第五章平面向量第2讲平面向量基本定理及坐标表示试题 理 新人教版 2018版高考数学大一轮复习
【步步高】2018版高考数学(文)(人教)大一轮复习文档讲义:第五章5.2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不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,有且只有一对实数λ1、λ2,使a =λ1e 1+λ2e 2.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. 2.平面向量的坐标运算(1)向量加法、减法、数乘及向量的模 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 →=(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),其中b ≠0.a 、b 共线⇔x 1y 2-x 2y 1=0.【知识拓展】1.若a 与b 不共线,λa +μb =0,则λ=μ=0.2.设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),如果x 2≠0,y 2≠0,则a ∥b ⇔x 1x 2=y 1y 2.【思考辨析】判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)平面内的任何两个向量都可以作为一组基底.( × )(2)若a ,b 不共线,且λ1a +μ1b =λ2a +μ2b ,则λ1=λ2,μ1=μ2.( √ )(3)平面向量的基底不唯一,只要基底确定后,平面内的任何一个向量都可被这组基底唯一表示.( √ )(4)若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件可表示成x 1x 2=y 1y 2.( × )(5)当向量的起点在坐标原点时,向量的坐标就是向量终点的坐标.( √ )1.设e 1,e 2是平面内一组基底,那么( ) A .若实数λ1,λ2使λ1e 1+λ2e 2=0,则λ1=λ2=0B .空间内任一向量a 可以表示为a =λ1e 1+λ2e 2(λ1,λ2为实数)C .对实数λ1,λ2,λ1e 1+λ2e 2不一定在该平面内D .对平面内任一向量a ,使a =λ1e 1+λ2e 2的实数λ1,λ2有无数对 答案 A2.(教材改编)已知a 1+a 2+…+a n =0,且a n =(3,4),则a 1+a 2+…+a n -1的坐标为( ) A .(4,3) B .(-4,-3) C .(-3,-4) D .(-3,4)答案 C解析 a 1+a 2+…+a n -1=-a n =(-3,-4).3.(2015·课标全国Ⅰ)已知点A (0,1),B (3,2),向量AC →=(-4,-3),则向量BC →等于( ) A .(-7,-4) B .(7,4) C .(-1,4) D .(1,4)答案 A解析 AB →=(3,1),AC →=(-4,-3),BC →=AC →-AB →=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4). 4.已知向量a =(2,3),b =(-1,2),若m a +n b 与a -2b 共线,则mn =________.答案 -12解析 由已知条件可得m a +n b =(2m,3m )+(-n,2n )=(2m -n,3m +2n ),a -2b =(2,3)-(-2,4)=(4,-1).∵m a +n b 与a -2b 共线,∴2m -n 4=3m +2n -1,即n -2m =12m +8n ,∴m n =-12.5.(教材改编)已知▱ABCD 的顶点A (-1,-2),B (3,-1),C (5,6),则顶点D 的坐标为________. 答案 (1,5)解析 设D (x ,y ),则由AB →=DC →,得(4,1)=(5-x,6-y ),即⎩⎪⎨⎪⎧ 4=5-x ,1=6-y ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =5.题型一 平面向量基本定理的应用例1 在平行四边形ABCD 中,AC 与BD 交于点O ,E 是线段OD 的中点,AE 的延长线与CD 交于点F .若AC →=a ,BD →=b ,则AF →等于( ) A.14a +12b B.12a +14b C.23a +13b D.13a +23b 答案 C解析 ∵AC →=a ,BD →=b , ∴AD →=AO →+OD → =12AC →+12BD →=12a +12b . ∵E 是OD 的中点,∴DE EB =13,∴DF =13AB .∴DF →=13AB →=13(OB →-OA →)=13×[-12BD →-(-12AC →)] =16AC →-16BD →=16a -16b , ∴AF →=AD →+DF →=12a +12b +16a -16b=23a+13b,故选C.思维升华平面向量基本定理应用的实质和一般思路(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.如图,在△ABC 中,AN →=13NC →,P 是BN 上的一点,若AP →=mAB →+211AC →,则实数m 的值为________.答案311解析 设BP →=kBN →,k ∈R . 因为AP →=AB →+BP →=AB →+kBN → =AB →+k (AN →-AB →)=AB →+k (14AC →-AB →)=(1-k )AB →+k 4AC →,且AP →=mAB →+211AC →,所以1-k =m ,k 4=211,解得k =811,m =311.题型二 平面向量的坐标运算例2 (1)已知a =(5,-2),b =(-4,-3),若a -2b +3c =0,则c 等于( ) A.⎝⎛⎭⎫1,83 B.⎝⎛⎭⎫-133,83 C.⎝⎛⎭⎫133,43D.⎝⎛⎭⎫-133,-43 (2)已知向量a =(1,-2),b =(m,4),且a ∥b ,则2a -b 等于( ) A .(4,0) B .(0,4) C .(4,-8)D .(-4,8)答案 (1)D (2)C解析 (1)由已知3c =-a +2b =(-5,2)+(-8,-6)=(-13,-4). 所以c =⎝⎛⎭⎫-133,-43. (2)因为向量a =(1,-2),b =(m,4),且a ∥b , 所以1×4+2m =0,即m =-2,所以2a -b =2×(1,-2)-(-2,4)=(4,-8).思维升华 向量的坐标运算主要是利用加、减、数乘运算法则进行计算.若已知有向线段两端点的坐标,则应先求出向量的坐标,解题过程中要注意方程思想的运用及正确使用运算法则.(1)(2016·北京东城区模拟)向量a ,b ,c 在正方形网格中的位置如图所示,若c=λa +μb (λ,μ∈R ),则λμ=________.(2)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 .(2,72)B .(2,-12)C .(3,2)D .(1,3)答案 (1)4 (2)A解析 (1)以向量a 和b 的交点为原点建立如图所示的平面直角坐标系(设每个小正方形边长为1),则A (1,-1),B (6,2),C (5,-1),∴a =AO →=(-1,1),b =OB →=(6,2),c =BC →=(-1,-3). ∵c =λa +μb ,∴(-1,-3)=λ(-1,1)+μ(6,2),即⎩⎪⎨⎪⎧-λ+6μ=-1,λ+2μ=-3, 解得λ=-2,μ=-12,∴λμ=4.(2)设D (x ,y ),AD →=(x ,y -2),BC →=(4,3),又BC →=2AD →,∴⎩⎪⎨⎪⎧4=2x ,3=2(y -2),∴⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =72,故选A.题型三 向量共线的坐标表示命题点1 利用向量共线求向量或点的坐标例3 已知点A (4,0),B (4,4),C (2,6),则AC 与OB 的交点P 的坐标为________. 答案 (3,3)解析 方法一 由O ,P ,B 三点共线,可设OP →=λOB →=(4λ,4λ),则AP →=OP →-OA →=(4λ-4,4λ). 又AC →=OC →-OA →=(-2,6),由AP →与AC →共线,得(4λ-4)×6-4λ×(-2)=0, 解得λ=34,所以OP →=34OB →=(3,3),所以点P 的坐标为(3,3).方法二 设点P (x ,y ),则OP →=(x ,y ),因为OB →=(4,4),且OP →与OB →共线,所以x 4=y 4,即x =y .又AP →=(x -4,y ),AC →=(-2,6),且AP →与AC →共线, 所以(x -4)×6-y ×(-2)=0,解得x =y =3, 所以点P 的坐标为(3,3). 命题点2 利用向量共线求参数例4 (2017·郑州月考)已知向量a =(1-sin θ,1),b =(12,1+sin θ),若a ∥b ,则锐角θ=________. 答案 45°解析 由a ∥b ,得(1-sin θ)(1+sin θ)=12,所以cos 2θ=12,∴cos θ=22或cos θ=-22,又θ为锐角,∴θ=45°.思维升华 平面向量共线的坐标表示问题的常见类型及解题策略(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.(1)已知梯形ABCD ,其中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________.(2)设OA →=(-2,4),OB →=(-a,2),OC →=(b,0),a >0,b >0,O 为坐标原点,若A ,B ,C 三点共线,则1a +1b 的最小值为________.答案 (1)(2,4) (2)3+222解析 (1)∵在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,DC =2AB , ∴DC →=2AB →.设点D 的坐标为(x ,y ),则DC →=(4,2)-(x ,y )=(4-x,2-y ), AB →=(2,1)-(1,2)=(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). (2)由已知得AB →=(-a +2,-2),AC →=(b +2,-4),又AB →∥AC →,所以(-a +2,-2)=λ(b +2,-4),即⎩⎪⎨⎪⎧-a +2=λ(b +2),-2=-4λ,整理得2a +b =2, 所以1a +1b =12(2a +b )(1a +1b )=12(3+2a b +b a )≥12(3+22a b ·b a )=3+ 222(当且仅当b =2a 时,等号成立).11.解析法(坐标法)在向量中的应用典例 (12分)给定两个长度为1的平面向量OA →和OB →,它们的夹角为2π3.如图所示,点C 在以O 为圆心的AB 上运动.若OC →=xOA →+yOB →,其中x ,y ∈R ,求x +y 的最大值.思想方法指导 建立平面直角坐标系,将向量坐标化,将向量问题转化为函数问题更加凸显向量的代数特征. 规范解答解 以O 为坐标原点,OA →所在的直线为x 轴建立平面直角坐标系,如图所示,则A (1,0),B (-12,32).[4分]设∠AOC =α(α∈[0,2π3]),则C (cos α,sin α),由OC →=xOA →+yOB →,得⎩⎨⎧cos α=x -12y ,sin α=32y ,所以x =cos α+33sin α,y =233sin α,[8分] 所以x +y =cos α+3sin α=2sin(α+π6),[10分]又α∈[0,2π3],所以当α=π3时,x +y 取得最大值2.[12分]1.(2016·安徽六校教育研究会二模)在平行四边形ABCD 中,AB →=a ,AC →=b ,DE →=2EC →,则BE →等于( ) A .b -13aB .b -23aC .b -43aD .b +13a答案 C解析 因为BC →=AC →-AB →,DE →=2EC →, 所以BE →=BC →+CE →=BC →+13CD →=BC →-13AB →=AC →-AB →-13AB →=AC →-43AB →=b -43a ,故选C.2.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)答案 A解析 设N (x ,y ),则(x -5,y +6)=(-3,6), ∴x =2,y =0.3.