高中向量的教案
發(fā)表時間:2020-10-31高中數(shù)學(xué)必修四2.3.3平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算導(dǎo)學(xué)案。
2.3.3平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.理解平面向量的坐標(biāo)的概念;掌握平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算;
2.會根據(jù)向量的坐標(biāo),判斷向量是否共線.
【新知自學(xué)】
知識回顧:
1.平面向量基本定理:如果,是同一平面內(nèi)的兩個不共線向量,那么對于這一平面內(nèi)的任一向量,有且只有一對實數(shù)λ1,λ2使=______________
(1)不共線向量,叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一組;
(2)由定理可將任一向量在給出基底,的條件下進(jìn)行分解;分解形式惟一.λ1,λ2是被,,唯一確定的實數(shù)對;
2.向量的夾角:已知兩個非零向量、,作,,則∠AOB=,叫向量、的夾角,當(dāng)=,、同向,當(dāng)=,
、反向,當(dāng)=,與垂直,記作⊥。
3.向量的坐標(biāo)表示:在平面直角坐標(biāo)系中,取=(1,0),=(0,1)作為一組基底,設(shè)=x+y,則向量的坐標(biāo)就是點的坐標(biāo)。
新知梳理:
1.平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
已知:=(),=(),我們考慮如何得出、、的坐標(biāo)。
設(shè)基底為、,
則=
=
即=,
同理可得=
結(jié)論:(1)若=(),=(),
則,
即:兩個向量和與差的坐標(biāo)分別等于.
(2)若=(x,y)和實數(shù),則.
實數(shù)與向量的積的坐標(biāo)等于用這個實數(shù)乘原來向量的相應(yīng)坐標(biāo)。
思考感悟:
已知,,怎樣來求的坐標(biāo)?
若,,==
則=
結(jié)論:一個向量的坐標(biāo)等于表示此向量的有向線段的
對點練習(xí):
1.設(shè)向量,坐標(biāo)分別是(-1,2),(3,-5)則+=__________,
-=________,3=_______,2+5=___________
2.如右圖所示,平面向量的坐標(biāo)是()
A.B.
C.D.
3.若A(0,1),B(1,2),C(3,4),則2=.
【合作探究】
典例精析:
例1:已知=(2,1),=(-3,4),求+,-,3+4的坐標(biāo).
變式1:已知,求:
(1)
(2)
(3)
例2:已知平行四邊形ABCD的三個頂點的坐標(biāo)分別為A(2,1),B(1,3),C(3,4),求點D的坐標(biāo)。
*變式2:設(shè),,,用表示
【課堂小結(jié)】
【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】
1、設(shè)則=___________
2、已知M(3,-2)N(-5,-1),且,則=()
A.(-8,1)B.
C.(-16,2)D.(8,-1)
3、若點A的坐標(biāo)是,向量=,則點B的坐標(biāo)為()
A.
B.
C.
D.
4、已知
則=()
A.(6,-2)B.(5,0)
C.(-5,0)D.(0,5)
【課時作業(yè)】
1.如圖,已知,,
點是的三等分點,則()
A.B.
C.D.
2.若M(3,-2)N(-5,-1)且,則P點的坐標(biāo)
*3.已知
,
則
*4.在△ABC中,點P在BC上,且BP→=2PC→,點Q是AC的中點,若PA→=(4,3),PQ→=(1,5),則BC→=________.
5.已知平行四邊形三個頂點的坐標(biāo)分別為(-1,0),(3,0),(1,-5),則第四個頂點的坐標(biāo)是()
A.(1,5)或(5,5)
B.(1,5)或(-3,-5)
C.(5,-5)或(-3,-5)
D.(1,5)或(5,-5)或(-3,-5)
6.已知=(1,2),=(-2,3),=(-1,2),以,為基底,試將分解為的形式.
7.已知三個力=(3,4),=(2,5),=(x,y)的合力++=,求的坐標(biāo).
8.已知平行四邊形的三個頂點的坐標(biāo)分別為,求第四個頂點的坐標(biāo)。
9.已知點,若,
(1)試求為何值時,點P在第一、三象限的交平分線上?
(2)試求為何值時,點P在第三象限?
【延伸探究】
已知點O(0,0),A(1,2),B(4,5),且OP→=OA→+tAB→,試問:
(1)t為何值時,P在x軸上,P在y軸上,P在第二象限?
(2)四邊形OABP能否成為平行四邊形?若能,求出相應(yīng)的t值;若不能,請說明理由.
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2.3.3平面向量的正交分解及坐標(biāo)表示平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
2.3.22.3.3平面向量的正交分解及坐標(biāo)表示
平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
預(yù)習(xí)課本P94~98,思考并完成以下問題
(1)怎樣分解一個向量才為正交分解?
(2)如何由a,b的坐標(biāo)求a+b,a-b,λa的坐標(biāo)?
[新知初探]
1.平面向量正交分解的定義
把一個平面向量分解為兩個互相垂直的向量.
2.平面向量的坐標(biāo)表示
(1)基底:在平面直角坐標(biāo)系中,分別取與x軸、y軸方向相同的兩個單位向量i,j作為基底.
