人教版高一数学必修4平面向量的基本概念
§2.1 平面向量的实际背景及基本概念
学习目标 1.能结合物理中的力、位移、速度等具体背景认识向量,掌握向量与数量的区别(重点、难点).2.会用有向线段作向量的几何表示,了解有向线段与向量的联系与区别,会用字母表示向量(重点).3.理解零向量、单位向量、平行向量、共线向量、相等向量及向量的模等概念,会辨识图形中这些相关的概念(易错点).
课前预习: 预习教材P74-76完成下面问题:
知识点1向量的定义及表示
1.定义:既有 ,又有 的量.
2.表示:
(1)有向线段:带有方向的线段,它包含三个要素:起点、方向、长度;
(2)向量的表示:
【预习评价】 (正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)向量就是有向线段.( )
(2)如果|AB →| >|CD →|,那么AB →>CD →.( )
(3)力、速度 和质量都是向量.( )
知识点2 向量的有关概念 向量名称
定义
零向量
长度为0的向量,记作0 单位向量
长度等于1个单位 的向量 平行向量
(共线向量)
方向相同或相反 的非零向量,向量a ,b 平行,记作a ∥b ,规定:零向量与任一向量平行 相等向量
长度相等 且方向相同 的向量;向量a ,b 相等,记作a =b 【预习评价】 (正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若a ,b 都是单位向量,则a =b .( )
(2)若a =b ,且a 与b 的起点相同,则终点也相同.( )
(3)零向量的大小为0,没有方向.( )
课堂互动:
题型一 向量的有关概念、零向量、单位向量
【例1】 判断下列命题是否正确,若不正确,请简述理由.
①向量AB →与CD →是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点必在一直线上;
②单位向量都相等;
③任一向量与它的相反向量不相等;
④四边形ABCD 是平行四边形当且仅当AB →=DC →;
⑤一个向量方向不确定当且仅当模为0;
⑥共线的向量,若起点不同,则终点一定不同.
规律方法 概念性问题的判断方法
对于向量的相关概念问题,关键是把握好概念的内涵与外延,对于一些似是而非的概念一定要分辨清楚,如有向线段与向量,有向线段是向量的表示形式,并不等同于向量,还有如单位向量,单位向量只是从模的角度定义的,与方向无关.零向量的模为零,方向则是任意的.
【训练1】 判断下列命题是否正确,并说明理由.
①若a ≠b ,则a 一定不与b 共线;
②若AB →=DC →,则A ,B ,C ,D 四点是平行四边形的四个顶点;
③在平行四边形ABCD 中,一定有AB →=DC →;
④若向量a 与任一向量b 平行,则a =0;
⑤若a =b ,b =c ,则a =c ;
⑥若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c .
题型二 相等向量与共线向量
【例2】 如图所示,O 是正六边形ABCDEF 的中心,且OA →=a ,OB →=b ,OC →=c .
(1)与a 的长度相等、方向相反的向量有哪些?
(2)与a 共线的向量有哪些?(3)请一一列出与a ,b ,c 相等的向量.
规律方法 相等向量与共线向量的探求方法
(1)寻找相等向量:先找与表示已知向量的有向线段长度相等的向量,再确定哪些是同向共线.
(2)寻找共线向量:先找与表示已知向量的有向线段平行或共线的线段,再构造同向与反向的向量,注意不要漏掉以表示已知向量的有向线段的终点为起点,起点为终点的向量.
【训练2】 如图,已知四边形ABCD 为▱ABCD ,则
(1)与OA →的模相等的向量有多少个?
(2)与OA →的模相等、方向相反的向量有哪些?
(3)写出与AB →共线的向量.
题型三 向量的表示及应用
【例3】 一艘海上巡逻艇从港口向北航行了30 n mile ,这时接到求救信号,在巡逻艇的正东方向40 n mile 处有一艘渔船抛锚需救助.试求:
(1)巡逻艇从港口出发到渔船出事点所航行的路程;
(2)巡逻艇从港口出发到出事地点之间的位移.
规律方法 平面向量在实际生活中的应用
生活中很多问题可以归结为向量的问题,如力、速度、位移等,因此运用向量的知识进行解答可使问题简化,易于求解.解答时,一般先把实际问题用图示表示出来,然后围绕线段的长度(即向量的模)和方向(求某个角)进行求解.
【训练3】 一辆汽车从A 点出发向西行驶了100 km 到达B 点,然后又改变方向向西偏北50°走了200 km 到达C 点,最后又改变方向,向东行驶了100 km 到达D 点.
(1)作出向量AB →,BC →,CD →;(2)求|AD →|.
课堂反馈:
课堂达标
1.下列说法错误的是( )
A .若a =0,则|a |=0
B .零向量是没有方向的
C .零向量与任一向量平行
D .零向量的方向是任意的
2.下列结论正确的个数是( )
(1)温度含零上和零下,所以温度是向量;(2)向量的模是一个正实数;
(3)向量a 与b 不共线,则a 与b 都是非零向量;(4)若|a |>|b |,则a >b .
A .0
B .1
C .2
D .3
3.如图所示,梯形ABCD 为等腰梯形,则两腰上的向量AB →与DC
→的关系是( )
A .A
B →=D
C → B .|AB →|=|DC →| C .AB →>DC →
D .AB →<DC →
4.有下列说法:
①向量AB →和向量BA →长度相等;②向量0=0;
③向量AB →大于向量CD →;④单位向量都相等.
