平面向量的线性运算

1.向量的概念 ①向量

既有大小又有方向的量。向量一般用a , b , c „„来表示,或用有向线段的起点与终点的

大写字母表示,如:AB 几何表示法AB ,a ;向量的大小即向量的模(长度),记作

|AB |a |。向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小。

②零向量

长度为0的向量,记为0,其方向是任意的,0与任意向量平行零向量a =0⇔|a |

=0。由于0的方向是任意的,且规定0平行于任何向量,

③单位向量

模为1个单位长度的向量,向量a 0为单位向量⇔|a 0|=1。

④平行向量(共线向量)

方向相同或相反的非零向量。任意一组平行向量都可以移到同一直线上,方向相同或相

反的向量,称为平行向量,记作a ∥b 。由于向量可以进行任意的平移(即自由向量) ,平行

向量总可以平移到同一直线上,故平行向量也称为共线向量。 ⑤相反向量

方向相反且长度相等的两个非零向量叫做互为相反向量 ⑥相等向量

方向相同且长度相等的两个非零向量叫做互为相等向量. 记为a =b

2.向量的运算 (1)向量加法

定义:求两个向量和的运算叫做向量的加法。设AB =a , BC =b ,则

a +b =AB +BC =AC 。

规定:(1)0+a =a +0=a ; (2)向量加法满足交换律与结合律;

向量加法的“三角形法则”与“平行四边形法则”

(1)用平行四边形法则时,两个已知向量是要共始点的,和向量是始点与已知向量的始点

重合的那条对角线,而差向量是另一条对角线,方向是从减向量指向被减向量。 (2) 三角形法则的特点是“首尾相接”,由第一个向量的起点指向最后一个向量的终点的

有向线段就表示这些向量的和;差向量是从减向量的终点指向被减向量的终点。 当两个向量的起点公共时,用平行四边形法则;当两向量是首尾连接时,用三角形法则。

3. 向量的减法

定义:求两个向量差的运算,叫做向量的减法

B

A

B

(1)

a +b

a +b

(2)

C (3)

已知向量a 、b ,求作向量

∵(a -b ) + b = a + (-b ) + b = a + 0 = a 减法的三角形法则作法:在平面内取一点O , 作OA = a , = b , 则= a - b

即a - b 可以表示为从向量b 的终点指向向量a 注意:

1) 表示a -

2) 用“相反向量”定义法作差向量,a - b = a + (-b )

a ∥b ∥c a - b = a + (-b ) a - b

a -b

O B A B’ O B

a -b

-b B O A (2)法则:____三角形法则_______

①相反向量:与a 长度相等、方向相反的向量,叫做a

的相反向量。

记作-

a , 零向量的相反向量仍是零向量。关于相反向量有:

(i )-(-a ) =a ; (ii) a +(-a )=(-a )+a =0;

(iii)若a 、b 是互为相反向量,则a =-b , b =-a , a +b =0。

②向量减法

向量a 加上b 的相反向量叫做a 与b 的差,

记作:a -b =a +(-b

③作图法:a -b 可以表示为从b 的终点指向a 的终点的向量(a 、b 有共同起点)。

题型1:平面向量的概念

例1、 下列各量中哪些是向量?哪些是标量? (1)体重;(2)年龄;(3)容积;(4)位移;(5)利润;(6)向心力;(7)风力;(8)人造卫星速度;

例2、P 、Q 为已知两点.

(1) P 、Q 两点间的距离为100米;

(2) 小明从点P 出发沿直线PQ ,向Q 前进100米;

(3) 小明从点P 出发,以每分钟100米的速度沿直线PQ ,向Q 前进。 以上述三个量,是向量的( ) 例3.给出下列命题:

①若|a |=|b |,则a =b ;

②若A ,B ,C ,D 是不共线的四点,则AB =DC 是四边形ABCD 为平行四边形的充要条

件;

③若a =b ,b =c ,则a =c ;

④a =b 的充要条件是|a |=|b |且a //b ;

⑤ 若a //b ,b //c ,则a //c ;

其中正确的序号是 。

例4. 设a 0为单位向量,(1)若a 为平面内的某个向量,则a =|a |·a 0;(2)若a 与a 0平行,则=||·0;(3)若与0平行且||=1,则=0。上述命题中,假命题个数是( ) A .0 B .1 题型2:平面向量的运算法则

C .2

D .3

例5.如图所示,已知正六边形ABCDEF ,O 是它的中心,若BA =a ,BC =b ,试用a ,b 将

向量OE ,BF ,BD , FD 表示出来。

例6. 在平行四边形ABCD 中,下列结论中错误的是( )

E

--→--→--→--→--→--→--→--→--→--→→

A .AB =DC B.AD +AB =AC C.AB -AD =BD D.AD +CB =0 例7. 如图1所示,D 是△ABC 的边AB 上的中点,则向量=( )

A .-+

12 B.--1

2 C .-12 D.+1

2

例8.设A 、B 、C 、D 、O 是平面上的任意五点,试化简:

① AB + BC + CD ,② DB + AC + BD ,③- OA - OC + OB - CO 。

三、综合练习

1. 在四边形ABCD 中, AB = DC ,且| AB |=| BC

|,那么四边形ABCD 为( )

A .平行四边形 B.菱形 C.矩形 D.正方形

2. 在等腰梯ABCD 中,对角线AC 与BD 相交于点P ,点E ,F 分别在两腰AB 、DC 上,EF 过点P 且EF//AD,则下列等式正确的( )

A. AD = BC B. AC = BD C. PE = PF D. EP = PF

3.判断下列命题的真假:

(1)向量可以比较大小:如 a >b

( (2)如果两个向量的模相等且方向相反,则这两个向量平行 ( (3)如果| a |=|

b |,那么 a =b ( )

(4)任意两个相等的非零向量,都可以用同一条有向线段来表示,并且与有向线段的起点无关((5) AB = DC

,则

A 、B 、C 、D 四点构成平行四边形

( ) (6)凡模相等且平行的两向量均相等 ((7)向量 AB 与 BA 是两个平行向量 ((8)向量 AB 的长度与向量 BA 的长度相等 ( )

4、如图,已知点O 是线段AB 、CD 、EF 的中点,

(1)写出与 OA 、 DE

相等的向量;

)))))

(2)写出与CD 、BD 互为相反的向量;

(3)写出向量OF 、BE 的平行向量。

5、计算:AB +DF +CD +BC +FA =_________.

