2019年高考数学总复习课件：第七章 平面向量 (4份打包)1
2019年最新高考数学(理科)一轮复习通用版：第七单元 平面向量
第七单元平面向量教材复习课“平面向量”相关基础知识一课过(对应学生用书P59)1．若向量a与b不相等，则a与b一定()A．有不相等的模B．不共线C．不可能都是零向量D．不可能都是单位向量解析：选C若a与b都是零向量，则a＝b，故选项C正确．2．关于平面向量，下列说法正确的是()A．零向量是唯一没有方向的向量B．平面内的单位向量是唯一的C．方向相反的向量是共线向量，共线向量不一定是方向相反的向量D．共线向量就是相等向量解析：选C对于A，零向量是有方向的，其方向是任意的，故A不正确；对于B，单位向量的模为1，其方向可以是任意方向，故B不正确；对于C，方向相反的向量一定是共线向量，共线向量不一定是方向相反的向量，故C正确；对于D，由共线向量和相等向量的定义可知D不正确，故选C.3．下列命题中，正确的个数是()①单位向量都相等；②模相等的两个平行向量是相等向量；③若a，b满足|a|>|b|且a与b同向，则a>b；④若两个向量相等，则它们的起点和终点分别重合．A．0 B．1C．2 D．3解析：选A对于①，单位向量的大小相等，但方向不一定相同，故①错误；对于②，模相等的两个平行向量是相等向量或相反向量，故②错误；对于③，向量是有方向的量，不能比较大小，故③错误；对于④，向量是可以平移的矢量，当两个向量相等时，它们的起点和终点不一定相同，故④错误．综上，正确的命题个数是0.[清易错]1．对于平行向量易忽视两点：(1)零向量与任一向量平行．(2)两平行向量有向线段所在的直线平行或重合，易忽视重合这一条件．2．单位向量的定义中只规定了长度没有方向限制．1．若m∥n，n∥k，则向量m与向量k()A．共线B．不共线C．共线且同向D．不一定共线解析：选D可举特例，当n＝0时，满足m∥n，n∥k，故A、B、C选项都不正确，故D正确．2．设a，b都是非零向量，下列四个选项中，一定能使a|a|＋b|b|＝0成立的是()A．a＝2b B．a∥bC．a＝－13b D．a⊥b解析：选C“a|a|＋b|b|＝0，且a，b都是非零向量”等价于“非零向量a，b共线且反向”，故答案为C.向量共线定理及平面向量基本定理1．向量共线定理向量b与a(a≠0)共线的充要条件是有且只有一个实数λ，使得b＝λa.2．平面向量的基本定理如果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λ1，λ2，使a＝λ1e1＋λ2e2.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基底． [小题速通]1．已知a ，b 是不共线的向量，AB ―→＝λa ＋b ，AC ―→＝a ＋μb ，λ，μ∈R ，则A ，B ，C 三点共线的充要条件为( )A ．λ＋μ＝2B ．λ－μ＝1C ．λμ＝－1D ．λμ＝1解析：选D ∵A ，B ，C 三点共线， ∴AB ―→∥AC ―→，设AB ―→＝m AC ―→(m ≠0)，即λa ＋b ＝m a ＋mμb ，∴⎩⎪⎨⎪⎧λ＝m ，1＝mμ，∴λμ＝1. 2．(2018·南宁模拟)已知e 1，e 2是不共线向量，a ＝m e 1＋2e 2，b ＝n e 1－e 2，且mn ≠0，若a ∥b ，则mn 的值为( )A ．－12B.12 C ．－2D ．2解析：选C ∵a ∥b ，∴a ＝λb ，即m e 1＋2e 2＝λ(n e 1－e 2)，则⎩⎪⎨⎪⎧λn ＝m ，－λ＝2，故mn ＝－2.3．已知点M 是△ABC 的边BC 的中点，点E 在边AC 上，且EC ―→＝2AE ―→，则EM ―→＝( ) A.12AC ―→＋13AB ―→ B.12AC ―→＋16AB ―→C.16AC ―→＋12AB ―→D.16AC ―→＋32AB ―→ 解析：选C 如图，∵EC ―→＝2AE ―→，∴EM ―→＝EC ―→＋CM ―→＝23AC ―→＋12CB ―→＝23AC ―→＋12(AB ―→－AC ―→)＝16AC ―→＋12AB ―→.[清易错]1．在向量共线的重要条件中易忽视“a ≠0”，否则λ可能不存在，也可能有无数个． 2．平面向量基本定理指出：平面内任何一个非零向量都可以表示为沿两个不共线的方向分离的两个非零向量的和，并且一旦分解方向确定后，这种分解是唯一的．这一点是易忽视的．1．(2018·大连双基测试)给出下列四个命题： 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． 其中假命题的个数是( ) A ．1 B ．2 C ．3D ．4解析：选C ①错误，两向量是否共线是要看其方向而不是起点或终点；②正确，因为向量既有大小，又有方向，故向量不能比较大小，但向量的模均为实数，故可以比较大小；③错误，当a ＝0时，不论λ为何值，都有λa ＝0；④错误，当λ＝μ＝0时，λa ＝μb ，此时a 与b 可以是任意向量．2.如图，在△OAB 中，P 为线段AB 上的一点，OP ―→＝x OA ―→＋yOB ―→，且BP ―→＝2PA ―→，则( )A ．x ＝23，y ＝13B ．x ＝13，y ＝23C ．x ＝14，y ＝34D ．x ＝34，y ＝14解析：选A 由题意知OP ―→＝OB ―→＋BP ―→，又BP ―→＝2PA ―→，所以OP ―→＝OB ―→＋23BA ―→＝OB―→＋23(OA ―→－OB ―→)＝23OA ―→＋13OB ―→，所以x ＝23，y ＝13.平面向量的运算1．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三角形法则 平行四边形法则 (1)交换律：a ＋b ＝b ＋a ； (2)结合律：(a ＋b )＋c ＝a ＋(b ＋c )(1)平面向量的正交分解把一个向量分解为两个互相垂直的向量，叫做把向量正交分解． (2)平面向量的坐标运算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 ＝(x 1＋x 2，y 1＋y 2)， a －b ＝(x 1－x 2，y 1－y 2)， λa ＝(λx 1，λy 1)，|a |＝x 21＋y 21.②向量坐标的求法设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则AB ―→＝(x 2－x 1，y 2－y 1)，|AB ―→|＝(x 2－x 1)2＋(y 2－y 1)2. (3)平面向量共线的坐标表示设a ＝(x 1，y 1)，b ＝(x 2，y 2)，则a ∥b ⇔x 1y 2－x 2y 1＝0. [小题速通]1．(2018·嘉兴测试)在△ABC 中，已知M 是BC 边的中点，设CB ―→＝a ，CA ―→＝b ，则AM ―→＝( )A.12a －b B.12a ＋b C ．a －12bD ．a ＋12b解析：选A AM ―→＝AC ―→＋CM ―→＝－CA ―→＋12CB ―→＝－b ＋12a .2．设D 是线段BC 的中点，且AB ―→＋AC ―→＝4AE ―→，则( )A ．AD ―→＝2AE ―→B ．AD ―→＝4AE ―→C ．AD ―→＝2EA ―→D ．AD ―→＝4EA ―→解析：选A ∵D 是线段BC 的中点， ∴AB ―→＋AC ―→＝2AD ―→， ∵AB ―→＋AC ―→＝4AE ―→， ∴AD ―→＝2AE ―→.3．已知AC 为平行四边形ABCD 的一条对角线，AB ―→＝(2,4)，AC ―→＝(1,3)，则AD ―→＝( ) A ．(－1，－1) B ．(3,7) C ．(1,1)D ．(2,4)解析：选A 由题意可得AD ―→＝BC ―→＝AC ―→－AB ―→＝(1,3)－(2,4)＝(－1，－1)． 4．已知A (2,3)，B (4，－3)，且AP ―→＝3AB ―→，则点P 的坐标为________． 解析：设P (x ，y )，∵A (2,3)，B (4，－3)，且AP ―→＝3AB ―→， ∴(x －2，y －3)＝3(2，－6)＝(6，－18)，∴⎩⎪⎨⎪⎧x －2＝6，y －3＝－18，解得x ＝8，y ＝－15， ∴点P 的坐标为(8，－15)． 答案：(8，－15)5．已知向量a ＝(1,3)，b ＝(－2,1)，c ＝(3,2)．若向量c 与向量k a ＋b 共线，则实数k ＝________.解析：k a ＋b ＝k (1,3)＋(－2,1)＝(k －2,3k ＋1)， 因为向量c 与向量k a ＋b 共线，所以2(k －2)－3(3k ＋1)＝0，解得k ＝－1. 答案：－16．设O 在△ABC 的内部，D 为AB 的中点，且OA ―→＋OB ―→＋2OC ―→＝0，则△ABC 的面积与△AOC 的面积的比值为________．解析：∵D 为AB 的中点，∴OA ―→＋OB ―→＝2OD ―→， ∵OA ―→＋OB ―→＋2OC ―→＝0， ∴OC ―→＝－OD ―→， ∴O 是CD 的中点，∴S △AOC ＝S △AOD ＝12S △AOB ＝14S △ABC .答案：4[清易错]1．向量坐标不是向量的终点坐标，与向量的始点、终点有关系．2．数乘向量仍为向量，只是模与方向发生变化，易误认为数乘向量为实数． 3．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＝0.1．若向量AB ―→＝(1,2)，BC ―→＝(3,4)，则AC ―→＝( ) A ．(2,2) B ．(－2，－2) C ．(4,6)D ．(－4，－6)解析：选C AC ―→＝AB ―→＋BC ―→＝(4,6)．2．已知向量a ，b 不共线，若AB ―→＝a ＋2b ，BC ―→＝－4a －b ，CD ―→＝－5a －3b ，则四边形ABCD 是( )A ．梯形B ．平行四边形C ．矩形D ．菱形解析：选A 因为AB ―→＝a ＋2b ，BC ―→＝－4a －b ，CD ―→＝－5a －3b ， 所以AD ―→＝AB ―→＋BC ―→＋CD ―→＝－8a －2b ， 所以AD ―→＝2BC ―→，即直线AD 与BC 平行，而向量AB ―→与CD ―→不共线，即直线AB 与CD 不平行， 故四边形ABCD 是梯形．3．(2018·河北联考)已知向量a ＝(1,2)，b ＝(－2，m )，若a ∥b ，则2a ＋3b ＝( ) A ．(－5，－10) B ．(－2，－4) C ．(－3，－6)D ．(－4，－8)解析：选D 由a ∥b ，得m ＋4＝0，即m ＝－4，所以2a ＋3b ＝2(1,2)＋3(－2，－4)＝(－4，－8)．平面向量的数量积[过双基]1．向量的夹角 定义图示范围共线与垂直2．平面向量的数量积3．平面向量数量积的运算律(1)a·b＝b·a.(2)(λa)·b＝λ(a·b)＝a·(λb)．(3)(a＋b)·c＝a·c＋b·c.4．平面向量数量积的有关结论已知非零向量a＝(x1，y1)，b＝(x2，y2)，θ＝〈a，b〉.1．设向量e1，e2是两个互相垂直的单位向量，且a＝2e1－e2，b＝e2，则|a＋2b|＝() A．2 2 B. 5C．2 D．4解析：选B∵向量e1，e2是两个互相垂直的单位向量，∴|e1|＝1，|e2|＝1，e1·e2＝0，∵a＝2e1－e2，b＝e2，∴a＋2b＝2e1＋e2，∴|a＋2b|2＝4e21＋4e1·e2＋e22＝5，∴|a＋2b|＝ 5.2．(2018·云南检测)设向量a ＝(－1,2)，b ＝(m,1)，如果向量a ＋2b 与2a －b 平行，那么a 与b 的数量积等于( )A ．－72B ．－12C.32D.52解析：选D 因为a ＋2b ＝(－1＋2m,4)，2a －b ＝(－2－m,3)，由题意得3(－1＋2m )－4(－2－m )＝0，则m ＝－12，所以a ·b ＝－1×⎝⎛⎭⎫－12＋2×1＝52. 3．已知|a |＝1，|b |＝2，a ·(a －b )＝3，则a 与b 的夹角为( ) A.π3 B.π6 C.π2D ．π解析：选D 设a 与b 的夹角为θ，由题意知|a |＝1，|b |＝2， ∵a ·(a －b )＝a 2－a ·b ＝12－1×2×c os θ＝3， ∴c os θ＝－1. 又θ∈[0，π]， ∴a 与b 的夹角为π.4．已知向量a ，b 满足|a |＝2，|b |＝1，a 与b 的夹角为2π3，则|a ＋2b |＝________.解析：∵(a ＋2b )2＝a 2＋4a ·b ＋4b 2＝4＋4×2×1×⎝⎛⎭⎫－12＋4＝4，∴|a ＋2b |＝2. 答案：25．(2018·衡水中学检测)在直角三角形ABC 中，C ＝90°，AB ＝2，AC ＝1，若AD ―→＝32AB ―→，则CD ―→·CB ―→＝________.解析：∵AD ―→＝32AB ―→，∴CD ―→·CB ―→＝(CA ―→＋AD ―→)·CB ―→＝⎝⎛⎭⎫CA ―→＋32 AB ―→·CB ―→＝⎝⎛⎭⎫32CB ―→－12CA ―→·CB ―→＝32CB ―→2， 又∵C ＝90°，AB ＝2，AC ＝1， ∴CB ＝3，∴CD ―→·CB ―→＝92.答案：926．(2018·东北三校联考)已知正方形ABCD 的边长为2，DE ―→＝2EC ―→，DF ―→＝12(DC ―→＋DB ―→)，则BE ―→·DF ―→＝________.解析：如图，以B 为原点，BC 所在直线为x 轴，AB 所在直线为y 轴建立平面直角坐标系．则B (0,0)，E ⎝⎛⎭⎫2，23，D (2,2)． 由DF ―→＝12(DC ―→＋DB ―→)，知F 为BC 的中点，所以F (1,0)，故BE―→＝⎝⎛⎭⎫2，23，DF ―→＝(－1，－2)， ∴BE ―→·DF ―→＝－2－43＝－103.答案：－103[清易错]1．0与实数0的区别：0a ＝0≠0，a ＋(－a )＝0≠0，a ·0＝0≠0. 