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别业岁月悠长,有暗香盈袖。冗长了日与夜,空掷了乐与悲。遂
撰文三两卷,遣尽浮光,以飨后学。谨祝诸位:学业有成,前程似锦。
编者:李健,匠人,喜于斗室伏案两三卷,愁与身在红尘浪荡无
涯。写过一些铅字附庸了世态,跑过几个码头了断了青春。如今归去
来兮,只为了挥洒一方三尺讲台。
第2讲平面向量基本定理及坐标表示
一.知识梳理
1.平面向量基本定理
如果12,ee是平面内两个不共线的向量,那么对于这个平面内的任意向量a,有且只有
一对实数12,??,使1122aee????.其中不共线的向量12,ee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坐标.
②设1122(,),(,)AxyBxy,则
2121(,)ABxxyy???;222121||(),()ABxxyy???.
(2)向量的加法、减法、数乘及向量的模:设1122(,),(,)axybxy??
1212(,)abxxyy????;1212(,)abxxyy????;
11(,)axy????;2211||axy??.
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3.平面向量共线的坐标表示
设1122(,),(,)axybxy??,其中0b?,则12210abxyxy???∥.
二.要点整合
1.辨明三个易误点
(1)注意能作为基底的两个向量必须是不共线的.
(2)要注意运用两个向量,ab共线坐标表示的充要条件12210xyxy??.
(3)要注意区分点的坐标与向量的坐标的不同,尽管形式上一样,但意义完全不同,
向量坐标中既有大小的信息也有方向的信息.
2.有关平面向量的两类本质
(1)平面向量基本定理的本质是运用向量加法的平行四边形法则,将向量进行分解.
(2)向量的坐标表示的本质是向量的代数表示,其中坐标运算法则是运算的关键.
三.典例精析
1.平面向量基本定理及其应用
用平面向量基本定理解题的一般思路
(1)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.
(2)在基底未给出的情况下,合理选取基底会给解题带来方便.另外要
熟练运用平面几何的一些性质定理.
【例题1】
(1)在梯形ABCD中,,2,,ABCDABCDMN?∥分别是,CDBC的中点,若
ABAMAN????,则????()
1.5A2.5B3.5C4.5D
(2)在ABC中,P是AB上一点,且21,33CPCACBQ??是BC的中点,AQ和CP的
交点为M,又CMtCP?,则t?.
【变式1】
(1)如图,在ABC中,P为线段AB上的一点,OPxOAyOB??,且2BPPA?,则
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()
21.,33Axy??12.,33Bxy??13.,44Cxy??31.,44Dxy??
(2)如图,在ABC中,13ANNC?,P是BN上一点,若211APmABAC??,则
m?.
2.平面向量的坐标运算
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、数乘运算法则来进行求解,
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.
【例题2】
(1)已知(2,4),(3,1),(3,4)ABC????.设,,ABaBCbCAc???,且
3,2CMcCNb???.
(Ⅰ)求33abc??;
(Ⅱ)求满足ambnc??的实数,mn;
(Ⅲ)求,MN的坐标及向量MN的坐标.
(2)给定两个长度为1的平面向量OA和OB,它们的夹角为23?.如图,点C在以O为圆
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心的AB上运动.若(,)OCxOAyOBxyR???,则xy?的最大值为.
【变式2】
(1)已知O为坐标原点,点C是线段AB上一点,且(1,1),(2,3)AC,||2||BCAC?,
则向量OB的坐标是.
(2)(2014福建质检)如图,设向量(3,1),(1,3)OAOB??,若OC?OA?OB??,且
1????,则用阴影表示C点所有可能的位置区域正确的是()
(3)已知||||2,abab???,若向量c满足||2cab???,则||c的取值范围是.
3.平面向量共线的坐标表示
(1)向量共线的两种表示形式
设1122(,),(,)axybxy??,①(0)ababb????∥;②ab?∥
12210xyxy??,一般情况涉及坐标的应用②.
(2)两向量共线的充要条件的作用
判断两向量是否共线(平行),可解决三点共线问题;利用两向量共线的
充要条件可列方程组,求未知数的值.
【例题3】
(1)已知向量1(8,),(,1)2axbx??,其中0x?,若(2)(2)abab??∥,则x的值为()
.4A.8B.0C.2D
(2)已知点(4,0),(4,4),(2,6)ABC,则AC与OB的交点P的坐标为.
(3)(2014广东佛山)设(1,2),(,1),(,0)OAOBaOCb??????,0a?,0,bO?为坐
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标原点,若,,ABC三点共线,则12ab?的最小值为()
.2A.4B.6C.8D
【变式3】
(1)已知向量(1,3),(2,1),(1,2)OAOBOCkk???????,若,,ABC三点不能构成三
角形,则实数k应满足的条件是()
.2Ak??1.2Bk?.1Ck?.1Dk??
