高中数学-平面向量专题

第一部分:平面向量的概念及线性运算一.基础知识自主学习1.向量的有关概念名称定义备注向量既有又有的量;向量的大小叫做向量的(或称)平面向量是自由向量零向量长度为的向量;其方向是任意的记作0单位向量长度等于的向量非零向量a的单位向量为±a|a|平行向量方向或的非零向量0与任一向量或共线共线向量的非零向量又叫做共线向量相等向量长度且方向的向量两向量只有相等或不等,不能比较大小相反向量长度且方向的向量0的相反向量为0 2.向量的线性运算向量运算定义法则(或几何意义)运算律加法求两个向量和的运算(1)交换律:a+b=b+a.(2)结合律:(a+b)+c=a+(b+c).减法求a与b的相反向量-b的和的运算叫做a与b的差法则a-b=a+(-b)数乘求实数λ与向量a的积的运算(1)|λa|=|λ||a|.(2)当λ>0时,λa的方向与a的方向;当λ<0时,λa的方向与a的方向;当λ=0时,λa=0.λ(μa)=λμa;(λ+μ)a=λa+μa;λ(a+b)=λa+λb.3.共线向量定理向量a(a≠0)与b共线的条件是存在唯一一个实数λ,使得b=λa.二.难点正本疑点清源1.向量的两要素向量具有大小和方向两个要素.用有向线段表示向量时,与有向线段起点的位置没有关系.同向且等长的有向线段都表示同一向量.或者说长度相等、方向相同的向量是相等的.向量只有相等或不等,而没有谁大谁小之说,即向量不能比较大小.2.向量平行与直线平行的区别向量平行包括向量共线(或重合)的情况,而直线平行不包括共线的情况.因而要利用向量平行证明向量所在直线平行,必须说明这两条直线不重合.三.基础自测1.化简OP →-QP →+MS →-MQ →的结果等于________.2.下列命题:①平行向量一定相等;②不相等的向量一定不平行;③平行于同一个向量的两个向量是共线向量; ④相等向量一定共线.其中不正确命题的序号是_______.3.在△ABC 中,AB →=c ,AC →=b .若点D 满足BD →=2DC →,则AD →=________(用b 、c 表示).4.如图,向量a -b 等于( ) A .-4e 1-2e 2 B .-2e 1-4e 2 C .e 1-3e 2 D .3e 1-e 25.已知向量a ,b ,且AB →=a +2b ,BC →=-5a +6b ,CD →=7a -2b ,则一定共线的三点是 ( ) A .A 、B 、D B .A 、B 、C C .B 、C 、D D .A 、C 、D四.题型分类 深度剖析题型一 平面向量的有关概念 例1 给出下列命题:①若|a |=|b |,则a =b ;②若A ,B ,C ,D 是不共线的四点,则AB →=DC →是四边形ABCD 为平行四边形的充要条件;③若a =b ,b =c ,则a =c ;④a =b 的充要条件是|a |=|b |且a ∥b ;⑤若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c .其中正确的序号是________.变式训练1 判断下列命题是否正确,不正确的请说明理由.(1)若向量a 与b 同向,且|a |=|b |,则a>b ;(2)若|a |=|b |,则a 与b 的长度相等且方向相同或相反; (3)若|a |=|b |,且a 与b 方向相同,则a =b ;(4)由于零向量的方向不确定,故零向量不与任意向量平行; (5)若向量a 与向量b 平行,则向量a 与b 的方向相同或相反;(6)若向量AB →与向量CD →是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点在一条直线上; (7)起点不同,但方向相同且模相等的几个向量是相等向量; (8)任一向量与它的相反向量不相等题型二 平面向量的线性运算例2 如图,以向量OA →=a ,OB →=b 为边作?OADB ,BM →=13BC →,CN →=13CD →,用a 、b 表示OM →、ON →、MN →.变式训练2 △ABC 中,AD →=23AB →,DE ∥BC 交AC 于E ,BC 边上的中线AM 交DE 于N .设AB →=a ,AC →=b ,用a 、b表示向量AE →、BC →、DE →、DN →、AM →、AN →.题型三 平面向量的共线问题例3 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-ke 2,且B 、D 、F 三点共线,求k 的值.变式训练3 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ka +b 和a +kb 共线.五.思想与方法5.用方程思想解决平面向量的线性运算问题试题:如图所示,在△ABO 中,OC →=14OA →,OD →=12OB →,AD 与BC 相交于点M ,设OA →=a ,OB →=b .试用a 和b 表示向量OM →.六.思想方法 感悟提高方法与技巧1.将向量用其它向量(特别是基向量)线性表示,是十分重要的技能,也是向量坐标形式的基础.2.可以运用向量共线证明线段平行或三点共线问题.如AB →∥CD →且AB 与CD 不共线,则AB ∥CD ;若AB →∥BC →,则A 、B 、C 三点共线. 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.七.课后练习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; ③λa =0 (λ为实数),则λ必为零;④λ,μ为实数,若λa =μb ,则a 与b 共线. 其中错误命题的个数为( ) A .1 B .2 C .3 D .42.若A 、B 、C 、D 是平面内任意四点,给出下列式子:AB +CD →=BC +DA →;②AC +BD →=AD BC +;③AC -BD →=DC →+AB .其中正确的有( ) A .0个 B .1个 C .2个 D .3个 3. 已知O 、A 、B 是平面上的三个点,直线AB 上有一点C ,满足CB AC +2=0,则OC 等于( )A.OA 2-OB →B.OA -+2OB →C.OA 32-13OB →D.OA 31-+23OB →4.如图所示,在△ABC 中,BD =12DC →,AE →=3ED →,若AB =a ,AC =b ,则BE →等于( )a +13b B .-12a +14b a +14b D .-13a +13b 5. 在四边形ABCD 中,AB =a +2b,BC =-4a -b ,CD →=-5a -3b ,则四边形ABCD 的形状是( )A .矩形B .平行四边形C .梯形D .以上都不对 6. AB =8,AC =5,则BC 的取值范围是__________. 7.给出下列命题:①向量AB 的长度与向量BA →的长度与向量BA →的长度相等; ②向量a 与b 平行,则a 与b 的方向相同或相反; ③两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同; ④两个有公共终点的向量,一定是共线向量;⑤向量AB 与向量CD →与向量CD →是共线向量,则点A 、B 、C 、D 必在同一条直线上. 其中不正确的个数为____________.8.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________.9.设a 与b 是两个不共线向量,且向量a +λb 与-(b -2a)共线,则λ=________.10.在正六边形ABCDEF 中,AB =a ,AF →=b ,求AD AC ,,AE →.11.如图所示,△ABC 中,点M 是BC 的中点,点N 在边AC 上,且AN =2NC ,AM 与BN 相交于点P ,求AP ∶PM 的值.12.已知点G 是△ABO 的重心,M 是AB 边的中点.(1)求GA +GB →+GO →;(2)若PQ 过△ABO 的重心G,且AO =a, OB →=b ,OP →=m a ,OQ →=n b ,求证:1m +1n=3.第二部分:平面向量的基本定理及坐标表示一.基础知识 自主学习1.两个向量的夹角定义范围已知两个 向量a ,b ,作OA →=a ,OB →=b ,则∠AOB =θ叫做向量a 与b 的夹角(如图)向量夹角θ的范围是 ,当θ= 时,两向量共线,当θ= 时,两向量垂直,记作a ⊥b .2.平面向量基本定理及坐标表示(1)平面向量基本定理如果e 1,e 2是同一平面内的两个 向量,那么对于这一平面内的任意向量a , 一对实数λ1,λ2,使a = .其中,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 . (2)平面向量的正交分解及坐标表示把一个向量分解为两个 的向量,叫做把向量正交分解. (3)平面向量的坐标表示①在平面直角坐标系中,分别取与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量i ,j 作为基底,对于平面内的一个向量a ,由平面向量基本定理可知,有且只有一对实数x ,y ,使a =xi +yj ,这样,平面内的任一向量a 都可由x ,y 唯一确定,把有序数对 叫做向量a 的坐标,记作a = ,其中 叫做a 在x 轴上的坐标, 叫做a 在y 轴上的坐标.②设OA →=xi +yj ,则向量OA →的坐标(x ,y )就是 的坐标,即若OA →=(x ,y ),则A 点坐标为 ,反之亦成立.(O 是坐标原点)3.平面向量坐标运算(1)向量加法、减法、数乘向量及向量的模 设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a +b = ,a -b = , λa = ,|a |= . (2)向量坐标的求法①若向量的起点是坐标原点,则终点坐标即为向量的坐标.②设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则AB →= ,|AB →|= .4.平面向量共线的坐标表示:设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),其中b ≠∥b ? .二.难点正本 疑点清源1.基底的不唯一性只要两个向量不共线,就可以作为平面的一组基底,对基底的选取不唯一,平面内任意向量a 都可被这个平面的一组基底e 1,e 2线性表示,且在基底确定后,这样的表示是唯一的. 2.向量坐标与点的坐标的区别在平面直角坐标系中,以原点为起点的向量OA →=a ,点A 的位置被向量a 唯一确定,此时点A 的坐标与a 的坐标统一为(x ,y ),但应注意其表示形式的区别,如点A (x ,y ),向量a =OA →=(x ,y ).当平面向量OA →平行移动到O 1A 1→时,向量不变即O 1A 1→=OA →=(x ,y ),但O 1A 1→的起点O 1和终点A 1的坐标都发生了变化.三.基础自测1.已知向量a =(2,-1),b =(-1,m ),c =(-1,2),若(a +b )∥c ,则m =________.2.已知向量a =(1,2),b =(-3,2),若ka +b 与b 平行,则k =________.3.设向量a =(1,-3),b =(-2,4),c =(-1,-2).若表示向量4a 、4b -2c 、2(a -c )、d 的有向线段首尾相接能构成四边形,则向量d =____________.4.已知四边形ABCD 的三个顶点A (0,2),B (-1,-2),C (3,1),且BC →=2AD →,则顶点D 的坐标为 ( )C .(3,2)D .(1,3)5.已知平面向量a =(x,1),b =(-x ,x 2),则向量a +b ( )A .平行于y 轴B .平行于第一、三象限的角平分线C .平行于x 轴D .平行于第二、四象限的角平分线四.题型分类 深度剖析题型一 平面向量基本定理的应用例1 如图,在平行四边形ABCD 中,M ,N 分别为DC ,BC 的中点,已知AM →=c ,AN →=d ,试用c ,d 表示AB →,AD →.变式训练1 如图,P 是△ABC 内一点,且满足条件AP →+2BP →+3CP →=0,设Q 为CP 的延长线与AB 的交点,令CP →=p ,试用p 表示CQ →.题型二 向量坐标的基本运算例2 已知A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4).设AB →=a ,BC →=b ,CA →=c ,且CM →=3c ,CN →=-2b ,(1)求3a +b -3c ;(2)求满足a =mb +nc 的实数m ,n ;(3)求M 、N 的坐标及向量MN →的坐标.变式训练2 (1)已知点A 、B 、C 的坐标分别为A (2,-4)、B (0,6)、C (-8,10),求向量AB →+2BC →-12AC →的坐标;(2)已知a =(2,1),b =(-3,4),求:①3a +4b ;②a -3b ;③12a -14b .题型三 平行向量的坐标运算例3 平面内给定三个向量a =(3,2),b =(-1,2),c =(4,1),请解答下列问题:(1)求满足a =mb +nc 的实数m ,n ;(2)若(a +kc )∥(2b -a ),求实数k ; (3)若d 满足(d -c )∥(a +b ),且|d -c |=5,求d .变式训练3 已知a =(1,0),b =(2,1).(1)求|a +3b |;(2)当k 为何实数时,ka -b 与a +3b 平行,平行时它们是同向还是反向五.易错警示8.忽视平行四边形的多样性致误试题:已知平行四边形三个顶点的坐标分别为(-1,0),(3,0),(1,-5),求第四个顶点的坐标.六.思想方法 感悟提高方法与技巧1.平面向量基本定理的本质是运用向量加法的平行四边形法则,将向量进行分解.2.向量的坐标表示的本质是向量的代数表示,其中坐标运算法则是运算的关键,通过坐标运算可将一些几何问题转化为代数问题处理,从而向量可以解决平面解析几何中的许多相关问题. 3.在向量的运算中要注意待定系数法、方程思想和数形结合思想的运用. 失误与防范1.要区分点的坐标与向量坐标的不同,尽管在形式上它们完全一样,但意义完全不同,向量坐标中既有方向也有大小的信息.2.若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件不能表示成x 1x 2=y 1y 2,因为x 2,y 2有可能等于0,所以应表示为x 1y 2-x 2y 1=0.同时,a ∥b 的充要条件也不能错记为x 1x 2-y 1y 2=0,x 1y 1-x 2y 2=0等.七.课后练习1.已知向量a =(1,-2),b =(1+m,1-m ),若a ∥b ,则实数m 的值为( ) A .3 B .-3 C .2 D .-22.已知平面向量a =(1,2),b =(-2,m ),且a ∥b ,则2a +3b 等于( ) A .(-2,-4) B .(-3,-6) C .(-4,-8) D .(-5,-10)3.设向量a =(3,3),b 为单位向量,且a ∥b ,则b 等于( )或⎝⎛⎭⎫-32,12或⎝⎛⎭⎫-32,-124.已知向量a =(1,-m ),b =(m 2,m ),则向量a +b 所在的直线可能为( ) A .x 轴 B .第一、三象限的角平分线 C .y 轴 D .第二、四象限的角平分线5.已知A(7,1)、B(1,4),直线ax y 21=与线段AB 交于C ,且=AC 2CB →,则实数a 等于( )A .2B .16.若三点A (2,2),B (a,0),C (0,b ) (ab ≠0)共线,则1a +1b的值等于________.7.已知向量a =(1,2),b =(x,1),u =a +2b ,v =2a -b ,且u ∥v ,则实数x 的值为________.8.若向量a )43,3(2--+=x x x 与AB 相等,其中A (1,2),B (3,2),则x =________.9.若平面向量a ,b 满足|a +b|=1,a +b 平行于y 轴,a =(2,-1),则b =______________. 10. a =(1,2),b =(-3,2),当k 为何值时,ka +b 与a -3b 平行平行时它们是同向还是反向11.三角形的三内角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c ,设向量m =(3c -b ,a -b ),n =(3a +3b ,c ),m ∥n.