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．在运用向量夹角时，注意其取值范围为[0，π]． 1．有下列说法：①向量b 在向量a 方向上的投影是向量；②若a ·b >0，则a 和b 的夹角为锐角，若a ·b <0，则a 和b 的夹角为钝角； ③(a ·b )c ＝a (b ·c )；④若a ·b ＝0，则a ＝0或b ＝0. 其中正确的说法个数为( ) A ．0 B ．3 C ．4 D ．2答案：A2．已知a ＝(1,3)，b ＝(2＋λ，1)，且a 与b 的夹角为锐角，则实数λ的取值范围是________． 解析：由题意可得a ·b >0，且a ，b 不共线， 即⎩⎪⎨⎪⎧2＋λ＋3>0，2＋λ1≠13，解得λ>－5，且λ≠－53.答案：⎝⎛⎭⎫－5，－53∪⎝⎛⎭⎫－53，＋∞ 3．已知向量a ，b 满足a ＝(2,0)，|b |＝1，若|a ＋b |＝7，则a 与b 的夹角是________． 解析：由|a ＋b |＝7，得(a ＋b )2＝a 2＋2a ·b ＋b 2＝4＋2a ·b ＋1＝7，∴a ·b ＝1，∴|a |·|b |·c os 〈a ，b 〉＝1，∴c os 〈a ，b 〉＝12.又〈a ，b 〉∈[0，π]，∴a ，b 的夹角为π3.答案：π3一、选择题1．(2018·常州调研)已知A ，B ，C 三点不共线，且点O 满足OA ―→＋OB ―→＋OC ―→＝0，则下列结论正确的是( )A ．OA ―→＝13AB ―→＋23BC ―→B ．OA ―→＝23AB ―→＋13BC ―→C ．OA ―→＝13AB ―→－23BC ―→D ．OA ―→＝－23AB ―→－13BC ―→解析：选D ∵OA ―→＋OB ―→＋OC ―→＝0， ∴O 为△ABC 的重心，∴OA ―→＝－23×12(AB ―→＋AC ―→)＝－13(AB ―→＋AC ―→)＝－13(AB ―→＋AB ―→＋BC ―→)＝－13(2AB ―→＋BC ―→)＝－23AB ―→－13BC ―→.2．(2018·合肥质检)已知O ，A ，B ，C 为同一平面内的四个点，若2AC ―→＋CB ―→＝0，则向量OC ―→等于( )A.23OA ―→－13OB ―→ B ．－13OA ―→＋23OB ―→C ．2OA ―→－OB ―→D ．－OA ―→＋2OB ―→解析：选C 因为AC ―→＝OC ―→－OA ―→，CB ―→＝OB ―→－OC ―→， 所以2AC ―→＋CB ―→＝2(OC ―→－OA ―→)＋(OB ―→－OC ―→) ＝OC ―→－2OA ―→＋OB ―→＝0， 所以OC ―→＝2OA ―→－OB ―→.3．已知向量a 与b 的夹角为30°，且|a |＝3，|b |＝2，则|a －b |的值为( )A ．1 B.13 C ．13D.7－2 3解析：选A 由向量a 与b 的夹角为30°，且|a |＝3，|b |＝2， 可得a ·b ＝|a |·|b |·c os 30°＝3×2×32＝3， 所以|a －b |＝(a －b )2＝a 2＋b 2－2a ·b ＝3＋4－2×3＝1.4．(2018·成都一诊)在边长为1的等边△ABC 中，设BC ―→＝a ，CA ―→＝b ，AB ―→＝c ，则a ·b ＋b ·c ＋c ·a ＝( )A ．－32B ．0 C.32D ．3解析：选A 依题意有a ·b ＋b ·c ＋c ·a ＝⎝⎛⎭⎫－12＋⎝⎛⎭⎫－12＋⎝⎛⎭⎫－12＝－32. 5．已知非零向量a ，b 满足a ·b ＝0，|a |＝3，且a 与a ＋b 的夹角为π4，则|b |＝( )A ．6B ．3 2C ．2 2D ．3解析：选D 由非零向量a ，b 满足a ·b ＝0，可知两个向量垂直，由|a |＝3，且a 与a ＋b 的夹角为π4，说明以向量a ，b 为邻边，a ＋b 为对角线的平行四边形是正方形，所以|b |＝3.6．(2017·青岛二模)在平面直角坐标系中，已知向量a ＝(1,2)，a －12b ＝(3,1)，c ＝(x,3)，若(2a ＋b )∥c ，则x ＝( )A ．－2B ．－4C ．－3D ．－1解析：选D 依题意得b ＝2⎣⎡⎦⎤a －⎝⎛⎭⎫a －12b ＝(－4,2)，所以2a ＋b ＝(－2,6)，所以6x ＝－2×3＝－6，x ＝－1.7．在平面直角坐标系xOy 中，已知A (1,0)，B (0,1)，C 为坐标平面内第一象限内一点，且∠AOC ＝π4，且|OC ―→|＝2，若OC ―→＝λOA ―→＋μOB ―→，则λ＋μ＝( )A ．2 2 B. 2 C ．2D ．4 2解析：选A 因为|OC ―→|＝2，∠AOC ＝π4，所以C (2，2)， 又OC ―→＝λOA ―→＋μOB ―→，所以(2，2)＝λ(1,0)＋μ(0,1)＝(λ，μ)， 所以λ＝μ＝2，λ＋μ＝2 2.8.已知函数f (x )＝A sin(πx ＋φ)的部分图象如图所示，点B ，C 是该图象与x 轴的交点，过点C 的直线与该图象交于D ，E 两点，则(BD ―→＋BE ―→)·(BE ―→－CE ―→)的值为( )A ．－1B ．－12C.12D ．2解析：选D 注意到函数f (x )的图象关于点C 对称，因此C 是线段DE 的中点，BD ―→＋BE ―→＝2BC ―→.又BE ―→－CE ―→＝BE ―→＋EC ―→＝BC ―→， 且|BC ―→|＝12T ＝12×2ππ＝1，因此(BD ―→＋BE ―→)·(BE ―→－CE ―→)＝2BC ―→2＝2. 二、填空题9．(2018·洛阳一模)若三点A (1，－5)，B (a ，－2)，C (－2，－1)共线，则实数a 的值为________．解析：∵AB ―→＝(a －1,3)，AC ―→＝(－3,4)， 据题意知AB ―→∥AC ―→， ∴4(a －1)＝3×(－3)， 即4a ＝－5， ∴a ＝－54.答案：－5410．已知▱ABCD 的对角线AC 和BD 相交于O ，且OA ―→＝a ，OB ―→＝b ，则DC ―→＝________，BC ―→＝________.(用a ，b 表示)解析：如图，DC ―→＝AB ―→＝OB ―→－OA ―→＝b －a ，BC ―→＝OC ―→－OB ―→＝－OA ―→－OB ―→＝－a －b .答案：b －a －a －b11．已知向量a ＝(2,1)，b ＝(1，－2)，若m a ＋n b ＝(9，－8)(m ，n ∈R)，则m －n 的值为________．解析：∵m a ＋n b ＝(2m ＋n ，m －2n )＝(9，－8)，∴⎩⎪⎨⎪⎧ 2m ＋n ＝9，m －2n ＝－8，∴⎩⎪⎨⎪⎧m ＝2，n ＝5，∴m －n ＝2－5＝－3. 答案：－312．若向量a ＝(2,3)，b ＝(－4,7)，a ＋c ＝0，则c 在b 方向上的投影为________． 解析：∵a ＋c ＝0， ∴c ＝－a ＝(－2，－3)，∴c ·b ＝8－21＝－13，且|b |＝65， ∴c 在b 方向上的投影为|c |c os 〈c ，b 〉＝|c |·c ·b |c ||b |＝c ·b |b |＝－1365＝－655.答案：－655三、解答题13．已知向量a ＝(3,0)，b ＝(－5,5)，c ＝(2，k )． (1)求向量a 与b 的夹角； (2)若b ∥c ，求k 的值； (3)若b ⊥(a ＋c )，求k 的值． 解：(1)设向量a 与b 的夹角为θ， ∵a ＝(3,0)，b ＝(－5,5)，∴a ·b ＝3×(－5)＋0×5＝－15，|a |＝3，|b |＝(－5)2＋52＝52， ∴c os θ＝a ·b |a |·|b |＝－153×52＝－22. 又∵θ∈[0，π]， ∴θ＝3π4. (2)∵b ∥c ，∴－5k ＝5×2，∴k ＝－2. (3)∵a ＋c ＝(5，k )，又b ⊥(a ＋c )， ∴b ·(a ＋c )＝0，∴－5×5＋5×k ＝0， ∴k ＝5.14．在平面直角坐标系xOy 中，已知向量m ＝⎝⎛⎭⎫22，－22，n ＝(sin x ，c os x )，x ∈⎝⎛⎭⎫0，π2. (1)若m ⊥n ，求tan x 的值； (2)若m 与n 的夹角为π3，求x 的值．解：(1)若m ⊥n ，则m ·n ＝0. 由向量数量积的坐标公式得22sin x －22c os x ＝0， ∴t a n x ＝1.(2)∵m 与n 的夹角为π3，∴m ·n ＝|m |·|n |c os π3，即22sin x －22c os x ＝12， ∴sin ⎝⎛⎭⎫x －π4＝12. 又∵x ∈⎝⎛⎭⎫0，π2， ∴x －π4∈⎝⎛⎭⎫－π4，π4， ∴x －π4＝π6，即x ＝5π12.高考研究课(一) 平面向量的基本运算[典例] (1)(2018·济南模拟)在△ABC 中，AB 边的高为CD ，若CB ＝a ，CA ―→＝b ，a ·b ＝0，|a |＝1，|b |＝2，则AD ―→＝( )A.13a －13b B.23a －23b C.35a －35b D.45a －45b(2)在梯形ABCD 中，已知AB ∥CD ，AB ＝2CD ，M ，N 分别为CD ，BC 的中点．若AB ―→＝λAM ―→＋μAN ―→，则λ＋μ＝________.[解析] (1)∵a ·b ＝0，∴∠ACB ＝90°， ∴AB ＝5，CD ＝255， ∴BD ＝55，AD ＝455，∴AD ∶BD ＝4∶1. ∴AD ―→＝45AB ―→＝45(CB ―→－CA ―→)＝45a －45b .(2)法一：由AB ―→＝λAM ―→＋μAN ―→，得AB ―→＝λ·12(AD ―→＋AC ―→)＋μ·12(AC ―→＋AB ―→)，则⎝⎛⎭⎫μ2－1AB ―→＋λ2AD ―→＋⎝⎛⎭⎫λ2＋μ2AC ―→＝0， 得⎝⎛⎭⎫μ2－1AB ―→＋λ2AD ―→＋⎝⎛⎭⎫λ2＋μ2⎝⎛⎭⎫AD ―→＋12AB ―→ ＝0， 得⎝⎛⎭⎫14λ＋34μ－1AB ―→＋⎝⎛⎭⎫λ＋μ2AD ―→＝0. 因为AB ―→，AD ―→不共线，所以由平面向量基本定理得⎩⎨⎧14λ＋34μ－1＝0，λ＋μ2＝0，解得⎩⎨⎧λ＝－45，μ＝85.所以λ＋μ＝45.法二：连接MN 并延长交AB 的延长线于T ， 由已知易得AB ＝45AT ，则45AT ―→＝AB ―→＝λAM ―→＋μAN ―→， 即AT ―→＝54λAM ―→＋54μAN ―→，因为T ，M ，N 三点共线，所以54λ＋54μ＝1.故λ＋μ＝45.[答案] (1)D (2)45[方法技巧](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．(2)用向量基本定理解决问题的一般思路是先选择一组基底，并运用该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．[即时演练]1．向量e 1，e 2，a ，b 在正方形网格中的位置如图所示，则a －b ＝( )A ．－4e 1－2e 2B ．－2e 1－4e 2C ．e 1－3e 2D ．3e 1－e 2解析：选C 结合图形易得，a ＝－e 1－4e 2，b ＝－2e 1－e 2，故a －b ＝e 1－3e 2.2.如图，正方形ABCD 中，E 为DC 的中点，若AE ―→＝λAB ―→＋μAC ―→，则λ＋μ的值为( )A.12 B ．－12C ．1D ．－1解析：选A 法一：由题意得AE ―→＝AD ―→＋12AB ―→＝BC ―→＋AB ―→－12AB ―→＝AC ―→－12AB ―→，∴λ＝－12，μ＝1，∴λ＋μ＝12，故选A.法二：利用坐标法，以A 为坐标原点，AB ，AD 所在直线分别为x 轴，y 轴建立平面直角坐标系(图略)，设正方形的边长为1，则A (0,0)，B (1,0)，C (1,1)，E ⎝⎛⎭⎫12，1，∴AE ―→＝⎝⎛⎭⎫12，1，AB ―→＝(1,0)，AC ―→＝(1,1)，则⎝⎛⎭⎫12，1＝λ(1,0)＋μ(1，1)，∴λ＋μ＝12.平面向量的坐标运算[典例] (1)在△ABC 中，点P 在BC 上，且BP ＝2PC ，点Q 是AC 的中点，若PA ―→＝(4,3)，PQ ―→＝(1,5)，则BC ―→等于( )A ．(－2,7)B ．(－6,21)C ．(2，－7)D ．(6，－21)(2)(2018·绍兴模拟)已知点M (5，－6)和向量a ＝(1，－2)，若MN ―→＝－3a ，则点N 的坐标为( )A ．(2,0)B ．(－3,6)C ．(6,2)D ．(－2,0)[解析] (1)由题意，AC ―→＝2AQ ―→＝2(PQ ―→－PA ―→)＝2(－3,2)＝(－6,4)，PC ―→＝AC ―→－AP ―→＝(－6,4)－(－4，－3)＝(－2,7)，∵BP ―→＝2PC ―→，∴BC ―→＝3PC ―→＝(－6,21)．(2)MN ―→＝－3a ＝－3(1，－2)＝(－3,6)， 设N (x ，y )，则MN ―→＝(x －5，y ＋6)＝(－3,6)，所以⎩⎪⎨⎪⎧ x －5＝－3，y ＋6＝6，即⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2，y ＝0.[答案] (1)B (2)A [方法技巧]向量的坐标运算主要是利用加、减、数乘运算法则进行，若已知有向线段两端点的坐标，则应先求向量的坐标．解题过程中要注意方程思想的运用及正确使用运算法则．[即时演练]1．若向量a ＝(1,1)，b ＝(1，－1)，c ＝(－1,2)，则c ＝( ) A ．－12a ＋32bB.12a －32b C.32a －12b D ．－32a ＋12b解析：选B 设c ＝λ1a ＋λ2b ，则(－1,2)＝λ1(1,1)＋λ2(1，－1)＝(λ1＋λ2，λ1－λ2)，所以λ1＋λ2＝－1，λ1－λ2＝2，解得λ1＝12，λ2＝－32，所以c ＝12a －32b .2．已知向量a ＝(1,1)，点A (3,0)，点B 为直线y ＝2x 上的一个动点．