高中向量的教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-12高二數(shù)學(xué)平面向量的分解定理003。
一位優(yōu)秀的教師不打無(wú)準(zhǔn)備之仗,會(huì)提前做好準(zhǔn)備,作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓講的知識(shí)能夠輕松被學(xué)生吸收,幫助教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。怎么才能讓教案寫的更加全面呢?為了讓您在使用時(shí)更加簡(jiǎn)單方便,下面是小編整理的“高二數(shù)學(xué)平面向量的分解定理003”,相信能對(duì)大家有所幫助。
8.3平面向量的分解定理
一、教學(xué)目標(biāo)
1.理解和掌握平面向量的分解定理;
2.掌握平面內(nèi)任一向量都可以用兩個(gè)不平行向量來(lái)表示;掌握基的概念,并能夠用基表示平面內(nèi)的向量;
3.根據(jù)學(xué)生已有的物理知識(shí)經(jīng)驗(yàn),在熟悉的問(wèn)題情景中,體會(huì)研究向量分解的必要性。
4.經(jīng)歷平面向量分解定理的探求過(guò)程,培養(yǎng)觀察能力、抽象概括能力、體會(huì)化歸思想。
二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn):平面向量分解定理的發(fā)現(xiàn)和形成過(guò)程;分解唯一性的說(shuō)明。
三、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
(一)、設(shè)置情景,引入課題
(1)觀察
前面我們學(xué)過(guò)向量的加法,知道兩個(gè)向量可以合成一個(gè)向量,反過(guò)來(lái),一個(gè)向量是否可以分解成兩個(gè)向量呢?
下面讓我們來(lái)看一個(gè)實(shí)例:
實(shí)例:一盞電燈,可以由電線CO吊在天花板上,也可以由電線OA和繩BO拉住.CO所受的力F與電燈重力平衡,拉力F可以分解為AO與BO所受的拉力F1和F2.
思考:從這個(gè)實(shí)例我們看到了什么?
答:一個(gè)向量可以分成兩個(gè)不同方向的向量.
(2)復(fù)習(xí)正交分解,并抽象為數(shù)學(xué)模型
(二)、探索探究,主動(dòng)建構(gòu)
概括討論,提出新問(wèn)題:
如果向量是同一平面內(nèi)的兩個(gè)不平行的向量,是該平面內(nèi)的一個(gè)非零向量,是否能用向量表示向量?
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)1
高考¥資%源~網(wǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生探究:給定平面內(nèi)的兩個(gè)不平行向量,對(duì)于給定的非零向量是否能分解成方向上的兩個(gè)向量,且分解是否是唯一的?
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:
a.以四位同學(xué)為一組,給每一位同學(xué)一個(gè)圖,上面有兩個(gè)不平行向量和;
b.每個(gè)同學(xué)先獨(dú)立作圖;
c.小組對(duì)照,比較所分解的兩向量的長(zhǎng)度和方向是否相同.并得出結(jié)論.
(3)實(shí)驗(yàn)報(bào)告:(由學(xué)生發(fā)言)可以分解,且分解的長(zhǎng)度和方向唯一的.
師:既然可以分解并且是唯一的,能不能用數(shù)學(xué)式子把和的關(guān)系表示出來(lái)?
生:是不平行向量,是平面內(nèi)給定的向量,在平面內(nèi)任取一點(diǎn)O
(1)作;
(2)過(guò)C作平行于直線OB的平行線與直線OA相交于點(diǎn)M;
(3)過(guò)C作平行于直線OA的平行線與直線OB相交于點(diǎn)N;
(4)四邊形為平行四邊形,由向量平行的充要條件可知存在實(shí)數(shù),使得,,則.
對(duì)于給定的向量可以唯一分解成給定的兩個(gè)不平行向量,那么對(duì)于任意的向量是否也可以得到同樣的結(jié)論呢?下面讓我們來(lái)做一個(gè)實(shí)驗(yàn).
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)2
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)幾何畫板向量分解動(dòng)畫,讓學(xué)生體會(huì)對(duì)于任意向量都可以分解成給定的兩個(gè)不平行向量,且分解是唯一的.
