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课时5平面向量基本定理
【学习目标】
1.掌握平面向量的基本定理,能用两个不共线向量表示一个向量;或一个向量分解为两个向量。
2.能应用平面向量基本定理解决一些几何问题。
【知识梳理】
若,是不共线向量,是平面内任一向量
在平面内取一点O,作=,=,=,使=λ1=λ2
==+=λ1+λ2
得平面向量基本定理:
注意:1、必须不共线,且它是这一平面内所有向量的一组基底
2这个定理也叫共面向量定理
3λ1,λ2是被,,唯一确定的实数。
【例题选讲】
1.如图,ABCD是平行四边形,对角线AC,BD交于M,,,试用基底、表示。
2.设、是平面内一组基底,如果=3-2,=4+,=8-9,求证:A,B,D三点共线。
3.设、是平面内一组基底,如果=2+k,=--3,=2-,若A,B,D三点共线,求实数k的值。
4.中,,DE//BC,与边AC相交于点E,中线AM与DE交于点N,如图,,,试用、表示。
【归纳反思】
1.平面向量基本定理是平面向量坐标表示的基础,它说明同一平面内的任一向量都可以表示为其他两个不共线向量的线性组合。
2.在解具体问题时适当地选取基底,使其它向量能够用基底来表示,选择了两个不共线地向量,平面内的任何一个向量都可以用唯一表示,这样几何问题就可以转化为代数问题,转化为只含的代数运算。
【课内练习】
1.下面三种说法,正确的是
(1)一个平面内只有一对不共线的向量可作为表示该平面所有向量的基底;
(2)一个平面内有无数对不共线的向量可作为表示该平面所有向量的基底;
(3)零向量不可为基底中的向量;
2.如果、是平面内一组基底,,那么下列命题中正确的是
(1)若实数m,n,使m+n=,则m=n=0;
(2)空间任一向量可以表示为=m+n,这里m,n是实数;
(3)对实数m,n,向量m+n不一定在平面;
(4)对平面内的任一向量,使=m+n的实数m,n有无数组。
3.若G是的重心,D、E、F分别是AB、BC、CA的中点,则=
4.如图,在中,AM:AB=1:3,AN:AC=1:4,BN与CM交于点P,设,试用,表示。
5.设,,,求证:A、B、D三点共线。
【巩固提高】
1.设是平面内所有向量的一组基底,则下面四组中不能作为基底的是
A+和-B3-2和-6+4
C+2和+2D和+
2.若,,,则=
A+B+C+D+
3.平面直角坐标系中,O为原点,A(3,1),B(-1,3),点C满足,其中,且=1,则点C的轨迹方程为
4.O是平面上一定点,A,B,C是平面上不共线的三个点,动点P满足
,则P的轨迹一定通过的心
5.若点D在的边BC上,且=,则3m+n的值为
6.设=+5,=-2+8,=3(-),求证:A、B、D三点共线。
7.在图中,对于平行四边形ABCD,点M是AB的中点,点N在BD上,且BN=BD,求证:M,N,C三点共线。
8.已知=5+2,=6+y,,,是一组基底,求y的值。
9.如图,在中,D、E分别是线段AC的两个四等份点,点F是线段BC的中点,设,,试用,为基底表示向量。
问题统计与分析
平面向量的实际背景及基本概念
预习课本P74~76,思考并完成以下问题
(1)向量是如何定义的?向量与数量有什么区别?
(2)怎样表示向量?向量的相关概念有哪些?
(3)两个向量(向量的模)能否比较大小?
(4)如何判断相等向量或共线向量?向量与向量是相等向量吗?
(5)零向量与单位向量有什么特殊性?0与0的含义有什么区别?
[新知初探]
1.向量的概念和表示方法
(1)概念:既有大小,又有方向的量称为向量.
(2)向量的表示:
表示法
几何表示:用有向线段来表示向量,有向线段的长度表示向量的大小,箭头所指的方向表示向量的方向,即用有向线段的起点、终点字母表示,如,…
字母表示:用小写字母a,b,c,…表示,手写时必须加箭头
[点睛]向量可以用有向线段表示,但向量不是有向线段.向量是规定了大小和方向的量,有向线段是规定了起点和终点的线段.
2.向量的长度(或称模)与特殊向量
(1)向量的长度定义:向量的大小叫做向量的长度.
(2)向量的长度表示:向量,a的长度分别记作:||,|a|.
(3)特殊向量:
①长度为0的向量为零向量,记作0;
②长度等于1个单位的向量,叫做单位向量.