(2)坐標(biāo):對于平面內(nèi)的一個向量a,有且僅有一對實數(shù)x,y,使得a=xi+yj,則有序?qū)崝?shù)對(x,y)叫做向量a的坐標(biāo).
(3)坐標(biāo)表示:a=(x,y).
(4)特殊向量的坐標(biāo):i=(1,0),j=(0,1),0=(0,0).
[點睛](1)平面向量的正交分解實質(zhì)上是平面向量基本定理的一種應(yīng)用形式,只是兩個基向量e1和e2互相垂直.
(2)由向量坐標(biāo)的定義,知兩向量相等的充要條件是它們的橫、縱坐標(biāo)對應(yīng)相等,即a=bx1=x2且y1=y(tǒng)2,其中a=(x1,y1),b=(x2,y2).
3.平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
設(shè)向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),λ∈R,則有下表:
文字描述符號表示
加法兩個向量和的坐標(biāo)分別等于這兩個向量相應(yīng)坐標(biāo)的和a+b=(x1+x2,y1+y2)
減法兩個向量差的坐標(biāo)分別等于這兩個向量相應(yīng)坐標(biāo)的差a-b=(x1-x2,y1-y2)
數(shù)乘實數(shù)與向量的積的坐標(biāo)等于用這個實數(shù)乘原來向量的相應(yīng)坐標(biāo)λa=(λx1,λy1)
重要結(jié)論一個向量的坐標(biāo)等于表示此向量的有向線段的終點的坐標(biāo)減去起點的坐標(biāo)已知A(x1,y1),
B(x2,y2),則=(x2-x1,y2-y1)
[點睛](1)向量的坐標(biāo)只與起點、終點的相對位置有關(guān),而與它們的具體位置無關(guān).
(2)當(dāng)向量確定以后,向量的坐標(biāo)就是唯一確定的,因此向量在平移前后,其坐標(biāo)不變.
[小試身手]
1.判斷下列命題是否正確.(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)相等向量的坐標(biāo)相同與向量的起點、終點無關(guān).()
(2)當(dāng)向量的始點在坐標(biāo)原點時,向量的坐標(biāo)就是向量終點的坐標(biāo).()
(3)兩向量差的坐標(biāo)與兩向量的順序無關(guān).()
(4)點的坐標(biāo)與向量的坐標(biāo)相同.()
答案:(1)√(2)√(3)×(4)×
2.若a=(2,1),b=(1,0),則3a+2b的坐標(biāo)是()
A.(5,3)B.(4,3)
C.(8,3)D.(0,-1)
答案:C
3.若向量=(1,2),=(3,4),則=()
A.(4,6)B.(-4,-6)
C.(-2,-2)D.(2,2)
答案:A
4.若點M(3,5),點N(2,1),用坐標(biāo)表示向量=______.
答案:(-1,-4)
平面向量的坐標(biāo)表示
[典例]
如圖,在邊長為1的正方形ABCD中,AB與x軸正半軸成30°角.求點B和點D的坐標(biāo)和與的坐標(biāo).
[解]由題知B,D分別是30°,120°角的終邊與單位圓的交點.
設(shè)B(x1,y1),D(x2,y2).
由三角函數(shù)的定義,得
x1=cos30°=32,y1=sin30°=12,∴B32,12.
x2=cos120°=-12,y2=sin120°=32,
∴D-12,32.
∴=32,12,=-12,32.
求點和向量坐標(biāo)的常用方法
(1)求一個點的坐標(biāo),可以轉(zhuǎn)化為求該點相對于坐標(biāo)原點的位置向量的坐標(biāo).
(2)在求一個向量時,可以首先求出這個向量的起點坐標(biāo)和終點坐標(biāo),再運(yùn)用終點坐標(biāo)減去起點坐標(biāo)得到該向量的坐標(biāo).
[活學(xué)活用]
已知O是坐標(biāo)原點,點A在第一象限,||=43,∠xOA=60°,
(1)求向量的坐標(biāo);
(2)若B(3,-1),求的坐標(biāo).
解:(1)設(shè)點A(x,y),則x=43cos60°=23,
y=43sin60°=6,即A(23,6),=(23,6).
(2)=(23,6)-(3,-1)=(3,7).
平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
[典例](1)已知三點A(2,-1),B(3,4),C(-2,0),則向量3+2=________,-2=________.
(2)已知向量a,b的坐標(biāo)分別是(-1,2),(3,-5),求a+b,a-b,3a,2a+3b的坐標(biāo).
[解析](1)∵A(2,-1),B(3,4),C(-2,0),
∴=(1,5),=(4,-1),=(-5,-4).
∴3+2=3(1,5)+2(4,-1)
=(3+8,15-2)
=(11,13).
-2=(-5,-4)-2(1,5)
=(-5-2,-4-10)
=(-7,-14).