其中,正确的说法是________(填序号).
5.在如图的方格纸上,已知向量a ,每个小正方形的边长为1.
(1)试以B 为起点画一个向量b ,使b =a ;
(2)在图中画一个以A 为起点的向量c ,使|c |=5,并说出向量c 的终点的轨迹是什么?
课堂小结
1.向量是既有大小又有方向的量,从其定义看出向量既有代数特征又有几何特征,因
此借助于向量,我们可以将某些代数问题转化为几何问题,又将几何问题转化为代数问题,故向量能起数形结合的桥梁作用.
2.共线向量与平行向量是一组等价的概念.两个共线向量不一定要在一条直线上.当然,同一直线上的向量也是平行向量.
3.注意两个特殊向量——零向量和单位向量,零向量与任何向量都平行,单位向量有无穷多个,起点相同的所有单位向量的终点在平面内形成一个单位圆.。
高一数学必修4知识点梳理:平面向量
2、零向量:长度为0第二章平面向量1、向量定义:既有大小又有方向的量叫做向量,向量都可用同一平面内的有向线段表示.的向量叫零向量,记作0;零向量的方向是任意的.3、单位向量:长度等于1个单位长度的向量叫单位向量;与向量a 平行的单位向量:e =±a a ||4、平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量叫平行向量也叫共线向量,记作//ab ;规定0与任何向量平行.5、相等向量:长度相同且方向相同的向量叫相等向量,零向量与零向量相等.注意:任意两个相等的非零向量,都可以用同一条有向线段来表示,并且与有向线段的起点无关。
6、向量加法运算:⑴三角形法则的特点:首尾相接⑵平行四边形法则的特点:起点相同baCBA -=A -AB =B a bC Cc高一数学必修4知识点梳理:平面向量⑶运算性质:①交换律:+=+a b b a ;②结合律:++=++a b c a b c ()();③+=+=a a a 00.⑷坐标运算:设=a x y ,11(),=b x y ,22(),则+=++a b x x y y ,1212)(. 7、向量减法运算:⑴三角形法则的特点:共起点,连终点,方向指向被减向量. ⑵坐标运算:设=a x y ,11(),=b x y ,22(),则-=--a b x x y y ,1212)(.设A 、B 两点的坐标分别为x y ,11(),x y ,22(),则AB =--x x y y ,2121)(.8、向量数乘运算:⑴实数λ与向量a 的积是一个向量的运算叫做向量的数乘,记作λa . ①=λλa a ;②当>λ0时,λa 的方向与a 的方向相同;当<λ0时,λa 的方向与a 的方向相反; 当=λ0时,=λa 0.⑵运算律:①=λμλμa a ()();②+=+λμλμa a a ();③+=+λλλa b a b (). ⑶坐标运算:设=a x y ,(),则==λλλλa x y x y ,,()().9、向量共线定理:向量≠a a 0()与b 共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使=λb a . 设=a x y ,11(),=b x y ,22(),其中≠b 0,则当且仅当-=x y x y 01221时,向量a 、≠b b 0()共线.10、平面向量基本定理: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=+λλa e e 1122.(不共线的向量e 1、e 2作为这一平面内所有向量的一组基底)11、分点坐标公式:设点P 是线段P P 12上的一点,P 1、P 2的坐标分别是x y ,11(),x y ,22(),当P P =PP λ12时,点P 的坐标是⎝⎭++ ⎪⎛⎫++λλλλx x y y 11,1212. 12、平面向量的数量积:⑴定义:≠≠≤≤⋅=θθa b a b a b cos 0,0,0180)(.零向量与任一向量的数量积为0. ⑵性质:设a 和b 都是非零向量,则①⊥⇔⋅=a b a b 0.②当a 与b 同向时,⋅=a b a b ;当a 与b 反向时,⋅=-a b a b ;⋅==a a a a 22或=⋅a a a .③⋅≤a b a b .⑶运算律:①⋅=⋅a b b a ;②⋅=⋅=⋅λλλa b a b a b ()()();③+⋅=⋅+⋅a b c a c b c ().⑷坐标运算:设两个非零向量=a x y ,11(),=b x y ,22(),则⋅=+a b x x y y 1212. 若=a x y ,(),则=+a x y 222,或=+a x y 22.设=a x y ,11(),=b x y ,22(),则⊥⇔+=a b x x y y 01212.设a 、b 都是非零向量,=a x y ,11(),=b x y ,22(),θ是a 与b 的夹角,则++==⋅+θx yx ya ba b x x y y cos 112222221212.第三章 三角恒等变形1、同角三角函数基本关系式(1)平方关系:αα=+221cos sin (2)商数关系:=tan sin cos ααα(3)倒数关系:αα=1cot tan=+sin tan tan 1222ααα ; =+co s 1t an 122αα注意: tan ,cos ,sin ααα 按照以上公式可以“知一求二”2、两角和与差的正弦、余弦、正切S +βα)(:=++sin cos cos sin )sin(βαβαβα S -βα)(:=--sin cos cos sin )sin(βαβαβα C +βα)(:a =+-sin sin cos cos )cos(βαβαβ C -βα)(:a =-+sin sin cos cos )cos(βαβαβ T +βα)(: =++-)tan(tan tan tan tan 1βαβαβαT -βα)(: =--+)tan(tan tan tan tan 1βαβαβα正切和公式:-⋅+=+βαβαβα)tan tan 1()tan(tan tan3、辅助角公式:222222cos sin sin cos b a x b x a a b a x b b a x +=++++⎛⎝⎫⎭⎪⎪ x b a x x b a +⋅+=⋅+⋅+=ϕϕϕ2222)sin cos