A= 60°∴△ ABC 为等边三角形.二、填空题18.46. 10 5m/s;7. m, 60°,9.②③2 5三、解答题10.答:= 60°;300 3N.11.解:如图,建立平面直角坐标系,作□ABCD,设|OC | 2,| OB | 10,则C( 1,3 ),B( 10, 0) ,CB (9, 3),得 |CB| 2 21 9.17m/s,tan AOB3.9由计算器计算得∠ AOB≈ 10. 89°.该运动员跑步速度的大小为9. 17 m/ s,方向为东偏南约10. 89°.MN // MC量,再证明二者具有关系 MN MC 即可.设AB e 1 , AD e 2 ,则 BDe 1 e 2 , BN1e 1 1e 2 .3 3MC1e 1 e 2 , MN MB BN 1e 1 ( 1e 11e 2 ) 1 e 1 1e 2 .22 33 6 3所以 MN1MC ,所以 M , N ,C 三点共线.313.证明:设此等腰直角三角形的直角边长为a ,AD CE( AC CD) (CA AE) AC CA AC AECD CA CD AE|AC|2| AC || AE | cos45 0 |CD || AE |cos45a 22 a 21 a 20 所以 AD ⊥ CE .33或以点 C 为原点, CA , CB 所在的直线分别为x ,y 轴建立平面直角坐标系,则 A( a , 0) , D (0, 1 a), E(1 a, 2a), AD ( a, 1 a), CE ( 1 a, 2a),23 3233可得出 AD CE1 a2 1 a 20 ,所以 AD ⊥CE .3 314.解:设 P( x , y) ,则 OP (x, y) , OB = ( 4, 4) ,由 OP,OB ,共线得 4x -4y = 0,,, ①,AP ( x 4, y) , AC = ( - 2, 6) ,由 AP, AC 共线得 6( x - 4) - y( - 2) =0,, ②,由①②解得, P( 3, 3) .测试十三 平面向量全章综合练习一、选择题 1.A2.A3.B4.C5.D二、填空题6. 2 26m/s7.-8 或 2 2 109.1710.④⑤⑥8.59三、解答题11.解: ABOB OA (3,2) ,OM1(OB OA) ( 1,2),所以 M (1,2),2 22OPOA1AB (1, 5) ,所以 p( 1, 5), OQ OA 2AB (0, 7) ,3 3 33 3 7所以 Q(0, ) .2 7 , cos 〈 a , a -b 〉2712.答:| a -b |7.13.略解: ( 1) 设单位向量为 e = k( - 2, 1) = ( - 2k , k) ,因为 | e | = 1,得 k55,2 5 52 5 5e (5 , 5 ) 或 e ( 5 , 5 ) .(2)|b 2 | ( x 2) 29 ,当 x = 2 时, | b - 2a |最小值为 3,此时 b = ( 2,1) .a ( 3) x 1 ,反向.214.解:设 B( x , y) ,则 AB( x 5, y 2), OBAB OB 0(x, y) ,由已知得,| AB| |OB|x( x5) y( y 2) 0x 3x2 7所以,解得 2 或 2 ,x2y2( x 5)21( y 2)2y 1 7 y 2 32 2 所以 B(3,7)或 B(7,3),AB ( 3, 1)或 AB ( 7,3),222 22 22 2用心 爱心 专心。
高一数学人教A版必修4课件:2.3.1 平面向量基本定理
跟踪训练 2 如图,已知△ABC 中,D 为 BC 的 中点,E,F 为 BC 的三等分点,若A→B=a,A→C
=b,用 a、b 表示A→D、A→E、A→F 解 A→D=A→B+B→D=A→B+12B→C =a+12(b-a)=12a+12b; A→E=A→B+B→E=A→B+13B→C
明目标、知重点
2.准确理解平面向量基本定理 (1)平面向量基本定理的实质是向量的分解,即平面内任一向量 都可以沿两个不共线的方向分解成两个向量和的形式,且分解 是唯一的. (2)平面向量基本定理体现了转化与化归的数学思想,用向量解 决几何问题时,我们可以选择适当的基底,将问题中涉及的向 量向基底化归,使问题得以解决.
明目标、知重点
思考 3 如图,△ABC 中,A→C与A→B的夹角与C→A与 A→B的夹角是否相同? 答 不相同,它们互补.A→C与A→B的夹角为∠CAB,而C→A与A→B的夹 角为 π-∠CAB.
明目标、知重点
例1 已知e1,e2是平面内两个不共线的向量,a=3e1-2e2, b=-2e1+e2,c=7e1-4e2,试用向量a和b表示c. 解 ∵a,b不共线,
→→ 以OA,OB为邻边作平行四边形 OACB,则
→
→
OC=a+b,BA=a-b.
∵|a|=|b|,∴平行四边形OACB为菱形.
明目标、知重点
∴O→C与O→A的夹角∠AOC=60°, B→A与O→A的夹角即为B→A与B→C的夹角∠ABC=30°. ∴a+b与a的夹角为60°,a-b与a的夹角为30°. 反思与感悟 求两个向量的夹角,关键是利用平移的方法使两个 向量的起点重合,根据向量夹角的概念确定夹角,再依据平面图 形的知识求解向量的夹角.过程简记为“一作二证三算”.
高中数学 第二章 平面向量 2.3.1 平面向量基本定理课件 新人教A版必修4
1.若向量 a,b 不共线,则 c=2a-b,d=3a-2b, 试判断 c,d 能否作为基底. 解:设存在实数 λ,使 c=λd, 则 2a-b=λ(3a-2b), 即(2-3λ)a+(2λ-1)b=0, 由于向量 a,b 不共线, 所以 2-3λ=2λ-1=0,这样的 λ 是不存在的, 从而 c,d 不共线,c,d 能作为基底.