[答案](11,13)(-7,-14)
(2)解:a+b=(-1,2)+(3,-5)=(2,-3),
a-b=(-1,2)-(3,-5)=(-4,7),
3a=3(-1,2)=(-3,6),
2a+3b=2(-1,2)+3(3,-5)
=(-2,4)+(9,-15)
=(7,-11).
平面向量坐標(biāo)運(yùn)算的技巧
(1)若已知向量的坐標(biāo),則直接應(yīng)用兩個向量和、差及向量數(shù)乘的運(yùn)算法則進(jìn)行.
(2)若已知有向線段兩端點的坐標(biāo),則可先求出向量的坐標(biāo),然后再進(jìn)行向量的坐標(biāo)運(yùn)算.
(3)向量的線性坐標(biāo)運(yùn)算可完全類比數(shù)的運(yùn)算進(jìn)行.
[活學(xué)活用]
1.設(shè)平面向量a=(3,5),b=(-2,1),則a-2b=()
A.(7,3)B.(7,7)
C.(1,7)D.(1,3)
解析:選A∵2b=2(-2,1)=(-4,2),
∴a-2b=(3,5)-(-4,2)=(7,3).
2.已知M(3,-2),N(-5,-1),=12,則P點坐標(biāo)為______.
解析:設(shè)P(x,y),=(x-3,y+2),=(-8,1),
∴=12=12(-8,1)=-4,12,
∴x-3=-4,y+2=12.∴x=-1,y=-32.
答案:-1,-32
向量坐標(biāo)運(yùn)算的綜合應(yīng)用
[典例]已知點O(0,0),A(1,2),B(4,5)及=+t,t為何值時,點P在x軸上?點P在y軸上?點P在第二象限?
[解]因為=+t=(1,2)+t(3,3)=(1+3t,2+3t),
若點P在x軸上,則2+3t=0,
所以t=-23.
若點P在y軸上,則1+3t=0,
所以t=-13.
若點P在第二象限,則1+3t<0,2+3t>0,
所以-23<t<-13.
[一題多變]
1.[變條件]本例中條件“點P在x軸上,點P在y軸上,點P在第二象限”若換為“B為線段AP的中點”試求t的值.
解:由典例知P(1+3t,2+3t),
則1+1+3t2=4,2+2+3t2=5,解得t=2.
2.[變設(shè)問]本例條件不變,試問四邊形OABP能為平行四邊形嗎?若能,求出t值;若不能,說明理由.
解:=(1,2),=(3-3t,3-3t).若四邊形OABP為平行四邊形,則=,
所以3-3t=1,3-3t=2,該方程組無解.
故四邊形OABP不能成為平行四邊形.
向量中含參數(shù)問題的求解
(1)向量的坐標(biāo)含有兩個量:橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo),如果橫或縱坐標(biāo)是一個變量,則表示向量的點的坐標(biāo)的位置會隨之改變.
(2)解答這類由參數(shù)決定點的位置的題目,關(guān)鍵是列出滿足條件的含參數(shù)的方程(組),解這個方程(組),就能達(dá)到解題的目的.
層級一學(xué)業(yè)水平達(dá)標(biāo)
1.如果用i,j分別表示x軸和y軸方向上的單位向量,且A(2,3),B(4,2),則可以表示為()
A.2i+3jB.4i+2j
C.2i-jD.-2i+j
解析:選C記O為坐標(biāo)原點,則=2i+3j,=4i+2j,所以=-=2i-j.
2.已知=a,且A12,4,B14,2,又λ=12,則λa等于()
A.-18,-1B.14,3
C.18,1D.-14,-3
解析:選A∵a==14,2-12,4=-14,-2,
∴λa=12a=-18,-1.
3.已知向量a=(1,2),2a+b=(3,2),則b=()
A.(1,-2)B.(1,2)
C.(5,6)D.(2,0)
解析:選Ab=(3,2)-2a=(3,2)-(2,4)=(1,-2).
4.在平行四邊形ABCD中,AC為一條對角線,=(2,4),=(1,3),則=()
A.(2,4)B.(3,5)
C.(1,1)D.(-1,-1)
解析:選C=-=-=-(-)=(1,1).
5.已知M(-2,7),N(10,-2),點P是線段MN上的點,且=-2,則P點的坐標(biāo)為()
A.(-14,16)B.(22,-11)
C.(6,1)D.(2,4)
解析:選D設(shè)P(x,y),則=(10-x,-2-y),=(-2-x,7-y),
由=-2得10-x=4+2x,-2-y=-14+2y,所以x=2,y=4.
6.(江蘇高考)已知向量a=(2,1),b=(1,-2),若ma+nb=(9,-8)(m,n∈R),則m-n的值為________.
解析:∵ma+nb=(2m+n,m-2n)=(9,-8),
∴2m+n=9,m-2n=-8,∴m=2,n=5,∴m-n=2-5=-3.
答案:-3
7.若A(2,-1),B(4,2),C(1,5),則+2=________.
解析:∵A(2,-1),B(4,2),C(1,5),
∴=(2,3),=(-3,3).
∴+2=(2,3)+2(-3,3)=(2,3)+(-6,6)=(-4,9).
