平面向量要点归纳
由于向量具有几何形式和代数形式的双重身份,与代数、几何都有着密切的关系,因而成为中学数学知识网络的一个交汇点,因此,在中学数学教材中的的地位也越来越重要,也成为近几年全国高考命题的重点和热点,以下是对平面向量中有关知识要点的归纳整理,供同学们参考.
一、基本概念与运算
1.要注意向量不同于数量,它既有大小,又有方向,这两者缺一不可.由于方向不能比较大小,因而“大于”、“小于”对于向量来说是没有意义的.零向量是一个特殊的向量,它似乎很不起眼,但又处处存在,稍不注意就会出错,所以要正确理解和处理零向量与非零向量之间的关系.
2.在判断两个非零向量是否共线时,只需看这两个向量的方向是否相同或相反即可,与这两个向量的长度无关.在没有指明非零向量的情况下,共线向量可能有以下几种情况:(1)有一个为零向量;(2)两个都为零向量;(3)同向且模相等;(4)同向且模不等;(5)反向且模相等;(6)反向且模不等.向量的平行与直线的平行是不同的,直线的平行是指两条直线在同一平面内没有公共点;而向量的平行既包含没有交点的情况,又包含两个向量在同一条直线上的情形.
3.向量加法的平行四边形法则与向量加法的三角形法则是统一的,两种方法得到的是同一个向量.向量的减法按三角形法则,把减向量与被减向量的起点重合,其差向量是从减向量的终点指向被减向量的终点,一定要注意向量的方向.
4.两个向量长度的和(差)不一定等于这两个向量和(差)的长度,因为向量的加(减)实施的对象是向量,而长度是数量,长度的加(减)法是数量的加(减)法.
(1)当两个非零向量a 与b 不共线时,a +b 的方向不同于a ,b 的方向,且
a +b b (b >a ) 时,a +b 的方向与a (b ) 的方向
相同,且a +b =a -b (a +b =b -a ) .
5.对于向量的数乘运算,应侧重于以下几个方面:
(1)数与向量的积仍是一个向量,向量的方向由实数的正负及原向量的方向确定,大小由λa 确定.
·a =0. (2)要特别注意0·a =0,而不是0
(3)实数与向量可以求积,但是不能进行加、减运算,比如λ+a ,λ-a 都无法进行. (4)向量数乘运算的运算律与实数乘法的运算律很相似,只是数乘运算的分配律有两种不同的形式:(λ+μ) a =λa +μa 和λ(a +b ) =λa +λb ,数乘运算的关键是等式两边向量的模相等,方向相同.
(5)判断两个向量是否平行(共线),实际上就是看能否找出一个实数,使得这个实数乘以其中一个向量等于另一个向量.一定要切实理解两向量共线的条件,它是证明几何中的三点共线和两直线平行等问题的有效手段.
二、基本定理及其坐标表示
1.平面向量基本定理表明,同一平面内的任一向量都可表示为其他两个不共线向量的线性组合,即选择了两个不共线向量e 1和e 2,平面内的任何一向量a 都可以用向量e 1,e 2表示为a =λ1e 1+λ2e 2,并且这种表示是惟一的,即若λ1e 1+λ2e 2=μ1e 1+μ2e 2,则必有λ1=μ1,λ2=μ2.这样,平面向量本定理不仅把几何问题转化为只含有λ1,λ2的代数运算,而且为利用待定系数法解题,提供了理论基础.
2.在利用平面向量基本定量时,一定要注意不共线这个条件.
3.平面向量坐标表示的理论基础就是平面向量的基本定理. 直角坐标系中与x 、 y 轴方向相同的单位向量是一组正交基底,这时,对于平面直角坐标系内的一个向量α,由平面向量基本定理可知,有且只有一对实数x ,y ,使得α=x i +y j .于是,平面内的任一向量α都可由x ,y 惟一确定,而有序数对(x ,y ) 正好是向量α的坐标,这样使得平面直角坐标系内的向量与坐标建立起一一映射,从而实现向量的“量化”表示. 在引入向量的坐标表示以后,向量的运算完全化为代数运算,从而实现了“形”和“数”的紧密结合. 很多几何问题,如共线、共点等较难问题的证明,就都可以转化为代数运算的论证,同时也为解决一些物理问题提供了一种简便有效的方法.
4.平面向量的坐标与该向量的始点、终点坐标有关,向量的坐标等于表示该向量的有向线段的终点坐标减去始点坐标,如:若平面上有点A (x 1,y 1) ,B (x 2,y 2) ,则
AB =(x 2-x ,y 2-y ) 1.一定要把向量的坐标与点的坐标区别开来,只有始点在原点时,向1
量的坐标才与终点的坐标相等. 两个向量相等时坐标是相同的,但起点、终点的坐标可以不同,即向量的坐标表示与表示该向量的有向线段的起点、终点的具体位置无关,只与其相对位置有关.