(1)求cos A 的值;(2)求sin(A +30°)的值.12.在△ABC 中,a 、b 、c 分别是角A 、B 、C 的对边,已知向量m =(a ,b ),向量n =(cos A ,cos B ),向量p =⎝⎛⎭⎫22sin B +C2,2sin A ,若m ∥n ,p 2=9,求证:△ABC 为等边三角形.第三部分:平面向量的数量积一.基础知识 自主学习1.平面向量的数量积已知两个非零向量a 和b ,它们的夹角为θ,则数量_______叫做a 和b 的数量积(或内积),记作________________. 规定:零向量与任一向量的数量积为____.两个非零向量a 与b 垂直的充要条件是 ,两个非零向量a 与b 平行的充要条件是 .2.平面向量数量积的几何意义数量积a ·b 等于a 的长度|a|与b 在a 的方向上的投影_________的乘积.3.平面向量数量积的重要性质(1)e ·a =a ·e = ;(2)非零向量a ,b ,a ⊥b? ; (3)当a 与b 同向时,a ·b = ;当a 与b 反向时,a ·b = ,a ·a =a 2,|a|=a·a ; (4)cos θ=a·b |a||b|;(5)|a ·b|____|a ||b |.4.平面向量数量积满足的运算律 (1)a·b = (交换律);(2)(λa )·b = = (λ为实数); (3)(a +b )·c = .5.平面向量数量积有关性质的坐标表示设向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a·b = ,由此得到 (1)若a =(x ,y ),则|a |2= 或|a |= .(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则A 、B 两点间的距离|AB |=AB = . (3)设两个非零向量a ,b ,a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ⊥b ? .二.难点正本 疑点清源1.向量的数量积是一个实数两个向量的数量积是一个数量,这个数量的大小与两个向量的长度及其夹角的余弦值有关,在运用向量的数量积解题时,一定要注意两向量夹角的范围. 2.数量积的运算只适合交换律、加乘分配律及数乘结合律,但不满足向量间的结合律,即(a ·b)c 不一定等于a(b ·c).这是由于(a ·b)c 表示一个与c 共线的向量,而a(b ·c)表示一个与a 共线的向量,而c 与a 不一定共线.三.基础自测1.已知向量a 和向量b 的夹角为30°,|a|=2,|b|=3,则向量a 和向量b 的数量积a·b =________.2.在△ABC 中,AB =3,AC =2,BC 则AC AB ·=______.3.已知a =(2,3),b =(-4,7),则a 在b 方向上的投影为______.4.已知|a|=6,|b|=3,a·b =-12,则向量a 在向量b 方向上的投影是 ( ) A .-4 B .4 C .-2 D .25.已知向量a =(1,-1),b =(1,2),向量c 满足(c +b)⊥a ,(c -a)∥b ,则c 等于 ( ) A .(2,1) B .(1,0) D .(0,-1)四.题型分类 深度剖析题型一 求两向量的数量积例1 (1)在Rt △ABC 中,∠C =90°,AB =5,AC =4,求BC AB ·; (2)若a =(3,-4),b =(2,1),试求(a -2b)·(2a +3b).变式训练1 (1)若向量a 的方向是正南方向,向量b 的方向是正东方向,且|a|=|b|=1,则(-3a)·(a +b)=______.(2)如图,在△ABC 中,AD ⊥AB ,BC = 3 BD →,|AD |=1,则AD AC ·等于( )A .2 3题型二 求向量的模例2 已知向量a 与b 的夹角为120°,且|a|=4,|b|=2,求:(1)|a +b|;(2)|3a -4b|;(3)(a -2b)·(a +b).变式训练2 设向量a ,b 满足|a -b |=2,|a|=2,且a -b 与a 的夹角为π3,则|b|=________.题型三 利用向量的数量积解决夹角问题例3 已知a 与b 是两个非零向量,且|a|=|b|=|a -b|,求a 与a +b 的夹角.变式训练3 设n 和m 是两个单位向量,其夹角是60°,求向量a =2m +n 与b =2n -3m 的夹角.题型四 平面向量的垂直问题例4 已知a =(cos α,sin α),b =(cos β,sin β)(0<α<β<π). (1)求证:a +b 与a -b 互相垂直;(2)若k a +b 与a -k b 的模相等,求β-α.(其中k 为非零实数)变式训练4 已知平面内A 、B 、C 三点在同一条直线上,OA =(-2,m ),OB →=(n,1),OC =(5,-1),且OA →⊥OB →,求实数m ,n 的值.五.答题规范5.思维要严谨,解答要规范试题:设两向量e 1、e 2满足|e 1|=2,|e 2|=1,e 1、e 2的夹角为60°,若向量2t e 1+7e 2与向量e 1+t e 2的夹角为钝角,求实数t 的取值范围.六.思想方法 感悟提高方法与技巧1. 向量的数量积的运算法则不具备结合律,但运算律和实数运算律类似.如(a +b)2=a 2+2a·b +b 2;(λa +μb)·(s a +t b)=λs a 2+(λt +μs )a·b +μt b 2(λ,μ,s ,t ∈R).2.求向量模的常用方法:利用公式|a|2=a 2,将模的运算转化为向量的数量积的运算.3.利用向量垂直或平行的条件构造方程或函数是求参数或最值问题常用的方法技巧.失误与防范1.(1)0与实数0的区别:0a =0≠0,a +(-a)=0≠0,a·0=0≠0;(2)0的方向是任意的,并非没有方向,0与任何向量平行,我们只定义了非零向量的垂直关系.2.a·b =0不能推出a =0或b =0,因为a·b =0时,有可能a ⊥b.3.一般地,(a·b)c≠(b·c)a 即乘法的结合律不成立.因a·b 是一个数量,所以(a·b)c 表示一个与c 共线的向量,同理右边(b·c)a 表示一个与a 共线的向量,而a 与c 不一定共线,故一般情况下(a·b)c≠(b·c)a.4.a·b =a·c(a≠0)不能推出b =c .即消去律不成立.5.向量夹角的概念要领会,比如正三角形ABC 中,〈,AB BC 〉应为120°,而不是60°.七.课后练习1.设向量a =(1,0),b =(12,12),则下列结论中正确的是( ) A .|a |=|b | B .a·b =22C .a ∥bD .a -b 与b 垂直2.若向量a =(1,1),b =(2,5),c =(3,x ),满足条件(8a -b)·c =30,则x 等于( )A .6B .5C .4D .33.已知向量a ,b 的夹角为60°,且|a |=2,|b |=1,则向量a 与a +2b 的夹角等于( )A .150°B .90°C .60°D .30°4.平行四边形ABCD 中,AC 为一条对角线,若AB =(2,4),AC =(1,3),则 AD BD 等于( )A .6B .8C .-8D .-65.若e 1、e 2是夹角为π3的单位向量,且向量a =2e 1+e 2,向量b =-3e 1+2e 2,则a·b 等于( ) A .1 B .-4 C .-726.若向量a ,b 满足|a |=1,|b |=2且a 与b 的夹角为π3,则|a +b |=________. 7.已知向量a ,b 满足|a |=3,|b |=2,a 与b 的夹角为60°,则a·b =________,若(a -mb )⊥a ,则实数m =________.8.设a 、b 、c 是单位向量,且a +b =c ,则a·c 的值为________.9.(O 是平面α上一点,A 、B 、C 是平面α上不共线的三点.平面α内的动点P 满足),(AC AB OA OP ++=λ若λ=12时,()⋅+PA PB PC 的值为______. 10.不共线向量a ,b 的夹角为小于120°的角,且|a |=1,|b |=2,已知向量c =a +2b ,求|c |的取值范围.11.已知平面向量a =(1,x ),b =(2x +3,-x ),x ∈R.(1)若a ⊥b ,求x 的值;(2)若a ∥b ,求|a -b |.12.向量a =(cos 23°,cos 67°),向量b =(cos 68°,cos 22°).(1)求a·b ;(2)若向量b 与向量m 共线,u =a +m ,求u 的模的最小值.第四部分:平面向量应用举例一.基础知识 自主学习1.向量在平面几何中的应用平面向量在平面几何中的应用主要是用向量的线性运算及数量积解决平面几何中的平行、垂直、平移、全等、相似、长度、夹角等问题.(1)证明线段平行或点共线问题,包括相似问题,常用共线向量定理:a ∥b? ? .(2)证明垂直问题,常用数量积的运算性质a ⊥b? ? .(3)求夹角问题,利用夹角公式cos θ=a ·b |a ||b|=x 1x 2+y 1y 2x 21+y 21x 22+y 22(θ为a 与b 的夹角).2.平面向量在物理中的应用(1)由于物理学中的力、速度、位移都是 ,它们的分解与合成与向量的 相似,可以用向量的知识来解决.(2)物理学中的功是一个标量,这是力F 与位移s 的数量积.即W =F ·s =|F ||s|cos θ (θ为F 与s 的夹角).3.平面向量与其他数学知识的交汇平面向量作为一种运算工具,经常与函数、不等式、三角函数、数列、解析几何等知识结合,当平面向量给出的形式中含有未知数时,由向量平行或垂直的充要条件可以得到关于该未知数的关系式.在此基础上,可以求解有关函数、不等式、三角函数、数列的综合问题.此类问题的解题思路是转化为代数运算,其转化途径主要有两种:一是利用平面向量平行或垂直的充要条件;二是利用向量数量积的公式和性质.二.难点正本 疑点清源1.向量兼具代数的抽象与严谨和几何的直观,向量本身是一个数形结合的产物.在利用向量解决问题时,要注意数与形的结合、代数与几何的结合、形象思维与逻辑思维的结合.2.要注意变换思维方式,能从不同角度看问题,要善于应用向量的有关性质解题.三.基础自测1.在平面直角坐标系xOy 中,四边形ABCD 的边AB ∥DC ,AD ∥BC .已知A (-2,0),B (6,8),C (8,6).则D 点的坐标为________.2.已知平面向量α、β,|α|=1,|β|=2,α⊥(α-2β),则|2α+β|的值是________.3.平面上有三个点A (-2,y ),B ⎝⎛⎭⎫0,y 2,C (x ,y ),若AB ⊥BC ,则动点C 的轨迹方程为_______________.4.已知A 、B 是以C 为圆心,半径为5的圆上两点,且|AB |=5,CB AC ·等于 ( ) A .-52C .05.某人先位移向量a :“向东走3 km”,接着再位移向量b :“向北走3 km”,则a +b 表示( )A .向东南走3 2 kmB .向东北走3 2 kmC .向东南走3 3 kmD .向东北走3 3 km四.题型分类 深度剖析题型一 向量在平面几何中的应用例1 如图,在等腰直角三角形ABC 中,∠ACB =90°,CA =CB ,D 为BC 的中点,E 是AB 上的一点,且AE =2EB .求证:AD ⊥CE .变式训练1 在平面直角坐标系xOy 中,已知点A (-1,-2),B (2,3),C (-2,-1).(1)求以线段AB 、AC 为邻边的平行四边形的两条对角线 的长;(2)设实数t 满足(AB →-tOC →)·OC →=0,求t 的值.题型二 平面向量在解析几何中的应用例2 已知点P (0,-3),点A 在x 轴上,点M 满足⋅PA AM =0,AM →=-32MQ →,当点A 在x 轴上移动时,求动点M 的轨迹方程.变式训练2 已知圆C :(x -3)2+(y -3)2=4及点A (1,1),M 是圆上的任意一点,点N 在线段MA 的延长线上,且MA =2AN →,求点N 的轨迹方程.题型三 平面向量与三角函数例3 已知向量a =(sin x ,cos x ),b =(sin x ,sin x ),c =(-1,0).(1)若x =π3,求向量a 与c 的夹角; (2)若x ∈⎣⎡⎦⎤-3π8,π4,求函数f (x )=a·b 的最值; (3)函数f (x )的图象可以由函数y =22sin 2x (x ∈R)的图象经过怎样的变换得到变式训练3 已知A (3,0),B (0,3),C (cos α,sin α). (1)若AC ·BC =-1,求sin ⎝⎛⎭⎫α+π4的值;(2) 若|OA +OC |=13,且α∈(0,π),求OB →与OC 的夹角.五.易错警示9.忽视对直角位置的讨论致误试题:已知平面上三点A 、B 、C ,向量BC =(2-k,3),AC =(2,4).(1) 若三点A 、B 、C 不能构成三角形,求实数k 应满足的条件;(2)若△ABC 为直角三角形,求k 的值.六.思想方法 感悟提高方法与技巧1. 向量的坐标运算将向量与代数有机结合起来,这就为向量和函数的结合提供了前提,运用向量的有关知识可以解决某些函数问题.2. 以向量为载体,求相关变量的取值范围,是向量与函数、不等式、三角函数等相结合的一类综合问题.通过向量的坐标运算,将问题转化为解不等式或求函数值域,是解决这类问题的一般方法.3. 有关线段的长度或相等,可以用向量的线性运算与向量的模.4.用向量方法解决平面几何问题的步骤(1)建立平面几何与向量的联系,用向量表示问题中涉及的几何元素,将平面几何问题转化为向量问题;(2)通过向量运算,研究几何元素之间的关系;(3)把运算结果“翻译”成几何关系.5.向量的坐标表示,使向量成为解决解析几何问题的有力工具,在证明垂直、求夹角、写直线方程时显示出了它的优越性,在处理解析几何问题时,需要将向量用点的坐标表示,利用向量的有关法则、性质列出方程,从而使问题解决.失误与防范1.向量关系与几何关系并不完全相同,要注意区别.例如:向量AB ∥CD →并不能说明AB ∥CD .2.加强平面向量的应用意识,自觉地用向量的思想和方法去思考问题.七.课后练习1.已知△ABC =,则一定有( )A .AB ⊥AC B .AB =ACC .(AB +AC )⊥(AB -AC )D .AB +AC =AB -AC2.点P 在平面上做匀速直线运动,速度向量v =(4,-3)(即点P 的运动方向与v 相同,且每秒移动的距离为|v |个单位).设开始时点P 的坐标为(-10,10),则5秒后质点P 的坐标为( )A .(-2,4)B .(-30,25)C .(10,-5)D .(5,-10)3.平面上有四个互异点A 、B 、C 、D ,已知(2)()0+-⋅-=DB DC DA AB AC ,则△ABC 的形状是( )A .直角三角形B .等腰三角形C .等腰直角三角形D .等边三角形4.如图,△ABC 的外接圆的圆心为O ,AB =2,AC =3,BC =7,则⋅AO BC 等于( )C .2D .35.平面上O 、A 、B 三点不共线,设b a ==OB OA ,,则△OAB 的面积等于( )|a |2|b |2-(a ·b )2 |a |2|b |2+(a ·b )26.已知|a|=3,|b|=2,〈a ,b 〉=60°,则|2a +b|=________.7.河水的流速为2 m/s ,一艘小船想以垂直于河岸方向10 m/s 的速度驶向对岸,则小船的静水速度大小为________.8.已知△ABO 三顶点的坐标为A (1,0),B (0,2),O (0,0),P (x,y )是坐标平面内一点,且满足AP ·OA →≤0,BP →·OB →≥0,则OP →·AB 的最小值为________.9.在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,若AB ·AC =1⋅=BA BC ,那么c =________. 10.如右图,在Rt △ABC 中,已知BC =a,若长为2a 的线段PQ 以点A 为中心,问PQ 与BC →的夹角θ取何值时BP →·CQ 的值最大并求出这个最大值.11.已知向量a =(sin θ,cos θ-2sin θ),b =(1,2).(1)若a ∥b ,求tan θ的值;(2)若|a |=|b |,0<θ<π,求θ的值.12.在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,若BC BA AC AB ··==k (k ∈R).(1)判断△ABC 的形状;(2)若c =2,求k 的值.。

