人教A版普通高中數(shù)學一輪復習第五章第二節(jié)平面向量的基本定理及坐標表示學案

第二節(jié)平面向量的基本定理及坐標表示考試要求：1.理解平面向量基本定理及其意義．2．掌握平面向量的正交分解及坐標表示．3．能用坐標表示平面向量的加、減運算與數(shù)乘運算．4．理解用坐標表示的平面向量共線的條件．自查自測,知識點一平面向量基本定理1．判斷下列說法的正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”．(1)平面內不共線的任意兩個向量都可作為一個基底．(√)(2)基底中的向量可以是零向量．(×)(3)平面內的基底一旦確定，該平面內的向量關于基底的線性分解形式也是唯一確定的．(√)(4)e1，e2是平面內兩個不共線的向量，若存在實數(shù)λ，μ使得λe1＋μe2＝0，則λ＝μ＝0.(√)2．在△ABC中，點M，N滿足AM＝2MC，BN＝NC.若MN＝xAB+yAC，則x＝，12－16因為MN＝MC+CN＝13AC＋12CB＝13AC＋12(CA+AB)＝12核心回扣平面向量基本定理條件e1，e2是同一平面內的兩個不共線向量結論對于這一平面內的任一向量a，有且只有一對實數(shù)λ1，λ2，使a＝λ1e1＋λ2e2基底若e1，e2不共線，把{e1，e2}叫做表示這一平面內所有向量的一個基底注意點：基底{e1，e2}必須是同一平面內的兩個不共線向量．因為零向量平行于任意向量，所以不能作為基底中的向量．知識點二平面向量的坐標運算1．(教材改編題)設平面向量a＝(－1，0)，b＝(0，2)，則2a－3b等于()A．(6，3) B．(－2，－6)C．(2，1) D．(7，2)B解析：2a－3b＝2(－1，0)－3(0，2)＝(－2，－6)．2．(教材改編題)已知?ABCD的頂點A(－1，－2)，B(3，－1)，C(5，6)，則頂點D的坐標為．(1，5)解析：設D(x，y)，則由AB＝DC，得(4，1)＝(5－x，6－y)，即4=5-x，1=6-y1．向量加法、減法、數(shù)乘運算及向量的模已知a＝(x1，y1)，b＝(x2，y2)，則有(1)a＋b＝(x1＋x2，y1＋y2)；(2)a－b＝(x1－x2，y1－y2)；(3)λa＝(λx1，λy1)；(4)|a|＝x12．向量坐標的求法(1)若向量的起點是坐標原點，則終點坐標即為向量的坐標．(2)設A(x1，y1)，B(x2，y2)，則AB＝(x2－x1，y2－y1)，AB＝x2知識點三平面向量共線的坐標表示若a＝(6，6)，b＝(5，7)，c＝(2，4)，則下列結論成立的是()A．a－c與b共線 B．b＋c與a共線C．a與b－c共線 D．a＋b與c共線C解析：a－c＝(4，2)，因為4×7－2×5＝18≠0，所以a－c與b不共線；b＋c＝(7，11)，因為7×6－11×6＝－24≠0，所以b＋c與a不共線；b－c＝(3，3)，因為3×6－3×6＝0，所以a與b－c共線；a＋b＝(11，13)，因為11×4－13×2＝18≠0，所以a＋b與c不共線．1．設a＝(x1，y1)，b＝(x2，y2)，a，b共線的充要條件是x1y2－x2y1＝0.2．當x2y2≠0時，a∥b等價于x1x2【常用結論】1．如果對于一個基底{e1，e2}，有a＝λ1e1＋λ2e2＝μ1e1＋μ2e2，那么可以得到λ1=μ1，λ2=μ2，即基底給定，同一向量的分解形式唯一．特別地，若λ1e1＋2．已知P為線段AB的中點，若A(x1，y1)，B(x2，y2)，則點P的坐標為x13．已知△ABC的頂點A(x1，y1)，B(x2，y2)，C(x3，y3)，則△ABC的重心G的坐標為x1應用1在△ABC中，M為AC的中點，若AB＝λBM+μBC(λ，μA．λ＋μ＝1 B．λ－μ＝3C．λ＋2μ＝0 D．