6、如图,在平行四边形ABCD 中,如果AB =a ,AD =b ,那么a +b _________.

7、在∆ABC

中,两边

AB 、AC

的中点分别为

D 、E ,则

D A +A =________-;E DB +BC +CE =________

8、如图,跑步爱好者小林从A 地以每小时6千米的速度向正东方向跑了40分钟后到达B

地。然后折向东偏北60方向又跑了半小时,到达C 地,求AC 两地的直线距离。

9、讨论|a +b |与a 、b 的和(差)的大小关系。

10、如图,平行四边形ABCD ,对角线AC 、BD 相交与O ,则

AB -AD =________; (1)

(2) BA -BC =__________;

(3) BC -BA =_________;

(4) OA -OB =________-

(5) OD -OA =_________

(6) CA -CD =__________

11、 判断下列各命题是否正确

(1)零向量没有方向 (2)

=则= (3)单位向量都相等 (4) 向量就是有向线段

(5)两相等向量若共起点, 则终点也相同 (6)若a =b ,b =c ,则a =c ;

(7)若a //b ,b //c ,则a //c (8)若四边形ABCD 是平行四边形, 则

A B =CD , BC =DA

(9) a =b 的充要条件是|a |=|b |且a //b ;

12、化简(AB -CD ) -(AC -BD )

13、在∆ABC 所在的平面上有一点P ,满足PA +PB +PC =AB ,则∆PBC 与∆ABC 的

面积之比是( )

A .

1123 B . C . D . 3234

实数与向量相乘

1. 实数与向量相乘的意义

表示n 个一般的,设n a 为向量,我们用n a 表示n 个a 相加;用-n a -相加. 又当m 为正整数时,要点诠释:

设P 为一个正数,P 就是将的长度进行放缩,而方向保持不变;—P 也就是将的

长度进行放缩,但方向相反. 2. 向量数乘的定义

如下:

n n a 表示与同向且长度为a 的向量. m m

一般地,实数k 与向量a 的相乘所得的积是一个向量,记作ka ,它的长度与方向规定

(1)如果k ≠0, 且a ≠0时,则:

①ka 的长度:|ka |=|k ||a |;

②ka 的方向:当k >0时,ka 与a 同方向;当k

(2)如果k =0, 或a=0时,则:ka =0,ka 的方向任意. 实数k 与向量a 相乘,叫做向量

的数乘. 要点诠释:

(1)向量数乘结果是一个与已知向量平行(或共线)的向量; (2)实数与向量不能进行加减运算;

示向量的箭头写在数字上面;

(4)向量的数乘体现几何图形中的位置关系和数量关系.

(3)ka 表示向量的数乘运算,书写时应把实数写在向量前面且省略乘号,注意不要将表

3. 实数与向量相乘的运算律 设m 、n 为实数,则:

(1)m (na ) =(mn ) a (结合律);

(2)(m +n ) a =ma +na (向量的数乘对于实数加法的分配律);

(3)m (a +b)=ma +mb (向量的数乘对于向量加法的分配律)

4. 平行向量定理

(1)单位向量:长度为1的向量叫做单位向量. 要点诠释:

1

任意非零向量a 与它同方向的单位向量a 0的关系:a =a a 0,a 0=a .

a

(2)平行向量定理:如果向量b 与非零向量a 平行,那么存在唯一的实数m ,使b =ma .

要点诠释:

b

(1)定理中,m =,m 的符号由b 与a 同向还是反向来确定.

a

(2)定理中的“a ≠0”不能去掉,因为若a =0,必有b =0,此时m 可以取任意实数,

使得b =ma 成立.

(3)向量平行的判定定理:a 是一个非零向量,若存在一个实数m ,使b =ma ,则向量b

与非零向量a 平行.

(4)向量平行的性质定理:若向量b 与非零向量a 平行,则存在一个实数m ,使b =ma .

(5)A 、B 、C 三点的共线⇔AB//BC ⇔若存在实数λ,使 AB =λBC .

要点五、向量的线性运算 1. 向量的线性运算定义

向量的加法、减法、实数与向量相乘以及它们的混合运算叫做向量的线性运算. 要点诠释:

(1)如果没有括号,那么运算的顺序是先将实数与向量相乘,再进行向量的加减. (2)如果有括号,则先做括号内的运算,按小括号、中括号、大括号依次进行. 2. 向量的分解

平面向量基本定理:如果e 1, e 2是同一平面内两个不共线(或不平行)的向量,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,使得a =λ1e 1+λ2e 2.

要点诠释:

(1)同一平面内两个不共线(或不平行)向量e 1, e 2叫做这一平面内所有向量的一组基底.

(2) 一个平面向量用一组基底e 1, e 2表示为a =λ1e 1+λ2e 2形式,叫做向量的分解,当e 1, e 2

相互垂直时,就称为向量的正分解.

每家都会装修,我们可以用一根电线将一盏电灯吊在天花板上,为了保险我们也可以用两根绳将这盏电灯吊在同一位置。如图:

一组基底中,必不含有零向量.

从物理学的角度上面的现象是:将一个力分解为不同方向的两个力。

例:1如果向量,是同一平面内的两个不平行向量。已知向量是该平面内的一个非零向量,画出向量在向量,方向上的分向量吗?