答案:(-4,9)
8.已知O是坐標(biāo)原點,點A在第二象限,||=6,∠xOA=150°,向量的坐標(biāo)為________.
解析:設(shè)點A(x,y),則x=||cos150°=6cos150°=-33,
y=||sin150°=6sin150°=3,
即A(-33,3),所以=(-33,3).
答案:(-33,3)
9.已知a=,B點坐標(biāo)為(1,0),b=(-3,4),c=(-1,1),且a=3b-2c,求點A的坐標(biāo).
解:∵b=(-3,4),c=(-1,1),
∴3b-2c=3(-3,4)-2(-1,1)=(-9,12)-(-2,2)=(-7,10),
即a=(-7,10)=.
又B(1,0),設(shè)A點坐標(biāo)為(x,y),
則=(1-x,0-y)=(-7,10),
∴1-x=-7,0-y=10x=8,y=-10,
即A點坐標(biāo)為(8,-10).
10.已知向量=(4,3),=(-3,-1),點A(-1,-2).
(1)求線段BD的中點M的坐標(biāo).
(2)若點P(2,y)滿足=λ(λ∈R),求λ與y的值.
解:(1)設(shè)B(x1,y1),
因為=(4,3),A(-1,-2),
所以(x1+1,y1+2)=(4,3),
所以x1+1=4,y1+2=3,所以x1=3,y1=1,
所以B(3,1).
同理可得D(-4,-3),
設(shè)BD的中點M(x2,y2),
則x2=3-42=-12,y2=1-32=-1,
所以M-12,-1.
(2)由=(3,1)-(2,y)=(1,1-y),
=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4),
又=λ(λ∈R),
所以(1,1-y)=λ(-7,-4)=(-7λ,-4λ),
所以1=-7λ,1-y=-4λ,所以λ=-17,y=37.
層級二應(yīng)試能力達(dá)標(biāo)
1.已知向量=(2,4),=(0,2),則12=()
A.(-2,-2)B.(2,2)
C.(1,1)D.(-1,-1)
解析:選D12=12(-)=12(-2,-2)=(-1,-1),故選D.
2.已知向量a=(1,2),b=(2,3),c=(3,4),且c=λ1a+λ2b,則λ1,λ2的值分別為()
A.-2,1B.1,-2
C.2,-1D.-1,2
解析:選D∵c=λ1a+λ2b,
∴(3,4)=λ1(1,2)+λ2(2,3)=(λ1+2λ2,2λ1+3λ2),
∴λ1+2λ2=3,2λ1+3λ2=4,解得λ1=-1,λ2=2.
3.已知四邊形ABCD的三個頂點A(0,2),B(-1,-2),C(3,1),且=2,則頂點D的坐標(biāo)為()
A.2,72B.2,-12
C.(3,2)D.(1,3)
解析:選A設(shè)點D(m,n),則由題意得(4,3)=2(m,n-2)=(2m,2n-4),故2m=4,2n-4=3,解得m=2,n=72,即點D2,72,故選A.
4.對于任意的兩個向量m=(a,b),n=(c,d),規(guī)定運(yùn)算“?”為m?n=(ac-bd,bc+ad),運(yùn)算“?”為m?n=(a+c,b+d).設(shè)f=(p,q),若(1,2)?f=(5,0),則(1,2)?f等于()
A.(4,0)B.(2,0)
C.(0,2)D.(0,-4)
解析:選B由(1,2)f=(5,0),得p-2q=5,2p+q=0,解得p=1,q=-2,所以f=(1,-2),所以(1,2)?f=(1,2)?(1,-2)=(2,0).
5.已知向量i=(1,0),j=(0,1),對坐標(biāo)平面內(nèi)的任一向量a,給出下列四個結(jié)論:
①存在唯一的一對實數(shù)x,y,使得a=(x,y);
②若x1,x2,y1,y2∈R,a=(x1,y1)≠(x2,y2),則x1≠x2,且y1≠y2;
③若x,y∈R,a=(x,y),且a≠0,則a的起點是原點O;
④若x,y∈R,a≠0,且a的終點坐標(biāo)是(x,y),則a=(x,y).
其中,正確結(jié)論有________個.
解析:由平面向量基本定理,可知①正確;例如,a=(1,0)≠(1,3),但1=1,故②錯誤;因為向量可以平移,所以a=(x,y)與a的起點是不是原點無關(guān),故③錯誤;當(dāng)a的終點坐標(biāo)是(x,y)時,a=(x,y)是以a的起點是原點為前提的,故④錯誤.
答案:1
6.已知A(-3,0),B(0,2),O為坐標(biāo)原點,點C在∠AOB內(nèi),|OC|=22,且∠AOC=π4.設(shè)=λ+(λ∈R),則λ=________.
解析:過C作CE⊥x軸于點E,
由∠AOC=π4知,|OE|=|CE|=2,所以=+=λ+,即=λ,所以(-2,0)=λ(-3,0),故λ=23.
答案:23
7.在△ABC中,已知A(7,8),B(3,5),C(4,3),M,N,D分別是AB,AC,BC的中點,且MN與AD交于點F,求的坐標(biāo).
