高中數(shù)學(xué)北師大版講義(必修二)第14講2.4平面向量基本定理及坐標(biāo)表示6種常見考法歸類(學(xué)生版+解析)_第1頁
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文檔簡介

2.4平面向量基本定理及坐標(biāo)表示6種常見考法歸類課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)(1)理解平面向量基本定理及其意義.能推導(dǎo)平面向量基本定理和運(yùn)用平面向量基本定理解決某些數(shù)學(xué)問題.(2)借助平面直角坐標(biāo)系,掌握平面向量的正交分解及坐標(biāo)表示.(3)會用坐標(biāo)表示平面向量的加、減運(yùn)算與數(shù)乘運(yùn)算.(4)能用坐標(biāo)表示平面向量的共線條件.1.掌握平面向量基本定理,會用基底表示平面向量;2.能夠靈活應(yīng)用向量定理解決平面幾何問題.3.掌握平面向量的坐標(biāo)表示,理解點(diǎn)坐標(biāo)與向量坐標(biāo)的區(qū)別與聯(lián)系.4.平面上向量的和、差及數(shù)乘運(yùn)算,會用坐標(biāo)表示中點(diǎn)坐標(biāo).5.掌握向量平行的坐標(biāo)表示.知識點(diǎn)01平面向量基本定理1.定理:如果e1,e2(如圖①所示)是同一平面內(nèi)的兩個(gè)不共線向量,那么對于這一平面內(nèi)的任一向量a,存在唯一一對實(shí)數(shù)λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2(如圖②所示),其中不共線的向量e1,e2叫作表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基,記為{e1,e2}.2.正交分解:若基中的兩個(gè)向量互相垂直,則稱這組基為正交基,在正交基下向量的線性表示稱為正交分解.若基中的兩個(gè)向量是互相垂直的單位向量,則稱這組基為標(biāo)準(zhǔn)正交基.【即學(xué)即練1】下列關(guān)于基底的說法正確的序號是()①平面內(nèi)不共線的任意兩個(gè)向量都可作為一組基底;②基底中的向量可以是零向量;③平面內(nèi)的基底一旦確定,該平面內(nèi)的向量關(guān)于基底的線性分解形式也是唯一確定的.A.①② B.①③C.②③ D.①②③【即學(xué)即練2】若是平面內(nèi)向量的一組基,則下面的向量中不能作為一組基的是()A.和 B.和C.和 D.和【即學(xué)即練3】如果e1,e2是平面內(nèi)一組不共線的向量,那么下列四組向量中,不能作為平面內(nèi)所有向量的一組基底的是()A.e1與e1+e2 B.e1-2e2與e1+2e2C.e1+e2與e1-e2 D.e1-2e2與-e1+2e2【即學(xué)即練4】在△ABC中,eq\o(AB,\s\up7(―→))=c,eq\o(AC,\s\up7(―→))=b,若點(diǎn)D滿足eq\o(BD,\s\up7(―→))=2eq\o(DC,\s\up7(―→)),以b與c作為基底,則eq\o(AD,\s\up7(―→))=()A.eq\f(2,3)b+eq\f(1,3)cB.eq\f(5,3)c-eq\f(2,3)bC.eq\f(2,3)b-eq\f(1,3)c D.eq\f(1,3)b+eq\f(2,3)c知識點(diǎn)02平面向量的坐標(biāo)表示 在平面直角坐標(biāo)系中,分別取與x軸,y軸方向相同的兩個(gè)單位向量i,j作為標(biāo)準(zhǔn)正交基.對于坐標(biāo)平面內(nèi)的任意向量a,以坐標(biāo)原點(diǎn)O為起點(diǎn)作OP=a(通常稱OP為位置向量).由平面向量基本定理可知,有且僅有一對實(shí)數(shù)x,y,使OP=xi+yj.因此a=xi+yj,把(x,y)稱為向量a在標(biāo)準(zhǔn)正交基{i,j}下的坐標(biāo),記作a=(x,y).注:1.對平面向量坐標(biāo)的幾點(diǎn)認(rèn)識(1)設(shè)OA=xi+yj(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),則向量OA的坐標(biāo)(x,y)就是終點(diǎn)A的坐標(biāo);反過來,終點(diǎn)A的坐標(biāo)就是向量OA的坐標(biāo)(x,y).因此,在直角坐標(biāo)系內(nèi),每一個(gè)平面向量都可以用一個(gè)有序?qū)崝?shù)對唯一表示,即以原點(diǎn)為起點(diǎn)的向量與實(shí)數(shù)對是一一對應(yīng)的.(2)兩向量相等的等價(jià)條件是它們對應(yīng)的坐標(biāo)相等.(3)要把點(diǎn)的坐標(biāo)與向量的坐標(biāo)區(qū)別開來,相等的向量的坐標(biāo)是相同的,但起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)卻可以不同.2.符號(x,y)的意義符號(x,y)在直角坐標(biāo)系中有兩重意義,它既可以表示一個(gè)固定的點(diǎn),又可以表示一個(gè)向量,為了加以區(qū)分,在敘述中,就常說點(diǎn)(x,y)或向量(x,y).【即學(xué)即練5】下列說法正確的有()①向量的坐標(biāo)即此向量終點(diǎn)的坐標(biāo);②位置不同的向量其坐標(biāo)可能相同;③一個(gè)向量的坐標(biāo)等于它的終點(diǎn)坐標(biāo)減去它的起點(diǎn)坐標(biāo);④相等向量的坐標(biāo)一定相同.A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè) D.4個(gè)【即學(xué)即練6】如圖,向量a,b,c的坐標(biāo)分別是________,________,________.【即學(xué)即練7】已知,若的終點(diǎn)坐標(biāo)為(3,-6),則的起點(diǎn)坐標(biāo)為()A.(-4,-8) B.(-4,8) C.(4,-8) D.(4,8)【即學(xué)即練8】已知,,若,則點(diǎn)的坐標(biāo)為()A.(3,2) B.(3,-1) C.(7,0) D.(1,0)知識點(diǎn)03平面向量運(yùn)算的坐標(biāo)表示文字?jǐn)⑹龇柋硎炯臃▋蓚€(gè)向量和的坐標(biāo)分別等于這兩個(gè)向量相應(yīng)坐標(biāo)的和若a=(x1,y1),b=(x2,y2),則a+b=(x1+x2,y1+y2)減法兩個(gè)向量差的坐標(biāo)分別等于這兩個(gè)向量相應(yīng)坐標(biāo)的差若a=(x1,y1),b=(x2,y2),則a-b=(x1-x2,y1-y2)數(shù)乘向量實(shí)數(shù)與向量的積的坐標(biāo)等于用這個(gè)實(shí)數(shù)乘原來向量的相應(yīng)坐標(biāo)若a=(x,y),λ∈R,則λa=(λx,λy)向量的坐標(biāo)一個(gè)向量的坐標(biāo)等于表示此向量的有向線段的終點(diǎn)的坐標(biāo)減去起點(diǎn)的坐標(biāo)若A(x1,y1),B(x2,y2),則AB=(x2-x1,y2-y1)注:(1)向量的坐標(biāo)與表示向量的有向線段的起點(diǎn)、終點(diǎn)的具體位置沒有關(guān)系,只與其相對位置有關(guān)系,即兩向量的坐標(biāo)相同時(shí),兩個(gè)向量相等,但它們的起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)卻不一定相同.例如,若A(3,5),B(6,8),C(-5,3),D(-2,6),則AB=(3,3),CD=(3,3),顯然AB=CD,但A,B,C,D各點(diǎn)的坐標(biāo)都不相同.(2)運(yùn)算時(shí),注意向量的起點(diǎn)與終點(diǎn)的順序不要顛倒.【即學(xué)即練9】已知向量,,則向量()A. B. C. D.【即學(xué)即練10】設(shè),,,,則().A. B. C. D.【即學(xué)即練11】已知向量,則____________【即學(xué)即練12】已知平行四邊形ABCD的三個(gè)頂點(diǎn),,的坐標(biāo)分別是,,,,則向量的坐標(biāo)是()A. B. C. D.知識點(diǎn)04中點(diǎn)坐標(biāo)公式設(shè)點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),M是線段AB的中點(diǎn),則x=【即學(xué)即練13】已知,,M是線段的中點(diǎn),那么向量的坐標(biāo)是()A. B. C. D.【即學(xué)即練14】已知,則線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為_______.知識點(diǎn)05平面向量平行的坐標(biāo)表示a=(x1,y1),b=(x2,y2)向量a,b(b≠0)共線的充要條件是x1y2-x2y1=0.注:已知a=(x1,y1),b=(x2,y2),(1)當(dāng)b≠0時(shí),a=λb.這是幾何運(yùn)算,體現(xiàn)了向量a與b的長度及方向之間的關(guān)系.(2)x1y2-x2y1=0.這是代數(shù)運(yùn)算,用它解決向量共線問題的優(yōu)點(diǎn)在于不需要引入?yún)?shù)“λ”,從而減少未知數(shù)個(gè)數(shù),而且使問題的解決具有代數(shù)化的特點(diǎn)、程序化的特征.(3)當(dāng)x2y2≠0時(shí),x1x2【即學(xué)即練15】下列各組向量是平行向量的有________.(填序號)①a=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(3,4))),b=(-2,-3);②a=(0.5,4),b=(-8,64);③a=(2,3),b=(3,4);④a=(2,3),b=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4,3),2)).【即學(xué)即練16】已知向量a=(3,1),b=(1,3),c=(k,7).若(a-c)∥b,則k=________.【即學(xué)即練17】若點(diǎn),,三點(diǎn)共線,則的值為()A.3 B.4 C.5 D.6題型一:對平面向量基本定理的理解例1.(2024高一下·全國·專題練習(xí))下列三種說法:①一個(gè)平面內(nèi)只有一組不共線的向量可作為表示該平面內(nèi)所有向量的基底;②一個(gè)平面內(nèi)有無數(shù)組不共線向量可作為表示該平面內(nèi)所有向量的基底;③平面內(nèi)的基底一旦確定,該平面內(nèi)的向量關(guān)于基底的線性分解形式也是唯一確定的.其中,說法正確的為(

