新高考数学一轮复习易错题+专题提升练第5章专题01 向量及其应用（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考数学一轮复习易错题+专题提升练第5章专题01 向量及其应用（2份，原卷版+解析版），共25页。试卷主要包含了数量与向量，向量的二要素，向量的长度，两种特殊的向量，向量数量积的几何意义等内容，欢迎下载使用。

01 向量的实概念
知识点1 向量的实际背景与概念
1.数量与向量
在数学中，把既有大小又有方向的量叫做向量，而把只有大小没有方向的量称为数量.
2.向量的二要素
向量由大小与方向两个要素组成.向量的大小是代数特征，方向是几何特征.
向量与矢量
数学中的向量是从物理中的矢量（如位移、力、速度、加速度等）抽象出来的，但在这里我们仅考虑它的大小和方向；而物理中的这些量，既同时具备大小和方向这两个属性，又具备其他属性（如“力”是由大小、方向、作用点共同决定的）.
知识点2 向量的几何表示
1.有向线段的概念
具有方向的线段叫做有向线段.通常在有向线段的终点处画上箭头表示它的方向，以为起点、为终点的有向线段记作，以为起点，为终点的有向线段记作.
(1)有向线段的长度
线段AB的长度也叫做有向线段的长度，记作，易知.
(2)有向线段的三要素
有向线段包含三个要素：起点、方向、长度.知道了有向线段的起点、方向和长度，它的终点就唯一确定了.
2.向量的表示
有向线段与向量的区别和联系
3.向量的长度
向量的大小称为向量的长度（或称模），记作.向量的长度在数值上等于线段AB的长度，因此向量的长度是非负实数.
4.两种特殊的向量
长度为的向量叫做零向量，记作.
与的区别及联系，是一个实数，是一个向量，且有.
长度等于个单位长度的向量，叫做单位向量.
向量相关概念的理解
1.定义中的零向量、单位向量都是只限制长度，不确定方向.
2.当有向线段的起点与终点重合时，.
3.在平面内，将所有单位向量的起点平移到同一点，它们的终点可构成一个半径为的圆.
知识点3 相等向量与共线向量
1.平行向量
方向相同或相反的非零向量叫做平行向量.向量与平行，记作.
规定：零向量与任意向量平行，即对于任意向量，都有.
2.相等向量
(1)长度相等且方向相同的向量叫做相等向量.向量与相等，记作.
(2)任意两个相等的非零向量，都可用同一条有向线段表示，并且与有向线段的起点无关；同时，两条方向相同且长度相等的有向线段表示同一个向量，因为向量完全由它的模和方向确定.
3.共线向量
由于向量与起点无关，因此向量是可以自由平行移动的.也就是说，任一组平行向量都可以平移到同一条直线上，因此，平行向量也叫做共线向量.
如图，是一组平行向量，任作一条与所在直线平行的直线，在上任取一点，则可在上分别作出，，，如图.
表示共线（平行）向量的有向线段可以在同一条直线上，也可以在平行的直线上.
对共线（平行）向量的四个提醒
1. 理解平行向量的概念时，需注意，平行向量和平行直线是有区别的，平行直线不包括重合的情况，而平行向量是可以重合的.
2. 共线向量就是平行向量，其中“共线”的含义不是平面几何中“共线”的含义.实际上，共线（平行）向量有以下四种情况：方向相同且模相等；方向相同且模不等；方向相反且模相等；方向相反且模不等.这样，也就找到了共线向量与相等向量的关系，即共线向量不一定是相等向量，而相等向量一定是共线向量.
3. 对共线向量的讨论，要考虑方向、长度，尤其不能忘记对零向量的讨论.
4. 向量相等具有传递性，即若，，则.而向量的平行不具有传递性，即若，，未必有.因为零向量平行于任意向量，那么当时，可以是任意向量，所以与不一定平行.但若，则必有，.因此，解答问题时要看清题目中是任意向量还是任意非零向量.
02 平面向量的运算
知识点1 向量加法的定义及两个重要法则
1.定义：求两个向量和的运算，叫做向量的加法.
2.向量加法的三角形法则
（1）前提：已知非零向量.
（2）作法：在平面内任取一点，作，，连接AC.
（3）结论：向量叫做与的和，记作，即.
（4）图形：
3.向量加法的平行四边形法则
（1）前提：已知两个不共线的向量.
（2）作法：在平面内任取一点，作，，以OA,OB为邻边作.
（3）结论：以为起点的向量就是向量与的和，即.
（4）图形：
规定：对于零向量与任意向量，我们规定.
向量加法的三角形法则和平行四边形法则
1. 在使用向量加法的三角形法则时，要注意“首尾相接”，即第一个向量的终点与第二个向量的起点重合，则以第一个向量的起点为起点，并以第二个向量的终点为终点的向量即两向量的和；
向量加法的平行四边形法则的应用前提是“共起点”，即两个向量是从同一点出发的不共线向量.
2. 三角形法则与平行四边形法则的适用条件
知识点2 多个向量相加
为了得到有限个向量的和，只需将这些向量依次首尾相接，那么以第一个向量的起点为起点，最后一个向量的终点为终点的向量，就是这些向量的和，如图所示（对应多个向量相加的图形 ）.
1. 向量加法的多边形法则是向量加法的三角形法则的推广，是由求两个向量的和推广到求多个向量的和，强调的也是“首尾相接”.
2. 当首尾依次相接的向量构成封闭的“向量链”时，各向量的和为.如图6.2.1 - 2，在边形中，有.
运用以上结论也可以判断一个图形是否为封闭图形.
知识点3 向量加法的运算律
1.交换律：
在如图所示的平行四边形ABCD中，，，则在中，，在中，，故，即向量的加法满足交换律.（对应平行四边形交换律图形 ）
2.结合律：
如所示，，，所以在中，
，在中，，从而，即向量的加法满足结合律.（对应结合律图形 ）
1. 当两个向量共线时，向量加法的交换律和结合律也成立.
2. 我们可以从位移的物理意义理解向量加法的交换律：
一质点从点出发，方案①先走过的位移为向量，再走过的位移为向量，方案②先走过的位移为向量，再走过的位移为向量，则方案①②中质点一定会到达同一终点.