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高中数学-平面向量专题

高中数学-平面向量专题

第一部分:平面对量的概念及线性运算一.基础学问 自主学习1.向量的有关概念名称定义备注向量 既有 又有 的量;向量的大小叫做向量的 (或称 )平面对量是自由向量零向量 长度为 的向量;其方向是随意的 记作0单位向量 长度等于 的 向量非零向量a 的单位向量为±a|a |平行向量 方向 或 的非零向量0与任一向量 或共线 共线向量 的非零向量又叫做共线向量 相等向量长度 且方向 的向量 两向量只有相等或不等,不能比较大小相反向量长度 且方向 的向量 0的相反向量为02.向量的线性运算向量运算定义法则(或几何意义)运算律加法 求两个向量和的运算(1)交换律: a +b =b +a . (2)结合律:(a +b )+c =a +(b +c ).减法 求a 与b 的相反向量-b 的和的运算叫做a 与b 的差法则 a -b =a +(-b )数乘求实数λ与向量a 的积的运算(1)|λa |=|λ||a |.(2)当λ>0时,λa 的方向与a 的方向 ;当λ<0时,λa 的方向与a 的方向 ;当λ=0时,λa =0.λ(μa )=λμa ;(λ+μ)a =λa +μa ;λ(a +b )=λa +λb .3.共线向量定理 向量a (a ≠0)与b 共线的 条件是存在唯一一个实数λ,使得b =λa .二.难点正本 疑点清源1.向量的两要素向量具有大小和方向两个要素.用有向线段表示向量时,与有向线段起点的位置没有关系.同向且等长的有向线段都表示同一向量.或者说长度相等、方向相同的向量是相等的.向量只有相等或不等,而没有谁大谁小之说,即向量不能比较大小. 2.向量平行与直线平行的区分向量平行包括向量共线(或重合)的状况,而直线平行不包括共线的状况.因而要利用向量平行证明向量所在直线平行,必需说明这两条直线不重合.三.基础自测1.化简OP →-QP →+MS →-MQ →的结果等于________.2.下列命题:①平行向量肯定相等;②不相等的向量肯定不平行;③平行于同一个向量的两个向量是共线向量; ④相等向量肯定共线.其中不正确命题的序号是_______.3.在△ABC 中,AB →=c ,AC →=b .若点D 满意BD →=2DC →,则AD →=________(用b 、c 表示).4.如图,向量a -b 等于( ) A .-4e 1-2e 2 B .-2e 1-4e 2 C .e 1-3e 2 D .3e 1-e 25.已知向量a ,b ,且AB →=a +2b ,BC →=-5a +6b ,CD →=7a -2b ,则肯定共线的三点是 ( ) A .A 、B 、D B .A 、B 、C C .B 、C 、D D .A 、C 、D四.题型分类 深度剖析题型一 平面对量的有关概念 例1 给出下列命题:①若|a |=|b |,则a =b ;②若A ,B ,C ,D 是不共线的四点,则AB →=DC →是四边形ABCD 为平行四边形的充要条件;③若a =b ,b =c ,则a =c ;④a =b 的充要条件是|a |=|b |且a ∥b ;⑤若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c .其中正确的序号是________.变式训练1 推断下列命题是否正确,不正确的请说明理由.(1)若向量a 与b 同向,且|a |=|b |,则a>b ;(2)若|a |=|b |,则a 与b 的长度相等且方向相同或相反; (3)若|a |=|b |,且a 与b 方向相同,则a =b ;(4)由于零向量的方向不确定,故零向量不与随意向量平行; (5)若向量a 与向量b 平行,则向量a 与b 的方向相同或相反;(6)若向量AB →与向量CD →是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点在一条直线上; (7)起点不同,但方向相同且模相等的几个向量是相等向量; (8)任一向量与它的相反向量不相等题型二 平面对量的线性运算例2 如图,以向量OA →=a ,OB →=b 为边作▱OADB ,BM →=13BC →,CN →=13CD →,用a 、b 表示OM →、ON →、MN →.变式训练2 △ABC 中,AD →=23AB →,DE ∥BC 交AC 于E ,BC 边上的中线AM 交DE 于N .设AB →=a ,AC →=b ,用a 、b表示向量AE →、BC →、DE →、DN →、AM →、AN →.题型三 平面对量的共线问题例3 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-ke 2,且B 、D 、F 三点共线,求k 的值.变式训练3 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ka +b 和a +kb 共线.五.思想与方法5.用方程思想解决平面对量的线性运算问题试题:如图所示,在△ABO 中,OC →=14OA →,OD →=12OB →,AD 与BC 相交于点M ,设OA →=a ,OB →=b .试用a 和b表示向量OM →.六.思想方法 感悟提高方法与技巧1.将向量用其它向量(特殊是基向量)线性表示,是非常重要的技能,也是向量坐标形式的基础.2.可以运用向量共线证明线段平行或三点共线问题.如AB →∥CD →且AB 与CD 不共线,则AB ∥CD ;若AB →∥BC →,则A 、B 、C 三点共线. 失误与防范1.解决向量的概念问题要留意两点: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意条件.要特殊留意零向量的特殊性.2.在利用向量减法时,易弄错两向量的依次,从而求得所求向量的相反向量,导致错误.七.课后练习1.给出下列命题:①两个具有公共终点的向量,肯定是共线向量;②两个向量不能比较大小,但它们的模能比较大小; ③λa =0 (λ为实数),则λ必为零;④λ,μ为实数,若λa =μb ,则a 与b 共线. 其中错误命题的个数为( ) A .1 B .2 C .3 D .42.若A 、B 、C 、D 是平面内随意四点,给出下列式子:AB +CD →=BC +DA →;②AC +BD →=AD BC +;③AC -BD →=DC →+AB .其中正确的有( ) A .0个 B .1个 C .2个 D .3个 3. 已知O 、A 、B 是平面上的三个点,直线AB 上有一点C ,满意CB AC +2=0,则OC 等于( )A.OA 2-OB →B.OA -+2OB →C.OA 32-13OB →D.OA 31-+23OB →4.如图所示,在△ABC 中,BD =12DC →,AE →=3ED →,若AB =a ,AC =b ,则BE →等于( )A.13a +13b B .-12a +14b C.12a +14b D .-13a +13b 5. 在四边形ABCD 中,AB =a +2b,BC =-4a -b ,CD →=-5a -3b ,则四边形ABCD 的形态是( )A .矩形B .平行四边形C .梯形D .以上都不对 6. AB =8,AC =5,则BC 的取值范围是__________. 7.给出下列命题:①向量AB 的长度与向量BA →的长度与向量BA →的长度相等; ②向量a 与b 平行,则a 与b 的方向相同或相反; ③两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同; ④两个有公共终点的向量,肯定是共线向量;⑤向量AB 与向量CD →与向量CD →是共线向量,则点A 、B 、C 、D 必在同一条直线上. 其中不正确的个数为____________.8.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________.9.设a 与b 是两个不共线向量,且向量a +λb 与-(b -2a)共线,则λ=________.10.在正六边形ABCDEF 中,AB =a ,AF →=b ,求AD AC ,,AE →.11.如图所示,△ABC 中,点M 是BC 的中点,点N 在边AC 上,且AN =2NC ,AM 与BN 相交于点P ,求AP ∶PM的值.12.已知点G 是△ABO 的重心,M 是AB 边的中点.(1)求GA +GB →+GO →;(2)若PQ 过△ABO 的重心G,且AO =a, OB →=b ,OP →=m a ,OQ →=n b ,求证:1m +1n=3.其次部分:平面对量的基本定理及坐标表示一.基础学问 自主学习1.两个向量的夹角定义范围已知两个 向量a ,b ,作OA →=a ,OB →=b ,则∠AOB =θ叫做向量a 与b 的夹角(如图)向量夹角θ的范围是 ,当θ= 时,两向量共线,当θ= 时,两向量垂直,记作a ⊥b .2.平面对量基本定理及坐标表示(1)平面对量基本定理假如e 1,e 2是同一平面内的两个 向量,那么对于这一平面内的随意向量a , 一对实数λ1,λ2,使a = .其中,不共线的向量e 1,e 2叫做表示这一平面内全部向量的一组 . (2)平面对量的正交分解及坐标表示把一个向量分解为两个 的向量,叫做把向量正交分解. (3)平面对量的坐标表示①在平面直角坐标系中,分别取与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量i ,j 作为基底,对于平面内的一个向量a ,由平面对量基本定理可知,有且只有一对实数x ,y ,使a =xi +yj ,这样,平面内的任一向量a 都可由x ,y 唯一确定,把有序数对 叫做向量a 的坐标,记作a = ,其中 叫做a 在x 轴上的坐标, 叫做a 在y 轴上的坐标.②设OA →=xi +yj ,则向量OA →的坐标(x ,y )就是 的坐标,即若OA →=(x ,y ),则A 点坐标为 ,反之亦成立.(O 是坐标原点) 3.平面对量坐标运算(1)向量加法、减法、数乘向量及向量的模 设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a +b = ,a -b = , λa = ,|a |= . (2)向量坐标的求法①若向量的起点是坐标原点,则终点坐标即为向量的坐标.②设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则AB →= ,|AB →|= . 4.平面对量共线的坐标表示:设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),其中b ≠0.a ∥b ⇔ .二.难点正本 疑点清源1.基底的不唯一性只要两个向量不共线,就可以作为平面的一组基底,对基底的选取不唯一,平面内随意向量a 都可被这个平面的一组基底e 1,e 2线性表示,且在基底确定后,这样的表示是唯一的. 2.向量坐标与点的坐标的区分在平面直角坐标系中,以原点为起点的向量OA →=a ,点A 的位置被向量a 唯一确定,此时点A 的坐标与a 的坐标统一为(x ,y ),但应留意其表示形式的区分,如点A (x ,y ),向量a =OA →=(x ,y ).当平面对量OA →平行移动到O 1A 1→时,向量不变即O 1A 1→=OA →=(x ,y ),但O 1A 1→的起点O 1和终点A 1的坐标都发生了改变.