已知向量a =(1,2),b =(1,0),c =(3,4).若λ为实数,(a +λb )∥c ,则λ等于( ) A.14 B.12 C .1 D .2 答案 B解析 ∵a +λb =(1+λ,2),c =(3,4), 且(a +λb )∥c ,∴1+λ3=24,∴λ=12,故选B.4.已知a =(1,1),b =(1,-1),c =(-1,2),则c 等于( ) A .-12a +32bB.12a -32b C .-32a -12bD .-32a +12b答案 B解析 设c =λa +μb ,∴(-1,2)=λ(1,1)+μ(1,-1),∴⎩⎪⎨⎪⎧-1=λ+μ,2=λ-μ,∴⎩⎨⎧λ=12,μ=-32,∴c =12a -32b .5.(2017·淮南质检)已知平行四边形ABCD 中,AD →=(3,7),AB →=(-2,3),对角线AC 与BD 交于点O ,则CO →的坐标为( )A .(-12,5)B .(12,5)C .(12,-5)D .(-12,-5)答案 D解析 ∵AC →=AB →+AD →=(-2,3)+(3,7)=(1,10), ∴OC →=12AC →=(12,5),∴CO →=(-12,-5).6.在△ABC 中,点D 在BC 边上,且CD →=2DB →,CD →=rAB →+sAC →,则r +s 等于( ) A.23 B.43 C .-3 D .0 答案 D解析 因为CD →=2DB →,所以CD →=23CB →=23(AB →-AC →)=23AB →-23AC →,则r +s =23+⎝⎛⎭⎫-23=0,故选D.7.在▱ABCD 中,AC 为一条对角线,AB →=(2,4),AC →=(1,3),则向量BD →的坐标为__________. 答案 (-3,-5)解析 ∵AB →+BC →=AC →,∴BC →=AC →-AB →=(-1,-1), ∴BD →=AD →-AB →=BC →-AB →=(-3,-5).8.设0<θ<π2,向量a =(sin 2θ,cos θ),b =(cos θ,1),若a ∥b ,则tan θ=________.答案 12解析 ∵a ∥b ,∴sin 2θ×1-cos 2θ=0, ∴2sin θcos θ-cos 2θ=0,∵0<θ<π2,∴cos θ>0,∴2sin θ=cos θ,∴tan θ=12.9.在平行四边形ABCD 中,E 和F 分别是CD 和BC 的中点.若AC →=λAE →+μAF →,其中λ,μ∈R ,则λ+μ=________. 答案 43解析 选择AB →,AD →作为平面向量的一组基底, 则AC →=AB →+AD →,AE →=12AB →+AD →,AF →=AB →+12AD →,又AC →=λAE →+μAF →=(12λ+μ)AB →+(λ+12μ)AD →,于是得⎩⎨⎧12λ+μ=1,λ+12μ=1,解得⎩⎨⎧λ=23,μ=23,所以λ+μ=43.10.如图所示,A ,B ,C 是圆O 上的三点,线段CO 的延长线与BA 的延长线交于圆O 外的一点D ,若OC →=mOA →+nOB →,则m +n 的取值范围是________.答案 (-1,0)解析 由题意得,OC →=kOD →(k <0), 又|k |=|OC →||OD →|<1,∴-1<k <0.又∵B ,A ,D 三点共线, ∴OD →=λOA →+(1-λ)OB →,∴mOA →+nOB →=kλOA →+k (1-λ)OB →, ∴m =kλ,n =k (1-λ),∴m +n =k ,从而m +n ∈(-1,0). 11.已知A (1,1),B (3,-1),C (a ,b ). (1)若A ,B ,C 三点共线,求a ,b 的关系式; (2)若AC →=2AB →,求点C 的坐标.解 (1)由已知得AB →=(2,-2),AC →=(a -1,b -1), ∵A ,B ,C 三点共线,∴AB →∥AC →. ∴2(b -1)+2(a -1)=0,即a +b =2. (2)∵AC →=2AB →,∴(a -1,b -1)=2(2,-2).∴⎩⎪⎨⎪⎧ a -1=4,b -1=-4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =5,b =-3.∴点C 的坐标为(5,-3).12.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 =m b +n c 的实数m ,n ; (3)求M ,N 的坐标及向量MN →的坐标.解 (1)由已知得a =(5,-5),b =(-6,-3),c =(1,8).3a +b -3c =3(5,-5)+(-6,-3)-3(1,8) =(15-6-3,-15-3-24)=(6,-42). (2)∵m b +n c =(-6m +n ,-3m +8n )=(5,-5),∴⎩⎪⎨⎪⎧ -6m +n =5,-3m +8n =-5, 解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-1,n =-1.(3)设O 为坐标原点,∵CM →=OM →-OC →=3c , ∴OM →=3c +OC →=(3,24)+(-3,-4)=(0,20), ∴M (0,20).又∵CN →=ON →-OC →=-2b ,∴ON →=-2b +OC →=(12,6)+(-3,-4)=(9,2), ∴N (9,2),∴MN →=(9,-18).13.如图所示,G 是△OAB 的重心,P ,Q 分别是边OA 、OB 上的动点,且P ,G ,Q 三点共线.(1)设PG →=λPQ →,将OG →用λ,OP →,OQ →表示; (2)设OP →=xOA →,OQ →=yOB →,证明:1x +1y 是定值.(1)解 OG →=OP →+PG →=OP →+λPQ →=OP →+λ(OQ →-OP →)=(1-λ)OP →+λOQ →. (2)证明 一方面,由(1),得OG →=(1-λ)OP →+λOQ → =(1-λ)xOA →+λy OB →;①另一方面,∵G 是△OAB 的重心,∴OG →=23OM →=23×12(OA →+OB →)=13OA →+13OB →.②由①②得⎩⎨⎧(1-λ)x =13,λy =13.∴1x +1y =3(1-λ)+3λ=3(定值).。
【高考数学】2018最新版本高考数学一轮复习:05-2平面向量基本定理及向量的坐标运算

(2)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,叫作把向量正 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,有且 只有一对实数x,y,使a=xi+yj,把有序数对(x,y) 叫作向量 a的坐标,记作a= (x,y) ,其中 x 叫a在x轴上的坐标, y 叫a 在y轴上的坐标. → → ( x , y ) ②设 OA=xi+yj,则 就是终点A的坐标,即若 OA = (x,y),则A点坐标为 (x,y) ,反之亦成立.(O是坐标原点)
3.平面向量的坐标运算 → → (1)已知点A(x1,y1),B(x2,y2),则AB= (x2-x1,y2-y1, ) |AB|
2 2 = x2-x1 +y2-y1 .
Hale Waihona Puke (2)已知a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a+b= (x1+x2,y1+y2), a-b= (x1-x2,y1-y2) ,λa= (λx1,λy1),a∥b的充要条件是
x1y2-x2y1=0 .
1 ± a | a | (3)非零向量a的单位向量为 .
基 础 自 测
1.(教材改编题)下列各组向量中,可以作为基底的是( A.e1=(0,0),e2=(2,-3) B.e1=(2,-3),e2=(5,7) C.e=(1,-2),e2=(-2,4)
3 3 D.e1=2,2,e2=-1,-4
A.(8,1)
1 C.4,-2
[答案]
D
[解析]
1 -4, . 2
1→ 1 → 1 → MN = (ON -OM )= [(-5,-1)-(3,-2)]= 2 2 2
最新-2018年高考数学一轮复习 52 平面向量基本定理及

2018年高考数学一轮复习精品教学案5.2 平面向量基本定理及坐标表示(新课标人教版,学生版)【考纲解读】1.了解平面向量的基本定理及其意义. 2.掌握平面向量的正交分解及其坐标表示. 3.会用坐标表示平面向量的加法、减法与数乘运算. 4.理解用坐标表示的平面向量共线的条件.【考点预测】高考对此部分内容考查的热点与命题趋势为:1.平面向量是历年来高考重点内容之一,经常与三角函数、立体几何、解析几何、不等式等知识结合起来考查,在选择题、填空题与解答题中均有可能出现,平面向量的基本定理及坐标表示的考查,经常以选择题与填空题的形式单独考查,有时也在解答题中与其他知识结合起来考查,在考查平面向量知识的同时,又考查转化思想和分类讨论等思想,以及分析问题、解决问题的能力.2.2018年的高考将会继续保持稳定,坚持考查平面向量与其他知识的结合,或在选择题、填空题中继续搞创新,命题形式会更加灵活. 【要点梳理】1.平面向量基本定理:设1e 、2e是一平面内的两个不平行的向量,那么对平面内任意一向量a ,存在唯一的一对实数,x y ,使得a =1xe +y 2e.其中{}12,e e 叫做这一平面内所有向量的一组基底.2.向量的直角坐标运算:设a =11(,)x y ,b =22(,)x y ,则a +b=1212(,)x x y y ++; a -b =1212x x y y +;λa=11(,)x y λλ.3.两个结论:(1)两个向量a =11(,)x y ,b=22(,)x y 相等⇔12x x =且12y y =;(2)在平面向量基本定理中,由两个基底1e ,2e 决定的向量a =1λ1e +1μ2e与b =2λ1e +2μ2e相等的条件是12λλ=且12μμ=,若a =0 ,则1λ=1μ=0.【例题精析】考点一 平面向量基本定理的应用例 1. (2018年高考全国卷理科6)ABC ∆中,AB 边上的高为CD ,若,,0,||1,|C B a C A b a b a b ==⋅=== ,则AD = ( )A .1133a b -B .2233a b -C .3355a b -D .4455a b -【变式训练】1. (2018年高考全国卷Ⅱ文科10)△ABC 中,点D 在边AB 上,CD 平分∠ACB ,若CB= a ,CA = b , a = 1 ,b = 2, 则CD=( )(A )13a + 23b (B )23a +13b (C )35a +45b (D )45a +35b 考点二 向量的坐标运算例2.(2018年高考广东卷文科3)已知向量(1,2),(1,0),(3,4)a b c ===,若λ为实数,()//a b c λ+,则λ=( )A .14 B .12C .1D .2 【变式训练】2.(2018年高考重庆卷理科6)设,x y ∈R ,向量()()()4,2,,1,1,-===y x ,且//,⊥_______=+.(A (B (C )(D )10 【易错专区】问题:平面向理基本定理例.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 .【课时作业】1.(2018年高考广东卷A 文科第3题)已知平面向量a =,1x () ,b =2,x x (-), 则向量+a b ( )A 平行于x 轴 B.平行于第一、三象限的角平分线 C.平行于y 轴 D.平行于第二、四象限的角平分线2. (2018年高考广东卷理科3) 若向量BA=(2,3),CA =(4,7),则BC =( )A (-2,-4)B (3,4)C (6,10D (-6,-10)3.(福建省福州市2018年3月高中毕业班质量检查理科)在ABC ∆中,点O 在线段BC 的延长线上,且与点C 不重合,若()x x -+=1,则实数x 的取值范围是( ) A. )0,(-∞ B. ),0(+∞ C. )0,1(- D.)1,0(4.(2018年高考江西卷理科第13题)已知向量(3,1)a = ,(1,3)b = ,(,7)c k = ,若()a c -∥b,则k = .【考题回放】1.(2018年高考广东卷文科3)若向量AB=(1,2),BC =(3,4),则AC =( )A (4,6)B (-4,-6)C (-2,-2)D (2,2)2.(2018年高考全国卷文科9)ABC ∆中,AB 边的高为CD ,若C B a = ,CA b = ,0a b ⋅= ,||1a = ,||2b =,则AD = ( )(A )1133a b - (B )2233a b - (C )3355a b - (D )4455a b -3. (2018年高考山东卷理科12)设1A ,2A ,3A ,4A 是平面直角坐标系中两两不同的四点,若1312A A A A λ= (λ∈R),1412A A A A μ=(μ∈R),且112λμ+=,则称3A ,4A 调和分割1A ,2A ,已知点C(c ,o),D(d ,O)(c ,d ∈R)调和分割点A(0,0),B(1,0),则下面说法正确的是( )(A)C 可能是线段AB 的中点 (B)D 可能是线段AB 的中点 (C)C ,D 可能同时在线段AB 上(D) C ,D 不可能同时在线段AB 的延长线上4.(2018年高考山东卷文科12)定义平面向量之间的一种运算“ ”如下:对任意的(,)a m n =,(,)b p q =,令a b mq np =- ,下面说法错误的是( )(A)若a 与b 共线,则0a b = (B)a b b a =(C)对任意的R λ∈,有()()a b a b λλ= (D)2222()()||||a b a b a b +∙=5.(2018年高考湖南卷文科13)设向量,a b 满足||(2,1),a b ==且a b 与的方向相反,则a的坐标为 .。