(2)實(shí)驗(yàn)步驟:
a.利用幾何畫板畫出兩個(gè)不平行向量,畫出一個(gè)任意向量(該向量可以任意拖動(dòng)終點(diǎn)來(lái)改變);
b.學(xué)生從拖動(dòng)中體會(huì)其向量的任意性.(一些特殊位置,,)
(3)實(shí)驗(yàn)報(bào)告:
3.探究結(jié)果
幾何角度:平面內(nèi)的任一向量都可以表示為給定的兩個(gè)不平行向量的線性組合,即,且分解是唯一的.
代數(shù)角度:說(shuō)明唯一性:
說(shuō)明:(1)當(dāng)時(shí),
(2)當(dāng)時(shí),假設(shè),則有
=
.由于不平行,故,即.
4.概括得出定理:
平面向量分解定理:如果是同一平面內(nèi)的兩個(gè)不平行向量,那么對(duì)于這一平面內(nèi)的任意向量,有且只有一對(duì)實(shí)數(shù),使.
我們把不平行的向量叫做這一平面內(nèi)所有向量的一組基.
注意:
(1)基底不共線;
(2)將任一向量在給出基底、的條件下進(jìn)行分解;
(3)基底給定時(shí),分解形式唯一,是被,,唯一確定的數(shù)量
(通過(guò)實(shí)驗(yàn)的制作,學(xué)生的動(dòng)手作圖能力得到提高,通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論,學(xué)生的抽象概括能力,語(yǔ)言表達(dá)能力得到訓(xùn)練.)
(三).例題分析
例1(教材P66.例2)如圖:平行四邊形ABCD的兩條對(duì)角線相交于點(diǎn)M,且,分別用表示和.
解:在平行四邊形ABCD中,
,
注:(1)把作為一組基,用向量表示平面內(nèi)的任何一個(gè)向量
(2)平行四邊形法則簡(jiǎn)化為三角形法則。
練習(xí):學(xué)生完成教材后面練習(xí)P67(2)
思考:由例1和練習(xí)(2)平行四邊形ABCD中還有哪些線段可以作為一組基?哪些線段不可以作為一組基?為什么?
思考題(教材P67.例3)已知是不平行的兩個(gè)向量,是實(shí)數(shù),且,用表示.
解:
(四)、課堂小結(jié):(1)平面向量的分解定理.對(duì)分解定理的理解:基底為兩個(gè)不平行向量,向量的任意性,實(shí)數(shù)對(duì)的存在性和唯一性;
(2)從基的角度認(rèn)識(shí)幾何圖形。
(五)、作業(yè)布置
《練習(xí)冊(cè)》P37A組3,4,5B組2,3
精選閱讀
平面向量基本定理
每個(gè)老師不可缺少的課件是教案課件,大家在認(rèn)真寫教案課件了。只有寫好教案課件計(jì)劃,可以更好完成工作任務(wù)!有哪些好的范文適合教案課件的?以下是小編為大家精心整理的“平面向量基本定理”,希望能為您提供更多的參考。
課時(shí)5平面向量基本定理
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.掌握平面向量的基本定理,能用兩個(gè)不共線向量表示一個(gè)向量;或一個(gè)向量分解為兩個(gè)向量。
2.能應(yīng)用平面向量基本定理解決一些幾何問(wèn)題。
【知識(shí)梳理】
若,是不共線向量,是平面內(nèi)任一向量
在平面內(nèi)取一點(diǎn)O,作=,=,=,使=λ1=λ2
==+=λ1+λ2
得平面向量基本定理:
注意:1、必須不共線,且它是這一平面內(nèi)所有向量的一組基底
2這個(gè)定理也叫共面向量定理
3λ1,λ2是被,,唯一確定的實(shí)數(shù)。
【例題選講】
1.如圖,ABCD是平行四邊形,對(duì)角線AC,BD交于M,,,試用基底、表示。
2.設(shè)、是平面內(nèi)一組基底,如果=3-2,=4+,=8-9,求證:A,B,D三點(diǎn)共線。
3.設(shè)、是平面內(nèi)一組基底,如果=2+k,=--3,=2-,若A,B,D三點(diǎn)共線,求實(shí)數(shù)k的值。
4.中,,DE//BC,與邊AC相交于點(diǎn)E,中線AM與DE交于點(diǎn)N,如圖,,,試用、表示。
【歸納反思】
1.平面向量基本定理是平面向量坐標(biāo)表示的基礎(chǔ),它說(shuō)明同一平面內(nèi)的任一向量都可以表示為其他兩個(gè)不共線向量的線性組合。
