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9.3.1 平面向量基本定理
音乐是人们在休闲时候的一种选择,不管是通俗的流行歌曲、动感的摇滚音乐,还是高雅的古典音乐,它们都给了人们不同的享受、不一样的感觉.事实上,音乐有基本音符:Do Re Mi Fa So La Si,所有的乐谱都是这几个音符的巧妙组合,音乐的奇妙就在于此.
在多样的向量中,我们能否找到它的“基本音符”呢?
问题1 如果e1,e2是两个不共线的确定向量,那么与e1,e2在同一平面内的任一向量a能否用e1,e2表示?依据是什么?
提示 能.依据是数乘向量和平行四边形法则.
问题2 如果e1,e2是共线向量,那么向量a能否用e1,e2表示?为什么?
提示 不一定,当a与e1共线时可以表示,否则不能表示.
平面向量基本定理
定理中要特别注意向量e1与向量e2是两个不共线的向量
条件 e1,e2是同一平面内的两个____________
结论 对于这一平面内的任意向量a,有且只有一对实数λ1,λ2,使a=__________
基底 _________的向量e1,e2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底
不共线向量
λ1e1+λ2e2
不共线
题型一 平面向量基本定理的理解
【例1】 如果e1,e2是平面α内所有向量的一组基底,λ,μ是实数,判断下列说法是否正确,并说明理由.
(1)若λ,μ满足λe1+μe2=0,则λ=μ=0;
(2)对于平面α内任意一个向量a,使得a=λe1+μe2成立的实数λ,μ有无数对;
(3)线性组合λe1+μe2可以表示平面α内的所有向量;
(4)当λ,μ取不同的值时,向量λe1+μe2可能表示同一向量.
(2)不正确.由平面向量基本定理可知λ,μ唯一确定.
(3)正确.平面α内的任一向量a可表示成λe1+μe2的形式,反之也成立.
(4)不正确.结合向量加法的平行四边形法则易知,当λe1和μe2确定后,其和向量λe1+μe2便唯一确定.
规律方法 (1)对于平面内任一向量都可以用两个不共线的向量来表示;反之,平面内的任一向量也可以分解成两个不共线的向量的和的形式.
(2)向量的基底是指平面内不共线的两个向量,事实上若e1,e2是基底,则必有e1≠0,e2≠0且e1与e2不共线,如0与e1,e1与2e1,e1+e2与2(e1+e2)等,均不能构成基底.
【训练1】 设e1,e2是平面内所有向量的一组基底,则下列四组向量中,不能作为 是( )
基底的
A.e1+e2和e1-e2 B.3e1-4e2和6e1-8e2
C.e1+2e2和2e1+e2 D.e1和e1+e2
解析 选项B中,6e1-8e2=2(3e1-4e2),∴6e1-8e2与3e1-4e2共线,∴不能作为基底,选项A,C,D中两向量均不共线,可以作为基底.故选B.
答案 B
题型二
用基底表示向量
题型三
平面向量基本定理的综合应用
【例3】 如图,在△ABC中,点M是BC的中点,点N在AC上,且AN=2NC,AM与BN相交于点P,求AP∶PM与BP∶PN的值.
∵A,P,M和B,P,N分别共线,
由平面向量基本定理,
规律方法 若直接利用基底表示向量比较困难,可设出目标向量并建立其与基底之间满足的二元关系式,然后利用已知条件及相关结论,从不同方向和角度表示出目标向量(一般需建立两个不同的向量表达式),再根据待定系数法确定系数,建立方程或方程组,解方程或方程组即得.
二、检测反馈
1.若e1,e2是平面内的一组基底,则下列四组向量能作为平面向量的基底的是( )
解析 选项A,B,C中的向量都是共线向量,不能作为平面向量的基底.
答案 D
答案 A