练习:1. 已知向量,和,

求作:(1)向量分别在,方向上的分向量。 (2)向量分别在OA ,方向上的分向量。

训练题: 1、计算: (1). (3).

+=_______ (2). -=_______.

++=_________.(4). -=______.

(5) ++=______ (6). -+-=________.

))

2、计算:2-2-3+3=___________。

3、已知平行四边形ABCD 的对角线AC 与BD 相交于点O, 设=, =, 写出向量关

于、的分解式____________. 4、如图,在□ABCD 中,点F 是AB 的中点, E 点在BC 上, 且BC=3BE,设BF =a ,BE =b , 那么向量关于、的分解式为=________。

B

5、AD 是△ABC 的中线,G 是重心,

AC

)()

=____。

6、如图,点D 、E 在∆ABC 边AB 和AC 上, DE∥

BC,

AD 2

=,设,试用向量BC 表示向量E D :_________ AB 3

7、如图,AB ∥CD ,且OC :AO=3:4,设=,=,

那么用、的线性表示为=___________________

21a +4b -x =0, 8、已知向量、满足关系式32

用向量a 、b 表示向量.

练习: 一、填空题

()

1、 若a 是非零向量,则k a 的方向是k

λb (λ是非零实数) ,那么a 和b 一定是___________;

当λ=1时,它们是__________的向量;当λ=-1时,它们是___________的向量 3、 设k 是非零实数,a 、用式子表示实数与向量相乘对于向量加法的分配律:b 是非零向量,

_______________________________________

b 是两个不平行的向量,那么-2a -5b 叫做a 、b 的______________________ 4、 如果a 、

5、 对于非零向量a ,它的长度为5,如果把与它同向的单位向量记作a 0,那么向量a 可以

记作____________

6、 设e 是单位向量,若x 与e 方向相同,

=

3

,请用e 表示x :________________

2

7、 如果2a +b =3c , a +

2b =0, =_____________________

8、 在四边形ABCD 中,设AB =a ,CD =b ,如果b =2a , 那么四边形一定是_________

(填四边形的名称)

9、 已知∆ABC 的重心是点G ,则GA +GB +GC =_______________

10、 设O 是平行四边形ABCD 的对角线的交点,点P 为平面内与O 不重合的任意一点,

设=,试用表示+++:________________________________ 二、选择题

11、 下列式子中,错误的是( )

A. a +a =2a B. +-= C. -+=-- D. a -b =b -a 12、 向量AB +MB +BO +BC +OM 化简后的结果等于( )

A. B. C. D.

13、 点C 在线段AB 上,且AC =

())

))

3

AB ,若AC =m BC ,则m 的值等于( ) 5

A.

2323 B. C. - D. - 3232

14、 给出下列3个命题,其中真命题的个数是( ) 个

(1)单位向量都相等 (2)单位向量都平行 (3)平行的单位向量必相等 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 15、 已知一个单位向量e ,设a 、b 是非零向量,则下列等式中正确的是( )

=

B. =

C. 三、解答题 16、 计算:-

=e

D.

=

21⎛1⎫2a +3b - -b -a ⎪。 33⎝2⎭

()

表示。 17、已知向量关系式2+6-=, 试用向量

)

18、已知非零向量a 、b ,请用作图方法验证2a +b =2a +2b (不写作图方法,保留作图痕迹,请写出验证过程)。

)

a

19、在∆ABC 中,G 、E 为AC 的三等分点,F 、H 为BC 三等分点,=,=写出AB b 的线性组合。 、EF 、GH 关于a 、

20、如图,已知平行四边形ABCD 中,点E 、F 分别是边DC 、AB 的中点,AE 、CF 与对角线BD 分别交于点G 、H ,设AF =a ,AD =b (满分12分) (1) 试用a 、b 分别表示向量GH 、GE

(2) 作出向量DH 分别在a 、b 方向上的分向量

E

A

F

21、在∆ABC 中,D 是AB 边的在中点,E 是BC 延长线上的点,且. BE =2BC 。 (1) 用表示向量

(2) 用CA 、CB 表示向量DB

D

B

22、在四边形ABCD 中,AB =a +2b , BC =-4a -b , CD =-5a -3b , 请判断四边形的形状,并证明你的结论。

一、填空题:(36分)

1、已知三个数2、4、8,请再添一个数,使它们构成一个比例式,则这个数可以是. 2、已知a =4,b =9,c 是a 、b 的比例中项,则c = 3、若a =2,则a -2b = ;

b 3b +3b

4、在△ABC 中,AB=5,AC=4,E是AB 上一点,AE=2, 在AC 上取一点F, 使以A 、E 、F 为顶点的三角形与 △ABC 相似, 那么AF=________. 5、一本书的长与宽之比为黄金比,若它的长为20cm ,则它的宽是(保留根号).

6、如图1,在ΔABC中,DE ∥BC ,且AD ∶BD =1∶2,则S ∆ADE : S 四边形DBCE = .

图1 图2 图3

7、如图2,要使ΔABC∽ΔACD,需补充的条件是(只要写出一种) 8、.如图3,若两个多边形相似,则x =.

9、一公园占地面积约为800000m 2,若按比例尺1∶2000缩小后,其面积约为 m 2. 10、如图4,点P 是RtΔABC斜边AB 上的任意一点(A 、B 两点除外)过点P 作一条直线,

使截得的三角形与RtΔABC相似,这样的直线可以作 条.