探究点二 用基底表示平面向量
如图所示,在▱ABCD 中,点 E,F
分别为 BC,DC 边上的中点,DE 与 BF 交 于点 G,若A→B=a,A→D=b,试用 a,b 表 示向量D→E,B→F.
[解] D→E=D→A+A→B+B→E =-A→D+A→B+12B→C
=-A→D+A→B+12A→D=a-12b.
4.若 a,b 不共线,且 la+mb=0(l,m∈R),则 l=________, m=________. 答案:0 0 5.若A→D是△ABC 的中线,已知A→B=a,A→C=b,若 a,b 为基底,则A→D=________. 答案:12(a+b)
探究点一 对基底的理解
设 O 是平行四边形 ABCD 两对角线的交点,给出下列向
解:D→E=D→C+C→E=2F→C+C→E=-2C→F+C→E=-2b+a.
B→F=B→C+C→F=2E→C+C→F
=-2C→E+C→F=-2a+b.
用基底表示向量的两种方法 (1基底表示为止. (2)通过列向量方程或方程组的形式,利用基底表示向量的唯一 性求解.
对基底的理解 (1)两个向量能否作为一组基底,关键是看这两个向量是否共 线.若共线,则不能作基底,反之,则可作基底. (2)一个平面的基底若确定,那么平面上任意一个向量都可以由 这组基底唯一线性表示出来,设向量 a 与 b 是平面内两个不共 线的向量,若 x1a+y1b=x2a+y2b,则xy11==yx22.,
【数学】第二章《平面向量全章小结》教案(新人教A版必修4)
第二章 平面向量全章小结(一)学习目标1.进一步理解向量的有关概念;2.掌握向量的线性运算,掌握向量数乘的运算,并理解其几何意义.3.掌握平面向量的正交分解及其坐标表示以及相关应用.4.掌握平面向量的数量积,并会应用其判断两个平面向量的垂直关系。
5.能够用向量解决一些具体问题,如平面几何中的一些问题和物理中的一些问题. (二)重点难点1.重点是让学生理解向量的相关概念和向量的运算2. 难点是如何向量方法解决一些问题. (三)教学过程 教学环节 教学内容师生互动 设计意图 全章知识结构介绍让学生根据表根中的各项要,回忆相关的概念让学生从整体上对本章内容有一个宏观的了解复习例1.填空(向量的线性运算) 1.已知平行四边形ABCD,则_______,=+AD AB ._______=-AD AB2. ._______=-++BA CB AC AB3. 已知)(21OB OA OM +=,则点M 是A,B 的_______;若点A()7,1(),,5,2--B , 则 M 的坐 标为_________. 4.已知OB OA OM 31)311(+-=,则._____AB AM =5.已知)2,3(),1,2(--B A , AB AM 32=, 则点M 的坐标为_______.让学生自己先解决问题,让后同学进行回答,教师进行指导 说明:给出这组题的目的是,在复习向量的加减法,坐标运算和其相关的几何表示都要掌握,并且要会结合在一起使用.例2.(向量的数量积)说明:让学生首要注意一些数据表明平面向量、实际背景向量及其基本概念 线性运算 向量的数量积基本定理坐标表示向量的应用(1)已知)1,3(),3,1(-==b a ,求.,|,||,|,,>+<-+><a b a b a b a b a(2)已知在ABC ∆中,有A C O O OC OB OB OA ⋅=⋅=⋅,问:点O 在ABC ∆的什么位置.的一些几何信息以及向量的代数式也可以告诉我们一些相关的几何信息,从而突出代数和几何关系.例3.(向量基本定理) (1)给定一个基底},{j i 且,312,3,4j i c j b j i a -==+=如果b y a xc +=,求y x ,.(2)已知E,F 分别是∆ABC 边AB,AC 上的点,其EF//BC,AE=AB 31,如果a =AE ,b =AF ,用b a ,表示 .,,,CF EC BF BC会让学生在给出基底的情况下表示其它向量.例4.(向量的应用) (1)已知ABC ∆中,引中线AD,BE,CF,求证: 0=++CF BE AD ;(2)若O 为ABC ∆的重心,求证:0=++OC OB OA .(根据此问让学生思考重心坐标公式) (3)用向量方法证明:平行四边形两条对 角线长度的平方和等于平行四边形四边 长度的平方和. (4)已知向量OCOB OA ,,满足,0=++OC OB OA 1||||||===OC OB OA ,求证:ABC ∆是等边三角形. (5)已知R t c b a ∈==-=),1,3(),1,2(),2,3(.求||b t a -的最小值和相应t 的值;教师要对学生进行适当的提示.这部分问题的对学生的要求较高,让学生会应用向量方法解决相关问题,而这包括用向量和坐标方法.若b ta 与c共线,求t的值.归纳小结本节主要复习向量的概念和相关的运算, 如何用向量来解决问题布置作业课本126页习题. 学生自主完成(四)教学资源建议教材、教参、多媒体或实物投影仪、尺规(五)教学方法与学习指导策略建议向量是沟通代数,几何,三角函数的工具,掌握向量的解题技巧,方法显得非常重要.向量的解题方法有向量法和坐标法.而要熟练应用这些方法,学生应该对相应的基本概念比较清楚,因此教师在复习时,应该在引导学生得到结果基础之上,让同学理解相关的意义和了解其实际背景.应该把几何的直观性和向量的运算有机的结合在一起.运算和运算律是向量的灵魂,是连接数与形的纽带,教师应该突出这一点.因此,教师在讲授时,(1)关注解题方法产生的思维过程引导学生探究如何将把问题转化为向量问题,揭示解题方法产生的的思维过程,让学生体会解题思路的形成过程和数学思想方法的运用,从而提高学生综合运用知识分析和解决问题的能力.(2)强化学生的应用意识一是培养学生利用所学数学知识、用数学的思维与观点去观察和分析现实生活现象的习惯和意识,强化学生的应用意识;二是为学生提供充足的动手操作的机会,一旦形成解决问题的思路,后续的解题过程则放手让学生独立完成,让学生体验问题的解决过程,并在此过程中锻炼与提高数学能力.(3)引导学生探究解题规律指导学生做好解题后的反思,总结解题规律,从而培养学生理性的、条理的思维习惯,形成对通性通法的归纳意识.。
人教新课标A版高一数学《必修4》2.2.3 向量数乘运算及其几何意义
课后总结
1.实数与向量可以进行数乘运算,但不能进行加减运算, 例如 λ+a,λ-a 是没有意义的. 2.λa 的几何意义就是把向量 a 沿着 a 的方向或反方向扩 a 大或缩小为原来的|λ|倍.向量 表示与向量 a 同向的单 |a| 位向量.