)A.①② B.②③C.①③ D.①②③變式1.【多選】(2024高一·江蘇·專題練習(xí))設(shè),是不共線的兩個(gè)向量,則下列各組向量能作為一組基底的是(

)A.與 B.與C.與 D.與變式2.【多選】(2024高一下·福建福州·階段練習(xí))若是平面內(nèi)的一個(gè)基底,則下列四組向量中不能作為平面向量的基底的是(

)A. B.C. D.變式3.(2024高一下·福建福州·期末)如圖所示,點(diǎn)O為正六邊形ABCDEF的中心,則可作為基底的一對向量是(

)A. B.C. D.【方法技巧與總結(jié)】對基的理解(1)兩個(gè)向量能否作為一組基,關(guān)鍵是看這兩個(gè)向量是否共線.若共線,則不能作基,反之,則可作基.(2)一個(gè)平面的基一旦確定,那么平面上任意一個(gè)向量都可以由這組基唯一線性表示出來.設(shè)向量a與b是平面內(nèi)兩個(gè)不共線的向量,若x1a+y1b=x2a+y2b,則x提醒:一個(gè)平面的基不是唯一的,同一個(gè)向量用不同的基表示,表達(dá)式不一樣.題型二:用基表示平面向量例2.(2024高三下·山東德州·開學(xué)考試)在中,點(diǎn)在直線上,且滿足,則(

)A. B.C. D.變式1.(2024·廣東佛山·模擬預(yù)測)在中,,若,線段與交于點(diǎn),則(

)A. B.C. D.變式2.(2024·山西運(yùn)城·一模)已知所在平面內(nèi)一點(diǎn),滿足,則(

)A. B.C. D.變式3.(2024·福建漳州·模擬預(yù)測)在中,是邊上一點(diǎn),且是的中點(diǎn),記,則(

)A. B. C. D.變式4.(2024·全國·模擬預(yù)測)在等腰梯形中,,,點(diǎn)是線段上靠近的三等分點(diǎn),則(

)A. B.C. D.【方法技巧與總結(jié)】用基表示向量的兩種基本方法用基表示向量的基本方法有兩種:一種是運(yùn)用向量的線性運(yùn)算對待求向量不斷地進(jìn)行轉(zhuǎn)化,直至用基表示為止;另一種是通過列向量方程(組),利用基表示向量的唯一性求解.題型三平面向量基本定理的應(yīng)用(一)利用平面向量基本定理求參數(shù)例3.(2024·湖南·模擬預(yù)測)在中,,點(diǎn)滿足,若,則的值為.變式1.(2024高三下·全國·專題練習(xí))如圖,在平行四邊形ABCD中,,,,則.

變式2.(2024高三下·全國·專題練習(xí))已知平面四邊形滿足,平面內(nèi)點(diǎn)E滿足,CD與AE交于點(diǎn)M,若,則.變式3.(2024高二下·湖南岳陽·開學(xué)考試)在平行四邊形中,、分別為邊、的中點(diǎn),連接、,交于點(diǎn).若(),則.變式4.(2024高三上·河南·專題練習(xí))已知D,E分別為的邊AB,BC上的點(diǎn),且,,CD與AE相交于點(diǎn)O,若,則.(二)確定兩直線交點(diǎn)的位置問題例4.(2024高一下·江蘇·專題練習(xí))如圖,在中,點(diǎn)M是BC的中點(diǎn),點(diǎn)N在AC上,且,AM與BN相交于點(diǎn)P,求與.變式1.(2024高三·全國·專題練習(xí))如圖,在中,若,,過點(diǎn)的直線交直線分別于兩點(diǎn),且,探究之間的關(guān)系.

變式2.(2024高一上·遼寧大連·期末)如圖,在中,,,AD與BC相交于點(diǎn)M.設(shè),.

(1)試用基底表示向量;(2)在線段AC上取一點(diǎn)E,在線段BD上取一點(diǎn)F,使EF過點(diǎn)M,若,,求的值.變式3.(2024高一上·遼寧·期末)如圖,在中,是上一點(diǎn),是上一點(diǎn),且,過點(diǎn)作直線分別交于點(diǎn).(1)用向量與表示;(2)若,求和的值.【方法技巧與總結(jié)】1.利用平面向量基本定理求參數(shù)值的基本思路是利用定理的唯一性,對某一向量用基表示兩次然后利用系數(shù)相等列方程(組)求解,即對于基{e1,e2},若a=xe1+ye2,且a=me1+ne2(x,y,m,n∈R),則有x=m2.充分利用平面幾何知識對圖中的有關(guān)點(diǎn)進(jìn)行精確定位,往往可使問題更便于解決.3.用向量解決平面幾何問題的一般步驟(1)選取不共線的兩個(gè)平面向量作為基.(2)將相關(guān)的向量用基向量表示,將幾何問題轉(zhuǎn)化為向量問題.(3)利用向量知識進(jìn)行向量運(yùn)算,得向量問題的解.(4)再將向量問題的解轉(zhuǎn)化為平面幾何問題的解.題型四平面向量的坐標(biāo)表示例5.(2024高一下·全國·專題練習(xí))如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,,分別為與兩個(gè)坐標(biāo)軸正方向同向的單位向量,,是平面內(nèi)的向量,且A點(diǎn)坐標(biāo)為,則下列說法正確的是.(填序號)

①向量可以表示為;②只有當(dāng)?shù)钠瘘c(diǎn)在原點(diǎn)時(shí);③若,則終點(diǎn)A的坐標(biāo)就是向量的坐標(biāo).變式1.(2024高一下·全國·專題練習(xí))如圖,分別取與x軸,y軸正方向相同的兩個(gè)單位向量作為基底,若,,則向量的坐標(biāo)為(

)A. B.C. D.變式2.(2024高一下·全國·專題練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系xOy中,向量的方向如圖所示,且,,,分別計(jì)算出它們的坐標(biāo).變式3.(2024高三上·江蘇常州·期末)已知扇形的半徑為5,以為原點(diǎn)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,,,弧的中點(diǎn)為,則(

)A. B. C. D.【方法技巧與總結(jié)】在向量的坐標(biāo)表示中,一定要分清表示向量的有向線段的起點(diǎn)與終點(diǎn)的坐標(biāo),同時(shí)注意區(qū)分點(diǎn)的坐標(biāo)與向量的坐標(biāo)寫法的不同.題型五平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算例6.【多選】(2024高一下·全國·專題練習(xí))下列各式不正確的是(