2.在解具體問(wèn)題時(shí)適當(dāng)?shù)剡x取基底,使其它向量能夠用基底來(lái)表示,選擇了兩個(gè)不共線地向量,平面內(nèi)的任何一個(gè)向量都可以用唯一表示,這樣幾何問(wèn)題就可以轉(zhuǎn)化為代數(shù)問(wèn)題,轉(zhuǎn)化為只含的代數(shù)運(yùn)算。
【課內(nèi)練習(xí)】
1.下面三種說(shuō)法,正確的是
(1)一個(gè)平面內(nèi)只有一對(duì)不共線的向量可作為表示該平面所有向量的基底;
(2)一個(gè)平面內(nèi)有無(wú)數(shù)對(duì)不共線的向量可作為表示該平面所有向量的基底;
(3)零向量不可為基底中的向量;
2.如果、是平面內(nèi)一組基底,,那么下列命題中正確的是
(1)若實(shí)數(shù)m,n,使m+n=,則m=n=0;
(2)空間任一向量可以表示為=m+n,這里m,n是實(shí)數(shù);
(3)對(duì)實(shí)數(shù)m,n,向量m+n不一定在平面;
(4)對(duì)平面內(nèi)的任一向量,使=m+n的實(shí)數(shù)m,n有無(wú)數(shù)組。
3.若G是的重心,D、E、F分別是AB、BC、CA的中點(diǎn),則=
4.如圖,在中,AM:AB=1:3,AN:AC=1:4,BN與CM交于點(diǎn)P,設(shè),試用,表示。
5.設(shè),,,求證:A、B、D三點(diǎn)共線。
【鞏固提高】
1.設(shè)是平面內(nèi)所有向量的一組基底,則下面四組中不能作為基底的是
A+和-B3-2和-6+4
C+2和+2D和+
2.若,,,則=
A+B+C+D+
3.平面直角坐標(biāo)系中,O為原點(diǎn),A(3,1),B(-1,3),點(diǎn)C滿足,其中,且=1,則點(diǎn)C的軌跡方程為
4.O是平面上一定點(diǎn),A,B,C是平面上不共線的三個(gè)點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)P滿足
,則P的軌跡一定通過(guò)的心
5.若點(diǎn)D在的邊BC上,且=,則3m+n的值為
6.設(shè)=+5,=-2+8,=3(-),求證:A、B、D三點(diǎn)共線。
7.在圖中,對(duì)于平行四邊形ABCD,點(diǎn)M是AB的中點(diǎn),點(diǎn)N在BD上,且BN=BD,求證:M,N,C三點(diǎn)共線。
8.已知=5+2,=6+y,,,是一組基底,求y的值。
9.如圖,在中,D、E分別是線段AC的兩個(gè)四等份點(diǎn),點(diǎn)F是線段BC的中點(diǎn),設(shè),,試用,為基底表示向量。
問(wèn)題統(tǒng)計(jì)與分析
平面向量的基本定理
一位優(yōu)秀的教師不打無(wú)準(zhǔn)備之仗,會(huì)提前做好準(zhǔn)備,教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容,幫助教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎?經(jīng)過(guò)搜索和整理,小編為大家呈現(xiàn)“平面向量的基本定理”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
2.3.1平面向量基本定理
一、課題:平面向量基本定理
二、教學(xué)目標(biāo):1.理解向量的坐標(biāo)表示法,掌握平面向量與一對(duì)有序?qū)崝?shù)一一對(duì)應(yīng)關(guān)系;
2.正確地用坐標(biāo)表示向量,對(duì)起點(diǎn)不在原點(diǎn)的平面向量能利用向量相等的
關(guān)系來(lái)用坐標(biāo)表示;
3.掌握兩向量的和、差,實(shí)數(shù)與向量積的坐標(biāo)表示法。
三、教學(xué)重、難點(diǎn):1.平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算;
2.對(duì)平面向量的坐標(biāo)表示的理解。
四、教學(xué)過(guò)程:
(一)復(fù)習(xí):
1.平面向量的基本定理:;
2.在平面直角坐標(biāo)系中,每一個(gè)點(diǎn)都可用一對(duì)實(shí)數(shù)表示,那么,每一個(gè)向量可否也用
一對(duì)實(shí)數(shù)來(lái)表示?