三.基础自测1.已知向量a =(2,-1),b =(-1,m ),c =(-1,2),若(a +b )∥c ,则m =________.2.已知向量a =(1,2),b =(-3,2),若ka +b 与b 平行,则k =________.3.设向量a =(1,-3),b =(-2,4),c =(-1,-2).若表示向量4a 、4b -2c 、2(a -c )、d 的有向线段首尾相接能构成四边形,则向量d =____________.4.已知四边形ABCD 的三个顶点A (0,2),B (-1,-2),C (3,1),且BC →=2AD →,则顶点D 的坐标为 ( )A.⎝⎛⎭⎫2,72B.⎝⎛⎭⎫2,-12 C .(3,2) D .(1,3)5.已知平面对量a =(x,1),b =(-x ,x 2),则向量a +b ( )A .平行于y 轴B .平行于第一、三象限的角平分线C .平行于x 轴D .平行于其次、四象限的角平分线四.题型分类 深度剖析题型一 平面对量基本定理的应用例1 如图,在平行四边形ABCD 中,M ,N 分别为DC ,BC 的中点,已知AM →=c ,AN →=d ,试用c ,d 表示AB →,AD →.变式训练1 如图,P 是△ABC 内一点,且满意条件AP →+2BP →+3CP →=0,设Q 为CP 的延长线与AB 的交点,令CP →=p ,试用p 表示CQ →.题型二 向量坐标的基本运算例2 已知A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4).设AB →=a ,BC →=b ,CA →=c ,且CM →=3c ,CN →=-2b ,(1)求3a +b -3c ;(2)求满意a =mb +nc 的实数m ,n ;(3)求M 、N 的坐标及向量MN →的坐标.变式训练2 (1)已知点A 、B 、C 的坐标分别为A (2,-4)、B (0,6)、C (-8,10),求向量AB →+2BC →-12AC →的坐标;(2)已知a =(2,1),b =(-3,4),求:①3a +4b ;②a -3b ;③12a -14b .题型三 平行向量的坐标运算例3 平面内给定三个向量a =(3,2),b =(-1,2),c =(4,1),请解答下列问题:(1)求满意a =mb +nc 的实数m ,n ;(2)若(a +kc )∥(2b -a ),求实数k ; (3)若d 满意(d -c )∥(a +b ),且|d -c |=5,求d .变式训练3 已知a =(1,0),b =(2,1).(1)求|a +3b |;(2)当k 为何实数时,ka -b 与a +3b 平行,平行时它们是同向还是反向?五.易错警示8.忽视平行四边形的多样性致误试题:已知平行四边形三个顶点的坐标分别为(-1,0),(3,0),(1,-5),求第四个顶点的坐标.六.思想方法 感悟提高方法与技巧1.平面对量基本定理的本质是运用向量加法的平行四边形法则,将向量进行分解.2.向量的坐标表示的本质是向量的代数表示,其中坐标运算法则是运算的关键,通过坐标运算可将一些几何问题转化为代数问题处理,从而向量可以解决平面解析几何中的很多相关问题. 3.在向量的运算中要留意待定系数法、方程思想和数形结合思想的运用. 失误与防范1.要区分点的坐标与向量坐标的不同,尽管在形式上它们完全一样,但意义完全不同,向量坐标中既有方向也有大小的信息.2.若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件不能表示成x 1x 2=y 1y 2,因为x 2,y 2有可能等于0,所以应表示为x 1y 2-x 2y 1=0.同时,a ∥b 的充要条件也不能错记为x 1x 2-y 1y 2=0,x 1y 1-x 2y 2=0等.七.课后练习1.已知向量a =(1,-2),b =(1+m,1-m ),若a ∥b ,则实数m 的值为( ) A .3 B .-3 C .2 D .-22.已知平面对量a =(1,2),b =(-2,m ),且a ∥b ,则2a +3b 等于( ) A .(-2,-4) B .(-3,-6) C .(-4,-8) D .(-5,-10)3.设向量a =(3,3),b 为单位向量,且a ∥b ,则b 等于( )A.⎝⎛⎭⎫32,-12或⎝⎛⎭⎫-32,12B.⎝⎛⎭⎫32,12C.⎝⎛⎭⎫-32,-12D.⎝⎛⎭⎫32,12或⎝⎛⎭⎫-32,-124.已知向量a =(1,-m ),b =(m 2,m ),则向量a +b 所在的直线可能为( ) A .x 轴 B .第一、三象限的角平分线 C .y 轴 D .其次、四象限的角平分线5.已知A(7,1)、B(1,4),直线ax y 21=与线段AB 交于C ,且=AC 2CB →,则实数a 等于( )A .2B .1C.45D.536.若三点A (2,2),B (a,0),C (0,b ) (ab ≠0)共线,则1a +1b的值等于________.7.已知向量a =(1,2),b =(x,1),u =a +2b ,v =2a -b ,且u ∥v ,则实数x 的值为________.8.若向量a )43,3(2--+=x x x 与AB 相等,其中A (1,2),B (3,2),则x =________.9.若平面对量a ,b 满意|a +b|=1,a +b 平行于y 轴,a =(2,-1),则b =______________. 10. a =(1,2),b =(-3,2),当k 为何值时,ka +b 与a -3b 平行?平行时它们是同向还是反向?11.三角形的三内角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c ,设向量m =(3c -b ,a -b ),n =(3a +3b ,c ),m ∥n.(1)求cos A 的值;(2)求sin(A +30°)的值.12.在△ABC 中,a 、b 、c 分别是角A 、B 、C 的对边,已知向量m =(a ,b ),向量n =(cos A ,cos B ),向量p =⎝⎛⎭⎫22sin B +C2,2sin A ,若m ∥n ,p 2=9,求证:△ABC 为等边三角形.第三部分:平面对量的数量积一.基础学问 自主学习1.平面对量的数量积已知两个非零向量a 和b ,它们的夹角为θ,则数量_______叫做a 和b 的数量积(或内积),记作________________. 规定:零向量与任一向量的数量积为____.两个非零向量a 与b 垂直的充要条件是 ,两个非零向量a 与b 平行的充要条件是 .2.平面对量数量积的几何意义数量积a ·b 等于a 的长度|a|与b 在a 的方向上的投影_________的乘积.3.平面对量数量积的重要性质 (1)e ·a =a ·e = ;(2)非零向量a ,b ,a ⊥b ⇔ ; (3)当a 与b 同向时,a ·b = ;当a 与b 反向时,a ·b = ,a ·a =a 2,|a|=a·a ; (4)cos θ=a·b |a||b|;(5)|a ·b|____|a ||b |.4.平面对量数量积满意的运算律 (1)a·b = (交换律);(2)(λa )·b = = (λ为实数); (3)(a +b )·c = .5.平面对量数量积有关性质的坐标表示设向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a·b = ,由此得到 (1)若a =(x ,y ),则|a |2= 或|a |= .(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则A 、B 两点间的距离|AB |=AB = . (3)设两个非零向量a ,b ,a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ⊥b ⇔ .二.难点正本 疑点清源1.向量的数量积是一个实数两个向量的数量积是一个数量,这个数量的大小与两个向量的长度及其夹角的余弦值有关,在运用向量的数量积解题时,肯定要留意两向量夹角的范围. 2.数量积的运算只适合交换律、加乘安排律及数乘结合律,但不满意向量间的结合律,即(a ·b)c 不肯定等于a(b ·c).这是由于(a ·b)c 表示一个与c 共线的向量,而a(b ·c)表示一个与a 共线的向量,而c 与a 不肯定共线.三.基础自测1.已知向量a 和向量b 的夹角为30°,|a|=2,|b|=3,则向量a 和向量b 的数量积a·b =________.2.在△ABC 中,AB =3,AC =2,BC 10则AC AB ·=______.3.已知a =(2,3),b =(-4,7),则a 在b 方向上的投影为______.4.已知|a|=6,|b|=3,a·b =-12,则向量a 在向量b 方向上的投影是 ( ) A .-4 B .4 C .-2 D .25.已知向量a =(1,-1),b =(1,2),向量c 满意(c +b)⊥a ,(c -a)∥b ,则c 等于 ( ) A .(2,1) B .(1,0) C.⎝⎛⎭⎫32,12 D .(0,-1)四.题型分类 深度剖析题型一 求两向量的数量积例1 (1)在Rt △ABC 中,∠C =90°,AB =5,AC =4,求BC AB ·; (2)若a =(3,-4),b =(2,1),试求(a -2b)·(2a +3b).变式训练1 (1)若向量a 的方向是正南方向,向量b 的方向是正东方向,且|a|=|b|=1,则(-3a)·(a +b)=______.(2)如图,在△ABC 中,AD ⊥AB ,BC = 3 BD →,|AD |=1,则AD AC ·等于( ) A .2 3 B.32 C.33D.3题型二 求向量的模例2 已知向量a 与b 的夹角为120°,且|a|=4,|b|=2,求:(1)|a +b|;(2)|3a -4b|;(3)(a -2b)·(a +b).变式训练2 设向量a ,b 满意|a -b |=2,|a|=2,且a -b 与a 的夹角为π3,则|b|=________.题型三 利用向量的数量积解决夹角问题例3 已知a 与b 是两个非零向量,且|a|=|b|=|a -b|,求a 与a +b 的夹角.变式训练3 设n 和m 是两个单位向量,其夹角是60°,求向量a =2m +n 与b =2n -3m 的夹角.题型四 平面对量的垂直问题例4 已知a =(cos α,sin α),b =(cos β,sin β)(0<α<β<π). (1)求证:a +b 与a -b 相互垂直;(2)若k a +b 与a -k b 的模相等,求β-α.(其中k 为非零实数)变式训练4 已知平面内A 、B 、C 三点在同一条直线上,OA =(-2,m ),OB →=(n,1),OC =(5,-1),且OA →⊥OB →,求实数m ,n 的值.五.答题规范5.思维要严谨,解答要规范试题:设两向量e 1、e 2满意|e 1|=2,|e 2|=1,e 1、e 2的夹角为60°,若向量2t e 1+7e 2与向量e 1+t e 2的夹角为钝角,求实数t 的取值范围.六.思想方法 感悟提高方法与技巧1. 向量的数量积的运算法则不具备结合律,但运算律和实数运算律类似.如(a +b)2=a 2+2a·b +b 2;(λa +μb)·(s a +t b)=λs a 2+(λt +μs )a·b +μt b 2(λ,μ,s ,t ∈R).2.