cos (sin )sin((其中ϕ称为辅助角,ϕ的终边过点b a ),(,tan ϕ=b a)4、二倍角的正弦、余弦和正切公式: S 2α: =cos sin 22sin αααC 2α: -=sin cos 2cos 22ααααα-=-=221cos 2sin 21 T 2α: =-2tan tan 2tan 12ααα*二倍角公式的常用变形:①、=-αα|sin |22cos 1,=+αα|cos |22cos 1;②、=-αα1212|sin |2cos , =+αα1212|cos |2cos③-=+-=ααααα442221cos sin 21cos sin 2sin 2;=-442cos sin cos ααα;*降次公式:=cos sin 122sin ααα ααα=-+-=2sin 2cos 12122cos 12 ααα=++=2cos 2cos 12122cos 125、*半角的正弦、余弦和正切公式:±=-ααsin2cos 12 ; ±=+ααcos 2cos 12, ±=-+tan2cos 1cos 1ααα=-=+cos 1sin sin cos 1αααα6、同角三角函数的常见变形:(活用“1”)① -=cos 1sin 22αα; -±=cos 1sin 2αα;-=sin 1cos 22αα; -±=sin 1cos 2αα; ②=++=22cot tan sin cos cos sin 22sin θθθθθθθ,αααααααθθ2cot 22sin 2cos 2cos sin sin cos tan cot 22==-=-③ααααα2sin 1cos sin 21)cos (sin 2±=±=±; |cos sin |2sin 1ααα±=± 7、补充公式:*①万能公式2tan12tan2sin 2ααα+=; 2t a n12t a n1c o s 22ααα+-=; 2t a n12t a n2t a n 2ααα-=*②积化和差公式)]sin()[sin(21cos sin βαβαβα-++=)]sin()[sin(21sin cos βαβαβα--+=)]cos()[cos(21cos cos βαβαβα-++=)]cos()[cos(21sin sin βαβαβα--+-=*③和差化积公式2cos 2sin 2sin sin βαβαβα-+=+; 2sin2cos 2sin sin βαβαβα-+=- 2co s 2co s 2co s co s βαβαβα-+=+;2sin2sin 2cos cos βαβαβα-+-=- 注:带*号的公式表示了解,没带*公式为必记公式。
高中数学平面向量知识点总结
高中数学必修4之平面向量知识点归纳一.向量的基本概念与基本运算 1向量的概念:①向量:既有大小又有方向的量向量一般用c b a,,……来表示,或用有向线段的起点与终点的大写字母表示,如:AB u u u r 几何表示法 AB u u u r ,a;坐标表示法),(y x yj xi a向量的大小即向量的模(长度),记作|AB u u u r |即向量的大小,记作|a|向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小.②零向量:长度为0的向量,记为0 ,其方向是任意的,0与任意向量平行零向量a =0 |a|=0 由于0r 的方向是任意的,且规定0r 平行于任何向量,故在有关向量平行(共线)的问题中务必看清楚是否有“非零向量”这个条件.(注意与0的区别)③单位向量:模为1个单位长度的向量向量0a 为单位向量 |0a|=1④平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量任意一组平行向量都可以移到同一直线上方向相同或相反的向量,称为平行向量记作a ∥b由于向量可以进行任意的平移(即自由向量),平行向量总可以平移到同一直线上,故平行向量也称为共线向量数学中研究的向量是自由向量,只有大小、方向两个要素,起点可以任意选取,现在必须区分清楚共线向量中的“共线”与几何中的“共线”、的含义,要理解好平行向量中的“平行”与几何中的“平行”是不一样的.⑤相等向量:长度相等且方向相同的向量相等向量经过平移后总可以重合,记为b a大小相等,方向相同),(),(2211y x y x 2121y y x x2向量加法求两个向量和的运算叫做向量的加法设,AB a BC b u u u r u u u r r r ,则a +b r =AB BC u u ur u u u r =AC u u u r(1)a a a 00;(2)向量加法满足交换律与结合律;向量加法有“三角形法则”与“平行四边形法则”:(1)用平行四边形法则时,两个已知向量是要共始点的,和向量是始点与已知向量的始点重合的那条对角线,而差向量是另一条对角线,方向是从减向量指向被减向量(2) 三角形法则的特点是“首尾相接”,由第一个向量的起点指向最后一个向量的终点的有向线段就表示这些向量的和;差向量是从减向量的终点指向被减向量的终点当两个向量的起点公共时,用平行四边形法则;当两向量是首尾连接时,用三角形法则.向量加法的三角形法则可推广至多个向量相加: AB BC CD PQ QR AR u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u rL ,但这时必须“首尾相连”.3向量的减法① 相反向量:与a 长度相等、方向相反的向量,叫做a的相反向量记作a,零向量的相反向量仍是零向量关于相反向量有: (i ))(a =a ; (ii) a +(a )=(a )+a =0;(iii)若a 、b是互为相反向量,则a =b ,b =a ,a +b =0②向量减法:向量a 加上b 的相反向量叫做a 与b的差, 记作:)(b a b a求两个向量差的运算,叫做向量的减法③作图法:b a 可以表示为从b 的终点指向a 的终点的向量(a 、b有共同起点)4实数与向量的积:①实数λ与向量a 的积是一个向量,记作λa,它的长度与方向规定如下:(Ⅰ)a a;(Ⅱ)当0 时,λa 的方向与a 的方向相同;当0 时,λa 的方向与a的方向相反;当0 时,0a ,方向是任意的②数乘向量满足交换律、结合律与分配律 