3. 多个向量的加法运算可按照任意的次序与任意的组合进行，如；.
知识点4 向量的减法运算
1.相反向量
我们规定，与向量长度相等，方向相反的向量，叫做的相反向量，记作.零向量的相反向量仍是零向量.
由相反向量的定义，我们有如下结论：
(1)；
(2)；
(3) 若互为相反向量，则，，.
2.向量减法的定义
向量加上的相反向量，叫做与的差，即.求两个向量差的运算叫做向量的减法.

3.向量减法的三角形法则
如图，已知向量，在平面内任取一点，作，，则.即可以表示为从向量的终点指向向量的终点的向量，这是向量减法的几何意义.
1. 作非零向量的差向量，可以简记为“共起点，连终点，指向被减”.
2. 由上可知，可以用向量减法的三角形法则作差向量；也可以转化为向量的加法（即平行四边形法则）作差向量，显然，此法作图较烦琐.
3. 如图，以AB,AD为邻边作平行四边形ABCD，则两条对角线所对应的向量，.
【真题演练】（2025·辽宁·一模）已知，点D满足，则（ ）
A．B．
C．D．
03 向量的数乘运算
知识点1 向量的数乘运算
1.向量的数乘的定义
一般地，我们规定实数与向量的积是一个向量，这种运算叫做向量的数乘，记作，它的长度与方向规定如下：
(1)；
(2) 当时，的方向与的方向相同；当时，的方向与的方向相反
当时，；当时，应该特别注意的是结果是零向量，而非实数
2.向量的数乘的几何意义
(1) 当时，有，这意味着表示向量的有向线段在原方向（）或反方向（）上伸长到原来的倍；
(2) 当时，有，这意味着表示向量的有向线段在原方向（）或反方向（）上缩短到原来的倍
3.向量的数乘的运算律
设为实数，那么
(1)；
(2)；
(3)
特别地，我们有，
(1) 实数与向量可以相乘，但是不能相加减，如，均没有意义
(2) 对于非零向量，当时，表示方向上的单位向量
(3) 向量的数乘运算类似于代数多项式的运算主要是“合并同类项”“提取公因式”，但这里的“同类项”及“公因式”指的是向量，实数指的是向量的系数
4.向量的线性运算
向量的加、减、数乘运算统称为向量的线性运算对于任意向量，以及任意实数，恒有
线性表示的概念
根据向量的线性运算，可知：若一个向量是由另一些向量通过线性运算得到的，我们就说这个向量可以用另一些向量线性表示.
【真题演练1】（2025·四川自贡·三模）在中，是边上的中点，则（ ）
A．B．C．D．
【真题演练2】（2025·广东深圳·二模）在四边形中，若，则“”是“四边形是正方形”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
知识点2 向量共线定理
1.向量共线定理
向量与共线的充要条件是：存在唯一一个实数，使
不能漏掉若，则实数可以是任意实数；若，，则不存在实数，使得
2.向量共线定理的应用——求参
一般地，解决向量共线求参问题，可用两个不共线向量（如）表示向量，设，化成关于的方程，由于不共线，则，解方程组即可
根据该定理，设非零向量位于直线上，那么对于直线上的任意一个向量，都存在唯一的一个实数，使也就是说，位于同一直线上的向量可以由位于这条直线上的一个非零向量表示.
04 向量的数量积
知识点1 向量的数量积
1.向量数量积的物理背景
在物理课中我们学过功的概念：如果一个物体在力的作用下产生位移，那么力所做的功，其中是与的夹角.
我们知道力和位移都是矢量，而功是一个标量（数量）.这说明两个矢量也可以进行运算，并且这个运算明显不同于向量的数乘运算，因为数乘运算的结果是一个向量，而这个运算的结果是数量.
2.向量的夹角
已知两个非零向量，如图所示，是平面上的任意一点，作，，则叫做向量与的夹角，也常用表示.
向量夹角的特殊情形，如图所示:
当时，向量共线且同向；
当时，向量相互垂直，记作；
当时，向量共线且反向.
3.两个向量数量积的定义
已知两个非零向量与，它们的夹角为，我们把数量叫做向量与的数量积（或内积），记作，即.
不能表示为或.
两向量的数量积，其结果是数量，而不是向量，其符号由夹角的余弦值决定.
规定：零向量与任一向量的数量积为，即.
4.向量的投影
如图，设是两个非零向量，，，我们考虑如下的变换：过的起点和终点，分别作所在直线的垂线，垂足分别为，得到，我们称上述变换为向量向向量投影，叫做向量在向量上的投影向量.
如图，我们可以在平面内任取一点，作，.过点作直线ON的垂线，垂足为，则就是向量在向量上的投影向量.显然，在上的投影向量（与向量共线）与在上的投影向量（与向量共线）是不同的.
5.向量数量积的几何意义
如图，称为向量在向量上的投影的数量，可以表示为.
向量的数量积的几何意义：的长度与在上的投影的数量的乘积；或的长度与在上的投影的数量的乘积.
【真题演练1】（2025·湖南永州·模拟预测）已知，求与在上的投影长度的比值为（ ）
A．1B．2C．3D．4
【真题演练2】（2025·辽宁鞍山·模拟预测）已知，，在上的投影的数量为，则（ ）
A．6B．C．D．
知识点2 向量数量积的性质和运算律
1.向量数量积的性质
设是非零向量，它们的夹角是，是与方向相同的单位向量，则
(1).
任意向量与单位向量的数量积等于这个向量在单位向量上的投影的数量.
(2).
可用于解决与两个非零向量垂直有关的问题.
(3) 当与同向时，；当与反向时，.
特别地，或.
当两个向量相等时，这两个向量的数量积等于向量的模的平方，因此可用于求向量的模.
(4)，当且仅当向量共线，即时，等号成立.
可以解决有关“向量不等式”的问题.
(5).
夹角公式，实质是平面向量数量积的逆用，可用于求两向量的夹角.