图4 图5 图6

11、如图5,四边形BDEF 是RtΔABC的内接正方形,若AB =6,BC =4,则DE = 12、如图6,ΔABC与ΔDEF是位似三角形,且AC =2DF ,则OE ∶OB =. 二、选择题:(30分)

13、下列各组数中,成比例的是( )

A .-6,-8,3,4 B .-7,-5,14,5 C .3,5,9,12 D .2,3,6,12 14、若

a +b b +c c +a

===k ,则k 的值为( ) c a b

A 、2 B、-1 C、2或-1 D、不存在

15、如图7,F 是平行四边形ABCD 对角线BD 上的点,BF ∶FD=1∶3,则BE ∶EC=( )

A 、

1121

B、 C、

D、

3234

图7 图8 图9

16、如图8,△ABC 中,DE ∥FG ∥BC ,且DE 、FG 将△ABC 的面积三等分,若BC=12cm,则FG

的长为( )

A 、8cm B、6cm C、46cm D、62cm 17、下列说法中不正确的是( )

A .有一个角是30°的两个等腰三角形相似;B .有一个角是60°的两个等腰三角形相似; C .有一个角是90°的两个等腰三角形相似;D .有一个角是120°的两个等腰三角形相似. 18、如图9,已知ΔABC和ΔABD都是⊙O 的内接三角形,AC 和BD 相交于点E ,则与ΔADE相似的三角形是( )

A .ΔBCE B .ΔABC C .ΔABD D .ΔABE

B

P

A

C

图10 图11

19、如图10,RtΔABC中,∠C =90°,D 是AC 边上一点,AB =5,AC =4,若ΔABC∽ΔBDC, 则CD =( ) . A .2 B .

349

C . D . 234

20、两个相似多边形的面积之比为1∶3,则它们周长之比为( )

A .1∶3 B

.1∶9 C .1 D .2∶3

21、如图11,若P 为△ABC 的边AB 上一点(AB>AC),则下列条件不一定能保证△ACP ∽△ABC

的有( )

PC AC AC AP

A、∠ACP=∠B B、∠APC=∠ACB C、 D、 ==

AB AC BC AB 22、下列3个图形中是位似图形的有( )

A 、0个 B、1个 C、2个 D、3个 三、作图题:(4分)

23、已知:如图,RtΔABC 中,∠C =90°,∠A =30°,RtΔDEF中,∠F =90°,DF =EF ,能否分别将这两个三角形各分割成两个三角形,使ΔABC所分成的每个三角形与ΔDEF分成的每个三角形分别对应相似.若能,请设计出一种分割方案;若不能,请说明理由.

E

四、解答题(30分)

24、如图,已知AD 、BE 是△ABC 的两条高,试说明AD ·BC=BE·AC

A

25、如图判断4×4方格中的两个三角形是否相似, 并说明理由. B E F A

26、如图所示, 在离某建筑物4m 处有一棵树, 在某时刻,1.2m 长的竹竿垂直地面, 影长为2m,

此时, 树的影子有一部分映在地面上, 还有一部分影子映在建筑物的墙上, 墙上的影高为2m, 那么这棵树高约有多少米

?

27、如图所示, 小华在晚上由路灯A 走向路灯B, 当他走到点P 时, 发现他身后影子的顶部刚

好接触到路灯A 的底部, 当他向前再步行12m 到达点Q 时, 发现他身前影子的顶部刚好

接触到路灯B 的底部, 已知小华的身高是1.6m, 两个路灯的高度都是9.6m, 且AP=QB. (1)求两个路灯之间的距离;

(2)当小华走到路灯B 时, 他在路灯A 下的影长是多少?

28、如图所示, 梯形ABCD 中,AD ∥BC, ∠A=90°,AB=7,AD=2,BC=3,试在腰AB 上确定点P 的位置,

使得以P ,A,D

为顶点的三角形与以P ,B,C 为顶点的三角形相似.

(1)、1或4或16;(2)、±6;(3)、-

4

;(4)、1.6或2.5;(5)、10( 1) ; 9

(6)、1:8;(7)、∠ACD=∠B 或∠ADC=∠ACB 或AD :AC=AC:AB ;(8)、31.5; (9)、0.2;(10)、3;(11)、2.4;(12)、1:2

二、选择题:

四、解答题:

24、证明:∵AD 、BE 是△ABC 的高 ∴∠ADC=∠BEC ∵∠C=∠C ∴△ADC ∽△BEC ∴AD :BE=AC:BC ∴AD ×BC=BE×AC

25、解:由图得,AB=5,AC=25,BC=5,EF=2,ED=22,DF=, ∴AB :EF=AC:ED=BC:DF=:2

∴△ABC ∽△DEF

26、解:过点C 作C E ∥AD 交AB 于点E ,则CD=AE=2m,△BCE ∽△B /BA / ∴A / B/:B /B=BE:BC 即,1.2:2= BE:4 ∴BE=2.4

∴AB=2.4+2=4.4

答:这棵树高4.4m 。 27、1.(1)18m. (2)3.6m.

28、解:(1)若点A,P ,D 分别与点B,C,P 对应, 即△APD ∽△BCP ,

AD AP 2AP

==, ∴, BP BC 7-AP 3

∴AP 2-7AP+6=0, ∴AP=1或AP=6,

检测:当AP=1时, 由BC=3,AD=2,BP=6, ∴

AP AD

=, BC BP

又∵∠A=∠B= 90°, ∴△APD ∽△BCP . 当AP=6时, 由BC=3,AD=2,BP=1, 又∵∠A=∠B=90°, ∴△APD ∽△BCP .

(2)若点A,P ,D 分别与点B,P ,C 对应, 即△APD ∽△BPC.

AP AD AP 214

==, ∴AP=. , ∴

5BP BC 7-AP 3

1421

检验:当AP=时, 由BP=,AD=2,BC=3,

55

AP AD

=∴, BP BC

又∵∠A=∠B=90°, ∴△APD ∽△BPC.