2λ－μ＝0C解析：因為M為AC的中點，所以BM＝12BA＋12BC，所以又AB＝λBM+μBC(λ，μ∈R)，所以λ＝－2，μ＝1，所以λ應用2已知向量{a，b}是一個基底，實數(shù)x，y滿足(3x－4y)a＋(2x－3y)b＝6a＋3b，則x－y＝．3解析：因為{a，b}是一個基底，所以a與b不共線．由平面向量基本定理得3x-4y=6解得x=6所以x－y＝3.平面向量的坐標運算1．已知AB＝(1，－1)，C(0，1)，若CD＝2AB，則點D的坐標為()A．(－2，3) B．(2，－3)C．(－2，1) D．(2，－1)D解析：設D(x，y)，則CD＝(x，y－1)，2AB＝(2，－2)．根據(jù)CD＝2AB，得(x，y－1)＝(2，－2)，即x=2，y-1=-2所以點D的坐標為(2，－1)．2．(2024·溫州模擬)在平行四邊形ABCD中，AD＝(3，7)，AB＝(－2，3)，對角線AC與BD交于點O，則CO的坐標為()A．-12，C．-12，C解析：因為在平行四邊形ABCD中，AB+AD＝AC＝2AO＝2OC，所以CO＝－AO＝－12(AD+AB3．已知向量a，b，c在正方形網(wǎng)格中的位置如圖所示，用基底{a，b}表示c，則()A．c＝2a－3b B．c＝－2a－3bC．c＝－3a＋2b D．c＝3a－2bD解析：建立如圖所示平面直角坐標系，設正方形網(wǎng)格的邊長為1，則A(1，0)，B(2，1)，C(0，4)，D(7，1)，所以a＝(1，1)，b＝(－2，3)，c＝(7，－3)．設向量c＝ma＋nb，則c＝ma＋nb＝(m－2n，m＋3n)＝(7，－3)，則m-2n=7，m+3n=-3所以c＝3a－2b.平面向量坐標運算的技巧(1)向量的坐標運算主要是利用向量加、減、數(shù)乘運算的法則來進行求解的．若已知有向線段兩端點的坐標，則應先求向量的坐標．(2)解題過程中，常利用向量相等則其坐標相同這一原則，通過列方程(組)來進行求解．平面向量共線的坐標表示【例1】(1)(2024·臨沂模擬)已知向量a＝(3，1)，b＝(1，1)，c＝a＋kb.若a∥c，則k等于()A．－1 B．0C．1 D．2B解析：因為c＝a＋kb＝(3，1)＋(k，k)＝(k＋3，k＋1)，而a∥c，所以3×(k＋1)－1×(k＋3)＝0，解得k＝0.(2)在△ABC中，角A，B，C的對邊分別為a，b，c，C＝π3，若m＝(c－6，a－b)，n＝(a－b，c＋6)，且m∥n，則△ABCA．3 B．9C．332 C解析：因為m＝(c－6，a－b)，n＝(a－b，c＋6)，且m∥n，所以(a－b)2＝(c－6)(c＋6)，化為a2＋b2－c2＝2ab－6，所以cosπ3＝a2+b2-c所以S△ABC＝12absinC＝12×6×32平面向量共線的坐標表示問題的解題策略(1)利用兩向量共線求參數(shù)．如果已知兩向量共線，求某些參數(shù)的取值，則利用“若a＝(x1，y1)，b＝(x2，y2)，則a∥b的充要條件是x1y2－x2y1＝0”解題．(2)利用兩向量共線的條件求向量坐標．一般地，求與一個已知向量a共線的向量時，可設所求向量為λa(λ∈R)，然后結合其他條件列出關于λ的方程(組)，求出λ的值后代入λa即可得到所求的向量．1．已知向量a＝(1，2)，b＝(2，－2)，c＝(m，－1)，若c∥(2a＋b)，則m等于()A．－2 B．－1C．－12 D．A解析：因為a＝(1，2)，b＝(2，－2)，所以2a＋b＝(4，2)．又c＝(m，－1)，c∥(2a＋b)，所以2m＋4＝0，解得m＝－2.2．已知向量OA＝(k，12)，OB＝(4，5)，OC＝(－k，10)，且A，B，C三點共線，則k＝．－23解析：由題意，得AB＝OB-OA＝(4－k，－7)，AC＝OC因為A，B，C三點共線，所以AB，所以－2×(4－k)＝－7×(－2k)，解得k＝－23平面向量基本定理的應用考向1用已知基底表示向量【例2】如圖，已知在梯形ABCD中，AB∥CD，AB＝2CD，E，F(xiàn)分別是DC，AB的中點．