(二)新課講解:
1.向量的坐標(biāo)表示的定義:
分別選取與軸、軸方向相同的單位向量,作為基底,對(duì)于任一向量,,(),實(shí)數(shù)對(duì)叫向量的坐標(biāo),記作.
其中叫向量在軸上的坐標(biāo),叫向量在軸上的坐標(biāo)。
說(shuō)明:(1)對(duì)于,有且僅有一對(duì)實(shí)數(shù)與之對(duì)應(yīng);
(2)相等的向量的坐標(biāo)也相同;
(3),,;
(4)從原點(diǎn)引出的向量的坐標(biāo)就是點(diǎn)的坐標(biāo)。
例1如圖,用基底,分別表示向量、、、,并求出它們的坐標(biāo)。
解:由圖知:;
;
;
2.平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算:
問(wèn)題:已知,,求,.
解:
即.
同理:.
結(jié)論:兩個(gè)向量和與差的坐標(biāo)分別等于這兩個(gè)向量相應(yīng)坐標(biāo)的和與差。
3.向量的坐標(biāo)計(jì)算公式:
已知向量,且點(diǎn),,求的坐標(biāo).
.
歸納:(1)一個(gè)向量的坐標(biāo)等于表示它的有向線段的終點(diǎn)坐標(biāo)減去始點(diǎn)坐標(biāo);
(2)兩個(gè)向量相等的充要條件是這二個(gè)向量的坐標(biāo)相等。
4.實(shí)數(shù)與向量的積的坐標(biāo):
已知和實(shí)數(shù),求
結(jié)論:實(shí)數(shù)與向量的積的坐標(biāo)等于用這個(gè)實(shí)數(shù)乘原來(lái)向量的相應(yīng)坐標(biāo)。
例2已知,,求,,的坐標(biāo).
解:=;;
.
例3已知ABCD的三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為、、,求頂點(diǎn)的坐標(biāo)。
解:設(shè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)為.
∵,,
由,得.
∴∴∴頂點(diǎn)的坐標(biāo)為.
例4(1)已知的方向與軸的正向所成的角為,且,則的坐標(biāo)為,
.
(2)已知,,,且,求,.
解:(2)由題意,,
∴∴.
五、課堂小結(jié):1.正確理解平面向量的坐標(biāo)意義;
2.掌握平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算;
3.能用平面向量的坐標(biāo)及其運(yùn)算解決一些實(shí)際問(wèn)題。
六、作業(yè):
補(bǔ)充:1.已知向量與相等,其中,,求;
2.已知向量,,,,且,求.
高二數(shù)學(xué)平面向量基本定理及坐標(biāo)表示3
一位優(yōu)秀的教師不打無(wú)準(zhǔn)備之仗,會(huì)提前做好準(zhǔn)備,高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境,幫助高中教師營(yíng)造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。優(yōu)秀有創(chuàng)意的高中教案要怎樣寫呢?經(jīng)過(guò)搜索和整理,小編為大家呈現(xiàn)“高二數(shù)學(xué)平面向量基本定理及坐標(biāo)表示3”,供大家借鑒和使用,希望大家分享!
2.3.4平面向量共線的坐標(biāo)表示教學(xué)目的:
(1)理解平面向量共線的坐標(biāo)表示;
(2)掌握平面上兩點(diǎn)間的中點(diǎn)坐標(biāo)公式及定點(diǎn)坐標(biāo)公式;
(3)會(huì)根據(jù)向量的坐標(biāo),判斷向量是否共線.
