高考数学必胜秘诀在哪?
――概念、方法、题型、易误点及应试技巧总结
五、平面向量
1、向量有关概念:
(1)向量的概念:既有大小又有方向的量,注意向量和数量的区别。向量常用有向线段来表示,注意不能说向量就是有向线段,为什么?(向量可以平移)。如已知A(1,2),B
?????(4,2),则把向量AB按向量a=(-1,3)平移后得到的向量是_____(答:(3,0))
(2)零向量:长度为0的向量叫零向量,记作:0,注意零向量的方向是任意的;
????(3)单位向量:长度为一个单位长度的向量叫做单位向量(与AB共线的单位向量是
????AB); ?????|AB|(4)相等向量:长度相等且方向相同的两个向量叫相等向量,相等向量有传递性; (5)平行向量(也叫共线向量):方向相同或相反的非零向量a、b叫做平行向量,记作:a∥b,规定零向量和任何向量平行。提醒:①相等向量一定是共线向量,但共线向量不一定相等;②两个向量平行与与两条直线平行是不同的两个概念:两个向量平行包含两个
?向量共线, 但两条直线平行不包含两条直线重合;③平行向量无传递性!(因为有0);④三
????????点A、B、C共线?AB、 AC共线;
(6)相反向量:长度相等方向相反的向量叫做相反向量。a的相反向量是-a。
????如下列命题:(1)若a?b,则a?b。(2)两个向量相等的充要条件是它们的起点相
????????同,终点相同。(3)若AB?DC,则ABCD是平行四边形。(4)若ABCD是平行四边形,
????????????????????,/c,则AB?DC。(5)若a?bb,c?,则a?c。(6)若a/bb则a//c。其中正确的是_______
(答:(4)(5))
2、向量的表示方法:(1)几何表示法:用带箭头的有向线段表示,如AB,注意起点在前,终点在后;(2)符号表示法:用一个小写的英文字母来表示,如a,b,c等;(3)坐标表示法:在平面内建立直角坐标系,以与x轴、y轴方向相同的两个单位向量i,j为
???基底,则平面内的任一向量a可表示为a?xi?yj??x,y?,称?x,y?为向量a的坐标,a=?x,y?叫做向量a的坐标表示。如果向量的起点在原点,那么向量的坐标与向量的终点坐标相同。
3.平面向量的基本定理:如果e1和e2是同一平面内的两个不共线向量,那么对该平面
??内的任一向量a,有且只有一对实数?1、?2,使a=?1e1+?2e2。如(1)若a?(1,1),b?
??1?3?(1,?1),c?(?1,2),则c?______(答:a?b);(2)下列向量组中,能作为平面内所有
22???????????????向量基底的是 A. e1?(0,0),e2?(1,?2) B. e1?(?1,2),e2?(5,7) C. e1?(3,5),e2?(6,10)
?????????????13AD,BED. e1?(2,?3),e2?(,?)(答:B);(3)已知分别是?ABC的边BC,AC上的中
24????????????????2?4?线,且AD?a,BE?b,则BC可用向量a,b表示为_____(答:a?b);(4)已知?ABC中,
33点D在BC边上,且CD?2DB,CD?rAB?sAC,则r?s的值是___(答:0)
?????????????????定如下:?1??a??a,?2?当?>0时,?a的方向与a的方向相同,当?<0时,?a的
??方向与a的方向相反,当?=0时,?a?0,注意:?a≠0。
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4、实数与向量的积:实数?与向量a的积是一个向量,记作?a,它的长度和方向规
??????????(1)两个向量的夹角:对于非零向量a,b,作OA?a,OB?b,?AOB??