第2讲 平面向量的基本定理及坐标表示

第2讲 平面向量的基本定理及坐标表示基础知识整合1.平面向量的基本定理如果e 1,e 2是同一平面内的两个01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λ1,λ2使a =02λ1e 1+λ2e 2.2.平面向量的坐标表示在直角坐标系内,分别取与03x 轴、y 轴正方向相同的两个单位向量i ,j 作为基底,对任一向量a ,有唯一一对实数x ,y ,使得:a =x i +y j ,04(x ,y )叫做向量a 的直角坐标,记作a =(x ,y ),显然i =05(1,0),j =06(0,1),0= 07(0,0).3.平面向量的坐标运算 (1)设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2), 则a +b =08(x 1+x 2,y 1+y 2), a -b =09(x 1-x 2,y 1-y 2), λa =10(λx 1,λy 1). (2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则AB →=11(x 2-x 1,y 2-y 1),|AB→|=12 (x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2.4.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 ≠0,则a ∥b ⇔a =λb (λ∈R )⇔13x 1y 2-x 2y 1=0.1.平面向量一组基底是两个不共线向量,平面向量基底可以有无穷多组. 2.当且仅当x 2y 2≠0时,a ∥b 与x 1x 2=y 1y 2等价,即两个不平行于坐标轴的共线向量的对应坐标成比例.3.若a 与b 不共线,且λa +μb =0,则λ=μ=0.4.已知P 为线段AB 的中点,若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 22,y 1+y 22. 5.已知△ABC 的顶点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3),则△ABC 的重心G 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 1+x 2+x 33,y 1+y 2+y 33. 6.A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3)三点共线的充要条件为(x 2-x 1)(y 3-y 1)-(x 3-x 1)(y 2-y 1)=0,或(x 2-x 1)(y 3-y 2)=(x 3-x 2)(y 2-y 1),或(x 3-x 1)(y 3-y 2)=(x 3-x 2)(y 3-y 1).1.(2019·福州模拟)已知向量a =(2,4),b =(-1,1),则2a +b 等于( ) A .(5,7) B .(5,9) C .(3,7) D .(3,9)答案 D解析 2a +b =2×(2,4)+(-1,1)=(3,9),故选D.2.(2019·郑州模拟)设向量a =(x,1),b =(4,x ),若a ,b 方向相反,则实数x 的值是( )A .0B .±2C .2D .-2 答案 D解析 由题意可得a ∥b ,所以x 2=4,解得x =-2或2,又因为a ,b 方向相反,所以x =-2.故选D.3.(2019·桂林模拟)下列各组向量中,可以作为基底的是( ) A .e 1=(0,0),e 2=(1,-2) B .e 1=(-1,2),e 2=(5,7) C .e 1=(3,5),e 2=(6,10) D .e 1=(2,-3),e 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-34答案 B解析 两个不共线的非零向量构成一组基底,A 中向量e 1为零向量,C ,D 中两向量共线,B 中e 1≠0,e 2≠0,且e 1与e 2不共线.故选B.4.在△ABC 中,已知A (2,1),B (0,2),BC →=(1,-2),则向量AC →=( )A .(0,0)B .(2,2)C .(-1,-1)D .(-3,-3)答案 C解析 因为A (2,1),B (0,2),所以AB →=(-2,1).又因为BC →=(1,-2),所以AC →=AB→+BC →=(-2,1)+(1,-2)=(-1,-1).故选C. 5.已知点A (1,3),B (4,-1),则与AB →同方向的单位向量是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫35,-45 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫45,-35 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,45 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-45,35 答案 A解析 因为AB →=(3,-4),所以与AB →同方向的单位向量为AB →|AB →|=⎝ ⎛⎭⎪⎫35,-45.6.已知向量a =(1,2),b =(1,0),c =(3,4).若λ为实数,(a +λb )∥c ,则λ等于________.答案 12解析 因为a +λb =(1+λ,2),c =(3,4),且(a +λb )∥c ,所以1+λ3=24,所以λ=12.核心考向突破考向一 平面向量基本定理的应用例1 (1)(2019·四川雅安模拟)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 →答案 D解析 ∵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 →.故选D.(2)如图所示,|OA →|=|OB →|=1,|OC →|=3,∠AOB =60°,OB →⊥OC →,设OC →=xOA→+yOB →,则x +y =________.答案 -1解析 如图,过C 作CD ∥OB ,交OA 的反向延长线于点D ,连接BC ,由|OB →|=1,|OC →|=3,OB →⊥OC →,得∠OCB =30°.又∠COD =180°-∠COB -∠AOB =30°,∴BC ∥OD ,∴OC →=OD →+OB →=-2OA →+OB →.∴x =-2,y =1,则x +y =-1.应用平面向量基本定理表示向量的方法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法、减法或数乘运算,基本方法有两种:(1)运用向量的线性运算法则对待求向量不断进行化简,直至用基底表示为止.(2)将向量用含参数的基底表示,然后列方程或方程组,利用基底表示向量的唯一性求解.[即时训练] 1.(2019·河北保定质检)设M 是△ABC 所在平面上的一点,且MB →+32MA →+32MC →=0,D 是AC 的中点,则|MD →||BM →|的值为( )A.13B.12 C .1 D .2答案 A解析 ∵D 是AC 的中点,∴DA →+DC →=0.又MB→+32MA →+32MC →=0, ∴MB→=-32(MA →+MC →)=-32(DA →-DM →+DC →-DM →),即MB →=3DM →,故MD →=13BM →,∴|MD →||BM →|=13.故选A.2.如图,在△ABC 中,N 为线段AC 上靠近A 的三等分点,点P 在BN 上且A P →=⎝⎛⎭⎪⎫m +211AB →+211B C →,则实数m 的值为( )A .1B.12C.911D.511答案 D解析 设B P →=λBN →=λ(A N →-A B →)=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫13A C →-A B →=-λAB→+λ3A C →(0≤λ≤1),∴A P →=A B →+B P →=(1-λ)A B →+λ3A C →.又A P →=⎝ ⎛⎭⎪⎫m +211A B →+211B C →=⎝ ⎛⎭⎪⎫m +211A B →+211(A C →-A B →)=mAB→+211A C →, ∴⎩⎪⎨⎪⎧λ3=211,m =1-λ,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=611,m =511,∴m =511.故选D.考向二 平面向量的坐标表示例2 (1)(2019·河南洛阳统考)如图,在正方形ABCD 中,M ,N 分别是BC ,CD 的中点,若AC →=λAM →+μBN →,则λ+μ的值为( )A.85 B.58 C .1 D .-1答案 A解析 建立如图所示的平面直角坐标系,不妨令正方形ABCD 的边长为2,则AC→=(2,2),AM →=(2,1),BN →=(-1,2).由AC→=λAM →+μBN →, 得⎩⎨⎧2λ-μ=2,λ+2μ=2,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=65,μ=25,∴λ+μ=85.故选A.(2)(2019·河北武邑模拟)已知在Rt △ABC 中,∠BAC =90°,AB =1,AC =2,D 是△ABC 内一点,且∠DAB =60°,设AD→=λAB →+μAC →(λ,μ∈R ),则λμ=( ) A.233B.33C .3D .2 3答案 A解析 如图,以A 为原点,AB 所在直线为x 轴,AC 所在直线为y 轴建立平面直角坐标系,则B 点的坐标为(1,0),C 点的坐标为(0,2),因为∠DAB =60°,所以设D 点的坐标为(m ,3m )(m ≠0).AD→=(m ,3m )=λAB →+μAC →=λ(1,0)+μ(0,2)=(λ,2μ)⇒λ=m ,μ=32m ,则λμ=233.故选A.平面向量坐标运算的技巧(1)向量的坐标运算主要是利用向量加、减、数乘运算的法则来进行求解的,若已知有向线段两端点的坐标,则应先求向量的坐标.(2)解题过程中,常利用向量相等则其坐标相同这一原则,通过列方程(组)来进行求解,并注意方程思想的应用.[即时训练] 3.已知OB 是平行四边形OABC 的一条对角线,O 为坐标原点,OA→=(2,4),OB →=(1,3),若点E 满足OC →=3EC →,则点E 的坐标为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,-23 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,-13 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫13,13 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫23,23 答案 A解析 易知OC→=OB →-OA →=(-1,-1), 则C (-1,-1),设E (x ,y ),则3EC→=3(-1-x ,-1-y )=(-3-3x ,-3-3y ),由OC →=3EC →,知⎩⎨⎧-3-3x =-1,-3-3y =-1,所以⎩⎪⎨⎪⎧x =-23,y =-23,所以点E 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,-23.4.