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- 2021-06-16 发布
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平面向量的概念及线性运算
【考点梳理】
1.向量的有关概念
(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量,向量的大小叫做向量的长度(或模).
(2)零向量:长度为0的向量,其方向是任意的.
(3)单位向量:长度等于1个单位的向量.
(4)平行向量:方向相同或相反的非零向量.平行向量又叫共线向量.规定:0与任一向量平行.
(5)相等向量:长度相等且方向相同的向量.
(6)相反向量:长度相等且方向相反的向量.
2.向量的线性运算
向量
运算
定义
法则
(或几何意义)
运算律
加法
求两个向量
和的运算
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)
减法
求a与b的相反向量-b的和的运算叫做a与b的差
三角形法则
a-b=a+(-b)
数乘
求实数λ与向量a的积的运算
(1)|λa|=|λ||a|;
(2)当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;当λ<0时,λa
λ(μa)=λμa;
(λ+μ)a=λa+μa;
λ(a+b)=λa+
的方向与a的方向相反;当λ=0时,λa=0
λb
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.
【考点突破】
考点一、平面向量的有关概念
【例1】给出下列四个命题:
①若|a|=|b|,则a=b;
②若A,B,C,D是不共线的四点,则“=”是“四边形ABCD为平行四边形”的充要条件;
③若a=b,b=c,则a=c;
④a=b的充要条件是|a|=|b|且a∥b.
其中正确命题的序号是( )
A.②③ B.①② C.③④ D.②④
[答案] A
[解析] ①不正确.两个向量的长度相等,但它们的方向不一定相同.
②正确.∵=,∴||=||且∥,又A,B,C,D是不共线的四点,∴四边形ABCD为平行四边形;反之,若四边形ABCD为平行四边形,则||=||,∥且,方向相同,因此=.
③正确.∵a=b,∴a,b的长度相等且方向相同,又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,故a=c.
④不正确.当a∥b且方向相反时,即使|a|=|b|,也不能得到a=b,故|a|=|b|且a∥b不是a=b的充要条件,而是必要不充分条件.
综上所述,正确命题的序号是②③.
【类题通法】
1.相等向量具有传递性,非零向量的平行也具有传递性.
2.共线向量即为平行向量,它们均与起点无关.
3.向量可以平移,平移后的向量与原向量是相等向量.解题时,不要把它与函数图象的移动混为一谈.
4.非零向量a与的关系:是与a同方向的单位向量.
【对点训练】
给出下列六个命题:
①若|a|=|b|,则a=b或a=-b;
②若=,则ABCD为平行四边形;
③若a与b同向,且|a|>|b|,则a>b;
④λ,μ为实数,若λa=μb,则a与b共线;
⑤λa=0(λ为实数),则λ必为零;
⑥a,b为非零向量,a=b的充要条件是|a|=|b|且a∥b.
其中假命题的序号为________.
[答案] ①②③④⑤⑥
[解析] ①不正确.|a|=|b|.但a,b的方向不确定,故a,b不一定是相等或相反向量;
②不正确.因为=,A,B,C,D可能在同一直线上,所以ABCD不一定是四边形.
③不正确.两向量不能比较大小.
④不正确.当λ=μ=0时,a与b可以为任意向量,满足λa=μb,但a与b不一定共线.
⑤不正确.当λ=1,a=0时,λa=0.
⑥不正确.对于非零向量a,b,a=b的充要条件是|a|=|b|且a,b同向.
考点二、平面向量的线性运算
【例2】(1) 设D为△ABC所在平面内一点,=-+,若=λ(λ∈R),则λ=( )
A.2 B.3 C.-2 D.-3
(2)在△ABC中,点M,N满足=2,=.若=x+y,则x=________;y=________.
[答案] (1)D (2) -
[解析] (1)由=-+,可得3=-+4,即4-4=-,则4=,即=-4,可得+=-3,故=-3,则λ=-3.
(2)由题中条件得,=+=+=+(-)=-=x+y,所以x=,y=-.
【类题通法】
1.解题的关键在于熟练地找出图形中的相等向量,并能熟练运用相反向量将加减法相互转化.
2.用几个基本向量表示某个向量问题的基本技巧:(1)观察各向量的位置;(2)寻找相应的三角形或多边形;(3)运用法则找关系;(4)化简结果.
【对点训练】
1.已知D为三角形ABC边BC的中点,点P满足++=0,=λ,则实数λ的值为________.
[答案] -2
[解析] 因为D是BC的中点,则+=2.
由++=0,得=.
又=λ,
所以点P是以AB,AC为邻边的平行四边形的第四个顶点,因此=+=2=-2,所以λ=-2.
2.设D,E分别是△ABC的边AB,BC上的点,AD=AB,BE=BC.若=λ1+λ2(λ1,λ2为实数),则λ1+λ2的值为________.
[答案]
[解析] =+=+=+(-)=-+,
∵=λ1+λ2,∴λ1=-,λ2=,
因此λ1+λ2=.
考点三、共线向量定理的应用
【例3】(1)已知向量=a+3b,=5a+3b,=-3a+3b,则( )
A.A,B,C三点共线 B.A,B,D三点共线
C.A,C,D三点共线 D.B,C,D三点共线
(2)已知向量a,b不共线,且c=λa+b,d=a+(2λ-1)b,若c与d共线反向,则实数λ的值为( )
A.1 B.-
C.1或- D.-1或-
[答案] (1) B (2) B
[解析] (1)∵=+=2a+6b=2(a+3b)=2,
∴,共线,又有公共点B,
∴A,B,D三点共线.故选B.
(2)由于c与d共线反向,则存在实数 使
c= d( <0),于是λa+b= [a+(2λ-1)b].
整理得λa+b= a+(2λ - )b.
由于a,b不共线,所以有
整理得2λ2-λ-1=0,解得λ=1或λ=-.
又因为 <0,所以λ<0,故λ=-.
【类题通法】
共线向量定理的应用
(1)证明向量共线:对于向量a,b,若存在实数λ,使a=λb,则a与b共线.
(2)证明三点共线:若存在实数λ,使=λ,则A,B,C三点共线.
(3)求参数的值:利用共线向量定理及向量相等的条件列方程(组)求参数的值.
【对点训练】
1.向量e1,e2不共线,=3(e1+e2),=e2-e1,=2e1+e2,给出下列结论:①A,B,C共线;②A,B,D共线;③B,C,D共线;④A,C,D共线,其中所有正确结论的序号为________.
[答案] ④
[解析] 由=-=4e1+2e2=2,且与不共线,可得A,C,D共线,且B不在此直线上.
2.设向量a,b不平行,向量λa+b与a+2b平行,则实数λ=________.
[答案]
[解析] ∵λa+b与a+2b平行,∴λa+b=t(a+2b),
即λa+b=ta+2tb,∴解得