5两个向量共线定理:向量b 与非零向量a共线 有且只有一个实数 ,使得b =a6平面向量的基本定理:如果21,e e是一个平面内的两个不共线向量,那么对这一平面内的任一向量a,有且只有一对实数21, 使:2211e e a ,其中不共线的向量21,e e 叫做表示这一平面内所有向量的一组基底 7 特别注意:(1)向量的加法与减法是互逆运算(2)相等向量与平行向量有区别,向量平行是向量相等的必要条件 (3)向量平行与直线平行有区别,直线平行不包括共线(即重合),而向量平行则包括共线(重合)的情况(4)向量的坐标与表示该向量的有向线条的始点、终点的具体位置无关,只与其相对位置有关学习本章主要树立数形转化和结合的观点,以数代形,以形观数,用代数的运算处理几何问题,特别是处理向量的相关位置关系,正确运用共线向量和平面向量的基本定理,计算向量的模、两点的距离、向量的夹角,判断两向量是否垂直等由于向量是一新的工具,它往往会与三角函数、数列、不等式、解几等结合起来进行综合考查,是知识的交汇点例1 给出下列命题:① 若|a r |=|b r |,则a r =b r;② 若A ,B ,C ,D 是不共线的四点,则AB DC u u u r u u u r是四边形ABCD 为平行四边形的充要条件;③ 若a r =b r ,b r =c r ,则a r =c r ,④a r =b r 的充要条件是|a r |=|b r |且a r //b r;⑤ 若a r //b r ,b r //c r ,则a r //c r ,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.∵ AB DC u u u r u u u r ,∴ ||||AB DC u u u r u u u r且//AB DC u u u r u u u r ,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,//AB DC u u u r u u u r 且||||AB DC u u u r u u u r,因此,AB DC u u u r u u u r.③ 正确.∵ a r =b r ,∴ a r ,b r的长度相等且方向相同;又b r =c r ,∴ b r ,c r的长度相等且方向相同,∴ a r ,c r 的长度相等且方向相同,故a r =c r .④ 不正确.当a r //b r 且方向相反时,即使|a r |=|b r |,也不能得到a r =b r,故|a r |=|b r |且a r //b r 不是a r =b r的充要条件,而是必要不充分条件. ⑤ 不正确.考虑b r =0r这种特殊情况.综上所述,正确命题的序号是②③.点评:本例主要复习向量的基本概念.向量的基本概念较多,因而容易遗忘.为此,复习一方面要构建良好的知识结构,另一方面要善于与物理中、生活中的模型进行类比和联想.例2 设A 、B 、C 、D 、O 是平面上的任意五点,试化简: ①AB BC CD u u u r u u u r u u u r ,②DB AC BD u u u r u u u r u u u r ③OA OC OB CO u u u r u u u r u u u r u u u r解:①原式= ()AB BC CD AC CD AD u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r②原式= ()0DB BD AC AC AC u u u r u u u r u u u r r u u u r u u u r③原式= ()()()0OB OA OC CO AB OC CO AB AB u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r r u u u r例3设非零向量a r 、b r 不共线,c r =k a r +b r ,d r =a r +k b r (k R),若c r∥d r ,试求k解:∵c r∥d r∴由向量共线的充要条件得:c r=λd r (λ R) 即 k a r +b r =λ(a r +k b r ) ∴(k λ) a r+ (1 λk ) b r = 0r又∵a r 、b r不共线∴由平面向量的基本定理 1010k k k二.平面向量的坐标表示1平面向量的坐标表示:在直角坐标系中,分别取与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量,i j r r 作为基底由平面向量的基本定理知,该平面内的任一向量a r可表示成a xi yj r r r ,由于a r 与数对(x,y)是一一对应的,因此把(x,y)叫做向量a r的坐标,记作a r =(x,y),其中x 叫作a r在x 轴上的坐标,y 叫做在y 轴上的坐标(1)相等的向量坐标相同,坐标相同的向量是相等的向量(2)向量的坐标与表示该向量的有向线段的始点、终点的具体位置无关,只与其相对位置有关2平面向量的坐标运算:(1) 若 1122,,,a x y b x y r r ,则 1212,a b x x y y rr(2) 若 2211,,,y x B y x A ,则 2121,AB x x y y u u u r(3) 若a r =(x,y),则 a r=( x, y)(4) 若 1122,,,a x y b x y r r ,则1221//0a b x y x y rr (5) 若 1122,,,a x y b x y r r ,则1212a b x x y y rr若a b rr ,则02121 y y x x3向量的运算向量的加减法,数与向量的乘积,向量的数量(内积)及其各运算运算类型几何方法 坐标方法 运算性质向 量 的 加 法1平行四边形法则 2三角形法则 1212(,)a b x x y y r r a b b a)()(c b a c b aAB BC AC u u u r u u u r u u u r向 量 的 减 法 三角形法则 1212(,)a b x x y y rr )(b a b aAB BA u u u r u u u r OB OA AB u u u r u u u r u u u r向 量 的 乘 