教學(xué)重點(diǎn):平面向量公線的坐標(biāo)表示及定點(diǎn)坐標(biāo)公式,
教學(xué)難點(diǎn):向量的坐標(biāo)表示的理解及運(yùn)算的準(zhǔn)確性
教學(xué)過(guò)程:
一、復(fù)習(xí)引入:
1.平面向量基本定理:如果,是同一平面內(nèi)的兩個(gè)不共線向量,那么對(duì)于這一平面內(nèi)的任一向量,有且只有一對(duì)實(shí)數(shù)λ1,λ2使=λ1+λ2
(1)我們把不共線向量e1、e2叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基底;
(2)基底不惟一,關(guān)鍵是不共線;
(3)由定理可將任一向量a在給出基底e1、e2的條件下進(jìn)行分解;
(4)基底給定時(shí),分解形式惟一.λ1,λ2是被,,唯一確定的數(shù)量
2.平面向量的坐標(biāo)表示
分別取與軸、軸方向相同的兩個(gè)單位向量、作為基底.任作一個(gè)向量,由平面向量基本定理知,有且只有一對(duì)實(shí)數(shù)、,使得
把叫做向量的(直角)坐標(biāo),記作
其中叫做在軸上的坐標(biāo),叫做在軸上的坐標(biāo),特別地,,,.
2.平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
(1)若,,
則,,
兩個(gè)向量和與差的坐標(biāo)分別等于這兩個(gè)向量相應(yīng)坐標(biāo)的和與差.
.實(shí)數(shù)與向量的積的坐標(biāo)等于用這個(gè)實(shí)數(shù)乘原來(lái)向量的相應(yīng)坐標(biāo)。
(2)若,,則
一個(gè)向量的坐標(biāo)等于表示此向量的有向線段的終點(diǎn)坐標(biāo)減去始點(diǎn)的坐標(biāo).
向量的坐標(biāo)與以原點(diǎn)為始點(diǎn)、點(diǎn)P為終點(diǎn)的向量的坐標(biāo)是相同的。
3.練習(xí):
1.若M(3,-2)N(-5,-1)且,求P點(diǎn)的坐標(biāo)
2.若A(0,1),B(1,2),C(3,4),則2=.
3.已知:四點(diǎn)A(5,1),B(3,4),C(1,3),D(5,-3),
如何求證:四邊形ABCD是梯形.?
二、講解新課:
1、思考:(1)兩個(gè)向量共線的條件是什么?
(2)如何用坐標(biāo)表示兩個(gè)共線向量?
設(shè)=(x1,y1),=(x2,y2)其中.
由=λ得,(x1,y1)=λ(x2,y2)消去λ,x1y2-x2y1=0
∥()的充要條件是x1y2-x2y1=0
探究:(1)消去λ時(shí)能不能兩式相除?
(不能∵y1,y2有可能為0,∵∴x2,y2中至少有一個(gè)不為0)
(2)能不能寫成?(不能。∵x1,x2有可能為0)
(3)向量共線有哪兩種形式?∥()
三、講解范例:
例1已知=(4,2),=(6,y),且∥,求y.
例2已知A(-1,-1),B(1,3),C(2,5),試判斷A,B,C三點(diǎn)之間的位置關(guān)系.
思考:你還有其它方法嗎?
例3若向量=(-1,x)與=(-x,2)共線且方向相同,求x
解:∵=(-1,x)與=(-x,2)共線∴(-1)×2-x(-x)=0
∴x=±∵與方向相同∴x=
例4已知A(-1,-1),B(1,3),C(1,5),D(2,7),向量與平行嗎?直線AB平行于直線CD嗎?
解:∵=(1-(-1),3-(-1))=(2,4),=(2-1,7-5)=(1,2)
又∵2×2-4×1=0∴∥
又∵=(1-(-1),5-(-1))=(2,6),=(2,4),2×4-2×60∴與不平行
∴A,B,C不共線∴AB與CD不重合∴AB∥CD
例5設(shè)點(diǎn)P是線段P1P2上的一點(diǎn),P1、P2的坐標(biāo)分別是(x1,y1),(x2,y2).
(1)當(dāng)點(diǎn)P是線段P1P2的中點(diǎn)時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(2)當(dāng)點(diǎn)P是線段P1P2的一個(gè)三等分點(diǎn)時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo).
思考:(1)中P1P:PP2=?(2)中P1P:PP2=?若P1P:PP2=如何求點(diǎn)P的坐標(biāo)?