(2)(2015河北唐山)设向量,ab满足||25,(2,1)ab??,且a与b的方向相反,则a的
坐标为.
(3)(2014陕西)设02????,向量(sin2,cos),(cos,1)ab?????,若ab∥,则
tan??.
四.针对训练
.A组基础训练
1.如图,在平行四边形ABCD中,E为DC边的中点,且,ABaADb??,则BE?()
1.2Aba?1.2Bba?1.2Cab?1.2Dab?
2.(2015宁夏质检)如图,设O为平行四边形ABCD两对角线的交点,给出下列向量组:
①AD与AB;②DA与BC;③CA与DC;④OD与OB.其中可作为该平面内其他向
量的基底的是()
.A①②.B①③.C①④.D③④
3.已知向量3,1),(0,2)ab??=(.若实数k与向量c满足2abkc??,则c可以是()
.(3,1)A?.(1,3)B??.(3,1)C??.(1,3)D?
4.已知点(1,3),(4,1)AB?,则与向量AB同方向的单位向量是()
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34.(,)55A?43.(,)55B?34.(,)55C?43.(,)55D?
5.(2015吉林长春)如图,设向量12,OAeOBe??,若12,ee不共线,且点P在线段AB上,
||:||2APPB?,则OP?()
1212.33Aee?
1221.33Bee?
1212.33Cee?
1221.33Dee?
6.已知ABC中,点D在BC边上,且2,sCDDBCDrABAC???,则rs?的值是()
2.3A4.3B.3C?.0D
7.若三点(1,5),(,2),(2,1)ABaC????共线,则实数a的取值范围是.
8.在ABC中,点P在BC上,且2BPPC?,点Q是AC中点,若(4,3)PA?,(1,5)PQ?,
则BC?.
9.(2015江西九江){|(1,1)(1,2)}PaammR?????,{|1,2)Qbb???(2,3),}nnR??
是两个向量集合,则PQ等于.
10.ABC中,内角,,ABC所对的边分别为,,abc,若(,)pacb??,(,)qbaca???,
且pq∥,则角C?.
11.已知(1,0),(2,1)ab??.
(Ⅰ)当k为何值时,kab?与2ab?共线;
(Ⅱ)若23,ABabBCamb????且,,ABC三点共线,求m的值.
12.(2015山东莱芜)如图,已知ABC中,点C是以A为中点的点B的对称点,D将OB
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分为2:1两部分的一个内分点,DC和OA交于点E,设OAa?,OBb?.
(Ⅰ)用a和b表示向量,OCDC;
(Ⅱ)若OEOA??,求实数?的值.
.B组能力提升
1.在平面直角坐标系中,点(0,0),(6,8)OP,将向量OP绕点O按逆时针方向旋转34?后
得到向量OQ,则Q点的坐标是()
.(72,2)A??.(72,2)B?.(46,2)C??.(46,2)D?
2.已知直线xya??与圆224xy??交于,AB两点,且||OAOB??||OAOB?,其中O
为坐标原点,则实数a的值为()
.2A.2B?.2C或2?.6D或6?
3.如图,在四边形,,,ABCD中,1ABBCCD???,且90B??,BCD??135,
记向量,ABaACb??,则AD?()
2.2(1)2Aab??2.2(1)2Bab???
2.2(1)2Cab???2.2(1)2Dab??
4.(2014湖南)在平面直角坐标系中,O为原点,(1,0),(0,3),(3,0)ABC?,动点D满
足||1CD?,则||OAOBOD??的取值范围是()
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.[4,6]A.[191,191]B??.[23,27]C.[71,71]D??
5.在平面直角坐标系中,O为坐标原点,已知两点(3,1),(1,3)AB?,若点C满足
(,)OCOAOBR???????且1????,则点C的轨迹方程为.
6.设向量1122(,),(,)axybxy??,定义一种向量积1122(,)ababab??,已知向量
1(2,),(,0)23mb???,点(,)Pxy在sinyx?图像上运动.Q是函数()yfx?图像上的
点,且满足OQmOPn???(其中O为坐标原点),则函数()yfx?的值域
是.
7.如图,,,ABC是圆O上的三点,线段CO的延长线与BA的延长线交于圆O外一点D,
若OCmOAnOB??,则mn?的取值范围是.
8.如图,设,OxOy为平面内相交成60角的两条数轴,12,ee分别是x轴、y轴正方向同
方向的单位向量,若12OPxeye??,则把有序实数对(,)xy叫做向量OP在坐标系xOy中
的坐标.若OP的坐标为(1,1).
(Ⅰ)求||OP;
(Ⅱ)过点P作直线l分别与x轴、y轴正方向交于点,AB,试确定,AB的位置,使AOB
面积最小,并求出最小值.
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