[点睛]定义中的零向量和单位向量都是只限制大小,没有确定方向.我们规定零向量的方向是任意的;单位向量有无数个,它们大小相等,但方向不一定相同.
3.向量间的关系
(1)相等向量:长度相等且方向相同的向量,叫做相等向量,记作:a=b.
(2)平行向量:方向相同或相反的非零向量,也叫共线向量;a平行于b,记作a∥b;规定零向量与任一向量平行.
[点睛]共线向量仅仅指向量的方向相同或相反;相等向量指大小和方向均相同.
[小试身手]
1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)两个向量能比较大小.()
(2)向量的模是一个正实数.()
(3)单位向量的模都相等.()
(4)向量与向量是相等向量.()
答案:(1)×(2)×(3)√(4)×
2.有下列物理量:①质量;②温度;③角度;④弹力;⑤风速.
其中可以看成是向量的个数()
A.1B.2C.3D.4
答案:B
3.已知向量a如图所示,下列说法不正确的是()
A.也可以用表示B.方向是由M指向N
C.始点是MD.终点是M
答案:D
4.如图,四边形ABCD和ABDE都是平行四边形,则与相等的向量有______.
答案:,
向量的有关概念
[典例]有下列说法:①向量和向量长度相等;②方向不同的两个向量一定不平行;③向量是有向线段;④向量0=0,其中正确的序号为________.
[解析]对于①,||=||=AB,故①正确;
对于②,平行向量包括方向相同或相反两种情况,故②错误;
对于③,向量可以用有向线段表示,但不能把二者等同起来,故③错误;
对于④,0是一个向量,而0是一个数量,故④错误.
[答案]①
(1)判断一个量是否为向量应从两个方面入手
①是否有大小;②是否有方向.
(2)理解零向量和单位向量应注意的问题
①零向量的方向是任意的,所有的零向量都相等.
②单位向量不一定相等,易忽略向量的方向.
[活学活用]
有下列说法:
①若向量a与向量b不平行,则a与b方向一定不相同;
②若向量,满足||>||,且与同向,则>;
③若|a|=|b|,则a,b的长度相等且方向相同或相反;
④由于零向量方向不确定,故其不能与任何向量平行.
其中正确说法的个数是()
A.1B.2
C.3D.4
解析:选A对于①,由共线向量的定义,知两向量不平行,方向一定不相同,故①正确;对于②,因为向量不能比较大小,故②错误;对于③,由|a|=|b|,只能说明a,b的长度相等,确定不了它们的方向,故③错误;对于④,因为零向量与任一向量平行,故④错误.
向量的表示
[典例]在如图所示的坐标纸上(每个小方格边长为1),用直尺和圆规画出下列向量:
①,使||=42,点A在点O北偏东45°;
②,使||=4,点B在点A正东;
③,使||=6,点C在点B北偏东30°.
[解](1)由于点A在点O北偏东45°处,所以在坐标纸上点A距点O的横向小方格数与纵向小方格数相等.又||=42,小方格边长为1,所以点A距点O的横向小方格数与纵向小方格数都为4,于是点A位置可以确定,画出向量如图所示.
(2)由于点B在点A正东方向处,且||=4,所以在坐标纸上点B距点A的横向小方格数为4,纵向小方格数为0,于是点B位置可以确定,画出向量如图所示.
(3)由于点C在点B北偏东30°处,且||=6,依据勾股定理可得:在坐标纸上点C距点B的横向小方格数为3,纵向小方格数为33≈5.2,于是点C位置可以确定,画出向量如图所示.
用有向线段表示向量的方法
用有向线段表示向量时,先确定起点,再确定方向,最后依据向量模的大小确定向量的终点.
必要时,需依据直角三角形知识求出向量的方向(即夹角)或长度(即模),选择合适的比例关系作出向量.
[活学活用]
一辆汽车从A点出发向西行驶了100千米到达B点,然后改变方向,向北偏西40°方向行驶了200千米到达C点,最后又改变方向,向东行驶了100千米到达D点.作出向量,,,.
解:如图所示.
共线向量或相等向量
[典例]如图所示,O是正六边形ABCDEF的中心,且=a,=b,=c.
(1)与a的长度相等、方向相反的向量有哪些?
(2)与a共线的向量有哪些?
(3)请一一列出与a,b,c相等的向量.
[解](1)与a的长度相等、方向相反的向量有,,,.
(2)与a共线的向量有,,,,,,,,.