5、平面向量的数量积:
?0?????称为向量a,b的夹角,当?=0时,a,b同向,当?=?时,a,b反向,
当?=
?时,a,b垂直。 2(2)平面向量的数量积:如果两个非零向量a,b,它们的夹角为?,我们把数量
????,记作:a?b,即a?b=abcos?。|a||b|cos?叫做a与b的数量积(或内积或点积)
规定:零向量与任一向量的数量积是0,注意数量积是一个实数,不再是一个向量。如(1)△ABC中,|AB|?3,|AC|?4,|BC|?5,则AB?BC?_________(答:-9);(2)?????????1?1???已知a?(1,),b?(0,?),c?a?kb,d?a?b,c与d的夹角为,则k等于____(答:1);
224????????b??3,则a?b等于____(答:23)(3)已知a?2,b?5,a?;(4)已知a,b是两个非
????????????????零向量,且a?b?a?b,则a与a?b的夹角为____(答:30?)
??(3)b在a上的投影为|b|cos?,它是一个实数,但不一定大于0。如已知|a|?3,
?????12|b|?5,且a?b?12,则向量a在向量b上的投影为______(答:)
5?(4)a?b的几何意义:数量积a?b等于a的模|a|与b在a上的投影的积。
(5)向量数量积的性质:设两个非零向量a,b,其夹角为?,则:
????①a?b?a?b?0;
???2???2??2②当a,b同向时,a?b=ab,特别地,a?a?a?a,a?a;当a与b反
?????? b不同向,a?b?0是?为锐角向时,a?b=-ab;当?为锐角时,a?b>0,且a、???? b不反向,a?b?0是?为钝角的必的必要非充分条件;当?为钝角时,a?b<0,且a、要非充分条件;
??????a?b③非零向量a,b夹角?的计算公式:cos????;④|a?b|?|a||b|。如(1)已知
ab??a?(?,2?),b?(3?,2),如果a与b的夹角为锐角,则?的取值范围是______(答:
????????1341;(2)已知?OFQ的面积为S,且OF?FQ?1,若?S?,???或??0且??)
2233则OF,FQ夹角?的取值范围是_________(答:(,));(3)已知
43????????ka?b?3a?kb,其中k?0,①用a?(coxs,sxi?nb),y(coysa与b之间有关系式
??????k表示a?b;②求a?b的最小值,并求此时a与b的夹角?的大小(答:??k2?11①a?b?(k?0);②最小值为,??60?)
4k26、向量的运算: (1)几何运算:
①向量加法:利用“平行四边形法则”进行,但“平行四边形法则”只适用于不共线的
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??????????????向量,如此之外,向量加法还可利用“三角形法则”:设AB?a,BC?b,那么向量AC叫
????????????????做a与b的和,即a?b?AB?BC?AC;
????????????????????????②向量的减法:用“三角形法则”:设AB?a,AC?b,那么a?b?AB?AC?CA,
由减向量的终点指向被减向量的终点。注意:此处减向量与被减向量的起点相同。如(1)
????????????????????????????????????????化简:①AB?BC?CD?___;②AB?AD?DC?____;③(AB?CD)?(AC?BD)?_____
????????????????????????(答:①AD;②CB;③0);(2)若正方形ABCD的边长为1,AB?a,BC?b,AC?c,
???则|a?b?c|=_____(答:22);(3)若O是?ABC所在平面内一点,且满足????????????????????OB?OC?OB?OC?2OA,则?ABC的形状为____(答:直角三角形);(4)若D为
??????????????ABC的边BC的中点,?ABC所在平面内有一点P,满足PA?BP?CP?0,设?????????????????|AP|??????,则?的值为___(答:2);(5)若点O是△ABC的外心,且OA?OB?CO?0,|PD|则△ABC的内角C为____(答:120);
?????????????C(7,10),若AP?AB??AC(??R),则当?=____时,点P在第一、三象限的角平分线上
?11?????(答:);(2)已知A(2,3),B(1,4),且AB?(sinx,cosy),x,y?(?,),则x?y?