若AB ―→∥a ，则点B 的坐标为________．解析：设B (x,2x )，AB ―→＝(x －3,2x )． ∵AB ―→∥a ，∴x －3－2x ＝0，解得x ＝－3，∴B (－3，－6)． 答案：(－3，－6)共线向量定理及应用平面向量共线的坐标表示是高考的常考内容，多以选择题或填空题的形式出现，难度较小，属低档题.,常见的命题角度有：(1)利用向量共线求参数或点的坐标； (2)利用向量共线解决三点共线问题. 1．若向量a ＝(2,4)与向量b ＝(x,6)共线，则实数x ＝( ) A ．2 B ．3 C ．4D ．6解析：选B ∵a ∥b ，∴2×6－4x ＝0，解得x ＝3.2．已知梯形ABCD 中，AB ∥CD ，且DC ＝2AB ，三个顶点A (1，2)，B (2,1)，C (4,2)，则点D 的坐标为________．解析：∵在梯形ABCD 中，DC ＝2AB ，AB ∥CD ，∴DC ―→＝2AB ―→.设点D 的坐标为(x ，y )，则DC ―→＝(4－x ，2－y )，AB ―→＝(1，－1)，∴(4－x,2－y )＝2(1，－1)，即(4－x,2－y )＝(2，－2)，∴⎩⎪⎨⎪⎧ 4－x ＝2，2－y ＝－2，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2，y ＝4，故点D 的坐标为(2,4)． 答案：(2,4)3．已知平面向量a ＝(1，m )，b ＝(2,5)，c ＝(m,3)，且(a ＋c )∥(a －b )，则m ＝________. 解析：因为a ＝(1，m )，b ＝(2,5)，c ＝(m,3)， 所以a ＋c ＝(1＋m ，m ＋3)，a －b ＝(－1，m －5)． 又(a ＋c )∥(a －b )，所以(1＋m )(m －5)＋(m ＋3)＝0，即m 2－3m －2＝0， 解得m ＝3＋172或m ＝3－172. 答案：3±172[方法技巧]1．利用两向量共线求参数如果已知两向量共线，求某些参数的取值时，利用“若a ＝(x 1，y 1)，b ＝(x 2，y 2)，则a ∥b 的充要条件是x 1y 2＝x 2y 1”解题比较方便．2．利用两向量共线的条件求向量坐标一般地，在求与一个已知向量a 共线的向量时，可设所求向量为λa (λ∈R)，然后结合其他条件列出关于λ的方程，求出λ的值后代入λa 即可得到所求的向量．角度二：利用向量共线解决三点共线问题4．(2018·南阳五校联考)已知向量OA ―→＝(1，－3)，OB ―→＝(2，－1)，OC ―→＝(k ＋1，k －2)，若A ，B ，C 三点不能构成三角形，则k ＝________.解析：若点A ，B ，C 不能构成三角形，则向量AB ―→，AC ―→共线， ∵AB ―→＝OB ―→－OA ―→＝(2，－1)－(1，－3)＝(1,2)， AC ―→＝OC ―→－OA ―→＝(k ＋1，k －2)－(1，－3)＝(k ，k ＋1)， ∴1×(k ＋1)－2k ＝0，解得k ＝1. 答案：15．设两个非零向量a 与b 不共线，若AB ―→＝a ＋b ，BC ―→＝2a ＋8b ，CD ―→＝3(a －b )，求证：A ，B ，D 三点共线．证明：因为AB ―→＝a ＋b ，BC ―→＝2a ＋8b ，CD ―→＝3(a －b )， 所以BD ―→＝BC ―→＋CD ―→＝2a ＋8b ＋3(a －b ) ＝5(a ＋b )＝5AB ―→. 所以AB ―→，BD ―→共线．又它们有公共点B ，所以A ，B ，D 三点共线． [方法技巧]三点共线问题的求解策略解决点共线或向量共线问题时，要结合向量共线定理进行，但应注意向量共线与三点共线的区别与联系，当两个向量共线且有公共点时，才能得到三点共线．1．(2017·全国卷Ⅲ)在矩形ABCD 中，AB ＝1，AD ＝2，动点P 在以点C 为圆心且与BD 相切的圆上．若AP ―→＝λAB ―→＋μAD ―→，则λ＋μ的最大值为( )A ．3B ．2 2 C. 5D ．2解析：选A 以A 为坐标原点，AB ，AD 所在直线分别为x 轴，y 轴建立如图所示的平面直角坐标系，则A (0,0)，B (1,0)，C (1,2)，D (0,2)，可得直线BD 的方程为2x ＋y －2＝0，点C 到直线BD 的距离为222＋12＝25，所以圆C ：(x －1)2＋(y －2)2＝45.因为P 在圆C 上，所以P ⎝⎛⎭⎫1＋255cos θ，2＋255sin θ.又AB ―→＝(1,0)，AD ―→＝(0,2)，AP ―→＝λAB ―→＋μAD ―→＝(λ，2μ)，所以⎩⎨⎧1＋255cos θ＝λ，2＋255sin θ＝2μ，λ＋μ＝2＋255c os θ＋55sin θ＝2＋sin(θ＋φ)≤3(其中tan φ＝2)，当且仅当θ＝π2＋2k π－φ，k ∈Z 时，λ＋μ取得最大值3.2．(2015·全国卷Ⅰ)设D 为△ABC 所在平面内一点，BC ―→＝3CD ―→，则( ) A ．AD ―→＝－13AB ―→＋43AC ―→B ．AD ―→＝13AB ―→－43AC ―→C ．AD ―→＝43AB ―→＋13AC ―→D ．AD ―→＝43AB ―→－13AC ―→解析：选A AD ―→＝AC ―→＋CD ―→＝AC ―→＋13BC ―→＝AC ―→＋13(AC ―→－AB ―→)＝43AC ―→－13AB ―→＝－13AB ―→＋43AC ―→.3．(2015·全国卷Ⅰ)已知点A (0,1)，B (3,2)，向量AC ―→＝(－4，－3)，则向量BC ―→＝( ) A ．(－7，－4) B ．(7,4) C ．(－1,4)D ．(1,4)解析：选A 法一：设C (x ，y )， 则AC ―→＝(x ，y －1)＝(－4，－3)，所以⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－4，y ＝－2，从而BC ―→＝(－4，－2)－(3,2)＝(－7，－4)． 法二：AB ―→＝(3,2)－(0,1)＝(3,1)，BC ―→＝AC ―→－AB ―→＝(－4，－3)－(3,1)＝(－7，－4)．4．(2016·全国卷Ⅰ)设向量a ＝(m,1)，b ＝(1,2)，且|a ＋b |2＝|a |2＋|b |2，则m ＝________. 解析：∵|a ＋b |2＝|a |2＋|b |2＋2a ·b ＝|a |2＋|b |2， ∴a ·b ＝0.又a ＝(m,1)，b ＝(1,2)，∴m ＋2＝0，∴m ＝－2.答案：－25．(2016·全国卷Ⅱ)已知向量a ＝(m,4)，b ＝(3，－2)，且a ∥b ，则m ＝________. 解析：∵a ＝(m,4)，b ＝(3，－2)，a ∥b ， ∴－2m －4×3＝0，∴m ＝－6. 答案：－66．(2015·全国卷Ⅱ)设向量a ，b 不平行，向量λa ＋b 与a ＋2b 平行，则实数λ＝________. 解析：∵λa ＋b 与a ＋2b 平行，∴λa ＋b ＝t (a ＋2b )，即λa ＋b ＝t a ＋2t b ，∴⎩⎪⎨⎪⎧λ＝t ，1＝2t ，解得⎩⎨⎧λ＝12，t ＝12.答案：127．(2014·全国卷Ⅰ)已知A ，B ，C 为圆O 上的三点，若AO ―→＝12(AB ―→＋AC ―→)，则AB ―→与AC―→的夹角为________．解析：由AO ―→＝12(AB ―→＋AC ―→)，可得O 为BC 的中点，故BC 为圆O 的直径，所以AB ―→与AC ―→的夹角为90°.答案：90°一、选择题1.(2018·长春模拟)如图所示，下列结论正确的是( ) ①PQ ―→＝32a ＋32b ；②PT ―→＝32a －b ；③PS ―→＝32a －12b ；④PR ―→＝32a ＋b .A ．①②B ．③④C ．①③D ．②④解析：选C ①根据向量的加法法则，得PQ ―→＝32a ＋32b ，故①正确；②根据向量的减法法则，得PT ―→＝32a －32b ，故②错误；③PS ―→＝PQ ―→＋QS ―→＝32a ＋32b －2b ＝32a －12b ，故③正确；④PR ―→＝PQ ―→＋QR ―→＝32a ＋32b －b ＝32a ＋12b ，故④错误，故选C.2．(2018·长沙一模)已知向量OA ―→＝(k,12)，OB ―→＝(4,5)，OC ―→＝(－k,10)，且A ，B ，C 三点共线，则k 的值是( )A ．－23B.43C.12D.13解析：选A AB ―→＝OB ―→－OA ―→＝(4－k ，－7)， AC ―→＝OC ―→－OA ―→＝(－2k ，－2)． ∵A ，B ，C 三点共线， ∴AB ―→，AC ―→共线，∴－2×(4－k )＝－7×(－2k )， 解得k ＝－23.3．(2018·嘉兴调研)已知点O 为△ABC 外接圆的圆心，且OA ―→＋OB ―→＋CO ―→＝0，则△ABC 的内角A 等于( )A ．30°B ．45°C ．60°D ．90°解析：选A 由OA ―→＋OB ―→＋CO ―→＝0得，OA ―→＋OB ―→＝OC ―→，由O 为△ABC 外接圆的圆心，结合向量加法的几何意义知，四边形OACB 为菱形，且∠CAO ＝60°，故A ＝30°.4．若OA ―→＝a ，OB ―→＝b ，a 与b 不共线，则∠AOB 平分线上的向量OM ―→为( ) A.a |a |＋b |b | B.a ＋b |a ＋b | C.|b |a －|a |b |a |＋|b |D ．λ⎝ ⎛⎭⎪⎫a |a |＋b |b |，λ由OM ―→确定解析：选D 以OM 为对角线，以OA ―→，OB ―→方向为邻边作平行四边形OCMD ，∵OM 平分∠AOB ，∴平行四边形OCMD 是菱形．设OC ＝OD ＝λ， 则OC ―→＝λa |a |，OD ―→＝λb |b |，∴OM ―→＝OC ―→＋OD ―→＝λ⎝ ⎛⎭⎪⎫a |a |＋b |b |，且λ由OM ―→确定．5．设D ，E ，F 分别是△ABC 的三边BC ，CA ，AB 上的点，且DC ―→＝2BD ―→，CE ―→＝2EA ―→，AF ―→＝2FB ―→，则AD ―→＋BE ―→＋CF ―→与BC ―→( )A ．反向平行B ．同向平行C ．互相垂直D ．既不平行也不垂直解析：选A 由题意得AD ―→＝AB ―→＋BD ―→＝AB ―→＋13BC ―→，BE ―→＝BA ―→＋AE ―→＝BA ―→＋13AC ―→，CF ―→＝CB ―→＋BF ―→＝CB ―→＋13BA ―→，因此AD ―→＋BE ―→＋CF ―→＝CB ―→＋13(BC ―→＋AC ―→－AB ―→)＝CB ―→＋23BC ―→＝－13BC ―→，故AD ―→＋BE ―→＋CF ―→与BC ―→反向平行．6.如图所示，已知点G 是△ABC 的重心，过点G 作直线与AB ，AC 两边分别交于M ，N 两点，且AM ―→＝x AB ―→，AN ―→＝y AC ―→，则xy x ＋y 的值为( )A ．3 B.13 C ．2D.12解析：选B 利用三角形的性质，过重心作平行于底边BC 的直线，易得x ＝y ＝23，则xy x ＋y ＝13. 7．(2018·兰州模拟)已知向量a ＝(1－sin θ，1)，b ＝⎝⎛⎭⎫12，1＋sin θ，若a ∥b ，则锐角θ＝( )A.π6 B.π4 C.π3D.5π12解析：选B 因为a ∥b ，所以(1－sin θ)×(1＋sin θ)－1×12＝0，得sin 2θ＝12，所以sin θ＝±22，故锐角θ＝π4.8．已知△ABC 是边长为4的正三角形，D ，P 是△ABC 内的两点，且满足AD ―→＝14(AB―→＋AC ―→)，AP ―→＝AD ―→＋18BC ―→，则△APD 的面积为( )A.34B.32C. 3 D ．2 3解析：选A 法一：取BC 的中点E ，连接AE ，由于△ABC 是边长为4的正三角形，则AE ⊥BC ，AE ―→＝12(AB ―→＋AC ―→)，又AD ―→＝14(AB ―→＋AC ―→)，所以点D 是AE 的中点，AD ＝ 3.取AF ―→＝18BC ―→，以AD ，AF 为邻边作平行四边形，可知AP ―→＝AD ―→＋18BC ―→＝AD ―→＋AF ―→.而△APD 是直角三角形，AF ＝12，所以△APD 的面积为12×12×3＝34.法二：以A 为原点，以BC 的垂直平分线为y 轴，建立如图所示的平面直角坐标系．∵等边三角形ABC 的边长为4， ∴B (－2，－23)，C (2，－23)，由题知AD ―→＝14(AB ―→＋AC ―→)＝14[(－2，－23)＋(2，－23)]＝(0，－3)，AP ―→＝AD ―→＋18BC ―→＝(0，－3)＋18(4,0)＝⎝⎛⎭⎫12，－3， ∴△ADP 的面积为S ＝12|AD ―→|·|DP ―→|＝12×3×12＝34.二、填空题9．在矩形ABCD 中，O 是对角线的交点，若BC ―→＝5e 1，DC ―→＝3e 2，则OC ―→＝________.(用e 1，e 2表示)解析：在矩形ABCD 中，因为O 是对角线的交点，所以OC ―→＝12AC ―→＝12(AB ―→＋AD ―→)＝12(DC ―→＋BC ―→)＝12(5e 1＋3e 2)＝52e 1＋32e 2.答案：52e 1＋32e 210．已知S 是△ABC 所在平面外一点，D 是SC 的中点，若BD ―→＝x AB ―→＋y AC ―→＋z AS ―→，则x ＋y ＋z ＝________.解析：依题意得BD ―→＝AD ―→－AB ―→＝12(AS ―→＋AC ―→)－AB ―→＝－AB ―→＋12AC ―→＋12AS ―→，因此x＋y ＋z ＝－1＋12＋12＝0.答案：011．(2018·贵阳模拟)已知平面向量a ，b 满足|a |＝1，b ＝(1,1)，且a ∥b ，则向量a 的坐标是________．解析：设a ＝(x ，y )，∵平面向量a ，b 满足|a |＝1，b ＝(1,1)，且a ∥b ， ∴x 2＋y 2＝1，且x －y ＝0，解得x ＝y ＝±22.