(2020·天津和平区模拟)如图,在直角梯形ABCD 中,AB ∥DC ,AD ⊥DC ,AD =DC =2AB ,E 为AD 的中点,若CA →=λCE →+μDB→(λ,μ∈R ),则λ+μ的值为( ) A.65 B.85 C .2 D.83答案 B解析 建立如图所示的平面直角坐标系,则D (0,0). 不妨设AB =1,则CD =AD =2, ∴C (2,0),A (0,2),B (1,2),E (0,1),∴CA →=(-2,2),CE →=(-2,1),DB →=(1,2),∵CA →=λCE →+μDB→, ∴(-2,2)=λ(-2,1)+μ(1,2),∴⎩⎨⎧-2λ+μ=-2,λ+2μ=2,解得λ=65,μ=25,则λ+μ=85.故选B.考向三 平面向量共线的坐标表示 例3 (1)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,则实数k 应满足的条件是( )A .k =-2B .k =12 C .k =1 D .k =-1 答案 C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.故选C.(2)(2019·福建福州质检)设向量OA →=(1,-2),OB →=(a ,-1),OC →=(-b,0),其中O 为坐标原点,a >0,b >0,若A ,B ,C 三点共线,则1a +2b的最小值为( )A .4B .6C .8D .9答案 C解析 ∵OA→=(1,-2),OB →=(a ,-1),OC →=(-b,0),∴AB →=OB →-OA →=(a -1,1),AC →=OC →-OA →=(-b -1,2),∵A ,B ,C 三点共线,∴AB→=λAC →,即(a -1,1)=λ(-b -1,2), ∴⎩⎨⎧a -1=λ(-b -1),1=2λ,可得2a +b =1, ∵a >0,b >0,∴1a +2b =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +2b (2a +b )=2+2+b a +4ab ≥4+2b a ·4ab =8,当且仅当b a =4a b ,即a =14,b =12时取等号,故1a +2b 的最小值为8.故选C.利用两向量共线解题的技巧(1)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.(2)如果已知两向量共线,求某些参数的取值时,那么利用“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.[即时训练] 5.已知点A (8,-1),B (1,-3),若点C (2m -1,m +2)在直线AB 上,则实数m =( )A .-12B .13C .-13D .12答案 C解析 AB→=(-7,-2),因为点C 在直线AB 上,故AC →与AB →共线.又因为AC →=(2m -9,m +3),故2m -9-7=m +3-2,所以m =-13.故选C.6.(2019·唐山模拟)已知在平面直角坐标系xOy 中,P 1(3,1),P 2(-1,3),P 1,P 2,P 3三点共线且向量OP 3→与向量a =(1,-1)共线,若OP 3→=λOP 1→+(1-λ)·OP 2→,则λ=( )A .-3B .3C .1D .-1 答案 D解析 设OP 3→=(x ,y ),则由OP 3→∥a 知x +y =0,于是OP 3→=(x ,-x ).若OP 3→=λOP 1→+(1-λ)OP 2→,则有(x ,-x )=λ(3,1)+(1-λ)(-1,3)=(4λ-1,3-2λ),即⎩⎨⎧4λ-1=x ,3-2λ=-x ,所以4λ-1+3-2λ=0,解得λ=-1.故选D.课时作业1.向量a ,b 满足a +b =(-1,5),a -b =(5,-3),则b =( ) A .(-3,4) B .(3,4) C .(3,-4)D .(-3,-4)答案 A解析 由a +b =(-1,5),a -b =(5,-3),得2b =(-1,5)-(5,-3)=(-6,8),所以b =12(-6,8)=(-3,4).2.已知A (1,4),B (-3,2),向量BC →=(2,4),D 为AC 的中点,则BD →=( )A .(1,3)B .(3,3)C .(-3,-3)D .(-1,-3)答案 B解析 设C (x ,y ),则BC →=(x +3,y -2)=(2,4),所以⎩⎨⎧x +3=2,y -2=4,解得⎩⎨⎧x =-1,y =6,即C (-1,6). 由D 为AC 的中点可得点D 的坐标为(0,5),所以BD→=(0+3,5-2)=(3,3). 3.(2019·吉林白山模拟)AC 为平行四边形ABCD 的一条对角线,AB →=(2,4),AC →=(1,3),则AD →=( )A .(2,4)B .(3,7)C .(1,1)D .(-1,-1) 答案 D解析 ∵BC→=AC →-AB →=(-1,-1),∴AD →=BC →=(-1,-1).4.已知向量AB→与向量a =(1,-2)反向共线,|AB →|=25,点A 的坐标为(3,-4),则点B 的坐标为( )A .(1,0)B .(0,1)C .(5,-8)D .(-8,5) 答案 A解析 依题意,设AB→=λa ,其中λ<0,则有|AB →|=|λa |=-λ|a |,即25=-5λ,∴λ=-2,∴AB →=-2a =(-2,4),因此点B 的坐标是(-2,4)+(3,-4)=(1,0).故选A.5.点O 为正六边形ABCDEF 的中心,则可作为基底的一对向量是( ) A.OA →,BC → B.OA →,CD → C.AB →,CF → D.AB→,DE → 答案 B解析 如图,在正六边形ABCDEF 中,OA→与BC →,AB →与CF →,AB →与DE →共线,不能作为基底向量,OA→与CD →不共线,可以作为基底向量.故选B.6.在△ABC 中,P ,Q 分别是AB ,BC 的三等分点,且AP =13AB ,BQ =13BC ,若AB →=a ,AC →=b ,则P Q →=( )A.13a +13b B .-13a +13bC.13a -13b D .-13a -13b答案 A解析 由题意知PQ→=PB →+BQ →=23AB →+13BC →=23AB →+13(AC →-AB →)=13AB →+13AC →=13a +13b .7.若α,β是一组基底,向量γ=x α+y β(x ,y ∈R ),则称(x ,y )为向量γ在基底α,β下的坐标.现已知向量a 在基底p =(1,-1),q =(2,1)下的坐标为(-2,2),则a 在基底m =(-1,1),n =(1,2)下的坐标为( )A .(2,0)B .(0,-2)C .(-2,0)D .(0,2) 答案 D解析 由已知,可得a =-2p +2q =(-2,2)+(4,2)=(2,4).设a =x m +y n ,则(2,4)=x (-1,1)+y (1,2)=(-x +y ,x +2y ),∴⎩⎨⎧-x +y =2,x +2y =4,解得x =0,y =2.故选D.8.(2019·德州模拟)如图,向量e 1,e 2,a 的起点与终点均在正方形网格的格点上,则向量a 可用基底e 1,e 2表示为( )A .e 1+e 2B .-2e 1+e 2C .2e 1-e 2D .2e 1+e 2答案 B解析 由题意可取e 1=(1,0),e 2=(-1,1),a =(-3,1),设a =x e 1+y e 2=x (1,0)+y (-1,1)=(x -y ,y ),即⎩⎨⎧ x -y =-3,y =1,解得⎩⎨⎧x =-2,y =1,故a =-2e 1+e 2.9.在平面直角坐标系xOy 中,已知点A (1,0),B (0,1),C 为坐标平面第一象限内一点且∠AOC =π4,|OC |=2,若 OC→=λOA →+μOB →,则λ+μ=( )A .2 2 B. 2 C .2 D .4 2 答案 A解析 因为|OC |=2,∠AOC =π4,所以C (2,2),又因为OC →=λOA →+μOB →,所以(2,2)=λ(1,0)+μ(0,1)=(λ,μ),所以λ=μ=2,所以λ+μ=2 2.10.(2019·益阳市高三期末)在△ABC 中,M 为AC 的中点,BC →=CD →,MD →=xAB→+yAC →,则x +y =( ) A .1 B.12 C.13D.32答案 B解析 如图,∵M 为AC 的中点,BC→=CD →,∴MD→=MC →+CD →=12AC →+BC →=12AC →+(AC →-AB →)=-AB →+32AC →.又MD→=xAB →+yAC →,且AB →,AC →不共线,∴根据平面向量基本定理得,x =-1,y =32, ∴x +y =12.故选B.11.在△ABC 中,点D 在线段BC 的延长线上,且BC→=3CD →,点O 在线段CD 上(与点C ,D 不重合),若AO→=xAB →+(1-x )AC →,则x 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,13 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,0 答案 D解析 解法一:由已知有AC →+CO →=xAB →+AC →-xAC →,则CO →=x (AB →-AC →)=xCB→=-3xCD →, 因为0<-3x <1,所以x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,0.解法二:设CO →=yBC →,因为AO →=AC →+CO →=AC →+yBC →=AC →+y (AC →-AB →)=-yAB→+(1+y )AC →. 因为BC→=3CD →,点O 在线段CD 上(与点C ,D 不重合),所以y ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,13.因为AO→=xAB →+(1-x )AC →,所以x =-y ,所以x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,0.故选D.12.在等腰直角△ABC 中,AC =BC ,D 在AB 边上且满足CD→=tCA →+(1-t )CB →,若∠ACD =60°,则t 的值为( )A.3-12 B.3-1 C.3-22 D.3+12答案 A解析 由题意知∠ACB =90°,建立如图所示的平面直角坐标系,设AC =BC =1,则C (0,0),A (1,0),B (0,1),直线AB 的方程为x +y =1,直线CD 的方程为y =3x ,联立解得,x =3-12,y =3-32,故D ⎝ ⎛⎭⎪⎫3-12,3-32,故CD →=⎝ ⎛⎭⎪⎫3-12,3-32,CA →=(1,0),CB →=(0,1),故CD →=tCA →+(1-t )CB →=(t,1-t ),故⎝ ⎛⎭⎪⎫3-12,3-32=(t,1-t ),故t =3-12. 13.(2019·江苏无锡模拟)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________.答案 -3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=-3.14.已知梯形ABCD ,其中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________.答案 (2,4)解析 因为在梯形ABCD 中,DC =2AB ,AB ∥CD ,所以DC →=2AB →. 设点D 的坐标为(x ,y ),则DC→=(4,2)-(x ,y )=(4-x,2-y ), AB→=(2,1)-(1,2)=(1,-1), 所以(4-x,2-y )=2(1,-1),即(4-x,2-y )=(2,-2),所以⎩⎨⎧ 4-x =2,2-y =-2,解得⎩⎨⎧x =2,y =4,故点D 的坐标为(2,4).15.向量a ,b ,c 在正方形网格中的位置如图所示.若c =λa +μb (λ,μ∈R ),则λμ=________.答案 4解析 以向量a 和b 的交点为坐标原点建立如图所示的坐标系,设每个小正方形的边长为1个单位,则A (1,-1),B (6,2),C (5,-1),所以a =AO→=(-1,1),b =OB →=(6,2),c =BC →=(-1,-3).由c =λa +μb 可得⎩⎨⎧-1=-λ+6μ,-3=λ+2μ,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=-2,μ=-12,所以λμ=4.16.(2020·石家庄重点高中摸底)在▱ABCD 中,M 为BC 的中点,若AB →=λAM →+μDB→,则λμ=________. 