谢谢大家!
2 2 1 解:原式=3(4a-3b)+9b-6(6a-7b) 8 2 7 = a-2b+ b-a+ b 3 9 6
8 2 7 5 11 = 3-1 a+ -2+9+6 b=3a-18b
5 11 = (3i+2j)- (2i-j) 3 18 10 11 11 34 71 =5i+ 3 j- 9 i+18j= 9 i+18j.
自我检测
→等 1.如图所示, D 是△ABC 的边 AB 上的中点, 则向量CD 于( B ) 1→ → A.BC+2BA 1→ → C.-BC-2BA 1→ → B.-BC+2BA 1→ → D.BC-2BA
1→ → → → → 解析 CD=BD-BC=2BA-BC.
2 1 2.设 a=3i+2j,b=2i-j,试用 i,j 表示向量 [(4a-3b)+ b- 3 3 1 4(6a-7b)].
小结 对数乘运算的理解,关键是对实数的作用的认识, λ>0 时,λa 与 a 同向,模是|a|的 λ 倍;λ<0 时,λa 与 a 反向, 模是|a|的-λ 倍;λ=0 时,λa=0.
跟踪训练 1 下面给出四个命题: ① 对于实数 m 和向量 a、b,恒有 m(a-b)=ma-mb; ② 对于实数 m、n 和向量 a,恒有(m-n) a=ma-na; ③ 若 ma=mb(m∈R),则有 a=b; ④ 若 ma=na (m,n∈R,a≠0),则 m=n. 其中正确命题的个数是( C ) A.1 B.2 C.3 D.4
第二章 平面向量基本定理
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2.两向量的夹角与垂直 → → (1)夹角:已知两个 非零向量 a 和 b,作OA=a, =b, OB 则∠AOB=θ,叫做向量 a 与 b 的夹角.
①范围: 向量 a 与 b 的夹角的范围是[0°, 180°]. ②当 θ=0°时,a 与 b 同向. ③当 θ=180°时,a 与 b 反向.
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→ → 解法二:(方程思想):设AB=x,BC=y,则有 → → → → → → → → AB+BC=AC,AD-AB=BD且AD=BC=y. x+y=a, 1 1 1 1 1 → 1 即 ∴x= a- b,y= a+ b,即AB= a- 2 2 2 2 2 2 y-x=b. → 1 1 b,BC= a+ b. 2 2
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向量夹角的概念 【例 4】 已知两非零向量 a 与 b 的夹角为 80°,试求下 列向量的夹角: (1)a 与-b; (2)2a 与 3b.
思路分析:作出向量 a,b,再作出相应的向量,依据向 量夹角的定义来确定.
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解:(1)由向量夹角的定义,如下图①,向量 a 与-b 的 夹角为 100°.(2)如下图②,向量 2a 与 3b 的夹角为 80°.
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规 律 归 纳 本类型题需不断地利用三点共线进行转化,最后通过利 用任意一向量基底表示的唯一性,即若 a=λ1e1+µ1e2 且 a= λ =λ , 1 2 λ2e1+µ2e2,则 来构建方程,使得问题获解. µ1=µ2
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答案:C
人教A版高中数学必修四课件:第二章2.3.1平面向量基本定理 (共16张PPT)
x
e2
O
a 3e1 2e2
3 a x 4y 2
yn
A
a 3m 2n
当a 0时, 有且只有1 2 0时可使 0 1 e1 2 e2 , (e1 , e2不共线).
若1与2中只有一个为零 , 情况会是怎样?
若2 0, 则a 1 e1 ,即a与e1共线, 若1 0, 则a 2 e2 ,即a与e2共线,
本题在解决过程中用到了两向量共 线的等价条件这一定理,并用基向量表 示有关向量,用待定系数法列方程,通 过消元解方程组。这些知识和考虑问题 的方法都必须切实掌握好。
课堂总结 1.平面向量基本定理可以联系物理 学中的力的分解模型来理解,它说明在
同一平面内任一向量都可以表示为不共
线向量的线性组合,该定理是平面向量
D
A
N M B
C
例2.用向量的方法证明: 1 平行四边形OACB中, BD BC , OD与BA 3 1 相交于E , 求证 : BE BA. 4 D B C E
O
A
例3.证明: 向量OA, OB, OC的终点A, B, C共线 的等价条件是存在实数 、 且 1, 使得 OC OA OB.
问题 3 : 设 e1 , e2 是同一平面内两个不共 线的向量, a是这一平面内的任一向 量, 我们来通过作图研 究a与e1 , e2 之间的关系?
平面向量基本定理: 如果e1 , e2 是同一平面内两个不共 线的向量, 那 么对于平面内的任一向 量a , 有且只有一对实数
1 , 2 , 使得a 1 e1 2 e2 .
坐标表示的基础,其本质是一个向量在
其他两个向量上的分解。
2. 在实际问题中的指导意义在于
高中数学第二章平面向量2.3.2平面向量的正交分解及坐标表示2.3.3平面向量的坐标运算课件3新人教A版必修4
=(2,1).
(2)设点A(x,y),则x= | OA | cos 60=4 3cos 60=2 3,
y= OA sin 60=4 3sin 60=6, 即 A 2 3,6 , 所以
OA= 2 3,6 .