(3)与a相等的向量有,,;与b相等的向量有,,;与c相等的向量有,,.
[一题多变]
1.[变设问]本例条件不变,试写出与向量相等的向量.
解:与向量相等的向量有,,.
2.[变条件,变设问]在本例中,若|a|=1,则正六边形的边长如何?
解:由正六边形性质知,△FOA为等边三角形,所以边长AF=|a|=1.
寻找共线向量或相等向量的方法
(1)寻找共线向量:先找与表示已知向量的有向线段平行或共线的线段,再构造同向与反向的向量,注意不要漏掉以表示已知向量的有向线段的终点为起点,起点为终点的向量.
(2)寻找相等向量:先找与表示已知向量的有向线段长度相等的向量,再确定哪些是同向共线.
层级一学业水平达标
1.下列说法正确的是()
A.向量∥就是所在的直线平行于所在的直线
B.长度相等的向量叫做相等向量
C.若a=b,b=c,则a=c
D.共线向量是在一条直线上的向量
解析:选C向量∥包含所在的直线与所在的直线平行和重合两种情况,故A错;相等向量不仅要求长度相等,还要求方向相同,故B错;C显然正确;共线向量可以是在一条直线上的向量,也可以是所在直线互相平行的向量,故D错.
2.如图,在圆O中,向量,,是()
A.有相同起点的向量
B.共线向量
C.模相等的向量
D.相等的向量
解析:选C由图可知,,是模相等的向量,其模均等于圆的半径,故选C.
3.向量与向量共线,下列关于向量的说法中,正确的为()
A.向量与向量一定同向
B.向量,向量,向量一定共线
C.向量与向量一定相等
D.以上说法都不正确
解析:选B根据共线向量定义,可知,,这三个向量一定为共线向量,故选B.
4.如图,在ABCD中,点E,F分别是AB,CD的中点,图中与平行的向量有()
A.1个B.2个
C.3个D.4个
解析:选C根据向量的基本概念可知与平行的向量有,,,共3个.
5.已知向量a,b是两个非零向量,,分别是与a,b同方向的单位向量,则下列各式正确的是()
A.=B.=或=-
C.=1D.||=||
解析:选D由于a与b的方向不知,故与无法判断是否相等,故A、B选项均错.又与均为单位向量.∴||=||,故C错D对.
6.已知||=1,||=2,若∠ABC=90°,则||=________.
解析:由勾股定理可知,BC=AC2-AB2=3,所以||=3.
答案:3
7.设a0,b0是两个单位向量,则下列结论中正确的是________(填序号).
①a0=b0;②a0=-b0;③|a0|+|b0|=2;④a0∥b0.
解析:因为a0,b0是单位向量,|a0|=1,|b0|=1,
所以|a0|+|b0|=2.
答案:③
8.给出下列四个条件:①a=b;②|a|=|b|;③a与b方向相反;④|a|=0或|b|=0.其中能使a∥b成立的条件是________(填序号).
解析:若a=b,则a与b大小相等且方向相同,所以a∥b;若|a|=|b|,则a与b的大小相等,而方向不确定,因此不一定有a∥b;方向相同或相反的向量都是平行向量,因此若a与b方向相反,则有a∥b;零向量与任意向量平行,所以若|a|=0或|b|=0,则a∥b.
答案:①③④
9.如图,O是正方形ABCD的中心.
(1)写出与向量相等的向量;
(2)写出与的模相等的向量.
解:(1)与向量相等的向量是.
(2)与的模相等的向量有:,,,,,,.
10.一辆消防车从A地去B地执行任务,先从A地向北偏东30°方向行驶2千米到D地,然后从D地沿北偏东60°方向行驶6千米到达C地,从C地又向南偏西30°方向行驶2千米才到达B地.
(1)在如图所示的坐标系中画出,,,.
(2)求B地相对于A地的位移.
解:(1)向量,,,如图所示.
(2)由题意知=.
所以AD綊BC,
则四边形ABCD为平行四边形.
所以=,则B地相对于A地的位移为“在北偏东60°的方向距A地6千米”.
层级二应试能力达标
1.如图所示,梯形ABCD中,对角线AC与BD交于点P,点E,F分别在两腰AD,BC上,EF过点P,且EF∥AB,则下列等式成立的是()
A.=B.=
C.=D.=
解析:选D根据相等向量的定义,分析可得:
A中,与方向不同,故=错误;
B中,与方向不同,故=错误;
C中,与方向相反,故=错误;
D中,与方向相同,且长度都等于线段EF长度的一半,故=正确.