答案 29解析 AM →=AB →+BM →=AB →+12BC →,① DB→=DC →+CB →=AB →-BC →,② 由①②消去BC→得2AM →+DB →=3AB →,即AB →=23AM →+13DB →,∴λ=23,μ=13.故λμ=29.17.已知a =(1,0),b =(2,1).(1)当k 为何值时,k a -b 与a +2b 共线;(2)若AB→=2a +3b ,BC →=a +m b ,且A ,B ,C 三点共线,求m 的值. 解 (1)∵a =(1,0),b =(2,1), ∴k a -b =k (1,0)-(2,1)=(k -2,-1), a +2b =(1,0)+2(2,1)=(5,2), ∵k a -b 与a +2b 共线,∴2(k -2)-(-1)×5=0,∴k =-12. (2)AB→=2(1,0)+3(2,1)=(8,3). BC→=(1,0)+m (2,1)=(2m +1,m ). ∵A ,B ,C 三点共线,∴AB →∥BC →,∴8m -3(2m +1)=0,∴m =32.18.若点M 是△ABC 所在平面内一点,且满足AM→=34AB →+14AC →.(1)求△ABM 与△ABC 的面积之比;(2)若N 为AB 的中点,AM 与CN 交于点O ,设BO →=xBM →+yBN →,求x ,y 的值.解 (1)由AM→=34AB →+14AC →,可知M ,B ,C 三点共线.如图令BM→=λBC →得AM →=AB →+BM →=AB →+λBC →=AB →+λ(AC →-AB →)=(1-λ)AB →+λAC →,所以λ=14,所以S △ABM S △ABC =14,即面积之比为1∶4.(2)由BO →=xBM →+yBN →得BO →=xBM →+y 2BA →,BO →=x 4BC →+yBN →,由O ,M ,A 三点共线及O ,N ,C 三点共线⇒⎩⎪⎨⎪⎧ x +y 2=1,x 4+y =1⇒⎩⎪⎨⎪⎧x =47,y =67.19.(2019·启东模拟)如图,G 是△OAB 的重心,P ,Q 分别是边OA ,OB 上的动点,且P ,G ,Q 三点共线.(1)设PG→=λPQ →,将OG →用λ,OP →,OQ →表示;(2)设OP →=xOA →,OQ →=yOB →,证明:1x +1y 是定值.解 (1)OG→=OP →+PG →=OP →+λPQ →=OP →+λ(OQ →-OP →)=(1-λ)OP →+λOQ →.(2)证明:由(1),得OG →=(1-λ)OP →+λOQ →=(1-λ)xOA→+λy OB →,①∵G 是△OAB 的重心, ∴OG→=23OM →=23×12(OA →+OB →) =13OA →+13OB →.② 而OA→,OB →不共线, ∴由①②,得⎩⎪⎨⎪⎧(1-λ)x =13,λy =13.解得⎩⎪⎨⎪⎧1x =3-3λ,1y =3λ.∴1x +1y =3(定值).20.(2019·衡水中学调研)如图,已知平面内有三个向量OA →,OB →,OC →,其中OA →与OB →的夹角为120°,OA→与OC →的夹角为30°,且|OA →|=|OB →|=1,|OC →|=2 3.若OC →=λOA →+μOB →(λ,μ∈R ),求λ+μ的值.解 解法一:如图,作平行四边形OB 1CA 1,则OC→=OB 1→+OA 1→,因为OA →与OB →的夹角为120°,OA →与OC →的夹角为30°,所以∠B 1OC =90°.在Rt △OB 1C 中,∠OCB 1=30°,|OC |=23, 所以|OB 1|=2,|B 1C |=4,所以|OA 1|=|B 1C |=4,所以OC →=4OA →+2OB →,所以λ=4,μ=2,所以λ+μ=6.解法二:以O 为坐标原点,建立如图所示的平面直角坐标系,则A (1,0),B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,32,C (3,3).由OC →=λOA →+μOB →,得⎩⎪⎨⎪⎧3=λ-12μ,3=32μ,解得⎩⎨⎧λ=4,μ=2.所以λ+μ=6.。
江苏专用2018版高考数学大一轮复习第五章平面向量5.2平面向量基本定理及坐标表示教师用书文

5.2 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不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,有且只有一对实数λ1,λ2,使a =λ1e 1+λ2e 2.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. 2.平面向量的坐标运算(1)向量加法、减法、数乘及向量的模 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 →=(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向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2) (a ≠0),如果a ∥b ,那么x 1y 2-x 2y 1=0;反过来,如果x 1y 2-x 2y 1=0,那么a ∥b . 【知识拓展】1.若a 与b 不共线,λa +μb =0,则λ=μ=0.2.设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),如果x 2≠0,y 2≠0,则a ∥b ⇔x 1x 2=y 1y 2. 【思考辨析】判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)平面内的任何两个向量都可以作为一组基底.( × )(2)若a ,b 不共线,且λ1a +μ1b =λ2a +μ2b ,则λ1=λ2,μ1=μ2.( √ )(3)平面向量的基底不唯一,只要基底确定后,平面内的任何一个向量都可被这组基底唯一表示.( √ )(4)若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b 的充要条件可表示成x 1x 2=y 1y 2.( × ) (5)当向量的起点在坐标原点时,向量的坐标就是向量终点的坐标.( √ )1.(教材改编)如果e 1,e 2是平面α内所有向量的一组基底,λ,μ是实数,则下列说法中正确的有______.(填序号)①若λ,μ满足λe 1+μe 2=0,则λ=μ=0;②对于平面α内任意一个向量a ,使得a =λe 1+μe 2成立的实数λ,μ有无数对; ③线性组合λe 1+μe 2可以表示平面α内的所有向量; ④当λ,μ取不同的值时,向量λe 1+μe 2可能表示同一向量. 答案 ①③解析 ①正确.若λ≠0,则e 1=-μλe 2,从而向量e 1,e 2共线,这与e 1,e 2不共线相矛盾,同理可说明μ=0.②不正确.由平面向量基本定理可知λ,μ唯一确定.③正确.平面α内的任一向量a 可表示成λe 1+μe 2的形式,反之也成立;④不正确.结合向量加法的平行四边形法则易知,当λe 1和μe 2确定后,其和向量λe 1+μe 2唯一确定.2.(教材改编)给出下面几种说法: ①相等向量的坐标相同;②平面上一个向量对应于平面上唯一的坐标; ③一个坐标对应于唯一的一个向量;④平面上一个点与以原点为始点,该点为终点的向量一一对应. 其中正确说法的个数是________. 答案 3解析 由向量坐标的定义不难看出一个坐标可对应无数个相等的向量,故③错误.3.(2015·课标全国Ⅰ)已知点A (0,1),B (3,2),向量AC →=(-4,-3),则向量BC →=________. 答案 (-7,-4)解析 AB →=(3,1),AC →=(-4,-3),BC →=AC →-AB →=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4). 4.已知向量a =(2,3),b =(-1,2),若m a +n b 与a -2b 共线,则mn=________. 答案 -12解析 由已知条件可得m a +n b =(2m,3m )+(-n,2n )=(2m -n,3m +2n ),a -2b =(2,3)-(-2,4)=(4,-1).∵m a +n b 与a -2b 共线,∴2m -n 4=3m +2n-1, 即n -2m =12m +8n ,∴m n =-12.5.(教材改编)已知▱ABCD 的顶点A (-1,-2),B (3,-1),C (5,6),则顶点D 的坐标为________. 答案 (1,5)解析 设D (x ,y ),则由AB →=DC →,得(4,1)=(5-x,6-y ),即⎩⎪⎨⎪⎧4=5-x ,1=6-y ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =5.题型一 平面向量基本定理的应用例1 (1)在平行四边形ABCD 中,AC 与BD 交于点O ,E 是线段OD 的中点,AE 的延长线与CD 交于点F .若AC →=a ,BD →=b ,则AF →=______________.(2)(2016·苏锡常镇调研)如图,在△ABC 中,BO 为边AC 上的中线,BG →=2GO →,设CD →∥AG →,若AD →=15AB →+λAC →(λ∈R ),则λ的值为________.答案 (1)23a +13b (2)65解析 ∵AC →=a ,BD →=b ,∴AD →=AO →+OD → =12AC →+12BD →=12a +12b . ∵E 是OD 的中点,∴DE EB =13,∴DF =13AB .∴DF →=13AB →=13(OB →-OA →)=13×[-12BD →-(-12AC →)]=16AC →-16BD →=16a -16b , ∴AF →=AD →+DF →=12a +12b +16a -16b=23a +13b . (2)因为BG →=2GO →,所以AG →=23×12(AB →+AC →)=13AB →+13AC →.因为CD →∥AG →,所以设CD →=mAG →,从而AD →=AC →+CD →=AC →+m 3AB →+m 3AC →=(1+m 3)AC →+m 3AB →.因为AD →=15AB →+λAC →,所以m 3=15,λ=1+m 3=65.思维升华 平面向量基本定理应用的实质和一般思路(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.如图,在△ABC 中,AN →=13NC →,P 是BN 上的一点,若AP →=mAB →+211AC →,则实数m的值为________.答案311解析 设BP →=kBN →,k ∈R . 因为AP →=AB →+BP →=AB →+kBN → =AB →+k (AN →-AB →)=AB →+k (14AC →-AB →)=(1-k )AB →+k 4AC →,且AP →=mAB →+211AC →,所以1-k =m ,k 4=211,解得k =811,m =311.题型二 平面向量的坐标运算例2 (1)已知a =(5,-2),b =(-4,-3),若a -2b +3c =0,则c =__________. (2)(2016·盐城模拟)已知向量a =(1,-2),b =(m,4),且a ∥b ,则2a -b =________. 答案 (1)⎝ ⎛⎭⎪⎫-133,-43 (2)(4,-8)解析 (1)由已知3c =-a +2b=(-5,2)+(-8,-6)=(-13,-4). 所以c =⎝ ⎛⎭⎪⎫-133,-43.(2)因为向量a =(1,-2),b =(m,4),且a ∥b , 所以1×4+2m =0,即m =-2,所以2a -b =2×(1,-2)-(-2,4)=(4,-8).思维升华 向量的坐标运算主要是利用加、减、数乘运算法则进行计算.若已知有向线段两端点的坐标,则应先求出向量的坐标,解题过程中要注意方程思想的运用及正确使用运算法则.(1)(2016·江苏宿迁三校模拟)向量a ,b ,c 在正方形网格中的位置如图所示,若c =λa +μb (λ,μ∈R ),则λμ=______.(2)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__________. 答案 (1)4 (2)(2,72)解析 (1)以向量a 和b 的交点为原点建立如图所示的平面直角坐标系(设每个小正方形边长为1),则A (1,-1),B (6,2),C (5,-1),∴a =AO →=(-1,1),b =OB →=(6,2),c =BC →=(-1,-3). ∵c =λa +μb ,∴(-1,-3)=λ(-1,1)+μ(6,2),即⎩⎪⎨⎪⎧-λ+6μ=-1,λ+2μ=-3,解得λ=-2,μ=-12,∴λμ=4.