∴a ＝⎝⎛⎭⎫22，22或⎝⎛⎭⎫－22，－22.答案：⎝⎛⎭⎫22，22或⎝⎛⎭⎫－22，－2212.在直角梯形ABCD 中，AB ⊥AD ，DC ∥AB ，AD ＝DC ＝1，AB＝2，E ，F 分别为AB ，BC 的中点，点P 在以A 为圆心，AD 为半径的圆弧DE 上变动(如图所示)，若AP ―→＝λED ―→＋μAF ―→，其中λ，μ∈R ，则2λ－μ的取值范围是________．解析：以A 为坐标原点，AB 为x 轴，AD 为y 轴，建立如图所示的平面直角坐标系，则A (0,0)，E (1，0)，D (0,1)，F ⎝⎛⎭⎫32，12，设P (c os α，sin α)(0°≤α≤90°)， ∵AP ―→＝λED ―→＋μAF ―→，∴(c os α，sin α)＝λ(－1,1)＋μ⎝⎛⎭⎫32，12 ＝⎝⎛⎭⎫－λ＋32μ，λ＋μ2， ∴c os α＝－λ＋32μ，sin α＝λ＋μ2，∴λ＝14(3sin α－c os α)，μ＝12(c os α＋sin α)，∴2λ－μ＝sin α－c os α＝2sin(α－45°)， ∵0°≤α≤90°， ∴－45°≤α－45°≤45°， ∴－22≤sin(α－45°)≤22， ∴－1≤2sin(α－45°)≤1，∴2λ－μ的取值范围是[－1,1]． 答案：[－1,1] 三、解答题13.如图所示，在△ABC 中，D ，F 分别是BC ，AC 的中点，AE ―→＝23AD ―→，AB ―→＝a ，AC ―→＝b . (1)用a ，b 表示向量AD ―→，AE ―→，AF ―→，BE ―→，BF ―→； (2)求证：B ，E ，F 三点共线． 解：(1)延长AD 到G ，使AD ―→＝12AG ―→，连接BG ，CG ，得到平行四边形ABGC ，所以AG ―→＝a ＋b ， AD ―→＝12AG ―→＝12(a ＋b )，AE ―→＝23AD ―→＝13(a ＋b )，AF ―→＝12AC ―→＝12b ，BE ―→＝AE ―→－AB ―→＝13(a ＋b )－a ＝13(b －2a )，BF ―→＝AF ―→－AB ―→＝12b －a ＝12(b －2a )．(2)证明：由(1)可知BE ―→＝23BF ―→，又因为BE ―→，BF ―→有公共点B ， 所以B ，E ，F 三点共线．14．(2018·郑州模拟)平面内给定三个向量a ＝(3,2)，b ＝(－1，2)，c ＝(4,1)． (1)若(a ＋k c )∥(2b －a )，求实数k 的值；(2)若d 满足(d －c )∥(a ＋b )，且|d －c |＝5，求d 的坐标． 解：(1)a ＋k c ＝(3＋4k,2＋k )，2b －a ＝(－5,2)， 由题意得2×(3＋4k )－(－5)×(2＋k )＝0，解得k ＝－1613.(2)设d ＝(x ，y )，则d －c ＝(x －4，y －1)， 又a ＋b ＝(2,4)，|d －c |＝5，∴⎩⎪⎨⎪⎧ 4(x －4)－2(y －1)＝0，(x －4)2＋(y －1)2＝5，解得⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝3，y ＝－1或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝5，y ＝3. ∴d 的坐标为(3，－1)或(5,3)．15.如图，在△OAB 中，OC ―→＝14OA ―→，OD ―→＝12OB ―→，AD 与BC 交于点M ，设OA ―→＝a ，OB ―→＝b .(1)用a ，b 表示OM ―→；(2)在线段AC 上取一点E ，在线段BD 上取一点F ，使EF 过M 点，设OE ―→＝p OA ―→，OF ―→＝qOB ―→，求证：17p ＋37q＝1.解：(1)设OM ―→＝x a ＋y b ，由OC ―→＝14OA ―→，得OM ―→＝4x OC ―→＋y b ，∵C ，M ，B 三点共线， ∴4x ＋y ＝1.①由OD ―→＝12OB ―→，得OM ―→＝x a ＋2y OD ―→，∵A ，M ，D 三点共线， ∴x ＋2y ＝1，②联立①②得，x ＝17，y ＝37.∴OM ―→＝17a ＋37b .(2)证明：∵OE ―→＝p OA ―→，OF ―→＝qOB ―→， ∴OA ―→＝1p OE ―→，OB ―→＝1q OF ―→， ∴OM ―→＝17·1p OE ―→＋37·1q OF ―→.∵E ，M ，F 三点共线， ∴17p ＋37q＝1.1．已知点P 是△ABC 的中位线EF 上任意一点，且EF ∥BC ，实数x ，y 满足PA ―→＋x PB ―→＋y PC ―→＝0，设△ABC ，△PBC ，△PCA ，△PAB 的面积分别为S ，S 1，S 2，S 3，记S 1S ＝λ1，S 2S ＝λ2，S 3S＝λ3，则λ2·λ3取最大值时，3x ＋y 的值为( ) A.12 B.32 C ．1D ．2解析：选D 由题意可知λ1＋λ2＋λ3＝1.∵P 是△ABC 的中位线EF 上任意一点，且EF ∥BC ， ∴λ1＝12，∴λ2＋λ3＝12，∴λ2λ3≤⎝⎛⎭⎫λ2＋λ322＝116， 当且仅当λ2＝λ3＝14时取等号，∴λ2·λ3取最大值时，P 为EF 的中点． 延长AP 交BC 于M ，则M 为BC 的中点， ∴PA ＝PM ，∴PA ―→＝－PM ―→＝－12(PB ―→＋PC ―→)，又∵PA ―→＋x PB ―→＋y PC ―→＝0， ∴x ＝y ＝12，∴3x ＋y ＝2.2.如图，在Rt △ABC 中，P 是斜边BC 上一点，且满足BP ―→＝12PC ―→，点M ，N 在过点P 的直线上，若AM ―→＝λAB ―→，AN ―→＝μAC ―→(λ>0，μ>0)，则λ＋2μ的最小值为( )A ．2 B.83 C ．3D.103解析：选B ∵AM ―→＝λAB ―→，AN ―→＝μAC ―→(λ>0，μ>0)， ∴MB ―→＝MP ―→＋PB ―→＝(1－λ)AB ―→. ∵M ，P ，N 三点共线，∴存在实数k ，使MP ―→＝kMN ―→＝k (AN ―→－AM ―→)＝－kλAB ―→＋kμAC ―→. ∵BP ―→＝12PC ―→，∴PB ―→＝13CB ―→＝13AB ―→－13AC ―→.∴MP ―→＋PB ―→＝⎝⎛⎭⎫13－kλAB ―→＋⎝⎛⎭⎫kμ－13AC ―→＝(1－λ)AB ―→， ∴⎩⎨⎧13－kλ＝1－λ， ①kμ－13＝0， ②由②得，k ＝13μ代入①得，13－λ3μ＝1－λ，∴μ＝λ3λ－2，∴λ＋2μ＝λ＋2λ3λ－2.设f (λ)＝λ＋2λ3λ－2，λ>0， ∴f ′(λ)＝9λ2－12λ(3λ－2)2，令f ′(λ)＝0，得λ＝0或λ＝43. 当λ∈⎝⎛⎭⎫0，43时，f ′(λ)<0，当λ∈⎝⎛⎭⎫43，＋∞时，f ′(λ)>0. ∴λ＝43时，f (λ)取极小值，也是最小值，又f ⎝⎛⎭⎫43＝83，∴f (λ)的最小值为83， 即λ＋2μ的最小值为83.高考研究课(二) 平面向量的数量积及应用 [全国卷5年命题分析][典例] (1)已知等边△ABC 的边长为2，若BC ＝3BE ，AD ＝DC ，则BD ―→·AE ―→等于( )A ．－2B ．－103C ．2D.103(2)已知正方形ABCD 的边长为1，点E 是AB 边上的动点，则DE ―→·CB ―→的值为______；DE ―→·DC ―→的最大值为________．[解析] (1)如图所示，BD ―→·AE ―→＝(AD ―→－AB ―→)·(AB ―→＋BE ―→)＝⎝⎛⎭⎫12AC ―→－AB ―→ ·⎝⎛⎭⎫AB ―→＋13 AC ―→－13AB ―→＝⎝⎛⎭⎫12AC ―→－AB ―→·⎝⎛⎭⎫13AC ―→＋23AB ―→＝16AC ―→2－23AB ―→2＝16×4－23×4＝－2. (2)法一：如图，DE ―→·CB ―→＝(DA ―→＋AE ―→)·CB ―→＝DA ―→·CB ―→＋AE ―→·CB ―→＝DA ―→2＝1， DE ―→·DC ―→＝(DA ―→＋AE ―→)·DC ―→ ＝DA ―→·DC ―→＋AE ―→·DC ―→＝AE ―→·DC ―→＝|AE ―→|·|DC ―→|≤|DC ―→|2＝1，故DE ―→·DC ―→的最大值为1.法二：以射线AB ，AD 为x 轴，y 轴的正方向建立平面直角坐标系，则A (0,0)，B (1，0)，C (1,1)，D (0,1)，设E (t,0)，t ∈[0,1]，则DE ―→＝(t ，－1)，CB ―→＝(0，－1)，所以DE ―→·CB ―→＝(t ，－1)·(0，－1)＝1.因为DC ―→＝(1,0)，所以DE ―→·DC ―→＝(t ，－1)·(1,0)＝t ≤1， 故DE ―→·DC ―→的最大值为1. 法三：由图知，无论E 点在哪个位置，DE ―→在CB ―→方向上的投影都是CB ＝1， ∴DE ―→·CB ―→＝|CB ―→|·1＝1.当E 运动到B 点时，DE ―→在DC ―→方向上的投影最大，即为DC ＝1， ∴(DE ―→·DC ―→)m a x ＝|DC ―→|·1＝1. [答案] (1)A (2)1 1 [方法技巧]平面向量数量积的2种运算方法1．(2016·天津高考)已知△ABC 是边长为1的等边三角形，点D ，E 分别是边AB ，BC 的中点，连接DE 并延长到点F ，使得DE ＝2EF ，则AF ―→·BC ―→的值为( )A ．－58B.18C.14D.118解析：选B 如图所示，AF ―→＝AD ―→＋DF ―→. 又D ，E 分别为AB ，BC 的中点， 且DE ＝2EF ，所以AD ―→＝12AB ―→，DF ―→＝12AC ―→＋14AC ―→＝34AC ―→，所以AF ―→＝12AB ―→＋34AC ―→.又BC ―→＝AC ―→－AB ―→，则AF ―→·BC ―→＝⎝⎛⎭⎫12AB ―→＋34AC ―→·(AC ―→－AB ―→)＝12AB ―→·AC ―→－12AB ―→2＋34AC ―→2－34AC ―→·AB ―→ ＝34AC ―→2－12AB ―→2－14AC ―→·AB ―→. 又|AB ―→|＝|AC ―→|＝1，∠BAC ＝60°， 故AF ―→·BC ―→＝34－12－14×1×1×12＝18.2．(2018·豫东名校联考)如图，BC 是单位圆A 的一条直径，F 是线段AB 上的点，且BF ―→＝3FA ―→，若DE 是圆A 中绕圆心A 运动的一条直径，则FD ―→·FE ―→的值是________．解析：FD ―→·FE ―→＝(FA ―→＋AD ―→)·(FA ―→＋AE ―→)＝(FA ―→＋AD ―→)·(FA ―→－AD ―→)＝FA ―→2－AD ―→2＝⎝⎛⎭⎫142－1＝－1516. 答案：－15161．(2017·浙江高考)已知向量a ，b 满足|a |＝1，|b |＝2，则|a ＋b |＋|a －b |的最小值是________，最大值是________．解析：法一：由向量三角不等式得，|a ＋b |＋|a －b |≥|(a ＋b )－(a －b )|＝|2b |＝4. 又|a ＋b |＋|a －b |2≤(a ＋b )2＋(a －b )22＝a 2＋b 2＝5，∴|a ＋b |＋|a －b |的最大值为2 5.法二：设a ，b 的夹角为θ. ∵|a |＝1，|b |＝2，∴|a ＋b |＋|a －b |＝a 2＋b 2＋(a －b )2 ＝5＋4cos θ＋5－4cos θ. 令y ＝5＋4cos θ＋5－4cos θ， 则y 2＝10＋225－16cos 2θ.∵θ∈[0，π]，∴c os 2θ∈[0,1]，∴y 2∈[16,20]，∴y ∈[4,2 5 ]，即|a ＋b |＋|a －b |的最小值为4，最大值为2 5. 答案：4 2 52．已知向量a ＝(1,1)，b ＝(－1,1)，设向量c 满足(2a －c )·(3b －c )＝0，则|c |的最大值为________．解析：设c ＝(x ，y )，2a －c ＝(2－x,2－y )，3b －c ＝(－3－x,3－y )，则由题意得(2－x )·(－3－x )＋(2－y )·(3－y )＝0，即⎝⎛⎭⎫x ＋122＋⎝⎛⎭⎫y －522＝132，表示以⎝⎛⎭⎫－12，52为圆心，262为半径的圆，所以|c |的最大值为26.答案：26 [方法技巧]利用数量积求解长度问题的处理方法(1)a 2＝a ·a ＝|a |2或|a |＝a·a . (2)|a ±b |＝(a ±b )2＝a 2±2a·b ＋b 2. (3)若a ＝(x ，y )，则|a |＝x 2＋y 2.[提醒] 与模有关的最值或范围问题要注意抓住模的几何意义及数形结合思想的应用． 角度二：平面向量的夹角3．已知单位向量e 1与e 2的夹角为60°，则|e 1－2e 2|＝________. 解析：∵单位向量e 1与e 2的夹角为60°， ∴|e 1|＝|e 2|＝1，e 1·e 2＝|e 1|·|e 2|·c os 60°＝12，∴|e 1－2e 2|＝e 21－4e 1e 2＋4e 22＝1－2＋4＝ 3.答案： 34．(2018·洛阳期末)已知a ＝(1,2)，b ＝(1,1)，且a 与a ＋λb 的夹角为锐角，求实数λ的取值范围．解：∵a 与a ＋λb 均为非零向量，且夹角为锐角， ∴a ·(a ＋λb )>0，即(1,2)·(1＋λ，2＋λ)>0. ∴(1＋λ)＋2(2＋λ)>0. ∴λ>－53.当a 与a ＋λb 共线时， 存在实数m ，使a ＋λb ＝m a ， 即(1＋λ，2＋λ)＝m (1,2)，。
2019届高考数学二轮复习平面向量与复数课件(43张)(全国通用)
π 3 ＋cos
π 3 cos
β－sin
π 3 sin
β＝0,
整理得 cosβ＋π3 ＝－12,
∴
β
＋
π 3
＝
2π 3
＋
2k
π
(k∈Z)
或
β
＋
π 3
＝
4π 3
＋
2k
π
(k∈Z),
∵β∈(0,π),∴β＝π3 .