【方法技巧】平面向量坐标运算的技巧 (1)若已知向量的坐标,则直接应用两个向量和、差及向量数乘的运算法则进 行. (2)若已知有向线段两端点的坐标,则可先求出向量的坐标,然后再进行向量的 坐标运算. (3)向量的线性坐标运算可完全类比数的运算进行.
(x1+x2,y1+y2); ①a+b= _______________ (x1-x2,y1-y2) ; ②a-b= _____________ (λx1,λy1) ③λa= ____________.
(2)重要结论:已知向量 y2),则 的起点A(x1,y1),终点B(x2,
(x2-x1,y2-y1) = _____________.
=(x-5,2-y+2)=(4,6),解得x=9,
2.已知四边形ABCD为平行四边形,O为对角线AC,BD的交点, =(3,7), =(-2,1).求 的坐标.
【解析】因为 DB AB -AD =(-2,1)-(3,7)=(-5,-6),
1 5 所以 OB DB (- ,-3). 2 2
(2)定义坐标:对于平面内的一个向量a,由平面向量基本定理 (x_______ ,y) xi+yj 则有序数对 知,有且只有一对实数x,y,使得a=_____. 叫做向量a的坐标. (3)特殊向量的坐标:i=(1,0),j=(0,1),0=(0,0).
3.平面向量的坐标运算
高中数学 人教A版必修4 第2章 2.4.1平面向量数量积的物理背景及含义(二)
a· c+b· c (分配律). (3)(a+b)· c=_________
研一研·问题探究、课堂更高效
2.4.1(二)
探究点一
本 课 时 栏 目 开 关
向量数量积运算律的提出 类比实数的运算律,向量的数量积是否具有类似的特
a· b=b· c(b≠0)⇒a=c 不成立,如图所示.
显然 a· b=b· c,且 a≠c.
研一研·问题探究、课堂更高效
2.4.1(二)
探究点二
向量数量积的运算律
已知向量 a,b,c 和实数 λ,向量的数量积满足下列运算律: ①a· b=b· a(交换律);
本 课 时 栏 目 开 关
②(λa)· b=λ(a· b)=a· (λb)(数乘结合律); ③(a+b)· c=a· c+b· c(分配律). 问题 1 证明 a· b=b· a.
|b|cos θ 叫做向量 b 在 a 方向上的投影. 的投影,_________
2.向量数量积的性质 设 a、b 为两个非零向量,e 是与 b 同向的单位向量.
|a|cos〈a,b〉 (1)a· e=e· a=_____________ ;
0 且 a· 0 ⇒a⊥b; (2)a⊥b⇒a· b=__ b=__
问题 1
征?先写出类比后的结论,再判断正误(完成下表):
运算律 交换律 结合律 分配律 实数乘法 ab=ba (ab)c=a(bc) (a+b)c=ac+bc 向量数量积 判断 正误
a· b=b· a (a· b)c=a(b· c) (a+b)· c=a· c+b· c
正确
错误 正确
b=b· c(b≠0)⇒a=c 错误 消去律 ab=bc(b≠0) ⇒a=c a·
高中数学第二章平面向量2.3.1平面向量基本定理学案(含解析)新人教A版必修4
2.3.1 平面向量基本定理考试标准学法指导1.平面向量基本定理既是本节的重点,也是本节的难点.2.为了更好地理解平面向量基本定理,可以通过改变向量的方向及模的大小作图观察λ1,λ2取不同值时的图形特征,得到平面上任一向量都可以由这个平面内两个不共线的向量e 1,e 2表示出来.3.在△ABC 中,明确AC →与AB →的夹角与CA →与AB →的夹角互补.1.平面向量基本定理(1)定理:如果e 1,e 2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 =λ1e 1+λ2e 2.(2)基底:不共线的向量e 1,e 2叫作表示这一平面内所有向量的一组基底.状元随笔 平面向量基本定理的理解(1)e →1,e →2是同一平面内的两个不共线的向量,e →1,e →2的选取不唯一,即一个平面可以有多组的基底.(2)平面内的任一向量a →都可以沿基底进行分解. (3)基底e →1,e →2确定后,实数λ1、λ2是唯一确定的. 2.关于两向量的夹角(1)两向量夹角的概念:已知两个非零向量a 和b ,作OA →=a ,OB →=b ,则∠AOB =θ,叫作向量a 与b 的夹角.①范围:向量a 与b 的夹角的范围是[0°,180°]. ②当θ=0°时,a 与b 同向. ③当θ=180°时,a 与b 反向.(2)垂直:如果a 与b 的夹角是90°,我们说a 与b 垂直,记作a ⊥b . 状元随笔 两向量夹角概念的正确理解(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.[小试身手]1.判断下列命题是否正确. (正确的打“√”,错误的打“×”)(1)一个平面内只有一对不共线的向量可作为表示该平面内所有向量的基底.( ) (2)若e 1,e 2是同一平面内两个不共线向量,则λ1e 1+λ2e 2(λ1,λ2为实数)可以表示该平面内所有向量.( )(3) 若a e 1+b e 2=c e 1+d e 2(a ,b ,c ,d ∈R ),则a =c ,b =d .( ) 答案:(1)× (2)√ (3)×2.设O 是平行四边形ABCD 两对角线的交点,给出下列向量组:①AD →与AB →;②DA →与BC →;③CA →与DC →;④OD →与OB →,其中可作为这个平行四边形所在平面的一组基底的是( )A .①②B .①③C .①④ D.③④解析:①AD →与AB →不共线;②DA →=-BC →,则DA →与BC →共线;③CA →与DC →不共线;④OD →=-OB →,则OD →与OB →共线.由平面向量基底的概念知,只有不共线的两个向量才能构成一组基底,故①③满足题意.答案:B3.在△ABC 中,向量AB →,BC →的夹角是指( )A .∠CAB B .∠ABC C .∠BCAD .