因此, 点P 的位置有三处, 即在线段AB 距离点A1、

14

、6 处. 5

1.向量的概念 ①向量

既有大小又有方向的量。向量一般用a , b , c „„来表示,或用有向线段的起点与终点的

大写字母表示,如:AB 几何表示法AB ,a ;向量的大小即向量的模(长度),记作

|AB |a |。向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小。

②零向量

长度为0的向量,记为0,其方向是任意的,0与任意向量平行零向量a =0⇔|a |

=0。由于0的方向是任意的,且规定0平行于任何向量,

③单位向量

模为1个单位长度的向量,向量a 0为单位向量⇔|a 0|=1。

④平行向量(共线向量)

方向相同或相反的非零向量。任意一组平行向量都可以移到同一直线上,方向相同或相

反的向量,称为平行向量,记作a ∥b 。由于向量可以进行任意的平移(即自由向量) ,平行

向量总可以平移到同一直线上,故平行向量也称为共线向量。 ⑤相反向量

方向相反且长度相等的两个非零向量叫做互为相反向量 ⑥相等向量

方向相同且长度相等的两个非零向量叫做互为相等向量. 记为a =b

2.向量的运算 (1)向量加法

定义:求两个向量和的运算叫做向量的加法。设AB =a , BC =b ,则

a +b =AB +BC =AC 。

规定:(1)0+a =a +0=a ; (2)向量加法满足交换律与结合律;

向量加法的“三角形法则”与“平行四边形法则”

(1)用平行四边形法则时,两个已知向量是要共始点的,和向量是始点与已知向量的始点

重合的那条对角线,而差向量是另一条对角线,方向是从减向量指向被减向量。 (2) 三角形法则的特点是“首尾相接”,由第一个向量的起点指向最后一个向量的终点的

有向线段就表示这些向量的和;差向量是从减向量的终点指向被减向量的终点。 当两个向量的起点公共时,用平行四边形法则;当两向量是首尾连接时,用三角形法则。

3. 向量的减法

定义:求两个向量差的运算,叫做向量的减法

B

A

B

(1)

a +b

a +b

(2)

C (3)

已知向量a 、b ,求作向量

∵(a -b ) + b = a + (-b ) + b = a + 0 = a 减法的三角形法则作法:在平面内取一点O , 作OA = a , = b , 则= a - b

即a - b 可以表示为从向量b 的终点指向向量a 注意:

1) 表示a -

2) 用“相反向量”定义法作差向量,a - b = a + (-b )

a ∥b ∥c a - b = a + (-b ) a - b

a -b

O B A B’ O B

a -b

-b B O A (2)法则:____三角形法则_______

①相反向量:与a 长度相等、方向相反的向量,叫做a

的相反向量。

记作-

a , 零向量的相反向量仍是零向量。关于相反向量有:

(i )-(-a ) =a ; (ii) a +(-a )=(-a )+a =0;

(iii)若a 、b 是互为相反向量,则a =-b , b =-a , a +b =0。

②向量减法

向量a 加上b 的相反向量叫做a 与b 的差,

记作:a -b =a +(-b

③作图法:a -b 可以表示为从b 的终点指向a 的终点的向量(a 、b 有共同起点)。

题型1:平面向量的概念

例1、 下列各量中哪些是向量?哪些是标量? (1)体重;(2)年龄;(3)容积;(4)位移;(5)利润;(6)向心力;(7)风力;(8)人造卫星速度;

例2、P 、Q 为已知两点.

(1) P 、Q 两点间的距离为100米;

(2) 小明从点P 出发沿直线PQ ,向Q 前进100米;

(3) 小明从点P 出发,以每分钟100米的速度沿直线PQ ,向Q 前进。 以上述三个量,是向量的( ) 例3.给出下列命题:

①若|a |=|b |,则a =b ;

②若A ,B ,C ,D 是不共线的四点,则AB =DC 是四边形ABCD 为平行四边形的充要条

件;

③若a =b ,b =c ,则a =c ;

④a =b 的充要条件是|a |=|b |且a //b ;

⑤ 若a //b ,b //c ,则a //c ;

其中正确的序号是 。

例4. 设a 0为单位向量,(1)若a 为平面内的某个向量,则a =|a |·a 0;(2)若a 与a 0平行,则=||·0;(3)若与0平行且||=1,则=0。上述命题中,假命题个数是( ) A .0 B .1 题型2:平面向量的运算法则

C .2

D .3

例5.如图所示,已知正六边形ABCDEF ,O 是它的中心,若BA =a ,BC =b ,试用a ,b 将

向量OE ,BF ,BD , FD 表示出来。

例6. 在平行四边形ABCD 中,下列结论中错误的是( )

E

--→--→--→--→--→--→--→--→--→--→→

A .AB =DC B.AD +AB =AC C.AB -AD =BD D.AD +CB =0 例7. 如图1所示,D 是△ABC 的边AB 上的中点,则向量=( )

A .-+

12 B.--1

2 C .-12 D.+1

2

例8.设A 、B 、C 、D 、O 是平面上的任意五点,试化简:

① AB + BC + CD ,② DB + AC + BD ,③- OA - OC + OB - CO 。

三、综合练习

1. 在四边形ABCD 中, AB = DC ,且| AB |=| BC

|,那么四边形ABCD 为( )

A .平行四边形 B.菱形 C.矩形 D.正方形

2. 在等腰梯ABCD 中,对角线AC 与BD 相交于点P ,点E ,F 分别在两腰AB 、DC 上,EF 过点P 且EF//AD,则下列等式正确的( )

A. AD = BC B. AC = BD C. PE = PF D. EP = PF

3.判断下列命题的真假:

(1)向量可以比较大小:如 a >b

( (2)如果两个向量的模相等且方向相反,则这两个向量平行 ( (3)如果| a |=|

b |,那么 a =b ( )

(4)任意两个相等的非零向量,都可以用同一条有向线段来表示,并且与有向线段的起点无关((5) AB = DC

,则

A 、B 、C 、D 四点构成平行四边形

( ) (6)凡模相等且平行的两向量均相等 ((7)向量 AB 与 BA 是两个平行向量 ((8)向量 AB 的长度与向量 BA 的长度相等 ( )

4、如图,已知点O 是线段AB 、CD 、EF 的中点,

(1)写出与 OA 、 DE

相等的向量;

)))))

(2)写出与CD 、BD 互为相反的向量;

(3)写出向量OF 、BE 的平行向量。

5、计算:AB +DF +CD +BC +FA =_________.