2.向量数量积的运算律
由向量数量积的定义，可以发现下列运算律成立：
对于向量和实数，有
(1) 交换律：；
(2) 数乘结合律：；
(3) 分配律：.
向量的数量积、向量的数乘、实数的乘法之间的区别
【真题演练1】（2025·四川达州·模拟预测）已知向量，的夹角为120°，，，则
A．B．2C．D．
【真题演练2】（2025·江西新余·模拟预测）已知非零向量满足，，则下列结论正确的是（ ）
A．B．C．D．
【真题演练3】（2025·河北·三模）已知，，则（ ）
A．1B．2C．D．
05 平面向量基本定理及坐标表示
知识点1 平面向量基本定理
1.平面向量基本定理
若是同一平面内两个不共线向量，那么该平面内任一向量，有且只有一对实数，使.若不共线，叫表示平面内所有向量的一个基底.
2.定理的证明：包含存在性和唯一性.存在性是说存在实数，使，通过作平行线构造平行四边形，结合向量相等证明；唯一性是指对任一向量，若且，利用与不共线，可推出，.
3.定理的实质：平面内任一向量可由平面内任意不共线的两个向量线性表示，即基于基底对向量进行分解.
4.定理的功能：由（不共线）的所有线性组合构成的集合是平面内全体向量，是基底，体现转化与化归思想，解决几何问题时可通过选基底转化向量来求解.
对平面向量基本定理的理解
同一平面内两个不共线向量可构成基底，同一非零向量在不同基底下分解式不同；基底给定时，被唯一确定；若是基底，与共线则，与共线则，时.
5.平面向量基本定理的拓展：个不共线向量与个实数组成的是向量线性组合，若是其线性组合，称可分解成这些向量的线性组合，是关于的基底.
【真题演练1】（2025·湖北武汉·模拟预测）如图，在平行四边形ABCD中，为CD的中点，若，则（ ）
A．1B．C．D．2
【真题演练2】（2025·湖南·三模）在中，点是线段上一点，若，，则实数（ ）
A．B．C．D．
知识点2 平面向量的正交分解及坐标表示
1. 正交分解：把一个向量分解为两个互相垂直的向量，叫把向量作正交分解，其中两个基向量互相垂直构成正交基底.平面内任一向量可分解为，当与垂直时，就是正交分解，比如重力沿互相垂直方向分解.
2. 向量的坐标表示：在平面直角坐标系中，取与轴、轴方向相同的单位向量作为基底，平面内任意向量可表示为，有序数对是向量的坐标，记作，、分别是在轴、轴上的坐标，且，，.
3.点的坐标与向量的坐标的关系：平面内与相等的向量可用以原点为起点的表示，时，既是点坐标也是坐标，即平面内每个向量可用有序数对唯一表示，向量与有序数对一一对应.
点的坐标与向量的坐标的区别与联系
表示形式上，向量用等号连接，点无等号；意义上，点坐标表位置，向量坐标表大小和方向，可表点或向量，需指明；联系是向量坐标与其终点坐标不一定同，起点在原点时，向量坐标与终点坐标相同.
【真题演练】（2025·安徽马鞍山·二模）已知平面向量，满足，，若，则（ ）
A．B．C．D．
06 平面向量运算的坐标表示
知识点1 平面向量线性运算的坐标表示
1. 两个向量和（差）的坐标表示
由于向量，等价于，，所以
，即.
同理可得.
这就是说，两个向量和（差）的坐标分别等于这两个向量相应坐标的和（差）.
2. 任一向量的坐标
已知，，坐标原点为，则，，所以
.
向量的坐标只与起点、终点的相对位置有关，而与它们的具体位置无关.
因此，一个向量的坐标等于表示此向量的有向线段的终点的坐标减去起点的坐标. 因此，在求一个向量的坐标时，先求出这个向量的起点坐标和终点坐标.
1. 当向量确定以后，向量的坐标就是唯一确定的，因此向量在平移前后，其坐标不变.
2. 求一个点的坐标时，可以转化为求该点相对于坐标原点的位置向量的坐标.
【真题演练1】（2025·云南·模拟预测）已知向量，，则（ ）
A．B．C．D．
【真题演练2】（2025·甘肃甘南·模拟预测）向量 ，， 在正方形网格中的位置如图所示，若 ，则 的值为（ ）
A．B．C．D．
知识点2 平面向量数量积的坐标表示
1.平面向量数量积的坐标表示
由于向量，分别等价于，，所以
.又，，，所以.
这就是说，两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和.
1. 已知为单位正交向量，则，从而；，即.
2. 公式与都是用来求两向量的数量积的，没有本质区别，两者可以相互推导.若题目中给出的是两向量的模与夹角，则可直接利用公式求解；若已知两向量的坐标，则可选用公式求解.
2. 平面向量长度（模）的坐标表示
若，则或.
其含义是：向量的长度（模）等于向量的横、纵坐标平方和的算术平方根.
如果表示向量的有向线段的起点和终点的坐标分别为，，那么，.
【真题演练1】（2025·福建漳州·模拟预测）已知向量，，且，则（ ）
A．B．C．6D．10
【真题演练2】（2025·河北衡水·模拟预测）已知向量，则下列结论不正确的是（ ）
A．B．
C．D．在方向上的投影向量为
知识点3 平面向量位置关系的坐标表示
1. 共线的坐标表示
(1) 两向量共线的坐标表示
设，，其中.我们知道，共线的充要条件是存在实数，使.如果用坐标表示，可写为，即.消去，得.这就是说，向量共线的充要条件是.（可简记为：纵横交错积相等）
还可以写成，即两个不平行于坐标轴的共线向量的对应坐标成比例.

当，时，，此时也成立，即对任意向量都有：.
(2) 三点共线的坐标表示
若，，三点共线，则有，
从而，
即，
或由得到，
或由得到.
由此可知，当这些条件中有一个成立时，A,B,C三点共线.
2.夹角的坐标表示
设a，b都是非零向量，，，是与的夹角，根据向量数量积的定义及坐标表示可得.
的符号只由决定.
1. 当时，；当时，；当时，.
2. 由于向量在向量上的投影向量的长度为，从而向量在向量上的投影向量的长度的坐标表示为.
