科组长签字:高中数学必修4 平面向量基本知识回顾:1.向量的概念:既有大小又有方向的量叫向量,有二个要素:大小、方向.2.向量的表示方法:①用有向线段表示-----AB u u u r(几何表示法);②用字母a r 、b r等表示(字母表示法);③平面向量的坐标表示(坐标表示法):分别取与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量i r 、j r作为基底。
任作一个向量a,由平面向量基本定理知,有且只有一对实数x 、y ,使得a xi yj r r,),(y x 叫做向量a 的(直角)坐标,记作(,)a x y r,其中x 叫做a 在x 轴上的坐标,y 叫做a 在y 轴上的坐标, 特别地,i r (1,0) ,j r (0,1) ,0(0,0) r。
a r ),(11y x A ,),(22y x B ,则1212,y y x x,AB3.零向量、单位向量:①长度为0的向量叫零向量,记为0;②长度为1个单位长度的向量,叫单位向量.||a 就是单位向量)4.平行向量:①方向相同或相反的非零向量叫平行向量;②我们规定0r 与任一向量平行.向量a r 、b r 、c r 平行,记作a r ∥b r ∥c r.共线向量与平行向量关系:平行向量就是共线向量.性质://(0)(a b b a b r u r r r r r 是唯一)||b a b a a bu r ru r r r r 0,与同向方向---0,与反向长度---1221//(0)0a b b x y x y r u r r r (其中 1122(,),(,)a x y b x y r u r)5.相等向量和垂直向量:①相等向量:长度相等且方向相同的向量叫相等向量. ②垂直向量——两向量的夹角为2性质:0a b a b r u r r rg1212a b x x y yr u r(其中1122(,),(,)a x yb x yr u r)6.向量的加法、减法:①求两个向量和的运算,叫做向量的加法。
向量加法的三角形法则和平行四边形法则。
平行四边形法则:AC a bu u u r r r(起点相同的两向量相加,常要构造平行四边形)DB a bu u u r r r三角形法则,加法首尾相连减法终点相连方向指向被减数——加法法则的推广:112nAB AB B Bu u u u r u u u r u u u u r……1n nB Bu u u u u u r即n个向量12,,a au r u u r……nau u r首尾相连成一个封闭图形,则有12a au r u u r 0nau u r r②向量的减法向量ar加上的br相反向量,叫做ar与br的差。
即:arbr= ar+ ( br);差向量的意义:OA= ar, OB=br, 则BA=arbr③平面向量的坐标运算:若11(,)a x yr,22(,)b x yr,则a brr),(2121yyxx,a brr),(2121yyxx,(,)a x yr。
④向量加法的交换律:+=+;向量加法的结合律:(+) +=+ (+)⑤常用结论:(1)若1()2AD AB ACu u u r u u u r u u u r,则D是AB的中点(2)或G是△ABC的重心,则0GA GB GCu u u r u u u r u u u r r7.向量的模:1、定义:向量的大小,记为 |ar| 或 |ABu u u r|2、模的求法:若 (,)a x y r,则 |a r |22x y若1122(,),(,)A x y B x y , 则 |AB u u u r |222121()()x x y y3、性质:(1)22||a a r r ;22||(0)||a b b a b r r (实数与向量的转化关系) (2)22||||a b a b r r r r ,反之不然(3)三角不等式:||||||||||a b a b a b r r r r r r (4)||||||a b a b r r r r g (当且仅当,a b r r共线时取“=”)即当,a b r r 同向时 ,||||a b a b r r r r g; 即当,a b r r 同反向时 ,||||a b a b r r r rg (5)平行四边形四条边的平方和等于其对角线的平方和,即22222||2||||||a b a b a b r r r r r r 8.实数与向量的积:实数λ与向量a 的积是一个向量,记作:λa(1)|λa |=|λ||a|;(2)λ>0时λa 与a 方向相同;λ<0时λa 与a 方向相反;λ=0时λa=0;(3)运算定律 λ(μa )=(λμ)a ,(λ+μ)a =λa +μa ,λ(a +b )=λa+λb交换律:a b b a r r r r gg ; 分配律:()a b c a c b c r r r r r r rgg g ( )·b r = (·b r )=·( b r); ——①不满足结合律:即()()a b c a b c r r r r r r gg g g ②向量没有除法运算。
如:a b c b a c r r r r r r gg ,2a a a b br r r r r g 都是错误的 (4)已知两个非零向量,a b r r,它们的夹角为 ,则a b r r g =||||cos a b r r坐标运算:1122(,),(,)a x y b x y r u r ,则1212a b x x y y r u rg(5)向量AB a u u u r r在轴l 上的投影为:︱a r ︱cos , ( 为a n r r与的夹角,n r 为l 的方向向量) 其投影的长为//||a n A B n r r g r (||n n r r 为n r 的单位向量)(6)a b r r与的夹角 和a b r r g的关系: (1)当0 时,a b r r 与同向;当 时,a b r r与反向(2) 为锐角时,则有0,a b a b r r g r u r 不共线; 为钝角时,则有0,a b a b r r gr u r不共线9.向量共线定理:向量b 与非零向量a共线(也是平行)的充要条件是:有且只有一个非零实数λ,使b =λa。