)A.若,,則B.若,,則C.若,,則D.若,,則變式1.(2024高一下·全國·專題練習(xí))已知,,求:(1);(2);(3).變式2.(2024高一下·全國·專題練習(xí))已知,若,,求的坐標(biāo).變式3.【多選】(2024高一下·全國·專題練習(xí))已知平面內(nèi)平行四邊形的三個(gè)頂點(diǎn)則第四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)為()A. B.C. D.變式4.(2024高一下·全國·課后作業(yè))已知向量,,若滿足,則()A. B.C. D.變式5.(2024高一下·四川自貢·期中)已知點(diǎn),點(diǎn)在線段的延長線上,且,則點(diǎn)P的坐標(biāo)是.【方法技巧與總結(jié)】1.向量的坐標(biāo)運(yùn)算主要是利用加、減、數(shù)乘運(yùn)算法則進(jìn)行的,若已知有向線段兩端點(diǎn)的坐標(biāo),則應(yīng)先求出向量的坐標(biāo),然后再進(jìn)行向量的坐標(biāo)運(yùn)算,另外,解題過程中要注意方程思想的運(yùn)用.2.利用向量的坐標(biāo)運(yùn)算解題,主要根據(jù)相等的向量坐標(biāo)相同這一原則,通過列方程(組)進(jìn)行求解.題型六平面向量共線的坐標(biāo)表示(一)向量共線的判定與證明例7.(2024高三上·上海浦東新·階段練習(xí))設(shè),則“”是“”的(

)A.充分非必要條件B.必要非充分條件 C.充分必要條件D.非充分非必要條件變式1.(2024高一下·全國·專題練習(xí))下列各組向量中,共線的是()A.,B.,C.,D.,變式2.【多選】(2024高一·全國·課后作業(yè))下列向量組中,能作為平面內(nèi)所有向量基底的是(

)A. B.C. D.變式3.(2024高一下·河南·期中)下列向量中與共線的是(

)A. B.C. D.(二)利用向量共線的坐標(biāo)表示求參數(shù)例8.(2024高一下·河南洛陽·階段練習(xí))已知向量,則“”是“”的(

)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件變式1.(2024高一·江蘇·專題練習(xí))已知向量,.若與平行,則()A. B.C.7 D.變式2.(2024高一·江蘇·專題練習(xí))已知向量,.若,則.變式3.(2024高二上·浙江·期末)已知平面向量,,且,則(

)A. B.0 C.1 D.變式4.(2024高一·全國·專題練習(xí))平面內(nèi)給定三個(gè)向量,且,求實(shí)數(shù)關(guān)于的表達(dá)式.變式5.(2024高三上·江西贛州·階段練習(xí))已知向量,若與共線且同向,則實(shí)數(shù)λ的值為(

)A.2 B.4 C. D.或4變式6.(2024高一下·湖南岳陽·期末)設(shè),向量,,且,則(

)A. B. C.10 D.(三)三點(diǎn)共線問題例9.(2024高一·全國·隨堂練習(xí))判斷下列各組三點(diǎn)是否共線:(1),,;(2),,;(3),,.變式1.(2024高三上·上海黃浦·開學(xué)考試)若三點(diǎn)不能構(gòu)成三角形,則.變式2.(2024高二上·北京豐臺·期中)已知,,三點(diǎn)共線,則.變式3.(2024高一下·河北邯鄲·期中)已知向量,,,若B,C,D三點(diǎn)共線,則(

)A.-16 B.16 C. D.變式4.(2024高一下·江蘇無錫·期末)已知點(diǎn),,,若A,B,C三點(diǎn)共線,則的坐標(biāo)為(

)A. B. C. D.變式5.(2024高一下·福建漳州·期中)已知向量,.(1)若與共線,求的值;(2)若,,且三點(diǎn)共線,求的值.變式6.(2024高三上·天津河北·期中)設(shè),,,其中,,為坐標(biāo)原點(diǎn),若,,三點(diǎn)共線,則,的最小值為.【方法技巧與總結(jié)】1.向量共線的判定方法(1)利用向量共線定理,由a=λb(b≠0)推出a∥b.(2)利用向量共線的坐標(biāo)表達(dá)式x1y2-x2y1=0(a=(x1,y1),b=(x2,y2))直接判斷a與b是否平行.2.根據(jù)向量共線的條件求參數(shù)問題的兩種思路(1)利用向量共線定理,由a=λb(b≠0)列方程組求解.(2)利用向量共線的坐標(biāo)表達(dá)式x1y2-x2y1=0求解.3.利用向量解決三點(diǎn)共線問題的一般思路:(1)利用三點(diǎn)構(gòu)造出兩個(gè)向量,求出唯一確定的實(shí)數(shù)λ;(2)利用向量運(yùn)算的坐標(biāo)表示得出兩向量共線,再結(jié)合兩向量過同一點(diǎn),可得兩向量所在的直線必重合,即三點(diǎn)共線.一、單選題1.(2024高一下·河南·期中)設(shè)、是不共線的兩個(gè)非零向量,則下列四組向量不能作為基底的是()A.和 B.與C.與 D.與2.(2024·全國·模擬預(yù)測)如圖,在中,為的中點(diǎn),,與交于點(diǎn),若,,則(

)A. B. C. D.3.(2024高三上·全國·競賽)平面向量,則(

)A.3 B.5 C.7 D.114.(2024高一·江蘇·專題練習(xí))已知,,三點(diǎn)共線,且,,若點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,則點(diǎn)的橫坐標(biāo)為()A. B.C. D.5.(2024高一下·全國·專題練習(xí))已知向量,,則等于()A. B.C. D.6.(2024高一下·江蘇連云港·階段練習(xí))如圖所示的矩形中,,滿足,,G為EF的中點(diǎn),若,則的值為(

)A. B.3 C. D.27.(2024高三上·全國·階段練習(xí))在平行四邊形中,,,若,則(

)A.1 B.2 C.4 D.88.(2024·全國·模擬預(yù)測)在中,,是的中線,若,,則(

)A. B.C. D.二、多選題9.(2024高一上·湖南長沙·期末)下列各組向量中,不能作為基底的是(

)A.,B.,C.,D.,10.(2024高一下·江蘇連云港·期中)如圖,中,,點(diǎn)E在線段AC上,AD與BE交于點(diǎn)F,,則下列說法正確的是(

)A. B.C. D.11.(2024高一上·浙江·期末)下列命題中錯(cuò)誤的是(

)A.已知為平面內(nèi)兩個(gè)不共線的向量,則可作為平面的一組基底B.長度不等且方向相反的兩個(gè)向量不一定是共線向量C.方向相同的兩個(gè)向量,向量的模越大,則向量越大D.若,則存在唯一實(shí)數(shù)使得12.(2024高一下·全國·專題練習(xí))若,是平面內(nèi)兩個(gè)不共線的向量,則下列說法不正確的是(

)A.可以表示平面內(nèi)的所有向量B.對于平面中的任一向量,使的實(shí)數(shù),有無數(shù)多對C.,,,均為實(shí)數(shù),且向量與共線,則有且只有一個(gè)實(shí)數(shù),使D.若存在實(shí)數(shù),,使,則三、填空題13.(2024高三·全國·專題練習(xí))已知點(diǎn),且,則點(diǎn)的坐標(biāo)是.14.(2024高一下·遼寧·期末)已知四邊形的對角線交于點(diǎn)為的中點(diǎn),若,則.15.(2024高一下·全國·專題練習(xí))已知、是兩個(gè)不共線的向量,,,若與是共線向量,則實(shí)數(shù).16.(2024高一下·全國·專題練習(xí))已知向量.若非零實(shí)數(shù)滿足,則.17.(2024高一下·全國·專題練習(xí))已知向量是一個(gè)基底,實(shí)數(shù)x,y滿足,則.四、解答題18.(2024高二上·廣東·學(xué)業(yè)考試)已知向量,,點(diǎn).(1)求線段BD的中點(diǎn)M的坐標(biāo);(2)若點(diǎn)滿足點(diǎn)P,B,D三點(diǎn)共線,求y的值.19.(2024高一·全國·單元測試)在平行四邊形中,.

(1)如圖1,如果分別是的中點(diǎn),試用分別表示.(2)如圖2,如果是與的交點(diǎn),是的中點(diǎn),試用表示.20.(2024高三·全國·專題練習(xí))在平行四邊形中,,為的中點(diǎn),延長交于點(diǎn),若,求的值.