2222???????????(答:或?);(3)已知作用在点A(1,1)的三个力F1?(3,4),F2?(2,?5),F3?(3,1),则
62???????????合力F?F1?F2?F3的终点坐标是 (答:(9,1))
??a?(x,y),b?(x2,y2),则: (2)坐标运算:设11??①向量的加减法运算:a?b?(x1?x2,y1?y2)。如(1)已知点A(2,3),B(5,4),
?②实数与向量的积:?a???x1,y1????x1,?y1?。
????,2?y1?,即一个向量的坐标等于表示这个③若A(x1,y1),B(x2,y2),则AB??x2?x1y????1????向量的有向线段的终点坐标减去起点坐标。如设A(2,3),B(?1,5),且AC?AB,
3????????11; AD?3AB,则C、D的坐标分别是__________(答:(1,),(?7,9))
3??④平面向量数量积:a?b?x1x2?y1y2。如已知向量a=(sinx,cosx), b=(sinx,
3???sinx), c=(-1,0)。(1)若x=,求向量a、c的夹角;(2)若x∈[?,],函数
84311f(x)??a?b的最大值为,求?的值(答:(1)150?;(2)或?2?1);
22?????222222⑤向量的模:|a|?x?y,a?|a|?x?y。如已知a,b均为单位向量,它们的
?????夹角为60,那么|a?3b|=_____(答:13);
⑥两点间的距离:若A?x1,y1?,B?x2,y2?,则|AB|???x2?x1???y2?y1?22。如如
图,在平面斜坐标系xOy中,?xOy?60,平面上任一点P关于
??????????????斜坐标系的斜坐标是这样定义的:若OP?xe1?ye2,其中e1,e2分别为与x轴、y轴同方向的单位向量,则P点斜坐标为(x,y)。(1)
若点P的斜坐标为(2,-2),求P到O的距离|PO|;(2)求以O为圆心,1为半径的圆在斜坐标系xOy中的方程。(答:(1)2;
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(2)x?y?xy?1?0);
22??????????7、向量的运算律:(1)交换律:a?b?b?a,??a?????a,a?b?b?a;(2)
??????????????????a?b?c?a?b?c,a?b?c?a?b?c,?a?b??a?b?a??b;结合律:(3)
??????????????分配律:?????a??a??a,?a?b??a??b,a?b?c?a?c?b?c。如下列命
?????????????????2题中:① a?(b?c)?a?b?a?c;② a?(b?c)?(a?b)?c;③ (a?b)?|a|
2????????????????????2?2?2??2?2???2?2?2a?bb⑥a?a;⑦?2??;⑧(a?b)?a?b;⑨(a?b)?a?2a?b?b。其中正确的是
aa______(答:①⑥⑨)
提醒:(1)向量运算和实数运算有类似的地方也有区别:对于一个向量等式,可以移项,两边平方、两边同乘以一个实数,两边同时取模,两边同乘以一个向量,但不能两边同除以一个向量,即两边不能约去一个向量,切记两向量不能相除(相约);(2)向量的“乘法”
不满足结合律,即a(b?c)?(a?b)c,为什么?
??2??2????8、向量平行(共线)的充要条件:a//b?a??b?(a?b)?(|a||b|)?x1y2?y1x2=0。
???????2|a|?|b|?|b|;④ 若a?b?0,则a?0或b?0;⑤若a?b?c?b,则a?c;
???2????????如(1)若向量a?(x,1),b?(4,x),当x=_____时a与b共线且方向相同(答:2);(2)已
??????????知a?(1,1),b?(4,x),u?a?2b,v?2a?b,且u//v,则x=______(答:4);(3)设????????????PA?(k,12),PB?(4,5),PC?(10,k),则k=_____时,A,B,C共线(答:-2或11)
????????9、向量垂直的充要条件:a?b?a?b?0?|a?b|?|a?b| ?x1x2?y1y2?0.特别
????????????????????????????????ABACABAC地(?????????)?(?????????)。如(1)已知OA?(?1,2),OB?(3,m),若OA?OB,则
ABACABAC3(答:)(2);以原点O和A(4,2)为两个顶点作等腰直角三角形OAB,?B?90?,m? 2???????则点B的坐标是________ (答:(1,3)或(3,-1));(3)已知n?(a,b),向量n?m,且n?m,??则m的坐标是________ (答:(b,?a)或(?b,a))
10.线段的定比分点:
(1)定比分点的概念:设点P是直线P1P2上异于P1、P2的任意一点,若存在一个实
??????????????????数? ,使PP??PP2,则?叫做点P分有向线段P11P2所成的比,P点叫做有向线段P1P2的以定比为?的定比分点;
(2)?的符号与分点P的位置之间的关系:当P点在线段 P1P2上时??>0;当P点在线段 P1P2的延长线上时??<-1;当P点在线段P2P1的延长线上时??1???0;
??????????1PPP若点P分有向线段P所成的比为,则点P分有向线段所成的比为。如若点P分?1221????????37AB所成的比为,则A分BP所成的比为_______(答:?)