3. 垂直的坐标表示
设，，则.（可简记为：横横纵纵积相反） 可与向量共线的坐标表示对比记忆. 即两个向量垂直的充要条件是它们相应坐标乘积的和为.

设，，为坐标平面内的三个点，则
.
【真题演练1】（2025·广东揭阳·三模）已知向量，，则（ ）
A．B．C．D．
【真题演练2】（2025·河南·二模）已知平面向量，，则（ ）
A．B．C．D．
07 平面向量的应用
知识点1 平面几何中的向量方法
1 向量在平面几何中常见的应用
(1)证明线线平行或点共线问题，以及相似问题，常用向量共线定理：
。
(2)证明线线垂直问题，如证明四边形是矩形、正方形，判断两直线(或线段)是否垂直等，常用向量垂直的条件：。
(3)求夹角问题，利用夹角公式：
。
(4)求线段的长度或说明线段相等，可以用向量的模：或。
2 向量法解决平面几何问题的“三步曲”
转化建立平面几何与向量的联系，用向量表示问题中涉及的几何元素，将平面几何问题转化为向量问题
运算通过向量运算，研究几何元素之间的关系，如距离、夹角等问题
翻译把运算结果“翻译”成几何关系
这其实也是用向量法解决其他问题的思路，即从条件出发，选取基底，把条件翻译成向量关系式(用基底表示其他向量)，然后通过一系列的向量运算，得到新的向量关系式，则这个新的向量关系式的几何解释就是问题的结论。
【真题演练】（2025·广东广州·二模）在平面四边形中，，若的面积是的面积的2倍，则的长度为 .
知识点2 向量在物理中的应用
向量是在物理的背景下建立起来的，物理中的一些量，如位移、力、速度、加速度、功等都与向量有着密切的联系，因此可以利用向量来解决物理中的问题。具体操作时，要注意将物理问题转化为向量关系式，通过向量的运算来解决，最后用来解释物理现象。
1 力学问题的向量处理方法
向量是既有大小又有方向的量，它们可以有共同的作用点，也可以没有共同的作用点，但力却是既有大小，又有方向且作用于同一作用点的量。用向量知识解决力的问题，往往是把向量平移到同一作用点上。
2 速度、位移问题的向量处理方法
速度、加速度与位移的合成和分解，实质就是向量的加减法运算，而运动的叠加也用到向量的合成。
3 向量与功、动量
物理上力做功的实质是力在物体前进方向上的分力与物体位移的乘积，它的实质是向量的数量积。
(1)力的做功涉及两个向量及这两个向量的夹角，即。功是一个实数，它可正，可负，也可为零。
(2)动量涉及物体的质量，物体运动的速度，因此动量的计算是向量的数乘运算。
【真题演练】（2025·四川成都·模拟预测）如图，无弹性细绳，一端分别固定在A，B处，在同样的细绳的下端吊一重物，要保持此状态，对细绳的耐力性要求最高的是 (三条绳本身质量忽略不计，横线上填或或)．
01 平面向量的平行向量
【知识点的认识】
相等向量的定义：长度相等且方向相同的两个向量叫相等向量．
共线向量的定义：方向相同或相反的非零向量叫做平行向量，平行向量也叫做共线向量．
规定：零向量与任一向量平行．
注意：相等向量一定是共线向量，但共线向量不一定相等．表示共线向量的有向线段不一定在同一直线上，向量可以平移．
【解题方法点拨】
平行向量与相等向量的关系：
（1）平行向量只要求方向相同或相反即可，用有向线段表示平行向量时，向量所在的直线重合或平行；
（2）平行向量要求两个向量均为非零向量，规定：零向量与任一向量平行．相等向量则没有这个限制，零向量与零向量相等．
（3）借助相等向量，可以把一组平行向量移动到同一直线上．因此，平行向量也叫做共线向量．
（4）平行向量不一定是相等向量，但相等向量一定是平行向量．
【典例1】（2025•合肥模拟）已知向量，则“与共线”是“”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
【典例2】（2025•河南模拟）如图，在梯形中，，，，，点满足，点满足，且，则
A．3B．4C．9D．12
【典例3】（2025•湖北模拟）已知，，是同一个平面内的三个向量，则“”是“”的
A．充分必要条件B．充分不必要条件
C．必要不充分条件D．既不充分也不必要条件
02 平面向量的数乘与线性运算
（1）实数与向量的积是一个向量，记作，它的大小为，其方向与的正负有关．若，当时，的方向与的方向相同，当时，的方向与的方向相反．当时，与平行．
对于非零向量、，当时，有
（2）向量数乘运算的法则
（1）；（－1）；
（2）；
（3）；
（4）．
一般地，叫做的一个线性组合（其中，、均为系数）．如果，则称可以用线性表示．
【典例1】（2025•嘉兴模拟）在△所在平面内，点满足，记，，则
A．B．C．D．
【典例2】（2025•连云港模拟）在△中，点为的中点，点为△的重心，则
A．B．C．D．
【典例3】（2025•广州模拟）在平行四边形中，点是边上的点，，点是线段的中点，若，则
A．B．1C．D．
【典例4】（2025•山西模拟）在△中，，，，点是的中点，则
A．B．C．8D．12
03 平面向量数量积的性质及其运算
1、平面向量数量积的重要性质：
设都是非零向量，是与方向相同的单位向量，与和夹角为，则：
（1）；
（2）；（判定两向量垂直的充要条件）
（3）当方向相同时，；当方向相反时，；
特别地：或（用于计算向量的模）
（4）（用于计算向量的夹角，以及判断三角形的形状）
（5）
2、平面向量数量积的运算律
（1）交换律：；
（2）数乘向量的结合律：；
（3）分配律：
【典例1】（2025•吉林校级模拟）已知为单位向量，，，当取到最大值时，等于
A．B．C．D．
【典例2】（2025•廊坊模拟）已知向量，满足，，且，则的值为
A．2B．C．4D．
【典例3】（2025•广西模拟）已知向量满足，且，则
A．B．C．D．
【典例4】（2025•江苏模拟）已知，，若对于任意的实数，不等式恒成立，则
A．B．C．D．
【典例5】（多选）（2025•贵阳模拟）在△中，，，则
A．B．
C．D．在上的投影向量为
【典例6】（2025秋•广东月考）已知向量满足，则 ．
04 平面向量的投影向量
投影向量是指一个向量在另一个向量上的投影。投影向量可以用来求两个向量之间的夹角，也可以用来求一个向量在另一个向量上的分解．