(2)a·b＝cos α＋cos2α－sin2α＝cos α＋2cos2α－
(2)在△ABC 中,P 为 BC 边中点,点 A、B、C 的对边 长分别是 a、b、c.若 cA→C＋aP→A＋bP→B＝0,则△ABC 的形 状为( )
A.等边三角形 B.等腰三角形非等边三角形 C.直角三角形 D.等腰直角三角形
【解析】选 A. 将P→A·P→B都用基向量A→B、A→C表示出来可得 cA→C－a2 (A→B＋A→C)－b2(A→C－A→B)＝0, c－a2－b2A→C－a2－b2A→B＝0, ∴a2c－－a2b2－＝b20＝，0， ∴a＝b＝c,∴△ABC 为等边三角形.
5.数量积运算不适合结合律,即(a·b)·c≠a·(b·c),这是由
于(a·b)·c 表示一个与 c 共线的向量,a·(b·c)表示一个与 a 共线的向量,而 a 与 c 不一定共线,因此(a·b)·c 与 a·(b·c)不一 定相等.
6.若 a＝0,则 a·b＝0,但由 a·b＝0,不能得到 a＝0 或 b
第 2 讲 平面向量与复数
对于平面向量要把握破解平面向量与“三角”交汇 题的关键：一是巧“化简”,即活用诱导公式、同角三角 函数的基本关系式、倍角公式、辅助角公式等对三角函数 进行化简；二是会“转化”,把向量共线、向量垂直形式 出现的条件还其本来面目,转化为“对应坐标乘积之间的 关系”.
2019年高考数学复习精选课件 第1节 平面向量的概念及其线性运算
∴四边形ABCD是平行四边形.
反之,若四边形ABCD是平行四边形,则AB DC且 AB 与D C 方向相同,因
此 AB = DC .
(3)正确.∵a=b,∴a、b的长度相等且方向相同.
∵b=c,∴b、c的长度相等且方向相同.
∴a、c的长度相等且方向相同,∴a=c.
(4)不正确.当a∥b,但方向相反时,即使|a|=|b|,也不能得到a=b,故
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附赠 中高考状元学习方法
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前言
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高考状元是一个特殊的群体，在许多
人的眼中，他们就如浩瀚宇宙里璀璨夺目 的星星那样遥不可及。但实际上他们和我 们每一个同学都一样平凡而普通，但他们 有是不平凡不普通的，他们的不平凡之处 就是在学习方面有一些独到的个性，又有 着一些共性，而这些对在校的同学尤其是 将参加高考的同学都有一定的借鉴意义。
=a+mb”,则m为何值
时,A、B、D三点共线?
解析
BC + CD =(a+mb)+3(a-b)=4a+(m-3)b,
即 BD =4a+(m-3)b.
若A、B、D三点共线,则存在实数λ,使 BD
=λA B
,
即4a+(m-3)b=λ(a+b),
∴ 4m
λ, 3
λ,
解得m=7.
(3) BA= OA- OB . (√)
(4)若a∥b,b∥c,则a∥c. (×)
(5)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. (×)
(6)当两个非零向量a,b共线时,一定有b=λa(λ∈R). (√)
2019届高考数学一轮复习 第七章 立体几何 第七节 立体几何中的向量方法课件 理
过基础小题
1．判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)两直线的方向向量的夹角就是两条直线所成的角． ( )
(2)已知 a ＝(－2，－3,1)，b ＝(2,0,4)，c＝(－4，－6,2)，则 a ∥
c，a ⊥b .
()
(3)已知向量 m ，n 分别是直线 l 的方向向量和平面 α 的法向量，
2，故
DF＝
2 2.
在
Rt△FDG
中，可得
FG＝
6 2.
在直角梯形 BDFE 中，由 BD＝2，BE＝ 2，DF＝ 22，
可得 EF＝322.从而 EG2＋FG2＝EF2，所以 EG⊥FG. 又 AC∩FG＝G，所以 EG⊥平面 AFC.
因为 EG⊂平面 AEC，所以平面 AEC⊥平面 AFC.
(2)以 G 为坐标原点，分别以―G→B ，―G→C 的方向为 x 轴，y 轴正方
[典题领悟]
(2015·全国卷Ⅰ)如图，四边形ABCD为
❶
菱形，∠ABC＝120°，E，F是平面 ABCD同一侧的两点，BE⊥平面ABCD，DF⊥平面 ABCD，BE＝2DF，AE⊥EC.
❷
(1)证明：平面AEC⊥平面AFC；
❸
(2)求直线AE与直线CF所成角的余弦值.
❹
[学审题] ①想到连接 BD，利用菱形的性质解题； ②想到线面垂直的性质； ③要证面面垂直，转化为证明线面垂直或证明两平面的法向 量垂直； ④想到建系，转化为求―A→E 与―C→F 的夹角的余弦值．
a ，b 分别是直线 a，b 的方向向量．
2．直线与平面所成角 如图所示，设 l 为平面 α 的斜线，l∩α＝A，
a 为 l 的方向向量，n 为平面 α 的法向量，φ |a ·n |
平面向量基本定理(课件)高一数学(人教A版2019必修第二册)
2.(多选)如图，设是平行四边形两对角线的交点，有下列向量组，可作为该平面内的其他向量基底的是（ ）.A.与 B.与 C.与 D.与
答案：AC.解：结合图形可知，与不共线，与不共线，∴A、C可以作为基底.B、D两组向量分别共线，故不可以作为基底.
3、在△ABC中，点D，E，F依次是边AB的四等分点，试以
高一数学（人教A版2019必修第二册）
6.3.1平面向量基本定理
【单元目标】（1）理解平面向量基本定理及其意义。（2）借助平面直角坐标系，掌握平面向量的正交分解及坐标表示。（3）会用坐标表示平面向量的加、减运算与数乘运算。（4）能用坐标表示平面向量的数量积，会表示两个向量的平面夹角。（5）能用坐标示平面向量共线、垂直的条件。
5、课后作业1.习题6.3 1、11（1）2．6.3.1平面向量基本定理（分层作业）（必做题+选做题）
THANKS
“
”
方法规律 平面向量基本定理的作用以及注意点(1) 根据平面向量基本定理，任何一个基底都可以表示任意向量.用基底表示向量，实质上是利用三角形法则或平行四边形法则，进行向量的线性运算(2) 基底的选取要灵活，必要时可Байду номын сангаас建立方程或方程组，通过方程求出要表示的向量
1、如果{e1，e2}是平面α内所有向量的一个基底，那么下列说法正确的是( A )A.若存在实数λ1，λ2使λ1e1＋λ2e2＝0，则λ1＝λ2＝0B.对空间任意向量a都可以表示为a＝λ1e1＋λ2e2，其中λ1，λ2∈RC.λ1e1＋λ2e2(λ1，λ2∈R)不一定在平面α内D.对于平面α内任意向量a，使a＝λ1e1＋λ2e2的实数λ1，λ2有无数对
【单元知识结构框架】
教学重点： 平面向量基本定理、平面向量的坐标表示及平面向量运算的坐标表示。教学难点： 平面向量基本定理唯一性证明。
高一数学讲义 第七章 平面向量
高一数学讲义 第七章 平面向量7.1 向量的基本概念及表示现实生活中，有些量在有了测定单位之后只需用一个实数就可以表示，例如温度，时间，面积，这些只需用一个实数就可以表示的量叫作标量．还有些量不能只用一个实数表示，例如位移，力，速度等既有大小又有方向的量，这些既有大小又有方向的量叫作向量．向量既有大小又有方向，因此向量不能比较大小．数学中常用平面内带有箭头的线段来表示平面向量．以线段的长来表示向量的大小：以箭头所指的方向（即从始点到终点的方向）来表示向量的方向．一般地，以点P 为始点，点Q 为终点的向量记作PQ ．为书写简便，在不强调向量的起点与终点时，向量也可以用一个小写的字母并在上面画一个小箭头来表示，如a ．PQ 的大小叫作PQ 的模，记作PQ ，类似地，a 的模记作a ． 1．零向量：长度为0的向量叫做零向量，记作0；0的方向是任意的． 2．单位向量：长度为1的向量叫做单位向量．3．平行向量：方向相同或相反的向量叫做平行向量（也叫共线向量）． 4．相等向量：长度相等且方向相同的向量叫做相等向量．5．负向量：与a 的模相等，方向相反的向量叫作a 的负向量，记作a -．我们规定：0的相反向量仍是零向量．易知对任意向量a 有()a a --=．向量共线与表示它们的有向线段共线不同：向量共线时表示向量的有向线段可以是平行的，不一定在一条直线上；而有向线段共线则线段必须在同一条直线上．规定。
与任一向量平行．图7-1图7-1三个向量a 、b 、c 所在的直线平行，易知这三个向量平行，记作a b c ∥∥，我们也可以称这三个向量共线．例l ．如图7-2所示，128A A A 、是O 上的八个等分点，则在以128A A A 、及圆O 九个点中任意两点为起点与终点的向量中，模等于半径的向量有多少??A 8A 7A 6A 5A 4A 3A 2A 1图7-2解：（1）模等于半径的向量只有两类，一类是()128i OA i =、共8个；另一类是()128iAO i =、也有8个．两类合计16个． （2）以128A A A 、为顶点的O 的内接正方形有两个，一个是正方形1257A A A A ；另一个是正方形2468A A A A ．在题中所述的向量中，只有这两个正方形的边（看成有向线段，每一边对应两个向量）的√2倍的向量共有42216⨯⨯＝个． 注意：（1）在模等于半径的向量个数的计算中，要计算i OA 与()128i AO i =、两类．一般地我们易想到()128i OA i =、这8个，而易遗漏()128iAO i =、这8个．（2的两个向量，例如边13A A 对应向量13A A 与31A A ，因此与（1）一样，在解题过程中主要要防止漏算．认为满足条件的向量个数为8是错误的．例2．在平面中下列各种情形中，将各向量的终点的集会分别构成什么图形? （1）把所有单位向量的起点平移到同一点O ．（2）把平行于直线l 的所有单位向量的起点平移到直线l 上的p 点． （3）把平行于直线l 的所有向量的起点平移到直线l 的点p ． 解：（1）以点O 为圆心，l 为半径的圆．（2）直线l 上与点p 的距离为1个长度单位的两个点． （3）直线l ．例3．判断下列命题的真假：①直角坐标系中坐标轴的非负轴都是向量； ②两个向量平行是两个向量相等的必要条件；③向量AP 与CD 是共线向量，则A 、B 、C 、D 必在同一直线上； ④向量a 与向量b 平行，则a 与b 的方向相同或相反； ⑤四边形ABCD 是平行四边形的宽要条件是AB DC =．解：①直角坐标系中坐标轴的非负半轴，虽有方向之别，但无大小之分，故命题是错误的．②由于两个向量相等，必知这两个向量的方向与长度均一致，故这两个向量一定平行，所以，此命题正确； ③不正确．AB 与CD 共线，可以有AB 与CD 平行；④不正确．如果其中有一个是零向量，则其方向就不确定；⑤正确．此命题相当于平面几何中的命题：四边形ABCD是平行四边形的充要条件是有一组对边平行且相等．1．下列各量中是向量的有__________．（A）动能（B）重量（C）质量（D）长度（F）作用力与反作用力（F）温度2．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共线的向量，若起点不同，则终点一定不同．3．回答下列问题，并说明理由．（1）平行向量的方向一定相同吗?（2）共线向量一定相等吗?（3）相等向量一定共线吗?不相等的向量一定不共线吗?4．命题“a b∥，b c∥（）∥，则a bA．总成立B．当0a ≠时成立C．当0b ≠时成立D．当0c ≠时成立5．已知正六边形ABCDEF（见图7-3），在下列表达式中：①BC CD EC+；③FE ED++；②2BC DC+；④2ED FA-；与AC相等的有__________．CF图737.2向量的加减法两个向量可以求和．一般地，对于两个互不平行的向量a、b，以A为共同起点平移向量，有AB a=，=叫作a和b这两个向量的和，即AD b=，则以AB、AD为邻边的平行四边形ABCD的对角线AC c+=．求两个向量和的运算叫做向量的加法．上述求两个向量的和的方法称为向量加法的平行四a b c边形法则，见图7-4．平行四边形法则B图74又AD BC = AB BC AC ∴+=由此发现，当第二个向量的始点与第一个向量的终点重合时．这两个向量的和向量即为第一个向量的始点指向第二个向量终点的向量．此法则称为向量加法的三角形法则，地图7-5．三角形法则图75特殊地．求两个平行向量的和，也可以用三角形法则进行（如图7-6）：（b ）（a ）a BA图76显然，对于任何a ，有0a a +=；()0a a +-=． 对于零向量与任一向量a ，有00a a a +=+=．向量的加法具有与实数加法类似的运算性质，向量加法满足交换律与结合律： 交换律：a b b a +=+结合律：()()a b c a b c ++=++与实数的减法相类似，我们把向量的减法定义为向量加法的逆运算．若向量a 与b 的和为向量c ，则向量b 叫做向量c 与a 的差，记作b c a =-．求向量差的运算叫做向量的减法．由向量加法的三角形法则以及向量减法的定义．我们可得向量减法的三角形法则，其作法：在平面内取一点O，作OA a=-，即a b-声可以表示为从向量b的终点指向向=，则BA a b=，OB b量a的终点的向量．注意差向量的“箭头”指向被减向量，见图7-7．CB图77此外，我们可以先做向量b的负向量OB b′，可根据向量加法的平行四边形法则得()=-OC a b=+-．易知向量OC BA=，因此，()+-=-．a b a b例1．如图7-8所示，已知向量a，b，c，试求作和向量a b c++．图78分析：求作三个向量的和的问题，首先求作其中任意两个向量的和，因为这两个向量的和仍为一个向量，然后再求这个新向量与另一个向量的和．即可先作a b+，再作()++．a b c解：如图7-9所示，首先在平面内任取一点O，作向量OA a=+，=，再作向量AB b=，则得向量OB a b然后作向量BC c=++即为所求．=，则向量OC a b cO图79例2．化简下列各式（1）AB CA BC ++； （2）OE OF OD DO -+--．解：（1）原式()0AB BC CA AB BC CA AC CA AC AC =++=++=+=-= （2）原式()()0OE OF OD DO EO OF EF =+-+=+-=例3．用向量方法证明：对角线互相平分的四边形是平行四边形．分析：要证明四边形是平行四边形只要证明某一组对边平行且相等．由相等向量的意义可知，只需证明其一组对边对应的向量是相等向量．已知：如图7-10，ABCD 是四边形，对角线AC 与BD 交于0，且AO OC =，DO OB =．ODCBA图710求证：四边形ABCD 足平行四边形． 证明：由已知得AO OC =，BO OD =，AD AO OD OC BO BO OC BC =+=+=+=，且A D B C ，，，不在同一直线上，故四边形ABCD 是平行四边形．例4．已知平面上有不共线的四点O A B C ，，，．若320OA OB OC -+=，试求AB BC的值．解：因为23OA OC OB +=，所以()2OB OA OC OB -=-．于是有2AB BC =-．因此2AB BC=．基础练习1．