43?????(3)线段的定比分点公式:设P1P2所成1(x1,y1)、P2(x2,y2),P(x,y)分有向线段P??x???的比为?,则??y???x1??x21??,特别地,当?=1时,就得到线段P1P2的中点公式y1??y21??当前第 4 页共6页
x1?x2?x???2?。在使用定比分点的坐标公式时,应明确(x,y),(x1,y1)、(x2,y2)的意义,?y?y1?y2??2即分别为分点,起点,终点的坐标。在具体计算时应根据题设条件,灵活地确定起点,分点
1???和终点,并根据这些点确定对应的定比?。如(1)若M(-3,-2),N(6,-1),且MP??MN,
371则点P的坐标为_______(答:(?6,?));(2)已知A(a,0),B(3,2?a),直线y?ax与
23????????????线段AB交于M,且AM?2MB,则a等于_______(答:2或-4)
?x??x?h11.平移公式:如果点P(x,y)按向量a??h,k?平移至P(x?,y?),则?;曲线??y??y?k?(1)函数按向量平移与f(x,y)?0按向量a??h,k?平移得曲线f(x?h,y?k)?0.注意:
平常“左加右减”有何联系?(2)向量平移具有坐标不变性,可别忘了啊!如(1)按向量
??(-8,3));(2)a把(2,?3)平移到(1,?2),则按向量a把点(?7,2)平移到点______(答:
函数y?sin2x的图象按向量a平移后,所得函数的解析式是y?cos2x?1,则a=________(答:(????4,1))
?????????????(2)||a|?|b||?|a?b|?|a|?|b|,特别地,当a、 b同向或有0?|a?b|?|a|?|b|
????????????????? b反向或有0?|a?b|? b不?||a|?|b||?|a?b|;当a、|a|?|b|?|a|?|b||?a?|b;当a、??????共线?|a|?|b||?a?|b|?|a|?|b(这些和实数比较类似).
(3)在?ABC中,①若A?x1,y1?,B?x2,y2?,C?x3,y3?,则其重心的坐标为?x?x?xy?y2?y3?如若⊿ABC的三边的中点分别为(2,1)、(-3,4)、 (-1,G?123,1?。
33??24-1),则⊿ABC的重心的坐标为_______(答:(?,));
33?????????????????????????????1②PG?(PA?PB?PC)?G为?ABC的重心,特别地PA?PB?PC?0?P3为?ABC的重心;
????????????????????????③PA?PB?PB?PC?PC?PA?P为?ABC的垂心;
????????ACAB??????)(??0)所在直线过?ABC的内心(是?BAC的角平分线所在④向量?(???|AB||AC|直线);
12、向量中一些常用的结论:
(1)一个封闭图形首尾连接而成的向量和为零向量,要注意运用;
????????????????????????MP?MP????MP??MP12; 12,特别地P为PP的中点?MP?MP?1221??????????????(4)向量PA、 PB、 PC中三终点A、B、C共线?存在实数
?????????????????????????⑤|AB|PC?|BC|PA?|CA|PB?0?P?ABC的内心;
?????(3)若P分有向线段P1P2所成的比为?,点M为平面内的任一点,则
?、?使得????????????PA??PB??P且C????1.如平面直角坐标系中,O为坐标原点,已知两点
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