以上都不是解析:由两向量夹角的定义知,AB →与BC →的夹角应是∠ABC 的补角,故选D. 答案:D4.如图所示,向量OA →可用向量e 1,e 2表示为________.解析:由图可知,OA →=4e 1+3e 2. 答案:OA →=4e 1+3e 2类型一 平面向量基本定理的理解例1 设e 1,e 2是不共线的两个向量,给出下列四组向量: ①e 1与e 1+e 2; ②e 1-2e 2与e 2-2e 1; ③e 1-2e 2与4e 2-2e 1;④e 1+e 2与e 1-e 2.其中,不能作为平面内所有向量的一组基底的是________(写出满足条件的序号).【解析】 ①设e 1+e 2=λe 1,则⎩⎪⎨⎪⎧λ=1,1=0,无解,∴e 1+e 2与e 1不共线,即e 1与e 1+e 2能作为一组基底. ②设e 1-2e 2=λ(e 2-2e 1),则(1+2λ)e 1-(2+λ)e 2=0,则⎩⎪⎨⎪⎧1+2λ=0,2+λ=0,无解,∴e 1-2e 2与e 2-2e 1不共线,即e 1-2e 2与e 2-2e 1能作为一组基底. ③∵e 1-2e 2=-12(4e 2-2e 1),∴e 1-2e 2与4e 2-2e 1共线,即e 1-2e 2与4e 2-2e 1不能作为一组基底.④设e 1+e 2=λ(e 1-e 2),则(1-λ)e 1+(1+λ)e 2=0,则⎩⎪⎨⎪⎧1-λ=0,1+λ=0,无解,∴e 1+e 2与e 1-e 2不共线,即e 1+e 2与e 1-e 2能作为一组基底.【答案】 ③由基底的定义知,平面α内两个不共线的向量e →1、e →2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底,要判断所给的两个向量能否构成基底,只要看这两个向量是否共线即可.方法归纳对基底的理解(1)两个向量能否作为一组基底,关键是看这两个向量是否共线.若共线,则不能作基底,反之,则可作基底.(2)一个平面的基底一旦确定,那么平面上任意一个向量都可以由这组基底唯一线性表示出来.设向量a 与b 是平面内两个不共线的向量,若x 1a +y 1b =x 2a +y 2b ,则{ x 1=x 2,y 1=y 2.提醒:一个平面的基底不是唯一的,同一个向量用不同的基底表示,表达式不一样.跟踪训练1 下面三种说法:①一个平面内只有一对不共线向量可作为表示该平面的基底; ②一个平面内有无数多对不共线向量可作为该平面所有向量的基底; ③零向量不可以作为基底中的向量.其中正确的说法是( )A.①② B .②③ C .①③ D .①②③解析:平面内向量的基底是不唯一的,在同一平面内任何一组不共线的向量都可作为平面内所有向量的一组基底;零向量可看成与任何向量平行,故零向量不可以作为基底中的向量,故B 项正确.答案:B平面内任意一对不共线的向量都可以作为该平面内所有向量的基底,一定要注意“不共线”这一条件,在做题时容易忽略此条件而导致错误,同时还要注意零向量不能作基底.类型二 用基底表示平面向量例2 如图所示,在▱ABCD 中,点E ,F 分别为BC ,DC 边上的中点,DE 与BF 交于点G ,若AB →=a ,AD →=b ,试用a ,b 表示向量DE →,BF →.【解析】 DE →=DA →+AB →+BE →=-AD →+AB →+12BC →=-AD →+AB →+12AD →=a -12b .BF →=BA →+AD →+DF →=-AB →+AD →+12AB →=b -12a .解决此类问题的关键在于以一组不共线的向量为基底,通过向量的加、减、数乘以及向量共线的结论,把其他相关的向量用这一组基底表示出来.方法归纳用基底表示向量的两种方法(1)运用向量的线性运算法则对待求向量不断进行转化,直至用基底表示为止. (2)通过列向量方程或方程组的形式,利用基底表示向量的唯一性求解.跟踪训练2 (1)本例条件不变,试用基底a ,b 表示AG →;(2)若本例中的基向量“AB →,AD →”换为“CE →,CF →”即若CE →=a ,CF →=b ,试用a ,b 表示向量DE →,BF →.解析:(1)由平面几何知识知BG =23BF ,故AG →=AB →+BG →=AB →+23BF →=a +23⎝ ⎛⎭⎪⎫b -12a =a +23b-13a =23a +23b . (2)DE →=DC →+CE →=2FC →+CE →=-2CF →+CE →=-2b +a . BF →=BC →+CF →=2EC →+CF →=-2CE →+CF →=-2a +b .用基底表示平面向量,要充分利用向量加法、减法的三角形法则或平行四边形法则. 类型三 向量的夹角例3 已知|a |=|b |,且a 与b 的夹角为120°,求a +b 与a 的夹角及a -b 与a 的夹角.【解析】 如图,作OA →=a ,OB →=b ,∠AOB =120°,以OA →,OB →为邻边作平行四边形OACB ,则OC →=a +b ,BA →=a -b .因为|a |=|b |,所以平行四边形OACB 为菱形. 所以OC →与OA →的夹角∠AOC =60°,BA →与OA →的夹角即为BA →与BC →的夹角∠ABC =30°.所以a +b 与a 的夹角为60°,a -b 与a 的夹角为30°.作图,由图中找到a →-b →与a →的夹角,利用三角形、四边形的知识求角. 方法归纳两个向量夹角的实质及求解的关键(1)实质:两个向量的夹角,实质上是从同一起点出发的两个非零向量构成的角. (2)关键:求两个向量的夹角,关键是利用平移的方法使两个向量的起点重合,然后按照“一作二证三算”的步骤,并结合平面几何知识求出两个向量的夹角.跟踪训练3 已知|a |=|b |=2,且a 与b 的夹角为60°,求a +b 与a 的夹角,a -b 与a 的夹角.解析:如图,作OA →=a ,OB →=b ,且∠AOB =60°,以OA ,OB 为邻边作▱OACB , 则OC →=OA →+OB →=a +b ,BA →=OA →-OB →=a -b ,BC →=OA →=a . 