第六章 平面向量 专题讲义(含解析)

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名称 第六章 平面向量 专题讲义(含解析)
格式 zip
文件大小 2.8MB
资源类型 教案
版本资源 人教A版(2019)
科目 数学
更新时间 2023-04-05 13:11:13

文档简介

第1章 平面向量
问题层级图
目标层级图
课前检测(10mins)
1.已知非零平面向量,则“”是“存在非零实数,使”的
A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件
2.如下图所示,中,,交于,边上的中线交于,设,,用表示向量、、、、、.
3.已知向量,.若与平行,则实数的值是
A . B . C . D .
4.若平面向量,,且,则实数的值为.
5.已知中,,且,那么,.
6.若向量、满足,与的夹角为,则.
.
课中讲解
一.能理解平面向量的基本概念与线性运算法则LV.4
1.向量的有关概念与表示
(1)向量:既有方向又有大小的量,记作向量
自由向量:数学中所研究的向量是可以平移的,与位置无关,只要是长度相等,方向相同的向量都看成是相等的向量.
(2)向量的模:向量的长度,记作:
向量的夹角:两个非零向量a,b,作,则(AOB称为向量a,b的夹角,记作:〈a,b〉
零向量:模为0,方向任意的向量,记作:0
单位向量:模为1,方向任意的向量,与a共线的单位向量是:
(3)相等向量:长度相等,且方向相同的向量叫相等向量.
相反向量:长度相等,方向相反的向量.
向量共线:方向相同或相反的非零向量是共线向量,零向量与任意向量共线;共线向量也称为平行向量.记作a∥b
向量垂直;〈a,b)=90°时,向量a与b垂直,规定:0与任意向量垂直.
2.向量的几何运算(注意:运算法则、运算律)
(1)加法:平行四边形法则、三角形法则、多边形法则.
(2)减法:三角形法则.
(3)数乘:记作:a.
它的长度是:|a|=||·|a|
它的方向:①当>0时,a与a同向
②当<0时,a与a反向
③当=0时,a=0
例1.
下列命题中正确的是( )
A.两个相等向量的起点、方向、长度必须都相同
B.若是两个单位向量,则
C.若向量和共线,则向量的方向相同
D.零向量的长度为0,方向是任意的
例2:
如图,在正六边形中,若,则________.
例3.
已知非零平面向量,则“”是“存在非零实数,使”的
A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件
例4.
已知向量,且,,,则一定共线
的三点是( )
A. B.
C. D.
过关检测(10mins)
1.下列说法正确的是( )
A.若,则的长度相等且方向相同或相反
B.若向量,满足,且与同向,则
C.若,则与可能是共线向量
D.若非零向量与平行,则,,,四点共线
2.已知如图,在正六边形中,与相等的向量有________.
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦.
3.已知非零向量,“”是“”
A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充要条件 D .既不充分也不必要条件
二.能理解并运用平面向量线性运算解决几何问题LV.5
例1.
在中,点满足,则
A . B .
C . D .
例2.
在中,点满足=,则
A .点不在直线上 B .点在的延长线上
C .点在线段上 D .点在的延长线上
例3.
在中,为上异于,的任一点,为的中点,若,则.
例4.
设E,F分别是正方形ABCD的边AB,BC上的点,且,,如果(为实数),那么的值为
A . B .0 C . D .1
例5.
中,分别为边中点,若,则.
过关检测(10mins)
1.在中,已知是边上一点,若,,则等于(  )
A. B. C. D.
2.在梯形ABCD中,,,E为BC中点,若,则x+y=.
3.在正方形中,是线段的中点,若,则.
4.在所在平面内一点,满足,延长交于点,若,则.
三.掌握数量积的定义与公式LV.2
数量积:
(1)定义:a·b=|a||b|cos〈a,b〉其物理背景是力在位移方向所做的功.
(2)运算律:
1.(交换律)a·b=b·a
2.(实数的结合律)(a·b)=(a)·b=a·(b)
3.(分配律)(a+b)·c=a·c+b·c
(3)性质:设a,b是非零向量,则:
a·b=0a⊥b
a与b同向时,a·b=|a|·|b|
a与b反向时,a·b=-|a|·|b|
特殊地:a·a=|a|2或
夹角:
|a·b|≤|a| |b|
例1:设是非零向量,“”是“”的
A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件
例2
在中,,则的值为
A . B . C . D .
例3向量 在向量上的正射影的数量为
例4设均为单位向量,则“”是“”的
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
例5设平面向量满足,,则向量夹角的余弦值为________.
例6已知平面向量均为非零向量,则“”是“向量共线”的
A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件
C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件
例7已知向量满足,,的夹角为60°,则.
过关检测(10mins)
1.已知为非零向量,则“”是“与夹角为锐角”的
A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件
2.已知向量,满足,且,则与夹角的大小为______.
3.已知平面向量的夹角为,且满足则
4.设是非零向量,且.则“”是“”的
A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充要条件 D .既不充分也不必要条件
四.能用数量积与线性运算结合解决几何问题LV.5
例1
已知等边的边长为3,是边上一点,若,则的值是.
例2
如图,在中,,,是的中点,若向量,且点在的内部(不含边界),则的取值范围是.
例3
如图,菱形的边长为,,为的中点,若为菱形内任意一点(含边界),则的最大值为( )