若对n 个向量12n a a a ，，，存在n 个不全为零的实数12n k k k ，，，，使得11220n n k a k a k a +++=成立，则称向量12n a a a ，，，为“线性相关”，依此规定，能说明()110a =，，()211a =-，，()322a =，“线性相关”的实数123k k k ，，依次可以取____________________（写出一组数值即可，不必考虑所有情况）．2．已知矩形ABCD 中，宽为2，长为AB a =，BC b =，AC c =，试作出向量a b c ++，并求出其模的大小．3．设a ，b 为两个相互垂直的单位向量．已知OP a =，OR ra kb =+．若PQR △为等边三角形，则k ，r 的取值为（ ）A．k r == B．k r =C．k r ==D．k r = 4．若A B C D 、、、是平面内任意四点，则下列四式中正确的是（ ）①AC BD BC AD +=+ ②AC BD DC AB -=+ ③AB AC DB DC --=④AB BC AD DC +-=A ．1B ．2C ．3D ．45．设a 表示“向东走10km ”，b 表示“5km ”，c 表示“向北走10km ”，d 表示“向南走5km ”．说明下列向量的意义．（1）a b +；（2）b d +；（3）d a d ++．6．在图7-11的正六边形ABCDEF 中，AB a =，AF b =，求AC ，AD ，AE ．FC图7117.3 实数与向量的乘法如图7-12，已知非零向量a ，可以作出a a a ++和()()()a a a -+-+-．P Q M N aaa-a图712aOC OA AB BC a a a =++=++，简记3OC a =；同理有()()()3PN PQ QM MN a a a a =++=-+-+-=-．观察得：3a 与a 方向相反相反且33a a -=．一般地，实数λ与向量a 的积是一个向量，记作：a λ．a λ的模与方向规定如下：（1）a a λλ=；（2）a λ的方向定义为：0λ>时a λ与a i 方向相同；0λ<时a λ与a i 方向相反；0λ=或0a =时规定：0a λ=．以上规定的实数与向量求积的运算叫作实数与向量的乘法（简称向量的数乘）．向量数乘的几何意义就是：把向量a 沿向量a 的方向或反方向放大或缩小，a λ与a 是互相平行的向量．对于任意的非零向量a ，与它同方向的单位向量叫做向量a 的单位向量，记作0a ．易知01a a a =．向量共线定理：如果有一个实数λ，使()0b a a λ=≠，那么b 与a 是共线向量；反之，如果b 与()0a b ≠是共线向量，那么有且只有一个实数λ，使得b a λ=．通过作图，可以验证向量数乘满足以下运算定律：当m 、n ∈R 时，有 1．第一分配律()m n a ma na +=+． 2．第二分配律()m a b ma mb +=+． 3．结合律()()m na mn a =． 例1．计算：（1）()()63292a b a b -+-+；（2）原式12711332236227a a b b a a b ⎛⎫⎛⎫=-+--++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭；（3）()()()64222a b c a b c a c -+--+--+． 解：（1）原式18121893a b a b b =---+=-． （2）原式12711332236227a a b b a a b ⎛⎫⎛⎫=-+--++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭17732367a b a b ⎛⎫⎛⎫=+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 77106262b a a b =+--=． （3）原式66648442a bc a b c a c =-+-+-+-()()()64468642a a a b b c c c =-++-++-- 62a b =+．例2．已知O 为原点，A ，B ，C 为平面内三点，求证A ，B ，C 三点在一条直线上的充要条件是OC OA OB αβ=+，且αβ∈R ，，1αβ+=．分析：证明三点共线可从三点构成的其中两个向量存在数乘关系．证明必要条件也是从向量共线时向量的数乘关系入手．证明：必要性．设A B C ，，三点共线，则AC 与AB 共线．于是存在实数λ，使AC AB λ=． 而AC OC OA =-，AB OB OA =-，()OC OA OB OA λ∴-=-．()1OC OB OA λλ∴=+-． 令λβ=，1λα-=，有()11αβλλ+=-+=， OC OA OB αβ∴=+，且1αβ+=．充分性．若OC OA OB αβ=+，且1αβ+=，则()1OC OA OB ββ=-+，()OC OA OB OA β=+-，()OC OA OB OC β-=-，AC AB β∴=，β∈R ． AC ∴与AB 共线，而A 为AC 与AB 的公共端点，A B C ∴，，三点在一条直线上．在证明必要性时，A B C ，，三点共线还可用AB kBC =，AC kBC =表示．本题的结论还可有更一般的形式：A B C 、、三点在一条直线上的充要条件是存在实数h ，k ，l ，使0hOA kOB lOC ++=，且1h k l ++=，l k h ，，中至少有一个不为0．例3．如图7-13，设O 为ABC △内一点，PQ BC ∥，且PQt BC=，，OB b =，OC c =，试求OP ，OQ ． 解：由平面几何知，APQ ABC ⨯△∽△，且对应边之比为t ，图713故AP AQ PQt AB AC BC===， 又A P B 、、与A Q C 、、分别共线，即知 AP t AB =，AQ t AC =．()()OP OA AP OA t AB OA t OB OA a t b a ∴=+=+=+-=+-，即()1OP t a tb =-+，()()OQ OA AQ OA t AC OA t OC OA a t c a =+=+=+-=+-， 即()1OQ t a c =-+．例4．设两非零向量1e 和2e 不共线，（1）如果12AB e e =+，1228BC e e =+，()123CD e e =-，求证A B D ，，三点共线． （2）试确定实数k ，使12ke ke +共线． （1）证明12AB e e =+，()121212283355BD BC CD e e e e e e AB =+=++-=+=，AB BD ∴，共线，又有公共点B A B D ∴，，三点共线．（2）解12ke e +与12e ke +共线，∴存在λ使()1212ke e e ke λ+=+， 则()()121k e k e λλ-=-，由于1e 与2e 不共线， 只能有010k k λλ-=⎧⎨-=⎩则1k =±．例5．在ABC △中，F 是BC 中点，直线l 分别交AB AF AC ，，于点D ，G ，E （见图7-14）．如果AD AB λ=，AE AC μ=，λ，μ∈R ．证明：G 为ABC △重心的充分必要条件是113λμ+=．l GF E DCB A图714解：若G 为ABC △重心，则()221332AG AF AB AC ==⋅+=13AD AE λμ⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭． 又因点D G E ，，共线，所以，()113AD AE AG t AD t AE λμ⎛⎫=+-=+ ⎪ ⎪⎝⎭， 因AD ，AE 不共线，所以，13t λ=且113t μ=-，两式相加即得113λμ+=． 反之，若113λμ+=，则()2xAG xAF AB AC ==+()12x AD AE t AD t AE λμ⎛⎫=+=+- ⎪ ⎪⎝⎭， 所以，2x t λ=且12x t μ=-，相加即得23x =，即G 为ABC △重心． 基础练习1．已知向量a 、b 是两非零向量，在下列四个条件中，能使a 、b 共线的条件是（ ） ①234a b e -=且23a b e +=-；②存在相异实数λ、u ，使0a ub λ+=； ③0xa yb +=（其中实数x y 、满足0x y +=）； ④已知梯形ABCD 中，其中AB a =、CD b =． A ．①② B ．①③C ．②④D ．③④2．判断下列命题的真假：（1）若AB 与CD 是共线向量，则A B C D ，，，四点共线． （2）若AB BC CA ++=0，则A B C ，，三点共线． （3）λ∈R ，则a a λ>．（4）平面内任意三个向量中的每一个向量都可以用另外两个向量的线性组合表示． 3．已知在ABC △中，D 是BC 上的一点，且BDDCλ=，试求证：1AB AC AD λλ+=+． 4．已知3AD AB =，3DE BC =．试判断AC 与AE 是否共线．5．已知在四边形ABCD 中，2AB a b =+，4BC a b =--，53CD a b =--，求证：四边形ABCD 是梯形．6．已知()2cos A αα，()2cos B ββ，()10C -，是平面上三个不同的点，且满足关系式CA BC λ=，求实数λ的取值范围．7．已知梯形ABCD 中，2AB DC =，M N ，分别是DC AB 、的中点，若1AB e =，2AD e =，用1e ，2e 表示DC BC MN 、、．8．四边形ABCD 是一个梯形，AB CD ∥且2AB CD =，M N 、分别是DC 和AB 的中点，已知AB a =，AD b =，试用a ，b 表示BC 和MN ．9．已知a b 、是不共线的非零向量，11c a b λμ=+，22d a b λμ=+，其中1122λμλμ、、、为常数，若c d ma nb +=+，求m n 、的值．10．设a 、b 是不共线的两个非零向量，OM ma =，ON nb =，OP a b αβ=+，其中m n αβ、、、均为实数，0m ≠，0n ≠，若M P N 、、三点共线，求证：1mnαβ+=．11．在ABC △中，BE 是CD 交点为P ．设AB a =，AC b =，AP c =，AD a λ=，（01λ<<），()01AE b μμ=<<，试用向量a ，b 表示c ．12．在平面直角坐标系中，O 为坐标原点，设向量()12OA =，，()21OB =-，若OP xOA yOB =+且12x y ≤≤≤，则求出点P 所有可能的位置所构成的区域面积．7.4 向量的数量积数量积定义：一般地．如果两个非零向量a 与b 的夹角为α．我们把数量cos a b α⋅叫做a 与b 的数量积（或内积），记作：a b ⋅，即：cos a b a b α⋅=⋅，其中记法“a b ⋅”中间的“⋅”不可以省略，也不可以用“×”代替．特别地，a b ⋅可记作2a ．规定：0与任何向量的数量积为0．非零向量夹角的范围：0≤口≤Ⅱ．投影的定义：如果两个非零向量a 与b 的夹角为α，则数量cos b θ称为向量b 在a 方向上的投影．注意：投影是一个数量．数量积的几何意义：如图7-15，我们把cos b α<叫做向量b 在a 方向上的投影，即有向线段1OB 的数量．图715当π02α<≤时，1OB 的数量等于向量1OB 的模1OB ； 当ππ2α<≤时，1OB 的数量等于向量1OB 的模－1OB ； 当π2α=时，1OB 的数量等于零． 当然，cos a α即为a 在b 方向上的投影．综上，数量积的几何意义：a b ⋅等于其中一个向量a 的模a 与另一个向量b 在a 的方向上的投影cos b α的乘积．向量的数量积的运算律： ①a b b a ⋅=⋅②()()()a b b a b λλλ⋅⋅=⋅（λ为实数）③()a b c a c b c +⋅=⋅+⋅ 鉴于篇幅这里仅证明性质②：证明：（1）若0λ>，()cos a b a b λλθ⋅=，()cos a b a b λλθ⋅=，()cos a b a b λλθ⋅=，（2）若0λ<，()()()cos πcos cos a b a b a b a b λλθλθλθ⋅=-=--=，()cos a b a b a b λλλθ⋅=⋅=，()()()cos πcos a b a b a b λλθλθ⋅=-=--=cos a b λθ． （3）若0λ=，则()()()0a b a b a b λλλ⋅=⋅=⋅=． 综合（1）、（2）、（3），即有()()()a b a b a b λλλ⋅=⋅=⋅．例1．已知4a =，5b =，当（1）a b ∥，（2）a b ⊥，（3）a 与b 的夹角为30︒时，分别求a 与b 的数量积．解：（1）a b ∥，若a 与b 同向，则0θ=︒，cos04520a b a b ∴⋅=⋅︒=⨯=； 若a 与b 反向，则180θ=︒，()cos18045120a b a b ∴⋅=⋅︒⨯⨯⨯-=-． （2）当a b ⊥时，90θ=︒，cos900a b a b ∴⋅=⋅︒=．（3）当a 与b 的夹角为30︒时，cos3045a b a b ⋅=⋅︒=⨯= 例2．空间四点A B C D 、、、满足3AB =，7BC =，11CD =，9DA =，则AC BD ⋅的取值有多少个？解：注意到2222311113079+==+，由于0AB BC CD DA +++=， 则()()2222222DA DA AB BC CDAB BC CD AB BC BC CD CD AB ==++=+++⋅+⋅+⋅()()2222AB BC CD AB BC BC CD =-+++⋅+，即222220AC BD AD BC AB CD ⋅=+--=，AC BD ∴⋅只有一个值0．例3．已知a b 、都是非零向量，且3a b +与75a b -垂直，4a b -与72a b -垂直，求a b 、的夹角． 解：由()()223750716150a b a b a a b b +⋅-=⇒+⋅-= ①()()22472073080a b a b a a b b -⋅-=⇒-⋅+=②两式相减：22a b b ⋅=代入①或②得：22a b =． 不妨设a b 、的夹角为θ，则221cos 22a b ba bbθ⋅===，又因为0πθ≤≤，60θ∴=︒．例4．在凸四边形ABCD 中，P 和Q 分别为对角线BD 和AC 的中点，求证：2222224AB BC CD DA AC BD PQ +++=++．证明：联结BQ ，QD ，因为BP PQ BQ +=，DP PQ DQ +=， 所以()()2222BQ DQ BP PQ DP PQ +=+++ 222222BP DP PQ BP PQ DP PQ =+++⋅+⋅()22222BP DP PQ BP DP PQ =++++⋅ 2222BP DP PQ =++①又因为BQ QC BC +=，BQ QA BA +=，0QA QC +=， 同理222222BA BC QA QC BQ +=++② 222222CD DA QA QC QD +=++③由①、②、③可得()()2222222224222BA BC CD QA BQ QD AC BP PQ ++=++=++= 2224AC BD PQ ++．得证．例5．平面四边形ABCD 中，AB a =，BC b =，CD c =，DA d =，且a b b c c d d a ⋅=⋅=⋅=⋅，判断四边形ABCD 的形状．证明：由四边形ABCD 可知，0a b c d +++=（首尾相接）()a b c d ∴+=-+，即()()22a bc d +=+展开得222222aa b b c c d d +⋅+=+⋅+a b c d ⋅=⋅，222a b c d ∴+=+①同理可得2222a dbc +=+② ①-②得2222b a ac =⇒=，b d ∴=，ac =，即AB CD =，BC DA =， 故四边形ABCD 是平行四边形．