法a是一个向量,满足:>0时,a 与a同向;<0时,a 与a异向;=0时, a =0),(y x a a a)()(a a a)( b a b a )(a ∥b a b向 量的 数量 积b a•是一个数 0 a 或0b 时, b a•=0 0 a 且0 b 时,•b a b a b a,cos |||| 1212a b x x y y • rra b b a • •)()()(b a b a b a • • • c b c a c b a • • • )(22||a a ,22||y x a||||||b a b a •例1 已知向量(1,2),(,1),2a b x u a b r r r r r ,2v a b rr r ,且//u v r r ,求实数x 的值解:因为(1,2),(,1),2a b x u a b r r r r r,2v a b r r r所以(1,2)2(,1)(21,4)u x x r ,2(1,2)(,1)(2,3)v x x r又因为//u v r r所以3(21)4(2)0x x ,即105x解得12x例2已知点)6,2(),4,4(),0,4(C B A ,试用向量方法求直线AC 和OB (O 为坐标原点)交点P 的坐标解:设(,)P x y ,则(,),(4,)OP x y AP x y u u u r u u u r因为P 是AC 与OB 的交点所以P 在直线AC 上,也在直线OB 上即得//,//OP OB AP AC u u u r u u u r u u u r u u u r由点)6,2(),4,4(),0,4(C B A 得,(2,6),(4,4)AC OB u u u r u u u r得方程组6(4)20440x y x y解之得33x y故直线AC 与OB 的交点P 的坐标为(3,3)三.平面向量的数量积 1两个向量的数量积:已知两个非零向量a r 与b r ,它们的夹角为 ,则a r ·b r =︱a r︱·︱b r ︱cos叫做a r 与b r的数量积(或内积) 规定0a r r2向量的投影:︱b r ︱cos =||a ba r r r ∈R ,称为向量b r 在a r 方向上的投影投影的绝对值称为射影3数量积的几何意义: a r ·b r 等于a r 的长度与b r 在a r方向上的投影的乘积4向量的模与平方的关系:22||a a a a r r r r5乘法公式成立: 2222a b a b a b a b r r r r r r r r ;2222a b a a b br r r r r r 222a a b b r r r r6平面向量数量积的运算律:①交换律成立:a b b a r r r r②对实数的结合律成立:a b a b a b R r r r r r r③分配律成立: a b c a c b c r r r r r r r c a b rr r特别注意:(1)结合律不成立: a b c a b c r r r r r r;(2)消去律不成立a b a cr r r r 不能得到b c r r(3)a b r r =0不能得到a r =0r或b r =0r7两个向量的数量积的坐标运算:已知两个向量1122(,),(,)a x y b x y r r,则a r ·b r =1212x x y y8a r与b r ,作OA u u u r =a r , OB uuu r =b r ,则∠AOB=(01800 )叫做向量a r 与b r的夹角cos =cos ,a ba b a b • •r r r r r r =当且仅当两个非零向量a r 与b r 同方向时,θ=00,当且仅当a r 与b r 反方向时θ=1800,同时0r与其它任何非零向量之间不谈夹角这一问题9垂直:如果a r 与b r 的夹角为900则称a r 与b r 垂直,记作a r ⊥b r10两个非零向量垂直的充要条件: a ⊥b a ·b=O 2121 y y x x 平面向量数量积的性质例1 判断下列各命题正确与否:(1)00a r;(2)00a r r ;(3)若0,a a b a c r r r r r,则b c r r ;⑷若a b a c r r r r ,则b c r r 当且仅当0a rr 时成立; (5)()()a b c a b c r r r r r r 对任意,,a b c r r r向量都成立;(6)对任意向量a r,有22a a r r解:⑴错; ⑵对; ⑶错; ⑷错; ⑸ 错;⑹对例2已知两单位向量a r 与b r 的夹角为0120,若2,3c a b d b a r r r r r r ,试求c r 与d r的夹角解:由题意,1a b r r ,且a r 与b r的夹角为0120,所以,01cos1202a b a b r r r r ,2c c c r r rQ (2)(2)a b a b r r r r 22447a a b b r r r r ,c r同理可得d r而c d r r 2217(2)(3)7322a b b a a b b a r r r r r r r r ,设 为c r与d r 的夹角, 则1829117137217cos1829117arccos点评:向量的模的求法和向量间的乘法计算可见一斑例3 已知 4,3a r, 1,2b r ,,m a b r r r 2n a b r r r ,按下列条件求实数的值(1)m n r r ;(2)//m n r r;(3)m n r r 解: 4,32,m a b r r r 27,8n a b rr r (1)m n r r 082374 952;(2)//m n r r 072384 21 ;(3)m n r r 088458723422222点评:此例展示了向量在坐标形式下的基本运算。
人教版高中数学必修42.1平面向量的实际背景及基本概念
②向量有方向,大小双重属性,而方向是不能比较大小 的,因此向量不能比较大小。
二、向量的概念
在数学中,把既有大小,又有方向的量叫做向量. 在数学中,把只有大小,没有方向的量叫做数量. 注:向量与数量的区分
①数量只有大小,是一个代数量,可以进行代数运算、比 较大小.
②向量有方向,大小双重属性,而方向是不能比较大小 的,因此向量不能比较大小。
注:我们所学的向量常被称为自由向量.