21.(2024高三上·陜西銅川·期末)如圖,在直角梯形中,為上靠近的三等分點(diǎn),交于.(1)用和表示;(2)求證:.22.(2024高三·全國·專題練習(xí))如圖,已知點(diǎn)是邊長為1的正三角形的中心,線段經(jīng)過點(diǎn),并繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動,分別交邊于點(diǎn),設(shè),其中.(1)求的值;(2)求面積的最小值,并指出相應(yīng)的的值.2.4平面向量基本定理及坐標(biāo)表示6種常見考法歸類課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)(1)理解平面向量基本定理及其意義.能推導(dǎo)平面向量基本定理和運(yùn)用平面向量基本定理解決某些數(shù)學(xué)問題.(2)借助平面直角坐標(biāo)系,掌握平面向量的正交分解及坐標(biāo)表示.(3)會用坐標(biāo)表示平面向量的加、減運(yùn)算與數(shù)乘運(yùn)算.(4)能用坐標(biāo)表示平面向量的共線條件.1.掌握平面向量基本定理,會用基底表示平面向量;2.能夠靈活應(yīng)用向量定理解決平面幾何問題.3.掌握平面向量的坐標(biāo)表示,理解點(diǎn)坐標(biāo)與向量坐標(biāo)的區(qū)別與聯(lián)系.4.平面上向量的和、差及數(shù)乘運(yùn)算,會用坐標(biāo)表示中點(diǎn)坐標(biāo).5.掌握向量平行的坐標(biāo)表示.知識點(diǎn)01平面向量基本定理1.定理:如果e1,e2(如圖①所示)是同一平面內(nèi)的兩個(gè)不共線向量,那么對于這一平面內(nèi)的任一向量a,存在唯一一對實(shí)數(shù)λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2(如圖②所示),其中不共線的向量e1,e2叫作表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基,記為{e1,e2}.2.正交分解:若基中的兩個(gè)向量互相垂直,則稱這組基為正交基,在正交基下向量的線性表示稱為正交分解.若基中的兩個(gè)向量是互相垂直的單位向量,則稱這組基為標(biāo)準(zhǔn)正交基.【即學(xué)即練1】下列關(guān)于基底的說法正確的序號是()①平面內(nèi)不共線的任意兩個(gè)向量都可作為一組基底;②基底中的向量可以是零向量;③平面內(nèi)的基底一旦確定,該平面內(nèi)的向量關(guān)于基底的線性分解形式也是唯一確定的.A.①② B.①③C.②③ D.①②③【解析】由基底的定義可知①③正確.故選B.【即學(xué)即練2】若是平面內(nèi)向量的一組基,則下面的向量中不能作為一組基的是()A.和 B.和C.和 D.和【解析】對于A,,能作為基底;對于B,,不能作為基底;對于C,,能作為基底;對于D,,能作為基底;故選:B.【即學(xué)即練3】如果e1,e2是平面內(nèi)一組不共線的向量,那么下列四組向量中,不能作為平面內(nèi)所有向量的一組基底的是()A.e1與e1+e2 B.e1-2e2與e1+2e2C.e1+e2與e1-e2 D.e1-2e2與-e1+2e2【解析】由e1,e2為不共線向量,可知e1與e1+e2,e1-2e2與e1+2e2,e1+e2與e1-e2必不共線,都可作為平面向量的基底,而e1-2e2=-(-e1+2e2),故e1-2e2與-e1+2e2共線,不能作為該平面所有向量的基底.故選D.【即學(xué)即練4】在△ABC中,eq\o(AB,\s\up7(―→))=c,eq\o(AC,\s\up7(―→))=b,若點(diǎn)D滿足eq\o(BD,\s\up7(―→))=2eq\o(DC,\s\up7(―→)),以b與c作為基底,則eq\o(AD,\s\up7(―→))=()A.eq\f(2,3)b+eq\f(1,3)cB.eq\f(5,3)c-eq\f(2,3)bC.eq\f(2,3)b-eq\f(1,3)c D.eq\f(1,3)b+eq\f(2,3)c【解析】∵eq\o(BD,\s\up7(―→))=2eq\o(DC,\s\up7(―→)),∴eq\o(AD,\s\up7(―→))-eq\o(AB,\s\up7(―→))=2(eq\o(AC,\s\up7(―→))-eq\o(AD,\s\up7(―→))),∴eq\o(AD,\s\up7(―→))-c=2(b-eq\o(AD,\s\up7(―→))),∴eq\o(AD,\s\up7(―→))=eq\f(1,3)c+eq\f(2,3)b.故選A.知識點(diǎn)02平面向量的坐標(biāo)表示 在平面直角坐標(biāo)系中,分別取與x軸,y軸方向相同的兩個(gè)單位向量i,j作為標(biāo)準(zhǔn)正交基.對于坐標(biāo)平面內(nèi)的任意向量a,以坐標(biāo)原點(diǎn)O為起點(diǎn)作OP=a(通常稱OP為位置向量).由平面向量基本定理可知,有且僅有一對實(shí)數(shù)x,y,使OP=xi+yj.因此a=xi+yj,把(x,y)稱為向量a在標(biāo)準(zhǔn)正交基{i,j}下的坐標(biāo),記作a=(x,y).注:1.對平面向量坐標(biāo)的幾點(diǎn)認(rèn)識(1)設(shè)OA=xi+yj(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),則向量OA的坐標(biāo)(x,y)就是終點(diǎn)A的坐標(biāo);反過來,終點(diǎn)A的坐標(biāo)就是向量OA的坐標(biāo)(x,y).因此,在直角坐標(biāo)系內(nèi),每一個(gè)平面向量都可以用一個(gè)有序?qū)崝?shù)對唯一表示,即以原點(diǎn)為起點(diǎn)的向量與實(shí)數(shù)對是一一對應(yīng)的.(2)兩向量相等的等價(jià)條件是它們對應(yīng)的坐標(biāo)相等.(3)要把點(diǎn)的坐標(biāo)與向量的坐標(biāo)區(qū)別開來,相等的向量的坐標(biāo)是相同的,但起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)卻可以不同.2.符號(x,y)的意義符號(x,y)在直角坐標(biāo)系中有兩重意義,它既可以表示一個(gè)固定的點(diǎn),又可以表示一個(gè)向量,為了加以區(qū)分,在敘述中,就常說點(diǎn)(x,y)或向量(x,y).【即學(xué)即練5】下列說法正確的有()①向量的坐標(biāo)即此向量終點(diǎn)的坐標(biāo);②位置不同的向量其坐標(biāo)可能相同;③一個(gè)向量的坐標(biāo)等于它的終點(diǎn)坐標(biāo)減去它的起點(diǎn)坐標(biāo);④相等向量的坐標(biāo)一定相同.A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè) D.4個(gè)【解析】向量的坐標(biāo)是其終點(diǎn)坐標(biāo)減去起點(diǎn)坐標(biāo),故①錯(cuò)誤,②③④正確.故選C.【即學(xué)即練6】如圖,向量a,b,c的坐標(biāo)分別是________,________,________.【解析】將各向量分別向基底i,j所在直線分解,則a=-4i+0j,∴a=(-4,0),b=0i+6j,∴b=(0,6),c=-2i-5j,∴c=(-2,-5).答案:(-4,0)(0,6)(-2,-5)【即學(xué)即練7】已知,若的終點(diǎn)坐標(biāo)為(3,-6),則的起點(diǎn)坐標(biāo)為()A.(-4,-8) B.(-4,8) C.(4,-8) D.(4,8)【解析】設(shè)的起點(diǎn)坐標(biāo)為,的終點(diǎn)坐標(biāo)為(3,-6),,又,,解得,的起點(diǎn)坐標(biāo)為,故選:C.【即學(xué)即練8】已知,,若,則點(diǎn)的坐標(biāo)為()A.(3,2) B.(3,-1) C.(7,0) D.(1,0)【解析】設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,則,,因?yàn)?,即,所以,解得,所?故選:C.知識點(diǎn)03平面向量運(yùn)算的坐標(biāo)表示文字?jǐn)⑹龇柋硎炯臃▋蓚€(gè)向量和的坐標(biāo)分別等于這兩個(gè)向量相應(yīng)坐標(biāo)的和若a=(x1,y1),b=(x2,y2),則a+b=(x1+x2,y1+y2)減法兩個(gè)向量差的坐標(biāo)分別等于這兩個(gè)向量相應(yīng)坐標(biāo)的差若a=(x1,y1),b=(x2,y2),則a-b=(x1-x2,y1-y2)數(shù)乘向量實(shí)數(shù)與向量的積的坐標(biāo)等于用這個(gè)實(shí)數(shù)乘原來向量的相應(yīng)坐標(biāo)若a=(x,y),λ∈R,則λa=(λx,λy)向量的坐標(biāo)一個(gè)向量的坐標(biāo)等于表示此向量的有向線段的終點(diǎn)的坐標(biāo)減去起點(diǎn)的坐標(biāo)若A(x1,y1),B(x2,y2),則AB=(x2-x1,y2-y1)注:(1)向量的坐標(biāo)與表示向量的有向線段的起點(diǎn)、終點(diǎn)的具體位置沒有關(guān)系,只與其相對位置有關(guān)系,即兩向量的坐標(biāo)相同時(shí),兩個(gè)向量相等,但它們的起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)卻不一定相同.例如,若A(3,5),B(6,8),C(-5,3),D(-2,6),則AB=(3,3),CD=(3,3),顯然AB=CD,但A,B,C,D各點(diǎn)的坐標(biāo)都不相同.(2)運(yùn)算時(shí),注意向量的起點(diǎn)與終點(diǎn)的順序不要顛倒.【即學(xué)即練9】已知向量,,則向量()A. B. C. D.【解析】因?yàn)橄蛄?,,所以故選:A.【即學(xué)即練10】設(shè),,,,則().A. B. C. D.【解析】設(shè),則,因?yàn)?,所以,所以,解得,即,所以,所以,故選:B【即學(xué)即練11】已知向量,則____________【解析】由題意,又因?yàn)?,所以,故答案為:【即學(xué)即練12】已知平行四邊形ABCD的三個(gè)頂點(diǎn),,的坐標(biāo)分別是,,,,則向量的坐標(biāo)是()A. B. C. D.【解析】平行四邊形的三個(gè)頂點(diǎn),,的坐標(biāo)分別是,,,,∴,,,,,,,,.,,,.故選:B.知識點(diǎn)04中點(diǎn)坐標(biāo)公式設(shè)點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),M是線段AB的中點(diǎn),則x=【即學(xué)即練13】已知,,M是線段的中點(diǎn),那么向量的坐標(biāo)是()A. B. C. D.【解析】由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得,即,所以.故選:A.【即學(xué)即練14】已知,則線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為_______.【解析】設(shè),則,所以,解得:,所以點(diǎn)坐標(biāo)為,由中點(diǎn)坐標(biāo)公式可得:線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為,即,故答案為:知識點(diǎn)05平面向量平行的坐標(biāo)表示a=(x1,y1),b=(x2,y2)向量a,b(b≠0)共線的充要條件是x1y2-x2y1=0.注:已知a=(x1,y1),b=(x2,y2),(1)當(dāng)b≠0時(shí),a=λb.這是幾何運(yùn)算,體現(xiàn)了向量a與b的長度及方向之間的關(guān)系.(2)x1y2-x2y1=0.這是代數(shù)運(yùn)算,用它解決向量共線問題的優(yōu)點(diǎn)在于不需要引入?yún)?shù)“λ”,從而減少未知數(shù)個(gè)數(shù),而且使問題的解決具有代數(shù)化的特點(diǎn)、程序化的特征.(3)當(dāng)x2y2≠0時(shí),x1x2【即學(xué)即練15】下列各組向量是平行向量的有________.(填序號)①a=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(3,4))),b=(-2,-3);②a=(0.5,4),b=(-8,64);③a=(2,3),b=(3,4);④a=(2,3),b=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4,3),2)).【解析】①eq\f(1,2)(-3)-eq\f(3,4)(-2)=-eq\f(3,2)+eq\f(3,2)=0,∴a∥b.②0.5×64-4(-8)=32+32=64≠0,∴a,b不平行.③2×4-3×3=8-9=-1≠0,∴a,b不平行.④2×2-3eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4,3)))=4+4=8≠0,∴a,b不平行.【即學(xué)即練16】已知向量a=(3,1),b=(1,3),c=(k,7).若(a-c)∥b,則k=________.【解析】a-c=(3-k,-6),∵(a-c)∥b,∴3(3-k)+6=0,解得k=5.答案:5【即學(xué)即練17】若點(diǎn),,三點(diǎn)共線,則的值為()A.3 B.4 C.5 D.6【解析】因?yàn)辄c(diǎn),,,所以,因?yàn)辄c(diǎn),,三點(diǎn)共線,所以共線,則,解得,故選:B題型一:對平面向量基本定理的理解例1.(2024高一下·全國·專題練習(xí))下列三種說法:①一個(gè)平面內(nèi)只有一組不共線的向量可作為表示該平面內(nèi)所有向量的基底;②一個(gè)平面內(nèi)有無數(shù)組不共線向量可作為表示該平面內(nèi)所有向量的基底;③平面內(nèi)的基底一旦確定,該平面內(nèi)的向量關(guān)于基底的線性分解形式也是唯一確定的.其中,說法正確的為(

