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  • 2021-06-11 发布

高中人教a版数学必修4:第23课时 平面向量共线的坐标表示 word版含解析

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第 23 课时 平面向量共线的坐标表示 课时目标 1.理解用坐标表示的平面向量共线的条件. 2.会根据平面向量的坐标,判断向量是否共线. 识记强化 两向量平行的条件 (1)设 a=(a1,a2),b=(b1,b2),则 a∥b⇔a1b2-a2b1=0. (2)设 a=(a1,a2),b=(b1,b2)且(b1b2≠0),则 a∥b⇔a1 b1 =a2 b2 ,即两条向量平行的条件是 相应坐标成比例. 课时作业 一、选择题 1.若三点 A(1,1)、B(2,-4)、C(x,-9)共线,则( ) A.x=-1 B.x=3 C.x=9 2 D.x=5 答案:B 解析:因为 A、B、C 三点共线,所以AB→与BC→共线. AB→=(1,-5),BC→=(x-2,-5),所以(x-2)· (-5)+5=0.所以 x=3. 2.已知点 A(1,1),B(4,2)和向量 a=(2,λ),若 a∥AB→,则实数λ的值为( ) A.-2 3 B.3 2 C.2 3 D.-3 2 答案:C 解析:根据 A,B 两点的坐标,可得AB→=(3,1),∵a∥AB→,∴2×1-3λ=0,解得λ=2 3 , 故选 C. 3.已知向量 a=(x,2),b=(3,-1),若(a+b)∥(a-2b),则实数 x 的值为( ) A.-3 B.2 C.4 D.-6 答案:D 解析:因为(a+b)∥(a-2b),a+b=(x+3,1),a-2b=(x-6,4),所以 4(x+3)-(x-6) =0,解得 x=-6. 4.已知向量 a=(x,5),b=(5,x)两向量方向相反,则 x=( ) A.-5 B.5 C.-1 D.1 答案:A 解析:由两向量共线可得 x2-25=0∴x=±5, 又两向量方向相反,∴x=-5. 5.已知向量 a=(2,3),b=(-1,2).若 ma+4b 与 a-2b 共线,则 m 的值为( ) A.1 2 B.2 C.-1 2 D.-2 答案:D 解析:根据题意,得 ma+4b=(2m-4,3m+8),a-2b=(4,-1),因为 ma+4b 与 a- 2b 共线,所以(2m-4)×(-1)=4(3m+8),解得 m=-2. 6.已知 a=(-2,1-cosθ),b=(1+cosθ,-1 4)且 a∥b,则锐角θ等于( ) A.45° B.30° C.60° D.30°或 60° 答案:A 解析:由向量共线条件得-2×(-1 4)-(1-cosθ)(1+cosθ)=0,即 cos2θ=1 2.所以θ=45°. 二、填空题 7.已知向量 a=( 3,1),b=(0,-1),c=(k, 3),若 a-2b 与 c 共线,则 k=________. 答案:1 解析:a-2b=( 3,3),根据 a-2b 与 c 共线,得 3k= 3× 3,解得 k=1. 8.已知向量 a=(3x-1,4)与 b=(1,2)共线,则实数 x 的值为________. 答案:1 解析:∵向量 a=(3x-1,4)与 b=(1,2)共线,∴2(3x-1)-4×1=0,解得 x=1. 9.已知 a=(4,3),b=(-1,2),m=a-λb,n=2a+b,若 m∥n,则λ=________. 答案:-1 2 解析:m=(4+λ,3-2λ),n=(7,8), 由(4+λ,3-2λ),k(7,8),得λ=-1 2. 三、解答题 10.设 A,B,C,D 为平面内的四点,且 A(1,3),B(2,-2),C(4,-1). (1)若AB→=CD→ ,求点 D 的坐标; (2)设向量 a=AB→,b=BC→,若 ka-b 与 a+3b 平行,求实数 k 的值. 解:(1)设 D(x,y). 由AB→=CD→ ,得(2,-2)-(1,3)=(x,y)-(4,-1), 即(1,-5)=(x-4,y+1), 所以 x-4=1 y+1=-5 ,解得 x=5 y=-6 . 所以点 D 的坐标为(5,-6). (2)因为 a=AB→=(2,-2)-(1,3)=(1,-5), b=BC→=(4,-1)-(2,-2)=(2,1), 所以 ka-b=k(1,-5)-(2,1)=(k-2,-5k-1), a+3b=(1,-5)+3(2,1)=(7,-2). 由 ka-b 与 a+3b 平行,得(k-2)×(-2)-(-5k-1)×7=0, 所以 k=-1 3. 11.平面内给定三个向量 a=(3,2),b=(-1,2),c=(4,1). (1)求 3a+b-2c; (2)求满足 a=mb+nc 的实数 m、n; (3)若(a+kc)∥(2b-a),求实数 k. 解:(1)∵a=(3,2),b=(-1,2),c=(4,1), ∴3a+b-2c=3(3,2)+(-1,2)-2(4,1)=(0,6). (2)∵a=mb+nc, ∴(3,2)=m(-1,2)+n(4,1)=(-m+4n,2m+n). ∴ -m+4n=3, 2m+n=2. 解得 m=5 9 , n=8 9. (3)由 a+kc=(3+4k,2+k),2b-a=(-5,2), ∴2×(3+4k)-(-5)×(2+k)=0,∴k=-16 13. 能力提升 12.已知向量 a=(1,1),b=(-1,0),λa+μb 与 a-2b 共线,则λ μ 等于( ) A.1 2 B.2 C.-1 2 D.-2 答案:C 解析:易知 a,b 不共线,则有λ 1 = μ -2 ,故λ μ =-1 2. 13.已知点 A(2,3)、B(5,4)、C(7,10).若AP→=AB→+λAC→(λ∈R),试求λ为何值时, (1)点 P 在第一、三象限的角平分线上? (2)点 P 在第三象限内? 解:设点 P 的坐标为(x,y),则AP→=(x,y)-(2,3)=(x-2,y-3). AB→+λAC→ =[(5,4)-(2,3)]+λ[(7,10)-(2,3)]=(3,1)+λ(5,7)=(3,1)+(5λ,7λ)=(3+5λ,1 +7λ). ∵AP→=AB→+λAC→, ∴(x-2,y-3)=(3+5λ,1+7λ). ∴ x-2=3+5λ, y-3=1+7λ. ∴ x=5+5λ, y=4+7λ. ∴点 P 的坐标为(5+5λ,4+7λ). (1)若点 P 在第一、三象限的角平分线上,则 5+5λ=4+7λ,此时λ=1 2. (2)若点 P 在第三象限内,则 5+5λ<0, 4+7λ<0. ∴ λ<-1, λ<-4 7. ∴λ<-1. 即当λ<-1 时,点 P 在第三象限内.