(2)设D (x ,y ),AD →=(x ,y -2),BC →=(4,3),又BC →=2AD →,∴⎩⎪⎨⎪⎧4=2x ,3=2 y -2 ,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =72.题型三 向量共线的坐标表示命题点1 利用向量共线求向量或点的坐标例3 已知点A (4,0),B (4,4),C (2,6),则AC 与OB 的交点P 的坐标为________. 答案 (3,3)解析 方法一 由O ,P ,B 三点共线,可设OP →=λOB →=(4λ,4λ),则AP →=OP →-OA →=(4λ-4,4λ).又AC →=OC →-OA →=(-2,6),由AP →与AC →共线,得(4λ-4)×6-4λ×(-2)=0, 解得λ=34,所以OP →=34OB →=(3,3),所以点P 的坐标为(3,3).方法二 设点P (x ,y ),则OP →=(x ,y ),因为OB →=(4,4),且OP →与OB →共线,所以x 4=y 4,即x =y .又AP →=(x -4,y ),AC →=(-2,6),且AP →与AC →共线, 所以(x -4)×6-y ×(-2)=0,解得x =y =3, 所以点P 的坐标为(3,3). 命题点2 利用向量共线求参数例4 (2016·常州模拟)已知向量a =(1-sin θ,1),b =(12,1+sin θ),若a ∥b ,则锐角θ=________. 答案 45°解析 由a ∥b ,得(1-sin θ)(1+sin θ)=12,所以cos 2θ=12,∴cos θ=22或cos θ=-22,又θ为锐角,∴θ=45°.思维升华 平面向量共线的坐标表示问题的常见类型及解题策略(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.(1)已知梯形ABCD ,其中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________.(2)设OA →=(-2,4),OB →=(-a,2),OC →=(b,0),a >0,b >0,O 为坐标原点,若A ,B ,C 三点共线,则1a +1b的最小值为________.答案 (1)(2,4) (2)3+222解析 (1)∵在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,DC =2AB , ∴DC →=2AB →.设点D 的坐标为(x ,y ), 则DC →=(4,2)-(x ,y )=(4-x,2-y ), AB →=(2,1)-(1,2)=(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).(2)由已知得AB →=(-a +2,-2),AC →=(b +2,-4), 又AB →∥AC →,所以(-a +2,-2)=λ(b +2,-4),即⎩⎪⎨⎪⎧-a +2=λ b +2 ,-2=-4λ,整理得2a +b =2,所以1a +1b =12(2a +b )(1a +1b )=12(3+2a b +b a )≥12(3+22a b ·b a )=3+ 222(当且仅当b =2a 时,等号成立).11.解析法(坐标法)在向量中的应用典例 (14分)给定两个长度为1的平面向量OA →和OB →,它们的夹角为2π3.如图所示,点C 在以O 为圆心的 AB 上运动.若OC →=xOA →+yOB →,其中x ,y ∈R ,求x +y 的最大值.思想方法指导 建立平面直角坐标系,将向量坐标化,将向量问题转化为函数问题更加凸显向量的代数特征. 规范解答解 以O 为坐标原点,OA →所在的直线为x 轴建立平面直角坐标系,如图所示,则A (1,0),B (-12,32).[4分]设∠AOC =α(α∈[0,2π3]),则C (cos α,sin α),由OC →=xOA →+yOB →, 得⎩⎪⎨⎪⎧cos α=x -12y ,sin α=32y ,所以x =cos α+33sin α,y =233sin α, [8分] 所以x +y =cos α+3sin α=2sin(α+π6),[11分]又α∈[0,2π3],所以当α=π3时,x +y 取得最大值2.[14分]1.(2016·江苏苏州暑期测试)设x ,y ∈R ,向量a =(x,1),b =(2,y ),且a +2b =(5,-3),则x +y =________. 答案 -1解析 由题意得a +2b =(x +4,1+2y )=(5,-3),所以⎩⎪⎨⎪⎧x +4=5,1+2y =-3,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =-2,所以x +y =-1.2.已知点M (5,-6)和向量a =(1,-2),若MN →=-3a ,则点N 的坐标为__________. 答案 (2,0)解析 设N (x ,y ),则(x -5,y +6)=(-3,6), ∴x =2,y =0.3.(2016·江苏南京开学测试)已知向量a =(1,2),b =(m,4),且a ∥(2a +b ),则实数m 的值为________. 答案 2解析 方法一 由题意得a =(1,2),2a +b =(2+m,8), 因为a ∥(2a +b ),所以1×8-(2+m )×2=0,故m =2.方法二 因为a ∥(2a +b ),所以存在实数λ,使得λa =2a +b ,即(λ-2)a =b ,所以(λ-2,2λ-4)=(m,4),所以λ-2=m 且2λ-4=4,得λ=4,m =2.方法三 因为a ∥(2a +b ),所以a ∥b ,所以4=2m ,即m =2.4.已知a =(1,1),b =(1,-1),c =(-1,2),则c =______.(用a ,b 表示) 答案 12a -32b解析 设c =λa +μb ,∴(-1,2)=λ(1,1)+μ(1,-1),∴⎩⎪⎨⎪⎧-1=λ+μ,2=λ-μ,∴⎩⎪⎨⎪⎧λ=12,μ=-32,∴c =12a -32b .5.已知A (7,1),B (1,4),直线y =12ax 与线段AB 交于点C ,且AC →=2CB →,则实数a =________.答案 2解析 设C (x ,y ),则AC →=(x -7,y -1),CB →=(1-x,4-y ),∵AC →=2CB →,∴⎩⎪⎨⎪⎧x -7=2 1-x ,y -1=2 4-y ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =3.∴C (3,3).又∵C 在直线y =12ax 上,∴3=12a ·3,∴a =2.6.在△ABC 中,点D 在BC 边上,且CD →=2DB →,CD →=rAB →+sAC →,则r +s =________. 答案 0解析 因为CD →=2DB →,所以CD →=23CB →=23(AB →-AC →)=23AB →-23AC →,则r +s =23+⎝ ⎛⎭⎪⎫-23=0.7.在▱ABCD 中,AC 为一条对角线,AB →=(2,4),AC →=(1,3),则向量BD →的坐标为__________. 答案 (-3,-5)解析 ∵AB →+BC →=AC →,∴BC →=AC →-AB →=(-1,-1), ∴BD →=AD →-AB →=BC →-AB →=(-3,-5).8.设0<θ<π2,向量a =(sin 2θ,cos θ),b =(cos θ,1),若a ∥b ,则tan θ=________.答案 12解析 ∵a ∥b ,∴sin 2θ×1-cos 2θ=0, ∴2sin θcos θ-cos 2θ=0,∵0<θ<π2,∴cos θ>0,∴2sin θ=cos θ,∴tan θ=12.9.在平行四边形ABCD 中,E 和F 分别是CD 和BC 的中点.若AC →=λAE →+μAF →,其中λ,μ∈R ,则λ+μ=______. 答案 43解析 选择AB →,AD →作为平面向量的一组基底, 则AC →=AB →+AD →,AE →=12AB →+AD →,AF →=AB →+12AD →,又AC →=λAE →+μAF →=(12λ+μ)AB →+(λ+12μ)AD →,于是得⎩⎪⎨⎪⎧12λ+μ=1,λ+12μ=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=23,μ=23,所以λ+μ=43. 10.如图所示,A ,B ,C 是圆O 上的三点,线段CO 的延长线与BA 的延长线交于圆O 外的一点D ,若OC →=mOA →+nOB →,则m +n 的取值范围是________.答案 (-1,0)解析 由题意得,OC →=kOD →(k <0),又|k |=|OC →||OD →|<1,∴-1<k <0. 又∵B ,A ,D 三点共线,∴OD →=λOA →+(1-λ)OB →,∴mOA →+nOB →=k λOA →+k (1-λ)OB →,∴m =k λ,n =k (1-λ),∴m +n =k ,从而m +n ∈(-1,0).11.(2016·四川改编)已知正三角形ABC 的边长为23,平面ABC 内的动点P ,M 满足|AP →|=1,PM →=MC →,则|BM →|2的最大值是________.答案 494解析 建系如图,则易知B (-3,0),C (3,0),A (0,3).设M (x ,y ),P (a ,b ),∵PM →=MC →,∴⎩⎨⎧ x -a =3-x ,y -b =0-y ⇒⎩⎨⎧ a =2x -3,b =2y ,即P (2x -3,2y ),又∵|AP →|=1.∴P 点在圆①x 2+(y -3)2=1上,即(2x -3)2+(2y -3)2=1,整理得,⎝ ⎛⎭⎪⎫x -322+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -322=14(记为圆②), 即M 点在该圆上,求|BM →|的最大值转化为B 点到该圆②上的一点的最大距离,即B 到圆心的距离再加上该圆的半径:|BM →|2=⎝ ⎛⎭⎪⎫ ⎝ ⎛⎭⎪⎫32+32+⎝ ⎛⎭⎪⎫322+122=494. 12.(2016·扬州中学质检)在矩形ABCD 中,AB =5,BC =3,P 为矩形内一点,且AP =52,AP →=λAB →+μAD →(λ,μ∈R ),则5λ+3μ的最大值为________. 答案 102 解析 以矩形相邻两边所在直线为坐标轴建立直角坐标系,如图,则A (0,0),B (5,0),D (0,3),设∠PAB =α,则P (52cos α,52sin α), 因为AP →=λAB →+μAD →,所以(52cos α,52sin α)=λ(5,0)+μ(0,3), 所以λ=12cos α,μ=156sin α, 故5λ+3μ=52cos α+52sin α=102sin(α+π4), 由已知得0<α<π2,所以π4<α+π4<34π, 所以22<sin(α+π4)≤1, 所以5λ+3μ的最大值为102. 13.(2016·江苏南京二十九中月考)设G 为△ABC 的重心,若△ABC 所在平面内一点P 满足PA →+2BP →+2CP →=0,则|AP →||AG →|的值为________. 答案 2解析 令三角形为等腰直角三角形(如图),则根据重心坐标公式得重心G 的坐标为(1,1),根据PA →+2BP →+2CP →=0,可设P (x ,y ),则有2(x -3,y )+2(x ,y -3)=(4x -6,4y -6)=(x ,y ),所以x =2,y =2,所以P (2,2),所以|AP →||AG →|=2.14.已知A (1,1),B (3,-1),C (a ,b ).(1)若A ,B ,C 三点共线,求a ,b 的关系式;(2)若AC →=2AB →,求点C 的坐标.解 (1)由已知得AB →=(2,-2),AC →=(a -1,b -1),∵A ,B ,C 三点共线,∴AB →∥AC →.∴2(b -1)+2(a -1)=0,即a +b =2.(2)∵AC →=2AB →,∴(a -1,b -1)=2(2,-2).∴⎩⎪⎨⎪⎧ a -1=4,b -1=-4,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =5,b =-3.∴点C 的坐标为(5,-3).。
【高考数学】2018最新高三数学课标一轮复习课件:5.2 平面向量基本定理及向量的坐标表示(PPT课件)

5.2 平面向量基本定理及向量的坐标表示
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2.(教材改编)已知▱ABCD的顶点A(-1,-2),B(3,-1),C(5,6),则顶点D的 坐标为 .