)A.①② B.②③C.①③ D.①②③【答案】B【分析】由基底的概念及平面向量基本定理逐一判斷即可.【詳解】平面內(nèi)只要不共線的向量均可作為表示該平面內(nèi)所有向量的基底,有無數(shù)組,①錯(cuò)誤,②正確;由平面向量基本定理可得,平面內(nèi)的基底一旦確定,該平面內(nèi)的向量關(guān)于基底的線性分解形式也是唯一確定的,③正確.故選:B.變式1.【多選】(2024高一·江蘇·專題練習(xí))設(shè),是不共線的兩個(gè)向量,則下列各組向量能作為一組基底的是(

)A.與 B.與C.與 D.與【答案】ABD【分析】先判斷與,與,與不共線,即可判斷此三組向量可以分別作為一組基底;與共線,故此組向量不能作為一組基底.【詳解】A.設(shè),則無解,所以與不共線,即與能作為一組基底.B.設(shè),則無解,所以與不共線,即與能作為一組基底.C.因?yàn)?,所以與共線,即與不能作為一組基底.D.設(shè),則無解,所以與不共線,即與能作為一組基底.故選:ABD變式2.【多選】(2024高一下·福建福州·階段練習(xí))若是平面內(nèi)的一個(gè)基底,則下列四組向量中不能作為平面向量的基底的是(

)A. B.C. D.【答案】ABC【分析】根據(jù)平面向量共線定理以及基底的概念逐一判斷即可.【詳解】對于A,,則為共線向量,不能作為平面向量的基底;對于B,,則為共線向量,不能作為平面向量的基底;對于C,,則為共線向量,不能作為平面向量的基底;對于D,明顯不存在實(shí)數(shù)使,則不共線,可以作為平面向量的基底.故選:ABC.變式3.(2024高一下·福建福州·期末)如圖所示,點(diǎn)O為正六邊形ABCDEF的中心,則可作為基底的一對向量是(

)A. B.C. D.【答案】B【分析】利用基底的定義求解.【詳解】由題中圖形可知:與,與,與共線,不能作為基底向量,與不共線,可作為基底向量.故選:B.【方法技巧與總結(jié)】對基的理解(1)兩個(gè)向量能否作為一組基,關(guān)鍵是看這兩個(gè)向量是否共線.若共線,則不能作基,反之,則可作基.(2)一個(gè)平面的基一旦確定,那么平面上任意一個(gè)向量都可以由這組基唯一線性表示出來.設(shè)向量a與b是平面內(nèi)兩個(gè)不共線的向量,若x1a+y1b=x2a+y2b,則x提醒:一個(gè)平面的基不是唯一的,同一個(gè)向量用不同的基表示,表達(dá)式不一樣.題型二:用基表示平面向量例2.(2024高三下·山東德州·開學(xué)考試)在中,點(diǎn)在直線上,且滿足,則(

)A. B.C. D.【答案】A【分析】根據(jù)畫出及點(diǎn)D的位置,再由向量的線性運(yùn)算即可由表示出.【詳解】因?yàn)?,所?/p>

故選:A.變式1.(2024·廣東佛山·模擬預(yù)測)在中,,若,線段與交于點(diǎn),則(

)A. B.C. D.【答案】B【分析】根據(jù)中線性質(zhì)得出,再由平面向量線性運(yùn)算即可求得結(jié)果.【詳解】如下圖所示:

由可得分別為的中點(diǎn),由中線性質(zhì)可得,又,所以,因此.故選:B變式2.(2024·山西運(yùn)城·一模)已知所在平面內(nèi)一點(diǎn),滿足,則(

)A. B.C. D.【答案】B【分析】由已知條件結(jié)合平面向量的加法可得出關(guān)于、的表達(dá)式.【詳解】因?yàn)?,即,即,解得,故選:B.變式3.(2024·福建漳州·模擬預(yù)測)在中,是邊上一點(diǎn),且是的中點(diǎn),記,則(

)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)平面向量的線性運(yùn)算法則進(jìn)行運(yùn)算即可.【詳解】,故選:D.