求向量模的常用方法:利用公式|a|2=a 2,将模的运算转化为向量的数量积的运算.3.利用向量垂直或平行的条件构造方程或函数是求参数或最值问题常用的方法技巧.失误与防范1.(1)0与实数0的区分:0a =0≠0,a +(-a)=0≠0,a·0=0≠0;(2)0的方向是随意的,并非没有方向,0与任何向量平行,我们只定义了非零向量的垂直关系.2.a·b =0不能推出a =0或b =0,因为a·b =0时,有可能a ⊥b.3.一般地,(a·b)c≠(b·c)a 即乘法的结合律不成立.因a·b 是一个数量,所以(a·b)c 表示一个与c 共线的向量,同理右边(b·c)a 表示一个与a 共线的向量,而a 与c 不肯定共线,故一般状况下(a·b)c≠(b·c)a.4.a·b =a·c(a≠0)不能推出b =c .即消去律不成立.5.向量夹角的概念要领悟,比如正三角形ABC 中,〈,AB BC 〉应为120°,而不是60°.七.课后练习1.设向量a =(1,0),b =(12,12),则下列结论中正确的是( ) A .|a |=|b | B .a·b =22C .a ∥bD .a -b 与b 垂直2.若向量a =(1,1),b =(2,5),c =(3,x ),满意条件(8a -b)·c =30,则x 等于( )A .6B .5C .4D .33.已知向量a ,b 的夹角为60°,且|a |=2,|b |=1,则向量a 与a +2b 的夹角等于( )A .150°B .90°C .60°D .30°4.平行四边形ABCD 中,AC 为一条对角线,若AB =(2,4),AC =(1,3),则⋅AD BD 等于( )A .6B .8C .-8D .-65.若e 1、e 2是夹角为π3的单位向量,且向量a =2e 1+e 2,向量b =-3e 1+2e 2,则a·b 等于( ) A .1 B .-4 C .-72 D.726.若向量a ,b 满意|a |=1,|b |=2且a 与b 的夹角为π3,则|a +b |=________. 7.已知向量a ,b 满意|a |=3,|b |=2,a 与b 的夹角为60°,则a·b =________,若(a -mb )⊥a ,则实数m =________.8.设a 、b 、c 是单位向量,且a +b =c ,则a·c 的值为________.9.(O 是平面α上一点,A 、B 、C 是平面α上不共线的三点.平面α内的动点P 满意),(AC AB OA OP ++=λ若λ=12时,()⋅+PA PB PC 的值为______. 10.不共线向量a ,b 的夹角为小于120°的角,且|a |=1,|b |=2,已知向量c =a +2b ,求|c |的取值范围.11.已知平面对量a =(1,x ),b =(2x +3,-x ),x ∈R.(1)若a ⊥b ,求x 的值;(2)若a ∥b ,求|a -b |.12.向量a =(cos 23°,cos 67°),向量b =(cos 68°,cos 22°).(1)求a·b ;(2)若向量b 与向量m 共线,u =a +m ,求u 的模的最小值.第四部分:平面对量应用举例一.基础学问 自主学习1.向量在平面几何中的应用平面对量在平面几何中的应用主要是用向量的线性运算及数量积解决平面几何中的平行、垂直、平移、全等、相像、长度、夹角等问题.(1)证明线段平行或点共线问题,包括相像问题,常用共线向量定理:a ∥b ⇔ ⇔ .(2)证明垂直问题,常用数量积的运算性质a ⊥b ⇔ ⇔ .(3)求夹角问题,利用夹角公式cos θ=a ·b |a ||b|=x 1x 2+y 1y 2x 21+y 21x 22+y 22(θ为a 与b 的夹角).2.平面对量在物理中的应用(1)由于物理学中的力、速度、位移都是 ,它们的分解与合成与向量的 相像,可以用向量的学问来解决.(2)物理学中的功是一个标量,这是力F 与位移s 的数量积.即W =F ·s =|F ||s|cos θ (θ为F 与s 的夹角).3.平面对量与其他数学学问的交汇平面对量作为一种运算工具,常常与函数、不等式、三角函数、数列、解析几何等学问结合,当平面对量给出的形式中含有未知数时,由向量平行或垂直的充要条件可以得到关于该未知数的关系式.在此基础上,可以求解有关函数、不等式、三角函数、数列的综合问题.此类问题的解题思路是转化为代数运算,其转化途径主要有两种:一是利用平面对量平行或垂直的充要条件;二是利用向量数量积的公式和性质.二.难点正本 疑点清源1.向量兼具代数的抽象与严谨和几何的直观,向量本身是一个数形结合的产物.在利用向量解决问题时,要留意数与形的结合、代数与几何的结合、形象思维与逻辑思维的结合.2.要留意变换思维方式,能从不同角度看问题,要擅长应用向量的有关性质解题.三.基础自测1.在平面直角坐标系xOy 中,四边形ABCD 的边AB ∥DC ,AD ∥BC .已知A (-2,0),B (6,8),C (8,6).则D 点的坐标为________.2.已知平面对量α、β,|α|=1,|β|=2,α⊥(α-2β),则|2α+β|的值是________.3.平面上有三个点A (-2,y ),B ⎝⎛⎭⎫0,y 2,C (x ,y ),若AB ⊥BC ,则动点C 的轨迹方程为_______________.4.已知A 、B 是以C 为圆心,半径为5的圆上两点,且|AB |=5,CB AC ·等于 ( ) A .-52 B.52 C .0 D.5325.某人先位移向量a :“向东走3 km”,接着再位移向量b :“向北走3 km”,则a +b 表示 ( )A .向东南走3 2 kmB .向东北走3 2 kmC .向东南走3 3 kmD .向东北走3 3 km四.题型分类 深度剖析题型一 向量在平面几何中的应用例1 如图,在等腰直角三角形ABC 中,∠ACB =90°,CA =CB ,D 为BC 的中点,E 是AB 上的一点,且AE =2EB .求证:AD ⊥CE .变式训练1 在平面直角坐标系xOy 中,已知点A (-1,-2),B (2,3),C (-2,-1).(1)求以线段AB 、AC 为邻边的平行四边形的两条对角线 的长;(2)设实数t 满意(AB →-tOC →)·OC →=0,求t 的值.题型二 平面对量在解析几何中的应用例2 已知点P (0,-3),点A 在x 轴上,点M 满意⋅PA AM =0,AM →=-32MQ →,当点A 在x 轴上移动时,求动点M 的轨迹方程.变式训练2 已知圆C :(x -3)2+(y -3)2=4及点A (1,1),M 是圆上的随意一点,点N 在线段MA 的延长线上,且MA =2AN →,求点N 的轨迹方程.题型三 平面对量与三角函数例3 已知向量a =(sin x ,cos x ),b =(sin x ,sin x ),c =(-1,0).(1)若x =π3,求向量a 与c 的夹角; (2)若x ∈⎣⎡⎦⎤-3π8,π4,求函数f (x )=a·b 的最值; (3)函数f (x )的图象可以由函数y =22sin 2x (x ∈R)的图象经过怎样的变换得到?变式训练3 已知A (3,0),B (0,3),C (cos α,sin α).(1)若AC ·BC =-1,求sin ⎝⎛⎭⎫α+π4的值;(2) 若|OA +OC |=13,且α∈(0,π),求OB →与OC 的夹角.五.易错警示9.忽视对直角位置的探讨致误试题:已知平面上三点A 、B 、C ,向量BC =(2-k,3),AC =(2,4).(1) 若三点A 、B 、C 不能构成三角形,求实数k 应满意的条件;(2)若△ABC 为直角三角形,求k 的值.六.思想方法 感悟提高方法与技巧1. 向量的坐标运算将向量与代数有机结合起来,这就为向量和函数的结合供应了前提,运用向量的有关学问可以解决某些函数问题.2. 以向量为载体,求相关变量的取值范围,是向量与函数、不等式、三角函数等相结合的一类综合问题.通过向量的坐标运算,将问题转化为解不等式或求函数值域,是解决这类问题的一般方法.3. 有关线段的长度或相等,可以用向量的线性运算与向量的模.4.用向量方法解决平面几何问题的步骤(1)建立平面几何与向量的联系,用向量表示问题中涉及的几何元素,将平面几何问题转化为向量问题;(2)通过向量运算,探讨几何元素之间的关系;(3)把运算结果“翻译”成几何关系.5.向量的坐标表示,使向量成为解决解析几何问题的有力工具,在证明垂直、求夹角、写直线方程时显示出了它的优越性,在处理解析几何问题时,须要将向量用点的坐标表示,利用向量的有关法则、性质列出方程,从而使问题解决.失误与防范1.向量关系与几何关系并不完全相同,要留意区分.例如:向量AB ∥CD →并不能说明AB ∥CD .2.加强平面对量的应用意识,自觉地用向量的思想和方法去思索问题.七.课后练习1.已知△ABC AC AB =,则肯定有( )A .AB ⊥AC B .AB =ACC .(AB +AC )⊥(AB -AC )D .AB +AC =AB -AC2.点P 在平面上做匀速直线运动,速度向量v =(4,-3)(即点P 的运动方向与v 相同,且每秒移动的距离为|v |个单位).设起先时点P 的坐标为(-10,10),则5秒后质点P 的坐标为( )A .(-2,4)B .(-30,25)C .(10,-5)D .(5,-10)3.平面上有四个互异点A 、B 、C 、D ,已知(2)()0+-⋅-=DB DC DA AB AC ,则△ABC 的形态是( )A .直角三角形B .等腰三角形C .等腰直角三角形D .等边三角形4.如图,△ABC 的外接圆的圆心为O ,AB =2,AC =3,BC =7,则⋅AO BC 等于( )A.32B.52C .2D .35.平面上O 、A 、B 三点不共线,设b a ==OB OA ,,则△OAB 的面积等于( ) A.|a |2|b |2-(a ·b )2 B.|a |2|b |2+(a ·b )2 C.12|a |2|b |2-(a ·b )2 D.12|a |2|b |2+(a ·b )2 6.已知|a|=3,|b|=2,〈a ,b 〉=60°,则|2a +b|=________.7.河水的流速为2 m/s ,一艘小船想以垂直于河岸方向10 m/s 的速度驶向对岸,则小船的静水速度大小为________.8.已知△ABO 三顶点的坐标为A (1,0),B (0,2),O (0,0),P (x,y )是坐标平面内一点,且满意AP ·OA →≤0,BP →·OB →≥0,则OP →·AB 的最小值为________.9.在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,若AB ·AC =1⋅=BA BC ,那么c =________. 10.如右图,在Rt △ABC 中,已知BC =a,若长为2a 的线段PQ 以点A 为中心,问PQ 与BC →的夹角θ取何值时BP →·CQ的值最大?并求出这个最大值.11.已知向量a =(sin θ,cos θ-2sin θ),b =(1,2).(1)若a ∥b ,求tan θ的值;(2)若|a |=|b |,0<θ<π,求θ的值.12.在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,若BC BA AC AB ··==k (k ∈R).(1)推断△ABC 的形态;(2)若c =2,求k 的值.。