設AD＝a，AB＝b，試用{a，b}為基底表示DC，解：因為DC∥AB，AB＝2DC，E，F(xiàn)分別是DC，AB的中點，所以DC＝AF＝12AB＝1EF＝ED＝－12DC＝－12×12b－a＋＝14b－a[變式]本例中，若設BC的中點為G，則AG＝．12a＋34b解析：BC＝BA+AD+DC＝－b＋a＋12所以AG＝AB+BG＝AB＋12BC＝b＋12a－14b＝平面向量基本定理的作用以及注意點(1)根據(jù)平面向量基本定理可知，同一平面內的任何一個基底都可以表示該平面內的任意向量．用基底表示向量，實質上是利用三角形法則或平行四邊形法則，進行向量的線性運算．(2)基底的選取要靈活，必要時可以建立方程或方程組，通過方程或方程組求出要表示的向量．考向2解析法(坐標法)在向量中的應用【例3】如圖，在直角梯形ABCD中，AB∥DC，AD⊥DC，AD＝DC＝2AB，E為AD的中點．若CA＝λCE+μDB(λ，μ∈R)，則λA．65 B．C．2 D．8B解析：建立如圖所示的平面直角坐標系，則D(0，0)．不妨設AB＝1，則CD＝AD＝2，所以C(2，0)，A(0，2)，B(1，2)，E(0，1)，所以CA＝(－2，2)，CE＝(－2，1)，DB＝(1，2)．因為CA＝λCE+所以(－2，2)＝λ(－2，1)＋μ(1，2)，所以-2λ+μ=-2，λ+2μ=2故λ＋μ＝85應用平面向量基本定理解題的兩種思路(1)基向量法．(2)坐標法．能用坐標法解決的問題，一般不用基向量法．考向3利用平面向量基本定理求參數(shù)的值(或范圍)【例4】在△ABC中，點P是AB上一點，且CP＝23CA＋13CB，Q是BC的中點，AQ與CP的交點為M.又CM＝tCP，則34解析：因為A，M，Q三點共線，所以設CM＝xCQ＋(1－x)CA＝x2CB＋(1－x)又因為CP＝23CA＋13所以x2=13t用平面向量基本定理解決問題的一般思路(1)先選擇一個基底，并運用該基底將條件和結論表示為向量的形式，再通過向量的運算來解決．(2)在基底未給出的情況下，合理地選取基底會給解題帶來方便．另外，要熟練運用平面幾何的一些性質定理．1．(2024·青島質檢)在△ABC中，AN＝14NC，若P是直線BN上的一點，且滿足AP＝mAB＋25ACA．－4 B．－1C．1 D．4B解析：根據(jù)題意，設BP＝nBN(n∈R)，則AP＝AB+BP＝AB+nBN＝AB＋n(AN-AB)＝AB＋n15又AP＝mAB＋25所以1-n=m，n2．如圖，在正方形ABCD中，E為DC的中點，若AD＝λAC+μAE，則λA．3 B．2C．1 D．－3D解析：以AB，AD所在直線分別為x軸、y軸，建立平面直角坐標系，如圖所示．設正方形的邊長為1，則A(0，0)，C(1，1)，D(0，1)，E12，1，所以AE＝12，因為AD＝λAC+μAE所以λ+μ2=0，λ+μ=1，解得課時質量評價(二十九)1．如果e1，e2是平面內一組不共線的向量，那么下列四組向量中，不能作為平面內所有向量的一個基底的是()A．e1與e1＋e2B．e1－2e2與e1＋2e2C．e1＋e2與e1－e2D．e1－2e2與－e1＋2e2D解析：對于A，設e1＋e2＝λe1，則λ=1，1=0，無解，故e1與e1＋對于B，設e1－2e2＝λ(e1＋2e2)，則λ=1，-2=2λ，無解，故e1－2e2與e1＋2e對于C，設e1＋e2＝λ(e1－e2)，則λ=1，1=-λ，無解，故e1＋e2與e1－對于D，e1－2e2＝－(－e1＋2e2)，所以e1－2e2與－e1＋2e2為共線向量，不能作為平面內所有向量的一個基底．2．(2024·南京模擬)設平面向量a＝(1，2)，b＝(－2，y)，若a∥b，則|3a＋b|等于()A．