變式4.(2024·全國·模擬預(yù)測)在等腰梯形中,,,點(diǎn)是線段上靠近的三等分點(diǎn),則(

)A. B.C. D.【答案】D【分析】通過添設(shè)輔助線,借助于三角形和等腰梯形,利用平面向量的加減法將進(jìn)行轉(zhuǎn)化,最終用來表示即得.【詳解】如圖等腰梯形中,取中點(diǎn),連接,則,,于是,.故選:D.【方法技巧與總結(jié)】用基表示向量的兩種基本方法用基表示向量的基本方法有兩種:一種是運(yùn)用向量的線性運(yùn)算對待求向量不斷地進(jìn)行轉(zhuǎn)化,直至用基表示為止;另一種是通過列向量方程(組),利用基表示向量的唯一性求解.題型三平面向量基本定理的應(yīng)用(一)利用平面向量基本定理求參數(shù)例3.(2024·湖南·模擬預(yù)測)在中,,點(diǎn)滿足,若,則的值為.【答案】【分析】根據(jù)向量的加減運(yùn)算即可得出答案.【詳解】由題意可得:.所以.故答案為:.變式1.(2024高三下·全國·專題練習(xí))如圖,在平行四邊形ABCD中,,,,則.

【答案】【分析】利用向量的線性運(yùn)算將用表示,然后根據(jù)系數(shù)相等求解即可.【詳解】由題意可得,,所以,所以.故答案為:.變式2.(2024高三下·全國·專題練習(xí))已知平面四邊形滿足,平面內(nèi)點(diǎn)E滿足,CD與AE交于點(diǎn)M,若,則.【答案】/【分析】根據(jù)給定條件,利用向量表示結(jié)合平面向量基本定理不解即得.【詳解】平面四邊形中,,則,又,則,因此,即,,而不共線,所以,.故答案為:

變式3.(2024高二下·湖南岳陽·開學(xué)考試)在平行四邊形中,、分別為邊、的中點(diǎn),連接、,交于點(diǎn).若(),則.【答案】/【分析】延長、相交于點(diǎn),可得是的中點(diǎn),由得,根據(jù)平面向量線性運(yùn)算法則計(jì)算得到,可求得的值,即可得解.【詳解】延長、相交于點(diǎn),因?yàn)?,,所以是的中點(diǎn),所以,因?yàn)?,所以,所以,所以,又,所以,故故答案為?變式4.(2024高三上·河南·專題練習(xí))已知D,E分別為的邊AB,BC上的點(diǎn),且,,CD與AE相交于點(diǎn)O,若,則.【答案】/【分析】取DB的中點(diǎn)F,連接EF,則,,然后利用平面向量基本定理將用表示,再結(jié)合可求出,從而可求得結(jié)果.【詳解】由題意,為邊AB的靠近點(diǎn)的三等分點(diǎn),為邊的中點(diǎn),如圖,取DB的中點(diǎn)F,連接EF,則,,所以,因?yàn)椋?,,所以.故答案為:(二)確定兩直線交點(diǎn)的位置問題例4.(2024高一下·江蘇·專題練習(xí))如圖,在中,點(diǎn)M是BC的中點(diǎn),點(diǎn)N在AC上,且,AM與BN相交于點(diǎn)P,求與.【答案】,【分析】設(shè),,則,根據(jù)A,P,M和B,P,N分別共線,所以存在實(shí)數(shù)使得,.根據(jù).解出即可.【詳解】設(shè),則,∵,,和,,分別共線,∴存在實(shí)數(shù)使得,.故.而,由平面向量基本定理,得解得∴,.故,.變式1.(2024高三·全國·專題練習(xí))如圖,在中,若,,過點(diǎn)的直線交直線分別于兩點(diǎn),且,探究之間的關(guān)系.

【答案】【分析】根據(jù)平面向量的運(yùn)算可得,又有三點(diǎn)共線知,,根據(jù)平面向量的基本定理可得,消去即可求解.【詳解】一方面,,故.另一方面,由三點(diǎn)共線知,.所以,可變?yōu)?消去,得,即.變式2.(2024高一上·遼寧大連·期末)如圖,在中,,,AD與BC相交于點(diǎn)M.設(shè),.

(1)試用基底表示向量;(2)在線段AC上取一點(diǎn)E,在線段BD上取一點(diǎn)F,使EF過點(diǎn)M,若,,求的值.【答案】(1)(2)【分析】(1)由D,M,A三點(diǎn)共線,設(shè),由C,M,B三點(diǎn)共線,可設(shè),列出方程組,即可求解的值,得到結(jié)論;(2)由E,M,F(xiàn)共線,設(shè),由(1)可求得,化簡即可求解.【詳解】(1)因?yàn)镃,M,B三點(diǎn)共線,D,M,A三點(diǎn)共線,所以設(shè),,則,,所以,解得,所以;(2)因?yàn)镋,M,F(xiàn)三點(diǎn)共線,所以設(shè),則,由(1)知,所以,所以.變式3.(2024高一上·遼寧·期末)如圖,在中,是上一點(diǎn),是上一點(diǎn),且,過點(diǎn)作直線分別交于點(diǎn).(1)用向量與表示;(2)若,求和的值.【答案】(1)(2),.【分析】(1)利用向量的線性運(yùn)算求解;(2)設(shè),利用向量的線性運(yùn)算和平面向量基本定理求解.【詳解】(1).(2)因?yàn)?,所以.設(shè),,因?yàn)槿c(diǎn)共線,所以,解得,所以.因?yàn)?,,所以,?【方法技巧與總結(jié)】1.利用平面向量基本定理求參數(shù)值的基本思路是利用定理的唯一性,對某一向量用基表示兩次然后利用系數(shù)相等列方程(組)求解,即對于基{e1,e2},若a=xe1+ye2,且a=me1+ne2(x,y,m,n∈R),則有x=m2.充分利用平面幾何知識對圖中的有關(guān)點(diǎn)進(jìn)行精確定位,往往可使問題更便于解決.3.用向量解決平面幾何問題的一般步驟(1)選取不共線的兩個(gè)平面向量作為基.(2)將相關(guān)的向量用基向量表示,將幾何問題轉(zhuǎn)化為向量問題.(3)利用向量知識進(jìn)行向量運(yùn)算,得向量問題的解.(4)再將向量問題的解轉(zhuǎn)化為平面幾何問題的解.題型四平面向量的坐標(biāo)表示例5.(2024高一下·全國·專題練習(xí))如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,,分別為與兩個(gè)坐標(biāo)軸正方向同向的單位向量,,是平面內(nèi)的向量,且A點(diǎn)坐標(biāo)為,則下列說法正確的是.(填序號)

①向量可以表示為;②只有當(dāng)?shù)钠瘘c(diǎn)在原點(diǎn)時(shí);③若,則終點(diǎn)A的坐標(biāo)就是向量的坐標(biāo).【答案】①③【分析】根據(jù)向量基本定義和向量坐標(biāo)化知識一一分析即可.【詳解】由平面向量的基本定理知,有且只有一對實(shí)數(shù),,使得,所以①正確.此時(shí)為的坐標(biāo),記作,只有當(dāng)時(shí),,故②錯(cuò),③正確.故答案為:①③.變式1.(2024高一下·全國·專題練習(xí))如圖,分別取與x軸,y軸正方向相同的兩個(gè)單位向量作為基底,若,,則向量的坐標(biāo)為(

