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第二课时:平面向量的基本定理及坐标运算
【学习目标】会用坐标表示向量加法、减法与 数乘运算
【学习重点】平面向量的正交分解及其坐标表示、用坐标表示向量加法、减法与 数乘运算.
【学习难点】平面向量的基本定理及坐标表示向量共线的条件.
【学习过程】
一、知识梳理:
1、平面向量基本定理
定理:如果是同一平面内的两个 向量,那么对于这一平面内的任意向量, 一对实数使= .其中,不共线的向量 叫做表示这一平面内所有向量的一组基底.
2、夹角
(1)已知两个 向量,作,则,叫做向量的夹角.
(2)向量夹角的范围是 ,同向时,夹角= ;
反向时,夹角= .
(3)如果向量的夹角为 时,则垂直,记作: .
3、平面向量的正交分解:把一个向量分解为两个 的向量,叫做把向量正交分解.
4、平面向量的坐标表示
(1)在平面直角坐标系中,分别取与轴、轴方向相同的两个单位向量作为基底,对于平面内的一个向量,有且只有一对实数,使,把有序数对 叫做的坐标,记作:= ,其中 叫做在轴上的坐标, 叫做在轴上的坐标.
(2)设,则向量的坐标就是 的坐标,即若=,则点的坐标为 ,反之亦成立(是坐标原点).
5、平面向量的坐标运算
(1)加法、减法、数乘的运算:已知向量和实数,那么= ,= ,= .
(2)向量坐标的求法:已知,则= ,即一个向量的坐标等于该向量 的坐标减去 的坐标.
6、平面向量共线的坐标表示
(1)若则的充要条件是 .
(2)线段中点坐标公式及推广:设
①则的中点的坐标为 ;②若,设,则= , .
二、激活思维
1、已知点A(2,3),B(-1,5),且=,求点C的坐标 .
2、设向量a,b满足|a|=2,b=(2,1),且a与b的方向相反,则a的坐标为________.
3、已知-2=(-3,1),2+=(-1,2),求+=________.
4、已知向量=(cos,sin),=(cos,sin),|-|=,求cos(α-β)的值 .
5、在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,m=(b-c,cos C),n=(a,cos A),m∥n,则cos A的值等于________.
三、例题分析
题型一 平面向量基本定理的应用
例1、已知D为△ABC的边BC上的中点,△ABC所在平面内有一点P,满足++=0,则等于__________.
题型二 平行(共线)垂直向量的坐标运算
例2、(1)已知向量且,求x的值;
(2)在直角三角形ABC中,,求实数k的值.
变式1、平面内给定三个向量a=(3,2),b=(-1,2),c=(4,1).
(1)求满足a=mb+nc的实数m,n;
(2)若(a+kc)∥(2b-a),求实数k;
(3)若d满足(d-c)∥(a+b),且|d-c|=,求d.
例3、设坐标平面上有三点,分别是坐标平面上轴、轴正方向上的单位向量,若向量,,那么是否存在实数,使三点共线。
变式2、向量,,,且A,B,C三点共线,
求k的值.
变式3、已知向量不共线,,要使能成为平面内所有向量的一组基底,则实数的取值范围是
题型三 向量的坐标运算
例4、在直角坐标系中,分别是与轴、轴正方向同向的单位向量,已知,,,若,则实数 .
变式4:已知a,b,c分别为△ABC的三个内角A,B,C的对边,向量m=(2cosC-1,-2),n=(cos C,cos C+1).若m⊥n,且a+b=10,则△ABC周长的最小值为______
四、当堂练习:
1、已知向量,,,实数满足,则的最大值为
2、向量a=(,1),b=(0,-1),c=(k,),若a-2b与c共线,则k=______.
3、在平面直角坐标系中,O为坐标原点,A、B、C三点满足=+,则=________.
五、课后练习
1、与平面向量=(12,5)平行的单位向量为 。
2、在中,已知是边上一点,若,,则 .
、若三点 。
4、的三个内角所对边的边长分别为,设向量,,若,则角的大小为 .
5、已知向量,则的最小值是 。
6、已知两点点在直线上,且,则点的坐标是 。
7、如图,两块斜边长相等的直角三角板拼在一起,若,则x=_____________,y=_____________.
8、已知向量=(1,-3),=(2,-1),=(m+1,m-2),若点A、B、C能构成三角形,则实数m应满足的条件是_______________.
9、已知直线x+y=a与圆x2+y2=4交于A、B两点,且|+|=| -|,其中O为原点,则实数a的值为________.
A
B
O
C
N
M
10、如图,在中,点是的中点,过点的直线交于不同的两点,若,求的值。
11、已知。
(1)求; (2)当为何值时,与平行,平行时它们是同向还是反向?
12、抛物线上两点满足,已知,求。
13、如图,已知点是的重心
(1)求;
A
Q
G
M
B
P
O
(2)若过的重心,且,,,,求证:。
14、在△OAB的边OA,OB上分别取点M,N,使,设线段AN与BM交于点P,记,用表示向量.
P
O
A
B
M
N
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