§5.1 平面向量的概念及线性运算
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模. (2)零向量:长度为0的向量,记作0. (3)单位向量:长度等于1个单位长度的向量.
(4)平行向量:方向相同或相反的非零向量,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 交换律:a+b=b+a; 加法 求两个向量和的运算 结合律:(a+b)+c=a+(b+c) 求a与b的相反向量减法 -b的和的运算 a-b=a+(-b) 求实数λ与向量a的数乘 |λa|=|λ||a|,当λ>0时,积的运算 λa与a的方向相同; λ(μa)=(λμ)a;
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当λ<0时,λa与a的方向相反; 当λ=0时,λa=0
3.向量共线定理
(λ+μ)a=λa+μa; λ(a+b)=λa+λb 向量b与非零向量a共线的充要条件是:有且只有一个实数λ,使得b=λa. 概念方法微思考
1.若b与a共线,则存在实数λ使得b=λa,对吗? 提示 不对,因为当a=0,b≠0时,不存在λ满足b=λa. 2.如何理解数乘向量λa.
提示 λa的大小为|λa|=|λ||a|,方向要分类讨论:当λ>0时,λa与a同方向;当λ<0时,λa与a反方向;当λ=0或a为零向量时,λa为零向量.
题组一 思考辨析
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小.( √ ) (2)若a∥b,b∥c,则a∥c.( × )
→→
(3)若向量AB与向量CD是共线向量,则A,B,C,D四点在一条直线上.( × ) (4)当两个非零向量a,b共线时,一定有b=λa,反之亦成立.( √ ) 题组二 教材改编
→→→→
2.已知?ABCD的对角线AC和BD相交于点O,且OA=a,OB=b,则DC=________,BC=________.(用a,b表示)
答案 b-a -a-b
2
→→→→
解析 如图,DC=AB=OB-OA=b-a,
→→→→→
BC=OC-OB=-OA-OB=-a-b.
→→→→
3.在四边形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,若2OA+OC=2OD+OB,则四边形ABCD的形状为________. 答案 梯形
→→→→
解析 ∵2OA+OC=2OD+OB, →→→→→→∴2(OA-OD)=OB-OC,即2DA=CB, →→→1→∴DA∥CB,且|DA|=|CB|,
2∴四边形ABCD是梯形. 题组三 易错自纠
4.对于非零向量a,b,“a+2b=0”是“a∥b”的( ) A.充分不必要条件 C.充要条件 答案 A
解析 若a+2b=0,则a=-2b,所以a∥b. 若a∥b,则a+2b=0不一定成立, 故前者是后者的充分不必要条件. 5.(多选)下列四个命题中,错误的是( ) A.若a∥b,则a=b C.若|a|=|b|,则a∥b
B.若|a|=|b|,则a=b D.若a=b,则|a|=|b|
3
B.必要不充分条件 D.既不充分又不必要条件
答案 ABC
6.设向量a,b不平行,向量λa+b与a+2b平行,则实数λ=____________. 1答案
2
解析 ∵向量a,b不平行,∴a+2b≠0,又向量λa+b与a+2b平行,则存在唯一的实数μ,使λa+b=μ(a
?λ=μ,?1
+2b)成立,即λa+b=μa+2μb,则?解得λ=μ=.
2??1=2μ,
→1→→→→→→
7.在△ABC中,点E,F满足AE=AB,CF=2FA,若EF=xAB+yAC,则x+y= _____.
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答案 - 6
1→1→→→→
解析 依题意有EF=EA+AF=-AB+AC,
23111
所以x=-,y=,所以x+y=-.
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平面向量的概念
1.(多选)给出下列命题,不正确的有( ) A.若两个向量相等,则它们的起点相同,终点相同
→→
B.若A,B,C,D是不共线的四点,且AB=DC,则ABCD为平行四边形 C.a=b的充要条件是|a|=|b|且a∥b
D.已知λ,μ为实数,若λa=μb,则a与b共线 答案 ACD
解析 A错误,两个向量起点相同,终点相同,则两个向量相等;但两个向量相等,不一定有相同的起点和终点;
→→→→→→
B正确,因为AB=DC,所以|AB|=|DC|且AB∥DC,又A,B,C,D是不共线的四点,所以四边形ABCD为
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平行四边形;
C错误,当a∥b且方向相反时,即使|a|=|b|,也不能得到a=b,所以|a|=|b|且a∥b不是a=b的充要条件,而是必要不充分条件;
D错误,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. 故选ACD.
2.若a0为单位向量,a为平面内的某个向量,下列命题中: 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, 假命题的个数是( ) A.0 B.1 C.2 D.3 答案 D
解析 ①②③均为假命题. 思维升华 向量有关概念的关键点 (1)向量定义的关键是方向和长度.
(2)非零共线向量的关键是方向相同或相反,长度没有限制. (3)相等向量的关键是方向相同且长度相等. (4)单位向量的关键是长度都是一个单位长度.
(5)零向量的关键是长度是0,规定零向量与任何向量共线.
平面向量的线性运算
命题点1 向量加、减法的几何意义
例1 (2017·全国Ⅱ)设非零向量a,b满足|a+b|=|a-b|,则( A.a⊥b
B.|a|=|b|
) 5