由此a c =-，bd =-．又a b b c ⋅=⋅，即()0b a c -=()20b a ∴⋅=即a b AB BC ⊥⇒⊥， 故四边形ABCD 是矩形．例6．已知非零向量a 和b 夹角为60︒，且()()375a b a b +⊥-，求证：()()472a b a b -⊥-．证明：因为a 和b 夹角为60︒，所以1cos602a b a b a b ⋅=⋅⋅︒=⋅；又因为()()375a b a b +⊥-，所以，即()()3750a b a b +⋅-=．22222217161571615781502a ab b a a b b a a b b +⋅-=+⨯⋅-=+⋅-=． ()()7150a b a b ∴+⋅-=，0a b ∴-=，即a b =．因为()()22222214727308730871582a b a b a a b b a a b b a a b b -⋅-=-⋅+=-⨯+=-+，把a b =代入上式消去b 得()()2247271580a b a b a a a a -⋅-=-+=．所以()()472a b a b -⊥-．基础练习1．已知a b c 、、是三个非零向量，则下列命题中真命题的个数为（ ） ①a b a b a b ⋅=⋅⇔∥； ②a b 、反向a b a b ⇔⋅=-⋅； ③a b a b a b ⊥⇔+=-； ④a b a c b c =⇔⋅=⋅． A ．1B ．2C ．3D ．42．已知向量i j ，为相互垂直的单位向量，28a b i j +=-，816a b i j -=-+，求a b ⋅．3．如图7-16所示，已知平行四边形ABCD ，AB a =，AD b =，4a=，2b =，求：OA OB ⋅．C图7164．设6a =，10b =，46a b -=，求a 和b 的夹角θ的余弦值． 5．已知a b ⊥，2a =，3b =，当()()32a b a b λ-⊥+时，求实数λ的值．6．已知不共线向量a ，b ，3a =，2b =，且向量a b +与2a b -垂直．求：a 与b 的夹角θ的余弦值． 7．已知3a =，4b =，且a 与b 不共线，k 为何值时，向量a kb +与a kb -互相垂直？ 8．在ABC △中，已知4AB AC ⋅=，12AB BC ⋅=-，求AB ．9．在ABC △中，AB a =，BC b =，且0a b ⋅>，则ABC △的形状是__________． 10．已知向量()24a =，，()11b =，．若向量()b a b λ⊥+，则实数λ的值是__________．11．如图7-17，在四边形ABCD 中，4AB BD DC ++=，0AB BD BD DC ⋅=⋅=，4AB BD BD DC ⋅+⋅=，求()AB DC AC +⋅的值．图717DCBA能力提高12．如图7-18，在Rt ABC △中，已知BC a =，若长为2a 的线段PQ 以点A 为中点．问PQ 与BC 的夹角θ为何值时，BP CQ ⋅的值最大?并求出这个最大值．PQ图71813．已知ABC △中满足()2ABAB AC BA BC CA CB =⋅+⋅+⋅，a b c 、、分别是ABC △的三边．试判断ABC △的形状并求sin sin A B +的取值范围．14．设边长为1的正ABC △的边BC 上有n 等分点，沿点B 到点C 的方向，依次为121n P P P -，，，，若1121n n S AB AP AP AP AP AC -=⋅+⋅++⋅，求证：21126n n S n-=．15．在ABC △中，AB a =，BC c =，CA b =，又()()()123c b b a a c ⋅⋅⋅=∶∶∶∶，则ABC △三边长之比a b c =∶∶__________．16．在向量a b c ，，之间，该等式()()())132a b c a b b c c a ⎧++=⎪⎨⋅⋅⋅=-⎪⎩∶∶∶成立，当1a =时，求b 和c 的值．17．若a b c ，，中每两个向量的夹角均为60︒，且4a =，6b =，2c =，求a b c ++的值． 7.5 向量的坐标表示及其运算向量的坐标表示在平面直角坐标系中，每一个点都可用一对实数()x y ，来表示，那么，每一个向量可否也用一对实数来表示?前面的平面向量分解告诉我们，只要选定一组基底，就有唯一确定的有序实数对与之一一对应． 我们分别选取与x 轴、y 轴方向相同的单位向量i ，j 作为基底，由平面向量的基本定理．对于任一向量a ，存在唯一确定的实数对()x y ，使得()a xi y j x y =+∈R ，，我们称实数对()x y ，叫向量a 的坐标，记作()a x y =，．其中x 叫向量a 在x 轴上的坐标,y 叫向量a 在y 轴上的坐标，见图7-19．图719注意：（1）与a 相等的向量的坐标也是()x y ，．（2）所有相等的向量坐标相同；坐标相同的向量是相等的向量． 平面向量的坐标运算（1）设()11a x y =，，()22b x y =，，则()1212a b x x y y +=++，． （2）设()11a x y =，，()22b x y =，，则()1212a b x x y y -=--，． （3）设()11A x y ，，()22B x y ，，则()2121AB OB OA x x y y =-=--，． （4）设()11a x y =，，λ∈R ，则()a x y λλλ=，．（5）设()11a x y =，，()22b x y =，，则()1212a b x x y y ⋅=+． 向量平行的坐标表示设()11a x y =，，()22b x y =，，且0b ≠，则()1212a b x x y y =+∥． 向量的平行与垂直的充要条件设()11a x y =，，()22b x y =，，且0b ≠，0a ≠则 12210a b b a x y x y λ⇔=⇔-=∥． 121200a b a b x x y y ⊥⇔⋅=⇔+=．重要的公式（1）长度公式：2221a a a x y ===+()()11a x y =，（2）夹角公式：()())1122cos a x y b x y θ===，，，．（3）平面两点间的距离公式： (()())1122A B d AB AB AB x A x y B xy ==⋅=，，，，．（4）不等式：cos a b a b a b θ⋅=≥．例1．已知()12a a a =，，()12b b b =，，且12210a b a b -≠，求证：（1）对平面内任一向量()12c c c ，，都可以表示为()xa yb x y +∈R ，的形式； （2）若0xa yb +=，则0x y ==．证明：（1）设c xa yb =+，即()()()()1212121122c c x a a y b b a x b y a x b y =+=++，，，，， 111222.a xb yc a x b y c +=⎧∴⎨+=⎩，12210a b a b -≠，∴上述关于x y ，的方程组有唯一解．1221122112211221.c b c b x a b a b a c a c y a b a b -⎧=⎪-⎪⎨-⎪=⎪-⎩，1221122112211221c b c b a c a c c a b a b a b a b a b --∴=+--． （2）由（1）的结论，0c =，即120c c ==，则 122112210c b c b x a b a b -==-，122112210a c a c y a b a b -==-，0x y ∴==． 小结：证明（1）的过程就是求实数x ，y 的过程，而12210a b a b -≠是上面二元一次方程组有唯一解的不可缺少的条件．另外，本题实际上是用向量的坐标形式表述平面向量基本定理．其中1x λ=，2y λ=，这里给出了一个具体的求12λλ，的计算方法．例2．向量()10OA =，，()11OB =，，O 为坐标原点，动点()P x y ，满足0102OP OA OP OB ⎧⋅⎪⎨⋅⎪⎩≤≤≤≤，求点()Q x y y +，构成图形的面积．解：由题意得点()P x y ，满足0102x x y ⎧⎨+⎩≤≤≤≤，令x y uy v +=⎧⎨=⎩，则点()Q u v ，满足0102u v u -⎧⎨⎩≤≤≤≤，在uOv 平面内画出点()Q u v ，构成图形如图7-20所示，∴其面积等于122⨯=．图720例3．在直角坐标系中，已知两点()11A x y ，，()22B x y ，；1x ，2x 是一元二次方程222240x ax a -+-=两个不等实根，且A B 、两点都在直线y x a =-+上． （1）求OA OB ⋅；（2）a 为何值时OA 与OB 夹角为π3． 解：（1）12x x 、是方程222240x ax a -+-=两个不等实根，()224840a a ∴∆=-->解之a -<()212142x x a =-，12x x a +=又A B 、两点都在直线y x a =-+上，()()()()2212121212142y y x a x a x x a x x a a ∴=-+-+=-++=- 121224OA OB x x y y a ∴⋅=+=-（2）由题意设1x =，2x =112y x a x ∴=-+==，同理21y x =(()22212121224OA OB xx x x x x x ∴==+=+-=当OA 与OB夹角为π3时，π1cos 4232OA OBOA OB ⋅==⨯= 242a ∴-=解之(a =- a ∴=即为所求． 例4．已知()10a =，，()21b =，． ①求3a b +；②当k 为何实数时，ka b -与3a b +平行，平行时它们是同向还是反向？解：①()()()31032173a b +=+=，，，，2373a b ∴+=+ ②()()()102121ka b k k -=-=--，，，． 设()3ka b a b λ-=+，即()()2173k λ--=，，， 12731313k k λλλ⎧=-⎪-=⎧⎪∴⇒⎨⎨-=⎩⎪=-⎪⎩．故13k =-时，它们反向平行．例5．对于向量的集合(){}221A v x y x y ==+，≤中的任意两个向量12v v 、与两个非负实数αβ、；求证：向量12v v αβ+的大小不超过αβ+．证明：设()111v x y =，，()222v x y =，，根据已知条件有：22111x y +≤，22221x y +≤， 又因为(12v v αβα+==其中12121x x y y +所以12v v αβααβαβ+=+=+≤． 基础练习1．已知()21a =，，()34b =-，，求a b +，a b -，34a b +的坐标． 2．设O 点在ABC △内部，且有230OA OB OC ++=，求ABC △的面积与AOC △的面积的比． 3．已知平行四边形ABCD 的三个顶点A B C ，，的坐标分别为（-2，1），（-1，3），（3，4），求顶点D 的坐标．4．已知向量i ，j 为相互垂直的单位向量，设()12a m i j =+-，()1b i m j =+-，()()a b a b +⊥-，求m 的值．5．已知等腰梯形ABCD ，其中AB CD ∥，且2DC AB =，三个顶点()12A ，，()21B ，，()42C ，，求D 点的坐标．6．如图7-21所示，已知()20OA =，，(1OB =，将BA 绕着B 点逆时针方向旋转60︒，且模伸长到BA 模的2倍，得到向量BC ．求四边形AOBC 的面积S ．图7217．如图7-22所示，已知四边形ABCD 是梯形，AD BC ∥，2BC AD =，其中()12A ，，()31B ，，()24D ，，求C 点坐标及AC 的坐标．图7228．已知向量()2334a x x x =+--，与AB 相等，其中()12A ，，()32B ，，求x ． 9．平面内有三个已知点()12A -，，()70B ，，()56C -，，求 （1）AB ，AC ；（2）AB AC +，AB AC -；（3）122AB AC +，3AB AC -． 10．已知向量()12a =，，()1b x =，，2u a b =+，2v a b =-，且u v ∥，求x ． 11．已知()23a =，，()14b =-，，()56c =，，求()a b c ⋅，和()a b c ⋅⋅．12．已知两个非零向量a 和b 满足()28a b +=-，，()64a b -=--，，求a 与b 的夹角的余弦值． 能力提高13．已知平面上三个向量a ，b ，c 均为单位向量，且两两的夹角均为120︒，若()1ka b c k ++>∈R ，求k 的取值范围．14．已知OA ，OB 不共线，点C 分AB 所成的比为2，OC OA OB λμ=+，求λμ-． 7.6 线段的定比分点公式与向量的应用线段的定比分点公式设点P 是直线12P P 上异于1P 、2P 的任意一点，若存在一个实数()1λλ≠-，使12PP PP λ=，则λ叫做点P 分有向线段12P P 所成的比，P 点叫做有向线段12P P 的以定比为λ的定比分点．当P 点在线段12P P 上时0λ⇔≥；当P 点在线段12P P 的延长线上时1λ⇔<-； 当P 点在线段21P P 的延长线上时10λ⇔-<<；设()111P x y ，，()222P x y ，，()P x y ，是线段12P P 的分点，λ是实数且12P P PP λ=，则121211x x x OP y y y λλλλ+⎧=⎪⎪+⇔=⎨+⎪=⎪+⎩()12121111OP OP OP tOP t OP t λλλ+⎛⎫⇔=+-= ⎪++⎝⎭．()1λ≠-由线段的定比分点公式得：中点坐标公式设()111P x y ，，()222P x y ，，()P x y ，为12P P 的中点，（当1λ=时） 得121222x x x y y y +⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩三角形的重心坐标公式ABC △三个顶点的坐标分别为()11A x y ，、()22B x y ，、()33C x y ，，则ABC △的重心的坐标是12312233x x x y y y G ++++⎛⎫ ⎪⎝⎭，． 利用向量可以解决许多与长度、距离及夹角有关的问题．向量兼具几何特性和代数特性，成为沟通代数、三角与几何的重要工具，同时在数学、物理以及实际生活中都有着广泛的应用． 三角形五“心”向量形式的充要条件设O 为ABC △所在平面上一点，角A ，B ，C 所对边长分别为a ，b ，c 则（1）O 为ABC △的外心222OA OB OC ⇔==． （2）O 为ABC △的重心0OA OB OC ⇔++=．（3）O 为ABC △的垂心OA OB OB OC OC OA ⇔⋅=⋅=⋅． （4）O 为ABC △的内心0aOA bOB cOC ⇔++=． （5）O 为ABC △的A ∠的旁心()aOA b OB cOC ⇔=+．例1．如图7-23所示，已知矩形ABCD 中，()21A ，，()54B ，，()36C ，，E 点是CD 边的中点，联结BE 与矩形的对角线AC 交于F 点，求F 点坐标．图723解：四边形ABCD 是矩形，E 是CD 边的中点，ABF CEF ∴△∽△，且2AB CE =2AF CF ∴=即点F 分AC 所成的比2λ=．设()F x y ，．