四、課堂練習(xí):P101面4、5、6、7題。
五、小結(jié):(1)平面向量共線的坐標(biāo)表示;
(2)平面上兩點(diǎn)間的中點(diǎn)坐標(biāo)公式及定點(diǎn)坐標(biāo)公式;
(3)向量共線的坐標(biāo)表示.
六、課后作業(yè):《習(xí)案》二十二。
思考:
1.若a=(2,3),b=(4,-1+y),且a∥b,則y=(C)
A.6B.5C.7D.8
2.若A(x,-1),B(1,3),C(2,5)三點(diǎn)共線,則x的值為(B)?
A.-3B.-1C.1D.3
3.若=i+2j,=(3-x)i+(4-y)j(其中i、j的方向分別與x、y軸正方向相同且為單位向量).與共線,則x、y的值可能分別為(B)
A.1,2B.2,2C.3,2D.2,4
4.已知a=(4,2),b=(6,y),且a∥b,則y=3.
5.已知a=(1,2),b=(x,1),若a+2b與2a-b平行,則x的值為
6.已知□ABCD四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)為A(5,7),B(3,x),C(2,3),D(4,x),則x=5
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(wèn)題
(1)怎樣分解一個(gè)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(gè)平面向量分解為兩個(gè)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(gè)單位向量i,j作為基底.
(2)坐標(biāo):對(duì)于平面內(nèi)的一個(gè)向量a,有且僅有一對(duì)實(shí)數(shù)x,y,使得a=xi+yj,則有序?qū)崝?shù)對(duì)(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(diǎn)睛](1)平面向量的正交分解實(shí)質(zhì)上是平面向量基本定理的一種應(yīng)用形式,只是兩個(gè)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(duì)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(hào)表示
加法兩個(gè)向量和的坐標(biāo)分別等于這兩個(gè)向量相應(yīng)坐標(biāo)的和a+b=(x1+x2,y1+y2)
減法兩個(gè)向量差的坐標(biāo)分別等于這兩個(gè)向量相應(yīng)坐標(biāo)的差a-b=(x1-x2,y1-y2)
數(shù)乘實(shí)數(shù)與向量的積的坐標(biāo)等于用這個(gè)實(shí)數(shù)乘原來(lái)向量的相應(yīng)坐標(biāo)λa=(λx1,λy1)
重要結(jié)論一個(gè)向量的坐標(biāo)等于表示此向量的有向線段的終點(diǎn)的坐標(biāo)減去起點(diǎn)的坐標(biāo)已知A(x1,y1),
B(x2,y2),則=(x2-x1,y2-y1)
[點(diǎn)睛](1)向量的坐標(biāo)只與起點(diǎn)、終點(diǎn)的相對(duì)位置有關(guān),而與它們的具體位置無(wú)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(cuò)誤的打“×”)
(1)相等向量的坐標(biāo)相同與向量的起點(diǎn)、終點(diǎn)無(wú)關(guān).()
(2)當(dāng)向量的始點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí),向量的坐標(biāo)就是向量終點(diǎn)的坐標(biāo).()
(3)兩向量差的坐標(biāo)與兩向量的順序無(wú)關(guān).()
(4)點(diǎn)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(diǎn)M(3,5),點(diǎn)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(zhǎng)為1的正方形ABCD中,AB與x軸正半軸成30°角.求點(diǎn)B和點(diǎn)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(diǎn).
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(diǎn)和向量坐標(biāo)的常用方法
(1)求一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo),可以轉(zhuǎn)化為求該點(diǎn)相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的位置向量的坐標(biāo).
(2)在求一個(gè)向量時(shí),可以首先求出這個(gè)向量的起點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo),再運(yùn)用終點(diǎn)坐標(biāo)減去起點(diǎn)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(diǎn),點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(gè)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(diǎn)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(diǎn)坐標(biāo)為_(kāi)_____.
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(diǎn)O(0,0),A(1,2),B(4,5)及=+t,t為何值時(shí),點(diǎn)P在x軸上?點(diǎn)P在y軸上?點(diǎn)P在第二象限?