因为|a |=|b |=2,所以△OAB 为正三角形. 所以∠OAB =60°=∠ABC . 即a -b 与a 的夹角为60°. 因为|a |=|b |,所以▱OACB 为菱形.所以OC ⊥AB ,所以∠COA =90°-60°=30°. 即a +b 与a 的夹角为30°.作出向量a →,b →,a →+b →,a →-b →,利用平面几何知识求解. 2.3.1[基础巩固](25分钟,60分)一、选择题(每小题5分,共25分)1.已知向量a =e 1-2e 2,b =2e 1+e 2,其中e 1,e 2不共线,则a +b 与c =6e 1-2e 2的关系是( )A .不共线B .共线C .相等D .不确定 解析:∵a +b =3e 1-e 2,∴c =2(a +b ).∴a +b 与c 共线. 答案:B2.当向量a 与b 共线时,则这两个向量的夹角θ为( ) A .0° B.90°C .180°D .0°或180°解析:当向量a 与b 共线,即两向量同向时夹角θ=0°,反向时夹角θ=180°. 答案:D3.已知AD 是△ABC 的中线,AB →=a ,AD →=b ,以a ,b 为基底表示AC →,则AC →=( ) A.12(a -b ) B .2b -a C.12(b -a ) D .2b +a解析:如图,AD 是△ABC 的中线,则D 为线段BC 的中点,从而AD →=12(AB →+AC →),则AC →=2AD →-AB →=2b -a .答案:B4.在正方形ABCD 中,AC →与CD →的夹角等于( ) A .45° B.90° C .120° D.135° 解析:如图所示,将AC →平移到CE →,则CE →与CD →的夹角即为AC →与CD →的夹角,夹角为135°. 答案:D5.若D 点在三角形ABC 的边BC 上,且CD →=4DB →=rAB →+sAC →,则3r +s 的值为( )55C.85D.45解析:∵CD →=4DB →=rAB →+sAC →, ∴CD →=45CB →=45(AB →-AC →)=rAB →+sAC →,∴r =45,s =-45.∴3r +s =125-45=85.答案:C二、填空题(每小题5分,共15分)6.已知向量a ,b 是一组基底,实数x ,y 满足(3x -4y )a +(2x -3y )b =6a +3b ,则x -y 的值为________.解析:因为a ,b 是一组基底,所以a 与b 不共线, 因为(3x -4y )a +(2x -3y )b =6a +3b ,所以⎩⎪⎨⎪⎧3x -4y =6,2x -3y =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =6,y =3,所以x -y =3.答案:37.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,若OA →=a ,OB →=b ,用a ,b 表示向量OC →,则OC →=________.解析:AC →=OC →-OA →,CB →=OB →-OC →,∵2AC →+CB →=0,∴2(OC →-OA →)+(OB →-OC →)=0,∴OC →=2OA →-OB →=2a -b .答案:2a -b8.在正方形ABCD 中,E 是DC 边上的中点,且AB →=a ,AD →=b ,则BE →=________.解析:BE →=BC →+CE →=AD →-12AB →=b -12a .2三、解答题(每小题10分,共20分)9.已知e 1,e 2是平面内两个不共线的向量,a =3e 1-2e 2,b =-2e 1+e 2,c =7e 1-4e 2,试用向量a 和b 表示c .解析:因为a ,b 不共线,所以可设c =x a +y b , 则x a +y b =x (3e 1-2e 2)+y (-2e 1+e 2) =(3x -2y )e 1+(-2x +y )e 2=7e 1-4e 2. 又因为e 1,e 2不共线,所以⎩⎪⎨⎪⎧3x -2y =7,-2x +y =-4,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =-2,所以c =a -2b .10.如图所示,设M ,N ,P 是△ABC 三边上的点,且BM →=13BC →,CN →=13CA →,AP →=13AB →,若AB→=a ,AC →=b ,试用a ,b 将MN →、NP →、PM →表示出来.解析:NP →=AP →-AN →=13AB →-23AC →=13a -23b ,MN →=CN →-CM →=-13AC →-23CB →=-13b -23(a -b )=-23a +13b ,PM →=-MP →=-(MN →+NP →)=13(a +b ).[能力提升](20分钟,40分)11.设非零向量a ,b ,c 满足|a |=|b |=|c |,a +b =c ,则向量a ,b 的夹角为( ) A .150° B.120° C .60° D.30°解析:设向量a ,b 的夹角为θ,作BC →=a ,CA →=b ,则c =a +b =BA →(图略),a ,b 的夹角为180°-∠C .∵|a |=|b |=|c |,∴∠C =60°,∴θ=120°.答案:B 12.如图,在△ABC 中,已知AB =2,BC =3,∠ABC =60°,AH ⊥BC 于H ,M 为AH 的中点,若AM →=λAB →+μBC →,则λ+μ=________.解析:因为AB =2,∠ABC =60°,AH ⊥BC ,所以BH =1,又M 为AH 的中点,BC =3,所以AM →=12AH →=12(AB →+BH →)=12(AB →+13BC →)=12AB →+16BC →,所以λ+μ=23. 答案:2313.如图,在△OAB 中,OC →=14OA →,OD →=12OB →,AD 与BC 交于点M ,设OA →=a ,OB →=b ,试以a ,b 为基底表示OM →.