解:∵A(7,8),B(3,5),C(4,3),
∴=(3-7,5-8)=(-4,-3),
=(4-7,3-8)=(-3,-5).
∵D是BC的中點,
∴=12(+)=12(-4-3,-3-5)
=12(-7,-8)=-72,-4.
∵M(jìn),N分別為AB,AC的中點,∴F為AD的中點.
∴=-=-12=-12-72,-4=74,2.
8.在直角坐標(biāo)系xOy中,已知點A(1,1),B(2,3),C(3,2),
(1)若++=0,求的坐標(biāo).
(2)若=m+n(m,n∈R),且點P在函數(shù)y=x+1的圖象上,求m-n.
解:(1)設(shè)點P的坐標(biāo)為(x,y),
因為++=0,
又++=(1-x,1-y)+(2-x,3-y)+(3-x,2-y)=(6-3x,6-3y).
所以6-3x=0,6-3y=0,解得x=2,y=2.
所以點P的坐標(biāo)為(2,2),
故=(2,2).
(2)設(shè)點P的坐標(biāo)為(x0,y0),因為A(1,1),B(2,3),C(3,2),
所以=(2,3)-(1,1)=(1,2),
=(3,2)-(1,1)=(2,1),
因為=m+n,
所以(x0,y0)=m(1,2)+n(2,1)=(m+2n,2m+n),所以x0=m+2n,y0=2m+n,
兩式相減得m-n=y(tǒng)0-x0,
又因為點P在函數(shù)y=x+1的圖象上,
所以y0-x0=1,所以m-n=1.
高中數(shù)學(xué)必修四2.3.2平面向量的正交分解和坐標(biāo)表示導(dǎo)學(xué)案
一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性,作為高中教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定合適的教案。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來,減輕高中教師們在教學(xué)時的教學(xué)壓力。那么一篇好的高中教案要怎么才能寫好呢?下面是小編為大家整理的“高中數(shù)學(xué)必修四2.3.2平面向量的正交分解和坐標(biāo)表示導(dǎo)學(xué)案”,供大家借鑒和使用,希望大家分享!
2.3.2平面向量的正交分解和坐標(biāo)表示
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解平面向量基本定理;理解平面向量的坐標(biāo)的概念;
2.理解平面里的任何一個向量都可以用兩個不共線的向量來表示,初步掌握應(yīng)用向量解決實際問題的重要思想方法;
3.能夠在具體問題中適當(dāng)選取基底,使其他向量都能夠用基底來表達(dá).
【新知自學(xué)】
知識回顧:1.平面向量基本定理:如果,是同一平面內(nèi)的兩個向量,那么對于這一平面內(nèi)的任一向量,有且只有一對實數(shù)λ1,λ2;
使得
給定基底,分解形式惟一.λ1,λ2由,,唯一確定.
2.向量的夾角:已知兩個非零向量、,作,,則∠AOB=,叫向量、的夾角,
當(dāng)=,、同向;當(dāng)=,、反向(同向、反向通稱平行);
當(dāng)=°,稱與垂直,記作。
新知梳理:
由前面知識知道,平面中的任意一個向量都可以用給定的一組基底來表示;當(dāng)然也可以用兩個互相垂直的向量來表示,這樣能給我們研究向量帶來許多方便。
1.平面向量的正交分解:把向量分解為兩個的向量。
思考:在平面直角坐標(biāo)系中,每一個點都可以用一對有序?qū)崝?shù)表示,平面內(nèi)的每一個向量,如何表示呢?
2.平面向量的坐標(biāo)表示
如圖,在直角坐標(biāo)系內(nèi),我們分別取與軸、軸方向相同的兩個單位向量、作為基底.任作一個向量,由平面向量基本定理知,有且只有一對實數(shù)、,使得=x+y………○1
我們把叫做向量的(直角)坐標(biāo),記作=(x,y)………○2
其中叫做在軸上的坐標(biāo),叫做在軸上的坐標(biāo),○2式叫做向量的坐標(biāo)表示.與相等的向量的坐標(biāo)也為.
特別地,=(1,0)=(0,1),=(0,0).
3.在平面直角坐標(biāo)系中,一個平面向量和其坐標(biāo)是一一對應(yīng)的。
如圖,在直角坐標(biāo)平面內(nèi),以原點為起點作=,則點的位置由唯一確定.
設(shè)=x+y,則向量的坐標(biāo)就是點的坐標(biāo);反過來,點的坐標(biāo)也就是向量的坐標(biāo).
對點練習(xí):
1.如圖,向量、是兩個互相垂直的單位向量,向量與的夾角是30°,且||=4,以向量、為基底,向量=_________
2.在平面直角坐標(biāo)系下,起點是坐標(biāo)原點,終點A落在直線上,且模長為1的向量的坐標(biāo)是___________
【合作探究】
典例精析:
例1:請寫出圖中向量,,的坐標(biāo)
變式1:請在平面直角坐標(biāo)系中作出向量、,其中=(1,-3)、=(-3,-1).