1、有向线段的三要素:起点、方向、长度
B(终点)
向量就是有向线段么?
2、向量的表示
A(起点)
(1)向量的几何表示:可以用有向线段表示.
(2)向量的符号表示:①
a
,
b
,
c
,
. . .印刷体可
当堂测试
1、下列物理量中, 不能称为向量的是
()
A.距离 B.加速度 C.力 D.位移
2、下列四个命题正确的是
()
A.两个单位向量一定相等 B.若与不共线,则与都是非零向量
C.共线的单位向量必相等 D.两个相等的向量起点、方向、长度必须都 相同
3、下列说法错误的是
()
A.向量的长度与向量的长度相等 B.零向量与任意非零向量平行
。② 以用黑体表示向量 AB CD ,
模 向量| AB | 的 长度(大小)就是向量 | AB |的模,
注:向量的模是可以比较大小的。
零向量 :长度为0的向量叫做零向量,记作 0.
记作 | AB |
注:零向量也有方向,并且规定零向量的方向是任意的 单位向量 :长度等于1个单位的向量叫做单位向量.
高中数学《平面向量》知识点总结
高中数学《平面向量》知识点总结平面向量是高中数学中的重要内容之一、它是描述平面上的有向线段的数学工具,广泛应用于几何、物理和工程等领域。
以下是对平面向量知识点的总结。
1.平面向量的定义和表示法:平面向量是具有大小和方向的有向线段。
可以用有序数对(x,y)表示向量,也可以用字母加上箭头表示向量,如向量a用小写字母a加上箭头表示。
2.平面向量的运算:(1)向量的加法:向量的加法满足“三角形法则”,即两个向量相加等于以它们为相邻边的平行四边形的对角线;(2)向量的数乘:向量的数乘是指将一个向量与一个实数相乘,结果仍然是一个向量,其大小等于原向量大小乘以实数,方向与原向量相同(如果实数为正)或相反(如果实数为负);(3)数乘的性质:数乘满足交换律、结合律和分配律;(4)向量的减法:向量减法即向量加上其负向量;(5)零向量:大小为0的向量,任何向量与零向量相加等于原向量本身,与零向量的数乘等于零向量本身;(6)向量的线性组合:若有一组向量,每个向量乘以相应的实数再相加得到的向量称为向量的线性组合;(7)内积:内积是一种向量间的一种运算,定义为两个向量的大小之积乘以夹角的余弦值,用点乘符号表示,即向量a与向量b的内积为a·b;(8)内积的性质:内积满足交换律、结合律、分配律和数乘结合律,同时与向量的长度、夹角以及方向都有关系;(9)垂直:若两个非零向量的内积为0,则它们互相垂直。
3.平面向量的坐标表示:平面上的向量可以用坐标表示。
设平面上一个点的坐标为A(x1,y1),则以原点O为起点的向量可以表示为向量a(x1,y1),其中x1和y1分别是向量在x轴和y轴上的投影长度。
4.平面向量的模和方向角:(1) 模:向量的模是指向量的长度,用,a,表示,计算公式为:,a,=sqrt(x^2 + y^2),其中x和y分别表示向量在x轴和y轴上的投影长度;(2) 方向角:向量的方向角是指向量与x轴正半轴之间的夹角,一般用θ表示,计算公式为:θ=tan^(-1)(y/x),其中x和y分别表示向量在x轴和y轴上的投影长度。
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。
平面向量知识点梳理
平面向量知识点梳理第一篇:一、平面向量的基本概念及表示方法1. 平面向量的定义:平面向量是具有大小和方向的量,用箭头表示。
2. 平面向量的表示方法:平面向量通常用有向线段来表示,线段的长度表示向量的大小,箭头的方向表示向量的方向。
二、平面向量的运算法则1. 向量的加法:将两个向量的起点放在一起,然后将两个箭头相连,连接结果的箭头即为两个向量相加的结果。
2. 向量的减法:将两个向量的起点放在一起,然后将第二个向量取反,再按向量加法的法则进行运算。
3. 向量的数乘:将向量的长度与一个数相乘,结果的方向保持不变,只改变了大小。
三、平面向量的性质1. 平面向量的相等:两个向量的大小和方向完全相同,则它们是相等的。
2. 平面向量的负向量:具有相同大小但方向相反的向量称为原向量的负向量。
3. 平面向量的数量积:两个向量的数量积等于两个向量的模长的乘积与它们夹角的余弦值的乘积。
4. 平面向量的夹角:两个向量的夹角是一个锐角,它与它们的余弦值有关。
5. 平面向量的线性相关与线性无关:若存在不全为零的实数使得向量的线性组合等于零向量,则称这些向量线性相关;否则称这些向量线性无关。
四、平面向量的坐标表示1. 平面向量的坐标表示方法:平面向量可以用有序数对或者列向量来表示。
2. 平面向量的坐标运算:平面向量的加法、减法和数乘运算可以通过对应元素之间的运算来进行。
五、平面向量的标准表示1. 平面向量的标准表示方法:平面向量可以表示为单位向量与它的长度的乘积。
2. 平面向量的标准化:将向量除以它的模长,使其成为单位向量。
六、平面向量的数量积1. 平面向量的数量积的计算:将两个向量的对应坐标相乘,再将相乘结果相加。
2. 平面向量的数量积与夹角:两个向量的数量积等于它们的模长的乘积与它们的夹角的余弦值的乘积。
以上是平面向量的一些基本概念、运算法则、性质和表示方法的梳理。
通过学习平面向量,我们可以更好地理解和应用向量的概念,并在几何问题中进行计算和推导。
高一数学必修四第二章 平面向量章末总结
