新高考数学一轮复习课件 第5章 §5.1 平面向量的概念及线性运算(含详解)
展开1.理解平面向量的意义、几何表示及向量相等的含义.2.掌握向量的加法、减法运算,并理解其几何意义及向量共线的含义.3.了解向量线性运算的性质及其几何意义.
1.向量的有关概念(1)向量:既有大小又有 的量叫做向量,向量的大小称为向量的____ .(2)零向量:长度为 的向量,记作 .(3)单位向量:长度等于 长度的向量.(4)平行向量:方向相同或 的非零向量,也叫做共线向量,规定:零向量与任意向量 .(5)相等向量:长度相等且方向 的向量.(6)相反向量:长度相等且方向 的向量.
3.向量共线定理向量a(a≠0)与b共线的充要条件是:存在唯一一个实数λ,使 .
4.对于任意两个向量a,b,都有||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|.
判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)|a|与|b|是否相等,与a,b的方向无关.( )(2)若向量a与b同向,且|a|>|b|,则a>b.( )(3)若 是共线向量,则A,B,C,D四点在一条直线上.( )(4)起点不同,但方向相同且模相等的向量是相等向量.( )
1.(多选)下列命题正确的是A.零向量是唯一没有方向的向量B.零向量的长度等于0D.若a=b,b=c,则a=c
A项,零向量是有方向的,其方向是任意的,故A错误;B项,由零向量的定义知,零向量的长度为0,故B正确;
D项,由向量相等的定义知D正确.
3.已知a与b是两个不共线的向量,且向量a+λb与-(b-3a)共线,则λ=____.
由题意知存在k∈R,使得a+λb=k[-(b-3a)],
例1 (1)(多选)下列说法中正确的是A.单位向量都相等B.任一向量与它的相反向量不相等C.若|a|=|b|,则a与b的长度相等,与方向无关D.若a与b是相反向量,则|a|=|b|
对于A,单位向量方向不同时并不相等,A错误;对于B,0的相反向量为0,B错误;对于C,|a|=|b|,则a与b的长度相等,与方向无关,C正确;对于D,相反向量是长度相等,方向相反的向量,D正确.
平行向量有关概念的四个关注点(1)非零向量的平行具有传递性.(2)共线向量即为平行向量,它们均与起点无关.(3)向量可以平移,平移后的向量与原向量是相等向量.
跟踪训练1 (1)(多选)下列命题中正确的是A.向量 的长度与向量 的长度相等B.向量a与b平行,则a与b的方向相同或相反C.两个有共同起点且相等的向量,其终点必相同D.两个终点相同的向量,一定是共线向量
对于B,向量a与b平行,且a或b为零向量时,不满足条件,故B错误;对于C,两个有共同起点且相等的向量,其终点也相同,故C正确;对于D,两个终点相同的向量,不一定是共线向量,故D错误.
命题点1 向量加、减法的几何意义
例2 (2022·济南模拟)已知单位向量e1,e2,…,e2 023,则|e1+e2+…+e2 023|的最大值是________,最小值是_____.
当单位向量e1,e2,…,e2 023方向相同时,|e1+e2+…+e2 023|取得最大值,|e1+e2+…+e2 023|=|e1|+|e2|+…+|e2 023|=2 023;当单位向量e1,e2,…,e2 023首尾相连时,e1+e2+…+e2 023=0,所以|e1+e2+…+e2 023|的最小值为0.
命题点2 向量的线性运算例3 (2022·新高考全国Ⅰ)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=m, ,则等于A.3m-2n B.-2m+3nC.3m+2n D.2m+3n
命题点3 根据向量线性运算求参数
平面向量线性运算的常见类型及解题策略(1)向量求和用平行四边形法则或三角形法则;求差用向量减法的几何意义.(2)求参数问题可以通过向量的运算将向量表示出来,进行比较,求参数的值.
跟踪训练2 (1)五角星是指有五只尖角、并以五条直线画成的星星图形,有许多国家的国旗设计都包含五角星,如中华人民共和国国旗.如图,在正五角星中,每个角的角尖为36°,则下列说法正确的是
D项,连接BF,JF,由五角星的性质可得四边形ABFJ为平行四边形,
设AP与BC的距离为h,
例5 已知O,A,B是不共线的三点,且 (m,n∈R).(1)若m+n=1,求证:A,P,B三点共线;
则A,P,B三点共线.
(2)若A,P,B三点共线,求证:m+n=1.
利用共线向量定理解题的策略(1)a∥b⇔a=λb(b≠0)是判断两个向量共线的主要依据.(2)若a与b不共线且λa=μb,则λ=μ=0.
因为M,N,Q三点共线,故存在实数λ,
即a-2b=λ[a-(k+1)b],整理得(1-λ)a=[2-λ(k+1)]b,
在△ABC中,因为点M是BC的中点,
1.化简2(a-3b)-3(a+b)的结果为A.a+4b B.-a-9bC.2a+b D.a-3b
2(a-3b)-3(a+b)=2a-6b-3a-3b=-a-9b.
2.(多选)下列命题中,正确的是A.若a∥b,b∥c,则a∥cB.在△ABC中, =0C.若两个单位向量互相平行,则这两个单位向量相等或相反D.如果非零向量a,b的方向相同或相反,那么a+b的方向与a,b之一的 方向一定相同
对于A选项,0平行于任何向量,若b=0,满足a∥b,b∥c,但不一定满足a∥c,故A错误;对于B选项,首尾顺次相接,正确;对于C选项,两个单位向量互相平行,这两个单位向量相等或相反(大小相等,方向相反),故C正确;对于D选项,当a+b=0时,零向量的方向是任意的,故D错误.
3.设a,b是平面内两个向量,“|a|=|a+b|”是“|b|=0”的A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件
当|b|=0时,b=0,则|a+b|=|a+0|=|a|,故“|a|=|a+b|”是“|b|=0”的必要不充分条件.
因为A,B,D三点共线,
所以2a+6b=λa+mλb,
A.1 B.2 C.3 D.4
因为四边形ABCD是边长为1的正方形,
A.1 B.2C.3 D.4
∴λ=μ=2,∴λ+μ=4.
7.已知向量e1,e2是两个不共线的向量,a=2e1-e2与b=e1+λe2共线,则λ等于
因为a=2e1-e2与b=e1+λe2共线,所以ka=b,k≠0,所以k(2e1-e2)=e1+λe2.因为向量e1,e2是两个不共线的向量,
∵向量ta+b与a+3b平行,∴存在实数k使得ta+b=k(a+3b),化为(t-k)a+(1-3k)b=0,∵向量a,b不平行,
9.设向量a,b不平行,向量ta+b与a+3b平行,则实数t的值为____.
如图,设F为BC的中点,
又G,D,E三点共线,
12.已知M为△ABC的重心,D为BC的中点,则下列等式成立的是
由平行四边形法则知NP∥AB,
由点Q,B,D三点共线可得x+3y=1,x>0,y>0,
15.(多选)设点M是△ABC所在平面内一点,则下列说法正确的是
所以点M,B,C三点不共线,B错误;
如图,取BC中点H,连接AH,若点M是△ABC的重心,则点M在AH上,且MA=2MH,
由于△MBC与△ABC同底,而高线之比等于MQ与AQ的比,即比值为2∶3,
16.如图,已知正六边形ABCDEF,M,N分别是对角线AC,CE上的点,
连接AD,交EC于G点,设正六边形边长为a,
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