解析:根据平面向量基本定理可设OM →=m a +n b (m ,n ∈R ),则AM →=OM →-OA →=(m -1)a +n b ,AD →=OD →-OA →=12b -a =-a +12b , ∵A 、M 、D 三点共线,∴AM →=λAD →(λ为实数),∴AM →=-λa +λ2b , ∴⎩⎪⎨⎪⎧ m -1=-λ,n =12λ,消去λ得m +2n =1.而CM →=OM →-OC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫m -14a +n b ,CB →=OB →-OC →=b -14a =-14a +b , ∵C 、M 、B 三点共线,∴CM →=μCB →(μ为实数),∴CM →=-μ4a +μb ,∴⎩⎪⎨⎪⎧ m -14=-14μ,n =μ,消去μ得4m +n =1.由⎩⎪⎨⎪⎧ m +2n =1,4m +n =1解得⎩⎪⎨⎪⎧ m =17,n =37,∴OM →=17a +37b . 14.在△ABC 中,AB =3,BC =1,AC =2,D 是AC 的中点.求:(1)AD →与BD →夹角的大小;(2)DC →与BD →夹角的大小.解析:(1)如图所示,在△ABC 中,AB =3,BC =1,AC =2,所以AB 2+BC 2=(3)2+1=22=AC 2,所以△ABC 为直角三角形.因为tan A =BC AB =13=33, 所以A =30°.又因为D 为AC 的中点,所以∠ABD =∠A =30°,AD →=DC →.在△ABD 中,∠BDA =180°-∠A -∠ABD =180°-30°-30°=120°,所以AD →与BD →的夹角为120°.(2)因为AD →=DC →,所以DC →与BD →的夹角也为120°.。
人教版高中数学高一A版必修4 第二章第一节平面向量的实际背景及基本概念
第二章第一节平面向量的实际背景及基本概念1.丰富多彩的背景,引人入胜的内容.教材首先从力、位移等量讲清向量的实际背景以及研究向量的必要性,接着介绍了平面向量的有关知识.学生将了解向量丰富的实际背景,理解平面向量及其运算的意义,能用向量语言与方法表述和解决数学、物理中的一些问题,发展运算能力和解决实际问题的能力.平面向量基本定理是平面向量正交分解及坐标表示的基础,从学生熟知的功的概念出发,引出了平面向量数量积的概念及其几何意义,接着介绍了向量数量积的性质、运算律及坐标表示.向量数量积把向量的长度和三角函数联系了起来,这样为解决有关的几何问题提供了方便,特别能有效地解决线段的垂直问题.最后介绍了平面向量的应用.2.教学的最佳契机,全新的思维视角.向量具有几何形式和代数形式的“双重身份”,这一概念是由物理学和工程技术抽象出来的.反过来,向量的理论和方法,又成为解决物理学和工程技术的重要工具,向量之所以有用,关键是它具有一套良好的运算性质,通过向量可把空间图形的性质转化为向量的运算,这样通过向量就能较容易地研究空间的直线和平面的各种有关问题.这一章的内容虽然概念多,但大都有其物理上的来源,虽然抽象,却与图形有着密切的联系,向量应用的优越性也是非常明显的.全新的思维视角,恰当的教与学,使得向量不仅生动有趣,而且是培养学生创新精神与能力的极佳契机.3.本章充分体现出新教材特点.以学生已有的物理知识和几何内容为背景,直观介绍向量的内容,注重向量运算与数的运算的对比,特别注意知识的发生过程.对概念、法则、公式、定理等的处理主要通过观察、比较、分析、综合、抽象、概括得出结论.这一章中的一些例题,教科书不是先给出解法,而是先进行分析,探索出解题思路,再给出解法.解题后有的还总结出解决该题时运用的数学思想和数学方法,有的还让学生进一步考虑相关的问题.对知识的处理,都尽量设计成让学生自己观察、比较、猜想、分析、归纳、类比、想象、抽象、概括的形式,从而培养学生的思维能力.向量的坐标实际上是把点与数联系起来,进而可把曲线与方程联系起来,这样就可用代数方程研究几何问题,同时也可以用几何的观点处理某些代数问题.4作者:赵勇,永安三中教师,本教学设计获福建省教学设计大赛三等奖整体设计教学理念新的课程标准要求我们创造性地使用教材,积极开发、利用各种教学资源,创设教学情境,让学生通过主动参与、积极思考、合作交流和创新等过程,获得知识、能力、情感的全面发展.本节课将充分体现以“学生为本”的教学观念,实现课程理念、教学方式和学生学习方式的转变.教学目标1.通过力的分析等实例,了解向量的实际背景;理解向量的概念.2.理解向量的几何表示;掌握零向量、单位向量、平行向量等概念;3.理解相等向量和共线向量等概念,并会辨认图形中的相等向量或作出与某一已知向量的相等向量.教学重点、难点1.通过学生自主探究,并在教师的引导下,使学生理解向量的概念、相等向量的概念、向量的几何表示等是本节课的重点.2.难点是学生对向量的概念和共线向量的概念的理解.学情和教材分析《向量》是高中数学新教材必修四第二章第1节.向量是近代数学中重要和基本的概念之一,有深刻的几何背景,是解决几何问题的有力工具.向量概念引入后,全等和平行(平移)、相似、垂直、勾股定理就可转化为向量的加(减)法、数乘向量、数量积运算,从而把图形的基本性质转化为向量的运算体系.向量是沟通代数、几何与三角函数的一种工具,有着极其丰富的实际背景,在数学和物理学科中具有广泛的应用.所以,向量是高考必考的重点内容,又因为其抽象性,它还是学生在学习中的一个难学内容.本节内容是向量一章的第一节课,因此,是十分关键、重要的一节课.教学准备多媒体课件教学过程导入新课位置是几何学研究的重要内容之一,几何中常用点表示位置,研究如何由一点的位置确定另外一点的位置.如图1,如何由点A确定点B的位置?图1一种常用的方法是,以A为参照点,用B点A点之间的方位和距离确定B点的位置.如,B点在A点东偏南45°,30千米处.这样,在A点与B点之间,我们可以用有向线段AB表示B点相对于A点的位置.有向线段AB就是A点与B点之间的位移.位移简明地表示了位置之间的相对关系.