[解]因?yàn)椋剑玹=(1,2)+t(3,3)=(1+3t,2+3t),
若點(diǎn)P在x軸上,則2+3t=0,
所以t=-23.
若點(diǎn)P在y軸上,則1+3t=0,
所以t=-13.
若點(diǎn)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(diǎn)P在x軸上,點(diǎn)P在y軸上,點(diǎn)P在第二象限”若換為“B為線段AP的中點(diǎn)”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?cè)O(shè)問(wèn)]本例條件不變,試問(wèn)四邊形OABP能為平行四邊形嗎?若能,求出t值;若不能,說(shuō)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(wú)解.
故四邊形OABP不能成為平行四邊形.
向量中含參數(shù)問(wèn)題的求解
(1)向量的坐標(biāo)含有兩個(gè)量:橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo),如果橫或縱坐標(biāo)是一個(gè)變量,則表示向量的點(diǎn)的坐標(biāo)的位置會(huì)隨之改變.
(2)解答這類由參數(shù)決定點(diǎn)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(gè)方程(組),就能達(dá)到解題的目的.
層級(jí)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(diǎn),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(duì)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(diǎn)P是線段MN上的點(diǎn),且=-2,則P點(diǎn)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_(kāi)_______.
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(diǎn),點(diǎn)A在第二象限,||=6,∠xOA=150°,向量的坐標(biāo)為_(kāi)_______.
解析:設(shè)點(diǎn)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(diǎn)坐標(biāo)為(1,0),b=(-3,4),c=(-1,1),且a=3b-2c,求點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)坐標(biāo)為(8,-10).
10.已知向量=(4,3),=(-3,-1),點(diǎn)A(-1,-2).
(1)求線段BD的中點(diǎn)M的坐標(biāo).
(2)若點(diǎn)P(2,y)滿足=λ(λ∈R),求λ與y的值.
解:(1)設(shè)B(x1,y1),
因?yàn)椋?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(diǎn)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(jí)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(gè)頂點(diǎn)A(0,2),B(-1,-2),C(3,1),且=2,則頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為()
A.2,72B.2,-12
C.(3,2)D.(1,3)
解析:選A設(shè)點(diǎn)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(diǎn)D2,72,故選A.
4.對(duì)于任意的兩個(gè)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(duì)坐標(biāo)平面內(nèi)的任一向量a,給出下列四個(gè)結(jié)論:
①存在唯一的一對(duì)實(shí)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(diǎn)是原點(diǎn)O;
④若x,y∈R,a≠0,且a的終點(diǎn)坐標(biāo)是(x,y),則a=(x,y).
其中,正確結(jié)論有________個(gè).
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(cuò)誤;因?yàn)橄蛄靠梢云揭?,所以a=(x,y)與a的起點(diǎn)是不是原點(diǎn)無(wú)關(guān),故③錯(cuò)誤;當(dāng)a的終點(diǎn)坐標(biāo)是(x,y)時(shí),a=(x,y)是以a的起點(diǎn)是原點(diǎn)為前提的,故④錯(cuò)誤.
答案:1
6.已知A(-3,0),B(0,2),O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)C在∠AOB內(nèi),|OC|=22,且∠AOC=π4.設(shè)=λ+(λ∈R),則λ=________.
解析:過(guò)C作CE⊥x軸于點(diǎn)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(diǎn),且MN與AD交于點(diǎn)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(diǎn),
∴=12(+)=12(-4-3,-3-5)
=12(-7,-8)=-72,-4.
∵M(jìn),N分別為AB,AC的中點(diǎn),∴F為AD的中點(diǎn).
∴=-=-12=-12-72,-4=74,2.
8.在直角坐標(biāo)系xOy中,已知點(diǎn)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(diǎn)P在函數(shù)y=x+1的圖象上,求m-n.
解:(1)設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y),
因?yàn)椋?,
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(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,2),
故=(2,2).
(2)設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x0,y0),因?yàn)锳(1,1),B(2,3),C(3,2),
所以=(2,3)-(1,1)=(1,2),
=(3,2)-(1,1)=(2,1),
因?yàn)椋絤+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?yàn)辄c(diǎn)P在函數(shù)y=x+1的圖象上,
所以y0-x0=1,所以m-n=1.