)A. B.C. D.【答案】A【分析】利用基底法分解向量,再表示成坐標(biāo)即可.【詳解】由題意得,.故選:A變式2.(2024高一下·全國·專題練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系xOy中,向量的方向如圖所示,且,,,分別計(jì)算出它們的坐標(biāo).【答案】,,.【分析】根據(jù)向量坐標(biāo)的定義,以及向量的模和三角函數(shù),即可求解向量的坐標(biāo).【詳解】設(shè),,,則,,,,,,因此,,.變式3.(2024高三上·江蘇常州·期末)已知扇形的半徑為5,以為原點(diǎn)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,,,弧的中點(diǎn)為,則(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】設(shè),則,求出,利用同角三角函數(shù)關(guān)系得到,,求出答案.【詳解】令,則,,解得,即,又,又,解得,,,即,所以.故選:B.【方法技巧與總結(jié)】在向量的坐標(biāo)表示中,一定要分清表示向量的有向線段的起點(diǎn)與終點(diǎn)的坐標(biāo),同時(shí)注意區(qū)分點(diǎn)的坐標(biāo)與向量的坐標(biāo)寫法的不同.題型五平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算例6.【多選】(2024高一下·全國·專題練習(xí))下列各式不正確的是(

)A.若,,則B.若,,則C.若,,則D.若,,則【答案】ACD【分析】向量加、減法的坐標(biāo)運(yùn)算逐項(xiàng)排除可得答案.【詳解】對于A,若,,則,A錯(cuò)誤;對于B,若,,則,B正確;對于C,若,,則,C錯(cuò)誤;對于D,若,,則,D錯(cuò)誤.故選:ACD變式1.(2024高一下·全國·專題練習(xí))已知,,求:(1);(2);(3).【答案】(1)(2)(3)【分析】根據(jù)平面向量的坐標(biāo)的線性運(yùn)算可得.【詳解】(1)(2)(3)變式2.(2024高一下·全國·專題練習(xí))已知,若,,求的坐標(biāo).【答案】【分析】通過兩個(gè)向量等式求得兩點(diǎn)坐標(biāo),即得的坐標(biāo).【詳解】設(shè)由可得:即得:,即.由可得:即得:,即.于是.變式3.【多選】(2024高一下·全國·專題練習(xí))已知平面內(nèi)平行四邊形的三個(gè)頂點(diǎn)則第四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)為()A. B.C. D.【答案】BC【分析】分類討論構(gòu)成平行四邊形的對角線,根據(jù)平行四邊形對角線互相平分,設(shè),利用線段的中點(diǎn)公式計(jì)算即可得的坐標(biāo).【詳解】設(shè),若構(gòu)成的平行四邊形為,即為一條對角線,則由中點(diǎn)也是中點(diǎn),可得,解得,所以;同理可得,若構(gòu)成以為對角線的平行四邊形,則,即;若構(gòu)成以為對角線的平行四邊形,則,即;所以第四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)為可以為:或或.故選:BC.變式4.(2024高一下·全國·課后作業(yè))已知向量,,若滿足,則()A. B.C. D.【答案】A【分析】根據(jù)向量線性運(yùn)算的坐標(biāo)運(yùn)算直接得解.【詳解】因?yàn)?,,且滿足,所以,故選:A.變式5.(2024高一下·四川自貢·期中)已知點(diǎn),點(diǎn)在線段的延長線上,且,則點(diǎn)P的坐標(biāo)是.【答案】【分析】根據(jù)題意轉(zhuǎn)化為,設(shè),結(jié)合向量的坐標(biāo)表示,列出方程組,即可求解.【詳解】因?yàn)辄c(diǎn),點(diǎn)在線段的延長線上,且,可得,設(shè),則,即,解得,即點(diǎn)的坐標(biāo)為.故答案為:.【方法技巧與總結(jié)】1.向量的坐標(biāo)運(yùn)算主要是利用加、減、數(shù)乘運(yùn)算法則進(jìn)行的,若已知有向線段兩端點(diǎn)的坐標(biāo),則應(yīng)先求出向量的坐標(biāo),然后再進(jìn)行向量的坐標(biāo)運(yùn)算,另外,解題過程中要注意方程思想的運(yùn)用.2.利用向量的坐標(biāo)運(yùn)算解題,主要根據(jù)相等的向量坐標(biāo)相同這一原則,通過列方程(組)進(jìn)行求解.題型六平面向量共線的坐標(biāo)表示(一)向量共線的判定與證明例7.(2024高三上·上海浦東新·階段練習(xí))設(shè),則“”是“”的(

)A.充分非必要條件B.必要非充分條件 C.充分必要條件D.非充分非必要條件【答案】A【分析】先得到充分性成立,再舉出反例得到必要性不成立,得到答案.【詳解】若,則,即,故,充分性成立,不妨設(shè),此時(shí),但不滿足,故必要性不成立,所以“”是“”的充分非必要條件.故選:A變式1.(2024高一下·全國·專題練習(xí))下列各組向量中,共線的是()A.,B.,C.,D.,【答案】B【分析】根據(jù)向量共線的充要條件,即可判斷選項(xiàng).【詳解】若兩個(gè)向量共線,則,其中只有B選項(xiàng),滿足條件.故選:B變式2.【多選】(2024高一·全國·課后作業(yè))下列向量組中,能作為平面內(nèi)所有向量基底的是(

)A. B.C. D.【答案】ABC【分析】判斷兩個(gè)平面向量能否構(gòu)成平面的基底,只需判斷它們是否共線即可,不共線才能作為平面的基底.【詳解】能作為平面內(nèi)的基底,須使兩向量與不平行,若,則,故只需判斷選項(xiàng)中的兩向量的坐標(biāo)是否滿足即得.對于A選項(xiàng),因,∴與不平行,故A項(xiàng)正確;對于B選項(xiàng),,∴與不平行,故B項(xiàng)正確;對于C選項(xiàng),,∴與不平行,故C項(xiàng)正確;對于D選項(xiàng),,∴,故D項(xiàng)錯(cuò)誤.故選:ABC.變式3.(2024高一下·河南·期中)下列向量中與共線的是(

)A. B.C. D.【答案】C【分析】根據(jù)共線向量定理判斷即可.【詳解】因?yàn)?,由共線向量定理可知向量與共線.故選:C.(二)利用向量共線的坐標(biāo)表示求參數(shù)例8.(2024高一下·河南洛陽·階段練習(xí))已知向量,則“”是“”的(

)A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【答案】A【分析】利用向量共線的坐標(biāo)表示,結(jié)合充分條件、必要條件的定義判斷即得.【詳解】向量,,解得,所以“”是“”的充分不必要條件.故選:A變式1.(2024高一·江蘇·專題練習(xí))已知向量,.若與平行,則()A. B.C.7 D.【答案】D【分析】根據(jù)平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算和向量共線的充要條件得到方程,解出即可.【詳解】,由與平行,可得,解得.故選:D.變式2.(2024高一·江蘇·專題練習(xí))已知向量,.若,則.【答案】【分析】利用平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算和向量共線得到方程,解出即可.【詳解】,,因?yàn)?,所以,所?故答案為:.變式3.(2024高二上·浙江·期末)已知平面向量,,且,則(

)A. B.0 C.1 D.【答案】A【分析】首先求出、的坐標(biāo),再根據(jù)平面向量共線的坐標(biāo)表示得到方程,解得即可.【詳解】因?yàn)?,,所以,,因?yàn)?,所以,解?故選:A變式4.(2024高一·全國·專題練習(xí))平面內(nèi)給定三個(gè)向量,且,求實(shí)數(shù)關(guān)于的表達(dá)式.【答案】【分析】由向量坐標(biāo)的線性運(yùn)算以及向量平行的充要條件即可列式求解.【詳解】因?yàn)椋?所以,即.變式5.(2024高三上·江西贛州·階段練習(xí))已知向量,若與共線且同向,則實(shí)數(shù)λ的值為(

)A.2 B.4 C. D.或4【答案】C【分析】通過向量共線且同向,即可求出實(shí)數(shù)的值并檢驗(yàn)即可得解.【詳解】因?yàn)?,,且與共線且同向,所以,解得或,當(dāng)時(shí),,則,滿足題意;當(dāng)時(shí),,則,不滿足題意;綜上,.故選:C.變式6.(2024高一下·湖南岳陽·期末)設(shè),向量,,且,則(