10.平面向量基本定理:如果1e ,2e 是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量a,有且只有一对实数λ1,λ2使a=λ11e +λ22e 。
(1)不共线向量1e 、2e 叫做表示这一平面内所有向量的一组基底; (2)基底不惟一,关键是不共线;(3)由定理可将任一向量a在给出基底1e 、2e 的条件下进行分解;(4)基底给定时,分解形式惟一. λ1,λ2是被a,1e ,2e 唯一确定的数量。
向量坐标与点坐标的关系:当向量起点在原点时,定义向量坐标为终点坐标,即若A(x ,y),则OA =(x,y );当向量起点不在原点时,向量AB 坐标为终点坐标减去起点坐标,即若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则AB =(x 2-x 1,y 2-y 1) 11. 向量a 和b 的数量积:①a ·b =| a |·|b |cos ,其中 ∈[0,π]为a 和b 的夹角。
②||cos 称为在的方向上的投影。
③·的几何意义是:的长度||在的方向上的投影的乘积,是一个实数(可正、可负、也可是零),而不是向量。
④若 =(1x ,1y ), =(x 2,2y ), 则2121y y x x b a •⑤运算律:a · b =b ·a , (λa )· b =a ·(λb )=λ(a ·b ), (a +b )·c =a ·c +b ·c 。
⑥a 和b 的夹角公式:cos =a ba b• rr r r =222221212121yx y x y y x x⑦ •2a a a |a |2=x 2+y 2,或|a|=22y x ⑧| a ·b |≤| a |·| b |。
)3,3(321321y y y x x x12.两个向量平行的充要条件:符号语言:若a ∥b ,a ≠0,则a =λb坐标语言为:设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ∥b (x 1,y 1)=λ(x 2,y 2),即 2121y y x x ,或x 1y 2-x 2y 1=0在这里,实数λ是唯一存在的,当a 与b 同向时,λ>0;当a 与b 异向时,λ<0。
|λ|=|b ||a |,λ的大小由 a 及 b 的大小确定。
因此,当 a ,b 确定时,λ的符号与大小就确定了。
这就是实数乘向量中λ的几何意义。
13.两个向量垂直的充要条件:符号语言:a ⊥ba ·b =0坐标语言:设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ⊥b x 1x 2+y 1y 2=0例题讲解例1、如图, OA , OB 为单位向量, OA 与OB 夹角为1200, OC 与OA 的夹角为450,| OC |=5,用 OA , OB 表示OC 。
例2、已知△ABC 中,A (2,-1),B (3,2),C (-3,-1),BC 边上的高为AD ,求点D 和向量AD 坐标。
例3、求与向量 a =3(,-1)和 b =(1,3)夹角相等,且模为2的向量c 的坐标。
例4、在△OAB 的边OA 、OB 上分别取点M 、N ,使| OM |∶| OA |=1∶3,| ON |∶|OB |=1∶4,设线段AN 与BM 交于点P ,记 OA = a , OB = b ,用 a , b 表示向量OP 。
例5、已知长方形ABCD ,AB=3,BC=2,E 为BC 中点,P 为AB 上一点 (1)利用向量知识判定点P 在什么位置时,∠PED=450; (2)若∠PED=450,求证:P 、D 、C 、E 四点共圆。
例6、直角坐标系xOy 中,i j r r,分别是与x y ,轴正方向同向的单位向量.在直角三角形ABC中,若j k i AC j i AB3,2,则k 的可能值个数是( )A.1 B.2 C.3 D.4例7、如图,平面内有三个向量OA uu u r 、OB 、OC ,其中与OA uu u r与OB 的夹角为120°,OA uu u r 与OC 的夹角为30°,且|OA uu u r|=|OB |=1,|OC | =32,若OC =λOA uu u r+μOB (λ,μ∈R ),则λ+μ的值为 .例8、设a =(1,-2),b =(-3,4),c =(3,2),则(a +2b )·c =( )A.(-15,12)B.0C.-3D.-11例9、已知平面向量),2(),2,1(m b a ,且a ∥b ,则b a 32 =( ) A .(-2,-4) B. (-3,-6) C. (-4,-8) D. (-5,-10)例10、已知平面向量a r =(1,-3),b r =(4,-2),a b r r 与a r垂直,则 是( )A. -1B. 1C. -2D. 2例11、在平行四边形ABCD 中,AC 与BD 交于点O ,E 是线段OD 的中点,AE 的延长线与CD 交于点F. 若a AC , b BD ,则 AF ( )A .1142a b r rB. 2133a b r rC. 1124a b r rD. 1233a b r r例12、已知向量a r 和b r 的夹角为0120,||1,||3a b r r ,则|5|a b r r.例13、已知向量(3sin ,cos ),(cos ,cos )a x x b x x r r ,函数()21f x a b r r(1)求()f x 的最小正周期; (2)当[, ]62x时, 若()1,f x 求x 的值.点例14、已知向量a=(cos23x ,sin 23x ),b =(2sin 2cos x x , ),且x ∈[0,2].(1)求b a(2)设函数b a x f )(+b a,求函数)(x f 的最值及相应的x 的值。