2.下列说法正确的是()
A.若a∥b,b∥c,则a∥c
B.终点相同的两个向量不共线
C.若a≠b,则a一定不与b共线
D.单位向量的长度为1
解析:选DA中,因为零向量与任意向量平行,若b=0,则a与c不一定平行.B中,两向量终点相同,若夹角是0°或180°,则共线.C中,对于两个向量不相等,可能是长度不相等,但方向相同或相反,所以a与b可能共线.
3.若a为任一非零向量,b为单位向量,下列各式:
①|a|>|b|;②a∥b;③|a|>0;④|b|=±1.
其中正确的是()
A.①④B.③
C.③④D.②③
解析:选Ba为任一非零向量,所以|a|>0,故③正确;由向量、单位向量、平行向量的概念易判断其他式子均错误.故选B.
4.在△ABC中,点D,E分别为边AB,AC的中点,则如图所示的向量中相等向量有()
A.一组B.二组
C.三组D.四组
解析:选A由向量相等的定义可知,只有一组向量相等,即=.
5.四边形ABCD满足=,且||=||,则四边形ABCD是______(填四边形ABCD的形状).
解析:∵=,∴AD∥BC且||=||,∴四边形ABCD是平行四边形.又||=||知该平行四边形对角线相等,故四边形ABCD是矩形.
答案:矩形
6.如图,O是正三角形ABC的中心,四边形AOCD和AOBE均为平行四边形,则与向量相等的向量为________;与向量共线的向量为__________;与向量的模相等的向量为________.(填图中所画出的向量)
解析:∵O是正三角形ABC的中心,∴OA=OB=OC,易知四边形AOCD和四边形AOBE均为菱形,∴与相等的向量为;与共线的向量为,;与的模相等的向量为,,,,.
答案:,,,,,
7.如图,D,E,F分别是正三角形ABC各边的中点.
(1)写出图中所示向量与向量长度相等的向量.
(2)写出图中所示向量与向量相等的向量.
(3)分别写出图中所示向量与向量,共线的向量.
解:(1)与长度相等的向量是,
,,,,,,.
(2)与相等的向量是,.
(3)与共线的向量是,,;
与共线的向量是,,.
8.如图,已知函数y=x的图象l与直线m平行,A0,-22,B(x,y)是m上的点.求
(1)x,y为何值时,=0;
(2)x,y为何值时,为单位向量.
解:(1)要使=0,当且仅当点A与点B重合,于是x=0,y=-22.
(2)如图,要使得是单位向量,必须且只需||=1.
由已知,l∥m且点A的坐标是0,-22,
所以B1点的坐标是22,0.在Rt△AOB1中,有
||2=||2+||2=222+222=1,
即||=1.
上式表示,向量是单位向量.
同理可得,当B2的坐标是-22,-2时,向量AB2―→也是单位向量.
综上有,当x=22,y=0或x=-22,y=-2时,向量是单位向量.
一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,教师要准备好教案,这是教师的任务之一。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容,帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。你知道怎么写具体的教案内容吗?经过搜索和整理,小编为大家呈现“平面向量的基本定理”,仅供参考,欢迎大家阅读。
2.3.1平面向量基本定理
一、课题:平面向量基本定理
二、教学目标:1.理解向量的坐标表示法,掌握平面向量与一对有序实数一一对应关系;
2.正确地用坐标表示向量,对起点不在原点的平面向量能利用向量相等的
关系来用坐标表示;
3.掌握两向量的和、差,实数与向量积的坐标表示法。
三、教学重、难点:1.平面向量的坐标运算;
2.对平面向量的坐标表示的理解。
四、教学过程:
(一)复习:
1.平面向量的基本定理:;
2.在平面直角坐标系中,每一个点都可用一对实数表示,那么,每一个向量可否也用
一对实数来表示?
(二)新课讲解:
1.向量的坐标表示的定义:
分别选取与轴、轴方向相同的单位向量,作为基底,对于任一向量,,(),实数对叫向量的坐标,记作.
其中叫向量在轴上的坐标,叫向量在轴上的坐标。
说明:(1)对于,有且仅有一对实数与之对应;
(2)相等的向量的坐标也相同;
(3),,;
(4)从原点引出的向量的坐标就是点的坐标。
例1如图,用基底,分别表示向量、、、,并求出它们的坐标。
解:由图知:;
;
;
2.平面向量的坐标运算:
问题:已知,,求,.
解:
即.