设是两个非零向量，，考虑如下的变换：过 AB 的起点 A 和终点 B 分别作所在直线的垂线，垂足分别为 A1 ，B1，得到 A1 B1，称上述变换为向量向向量投影，A1B1叫做向量在向量上的投影向量．
向量在向量上的投影向量是。
【解题方法点拨】
投影，是一个动作。投影向量，是一个向量。我们把叫作向量在向量上的投影。那么投影向量可以理解为投影数量乘上一个方向上的单位向量。
（1）向量在向量上的投影向量为（其中为与同向的单位向量），它是一个向量，且与共线，其方向由向量和夹角的余弦值决定。
（2）注意：在方向上的投影向量与在方向上的投影向量不同，在方向上的投影向量为
【典例1】（2025•河南模拟）已知向量在上投影数量为，，则
A．10B．9C．8D．7
【典例2】（2025•西宁二模）已知向量，，则在上的投影向量为
A．B．C．，D．
【典例3】（2025•广州模拟）已知向量满足：，，，则在上的投影向量为
A．B．C．D．
【典例4】（2025•江西模拟）已知非零向量，满足，且向量在向量上的投影向量是，则向量与的夹角是
A．B．C．D．
05 平面向量的基本定理
【知识点的认识】
1、平面向量基本定理内容：
如果 e1、e2 是同一平面内两个不共线的向量，那么对这一平面内任一，有且仅有一对实数、，使.
2、基底：不共线的e1、e2叫做平面内表示所有向量的一组基底．
3、说明：
（1）基底向量肯定是非零向量，且基底并不唯一，只要不共线就行．
（2）由定理可将任一向量按基底方向分解且分解形成唯一．
【典例1】（2025•河南模拟）在△中，是边的中点，且点满足，若，则
A．B．C．D．
【典例2】（2025•扬州校级模拟）如图，已知，，，，则
A．B．C．D．
【典例3】（2025•山东模拟）如图所示，在正方形中，为的中点，为的中点，则
A．B．C．D．
06 用平面向量的基底表示平面向量
【解题方法点拨】
表示转换：将向量写成基底向量的线性组合。例如，用基底和表示为。
基底选择：在特定的基底下表示向量时，选择适当的基底并进行线性组合．
【典例1】（2025•辽宁模拟）已知在正六边形中，是线段上靠近的三等分点，则
A．B．C．D．
07 平面向量共线（平行）的坐标表示
解题方法：
一、核心公式
若两个非零平面向量，则的充要条件是。
二、解题步骤
1．确定向量坐标：先根据已知条件，准确得出要研究的两个向量和的坐标与。
2．代入公式计算：将向量坐标代入共线充要条件，得到关于未知量（如参数）的方程。
3．求解方程：解上述方程，得出未知量的值，进而解决问题（如判断向量是否共线、求参数的值等）。
三、注意事项
1．当向量为零向量时，与一定共线，但此时也成立，因为零向量与任意向量共线。
2．利用该公式解题时，要保证向量坐标的准确性，避免因坐标错误导致结果出错。
【典例1】（2025•东西湖区校级模拟）在矩形中，，，若，且，则
A．B．C．D．5
【典例2】（2025•凉山州模拟）设，向量，，则是的
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
【典例3】（2025•黄山模拟）已知向量，，若，则
A．或3B．或2C．0或2D．3或2
【典例4】（2025•海淀区二模）已知向量，．若与共线，则
A．B．C．D．2
08 数量积表示两个平面向量的夹角
一、核心公式
设两个非零平面向量，它们的夹角为，则向量的数量积公式为，由此可推导出求夹角的公式：。
二、解题步骤
1．计算向量的数量积：若，则。
2．计算向量的模和。
3．代入公式求：将代入，求出的值。
4．确定夹角：根据的值以及，确定夹角的大小。
三、注意事项
1．向量和必须为非零向量，因为零向量的方向是任意的，无法确定夹角。
2．计算过程中要注意符号运算，尤其是向量坐标分量的乘积和平方运算，避免出现计算错误。
3．最后确定夹角时，要结合的正负以及的取值范围，准确得出夹角的大小。
【典例1】（2025•内蒙古一模）已知，为单位向量，且，则与的夹角为
A．B．C．D．
【典例2】（2025•宝鸡校级模拟）已知向量，，设，，则与的夹角为
A．B．C．D．
【典例3】（2025•岳阳模拟）已知，，在△所在平面内，且，且，则点，，依次是△的
A．重心 外心 垂心B．重心 外心 内心
C．外心 重心 垂心D．外心 重心 内心
09 数量积判断两个平面向量的垂直关系
一、核心定理
若两个非零平面向量和，则的充要条件是它们的数量积为 0 ，即。
二、解题步骤
1．确定向量坐标（若向量以坐标形式给出）：设。
2．计算数量积：根据向量数量积的坐标运算公式，。
3．判断数量积是否为 0 ：若，则；否则，与不垂直。
三、注意事项
1．向量和需为非零向量，因为零向量与任意向量垂直，但在利用坐标运算判断时，若其中一个为零向量，其坐标分量全为 0 ，代入公式也成立，所以该公式对零向量参与的垂直判断也适用（零向量与任意向量垂直）。
2．计算数量积时，要注意坐标分量的符号运算，避免出现计算错误，确保结果的准确性，从而正确判断向量的垂直关系。
【典例1】（2025•保山校级模拟）若则向量的关系是
A．平行B．重合C．垂直D．不确定
【典例2】（2025•四川模拟）已知向量，，且，则
A．2B．C．D．
【典例3】（2025•新乡三模）已知向量，，若，则的值为
A．B．C．D．

01：零向量与单位向量
零向量与单位向量区别：
零向量模为 0 、方向任意；单位向量模为 1 、方向不唯一。
易混点：误将零向量方向当 ＂确定＂，或认为单位向量方向唯一。
【典例1】（2025·江西·二模）设，为单位向量，在方向上的投影向量为，则（ ）
A．1B．C．D．
【典例2】（2025·安徽·模拟预测）已知平面直角坐标系中，坐标原点为，则（ ）
A．若，则B．若，则
C．不可能为单位向量D．若，则
【典例3】（2025·贵州·二模）若，均为单位向量，且，则 ．
02：向量的运算
1．向量分解与线性表示的系数求解的易错点：