像位移这种既有大小又有方向的量,加以抽象,就是我们本章要研究的向量.推进新课新知探究本章引言中,我们知道,位移是既有大小,又有方向的量,你还能举出一些这样的量吗?图2请大家阅读课本2.1.1向量的物理背景与概念;2.1.2向量的几何表示.并回答下面问题: (1)什么是向量?向量和数量有何不同? (2)向量如何表示?(3)什么是零向量和单位向量? (4)什么是平行向量?待学生阅读完后,老师总结并展示课件: 1.什么是向量?向量和数量有何不同?(数量:只有大小,没有方向的量) 在质量、重力、速度、加速度、身高、面积、体积这些量中,哪些是数量?哪些是向量? 数量有:质量、身高、面积、体积 向量有:重力、速度、加速度提问:角度,海拔,温度是向量吗? 2.向量如何表示?(1)几何表示——向量常用有向线段表示: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.图3 注:以A 为起点,B 为终点的有向线段记为AB →,线段AB 的长度记作|AB →|(读为模); (2)也可以表示为a ,b ,c ,…,大小记作:|a|、|b|、|c |、…说明一:我们所说的向量,与起点无关,用有向线段表示向量时,起点可以取任意位置.所以数学中的向量也叫自由向量.如图4:它们都表示同一个向量.图4练习:向量AB →和BA →是同一个向量吗?为什么? 不是,方向不同.探究:向量就是有向线段吗?有向线段就是向量吗? 说明二:有向线段与向量的区别: 有向线段:有固定起点、大小、方向.向量:可选任意点作为向量的起点、有大小、有方向.图5有向线段AB →、CD →是不同的.图6向量AB →、CD →是同一个向量. 3.什么是零向量和单位向量?零向量:长度为0的向量,记为0; 单位向量:长度为1的向量.注:零向量,单位向量都是只限制大小,不确定方向的. 向量之间的关系: 4.什么是平行向量?方向相同或相反的非零向量叫平行向量. 注:1.若是两个平行向量,则记为a ∥b .2.我们规定,零向量与任一向量平行,即对任意向量a ,都有0∥a . 练习:判断下列各组向量是否平行?图7向量的平行与线段的平行有什么区别? 练习:已知下列命题:(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)向量就是有向线段;(4)向量0=0;(5)向量AB →大于向量CD →.其中正确命题的个数是( )A .0B .1C .2D .3 答案:B例1试根据图8中的比例尺以及三地的位置,在图中分别用向量表示A 地至B 、C 两地的位移,并求出A 地至B 、C 两地的实际距离(精确到1 km).图8请同学们阅读课本2.1.3相等向量与共线向量,并回答问题:什么是相等向量和共线向量?待学生回答后,老师总结并展示课件: 5.什么是相等向量和共线向量?长度相等且方向相同的向量叫相等向量.a =b =c A 1B 1→=A 2B 2→=A 3B 3→=A 4B 4→图9注:1.若向量a ,b 相等,则记为a =b ;2.任意两个相等的非零向量,都可用同一条有向线段来表示,并且与有向线段的起点无关.平行向量也叫共线向量.注:任一组平行向量都可以平移到同一直线上. 练习:判断下列命题是否正确:(1)两个向量相等,则它们的起点相同,终点相同;(2)若|a|=|b |,则a =b ;(3)若AB →=DC →,则四边形ABCD 是平行四边形;(4)平行四边形ABCD 中,一定有AB →=DC →;(5)若m =n ,n =k ,则m =k ;(6)若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c .其中不正确命题的个数是( )A .2B .3C .4D .5 答案:C练习:下列说法正确的是( ) A .若|a|>|b|,则a>b B .若|a |=0,则a =0C .若|a|=|b|,则a =b 或a =-bD .若a ∥b ,则a =bE .若a =b ,则|a|=|b |F .若a ≠b ,则a 与b 不是共线向量G .若a =0,则-a =0 答案:EG例2如图10,设O 是正六边形ABCDEF 的中心,分别写出图中与OA →、OB →、OC →相等的向量.图10解:OA →=CB →=DO →, OB →=DC →=EO →, OC →=AB →=ED →=FO →.练习:如图11,EF 是△ABC 的中位线,AD 是BC 边上的中线,在以A 、B 、C 、D 、E 、F 为端点的有向线段表示的向量中请分别写出:图11(1)与向量CD →共线的向量有________个,分别是________________________________;(2)与向量DF →的模一定相等的向量有________个,分别是______________________;(3)与向量DE →相等的向量有________个,分别是__________.答案:(1)7 DC →、DB →、BD →、FE →、EF →、CB →、BC → (2)5 FD →、EB →、BE →、EA →、AE →(3)2 CF →、FA →课堂小结 通过本节课的学习,要求大家能够理解向量的概念;掌握向量的几何表示;理解零向量、单位向量、平行向量、相等向量等概念,并能进行简单的应用.作业习题2.1A 组2,5设计思路1.首先先对本节课教材内容进行分析2.教材内容的安排和处理根据我所教学生的特点,我对教材进行了如下处理,先由物理中的位置关系导入新课,然后提出问题,并要求学生带着问题去阅读课本,最后由老师总结,并对概念进行概念辨析,以加大学生的思维的深度,拓宽了学生的视野,实现本节课难点的突破,整堂课充分发挥学生的主导作用.3.教法“问题是数学的灵魂,也是学好数学的必然手段”,本节课总体上以问题串的形式,设计为七问五练.着重抓四个知识点,突出学生的“主导地位”.并通过多媒体课件的演示,直观展示向量的有关内容,激发学生的兴趣.4.学法指导以问题为载体,通过提问、阅读、归纳,练习的过程,掌握思考、讨论、交流的学习方法,并体验探究和发现的乐趣.。