同理:.
结论:两个向量和与差的坐标分别等于这两个向量相应坐标的和与差。
3.向量的坐标计算公式:
已知向量,且点,,求的坐标.
.
归纳:(1)一个向量的坐标等于表示它的有向线段的终点坐标减去始点坐标;
(2)两个向量相等的充要条件是这二个向量的坐标相等。
4.实数与向量的积的坐标:
已知和实数,求
结论:实数与向量的积的坐标等于用这个实数乘原来向量的相应坐标。
例2已知,,求,,的坐标.
解:=;;
.
例3已知ABCD的三个顶点的坐标分别为、、,求顶点的坐标。
解:设顶点的坐标为.
∵,,
由,得.
∴∴∴顶点的坐标为.
例4(1)已知的方向与轴的正向所成的角为,且,则的坐标为,
.
(2)已知,,,且,求,.
解:(2)由题意,,
∴∴.
五、课堂小结:1.正确理解平面向量的坐标意义;
2.掌握平面向量的坐标运算;
3.能用平面向量的坐标及其运算解决一些实际问题。
六、作业:
补充:1.已知向量与相等,其中,,求;
2.已知向量,,,,且,求.
课时5平面向量基本定理
【学习目标】
1.掌握平面向量的基本定理,能用两个不共线向量表示一个向量;或一个向量分解为两个向量。
2.能应用平面向量基本定理解决一些几何问题。
【知识梳理】
若,是不共线向量,是平面内任一向量
在平面内取一点O,作=,=,=,使=λ1=λ2
==+=λ1+λ2
得平面向量基本定理:
注意:1、必须不共线,且它是这一平面内所有向量的一组基底
2这个定理也叫共面向量定理
3λ1,λ2是被,,唯一确定的实数。
【例题选讲】
1.如图,ABCD是平行四边形,对角线AC,BD交于M,,,试用基底、表示。
2.设、是平面内一组基底,如果=3-2,=4+,=8-9,求证:A,B,D三点共线。
3.设、是平面内一组基底,如果=2+k,=--3,=2-,若A,B,D三点共线,求实数k的值。
4.中,,DE//BC,与边AC相交于点E,中线AM与DE交于点N,如图,,,试用、表示。
【归纳反思】
1.平面向量基本定理是平面向量坐标表示的基础,它说明同一平面内的任一向量都可以表示为其他两个不共线向量的线性组合。
2.在解具体问题时适当地选取基底,使其它向量能够用基底来表示,选择了两个不共线地向量,平面内的任何一个向量都可以用唯一表示,这样几何问题就可以转化为代数问题,转化为只含的代数运算。
【课内练习】
1.下面三种说法,正确的是
(1)一个平面内只有一对不共线的向量可作为表示该平面所有向量的基底;
(2)一个平面内有无数对不共线的向量可作为表示该平面所有向量的基底;
(3)零向量不可为基底中的向量;
2.如果、是平面内一组基底,,那么下列命题中正确的是
(1)若实数m,n,使m+n=,则m=n=0;
(2)空间任一向量可以表示为=m+n,这里m,n是实数;
(3)对实数m,n,向量m+n不一定在平面;
(4)对平面内的任一向量,使=m+n的实数m,n有无数组。
3.若G是的重心,D、E、F分别是AB、BC、CA的中点,则=
4.如图,在中,AM:AB=1:3,AN:AC=1:4,BN与CM交于点P,设,试用,表示。
5.设,,,求证:A、B、D三点共线。
【巩固提高】
1.设是平面内所有向量的一组基底,则下面四组中不能作为基底的是
A+和-B3-2和-6+4
C+2和+2D和+
2.若,,,则=
A+B+C+D+
3.平面直角坐标系中,O为原点,A(3,1),B(-1,3),点C满足,其中,且=1,则点C的轨迹方程为
4.O是平面上一定点,A,B,C是平面上不共线的三个点,动点P满足
,则P的轨迹一定通过的心
5.若点D在的边BC上,且=,则3m+n的值为
6.设=+5,=-2+8,=3(-),求证:A、B、D三点共线。
7.在图中,对于平行四边形ABCD,点M是AB的中点,点N在BD上,且BN=BD,求证:M,N,C三点共线。
8.已知=5+2,=6+y,,,是一组基底,求y的值。
9.如图,在中,D、E分别是线段AC的两个四等份点,点F是线段BC的中点,设,,试用,为基底表示向量。
问题统计与分析
文章来源:http://m.jab88.com/j/28023.html
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