在利用平面向量基本定理将向量用基底表示时，对向量的线性运算（加法、减法、数乘）规则掌握不熟练，导致分解过程中系数计算错误。例如在典例1中，由推导与、与的关系时，若对向量的数乘和线性组合运算理解不到位，容易算错系数，进而影响后续用和表示的结果。
2.向量共线与向量坐标（或基底表示）的关系易错点：
当向量用基底（如）表示时，判断共线需要看它们的基底系数对应成比例。在第 13 题中，，因为是基底（不共线），所以与共线的充要条件是它们的和的系数对应成比例，若忽略这一点，可能无法正确求出的值。
【典例1】（2025·安徽·模拟预测）已知在中，点D满足，设，则（ ）
A．1B．C．D．2
【典例2】（2025·江苏南通·三模）已知，为平面内一组基底，，，，若A，B，D三点共线，则a的值为（ ）
A．2B．C．0D．1
【典例3】（2025·山西晋中·三模）《易经》是中华民族智慧的结晶，易有太极，太极生两仪，两仪生四象，四象生八卦．如图所示是八卦模型图以及根据该图抽象得到的正八边形ABCDEFGH，其中，O为正八边形的中心，则（ ）
A．B．
C．D．
【典例4】（2025·四川绵阳·模拟预测）设在中，点D为边上一点，且，点E为边上的中点. 若，，则（ ）
A．B．C．D．
【典例5】（2025·浙江嘉兴·三模）在所在平面内，点满足，记，，则（ ）
A．B．C．D．
03：数量积的运算律
在数量积运算中，需注意以下几点：
（1）运算律方面：数量积不满足结合律，易错误套用实数乘法结合律。解题时需牢记数量积运算律的特殊性，严格按定义和分配律等运算。
（2）与向量模、垂直的关系：由推出，而非直接得，易混淆＂模相等＂与＂向量相等／相反＂。要明确数量积为 0 反映的是模的关系，向量相等／相反还需方向一致。
（3）垂直的数量积表示：若，则，利用此可建立方程求解参数，但易忽略向量非零的情况（零向量与任意向量垂直），解题时需结合题意判断向量是否为零向量。
在涉及体积、几何图形与数量积结合的问题中，易因向量与几何量（长度、面积等）的转换失误出错。需熟练掌握向量模、数量积与几何图形边长、角度的联系，结合几何性质和向量运算规则逐步分析。
【典例1】（2024·北京·高考真题）设 ，是向量，则“”是“或”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
【典例2】（2024·新课标Ⅱ卷·高考真题）已知向量满足，且，则（ ）
A．B．C．D．1
【典例3】（2025·湖北武汉·二模）四棱锥中，，，，，，内部点满足四棱锥与三棱锥的体积相等，则长的最小值为 ．
04：向量数乘的有关计算
1．数乘与几何比例的联系：若，则点将线段B C分为的比例，对应三角形面积比为（同高时），体积比与面积比一致（同高时）。
2．共线向量的数乘表达：若非零向量共线，则存在实数，使得，此时模长满足
3．向量等式的变形技巧：对含数乘的向量等式（如），通过移项、合并同类项，整理为＂＂的形式，可快速判断共线关系，进而结合模长求解比例。
【典例1】（2025·内蒙古赤峰·三模）在体积为9的三棱锥中，，，则三棱锥的体积为（ ）
A．6B．5C．4D．3
【典例2】（2025·河北衡水·模拟预测）已知非零向量，满足，则（ ）
A．B．C．2D．4
【典例3】（2025·湖北孝感·三模）在△ABC中，已知AB=4，AC=7，BC边的中线AD=，那么BC= ．
05：三角形的心的向量表示
三角形的＂心＂的向量表示
1．内心（角平分线交点）：若点满足为三边），则为内心。可通过向量变形，结合角平分线性质判断。
2．重心（三条中线交点）：若且，则为重心（重心分中线比为2: 1，向量表示体现为系数均为）。
3．向量与点的位置关系：对于，当且时，点在内部（利用向量线性运算的几何意义，系数和与共线的关系判断） 。
4．外接圆圆心（外心）：外心是三角形三边垂直平分线的交点，一般需结合数量积（垂直时数量积为 0 ）、余弦定理等。
【典例1】（23-24高三上·江西·开学考试）记的内角A，B，C的对边分别为a，b，c，已知，P为内一点．若点P满足，且，则的最大值为 ．
【典例2】（2025·湖南长沙·一模）在△ABC中，内角A，B，C所对的边分别为a，b，c，点M是△ABC所在平面上一点，且 则下列说法正确的是（ ）
A．若，则M在内部
B．若，则M为的重心
C．若，则的面积是面积的
D．若，M为外接圆圆心，则
06：已知向量共线（平行）求参数
1.若两非零向量与共线，则存在实数，使得。利用这一关系，可将共线向量转化为等式，通过对应分量相等建立方程求解参数。
2.对于用基底表示的向量，若（不共线），可设
，再根据基底系数对应相等列方程组求解参数。
3.要注意向量共线与向量坐标（若有坐标）的关系，若向量用坐标表示，可利用坐标共线的公式（如，则等价于来计算参数。
【典例1】（2025·北京·二模）设平面向量与不共线，，则“与共线”是“”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
【典例2】（2025·山东枣庄·二模）已知向量，则（ ）
A．的充要条件是
B．的充要条件是
C．与垂直的充要条件是
D．若与的夹角为锐角，则的取值范围是
【典例3】（2025·广东茂名·二模）已知向量不共线，且，则实数（ ）
A．3B．C．D．
07：平面向量的正交分解与坐标表示
1．向量坐标的求解：若已知向量起点和终点，则向量的坐标为，需注意是终点坐标减起点坐标，避免顺序颠倒导致坐标错误。
2．向量共线的坐标判定：对于向量和，若，则。利用此公式可建立方程，求解与向量共线相关的参数。
3．位移向量与坐标运算：涉及质点移动的位移向量问题，要根据每次移动的向量的模长和方向，确定其坐标表示，再通过累加位移向量得到总位移向量的坐标，进而结合模长公式求解相关问题。
【典例1】（2025·辽宁盘锦·三模）已知，，，，若与共线，则（ ）
A．1B．2C．或2D．或1
【典例2】（2025·上海嘉定·二模）在平面直角坐标系中，一质点P从原点O出发，第一次从点O移动到点，第二次从点移动到点，…，第k次从点（规定）移动到点.记向量，其模长为k，方向与x轴正方向成角，设为经过n次移动的位移向量，即，则当时，n的值为 .
