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- 2021-05-14 发布
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《最高考系列 高考总复习》2014届高考数学总复习(考点引领+技巧点拨)第四章 平面向量与复数第1课时 平面向量的概念与线性运算
考情分析
考点新知
① 了解向量的实际背景;理解平面向量的基本概念和几何表示;理解向量相等的含义.
②掌握向量加、减法和数乘运算,理解其几何意义;理解向量共线定理.
③了解向量的线性运算性质及其几何意义.
掌握向量加、减法、数乘的运算,以及两个向量共线的充要条件.
1. (必修4P63练习第1题改编)如图在平行四边形ABCD中,E为DC边的中点,且=a,=b,则=________.
答案:b-a
解析:=++=-a+b+a=b-a.
2. (必修4P65例4改编)在△ABC中,=c,=b.若点D满足=2,则=________.(用b、c表示)
答案:b+c
解析:因为=2,所以-=2(-),即3=+2=c+2b,故=b+c.
3. (必修4P63练习第6题改编)设四边形ABCD中,有=且||=,则这个四边形是________.
答案:等腰梯形
解析:=∥,且||=||,∴ ABCD为梯形.又||=||,∴四边形ABCD的形状为等腰梯形.
4. (必修4P66练习第2题改编)设a、b是两个不共线向量,=2a+pb,=a+b,=a-2b.若A、B、D三点共线,则实数p=________.
答案:-1
解析:∵ =+=2a-b,又A、B、D三点共线,∴存在实数λ,使=λ.
即∴ p=-1.
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),记作||.
(2) 零向量:长度为0的向量叫做零向量,其方向是任意的.
(3) 单位向量:长度等于1个单位长度的向量叫做单位向量.
(4) 平行向量:方向相同或相反的非零向量叫做平行向量.平行向量又称为共线向量,任一组平行向量都可以移到同一直线上.
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叫做相等向量.
(6) 相反向量:与向量a长度相等且方向相反的向量叫做a的相反向量.规定零向量的相反向量仍是零向量.
2. 向量加法与减法运算
(1) 向量的加法
①定义:求两个向量和的运算,叫做向量的加法.
②法则:三角形法则;平行四边形法则.
③运算律:a+b=b+a;(a+b)+c=a+(b+c).
(2) 向量的减法
①定义:求两个向量差的运算,叫做向量的减法.
②法则:三角形法则.
3. 向量的数乘运算及其几何意义
(1) 实数λ与向量a的积是一个向量,记作λa,它的长度与方向规定如下:
① |λa|=|λ||a|;
②当λ>0时,λa与a的方向相同;当λ<0时,λa与a的方向相反;当λ=0时,λa=0.
(2) 运算律:设λ、μ∈R,则:① λ(μa)=(λμ)a;②(λ+μ)a=λa+μa;③ λ(a+b)=λa+λb.
4. 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.
[备课札记]
题型1 平面向量的基本概念
例1 给出下列六个命题:
①两个向量相等,则它们的起点相同,终点相同;
②若|a|=|b|,则a=b;
③若=,则A、B、C、D四点构成平行四边形;
④在ABCD中,一定有=;
⑤若m=n,n=p,则m=p;
⑥若a∥b,b∥c,则a∥c.
其中错误的命题有________.(填序号)
答案:①②③⑥
解析:两向量起点相同,终点相同,则两向量相等;但两相等向量,不一定有相同的起点和终点,故①不正确;|a|=|b|,由于a与b方向不确定,所以a、b不一定相等,故②不正确;=,可能有A、B、C、D在一条直线上的情况,所以③不正确;零向量与任一向量平行,故a∥b,b∥c时,若b=0,则a与c不一定平行,故⑥不正确.
设a0为单位向量,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.上述命题中,假命题个数是________.
答案:3
解析:向量是既有大小又有方向的量,a与|a|a0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方向有两种情况:一是同向,二是反向,反向时a=-|a|a0,故②、③也是假命题,填3.
题型2 向量的线性表示
例2 平行四边形OADB的对角线交点为C,=,=,=a,=b,用a、b表示、、.
解:=a-b,==a-b,=+=a+b.=a+b,=+=+==a+b.=-=a-b.
在△ABC中,E、F分别为AC、AB的中点,BE与CF相交于G点,设=a,=b,试用a,b表示.
解:=+=+λ=+(+)=+(-)=(1-λ)+=(1-λ)a+b.
又=+=+m=+(+)
=(1-m)+=a+(1-m)b,
∴解得λ=m=,
∴=a+b.
题型3 共线向量
例3 设两个非零向量a与b不共线.