5.要注意区别两向量平行和垂直的坐标表示
(1)若a =(x 1,y 1) ,b =(x 2,y 2) ,则向量a 与b 共线的条件为x 1y 2-x 2y 1=0. (2)若非零向量a =(x 1,y 1) ,b =(x 2,y 2) ,则向量a 与b 垂直的条件为x 1x 2+y 1y 2=0. (3)要注意a 与b 共线的条件适合任何向量,而垂直的条件只是适合两非零向量,另外,(1)(2)两命题都是可逆的.
三、平面向量的数量积
·b =a b cos θ是数量,而不是向量,它的值是两个向量的模 1. 平面向量a 与b 的数量积a
与两个向量夹角余弦的乘积,其中θ的取值范围是0≤θ≤π.
2. 平面向量的数量积与数乘向量、实数与实数的乘积是不同的,在学习平面向量的数量的 积时,要注意以下几点:
·b =0不能推出b =0,因为对任何一个与a 垂直的非零向量b ,都有 (1) 由a ≠0,且a
a ·b =0.
·b =b ·c 不能推出a =c ,·b =b ·c ,(2) 由a 例如,当a =0且b ⊥c 时,a 但不能推出a =c . (3) 平面向量的数量积不满足结合律,即(a 因为前者表示与c ·b ) c 与a (b ·c ) 不一定相等,
共线的向量,后者表示与a 共线的向量,而c 与a 不一定共线.
,cos θ=(4) 由a ,
b 为非零向量时,a =a ·b a b
·b =0⇔a ⊥b ,可知平面向量 及a
的数量积可用来处理有关长度、角度、垂直等等问题.
3.
四、平面向量的应用
1.向量是数学中证明几何命题
的有效工具之一,根据平面向量基本定理,任一平面直线型图形中的线段都可以表示为某些向量的线性组合,这样在证明几何命题时,可先把已知和结论表示成向量的形式,再通过向量的运算就很容易得出结论.一般 地,利用实数与向量的积可证明共
线、平行、长度等问题;利用数量积可解决长度、角度、垂直等问题.
2.平面向量的应用,体现在高考中主要是在几何中的应用,由于平面向量的线性运算和数量积运算具有鲜明的几何背景,平面几何中的许多性质,如平移、全等、相似、长度(距离)、夹角等都可以用向量的线性运算及数量积表示出来,因此,可用向量的语言和方法来表述和解决几何中的一些问题.
3.用向量的方法解决几何问题时,首先要用向量表示相应的点、线段、夹角等几何元素,然后通过向量的运算,特别是数量积运算来研究点、线段等元素之间的关系,最后把运算结果“翻译”成几何关系,得到几何问题的结论.
平面向量要点归纳
由于向量具有几何形式和代数形式的双重身份,与代数、几何都有着密切的关系,因而成为中学数学知识网络的一个交汇点,因此,在中学数学教材中的的地位也越来越重要,也成为近几年全国高考命题的重点和热点,以下是对平面向量中有关知识要点的归纳整理,供同学们参考.
一、基本概念与运算
1.要注意向量不同于数量,它既有大小,又有方向,这两者缺一不可.由于方向不能比较大小,因而“大于”、“小于”对于向量来说是没有意义的.零向量是一个特殊的向量,它似乎很不起眼,但又处处存在,稍不注意就会出错,所以要正确理解和处理零向量与非零向量之间的关系.
2.在判断两个非零向量是否共线时,只需看这两个向量的方向是否相同或相反即可,与这两个向量的长度无关.在没有指明非零向量的情况下,共线向量可能有以下几种情况:(1)有一个为零向量;(2)两个都为零向量;(3)同向且模相等;(4)同向且模不等;(5)反向且模相等;(6)反向且模不等.向量的平行与直线的平行是不同的,直线的平行是指两条直线在同一平面内没有公共点;而向量的平行既包含没有交点的情况,又包含两个向量在同一条直线上的情形.
3.向量加法的平行四边形法则与向量加法的三角形法则是统一的,两种方法得到的是同一个向量.向量的减法按三角形法则,把减向量与被减向量的起点重合,其差向量是从减向量的终点指向被减向量的终点,一定要注意向量的方向.
4.两个向量长度的和(差)不一定等于这两个向量和(差)的长度,因为向量的加(减)实施的对象是向量,而长度是数量,长度的加(减)法是数量的加(减)法.
(1)当两个非零向量a 与b 不共线时,a +b 的方向不同于a ,b 的方向,且
a +b b (b >a ) 时,a +b 的方向与a (b ) 的方向
相同,且a +b =a -b (a +b =b -a ) .
5.对于向量的数乘运算,应侧重于以下几个方面:
(1)数与向量的积仍是一个向量,向量的方向由实数的正负及原向量的方向确定,大小由λa 确定.
·a =0. (2)要特别注意0·a =0,而不是0
(3)实数与向量可以求积,但是不能进行加、减运算,比如λ+a ,λ-a 都无法进行. (4)向量数乘运算的运算律与实数乘法的运算律很相似,只是数乘运算的分配律有两种不同的形式:(λ+μ) a =λa +μa 和λ(a +b ) =λa +λb ,数乘运算的关键是等式两边向量的模相等,方向相同.