6、如图,在平行四边形ABCD 中,如果AB =a ,AD =b ,那么a +b _________.

7、在∆ABC

中,两边

AB 、AC

的中点分别为

D 、E ,则

D A +A =________-;E DB +BC +CE =________

8、如图,跑步爱好者小林从A 地以每小时6千米的速度向正东方向跑了40分钟后到达B

地。然后折向东偏北60方向又跑了半小时,到达C 地,求AC 两地的直线距离。

9、讨论|a +b |与a 、b 的和(差)的大小关系。

10、如图,平行四边形ABCD ,对角线AC 、BD 相交与O ,则

AB -AD =________; (1)

(2) BA -BC =__________;

(3) BC -BA =_________;

(4) OA -OB =________-

(5) OD -OA =_________

(6) CA -CD =__________

11、 判断下列各命题是否正确

(1)零向量没有方向 (2)

=则= (3)单位向量都相等 (4) 向量就是有向线段

(5)两相等向量若共起点, 则终点也相同 (6)若a =b ,b =c ,则a =c ;

(7)若a //b ,b //c ,则a //c (8)若四边形ABCD 是平行四边形, 则

A B =CD , BC =DA

(9) a =b 的充要条件是|a |=|b |且a //b ;

12、化简(AB -CD ) -(AC -BD )

13、在∆ABC 所在的平面上有一点P ,满足PA +PB +PC =AB ,则∆PBC 与∆ABC 的

面积之比是( )

A .

1123 B . C . D . 3234

实数与向量相乘

1. 实数与向量相乘的意义

表示n 个一般的,设n a 为向量,我们用n a 表示n 个a 相加;用-n a -相加. 又当m 为正整数时,要点诠释:

设P 为一个正数,P 就是将的长度进行放缩,而方向保持不变;—P 也就是将的

长度进行放缩,但方向相反. 2. 向量数乘的定义

如下:

n n a 表示与同向且长度为a 的向量. m m

一般地,实数k 与向量a 的相乘所得的积是一个向量,记作ka ,它的长度与方向规定

(1)如果k ≠0, 且a ≠0时,则:

①ka 的长度:|ka |=|k ||a |;

②ka 的方向:当k >0时,ka 与a 同方向;当k

(2)如果k =0, 或a=0时,则:ka =0,ka 的方向任意. 实数k 与向量a 相乘,叫做向量

的数乘. 要点诠释:

(1)向量数乘结果是一个与已知向量平行(或共线)的向量; (2)实数与向量不能进行加减运算;

示向量的箭头写在数字上面;

(4)向量的数乘体现几何图形中的位置关系和数量关系.

(3)ka 表示向量的数乘运算,书写时应把实数写在向量前面且省略乘号,注意不要将表

3. 实数与向量相乘的运算律 设m 、n 为实数,则:

(1)m (na ) =(mn ) a (结合律);

(2)(m +n ) a =ma +na (向量的数乘对于实数加法的分配律);

(3)m (a +b)=ma +mb (向量的数乘对于向量加法的分配律)

4. 平行向量定理

(1)单位向量:长度为1的向量叫做单位向量. 要点诠释:

1

任意非零向量a 与它同方向的单位向量a 0的关系:a =a a 0,a 0=a .

a

(2)平行向量定理:如果向量b 与非零向量a 平行,那么存在唯一的实数m ,使b =ma .

要点诠释:

b

(1)定理中,m =,m 的符号由b 与a 同向还是反向来确定.

a

(2)定理中的“a ≠0”不能去掉,因为若a =0,必有b =0,此时m 可以取任意实数,

使得b =ma 成立.

(3)向量平行的判定定理:a 是一个非零向量,若存在一个实数m ,使b =ma ,则向量b

与非零向量a 平行.

(4)向量平行的性质定理:若向量b 与非零向量a 平行,则存在一个实数m ,使b =ma .

(5)A 、B 、C 三点的共线⇔AB//BC ⇔若存在实数λ,使 AB =λBC .

要点五、向量的线性运算 1. 向量的线性运算定义

向量的加法、减法、实数与向量相乘以及它们的混合运算叫做向量的线性运算. 要点诠释:

(1)如果没有括号,那么运算的顺序是先将实数与向量相乘,再进行向量的加减. (2)如果有括号,则先做括号内的运算,按小括号、中括号、大括号依次进行. 2. 向量的分解

平面向量基本定理:如果e 1, e 2是同一平面内两个不共线(或不平行)的向量,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,使得a =λ1e 1+λ2e 2.

要点诠释:

(1)同一平面内两个不共线(或不平行)向量e 1, e 2叫做这一平面内所有向量的一组基底.

(2) 一个平面向量用一组基底e 1, e 2表示为a =λ1e 1+λ2e 2形式,叫做向量的分解,当e 1, e 2

相互垂直时,就称为向量的正分解.

每家都会装修,我们可以用一根电线将一盏电灯吊在天花板上,为了保险我们也可以用两根绳将这盏电灯吊在同一位置。如图:

一组基底中,必不含有零向量.

从物理学的角度上面的现象是:将一个力分解为不同方向的两个力。

例:1如果向量,是同一平面内的两个不平行向量。已知向量是该平面内的一个非零向量,画出向量在向量,方向上的分向量吗?