(1) 若=a+b,=2a+8b,=3(a-b).求证:A、B、D三点共线;
(2) 试确定实数k,使ka+b和a+kb共线.
(1) 证明:∵ =a+b,=2a+8b,=3(a-b),
∴=+=2a+8b+3(a-b)=5(a+b)=5.
∴,共线.
又它们有公共点B,∴ A、B、D三点共线.
(2) 解:∵ ka+b与a+kb共线,
∴存在实数λ,使ka+b=λ(a+kb),
即(k-λ)a=(λk-1)b.
又a、b是两不共线的非零向量,
∴ k-λ=λk-1=0.
∴ k2-1=0.∴ k=±1.
已知a、b是不共线的向量,=λa+b,=a+μb(λ、μ∈R),当A、B、C三点共线时λ、μ满足的条件为________.
答案:λμ=1
解析:由=λa+b,=a+μb(λ、μ∈R)及A、B、C三点共线得=t,所以λa+b=t(a+μb)=ta+tμb,即可得所以λμ=1.
题型4 向量共线的应用
例4 如图所示,设O是△ABC内部一点,且+=-2,则△AOB与△AOC的面积之比为________.
答案:
解析:如图所示,设M是AC的中点,则
+=2.
又+=-2,
∴=-,
即O是BM的中点,
∴ S△AOB=S△AOM=S△AOC,
即=.
如图,△ABC中,在AC上取一点N,使AN=AC;在AB上取一点M,使得AM=AB;在BN的延长线上取点P,使得NP=BN;在CM的延长线上取点Q,使得=λ时,=,
试确定λ的值.
解:∵=-=(-)
=(+)=,
=-=+λ,
又∵=,∴+λ=,
即λ=,∴λ=.
1. 如图,在四边形ABCD中,AC和BD相交于点O,设=a,=b,若=2,则=________.(用向量a和b表示)
答案:a+b
解析:因为=+=+=a+b,
又=2,所以===a+b.
2. (2013·四川)如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,+=λ,则λ=________.
答案:2
解析:+==2,则λ=2.
3. (2013·江苏)设D、E分别是△ABC的边AB、BC上的点,AD=AB,BE=DC,若=λ1+λ2(λ1、λ2为实数),则λ1+λ2=________.
答案:
解析:=+=+=+(-)=-+=λ1+λ2,故λ1=-,λ2=,则λ1+λ2=.
4. 已知点P在△ABC所在的平面内,若2+3+4=3,则△PAB与△PBC的面积的比值为__________.
答案:
解析:由2+3+4=3,得2+4=3+3,∴ 2+4=3,即4=5.
∴=,==.
1. 在平行四边形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,+=λ,则λ=________.
答案:2
解析:因为四边形ABCD为平行四边形,对角线AC与BD交于点O,所以+=,又O为AC的中点,所以=2,所以+=2,因为+=λ,所以λ=2.
2. 已知平面内O,A,B,C四点,其中A,B,C三点共线,且=x+y,则x+y=________.
答案:1
解析:∵ A,B,C三点共线,∴=λ,即-=λ-λ,∴=(1-λ)+λ,即x=1-λ,y=λ,∴ x+y=1.
3. 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=________.
答案:
解析:易知DE=+=+(-)=-+,所以λ1+λ2=.
4. 已知点G是△ABO的重心,M是AB边的中点.
(1) 求++;
(2) 若PQ过△ABO的重心G,且=a,=b,=ma,=nb,求证:+=3.
(1) 解:因为+=2,又2=-,所以++=-+=0.
(2) 证明:因为=(a+b),且G是△ABO的重心,所以==(a+b).由P、G、Q三点共线,得∥,所以有且只有一个实数λ,使=λ.又=-=(a+b)-ma=a+b,=-=nb-(a+b)=-a+b,所以a+b=
λ.
又a、b不共线,所以消去λ,整理得3mn=
m+n,故+=3.
1. 解决与平面向量的概念有关的命题真假的判定问题,其关键在于透彻理解平面向量的概念,还应注意零向量的特殊性,以及两个向量相等必须满足:①模相等;②方向相同.
2. 在进行向量线性运算时要尽可能转化到平行四边形或三角形中,运用平行四边形法则、三角形法则,利用三角形中位线,相似三角形对应边成比例得平面几何的性质,把未知向量转化为与已知向量有直接关系的向量来求解.
3. 平行向量定理的条件和结论是充要条件关系,既可以证明向量共线,也可以由向量共线求参数.利用两向量共线证明三点共线要强调有一个公共点.
[备课札记]