08：利用向量垂直求参数
1．向量垂直的核心公式：若两个非零向量垂直，则它们的数量积为 0 ，即。利用此公式可建立关于参数的方程。
2．向量运算与坐标结合：当向量由已知向量线性组合（如）构成时，先根据向量坐标运算求出组合后向量的坐标，再代入垂直的数量积公式求解参数。
3．结合其他知识求解：若问题还涉及基本不等式、抛物线等其他知识，在利用向量垂直求出参数关系后，结合相应知识（如基本不等式求最值、抛物线的定义与性质等）进一步求解最终结果。
【典例1】（2025·河北衡水·三模）已知向量，，若且，则的最小值为 .
【典例2】（2025·湖南长沙·模拟预测）已知是抛物线的焦点，是上不同的两点，为坐标原点，若，垂足为，则面积的最大值为 ．
【典例3】（2025·辽宁·模拟预测）已知向量，则下列选项正确的有（ ）
A．若，则
B．若，则
C．若，则向量的夹角为
D．若共线，则

01：平面向量共线问题
1．向量共线的判定：若存在实数，使得，则与共线。利用这一关系，可将共线向量转化为等式，通过向量的线性运算求解参数。
2．向量线性运算与共线结合：在涉及三角形或其他几何图形的向量共线问题中，先对已知向量进行线性运算（如拆分项、合并同类项等），将其转化为与待求共线关系相关的向量表达式，再根据共线的定义建立方程求解。
3．空间向量共线的拓展：在空间几何体（如正方体）中，向量共线可用于判断直线的位置关系（如异面直线、平行直线等），或结合向量表达式确定动点的轨迹等问题，需将平面向量共线的知识拓展到空间中，利用向量的线性运算和共线性质分析空间中的几何关系。
【典例1】（2025·湖南邵阳·三模）设为所在平面内一点，．若，则的值为（ ）
A．4B．5C．D．
【典例2】（2025·浙江·三模）如图所示，某游戏闯关者需从区域Ⅰ内的定点P快速移动至区域Ⅱ内的定点Q.两区域以直线l为分界线，已知P，Q两点到直线l的距离分别为1，2，且向量在直线l的方向向量上的投影向量的模长为3，考虑到两区域通行环境差异，设定闯关者在区域Ⅰ的移动速率为a，在区域Ⅱ中的移动速率为b，线段与直线l相交于点A，若图示折线路径是耗时最短的闯关路线.则下列说法正确的有（ ）
A．存在实数，使得
B．若，则
C．
D．
【典例3】（2025·湖北·三模）在棱长为2的正方体中，分别是棱的中点，动点在正方体表面运动，则（ ）
A．与为异面直线
B．与所成的角为
C．平面截该正方体所得截面形状为等腰梯形
D．，则点轨迹长度为
02：利用坐标求向量的模
利用坐标求向量的模
若已知向量的坐标，则其模。
若已知向量的线性运算关系（如与的坐标），可先求出向量、的坐标，再代入模的公式计算；也可利用，通过数量积的坐标运算求解，如典例 1 中可利用该公式简化计算。
【典例1】（2025·陕西咸阳·三模）已知向量满足，则＝（ ）
A．5B．－5C．－11D．11
【典例2】（2025·江苏苏州·三模）在平面直角坐标系xOy中，已知点，若点满足，则（ ）
A．-3B．0C．1D．4
【典例3】（2025·安徽合肥·二模）已知向量，，设，，则与的夹角为（ ）
A．B．C．D．
03：由坐标判断向量是否共线
解题方法：
核心公式：若向量，则与共线的充要条件是。
步骤：首先明确要判断共线的两个向量的坐标，然后将坐标代入上述公式进行计算，若结果为 0 ，则两向量共线；否则不共线。
拓展应用：在涉及向量的和、差等运算时，先通过坐标运算求出运算后向量的坐标，再利用共线公式判断其与其他向量是否共线。同时，可结合向量垂直、投影向量等知识，综合解决向量相关的几何问题。
【典例1】（2025·江苏·一模）若，，下列正确的是（ ）
A．B．
C．方向上的投影向量是D．
【典例2】（2025·陕西·一模）若向量，，，则（ ）
A．B．
C．D．在上的投影向量是
【典例3】（2025·山东菏泽·一模）已知平面向量，，则下列说法正确的有（ ）
A．向量，不可能垂直B．向量，不可能共线
C．不可能为3D．若，则在上的投影向量为
04：已知向量垂直求参数
解题方法
1．核心依据：若两个非零向量垂直，则它们的数量积为 0 ，即
2．解题步骤
确定向量坐标：根据题目条件，求出需判断垂直的两个向量的坐标（若向量由已知向量线性组合而成，先通过向量的线性运算求出组合后向量的坐标）。
代入垂直公式：将向量坐标代入数量积为 0 的公式，建立关于参数的方程。
求解参数：解上述方程，得到参数的值。若涉及多个参数，结合题目其他条件（如向量共线、模长关系等）进一步分析求解。
【典例1】（2025·湖北武汉·三模）在矩形中，，若，且，则（ ）
A．B．C．D．5
【典例2】（2025·浙江·二模）已知向量，，则，（，），则下列表述正确的是（ ）
A．存在唯一的实数对，使得B．存在唯一的实数对，使得
C．存在唯一的实数对，使得D．存在唯一的实数对，使得
【典例3】（2025·陕西西安·模拟预测）已知向量，若，则（ ）
A．B．C．2D．10
05：用向量解决线段的长度问题
1．核心思路：利用向量的模长公式，将线段长度转化为向量的模长，通过向量的数量积运算求解。
2．具体步骤
表示向量：将所求线段对应的向量，用已知向量（如基底向量、坐标向量等）线性表示出来。例如在平行四边形中，用和表示；在三角形中，利用中点性质表示。
数量积运算：根据题目条件（如向量垂直、角度、边长等），对表示出的向量进行数量积运算。若有垂直关系，利用则建立方程；若涉及角度，利用计算。
求模长：对表示线段的向量进行平方，展开后结合数量积的结果，求出向量的模长，即线段的长度。若求取值范围，可结合基本不等式、二次函数性质等分析。
【典例1】（2025·山东临沂·三模）在平行四边形中，，，，为边上一点，若，则线段的长为（ ）
A．B．C．3D．
【典例2】（2025·湖北黄冈·三模）在中，角，，的对边分别为，，，已知且.