例2:如圖所示,用基底、分別表示向量、、、并求出它們的坐標(biāo)。
變式2:已知O為坐標(biāo)原點,點A在第一象限,,,求向量的坐標(biāo)
【課堂小結(jié)】
向量的坐標(biāo)表示是一種向量與坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系,它使得向量具有代數(shù)意義。
將向量的起點平移到坐標(biāo)原點,則平移后向量的終點坐標(biāo)就是向量的坐標(biāo)。
【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】
1、已知力在水平方向與豎直方向的分力分別是4和3,則力的實際大小是__________,若水平方向為x軸的正方向,豎直方向為y軸的正方向,則力的坐標(biāo)表示是______________
2、若,(,為單位向量),則的坐標(biāo)(x,y)就是____的坐標(biāo),即若=(x,y),則點A的坐標(biāo)就是_______________。
3、如右圖:|OA|=4,B(1,2),求向量的坐標(biāo)。
【課時作業(yè)】
1.設(shè)、是平面直角坐標(biāo)系內(nèi)分別與x軸、y軸方向相同的兩個單位向量,且,,則△OAB的面積等于()
A、15B、10C、7.5D、5
2、在平面直角坐標(biāo)系中,A(2,3),B(-3,4),如圖所示,x軸,y軸上的兩個單位向量分別是和,則下列說法正確的是__________
①2+3;②3+4;
③-5+;④5-.
3、如圖所示的直角坐標(biāo)系中,四邊形OABC為等腰梯形,BC‖OA,OC=6,,則用坐標(biāo)表示下列向量:_______________;
______________;______________;
______________;
4.在直角坐標(biāo)系xoy中,向量的方向如圖所示,且,分別寫出他們的坐標(biāo)。
5.如圖,已知O為坐標(biāo)原點,點A在第一象限,,,求向量的坐標(biāo)。
【延伸探究】
在平面直角坐標(biāo)系中,A(1,1),B(-2,4),則向量的坐標(biāo)是_________
高中數(shù)學(xué)必修四2.3.1平面向量基本定理導(dǎo)學(xué)案
2.3平面向量的基本定理及坐標(biāo)表示
2.3.1平面向量基本定理
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解平面向量基本定理;
2.理解平面里的任何一個向量都可以用兩個不共線的向量來表示,初步掌握應(yīng)用向量解決實際問題的重要思想方法;
3.能夠在具體問題中適當(dāng)選取基底,使其他向量都能夠用基底來表達(dá).
【新知自學(xué)】
知識回顧:
1、實數(shù)與向量的積:實數(shù)λ與向量的積是一個,記作;規(guī)定:
(1)|λ|=
(2)λ0時,λ與方向;
λ0時,λ與方向;
λ=0時,λ=
2.運(yùn)算定律:
結(jié)合律:λ(μ)=;
分配律:(λ+μ)=,
λ(+)=
3.向量共線定理:向量與非零向量共線,則有且只有一個非零實數(shù)λ,使=λ.
新知梳理:
1.給定平面內(nèi)兩個向量,,請你作出向量3+2,-2,
2.由上,同一平面內(nèi)的任一向量是否都可以用形如λ1+λ2的向量表示?
平面向量基本定理:如果,是同一平面內(nèi)的兩個向量,那么對于這一平面內(nèi)的任一向量,有且只有一對實數(shù)λ1,λ2使
不共線的向量,叫做這一平面內(nèi)表示所有向量的一組基底。
思考感悟:
(1)基底不惟一,關(guān)鍵是;不同基底下,一個向量可有不同形式表示;
(2)基底給定時,分解形式惟一.λ1,λ2是被,,唯一確定的數(shù).
3.向量的夾角:平面中的任意兩個向量之間存在夾角嗎?若存在,向量的夾角與直線的夾角一樣嗎?
已知兩個非零向量、,作,,則∠AOB=,叫向量、的夾角。
當(dāng)=,、同向;
當(dāng)=,、反向;統(tǒng)稱為向量平行,記作
如果=,與垂直,記作⊥。
對點練習(xí):
1.設(shè)、是同一平面內(nèi)的兩個向量,則有()
A.、一定平行
B.、的模相等
C.同一平面內(nèi)的任一向量都有=λ+μ(λ、μ∈R)
D.若、不共線,則同一平面內(nèi)的任一向量都有=λ+u(λ、u∈R)
2.已知向量=-2,=2+,其中、不共線,則+與=6-2的關(guān)系()
A.不共線B.共線
C.相等D.無法確定
3.已知λ1>0,λ2>0,、是一組基底,且=λ1+λ2,則與,
與.(填共線或不共線).
【合作探究】
典例精析:
例1:已知向量,求作向量2.5+3
變式1:已知向量、(如圖),求作向量:
(1)+2.?(2)-+3
例2:如圖,,不共線,且
,用,來表示
變式2:已知G為△ABC的重心,設(shè)=,=,試用、表示向量.