5 B．C．17 D．26A解析：由于a∥b，所以1×y＝2×(－2)，解得y＝－4，所以b＝(－2，－4)．因為3a＋b＝(3，6)＋(－2，－4)＝(1，2)，所以|3a＋b|＝12+23．已知點P是△ABC所在平面內一點，且PA+A．PA＝－13BAB．PA＝23BAC．PA＝－13BAD．PA＝23BAD解析：由題意知PA+PB+PC＝0，所以PA＋(所以PA＋(AB-AP)＋(整理得3PA+BC－2即3PA＝2BA-所以PA＝23BA－4．已知E為△ABC所在平面內的點，且BA＋12BC＝2BE.若CE＝mAB+nACA．－3 B．3C．13 D．－A解析：因為BE＝BC+所以BA＋12BC＝2BE＝2(所以2CE＝－AB－32BC＝－AB－32(AC-AB所以CE＝14AB－所以m＝14，n＝－34，故5．已知向量a＝12，14，b＝(－2，m)，若a與b共線，則|5解析：因為向量a＝12，14與b＝(－2，m)共線，所以12×m＝14×(－2)，解得m＝－1.所以b＝(－2，－1)，故|6．已知向量m＝(λ＋1，1)，n＝(λ＋2，2)．若(2m＋n)∥(m－2n)，則λ＝．0解析：由題意得，2m＋n＝(3λ＋4，4)，m－2n＝(－λ－3，－3)．因為(2m＋n)∥(m－2n)，所以－3(3λ＋4)－4(－λ－3)＝0，解得λ＝0.7．在△AOB中，AC＝15AB，D為OB的中點，若DC＝λOA+μOB，－625解析：因為AC＝1所以AC＝15(OB因為D為OB的中點，所以OD＝12所以DC＝DO+OC＝－12OB＋(OA+AC)＝－12OB+所以λ＝45，μ＝－310，則λμ的值為－8．已知A(－2，4)，B(3，－1)，C(－3，－4)．設AB＝a，BC＝b，CA＝c，且CM＝3c，CN＝－2b.(1)求3a＋b－3c；(2)求滿足a＝mb＋nc的實數(shù)m，n；(3)求M，N的坐標及向量MN的坐標．解：由已知得a＝(5，－5)，b＝(－6，－3)，c＝(1，8)．(1)3a＋b－3c＝3(5，－5)＋(－6，－3)－3(1，8)＝(15－6－3，－15－3－24)＝(6，－42)．(2)(方法一)因為mb＋nc＝(－6m＋n，－3m＋8n)，所以-6m+n=5，-3m+8n=-5(方法二)因為a＋b＋c＝0，所以a＝－b－c.又a＝mb＋nc，所以mb＋nc＝－b－c，所以m=-1(3)設O為坐標原點，因為CM＝OM-OC＝3所以OM＝3c＋OC＝(3，24)＋(－3，－4)＝(0，20)，所以M(0，20)，因為CN＝ON-OC＝－2所以ON＝－2b＋OC＝(12，6)＋(－3，－4)＝(9，2)，所以N(9，2)，所以MN＝(9，－18)．9．(多選題)已知向量OA＝(1，－3)，OB＝(－2，1)，OC＝(t＋3，t－8)，若點A，B，C能構成三角形，則實數(shù)t可以為()A．－2 B．1C．1 D．－1ABD解析：點A，B，C能構成三角形，故A，B，C三點不共線，則向量AB，BC不共線．由于向量OA＝(1，－3)，OB＝(－2，1)，OC＝(t＋3，t－8)，故AB＝OB-OA＝(－3，4)，BC＝OC-OB＝(t＋5，t－9)．若A，B，C三點不共線，則－3(t－9)－4(t10．(2024·大理模擬)在△ABC中，D是直線AB上的點．若2BD＝CB+λCA，記△ACB的面積為S1，△ACD的面積為S2A．λ6 B．C．13 D．D解析：依題意作圖，如圖所示．設BD＝μBA＝μ(CA-CB)＝－由條件BD＝12CB＋得μ＝－12，λ2＝μ＝－12，BD所以點D在AB的延長線上，并且AD＝32AB所以S1S2＝AB11．(多選題)在△ABC中，D為AC上一點且滿足AD＝13DC，若P為BD上一點，且滿足AP＝λAB+μAC(λA．λμ的最小值為16B．λμ的最大值為