(1)求角；
(2)若为的中点，求线段长的取值范围.
【典例3】（2025·重庆·模拟预测）在中，内角A，B，C的对边分别为a，b，c，，，，且A为钝角．
(1)求；
(2)若D是边的中点，求的长．
06：由向量共线（平行）求参数
方法技巧总结：
核心依据：若两个向量共线（平行），则。
解题步骤
（1）求出相关向量的坐标：根据向量的线性运算（加、减等），求出需要判断共线的向量坐标。
（2）代入共线公式：将向量坐标代入，建立关于参数的方程。
（3）求解参数：解上述方程，得到参数的值。
【典例1】（2025·北京延庆·一模）已知向量，，，若，则（ ）
A．B．C．0D．1
【典例2】（2025·黑龙江哈尔滨·二模）已知平面向量，，且，则（ ）
A．5B．C．37D．
【典例3】（2025·湖南岳阳·一模）已知向量.若，则 .
07：线段的定比分点
1.关键公式
若点分有向线段的比为（即），且，则点的坐标为。特别地，当为中点时，，中点坐标公式为。
2.解题方法
（1）向量线性运算方法：利用平面向量基本定理，将所求向量用已知基底（如等）线性表示。通过分析线段的定比关系（如几等分点），结合向量的加、减、数乘运算，逐步推导得出结果。
（2）坐标运算方法：建立平面直角坐标系，求出相关点的坐标。根据定比分点的坐标公式，结合向量坐标的线性运算（如向量的坐标等于终点坐标减起点坐标），计算出所求向量的坐标。
【典例1】在中，点D是线段AB上靠近B的四等分点，点E是线段CD上靠近D的三等分点，则（ ）
A．B．C．D．
【典例2】已知平面直角坐标系内三个顶点的坐标分别为，D为边的中点，则（ ）
A．B．C．D．
【典例3】（2024·辽宁·模拟预测）已知为坐标原点，，，，则（ ）
A．方向的单位向量为
B．若，则点的坐标为
C．
D．在上的投影的数量为
目录
01理·思维导图：呈现教材知识结构，构建学科知识体系.
02盘·基础知识：甄选核心知识逐项分解，基础不丢分.
【知能解读01】向量的实概念
【知能解读02】平面向量的运算
【知能解读03】向量的数乘运算
【知能解读04】向量的数量积
【知能解读05】平面向量基本定理及坐标表示
【知能解读06】平面向量运算的坐标表示
【知能解读07】平面向量的应用
03 破·重点难点：突破重难点，冲刺高分.
【重难点突破01】平面向量的平行向量
【重难点突破02】平面向量的数乘与线性运算
【重难点突破03】平面向量数量积的性质及其运算
【重难点突破04】平面向量的投影向量
【重难点突破05】平面向量的基本定理
【重难点突破06】用平面向量的基底表示平面向量
【重难点突破07】平面向量共线（平行）的坐标表示
【重难点突破08】数量积表示两个平面向量的夹角
【重难点突破09】数量积判断两个平面向量的垂直关系
04 辨·易混：辨析易混知识点，夯实基础.
【易混易错01】零向量与单位向量
【易混易错02】向量的运算
【易混易错03】数量积的运算律
【易混易错04】向量数乘的有关计算
【易混易错05】三角形的心的向量表示
【易混易错06】已知向量共线（平行）求参数
【易混易错07】平面向量的正交分解与坐标表示
【易混易错08】利用向量垂直求参数
05 点·方法技巧：点拨解题方法，练一题通一类
【方法技巧01】平面向量共线问题
【方法技巧02】利用坐标求向量的模
【方法技巧03】由坐标判断向量是否共线
【方法技巧04】已知向量垂直求参数
【方法技巧05】用向量解决线段的长度问题
【方法技巧06】由向量共线（平行）求参数
【方法技巧07】线段的定比分点
方法
形式
几何表示
向量可以用有向线段表示，我们把这个向量记作向量.
字母表示
向量也可以用字母表示.【印刷用黑体a,b,c，书写用，注意区分.】
区别
从定义上看，向量有大小和方向两个要素，而有向线段有起点、方向、长度三个要素.因此，这是两个不同的量.在空间中，有向线段是固定的线段，而向量是可以自由平移的.
联系
有向线段是向量的几何表示，并不是说向量就是有向线段.一条有向线段对应着一个向量，但一个向量对应着无数多条有向线段.
法则
三角形法则
平行四边形法则
两向量位置关系
两向量共线或不共线均可
只适用于两向量不共线的情况
两向量起点、终点的特点
一个向量的终点为另一个向量的起点
两向量起点相同
向量的数量积
向量的数乘
实数的乘法
至少有一个为或
或
至少有一个为
或或
或
或
与不一定相等