由(21)A ，，(36)C ，，根据定比分点坐标公式得2238123x +⨯==+，12613123y +⨯==+ F ∴点坐标是81333⎛⎫⎪⎝⎭，． 例2．证明：()cos cos cos sin sin αβαβαβ-=+．证明：在单位圆O 上任取两点A ，B ，以Ox 为始边，以OA ，OB 为终边的角分别为β，α，见图7-24．β，sin β）B （cos α图724则A 点坐标为()cos sin ββ，，B 点坐标为()cos sin αα，；则向量()cos sin OA ββ=，，()cos sin OB αα=，，它们的夹角为αβ-，1OA OB ==，cos cos sin sin OA OB αβαβ⋅=+， 由向量夹角公式得：()cos cos cos sin sin OA OB OA OBαβαβαβ⋅-==+，从而得证．注意：用同样的方法可证明()cos cos cos sin sin αβαβαβ+=-．例3．证明柯西不等式()()()2222211221212x y x y x x y y +⋅++≥．证明：令()11a x y =，，()22b x y =，（1）当0a =或0b =时，12120a b x x y y ⋅=+=，结论显然成立； （2）当当0a ≠且0b ≠时，令θ为a ，b 的夹角，则[]0πθ∈，1212cos a b x x y y a b θ⋅=+=．又cos 1θ≤，a b a b ∴⋅≤（当且仅当ab ∥时等号成立）． 1212x x y y ∴+()()()2222211221212x y x y x x y y ∴+⋅++≥（当且仅当1212x x y y =时等号成立）． 例4．给定ABC △，求证：G 是ABC △重心的充要条件是0GA GB GC ++=．证明：必要性 设各边中点分别为D E ，，F ，延长AD 至P ，使DP GD =，则2AG GD =GP =． 又因为BC 与GP 互相平分，所以BPCG 为平行四边形，所以BG PC ∥，所以GB CP =． 所以0GA GB GC GC CP PG ++=++=．充分性 若0GA GB GC ++=，延长AG 交BC 于D ，使GP AG =，联结CP ，则GA PG =． 因为0GC PG PC ++=，则GB PC =，所以GB CP ∥，所以AG 平分BC ．同理BG 平分CA ．所以G 为重心． 例5 ABC △外心为O ，垂心为H ，重心为G ．求证：O G H ，，为共线，且12OG GH =∶∶． 证明：首先()()2112333OG OA AG OA AM OA AB AC OA AO OB OC =+=+=++=+++= ()13OA OB OC ++． 其次设BO 交外接圆于另一点E ，则联结CE 后得CE BC ⊥． 又AH BC ⊥，所以AH CE ∥．又EA AB ⊥，CH AB ⊥，所以AHCE 为平行四边形．所以AH EC =． 所以OH OA AH OA EC OA EO OC OA OB OC =+=+=++=++， 即3OH OG =，所以OG 与OH 共线，所以O G H ，，共线． 即12OG GH =∶∶． 注意：O G H ，，所在的直线称为欧拉线．例6．已知ABC △，AD 为中线，求证()2222122BC AD AB AC ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭（中线长公式）． 证明：以B 为坐标原点，以BC 所在的直线为x 轴建立如图7-25所示的直角坐标系，图725设()A a b ，，()0C c ，，02c D ⎛⎫⎪⎝⎭，，则()22222024c c AD a b ac a b ⎛⎫=-+-=-++ ⎪⎝⎭，()()22222222221122244BC c c AB AC a b c a b a b ac ⎛⎫⎡⎤⎪+-=++-+-=+-+⎢⎥ ⎪⎣⎦⎝⎭， 从而()2222122BC AD AB AC ⎛⎫ ⎪=+- ⎪⎝⎭，()2222122BC AD AB AC ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭． 例7．是否存在4个两两不共线的平面向量，其中任两个向量之和均与其余两个向量之和垂直？解：如图7-26所示，在正ABC △中，O 为其内心，P 为圆周上一点，满足PA ，PB ，PC ，PO 两两不共线，有POCBA图726()()PA PB PC PO +⋅+=()()PO OA PO OB PO OC PO +++⋅++()()22PO OA OB PO OC =++⋅+ ()()22PO OC PO OC =-⋅+ 2240PO OC =-=有()PA PB +与()PC PO +垂直． 同理可证其他情况．从而PA ，PB ，PC ，PO 满足题意、故存在这样四个平面向量．例8．已知向量1OP ，2OP ，3OP 满足条件1230OP OP OP ++=，1231OP OP OP ===，求证：123PP P △是正三角形．解：令O 为坐标原点，可设()111cos sin P θθ，，()222cos sin P θθ，，()333cos sin P θθ， 由123OP OP OP +=-，即()()()112233cos sin cos sin cos sin θθθθθθ+=--，，， 123123cos cos cos sin sin sin θθθθθθ+=-⎧⎪⎨+=-⎪⎩①② 两式平方和()1212cos 11θθ+-+=，()121cos 2θθ-=-，由此可知12θθ-的最小正角为120︒，即1OP 与2OP 的夹角为120︒， 同理可得1OP 与3OP 的夹角为120︒，2OP 与3OP 的夹角为120︒， 这说明123P P P ，，三点均匀分布在一个单位圆上， 所以123PP P △为等腰三角形． 基础练习1．在ABC △中，若321AB BC BC CA AB CA⋅⋅⋅==，则tan A =__________． 2．已知P 为ABC △内一点，且满足3450PA PB PC ++=，那么PAB PBC PCA S S S =△△△∶∶__________． 3．如图7-27，设P 为ABC △内一点，且2155AP AB AC =+，求ABP △的面积与ABC △的面积之比． PCA图7274．已知ABC △的三顶点坐标分别为()11A ，,()53B ，，()45C ，，直线l AB ∥，交AC 于D ，且直线l 平分ABC △的面积，求D 点坐标． 5．已知()23A ，，()15B -，，且13AC AB =，3AD AB =，求点C D 、的坐标． 6．点O 是平面上一定点，A B C ，，是此平面上不共线的三个点，动点P 满足AC AB OP OA AB AC λ⎛⎫ ⎪=++ ⎪⎝⎭，[)0λ∈+∞，．则点P 的轨迹一定通过ABC △的__________心．能力提高7．设x y ∈R ，，i j 、为直角坐标系内x y 、轴正方向上的单位向量，若()2a xi y j =++，()62b xi y j =+-且2216a b +=．（1）求点()M x y ，的轨迹C 的方程；（2）过定点()03，作直线l 与曲线C 交于A B 、两点，设OP OA OB =+，是否存在直线l 使四边形OAPB 为正方形？若存在，求出l 的方程，或不存在说明理由．8．（1）已知4a =，3b =，()()23261a b a b -⋅+=，求a 与b 的夹角θ；（2）设()25OA =，，()31OB =，，()63OC =，，在OC 上是否存在点M ，使MA MB ⊥，若存在，求出点M 的坐标，若不存在，请说明理由． 9．设a b 、是两个不共线的非零向量()t ∈R （1）记OA a =，OB tb =，()13OC a b =+，那么当实数t 为何值时，A B C 、、三点共线？ （2）若1a b ==且a 与b 夹角为120︒，那么实数x 为何值时a xb -的值最小？10．设平面内的向量()17OA =，，()51OB =，，()21OM =，，点P 是直线OM 上的一个动点，求当PA PB ⋅取最小值时，OP 的坐标及APB ∠的余弦值．11．已知向量()11m =，，向量n 与向量m 夹角为3π4，且1m n ⋅=-． （1）求向量n ；（2）若向量n 与向量()10q =，的夹角为π2，向量22sin 4cos 2A p A ⎛⎫= ⎪⎝⎭，，求2n p +的值．12．已知定点()01A ，，()01B -，，()10C ，．动点P 满足：2AP BP k PC ⋅=． （1）求动点P 的轨迹方程；（2）当0k =时，求2AP BP +的最大值和最小值．13．在平行四边形ABCD 中，()11A ，，()60AB =，，点M 是线段AB 的中点，线段CM 与BD 交于点P ．（1）若()35AD =，，求点C 的坐标； （2）当AB AD =时，求点P 的轨迹．14．已知向量()22a =，，向量b 与向量a 的夹角为3π4，且2a b ⋅=-， （1）求向量b ；（2）若()10t =，且b t ⊥，2cos 2cos 2C c A ⎛⎫= ⎪⎝⎭，，其中A C 、是ABC △的内角，若三角形的三内角A B C 、、依次成等差数列，试求b c +的取值范围．。
2019版高考数学(理)(全国通用版)一轮复习课件：4.2平面向量的基本定理及向量坐标运算
uuur
uuur
ON
OC
uuuur MN
【一题多变】 1.典例中条件不变,求线段AB中点的坐标.
【解析】设O为坐标原点,P 是线段AB的中点,
则
即 = [(-2,4)+(3,-1)]= ,
所以线段AB中点的坐标为
(x, y)
uuur OP
1
uuur OA
uuur OB,
2
(x, y)
1 2
(1 , 3). 22
若
则λ+μ= ( )
uuur uuuur uuur AC AM BD，
A. 4B.5 33
C.15D.2 8
(2)在△ABC中,点D,E分别在边BC,AC上,且 则 = 世纪金榜导学号12560130( )
A. a+ b B. a- b
C.- a- b D.- a+ b
6xy, 25 24
考向三 向量共线的坐标表示及其应用
【典例3】(1)已知向量a=(1,2),b=(-3,2),若(ka+b)∥(a-3b),则实数k的取值为 ( )
x 5， y 4，
【母题变式溯源】
题 号
知识点
源自教材
1 平面向量基本定理 P119·B组T1
2
三点共线
P119·B组T1
3 向量的坐标运算 P101·A组T7
4 平面点的坐标 P101·练习T6
考向一 平面向量基本定理及其应用
【典例1】(1)如图,在正方形ABCD中,M是BC的中点,
uuur OB
uuur OC
uuur uuur uuur OP mOA nOB
2019届高三数学一轮复习第七章 ：第1节 平面向量的概念及线性运算
第七章 平面向量与复数第1节 平面向量的概念及线性运算
一、选择题1.已知下列各式:①++;②+++;③+++;④-+-,其中结果为零向量的个数为( B )(A)1(B)2(C)3(D)4解析:由题知结果为零向量的是①④,故选B.2.设a是非零向量,λ是非零实数,下列结论中正确的是( B )(A)a与λa的方向相反(B)a与λ2a的方向相同(C)|-λa|≥|a|(D)|-λa|≥|λ|·a解析:对于A,当λ>0时,a与λa的方向相同,当λ<0时,a与λa的方向相反,故A错误,B正确;对于C,|-λa|=|-λ||a|,由于|-λ|的大小不确定,故|-λa|与|a|的大小关系不确定,故C错误;对于D,|λ|a是向量,而|-λa|表示长度,两者不能比较大小,故D错误.故选B.3.设a0为单位向量,下述命题中:①若a为平面内的某个向量,则a=|a|a0;②若a与a0平行,则a=|a|a0;③若a与a0平行且|a|=1,则a=a0.假命题的个数是( D )(A)0(B)1(C)2(D)3解析:向量是既有大小又有方向的量,a与|a|a0的模相同,但方向不一定相同,故①是假命题;若a与a0平行,则a与a0的方向有两种情况:一是同向,二是反向,反向时a=-|a|a0,故②③也是假命题.综上所述,假命题的个数是3.故选D.4.在△ABC中,=c,=b,若点D满足=2,则等于( A )(A)b+c(B)c-b(C)b-c(D)b+c解析:因为=2,所以-==2=2(-),所以3=2+,
所以=+=b+c.故选A.5.已知点O,A,B不在同一条直线上,点P为该平面上一点,且2=2+,则( B )(A)点P在线段AB上(B)点P在线段AB的反向延长线上(C)点P在线段AB的延长线上(D)点P不在直线AB上解析:因为2=2+,所以2=,所以点P在线段AB的反向延长线上,故选B.6.如图所示,已知AB是圆O的直径,点C,D是半圆弧的两个三等分点,=a,=b,则等于( D )
2019版高考数学复习平面向量第一节平面向量的概念及其线性运算课件文
∴存在实数λ,使ka+b=λ(a+kb),
即(k-λ)a=(λk-1)b.
又a,b是两个不共线的非零向量,
∴k-λ=λk-1=0.
∴k2-1=0.
∴k=±1.
方法技巧
1.共线向量定理的应用
(1)可以利用共线向量定理证明向量共线,也可以由向量共线求参数的
值.
(2)若a,b不共线,则λa+μb=0的充要条件是λ=μ=0,这一结论结合待定系数
AD
=
AB
+
BD
=
AB
+
2
BC
=c+
2
(b-c)=
2
b+
1
c.故选D.
3
3
33
2-2
(2017北京海淀一模)在△ABC中,点D满足
AD
=2
AB
-
AC
,则(
D
)
A.点D不在直线BC上 B.点D在BC的延长线上
C.点D在线段BC上 D.点D在CB的延长线上
答案 D
AD
=2
AB
-
AC
3.共线向量定理
向量a(a≠0)与b共线的充要条件是存在唯一一个实数λ,使得
b=λa .
1.下列说法正确的是 ( C )
A.
AB
∥
CD
就是
AB
所在的直线平行于
CD
所在的直线
B.长度相等的向量叫相等向量
C.零向量长度等于0
D.共线向量是在同一条直线上的向量
高等数学第七章课件.ppt
a
(2) 三角形法则
b
向量的加法符合下列运算规律：
（（12））交结换合律律：：aa
b b
cb
(aa.
b)
c
a
a a
(b
b
c ).
多个向量相加，可以按照三角形法则.
负向量：大小相a 等但方向a相反的向量.
减法：a b a (b)
ab
b
a
ab
特例：a
(a)
0.
b
α φ1 = φ
=λ|α|cosφ
λα φ1=π- φ
=λPrjlα
λ<0
当λ<0时 φ1=π-φ
λα
Prj(λα)=|λ|.|α|cos(φ1) =-λ|α|(-cosφ)
λ >0 α
=λPrjlα； 当λ=0时
λα
φ1 = φ φ1=π- φ
Prj(λα)= 0 =λPrjlα；
λ<0
（二） 向量的坐标表示
单位向量：模长为1的向量. a0
或
M1 M 20
零向量：模长为0的向量. 0
自由向量：不考虑起点位置的向量.
相等向量：大小相等且方向相同的向量.
a
向量平行 方向相反或者方向b 相同的向量a
a//b
零向量和任何向量都平行.
三、向量的线性运算
（一） 向量的加 减法
加法：a b c
(1) 平行四边形法则
b c
a
b
c
a
(b )
ab
（向(二((123量))）)aa向与000,,,量实aaa与数与 与数aa0的2同 的反a乘向乘向法，积，|| 记aa作|||a||12,a规a||a定 | a是一个向量.