(5)判断两个向量是否平行(共线),实际上就是看能否找出一个实数,使得这个实数乘以其中一个向量等于另一个向量.一定要切实理解两向量共线的条件,它是证明几何中的三点共线和两直线平行等问题的有效手段.
二、基本定理及其坐标表示
1.平面向量基本定理表明,同一平面内的任一向量都可表示为其他两个不共线向量的线性组合,即选择了两个不共线向量e 1和e 2,平面内的任何一向量a 都可以用向量e 1,e 2表示为a =λ1e 1+λ2e 2,并且这种表示是惟一的,即若λ1e 1+λ2e 2=μ1e 1+μ2e 2,则必有λ1=μ1,λ2=μ2.这样,平面向量本定理不仅把几何问题转化为只含有λ1,λ2的代数运算,而且为利用待定系数法解题,提供了理论基础.
2.在利用平面向量基本定量时,一定要注意不共线这个条件.
3.平面向量坐标表示的理论基础就是平面向量的基本定理. 直角坐标系中与x 、 y 轴方向相同的单位向量是一组正交基底,这时,对于平面直角坐标系内的一个向量α,由平面向量基本定理可知,有且只有一对实数x ,y ,使得α=x i +y j .于是,平面内的任一向量α都可由x ,y 惟一确定,而有序数对(x ,y ) 正好是向量α的坐标,这样使得平面直角坐标系内的向量与坐标建立起一一映射,从而实现向量的“量化”表示. 在引入向量的坐标表示以后,向量的运算完全化为代数运算,从而实现了“形”和“数”的紧密结合. 很多几何问题,如共线、共点等较难问题的证明,就都可以转化为代数运算的论证,同时也为解决一些物理问题提供了一种简便有效的方法.
4.平面向量的坐标与该向量的始点、终点坐标有关,向量的坐标等于表示该向量的有向线段的终点坐标减去始点坐标,如:若平面上有点A (x 1,y 1) ,B (x 2,y 2) ,则
AB =(x 2-x ,y 2-y ) 1.一定要把向量的坐标与点的坐标区别开来,只有始点在原点时,向1
量的坐标才与终点的坐标相等. 两个向量相等时坐标是相同的,但起点、终点的坐标可以不同,即向量的坐标表示与表示该向量的有向线段的起点、终点的具体位置无关,只与其相对位置有关.
5.要注意区别两向量平行和垂直的坐标表示
(1)若a =(x 1,y 1) ,b =(x 2,y 2) ,则向量a 与b 共线的条件为x 1y 2-x 2y 1=0. (2)若非零向量a =(x 1,y 1) ,b =(x 2,y 2) ,则向量a 与b 垂直的条件为x 1x 2+y 1y 2=0. (3)要注意a 与b 共线的条件适合任何向量,而垂直的条件只是适合两非零向量,另外,(1)(2)两命题都是可逆的.
三、平面向量的数量积
·b =a b cos θ是数量,而不是向量,它的值是两个向量的模 1. 平面向量a 与b 的数量积a
与两个向量夹角余弦的乘积,其中θ的取值范围是0≤θ≤π.
2. 平面向量的数量积与数乘向量、实数与实数的乘积是不同的,在学习平面向量的数量的 积时,要注意以下几点:
·b =0不能推出b =0,因为对任何一个与a 垂直的非零向量b ,都有 (1) 由a ≠0,且a
a ·b =0.
·b =b ·c 不能推出a =c ,·b =b ·c ,(2) 由a 例如,当a =0且b ⊥c 时,a 但不能推出a =c . (3) 平面向量的数量积不满足结合律,即(a 因为前者表示与c ·b ) c 与a (b ·c ) 不一定相等,
共线的向量,后者表示与a 共线的向量,而c 与a 不一定共线.
,cos θ=(4) 由a ,
b 为非零向量时,a =a ·b a b
·b =0⇔a ⊥b ,可知平面向量 及a
的数量积可用来处理有关长度、角度、垂直等等问题.
3.
四、平面向量的应用
1.向量是数学中证明几何命题
的有效工具之一,根据平面向量基本定理,任一平面直线型图形中的线段都可以表示为某些向量的线性组合,这样在证明几何命题时,可先把已知和结论表示成向量的形式,再通过向量的运算就很容易得出结论.一般 地,利用实数与向量的积可证明共
线、平行、长度等问题;利用数量积可解决长度、角度、垂直等问题.
2.平面向量的应用,体现在高考中主要是在几何中的应用,由于平面向量的线性运算和数量积运算具有鲜明的几何背景,平面几何中的许多性质,如平移、全等、相似、长度(距离)、夹角等都可以用向量的线性运算及数量积表示出来,因此,可用向量的语言和方法来表述和解决几何中的一些问题.
3.用向量的方法解决几何问题时,首先要用向量表示相应的点、线段、夹角等几何元素,然后通过向量的运算,特别是数量积运算来研究点、线段等元素之间的关系,最后把运算结果“翻译”成几何关系,得到几何问题的结论.