高一数学必修四第二章平面向量章末总结平面向量是高中数学必修四中的一章内容,主要介绍了平面向量的定义、平面向量的加法、减法、数乘、数量积、向量积等基本运算,以及平面向量的共线、垂直、平行、四边形法则、平面向量的投影等相关概念和定理。
在学习这一章节的过程中,我深刻体会到平面向量的重要性和应用,对于解决实际问题有着很大的帮助。
下面我将对这一章内容进行总结。
第一节平面向量的定义平面向量是一个有大小和方向的量。
平面向量的表示可以用有向线段表示,其中线段代表向量的大小,箭头代表了向量的方向。
平面向量的起点和终点分别叫做向量的始点和终点。
平面向量常用大写字母表示,例如:AB、AC。
平面向量也可以用坐标表示,例如:向量AB的坐标为(3,4),表示向量的起点在原点,终点在坐标点(3,4)处。
平面向量的大小叫做向量的模,用|AB|表示。
第二节平面向量的加法平面向量的加法满足三个定律:1. 交换律:AB + BC = BC + AB.2. 结合律:(AB + BC) + CD = AB + (BC + CD).3. 加法逆元:对于任意的向量AB, 存在向量BA, 使得AB +BA = 0, BA + AB = 0.第三节平面向量的数乘平面向量的数乘即将向量与一个实数进行乘法运算。
加法和数乘的运算统称为线性运算。
数乘满足两个定律:1. 结合律:a(bAB) = (ab)AB.2. 分配律:(a+b)AB = aAB + bAB.第四节平面向量的减法平面向量的减法可以转化为加法和数乘的运算:AB - AC = AB + (-1)AC第五节平面向量的数量积数量积又称为点积,记为AB·CD, 定义为AB·CD = |AB| |CD| cosθ, 其中θ为两个向量的夹角。
第六节平面向量的向量积向量积的结果是一个向量,记为AB×CD,用它来表示与它们夹角θ所在平面的法向量,其大小等于两个向量的模的乘积与夹角θ的正弦值,方向遵循右手螺旋法则。
高中数学必修4平面向量知识点
高中数学必修4平面向量知识点平面向量是在二维平面内既有方向又有大小的量,是同学们学习数学的一个重点,下面是店铺给大家带来的高中数学必修4平面向量知识点,希望对你有帮助。
1.平面向量基本概念有向线段:具有方向的线段叫做有向线段,以A为起点,B为终点的有向线段记作或AB;向量的模:有向线段AB的长度叫做向量的模,记作|AB|;零向量:长度等于0的向量叫做零向量,记作或0。
(注意粗体格式,实数“0”和向量“0”是有区别的,书写时要在实数“0”上加箭头,以免混淆);相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量;平行向量(共线向量):两个方向相同或相反的非零向量叫做平行向量或共线向量,零向量与任意向量平行,即0//a;单位向量:模等于1个单位长度的向量叫做单位向量,通常用e 表示,平行于坐标轴的单位向量习惯上分别用i、j表示。
相反向量:与a长度相等,方向相反的向量,叫做a的相反向量,-(-a)=a,零向量的相反向量仍然是零向量。
2.平面向量运算加法与减法的代数运算:(1)若a=(x1,y1 ),b=(x2,y2 )则a b=(x1+x2,y1+y2 ).向量加法与减法的几何表示:平行四边形法则、三角形法则。
向量加法有如下规律: + = + (交换律); +( +c)=( + )+c (结合律);实数与向量的积:实数与向量的积是一个向量。
(1)| |=| |·| |;(2) 当 a>0时,与a的方向相同;当a<0时,与a的方向相反;当a=0时,a=0.两个向量共线的充要条件:(1) 向量b与非零向量共线的充要条件是有且仅有一个实数,使得b= .(2) 若 =( ),b=( )则‖b .3.平面向量基本定理若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一向量,有且只有一对实数,,使得 = e1+ e2.4.平面向量有关推论三角形ABC内一点O,OA·OB=OB·OC=OC·OA,则点O是三角形的垂心。
高中平面向量知识点归纳总结人教版
高中平面向量知识点归纳总结如下:一、向量的概念与表示向量的定义:向量是一个既有大小又有方向的量,通常用一条有向线段表示。
向量的表示方法:在数学中,我们用有向线段来表示向量,箭头表示向量的方向,线段的长度表示向量的模长。
二、向量的基本运算向量的加法:向量加法满足平行四边形法则和三角形法则。
向量的减法:向量减法满足平行四边形法则和三角形法则。
向量的数乘:一个数与一个向量的乘积是一个向量,其模长等于这个数乘以原向量的模长,方向与原向量相反(负数)。
向量的数量积:两个向量的数量积是一个标量,等于两个向量的模长乘以它们的夹角余弦值。
向量的模长:一个向量的模长等于该向量的长度,用数学符号表示为:|a| = √(x² + y²)。
三、向量的坐标表示平面直角坐标系:在平面直角坐标系中,我们用(x, y)表示一个点的位置。
向量的坐标表示:在平面直角坐标系中,一个向量的坐标表示可以看作是从起点到终点的有向线段。
向量的起点坐标减去终点坐标得到该向量的有向线段的斜率,即该向量的方向角。
向量加法的坐标表示:两个向量的和的坐标等于它们的坐标之和。
向量减法的坐标表示:两个向量的差的坐标等于它们的坐标之差。
向量数乘的坐标表示:一个数与一个向量的乘积的坐标等于这个数乘以该向量的每个分量的坐标。