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设 D(x, y), 则由������������ = ������������, 得(4,1)=(5-x,6-y), 4 = 5-������, ������ = 1, 即 解得 ������ = 5. 1 = 6-������, (1,5)
解析
关闭
答案
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5.2 平面向量基本定理及向量的坐标表示
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3.下列向量组能够作为基底表示向量a=(-2,3)的序号 是 . ①(2,1),(-4,-2);②(0,1),(1,2);③(1,4),(2,5)
关闭
①中两向量共线,②③中两向量不共线.
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(6,3),(6,5)
解析 答案
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5.已知向量a=(x,y),b=(-1,2),且a+b=(1,3),则|a-2b|等于
.
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因为 a+b=(1,3), b=(-1,2), 故 a=(2,1). 所以 a-2b=(4, -3), 故|a-2b|= 42 + 32=5. 5
.
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1.已知向量a=(2,3),b=(x,-6),若a∥b,则x的值为( A.2 B.-2 C.-4 D.-3
高三一轮 第五章 平面向量与复数 5.2 平面向量基本定理及坐标表示
2.平向量的坐标运算
(1)向量加法、减法、数乘及向量的模
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则 a+b= (x1+x2,y1+y2) ,a-b= (x1-x2,y1-y2) , λa= (λx1,λy1) ,|a|= x21+y21 .
(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(x1,y1),B(x2,y2),则 A→B= (x2-x1,y2-y1),|A→B|= x2-x12+y2-y12 . 3.平面向量共线的坐标表示 设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0.a,b共线⇔ x1y2-x2y1=0 .
一向量c都可以唯一的表示成c=λa+μb(λ,μ为实数),则实数m的取值范围是
A.(-∞,2)
B.(2,+∞)
C.(-∞,+∞)
√D.(-∞,2)∪(2,+∞)
解析 由题意知向量a,b不共线, 故2m≠3m-2,即m≠2.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
5.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
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
6.(2019·蚌埠期中)已知向量 m=sin A,12与向量 n=(3,sin A+ 3cos A)共线,
其中 A 是△ABC 的内角,则角 A 的大小为
π A.6
π B.4
√π
C.3
π D.2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
A.(3,1)
√B.(4,2)
解析 A→C=A→D+D→C=(3,1),
高考数学大一轮复习 第五章 平面向量 5.2 平面向量基本定理及坐标表示教师用书 文 新人教版(20
标表示教师用书文新人教版编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2018版高考数学大一轮复习第五章平面向量5.2 平面向量基本定理及坐标表示教师用书文新人教版)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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坐标表示教师用书文新人教版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λ1、λ2,使a=λ1e1+λ2e2.其中,不共线的向量e1、e2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底.2.平面向量的坐标运算(1)向量加法、减法、数乘及向量的模设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a+b=(x+x2,y1+y2),a-b=(x1-x2,y1-y2),1λa=(λx,λy1),|a|=错误!.1(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(x1,y1),B(x2,y2),则错误!=(x2-x1,y2-y1),|错误!|=错误!.3.平面向量共线的坐标表示设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0。
a、b共线⇔x1y2-x2y1=0.【知识拓展】1.若a与b不共线,λa+μb=0,则λ=μ=0。
2.设a=(x1,y1),b=(x2,y2),如果x2≠0,y2≠0,则a∥b⇔错误!=错误!。
【思考辨析】判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)平面内的任何两个向量都可以作为一组基底.(×)(2)若a,b不共线,且λ1a+μ1b=λ2a+μ2b,则λ1=λ2,μ1=μ2.(√)(3)平面向量的基底不唯一,只要基底确定后,平面内的任何一个向量都可被这组基底唯一表示.( √)(4)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b的充要条件可表示成错误!=错误!。
[配套K12]2018届高三数学一轮复习 第五章 平面向量 第二节 平面向量基本定理及坐标表示夯基提
第二节平面向量基本定理及坐标表示A组基础题组1.(2015课标Ⅰ,2,5分)已知点A(0,1),B(3,2),向量=(-4,-3),则向量=( )A.(-7,-4)B.(7,4)C.(-1,4)D.(1,4)2.(2015四川,2,5分)设向量a=(2,4)与向量b=(x,6)共线,则实数x=( )A.2B.3C.4D.63.已知向量a=(5,2),b=(-4,-3),c=(x,y),若3a-2b+c=0,则c=( )A.(-23,-12)B.(23,12)C.(7,0)D.(-7,0)4.已知在▱ABCD中,=(2,8),=(-3,4),对角线AC与BD相交于点M,则=( )A. B.C. D.5.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=,||=2,若=λ+μ,则λ+μ=( )A.2B.C.2D.46.已知平面向量a=(2,-1),b=(1,1),c=(-5,1).若(a+kb)∥c,则实数k的值为.7.已知a=(1,0),b=(2,1).(1)当k为何值时,k a-b与a+2b共线?(2)若=2a+3b,=a+mb且A,B,C三点共线,求m的值.8.如图,已知点A(1,0),B(0,2),C(-1,-2),求以A,B,C为顶点的平行四边形的第四个顶点D的坐标.B组提升题组9.若α,β是一组基底,向量γ=xα+yβ(x,y∈R),则称(x,y)为向量γ在基底α、β下的坐标.现已知向量a在基底p=(1,-1),q=(2,1)下的坐标为(-2,2),则a在基底m=(-1,1),n=(1,2)下的坐标为( ) A.(2,0) B.(0,-2)C.(-2,0)D.(0,2)10.在△ABC中,点D在线段BC的延长线上,且=3,点O在线段CD上(与点C、D不重合),若=x+(1-x)·,则x的取值范围是( )A. B.C. D.11.在梯形ABCD中,已知AB∥CD,AB=2CD,M,N分别为CD,BC的中点.若=λ+μ,则λ+μ= .12.向量a,b,c在正方形网格中的位置如图所示.若c=λa+μb(λ,μ∈R),则= .13.已知向量,和在正方形网格中的位置如图所示,若=λ+μ,则λμ= .14.P={a|a=(-1,1)+m(1,2),m∈R},Q={b|b=(1,-2)+n(2,3),n∈R}是两个向量集合,则P∩Q等于.15.给定两个长度为1的平面向量和,它们的夹角为π,如图所示.点C在以O为圆心的圆弧上运动.若=x+y,其中x,y∈R,求x+y的最大值.答案全解全析A组基础题组1.A 根据题意得=(3,1),∴=-=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4).故选A.2.B ∵a与b共线,∴2×6=4x,∴x=3,故选B.3.A 由题意可得3a-2b+c=(23+x,12+y)=(0,0),所以解得所以c=(-23,-12).4.B 因为在▱ABCD中,有=+,=,所以=(+)=×(-1,12)=.故选B.5.A 因为C为第一象限内一点且||=2,∠AOC=,所以C(,),又=λ+μ,所以(,)=λ(1,0)+μ(0,1)=(λ,μ),所以λ=μ=,λ+μ=2.6.答案解析由题意知,a+kb=(2,-1)+k(1,1)=(k+2,k-1),由(a+kb)∥c,得-5(k-1)=k+2,解得k=.7.解析(1)ka-b=k(1,0)-(2,1)=(k-2,-1).a+2b=(1,0)+2(2,1)=(5,2).∵ka-b与a+2b共线,∴2(k-2)-(-1)×5=0,即2k-4+5=0,得k=-.(2)∵A,B,C三点共线,∴=λ(λ∈R).即2a+3b=λ(a+mb),∴∴m=.8.解析以A,B,C为顶点的平行四边形可以有三种情况:▱ABCD;▱ADBC;▱ABDC.设D的坐标为(x,y).①若是▱ABCD,则由=,得(0,2)-(1,0)=(-1,-2)-(x,y),即(-1,2)=(-1-x,-2-y),∴∴x=0,y=-4.∴D点的坐标为(0,-4)(如图中所示的D1).②若是▱ADBC,则由=,得(0,2)-(-1,-2)=(x,y)-(1,0),即(1,4)=(x-1,y),解得x=2,y=4.∴D点的坐标为(2,4)(如图中所示的D2).③若是▱ABDC,则由=,得(0,2)-(1,0)=(x,y)-(-1,-2),即(-1,2)=(x+1,y+2),解得x=-2,y=0.∴D点的坐标为(-2,0)(如图中所示的D3).∴以A,B,C为顶点的平行四边形的第四个顶点D的坐标为(0,-4)或(2,4)或(-2,0).B组提升题组9.D 由已知可得a=-2p+2q=(-2,2)+(4,2)=(2,4).设a=xm+yn,则(2,4)=x(-1,1)+y(1,2)=(-x+y,x+2y),∴解得x=0,y=2.故选D.10.D 解法一:依题意,设=λ,其中1<λ<,则有=+=+λ=+λ(-)=(1-λ)+λ.又=x+(1-x)·,且、不共线,于是有x=1-λ∈,即x的取值范围是,选D.解法二:∵=x+-x,∴-=x(-),即=x=-3x,∵O在线段CD(不含C、D两点)上,∴0<-3x<1,∴-<x<0.11.答案解析解法一:连接AC.由=λ+μ,得=λ·(+)+μ·(+),则++=0,得++·=0,得+=0.又因为,不共线,所以由平面向量基本定理得解得所以λ+μ=.解法二:(回路法)连接MN并延长交AB的延长线于T,由已知易得AB=AT,∴==λ+μ,即=λ+μ,∵T,M,N三点共线,∴λ+μ=1,∴λ+μ=.12.答案 4解析以向量a和b的交点为坐标原点建立如图所示的坐标系,令每个小正方形的边长为1个单位,则A(1,-1),B(6,2),C(5,-1),所以a==(-1,1),b==(6,2),c==(-1,-3).由c=λa+μb可得解得所以=4.13.答案-3解析建立如图所示的平面直角坐标系xAy,则=(2,-2),=(1,2),=(1,0),由题意可知(2,-2)=λ(1,2)+μ(1,0),即解得所以λμ=-3.14.答案{(-13,-23)}解析P中,a=(-1+m,1+2m),Q中,b=(1+2n,-2+3n).令得此时a=b=(-13,-23),故P∩Q={(-13,-23)}.15.解析解法一:如图,以O为坐标原点,OA所在的直线为x轴,的方向为x轴的正方向建立平面直角坐标系,则可知A(1,0),B,设C(cos α,sin α),则有x=cos α+sinα,y=sin α,所以x+y=cos α+sin α=2sin,所以当α=时,x+y取得最大值2.解法二:如图,连接AB,记OC交AB于D点.∵D,A,B三点共线,∴x+y==,∴(x+y)max===2.。
2018版高考数学大一轮复习第五章平面向量52平面向量基本定理及坐标表示课件文新人教版
题型分类 深度剖析
题型一 平面向量基本定理的应用
例1 在平行四边形ABCD中,AC与BD交于点O,E是线段OD的中点,AE的延长线与CD交于点F.