练习:1. 已知向量,和,

求作:(1)向量分别在,方向上的分向量。 (2)向量分别在OA ,方向上的分向量。

训练题: 1、计算: (1). (3).

+=_______ (2). -=_______.

++=_________.(4). -=______.

(5) ++=______ (6). -+-=________.

))

2、计算:2-2-3+3=___________。

3、已知平行四边形ABCD 的对角线AC 与BD 相交于点O, 设=, =, 写出向量关

于、的分解式____________. 4、如图,在□ABCD 中,点F 是AB 的中点, E 点在BC 上, 且BC=3BE,设BF =a ,BE =b , 那么向量关于、的分解式为=________。

B

5、AD 是△ABC 的中线,G 是重心,

AC

)()

=____。

6、如图,点D 、E 在∆ABC 边AB 和AC 上, DE∥

BC,

AD 2

=,设,试用向量BC 表示向量E D :_________ AB 3

7、如图,AB ∥CD ,且OC :AO=3:4,设=,=,

那么用、的线性表示为=___________________

21a +4b -x =0, 8、已知向量、满足关系式32

用向量a 、b 表示向量.

练习: 一、填空题

()

1、 若a 是非零向量,则k a 的方向是k

λb (λ是非零实数) ,那么a 和b 一定是___________;

当λ=1时,它们是__________的向量;当λ=-1时,它们是___________的向量 3、 设k 是非零实数,a 、用式子表示实数与向量相乘对于向量加法的分配律:b 是非零向量,

_______________________________________

b 是两个不平行的向量,那么-2a -5b 叫做a 、b 的______________________ 4、 如果a 、

5、 对于非零向量a ,它的长度为5,如果把与它同向的单位向量记作a 0,那么向量a 可以

记作____________

6、 设e 是单位向量,若x 与e 方向相同,

=

3

,请用e 表示x :________________

2

7、 如果2a +b =3c , a +

2b =0, =_____________________

8、 在四边形ABCD 中,设AB =a ,CD =b ,如果b =2a , 那么四边形一定是_________

(填四边形的名称)

9、 已知∆ABC 的重心是点G ,则GA +GB +GC =_______________

10、 设O 是平行四边形ABCD 的对角线的交点,点P 为平面内与O 不重合的任意一点,

设=,试用表示+++:________________________________ 二、选择题

11、 下列式子中,错误的是( )

A. a +a =2a B. +-= C. -+=-- D. a -b =b -a 12、 向量AB +MB +BO +BC +OM 化简后的结果等于( )

A. B. C. D.

13、 点C 在线段AB 上,且AC =

())

))

3

AB ,若AC =m BC ,则m 的值等于( ) 5

A.

2323 B. C. - D. - 3232

14、 给出下列3个命题,其中真命题的个数是( ) 个

(1)单位向量都相等 (2)单位向量都平行 (3)平行的单位向量必相等 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 15、 已知一个单位向量e ,设a 、b 是非零向量,则下列等式中正确的是( )

=

B. =

C. 三、解答题 16、 计算:-

=e

D.

=

21⎛1⎫2a +3b - -b -a ⎪。 33⎝2⎭

()

表示。 17、已知向量关系式2+6-=, 试用向量

)

18、已知非零向量a 、b ,请用作图方法验证2a +b =2a +2b (不写作图方法,保留作图痕迹,请写出验证过程)。

)

a

19、在∆ABC 中,G 、E 为AC 的三等分点,F 、H 为BC 三等分点,=,=写出AB b 的线性组合。 、EF 、GH 关于a 、

20、如图,已知平行四边形ABCD 中,点E 、F 分别是边DC 、AB 的中点,AE 、CF 与对角线BD 分别交于点G 、H ,设AF =a ,AD =b (满分12分) (1) 试用a 、b 分别表示向量GH 、GE

(2) 作出向量DH 分别在a 、b 方向上的分向量

E

A

F

21、在∆ABC 中,D 是AB 边的在中点,E 是BC 延长线上的点,且. BE =2BC 。 (1) 用表示向量

(2) 用CA 、CB 表示向量DB

D

B

22、在四边形ABCD 中,AB =a +2b , BC =-4a -b , CD =-5a -3b , 请判断四边形的形状,并证明你的结论。

一、填空题:(36分)

1、已知三个数2、4、8,请再添一个数,使它们构成一个比例式,则这个数可以是. 2、已知a =4,b =9,c 是a 、b 的比例中项,则c = 3、若a =2,则a -2b = ;

b 3b +3b

4、在△ABC 中,AB=5,AC=4,E是AB 上一点,AE=2, 在AC 上取一点F, 使以A 、E 、F 为顶点的三角形与 △ABC 相似, 那么AF=________. 5、一本书的长与宽之比为黄金比,若它的长为20cm ,则它的宽是(保留根号).

6、如图1,在ΔABC中,DE ∥BC ,且AD ∶BD =1∶2,则S ∆ADE : S 四边形DBCE = .

图1 图2 图3

7、如图2,要使ΔABC∽ΔACD,需补充的条件是(只要写出一种) 8、.如图3,若两个多边形相似,则x =.

9、一公园占地面积约为800000m 2,若按比例尺1∶2000缩小后,其面积约为 m 2. 10、如图4,点P 是RtΔABC斜边AB 上的任意一点(A 、B 两点除外)过点P 作一条直线,

使截得的三角形与RtΔABC相似,这样的直线可以作 条.