向量数量积的坐标表示:两个向量的数量积等于它们的分量的乘积之和再乘以它们的夹角余弦值。
向量模长的坐标表示:一个向量的模长等于该向量的每个分量的平方和的平方根。
四、特殊向量及其性质零向量:长度为0的向量叫做零向量,记作0。
单位向量:长度为1的向量叫做单位向量,记作e。
平行向量(共线向量):方向相同或相反的向量叫做平行向量,记作a//b。
相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量,记作a=b。
对角线向量:从一条直线的中点引出一条与这条直线夹角为θ的射线所得到的向量叫做对角线向量,记作a(θ)。
正交向量:如果两个向量的模长为1且夹角为90°,则这两个向量叫做正交向量,记作a⊥b。
高中数学平面向量知识点总结
高中数学必修4之平面向量 知识点归纳一.向量的基本概念与基本运算1、向量的概念: ①向量:既有大小又有方向的量 向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小.②零向量:长度为0的向量,记为0 ,其方向是任意的,0 与任意向量平行③单位向量:模为1个单位长度的向量④平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量 ⑤相等向量:长度相等且方向相同的向量 2、向量加法:设,AB a BC b ==,则a +b =AB BC +=AC (1)a a a=+=+00;(2)向量加法满足交换律与结合律; AB BC CD PQ QR AR +++++=,但这时必须“首尾相连”.3、向量的减法: ① 相反向量:与a 长度相等、方向相反的向量,叫做a 的相反向量②向量减法:向量a 加上b 的相反向量叫做a 与b 的差,③作图法:b a -可以表示为从b 的终点指向a 的终点的向量(a 、b 有共同起点)4、实数与向量的积:实数λ与向量a 的积是一个向量,记作λa ,它的长度与方向规定如下: (Ⅰ)a a ⋅=λλ; (Ⅱ)当0>λ时,λa 的方向与a 的方向相同;当0<λ时,λa 的方向与a的方向相反;当0=λ时,0 =a λ,方向是任意的5、两个向量共线定理:向量b 与非零向量a 共线⇔有且只有一个实数λ,使得b =a λ6、平面向量的基本定理:如果21,e e 是一个平面内的两个不共线向量,那么对这一平面内的任一向量a ,有且只有一对实数21,λλ使:2211e e a λλ+=,其中不共线的向量21,e e 叫做表示这一平面内所有向量的一组基底 二.平面向量的坐标表示1平面向量的坐标表示:平面内的任一向量a 可表示成a xi yj =+,记作a =(x,y)。
2平面向量的坐标运算: (1) 若()()1122,,,a x y b x y ==,则()1212,a b x x y y ±=±± (2) 若()()2211,,,y x B y x A ,则()2121,AB x x y y =--(3) 若a =(x,y),则λa =(λx, λy)(4) 若()()1122,,,a x y b x y ==,则1221//0a b x y x y ⇔-=(5) 若()()1122,,,a x y b x y ==,则1212a b x x y y ⋅=⋅+⋅若a b ⊥,则02121=⋅+⋅y y x x三.平面向量的数量积 1两个向量的数量积:已知两个非零向量a 与b ,它们的夹角为θ,则a ·b =︱a ︱·︱b ︱cos θ叫做a 与b 的数量积(或内积) 规定00a ⋅= 2向量的投影:︱b ︱cos θ=||a b a ⋅∈R ,称为向量b 在a 方向上的投影投影的绝对值称为射影 3数量积的几何意义: a ·b 等于a 的长度与b 在a 方向上的投影的乘积 4向量的模与平方的关系:22||a a a a ⋅== 5乘法公式成立: ()()2222a b a b a ba b +⋅-=-=-; ()2222a b a a b b ±=±⋅+222a a b b =±⋅+ 6平面向量数量积的运算律:①交换律成立:a b b a ⋅=⋅ ②对实数的结合律成立:()()()()a b a b a bR λλλλ⋅=⋅=⋅∈ ③分配律成立:()a b c a c b c ±⋅=⋅±⋅()c a b =⋅±特别注意:(1)结合律不成立:()()a b c a b c ⋅⋅≠⋅⋅; (2)消去律不成立a b a c ⋅=⋅不能得到b c =⋅ (3)a b ⋅=0不能得到a =0或b =07两个向量的数量积的坐标运算: 已知两个向量1122(,),(,)a x y b x y ==,则a ·b =121x x y y + 8向量的夹角:已知两个非零向量a 与b ,作OA =a , OB =b ,则∠AOB=θ (001800≤≤θ)叫做向量a 与b 的夹角 cos θ=cos ,a ba b a b •<>=•=当且仅当两个非零向量a 与b 同方向时,θ=00,当且仅当a 与b 反方向时θ=1800,同时0与其它任何非零向量之间不谈夹角这一问题 9垂直:如果a 与b 的夹角为900则称a 与b 垂直,记作a ⊥b 10两个非零向量垂直的充要条件:a ⊥b ⇔a ·b =O ⇔2121=+y y x x 平面向量数量积的性质。