高考数学大二轮复习专题一平面向量、三角函数与解三角形第一讲平面向量课件理

高考数学大二轮复习专题一平面向量、三角函数与解三角形第一讲平面向量课件理

-b)⊥b,则 a 与 b 的夹角为( )
π
π
A.6
B.3
C.23π
D.56π
解析:由(a-b)⊥b,可得(a-b)·b=0,∴a·b=b2.
∵|a|=2|b|,∴cos〈a,b〉=|aa|··|bb|=2bb22=12.
∵0≤〈a,b〉≤π,∴a 与 b 的夹角为π3.故选 B. 答案:B
4.(2019·恩施州模拟)已知向量 a=(1, 3),b=-12, 23,则
3.(2019·河北衡水中学模拟)已知 O 是平面上一定点,A,B,
C
是平面上不共线的三点,动点
P


→ OP

O→B+O→C 2

λ
→ AB →


AC →
,λ∈[0,+∞),则点 P 的轨迹经过△
|AB|cos B |AC|cos C
ABC 的( )
A.外心
B.内心
C.重心
D.垂心
解析:设
答案:A
4.(2018·高考全国卷Ⅲ)已知向量 a=(1,2),b=(2,-2),c= (1,λ).若 c∥(2a+b),则 λ=________.
解析:2a+b=(4,2),因为 c∥(2a+b),所以 4λ=2,得 λ=12. 答案:12
[类题通法] 1.应用平面向量基本定理表示向量的实质是利用 平行四边形法则或三角形法则进行向量的加、减或数乘运 算.一般将向量归结到相关的三角形中,利用三角形法则列出 三个向量之间的关系. 2.用平面向量基本定理解决问题的一般思路:先选择一组基 底,并运用该组基底将条件和结论表示成向量的形式,再通过 向量的运算来解决.注意同一个向量在不同基底下的分解是不 同的,但在每组基底下的分解都是唯一的.

高中数学-平面向量(含详细答案)

高中数学-平面向量(含详细答案)



2 3
→AB
D.A→Q = B→P
2. 答案 D
3.( 教材习题改编) 如图ꎬDꎬEꎬF 分别是△ABC 各边的中点ꎬ则下
列结论错误的是
( )
A.E→F = C→D
B.→AB与D→E共线
C.B→D与C→D是相反向量
D.→AE =
1 2
| →AC |
3. 答案 D 根据向量的有关概念可知ꎬE→F = C→Dꎬ→AB∥D→EꎬB→D
(2) ①是错误的ꎬ两个向量起点相同ꎬ终点相同ꎬ则两个向量
相等ꎻ但两个向量相等ꎬ不一定有相同的起点和终点. ②是错误的ꎬ | a | = | b | ꎬ但 aꎬb 方向不确定ꎬ所以 aꎬb 的方向
不一定相等或相反.
③是正确的ꎬ因为→AB = D→Cꎬ所以 | →AB | = | D→C | 且→AB∥D→Cꎻ又
( )
( 2) 零向量与任意向量平行.
( )
(3) 若 a∥bꎬb∥cꎬ则 a∥c.
( )
(4) 若向量→AB与向量C→D是共线向量ꎬ则 AꎬBꎬCꎬD 四点在一条
直线上.
( )
(5) 当两个非零向量 aꎬb 共线时ꎬ一定有 b = λaꎬ反之成立.
( )
(6) 在△ABC
①若两个向量相等ꎬ则它们的起点相同ꎬ终点相同ꎻ ②若 | a | = | b | ꎬ则 a = b 或 a = -bꎻ
③若 AꎬBꎬCꎬD 是不共线的四点ꎬ且→AB = D→Cꎬ则 ABCD 为平
行四边形ꎻ ④a = b 的充要条件是 | a | = | b | 且 a∥bꎻ ⑤已知 λꎬμ 为实数ꎬ若 λa = μbꎬ则 a 与 b 共线. 其中真命题的序号是 . 答案 (1)D (2)③

高中数学平面向量知识点总结

高中数学平面向量知识点总结

高中数学平面向量知识点总结一、平面向量的基本概念1. 定义:平面向量是有大小和方向的量,可以用有序实数对表示。

2. 表示法:通常用小写字母加箭头表示,如 $\vec{a}$。

3. 相等:两个向量大小相等且方向相同时,这两个向量相等。

4. 零向量:大小为零的向量,没有特定方向。

二、平面向量的运算1. 加法:- 规则:平行四边形法则或三角形法则。

- 交换律:$\vec{a} + \vec{b} = \vec{b} + \vec{a}$。

- 结合律:$(\vec{a} + \vec{b}) + \vec{c} = \vec{a} + (\vec{b} + \vec{c})$。

2. 减法:- 规则:与加法类似,但方向相反。

- 逆向量:$\vec{a} - \vec{a} = \vec{0}$。

3. 数乘:- 定义:向量与实数相乘。

- 规则:$k\vec{a} = \vec{a}$ 的长度变为 $|k|$ 倍,方向与$k$ 的符号一致。

- 分配律:$(k + l)\vec{a} = k\vec{a} + l\vec{a}$。

- 结合律:$k(\vec{a} + \vec{b}) = k\vec{a} + k\vec{b}$。

三、平面向量的坐标表示1. 坐标表示:$\vec{a} = (x, y)$,其中 $x$ 和 $y$ 是向量在坐标轴上的分量。

2. 几何意义:$x$ 分量表示向量在 $x$ 轴上的长度,$y$ 分量表示向量在 $y$ 轴上的长度。

3. 坐标运算:- 加法:$(x_1, y_1) + (x_2, y_2) = (x_1 + x_2, y_1 + y_2)$。

- 减法:$(x_1, y_1) - (x_2, y_2) = (x_1 - x_2, y_1 - y_2)$。

- 数乘:$k(x, y) = (kx, ky)$。

四、平面向量的模与单位向量1. 模(长度):- 定义:向量从原点到其终点的距离。

高中数学复习专题平面向量

高中数学复习专题平面向量


( 4) ( AB MB ) + ( BO BC ) + OM =__________
3.已知平面内三点 A( -1 ,0),B( x,6),P(3,4),且 AP = PB ,x 和 的值分别为 ( )
A. -7 ,2
B
. 5, 2 C . -7 , 2
D
. 5, 2
5
5
4、向量 a , b 满足 a 6 , b 10,则 a b 的取值范围是
A . 1 B .-1 C . 0 D . -2
13.已知 a (1,2), b (1,1) ,且 a 与 a b 的夹角为锐角,则实数
为_____________________
的取值范围
14、 ABC 的三个内角 A , B , C 的对边分别为 a , b , c ,已知 sin B 1,向量 p (a, b) ,
2、向量的模: a = a a = x 2 y2 ;
非零向量 a 与 b 的夹角: cos
ab | a || b |
x1 x 2 y1 y2
2
2
2
2
x1 y1 x2 y2
3、向量平行: a ∥ b a b x1 y2 x2 y1 ;
向量垂直: a ⊥ b a b 0 x1 x2 y1 y2 0
4、中点坐标公式:
13

5 且
3
15、( 1)设 P( x, y),则( x,y) =(3t+1,3t+2)
2
1
t
时, P 在 x 轴上; t
时, P 在 y 轴上;
3
3
0 ; 14 、 A
3t 1 0
当 P 在第二象限时,

高中数学有关平面向量知识点总结概括

高中数学有关平面向量知识点总结概括

高中数学有关平面向量知识点总结概括高中数学平面向量的知识点总结概括如下:1. 平面向量的定义:平面上两点之间的有向线段。

2. 平面向量的表示法:用向量符号a或者AB来表示。

3. 平面向量的运算:- 平面向量的加法:向量a+b的结果是用起点为a的点与起点为b的点之间的有向线段所代表的向量。

- 平面向量的数乘:向量ka的结果是起点相同且方向与a相同或相反的线段,但其长度为ka倍。

- 平面向量的减法:向量a-b可以表示为a+(-b),其中-(b)表示b的反向量。

4. 平面向量的基本性质:- 平面上任意两个向量的和和差与其起点无关,即将平移后的向量的运算结果与平移前的向量的运算结果相同。

- 向量的交换律:a+b=b+a- 向量的结合律:(a+b)+c=a+(b+c)- 数乘的结合律:k(la)=(kl)a- 数乘的分配律:(k+l)a=ka+la- 零向量的性质:任何向量与零向量的和等于该向量本身。