图4 图5 图6

11、如图5,四边形BDEF 是RtΔABC的内接正方形,若AB =6,BC =4,则DE = 12、如图6,ΔABC与ΔDEF是位似三角形,且AC =2DF ,则OE ∶OB =. 二、选择题:(30分)

13、下列各组数中,成比例的是( )

A .-6,-8,3,4 B .-7,-5,14,5 C .3,5,9,12 D .2,3,6,12 14、若

a +b b +c c +a

===k ,则k 的值为( ) c a b

A 、2 B、-1 C、2或-1 D、不存在

15、如图7,F 是平行四边形ABCD 对角线BD 上的点,BF ∶FD=1∶3,则BE ∶EC=( )

A 、

1121

B、 C、

D、

3234

图7 图8 图9

16、如图8,△ABC 中,DE ∥FG ∥BC ,且DE 、FG 将△ABC 的面积三等分,若BC=12cm,则FG

的长为( )

A 、8cm B、6cm C、46cm D、62cm 17、下列说法中不正确的是( )

A .有一个角是30°的两个等腰三角形相似;B .有一个角是60°的两个等腰三角形相似; C .有一个角是90°的两个等腰三角形相似;D .有一个角是120°的两个等腰三角形相似. 18、如图9,已知ΔABC和ΔABD都是⊙O 的内接三角形,AC 和BD 相交于点E ,则与ΔADE相似的三角形是( )

A .ΔBCE B .ΔABC C .ΔABD D .ΔABE

B

P

A

C

图10 图11

19、如图10,RtΔABC中,∠C =90°,D 是AC 边上一点,AB =5,AC =4,若ΔABC∽ΔBDC, 则CD =( ) . A .2 B .

349

C . D . 234

20、两个相似多边形的面积之比为1∶3,则它们周长之比为( )

A .1∶3 B

.1∶9 C .1 D .2∶3

21、如图11,若P 为△ABC 的边AB 上一点(AB>AC),则下列条件不一定能保证△ACP ∽△ABC

的有( )

PC AC AC AP

A、∠ACP=∠B B、∠APC=∠ACB C、 D、 ==

AB AC BC AB 22、下列3个图形中是位似图形的有( )

A 、0个 B、1个 C、2个 D、3个 三、作图题:(4分)

23、已知:如图,RtΔABC 中,∠C =90°,∠A =30°,RtΔDEF中,∠F =90°,DF =EF ,能否分别将这两个三角形各分割成两个三角形,使ΔABC所分成的每个三角形与ΔDEF分成的每个三角形分别对应相似.若能,请设计出一种分割方案;若不能,请说明理由.

E

四、解答题(30分)

24、如图,已知AD 、BE 是△ABC 的两条高,试说明AD ·BC=BE·AC

A

25、如图判断4×4方格中的两个三角形是否相似, 并说明理由. B E F A

26、如图所示, 在离某建筑物4m 处有一棵树, 在某时刻,1.2m 长的竹竿垂直地面, 影长为2m,

此时, 树的影子有一部分映在地面上, 还有一部分影子映在建筑物的墙上, 墙上的影高为2m, 那么这棵树高约有多少米

?

27、如图所示, 小华在晚上由路灯A 走向路灯B, 当他走到点P 时, 发现他身后影子的顶部刚

好接触到路灯A 的底部, 当他向前再步行12m 到达点Q 时, 发现他身前影子的顶部刚好

接触到路灯B 的底部, 已知小华的身高是1.6m, 两个路灯的高度都是9.6m, 且AP=QB. (1)求两个路灯之间的距离;

(2)当小华走到路灯B 时, 他在路灯A 下的影长是多少?

28、如图所示, 梯形ABCD 中,AD ∥BC, ∠A=90°,AB=7,AD=2,BC=3,试在腰AB 上确定点P 的位置,

使得以P ,A,D

为顶点的三角形与以P ,B,C 为顶点的三角形相似.

(1)、1或4或16;(2)、±6;(3)、-

4

;(4)、1.6或2.5;(5)、10( 1) ; 9

(6)、1:8;(7)、∠ACD=∠B 或∠ADC=∠ACB 或AD :AC=AC:AB ;(8)、31.5; (9)、0.2;(10)、3;(11)、2.4;(12)、1:2

二、选择题:

四、解答题:

24、证明:∵AD 、BE 是△ABC 的高 ∴∠ADC=∠BEC ∵∠C=∠C ∴△ADC ∽△BEC ∴AD :BE=AC:BC ∴AD ×BC=BE×AC

25、解:由图得,AB=5,AC=25,BC=5,EF=2,ED=22,DF=, ∴AB :EF=AC:ED=BC:DF=:2

∴△ABC ∽△DEF

26、解:过点C 作C E ∥AD 交AB 于点E ,则CD=AE=2m,△BCE ∽△B /BA / ∴A / B/:B /B=BE:BC 即,1.2:2= BE:4 ∴BE=2.4

∴AB=2.4+2=4.4

答:这棵树高4.4m 。 27、1.(1)18m. (2)3.6m.

28、解:(1)若点A,P ,D 分别与点B,C,P 对应, 即△APD ∽△BCP ,

AD AP 2AP

==, ∴, BP BC 7-AP 3

∴AP 2-7AP+6=0, ∴AP=1或AP=6,

检测:当AP=1时, 由BC=3,AD=2,BP=6, ∴

AP AD

=, BC BP

又∵∠A=∠B= 90°, ∴△APD ∽△BCP . 当AP=6时, 由BC=3,AD=2,BP=1, 又∵∠A=∠B=90°, ∴△APD ∽△BCP .

(2)若点A,P ,D 分别与点B,P ,C 对应, 即△APD ∽△BPC.

AP AD AP 214

==, ∴AP=. , ∴

5BP BC 7-AP 3

1421

检验:当AP=时, 由BP=,AD=2,BC=3,

55

AP AD

=∴, BP BC

又∵∠A=∠B=90°, ∴△APD ∽△BPC.

因此, 点P 的位置有三处, 即在线段AB 距离点A1、

14

、6 处. 5


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