【課堂小結(jié)】
知識、方法、思想
【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】
1.設(shè)是已知的平面向量且,關(guān)于向量的分解,其中所列述命題中的向量,和在同一平面內(nèi)且兩兩不共線,有如下四個命題:
①給定向量,總存在向量,使;
②給定向量和,總存在實數(shù)和,使;
③給定單位向量和正數(shù),總存在單位向量和實數(shù),使;
④給定正數(shù)和,總存在單位向量和單位向量,使;
上述命題中的則真命題的個數(shù)是()()
A.1B.2C.3D
2.如圖,正六邊形ABCDEF中,=
A.B.C.D.
3.在中,,,,為的中點,則____________.(用表示)
【課時作業(yè)】
1、若、不共線,且λ+μ=(λ、μ),則()
A.=,=B.=0,=0
C.=0,=D.=,=0
2.在△ABC中,AD→=14AB→,DE∥BC,且DE與AC相交于點E,M是BC的中點,AM與DE相交于點N,若AN→=xAB→+yAC→(x,y∈R),則x+y等于()
A.1B.12C.14D.18
3.在如圖所示的平行四邊形ABCD中,AB→=a,AD→=b,AN=3NC,M為BC的中點,則MN→=________.(用a,b表示).
4.如圖ABCD的兩條對角線交于點M,且=,=,用,表示,,和
5.設(shè)與是兩個不共線向量,=3+4,=-2+5,若實數(shù)λ、μ滿足λ+μ=5-,求λ、μ的值.
6如圖,在△ABC中,AN→=13NC→,P是BN上一點,若AP→=mAB→+211AC→,求實數(shù)m的值.
7.如圖所示,P是△ABC內(nèi)一點,且滿足條件AP→+2BP→+3CP→=0,設(shè)Q為CP延長線與AB的交點,令CP→=p,用p表示CQ→.
【延伸探究】
已知ABCD的兩條對角線AC與BD交于E,O是任意一點,求證:+++=4
高中數(shù)學(xué)必修四2.3平面向量基本定理及坐標(biāo)表示小結(jié)導(dǎo)學(xué)案
2.3平面向量基本定理及坐標(biāo)表示小結(jié)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解平面向量的基本定理及其意義;掌握平面向量的正交分解及其坐標(biāo)表示.
2.會用坐標(biāo)表示平面向量的線性運(yùn)算;會用坐標(biāo)表示的平面向量共線的條件.
【知識重溫】
1.平面向量基本定理
如果,是同一平面內(nèi)的兩個______向量,那么對于這一平面內(nèi)的任意向量,有且只有一對實數(shù),,使=__________.向量,叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基底.
2.平面向量的坐標(biāo)表示
在平面直角坐標(biāo)系內(nèi),分別取與x軸、y軸______的兩個單位向量、作為基底,對于平面內(nèi)的一個向量,有且只有一對實數(shù)x,y,使得=__________,則有序數(shù)對(x、y)叫做向量的坐標(biāo),記作__________,其中x,y分別叫做在x軸、y軸上的坐標(biāo),=(x,y)叫做向量的坐標(biāo)表示。相等的向量其______相同,______相同的向量是相等向量.
3.平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
(1)已知點A(x1,y1),B(x2,y2),則
=__________________,
2)已知=(x1,y1),=(x2,y2),則
+=____________,
-=___________,
λ=___________;
∥(≠0)______________.
(3)=(x1,y1),=(x2,y2),=________________.
思考感悟
1.基底的不唯一性
只要兩個向量不共線,就可以作為平面的一組基底,故基底的選取是不唯一。
平面內(nèi)任意向量都可被這個平面的一組基底,線性表示,且在基底確定后,這樣的表示是唯一的.
2.向量坐標(biāo)與點的坐標(biāo)區(qū)別
在平面直角坐標(biāo)系中,以原點為起點的向量=,此時點A的坐標(biāo)與的坐標(biāo)統(tǒng)一為(x,y),但應(yīng)注意其表示形式的區(qū)別,如點A(x,y),向量==(x,y).
當(dāng)平面向量平行移動到時,向量不變即==(x,y),但的起點O1和終點A1的坐標(biāo)都發(fā)生了變化.
對點練習(xí):
1.已知向量=(1,-2),=(-3,4),則12等于()
A.(-2,3)B.(2,-3)
C.(2,3)D.(-2,-3)
2.已知向量=(1,1),=(2,x),若+與4-2平行,則實數(shù)x的值是()
A.-2B.0
C.1D.2
3.已知向量=(1,2),=(1,0),=(3,4).若λ為實數(shù),(+λ)∥,則λ=()
A.14B.12
C.1D.2
4.下列各組向量中,能作為基底的是()
①=(1,2),=(2,4)
②=(1,1),=(-1,-1)
③=(2,-3),=(-3,2)
④=(5,6),=(7,8).
A.①②B.②③
C.③④D.②④
【自學(xué)探究】
考點一平面向量基本定理
例1、如圖所示,在平行四邊形ABCD中,M,N分別為DC,BC的中點,已知=,=,試用,表示,.