5. 平面向量的数量积:- 数量积的定义:向量a与向量b的数量积a·b等于a、b的模的乘积和它们的夹角的余弦值的乘积。

- 数量积的计算公式:a·b=|a||b|cosθ,其中θ为a和b的夹角。

6. 平面向量的性质:- 数量积与夹角的关系:a·b=0当且仅当a与b垂直,即a与b的夹角为90度。

- 数量积的交换律:a·b=b·a- 数量积的结合律:(ka)·b=a·(kb)=k(a·b)- 非零向量的性质:若a·b=0,则a、b中至少有一个为零向量。

7. 平面向量的向量积:- 向量积的定义:向量a与向量b的向量积a×b等于a、b的模的乘积和它们的夹角的正弦值的乘积,方向垂直于a、b所在平面,符合右手定则。

- 向量积的计算公式:|a×b|=|a||b|sinθn,其中θ为a和b的夹角,n为单位法向量。

8. 平面向量的性质:- 向量积与夹角的关系:|a×b|=|a||b|sinθ,其中θ为a和b的夹角。

平面向量知识点归纳总结图

平面向量知识点归纳总结图一、平面向量的定义1.1 平面向量的概念在平面上任意选定一个起点和一个终点之间的有序对称就称为平面向量,记作。

平面向量可以用有向线段来表示,有向线段的起点就是平面向量的起点,终点就是平面向量的终点。

1.2 平面向量的表示平面向量可以用坐标表示,设平面向量的起点为原点O,终点为点A(x, y),则平面向量记作。

1.3 平面向量的相等两个平面向量相等指的是它们的模相等,并且方向相同,即两个平面向量相等当且仅当。

二、平面向量的运算2.1 平面向量的加法设和,平面向量+的结果是一个新的平面向量,其起点为向量的起点,终点为向量的终点。

2.2 平面向量的减法设,平面向量-的结果是一个新的平面向量,其起点为向量的起点,终点为向量的终点。

2.3 数乘设,数的积是一个新的平面向量,其长度是向量的倍数,方向与向量相同。

三、平面向量的运算性质3.1 交换律3.2 结合律3.3 分配律四、平面向量的应用4.1 平面向量的线段设线段的两个端点分别为A(x1, y1)和B(x2, y2),则向量的终点减去起点的坐标差即为该线段的平面向量表示。

4.2 平面向量的位置关系(1) 共线若向量平行,则它们共线。

(2) 垂直若,则它们垂直。

4.3 平面向量的运动学应用若一个物体在平面内的任意两点A、B之间作平移运动,其位矢向量表示。

五、平面向量的数量积5.1 定义设,,则积。

5.2 计算(1)坐标法(2)数量积的几何意义5.3 性质(1)交换律(2)结合律(3)分配律5.4 应用(1)判断共线若,则共线。

(2)判断垂直若,则垂直。

(3)夹角公式若,则夹角α的余弦值是的数量积。

六、平面向量的叉乘6.1 定义设,把数视为数乘6.2 计算6.3 性质6.4 应用七、平面向量的混合积7.1 定义设、,则混合积7.2 计算7.3 性质7.4 应用八、几何向量8.1 平面向量的模8.2 单位向量8.3 平行四边形法则8.4 平面向量的夹角公式8.5 平面向量的坐标表示8.6 平面向量的位置关系总结平面向量是高中数学中的一个重要概念,它不仅有着丰富的几何意义,还具有广泛的物理意义。

高考平面向量题型归纳总结

高考平面向量题型归纳总结在高考数学考试中,平面向量是一个常见的考点,也是学生普遍认为较为困难的部分之一。

平面向量题型包括向量的加减、数量积、向量方向等。

本文将对高考平面向量题型进行归纳总结,帮助学生更好地掌握此类题型。

一、向量的加减1. 向量的加法向量的加法满足交换律和结合律,即a + b = b + a,(a + b) + c = a + (b + c)。

在解题过程中,可以利用向量的平移性质,将向量平移至同一起点,再连接终点得到新的向量。

2. 向量的减法向量的减法可以转化为加法进行处理,即a - b = a + (-b)。

其中,-b表示b的反向量,即方向相反的向量,模长相等。

二、数量积数量积又称为内积或点积,记作a·b。

1. 定义对于两个向量a(x₁, y₁)和b(x₂, y₂),它们的数量积a·b = x₁x₂ +y₁y₂。

另外,数量积还可以表示为向量模长和夹角的乘积,即a·b =|a| · |b| · cosθ,其中θ为a与b的夹角。

2. 性质(1) 交换律:a·b = b·a(2) 分配律:a·(b + c) = a·b + a·c(3) 结合律:k(a·b) = (ka)·b = a·(kb),其中k为实数(4) 若a·b = 0,则a与b垂直或其中一个为零向量(5) 若a·b > 0,则夹角θ为锐角;若a·b < 0,则夹角θ为钝角。

三、向量方向向量的方向可以用两种方式来表示:1. 向量的方向角:向量a(x, y)的方向角为与x轴正方向之间的夹角α,其中-π < α ≤ π。

2. 方向余弦:向量a(x, y)的方向余弦为与x轴的夹角的余弦值cosα,与y轴的夹角的余弦值cosβ。

在解决平面向量题型时,可以利用这两种方式来确定向量的方向。

高中数学必修二第六章平面向量及其应用专项训练题(带答案)