)A. B. C.10 D.【答案】D【分析】根據(jù)題意,列出方程求得,結(jié)合向量的坐標(biāo)運(yùn)算,即可求解.【詳解】由向量,,因?yàn)?,可得,解得,所以,所?故選:D.(三)三點(diǎn)共線問題例9.(2024高一·全國·隨堂練習(xí))判斷下列各組三點(diǎn)是否共線:(1),,;(2),,;(3),,.【答案】(1)A,B,C三點(diǎn)不共線.(2)D,E,F(xiàn)三點(diǎn)共線(3)G,H,L三點(diǎn)共線【分析】根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)確定向量的坐標(biāo),再根據(jù)向量共線定理即可判斷.【詳解】(1)因?yàn)?,所以,所以與不共線,所以A,B,C三點(diǎn)不共線.(2)因?yàn)?,所以,因?yàn)橹本€DE與DF有公共點(diǎn)D,所以D,E,F(xiàn)三點(diǎn)共線.(3)因?yàn)椋?,因?yàn)橹本€GH與GL有公共點(diǎn)G,所以G,H,L三點(diǎn)共線.變式1.(2024高三上·上海黃浦·開學(xué)考試)若三點(diǎn)不能構(gòu)成三角形,則.【答案】【分析】三點(diǎn)不能構(gòu)成三角形轉(zhuǎn)化為三點(diǎn)共線,利用向量共線的坐標(biāo)表示求解即可.【詳解】當(dāng)三點(diǎn)共線,即時(shí),三點(diǎn)不能構(gòu)成三角形.由已知得,,由得,,解得.故答案為:.變式2.(2024高二上·北京豐臺·期中)已知,,三點(diǎn)共線,則.【答案】/【分析】由平面向量基本定理可知,若三點(diǎn)共線,則存在唯一的實(shí)數(shù)使得,利用等量關(guān)系計(jì)算的值.【詳解】若三點(diǎn)共線,則存在唯一的實(shí)數(shù)使得,所以,則,即,則.故答案為:變式3.(2024高一下·河北邯鄲·期中)已知向量,,,若B,C,D三點(diǎn)共線,則(

)A.-16 B.16 C. D.【答案】A【分析】先求出和,根據(jù)B,C,D三點(diǎn)共線得到,進(jìn)而列出方程求解.【詳解】由題意得,,因?yàn)锽,C,D三點(diǎn)共線,所以,則,得.故選:A.變式4.(2024高一下·江蘇無錫·期末)已知點(diǎn),,,若A,B,C三點(diǎn)共線,則的坐標(biāo)為(

)A. B. C. D.【答案】D【分析】根據(jù)向量的線性運(yùn)算的坐標(biāo)關(guān)系即可求解.【詳解】由題意可知由于A,B,C三點(diǎn)共線,所以與共線,所以,所以,故選:D變式5.(2024高一下·福建漳州·期中)已知向量,.(1)若與共線,求的值;(2)若,,且三點(diǎn)共線,求的值.【答案】(1)(2)【分析】(1)根據(jù)共線向量的坐標(biāo)表示可構(gòu)造方程求得結(jié)果;(2)由三點(diǎn)共線可知共線,由此可構(gòu)造方程求得結(jié)果.【詳解】(1),,又與共線,,解得:.(2),,又三點(diǎn)共線,,解得:.變式6.(2024高三上·天津河北·期中)設(shè),,,其中,,為坐標(biāo)原點(diǎn),若,,三點(diǎn)共線,則,的最小值為.【答案】2【分析】由題意求得,根據(jù)三點(diǎn)共線可得向量共線,利用向量共線的條件可得的值,將化為,展開后利用基本不等式即可求得答案.【詳解】由,,可得,由于,,三點(diǎn)共線,故共線,所以,即,則,當(dāng)且僅當(dāng),結(jié)合,即時(shí)取等號,故答案為:2;【方法技巧與總結(jié)】1.向量共線的判定方法(1)利用向量共線定理,由a=λb(b≠0)推出a∥b.(2)利用向量共線的坐標(biāo)表達(dá)式x1y2-x2y1=0(a=(x1,y1),b=(x2,y2))直接判斷a與b是否平行.2.根據(jù)向量共線的條件求參數(shù)問題的兩種思路(1)利用向量共線定理,由a=λb(b≠0)列方程組求解.(2)利用向量共線的坐標(biāo)表達(dá)式x1y2-x2y1=0求解.3.利用向量解決三點(diǎn)共線問題的一般思路:(1)利用三點(diǎn)構(gòu)造出兩個(gè)向量,求出唯一確定的實(shí)數(shù)λ;(2)利用向量運(yùn)算的坐標(biāo)表示得出兩向量共線,再結(jié)合兩向量過同一點(diǎn),可得兩向量所在的直線必重合,即三點(diǎn)共線.一、單選題1.(2024高一下·河南·期中)設(shè)、是不共線的兩個(gè)非零向量,則下列四組向量不能作為基底的是()A.和 B.與C.與 D.與【答案】C【分析】判斷出哪個(gè)選項(xiàng)的兩個(gè)向量共線即可.【詳解】對于C,共線,不能作為基底,對于ABD,兩組向量都不共線,故選:C.2.(2024·全國·模擬預(yù)測)如圖,在中,為的中點(diǎn),,與交于點(diǎn),若,,則(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】由向量共線的性質(zhì)分別設(shè),,結(jié)合條件依次表示出,,對應(yīng)解出,即可求解.【詳解】設(shè),,則,而與不共線,∴,解得,∴.故選:A.3.(2024高三上·全國·競賽)平面向量,則(

)A.3 B.5 C.7 D.11【答案】B【分析】根據(jù)平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示及模的坐標(biāo)表示即可求解.【詳解】因?yàn)?,所以,所?故選:B4.(2024高一·江蘇·專題練習(xí))已知,,三點(diǎn)共線,且,,若點(diǎn)的縱坐標(biāo)為,則點(diǎn)的橫坐標(biāo)為()A. B.C. D.【答案】A【分析】根據(jù)向量共線定理可得解.【詳解】設(shè),因?yàn)?,,三點(diǎn)共線,所以,又,,所以,所以,故選:A.5.(2024高一下·全國·專題練習(xí))已知向量,,則等于()A. B.C. D.【答案】A【分析】根據(jù)向量坐標(biāo)的加減可得.【詳解】故選:A6.(2024高一下·江蘇連云港·階段練習(xí))如圖所示的矩形中,,滿足,,G為EF的中點(diǎn),若,則的值為(

)A. B.3 C. D.2【答案】A【分析】以為基底,根據(jù)平面向量線性運(yùn)算即可求解.【詳解】因?yàn)?,,G為EF的中點(diǎn),所以,所以,所以.故選:A7.(2024高三上·全國·階段練習(xí))在平行四邊形中,,,若,則(

)A.1 B.2 C.4 D.8【答案】D【分析】根據(jù)向量的加減運(yùn)算及數(shù)乘運(yùn)算可得,從而得解.【詳解】,,,,,,,.故選:D.8.(2024·全國·模擬預(yù)測)在中,,是的中線,若,,則(

)A. B.C. D.【答案】B【分析】利用平面向量的減法可得出關(guān)于、的表達(dá)式.【詳解】如下圖所示:

因?yàn)?,則,可得,因?yàn)闉榈闹芯€,即點(diǎn)為的中點(diǎn),所以,.故選:B.二、多選題9.(2024高一上·湖南長沙·期末)下列各組向量中,不能作為基底的是(

)A.,B.,C.,D.,【答案】ACD【分析】分別判斷四個(gè)選項(xiàng)中的兩個(gè)向量是否共線得到答案.【詳解】對于A,,,由零向量與任意向量共線,可知兩個(gè)向量不能作為基底;對于B,因?yàn)?,,所以,所以兩個(gè)向量不共線,可以作為基底;對于C,因?yàn)?,,所以,可知兩個(gè)向量共線,故不可以作為基底;對于D,由,,得:,可知兩個(gè)向量共線,故不能作為基底;故選:ACD10.(2024高一下·江蘇連云港·期中)如圖,中,,點(diǎn)E在線段AC上,AD與BE交于點(diǎn)F,,則下列說法正確的是(

)A. B.C. D.【答案】ACD【分析】由已知可得,進(jìn)而可得,判斷A;設(shè),利用,,共線可求,進(jìn)而可判斷B;根據(jù),利用三角形面積比可判斷

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