若A→C=a,B→D=b,则A→F等于 答案
解析
A.14a+12b
B.12a+14b
C.23a+13b
D.13a+23b
∵A→C=a,B→D=b,∴A→D=A→O+O→D=12A→C+12B→D=12a+12b. ∵E 是 OD 的中点,∴DEBE=13,∴DF=13AB. ∴D→F=13A→B=13(O→B-O→A)=13×[-12B→D-(-12A→C)]=16A→C-16B→D=16a-16b,
B→C等于 答案
解析
A.(-7,-4) C.(-1,4)
B.(7,4) D.(1,4)
A→B=(3,1),A→C=(-4,-3), B→C=A→C-A→B=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4).
4.已知向量a=(2,3),b=(-1,2),若ma+nb与a-2b共线,则 =___.
答案
解析
由已知条件可得ma+nb=(2m,3m)+(-n,2n)=(2m-n,3m+2n), a-2b=(2,3)-(-2,4)=(4,-1).∵ma+nb与a-2b共线,
2018版高考数学大一轮复习第五章平面向量 5.2平面向量基本定理及坐标表示课件文新人
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基础知识 自主学习 题型分类 深度剖析 课时作业
基础知识 自主学习
知识梳理
1.平面向量基本定理
如果e1、e2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,
其中,不共线的向量e1、e2叫做表示这一平面内所有向量的一组 不共线.
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2018版高考数学大一轮复习 第五章 平面向量 第2讲 平面向量基
本定理及坐标表示试题 理 新人教版
基础巩固题组
(建议用时:30分钟)
一、选择题
1.(必修4P118A组2(6))下列各组向量中,可以作为基底的是( )
A.e1=(0,0),e2=(1,-2) B.e1=(-1,2),e2=(5,7)
C.e1=(3,5),e2=(6,10) D.e1=(2,-3),e2=12,-34
解析 两个不共线的非零向量构成一组基底,故选B.
答案 B
2.(2016·沈阳质监)已知在▱ABCD中,AD→=(2,8),AB→=(-3,4),则AC→=( )
A.(-1,-12) B.(-1,12)
C.(1,-12) D.(1,12)
解析 因为四边形ABCD是平行四边形,
所以AC→=AB→+AD→=(-1,12),故选B.
答案 B
3.已知向量a=(-1,2),b=(3,m),m∈R,则“m=-6”是“a∥(a+b)”的( )
A.充分必要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
解析 由题意得a+b=(2,2+m),由a∥(a+b),得-1×(2+m)=2×2,所以m=-6,则
“m=-6”是“a∥(a+b)”的充要条件,故选A.
答案 A
4.如右图,向量e1,e2,a的起点与终点均在正方形网格的格点上,
则向量a可用基底e1,e2表示为( )
A.e1+e2 B.-2e1+e2
C.2e1-e2 D.2e1+e2
解析 以e1的起点为坐标原点,e1所在直线为x轴建立平面直角坐标系,由题意可得e1=(1,
0),e2=(-1,1),a=(-3,1),
因为a=xe1+ye2=x(1,0)+y(-1,1),=(x-y,y),则x-y=-3,y=1,解得x=-2,y=1,故
a
=-2e1+e2.
答案 B
5.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.-23 B.43 C.12 D.13
解析 AB→=OB→-OA→=(4-k,-7),AC→=OC→-OA→=(-2k,-2),因为A,B,C三点共线,所
以AB→,AC→共线,所以-2×(4-k)=-7×(-2k),解得k=-23.
答案 A
6.(2017·衡水冀州中学月考)在△ABC中,点D在BC边上,且CD→=2DB→,CD→=rAB→+sAC→,则
r
+s等于( )
A.23 B.43 C.-3 D.0
解析 因为CD→=2DB→,所以CD→=23CB→=23(AB→-AC→)=23AB→-23AC→,则r+s=23+-23=0,故选D.
答案 D
7.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)
解析 AQ→=PQ→-PA→=(-3,2),∵Q是AC的中点,
∴AC→=2AQ→=(-6,4),PC→=PA→+AC→=(-2,7),
∵BP→=2PC→,∴BC→=3PC→=(-6,21).
答案 B
8.(2017·河南八市质检)已知点M是△ABC的边BC的中点,点E在边AC上,且EC→=2AE→,则向
量EM→=( )
A.12AC→+13AB→ B.12AC→+16AB→
C.16AC→+12AB→ D.16AC→+32AB→
解析 如图,∵EC→=2AE→,
∴EM→=EC→+CM→=23AC→+
12CB→=23AC→+12(AB→-AC→)=12AB→+1
6
AC
→
.
答案 C
二、填空题
9.(2017·广州综测)已知向量a=(x,1),b=(2,y),若a+b=(1,-1),则x+y=
________.
解析 因为(x,1)+(2,y)=(1,-1),所以x+2=1,y+1=-1,解得x=-1,y=-2,所以x+y=-3.
答案 -3
10.若三点A(2,2),B(a,0),C(0,b)(ab≠0)共线,则1a+1b的值为________.
解析 AB→=(a-2,-2),AC→=(-2,b-2),依题意,有(a-2)(b-2)-4=0,即ab-2a-
2b=0,所以1a+1b=12.
答案 12
11.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
________.
解析 因为a=(1,2),b=(x,1),u=a+2b,v=2a-b,所以u=(1,2)+2(x,1)=(2
x
+1,4),v=2(1,2)-(x,1)=(2-x,3).又因为u∥v,所以3(2x+1)-4(2-x)=0,即
10x=5,解得x=12.
答案 12
12.在平行四边形ABCD中,AB→=e1,AC→=e2,NC→=14AC→,BM→=12MC→,则MN→=________(用e1,e2)
表示.
解析 如图,MN→=CN→-CM→
=CN→+2BM→=CN→+23BC→
=-14AC→+23(AC→-AB→)
=-14e2+23(e2-e1)
=-23e1+512e2.
答案 -23e1+512e2
能力提升题组
(建议用时:15分钟)
13.(2017·长沙调研)如图,在△OAB中,P为线段AB上的一点,OP→=xOA→+
yOB→,且BP→=2 PA
→
,则( )
A.x=23,y=13 B.x=13,y=23
C.x=14,y=34 D.x=34,y=14
解析 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.
答案 A
14.已知|OA→|=1,|OB→|=3,OA→·OB→=0,点C在∠AOB内,且OC→与OA→的夹角为30°,设OC→=
mOA→+nOB→(m,n
∈R),则mn的值为( )
A.2 B.52 C.3 D.4
解析 ∵OA→·OB→=0,∴OA→⊥OB→,
以OA为x轴,OB为y轴建立直角坐标系,
OA→=(1,0),OB→=(0,3),OC→=mOA→+nOB→=(m,3n
).
∵tan 30°=3nm=33,∴m=3n,即mn=3,故选C.
答案 C
15.已知点A(-1,2),B(2,8),AC→=13AB→,DA→=-13BA→,则CD→的坐标为________.
解析 设点C,D的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2).
由题意得AC→=(x1+1,y1-2),AB→=(3,6),
DA→=(-1-x2,2-y2),BA
→
=(-3,-6).
因为AC→=13AB→,DA→=-13BA→,所以有x1+1=1,y1-2=2和-1-x2=1,2-y2=2.
解得x1=0,y1=4和x2=-2,y2=0.所以点C,D的坐标分别为(0,4),(-2,0),
从而CD→=(-2,-4).
答案 (-2,-4)
16.(2016·四川卷改编)已知正△ABC的边长为23,平面ABC内的动点P,M满足|AP→|=1,
PM
→
=MC→,则|BM→|2的最大值是________.
解析 建立平面直角坐标系如图所示,则B(-3,0),C(3,0),
A(0,3),则点P的轨迹方程为x2+(y
-3)2=1.
设P(x,y),M(x0,y0),则x=2x0-3,y=2y0,代入圆的方程得x0-322+y0-322=14,
所以点M的轨迹方程为x-322+y-322=14,它表示以32,32为圆心,以12为半径的圆,
所以|BM→|max=32+32+32-02+12=72,所以|BM→|2max=494.
答案 494