高中数学必修二第六章平面向量及其应用专项训练题单选题1、定义空间两个向量的一种运算a⃑⊗b⃑⃑=|a⃑|⋅|b⃑⃑|sin⟨a⃑,b⃑⃑⟩,则关于空间向量上述运算的以下结论中恒成立的有()A.λ(a⃑⊗b⃑⃑)=(λa⃑)⊗b⃑⃑B.(a⃑⊗b⃑⃑)⊗c⃑=a⃑⊗(b⃑⃑⊗c⃑)C.(a⃑+b⃑⃑)⊗c⃑=(a⃑⊗c⃑)+(b⃑⃑⊗c⃑)D.若a⃑=(x1,y1),b⃑⃑=(x2,y2),则a⃑⊗b⃑⃑=|x1y2−x2y1|答案:D分析:A.按λ的正负分类讨论可得,B.由新定义的意义判断,C.可举反例说明进行判断,D.与平面向量的数量积进行联系,用数量积求出两向量夹角的余弦值,转化为正弦值,代入计算可判断.A.(λa⃑)⊗b⃑⃑=|λa⃑||b⃑⃑|sin<λa⃑,b⃑⃑>,λ>0时,<λa⃑,b⃑⃑>=<a⃑,b⃑⃑>,(λa⃑)⊗b⃑⃑=λ|a⃑||b⃑⃑|sin<a⃑,b⃑⃑>=λ(a⃑⊗b⃑⃑),λ=0时,λ(a⃑⊗b⃑⃑)=0,(λa⃑)⊗b⃑⃑=0,成立,λ<0时,<λa⃑,b⃑⃑>=π−<a⃑,b⃑⃑>,sin<λa⃑,b⃑⃑>=sin(π−<a⃑,b⃑⃑>)=sin<a⃑,b⃑⃑>(λa⃑)⊗b⃑⃑=−λ|a⃑||b⃑⃑|sin< a⃑,b⃑⃑>=−λ(a⃑⊗b⃑⃑),综上,A不恒成立;B.a⃑⊗b⃑⃑是一个实数,(a⃑⊗b⃑⃑)⊗c⃑无意义,B不成立;C.若a⃑=(0,1),b⃑⃑=(1,0),c⃑=(1,1),则a⃑+b⃑⃑=(1,1),<a⃑+b⃑⃑,c⃑>=0,(a⃑+b⃑⃑)⊗c⃑=|a⃑+b⃑⃑||c⃑|sin0=√2×√2×0=0,<a⃑,c⃑>=π4,<b⃑⃑,c⃑>=π4,(a⃑⊗c⃑)+(b⃑⃑⊗c⃑)=1×√2×sinπ4+1×√2×sinπ4=2,(a⃑+b⃑⃑)⊗c⃑≠(a⃑⊗c⃑)+(b⃑⃑⊗c⃑),C错误;D.若a⃑=(x1,y1),b⃑⃑=(x2,y2),则|a⃑|=√x12+y12,|b⃑⃑|=√x22+y22,cos <a ⃑,b ⃑⃑>=1212√x 12+y 12×√x 22+y 22,sin <a ⃑,b ⃑⃑>=√1−cos 2<a ⃑,b ⃑⃑>=√1−(x 1x 2+y 1y 2)2(x 12+y 12)(x 22+y 22)=1221√(x 1+y 1)(x 2+y 2), 所以a ⃑⊗b ⃑⃑=|a ⃑||b ⃑⃑|sin <a ⃑,b⃑⃑>=|x 1y 2−x 2y 1|,成立. 故选:D .小提示:本题考查向量的新定义运算,解题关键是理解新定义,并能运用新定义求解.解题方法一种方法是直接利用新定义的意义判断求解,另一种方法是把新定义与向量的数量积进行联系,把新定义中的sin <a ⃑,b ⃑⃑>用cos <a ⃑,b⃑⃑>,而余弦可由数量积进行计算. 2、若|AB⃑⃑⃑⃑⃑⃑|=5,|AC ⃑⃑⃑⃑⃑⃑|=8,则|BC ⃑⃑⃑⃑⃑⃑|的取值范围是( ) A .[3,8]B .(3,8)C .[3,13]D .(3,13)答案:C分析:利用向量模的三角不等式可求得|BC⃑⃑⃑⃑⃑⃑|的取值范围. 因为|BC⃑⃑⃑⃑⃑⃑|=|AC ⃑⃑⃑⃑⃑⃑−AB ⃑⃑⃑⃑⃑⃑|,所以,||AC ⃑⃑⃑⃑⃑⃑|−|AB ⃑⃑⃑⃑⃑⃑||≤|BC ⃑⃑⃑⃑⃑⃑|≤|AC ⃑⃑⃑⃑⃑⃑|+|AB ⃑⃑⃑⃑⃑⃑|,即3≤|BC ⃑⃑⃑⃑⃑⃑|≤13. 故选:C.3、已知非零平面向量a ⃗,b ⃑⃗,c ⃗,下列结论中正确的是( )(1)若a ⃗⋅c ⃗=b ⃑⃗⋅c ⃗,则a ⃗=b ⃑⃗;(2)若|a ⃗+b ⃑⃗|=|a ⃗|+|b ⃑⃗|,则a ⃗//b⃑⃗ (3)若|a ⃗+b ⃑⃗|=|a ⃗−b ⃑⃗|,则a ⃗⊥b ⃑⃗(4)若(a ⃗+b ⃑⃗)⋅(a ⃗−b ⃑⃗)=0,则a ⃗=b ⃑⃗或a ⃗=−b⃑⃗ A .(1)(2)B .(2)(3)C .(3)(4)D .(2)(3)(4)答案:B解析:根据向量的数量积运算,以及向量模的计算公式,逐项判断,即可得出结果.已知非零平面向量a ⃗,b ⃑⃗,c ⃗,(1)若a ⃗⋅c ⃗=b ⃑⃗⋅c ⃗,则(a ⃗−b ⃑⃗)⋅c ⃗=0,所以a ⃗=b ⃑⃗或(a ⃗−b ⃑⃗)⊥c ⃗,即(1)错;(2)若|a ⃗+b ⃑⃗|=|a ⃗|+|b ⃑⃗|,则a ⃗与b ⃑⃗同向,所以a ⃗//b⃑⃗,即(2)正确;(3)若|a ⃗+b ⃑⃗|=|a ⃗−b ⃑⃗|,则|a ⃗|2+|b ⃑⃗|2+2a ⃗⋅b ⃑⃗=|a ⃗|2+|b ⃑⃗|2−2a ⃗⋅b ⃑⃗,所以2a ⃗⋅b ⃑⃗=0,则a ⃗⊥b⃑⃗;即(3)正确;(4)若(a ⃗+b ⃑⃗)⋅(a ⃗−b ⃑⃗)=0,则|a ⃗|2−|b ⃑⃗|2=0,所以|a ⃗|=|b⃑⃗|,不能得出向量共线,故(4)错; 故选:B.小提示:本题主要考查向量数量积的运算,考查向量有关的判定,属于基础题型.4、已知向量a ⃑,b ⃑⃑满足|a ⃑|=√3,|b ⃑⃑|=2,且a ⃑⊥(a ⃑−b ⃑⃑),则a ⃑与b⃑⃑的夹角为( ) A .30°B .60°C .120°D .150°答案:A分析:利用数量积的定义,即可求解.解:a ⃑⊥(a ⃑−b ⃑⃑),所以a ⃑⋅(a ⃑−b ⃑⃑)=0,即|a →|2−|a →||b →|cos <a →,b →>=0,解得cos <a →,b →>=√32,又因为向量夹角的范围为[0°,180°],则a ⃑与b ⃑⃑的夹角为30°,故选:A. 5、在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,且(a +b )2−c 2=4,C =120°,则△ABC 的面积为( )A .√33B .2√33C .√3D .2√3 答案:C解析:利用余弦定理可求ab 的值,从而可求三角形的面积.因为C =120°,故c 2=a 2+b 2−2abcos120°=a 2+b 2+ab ,而(a +b )2−c 2=4,故c 2=a 2+b 2+2ab −4=a 2+b 2+ab ,故ab =4,故三角形的面积为12×ab ×sin120°=√34×4=√3,故选:C.6、△ABC 内角A,B,C 的对边分别为a,b,c ,已知b 2+c 2−a 2=bc ,则A =( )A .π6B .5π6C .π3D .2π3答案:C分析:利用余弦定理求出cosA ,再求出A 即可.∵b 2+c 2−a 2=bc ,∴cosA =b 2+c 2−a 22bc =bc 2bc =12,∵0<A <π,∴A =π3. 故选:C7、已知向量a ⃑=(−1,m ),b ⃑⃑=(m +1,2),且a ⃑⊥b⃑⃑,则m =( ) A .2B .−2C .1D .−1答案:C分析:由向量垂直的坐标表示计算.由题意得a ⃑⋅b⃑⃑=−m −1+2m =0,解得m =1 故选:C .8、已知直角三角形ABC 中,∠A =90°,AB =2,AC =4,点P 在以A 为圆心且与边BC 相切的圆上,则PB⃑⃑⃑⃑⃑⃑⋅PC ⃑⃑⃑⃑⃑⃑的最大值为( )A .16+16√55B .16+8√55C .165D .565答案:D分析:建立如图所示的坐标系,根据PB ⃑⃑⃑⃑⃑⃑·PC⃑⃑⃑⃑⃑⃑=|PD ⃑⃑⃑⃑⃑⃑|2−5可求其最大值. 以A 为原点建系,B (0,2),C (4,0),BC:x 4+y 2=1,即x +2y −4=0,故圆的半径为r =√5 ∴圆A:x 2+y 2=165,设BC 中点为D (2,1),PB ⃑⃑⃑⃑⃑⃑·PC ⃑⃑⃑⃑⃑⃑=PD ⃑⃑⃑⃑⃑⃑2−14BC ⃑⃑⃑⃑⃑⃑2=|PD ⃑⃑⃑⃑⃑⃑|2−14×20=|PD ⃑⃑⃑⃑⃑⃑|2−5, |PD |max =|AD |+r =√5+√5=√5,∴(PB ⃑⃑⃑⃑⃑⃑·PC ⃑⃑⃑⃑⃑⃑)max =815−5=565, 故选:D.多选题9、下列说法正确的有( )A .若a ⃑//b ⃑⃑,b ⃑⃑//c ⃑,则a ⃑//c ⃑B .若a ⃑=b ⃑⃑,b ⃑⃑=c ⃑,则a ⃑=c ⃑C .若a ⃑//b ⃑⃑,则a ⃑与b⃑⃑的方向相同或相反D .若AB ⃑⃑⃑⃑⃑⃑、BC ⃑⃑⃑⃑⃑⃑共线,则A 、B 、C 三点共线 答案:BD分析:取b⃑⃑=0⃑⃑可判断AC 选项的正误;利用向量相等的定义可判断B 选项的正误;利用共线向量的定义可判断D 选项的正误.对于A 选项,若b ⃑⃑=0⃑⃑,a ⃑、c ⃑均为非零向量,则a ⃑//b ⃑⃑,b ⃑⃑//c ⃑成立,但a ⃑//c ⃑不一定成立,A 错;对于B 选项,若a ⃑=b ⃑⃑,b ⃑⃑=c ⃑,则a ⃑=c ⃑,B 对;对于C 选项,若b ⃑⃑=0⃑⃑,a ⃑≠0⃑⃑,则b⃑⃑的方向任意,C 错; 对于D 选项,若AB ⃑⃑⃑⃑⃑⃑、BC ⃑⃑⃑⃑⃑⃑共线且AB 、BC 共点B ,则A 、B 、C 三点共线,D 对.故选:BD.10、下列说法正确的是( )A .向量不能比较大小,但向量的模能比较大小B .|a ⃑|与|b ⃑⃑|是否相等与a ⃑与b⃑⃑的方向无关 C .若a ⃑//b ⃑⃑,b ⃑⃑//c ⃑,则a ⃑//c ⃑D .若向量AB ⃑⃑⃑⃑⃑⃑与向量CD⃑⃑⃑⃑⃑⃑是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点在一条直线上 答案:AB分析:根据向量的定义以及向量模的定义可判断A ,B ;举反例b⃑⃑=0⃑⃑时可判断C ;由共线向量的定义可判断D ,进而可得正确选项.对于A :向量即有大小又有方向不能比较大小,向量的模可以比较大小,故选项A 正确;对于B :|a ⃑|与|b ⃑⃑|分别表示向量a ⃑与b ⃑⃑的大小,与a ⃑,b⃑⃑的方向无关,故选项B 正确; 对于C :当b ⃑⃑=0⃑⃑时,向量a ⃑与c ⃑可以是任意向量都满足a ⃑//b ⃑⃑,b ⃑⃑//c ⃑,故选项C 不正确;对于D :若向量AB⃑⃑⃑⃑⃑⃑与向量CD ⃑⃑⃑⃑⃑⃑是共线向量,表示AB ⃑⃑⃑⃑⃑⃑与CD ⃑⃑⃑⃑⃑⃑方向相同或相反,得不出A ,B ,C ,D 四点在一条直线上,故选项D 不正确;故选:AB.11、设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若a 2cosAsinB =b 2sinAcosB ,则△ABC 的形状为( )A .等腰三角形B .等边三角形C .直角三角形D .等腰直角三角形答案:AC分析:根据正弦定理和二倍角公式进行求解.∵a 2cosAsinB =b 2sinAcosB∴由正弦定理得sin 2AcosAsinB =sin 2BsinAcosB ,∵sinAcosA ≠0∴sinAcosA =sinBcosB ,即sin2A =sin2B∴2A =2B 或2A +2B =π,即该三角形为等腰三角形或直角三角形.故选:AC.填空题12、已知a ⃗,b ⃑⃑是空间两个向量,若|a ⃗|=2,|b ⃑⃗|=2,|a ⃗−b ⃑⃗|=√7,则cos 〈a ⃗,b⃑⃑〉=________. 答案:18 分析:根据向量几何法的模长公式,可得向量数量积的值,根据向量夹角余弦值的公式,可得答案.由|a ⃑−b ⃑⃑|=√7,可知(a ⃑−b ⃑⃑)2=7,则|a ⃑|2−2a ⃑⋅b⃑⃑+|b ⃑⃑|2=7, ∵|a ⃑|=2,|b ⃑⃑|=2,∴a ⃑⋅b ⃑⃑=12,则cos⟨a ⃑⋅b ⃑⃑⟩=a ⃑⃑⋅b ⃑⃑|a ⃑⃑|⋅|b ⃑⃑|=18. 所以答案是:18. 13、如图,在矩形ABCD 中,AB =3,AD =2,DE =2EC ,M 为BC 的中点,若点P 在线段BD 上运动,则PE⃑⃑⃑⃑⃑⃗⋅PM ⃑⃑⃑⃑⃑⃑⃗的最小值为______.答案:2352 分析:构建直角坐标系,令AP⃑⃑⃑⃑⃑⃗=λAB ⃑⃑⃑⃑⃑⃗+(1−λ)AD ⃑⃑⃑⃑⃑⃗求P 的坐标,进而可得PE ⃑⃑⃑⃑⃑⃗,PM ⃑⃑⃑⃑⃑⃑⃗,由向量数量积的坐标表示及二次函数的性质求最值即可.以A 为坐标原点,AB ,AD 分别为x ,y 建系,则E(2,2),M(3,1),又AB ⃑⃑⃑⃑⃑⃗=(3,0),AD ⃑⃑⃑⃑⃑⃗=(0,2),令AP⃑⃑⃑⃑⃑⃗=λAB ⃑⃑⃑⃑⃑⃗+(1−λ)AD ⃑⃑⃑⃑⃑⃗=(3λ,2−2λ),0≤λ≤1, 故P(3λ,2−2λ),则PE⃑⃑⃑⃑⃑⃗=(2−3λ,2λ),PM ⃑⃑⃑⃑⃑⃑⃗=(3−3λ,2λ−1), PE⃑⃑⃑⃑⃑⃗⋅PM ⃑⃑⃑⃑⃑⃑⃗=(2−3λ)(3−3λ)+2λ(2λ−1) =13λ2−17λ+6, 所以λ=1726时,PE ⃑⃑⃑⃑⃑⃗⋅PM ⃑⃑⃑⃑⃑⃑⃗取最小值2352. 所以答案是:2352.14、海洋蓝洞是地球罕见的自然地理现象,被喻为“地球留给人类保留宇宙秘密的最后遗产”,我国拥有世界上最深的海洋蓝洞.若要测量如图所示的蓝洞的口径A ,B 两点间的距离,现在珊瑚群岛上取两点C ,D ,测得CD =45m ,∠ADB =135°,∠BDC =∠DCA =15°,∠ACB =120°,则AB 两点的距离为______m .答案:45√5分析:先将实际问题转化为解三角形的问题,再利用正、余弦定理求解。

高中数学平面向量专题复习(知识要点+六大考试题型详解)pdf版

等,为菱形.答案:(1)平行四边形 (2)菱形 给出如下命题: ①向量 AB 的长度与向量 BA 的长度相等;
②向量 a 与 b 平行,则 a 与 b 的方向相同或相反;
③两个有公共起点而且相等的向量,其终点必相同; 3
④两个公共终点的向量,一定是共线向量;
⑤向量 AB 与向量 CD 是共线向量,则点 A,B,C,D 必在同一条直线上.
a (x1, y1) , b (x2 , y2 ) a b x1x2 y1 y2
3.其他概念 (1)平面向量基本定理:如果 e1 , e2 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 1 , 2 ,
使 a 1e1 2 e2 ,我们把不共线的向量 e1 ,e2 叫做表示这一平面内所
其中正确的命题个数是( )
A.1 B.2
C.3
D.4
解析:① AB 和 BA 长度相等,方向相反,正确; ②当为零向量时,不满足条件,错误;
③起点相同,长度和方向也相同,终点一定相同,正确;
④终点相同,起点未必相同,不一定是共线向量,错误;
⑤共线向量即平行向量,它们的起点和终点不一定在同一直线上,错误;
零向量 长度为 0 的向量
记作 0 ,方向任意
单位向量 长度等于 1 个单位的向量
a 即为单位向量 |a|
平行向量
方向相同或相反的非零向量(也
叫共线向量)
记为 a∥b ,规定 0 与任意向量共线
相等向量 长度相等方向相同的向量
记为 a b ,相等一定平行,平行不 一定相等
相反向量 长度相等方向相反的向量
性质
字母表示
平行
a b
垂直
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