規(guī)律總結(jié):應(yīng)用平面向量基本定理表示向量的實質(zhì)是利用平行四邊形法則或三角形法則進(jìn)行向量的加、減或數(shù)乘運(yùn)算.解題的一般思路是:先選擇一組基底,并運(yùn)用該基底將條件和結(jié)論表示成向量的形式,再通過向量的運(yùn)算來解決.
變式1:如圖,在△ABC中,=13,P是BN上的一點,若=m+211,則實數(shù)m的值為__________.
考點二平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
例2、已知A(-2,4),B(3,-1),C(-3,-4),設(shè)=,=,=,且=3,=-2.
(1)求3+-3;
(2)求滿足=m+n的實數(shù)m,n;
(3)求M,N的坐標(biāo)及向量的坐標(biāo).
規(guī)律總結(jié):若已知有向線段兩端點的坐標(biāo),則應(yīng)先求出向量的坐標(biāo),解題過程中要注意方程思想的運(yùn)用及運(yùn)算法則的正確使用.
變式2在ABCD中,AC為一條對角線,若=(2,4),=(1,3),則=()
A.(-2,-4)B.(-3,-5)
C.(3,5)D.(2,4)
考點三平面向量共線的坐標(biāo)表示
例3、平面內(nèi)給定三個向量=(3,2),=(-1,2),=(4,1).回答下列問題:
(1)若(+k)∥(2-),求實數(shù)k;
(2)設(shè)=(x,y)滿足(-)∥(+)且|-|=1,求.
規(guī)律總結(jié):用坐標(biāo)來表示向量平行,實際上是一種解析幾何(或數(shù)形結(jié)合)的思想,其實質(zhì)是用代數(shù)(主要是方程)計算來代替幾何證明,這樣就把抽象的邏輯思維轉(zhuǎn)化為了計算.
變式3、
(1)(2013陜西卷)已知向量=(1,m),=(m,2),若∥,則實數(shù)m等于()
A.-2B.2
C.-2或2D.0
(2)已知梯形ABCD,其中AB∥CD,且DC=2AB,三個頂點A(1,2),B(2,1),C(4,2),則點D的坐標(biāo)為__________.
【課堂小結(jié)】
1.平面向量基本定理的本質(zhì)是運(yùn)用向量加法的平行四邊形法則,將向量進(jìn)行分解.
2.向量的坐標(biāo)表示的本質(zhì)是向量的代數(shù)表示,其中坐標(biāo)運(yùn)算法則是運(yùn)算的關(guān)鍵,通過坐標(biāo)運(yùn)算可將一些幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題處理.
3.在向量的運(yùn)算中要注意待定系數(shù)法、方程思想和數(shù)形結(jié)合思想的運(yùn)用.
4.要注意區(qū)分點的坐標(biāo)與向量的坐標(biāo)有可能。
【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】
1.(2014北京卷)已知向量=(2,4),=(-1,1),則2-=()
A.(5,7)B.(5,9)
C.(3,7)D.(3,9)
2.(2014揭陽二模)已知點A(-1,5)和向量=(2,3),若=3,則點B的坐標(biāo)為()
A.(7,4)B.(7,14)
C.(5,4)D.(5,14)
3.(2015許昌模擬)在△ABC中,點P在BC上,且=2,點Q是AC的中點,若=(4,3),=(1,5),則等于()
A.(-2,7)B.(-6,21)
C.(2,-7)D.(6,-21)
4.已知兩點在直線AB上,求一點P是。
【課時作業(yè)】
1、若向量=(x+3,x2-3x-4)與相等,已知A(1,2)和B(3,2),則x的值為()
A、-1B、-1或4
C、4D、1或-4
2、一個平行四邊形的三個頂點的坐標(biāo)分別是(5,7),(-3,5),(3,4),則第四個頂點的坐標(biāo)不可能是()
A、(-1,8)B,(-5,2)
C、(1l,6)D、(5,2)
3、己知P1(2,-1)、P2(0,5)且點P在P1P2的延長線上,,則P點坐標(biāo)為()
A、(-2,11)B、(
C、(,3)D、(2,-7)
4、平面直角坐標(biāo)系中,O為坐標(biāo)原點,已知兩點A(3,1),B(-1,3),若點C滿足,其中α、β∈R,且α+β=1,則點C的軌跡方程為()
A、3x+2y-11=0
B、(x-1)2+(y-2)2=5
C、2x-y=0
D、x+2y-5=0
5、已知點A(-1,5),若向量與向量=(2,3)同向,且=3,則點B的坐標(biāo)為_____________
6、平面上三個點,分別為A(2,-5),B(3,4),C(-1,-3),D為線段BC的中點,則向量的坐標(biāo)為_______________
7、已知點A(-1,2),B(2,8)及,,求點C、D和的坐標(biāo)。
8、已知平行四邊形ABCD的一個頂點坐標(biāo)為A(-2,1),一組對邊AB、CD的中點分別為M(3,0)、N(-1,-2),求平行四邊形的各個頂點坐標(biāo)。
【延伸探究】
如圖,中AD是三角形BC邊上的中線且AE=2EC,BE交AD于G,求及的值。