A. B.C. D.
例4.
在中,,点是线段上的动点,则的最大值为_______.
例5.
如图,,,是三个
边长为的等边三角形,且有一条边在
同一直线上,边上有2个不同的
点,则
过关检测(10mins)
1.在中,已知,,分别是边上的三等分点,则的值是
A . B . C . D .
2.在四边形中,.若,则______.
.
3. 已知正方形边长为1,是线段的中点,则.
五.理解平面向量基本定理与基底的概念LV.2
1.平面向量基本定理:
如果,是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量,有且只有一对实数,,使.其中我们把不共线的向量,叫做表示这一平面所有向量的一组基底。
注:①,均非零向量;
②,不唯一(事先给定);
③,唯一;
④时,与共线;时,与共线;时,.
例1.
设是表示一个平面内所有向量的一组基底,给出下列三个结论:
中不含零向量; ②不平行;
当时,有;
以上结论正确的共有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
例2.
已知基底,,且,则 ________.
过关检测(10mins)
1.已知是不共线向量,,当时,实数( )
A.-1 B.0 C. D.-2
六.清楚理解向量运算的坐标表示LV.4
向量的坐标运算
若在平面直角坐标系下,a=(x1,y1),b=(x2,y2)
(1)加法:a+b=(x1+x2,y1+y2)
(2)减法:a-b=(x1-x2,y1-y2)
(3)数乘:a=(x1,y1)
(4)数量积:a·b=x1x2+y1y2
(5)若a=(x,y),则
(6)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则
(7)若A(x1,y1),B(x2,y2),则
(8)a在b方向上的正射影的数量为
例1.
已知向量,,则
A . B . C . D .
例2.
已知两点,,点满足,则点的坐标是________.
例3.
已知向量,,,则等于
A . B . C .1 D .-1
例4.
已知平面向量,,则与的夹角为
A . B . C . D .
例5.
如图,在直角梯形中,,,是的中点,,则
A . B . C . D .
过关检测(10mins)
1.已知向量,则
A . B . C . D .
2.已知,且,,又,则等于( )
A. B. C. D.
3.如果正方形的边长为,那么等于
A . B . C . D .
4. 已知向量,,则
A. B . C. D.
5. 平面向量与的夹角为,,,则.
七.掌握向量平行与垂直的坐标表示LV.4
1.向量与非零向量平行的充要条件是:.
向量平行(共线)的充要条件的两种表达形式:
①;
②且设,()
2.垂直的充要条件:,即
例1.
已知向量,若,则 .
例2.
在平面直角坐标系中,向量=(1,2),=(2,m),若O,A,B三点能构成三角形,则
A . B . C . D .
例3.
向量在正方形网格中的位置如图所示,若向量与共线,则实数
A . B .
C . D .
例4.
已知向量,向量,若与垂直,则实数的值为.
例5.
平面向量,,,如果,且,那么实数,
的值分别是
A., B., C., D.,
过关检测(10mins)
1.已知向量,,若,则的值为______.
2.已知平面向量,且,则实数的值是
A . B . C . D .或
3.设向量,.则与垂直的向量可以是
A . B . C . D .
4.已知向量,则
5.已知向量,则与
A .垂直 B .不垂直也不平行
C .平行且同向 D .平行且反向
八.能灵活使用建系法解决综合几何问题LV.6
例1.
如图,正方形的边长为6,点,分别在边,上,且,.如果对于常数,在正方形的四条边上,有且只有6个不同的点P使得成立,那么的取值范围
是( )
A . B . C . D .
例2.
已知点在的内部,且有,记的面积分别为.若,则__________;若,则__________.
例3.
已知点在圆上,点在圆上,则下列说法错误的是
A.的取值范围为
B.的取值范围为
C.的取值范围为
D.若,则实数的取值范围为
过关检测(10mins)
1.如图,已知边长为的正方形,是边上一动点(与不重合),连结,作交的外角平分线于.设,记,则函数的值域是;当面积最大时,
课后练习
补救练习(20mins)
1.设是所在平面内一点,且,则( )
A . B . C . D .
2.设是非零向量,则“共线”是“”的
A .充分而不必要条件
B .必要而不充分条件
C .充分必要条件
D .既不充分也不必要条件
3.如图,在平行四边形中,是中点,,则.
4.若非零向量满足,,则向量,夹角的大小为
5.已知平面向量的夹角为,且满足则
6.已知平面向量,若,则.
7.若向量,,满足条件与共线,则的值为
A . B . C . D .
6.已知平面向量,若向量,则实数的值是.
巩固练习(20mins)
1.在平行四边形中,分别为上一点,且,,若,则等于
A . B . C . D .
2.设是非零向量,则“”是“”的
A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件
3.如图,正方形中,为的中点,若,则的值为
A .
B .
C .
D .
4.设a、b是不共线的两个向量,已知,,,若、、三点共线,求的值.
5.已知菱形的边长为,,则.
6.已知平面向量满足,且,则与的夹角等于_______.
7.在中,,是边的中点,则的取值范围是
A . B . C . D .
8.已知三角形外接圆的半径为(为圆心),且,,则等于
A . B . C . D .
9.平面向量与的夹角为,,,则
A . B . C . D .
10.如图,角均以为始边,终边与单位圆分别交于点,则
A .
B .
C .
D .
拔高练习(20mins)
1.已知为的边的中点,所在平面内有一点,满足,设,则的值为( )
A.2 B.1 C. D.
2.如图,两块全等的等腰直角三角板拼在一起形成一个平面图形,若直角边长为,且,则.
3.如图,在等腰梯形中,,,,点在线段上运动,则的取值范围是
A. B. C. D.
4.在中,,点D是边上的动点,且,,(),则当取得最大值时,的值为
A. B. C. D.
5.设是平面上的两个单位向量,.若,则的最小值是
A . B . C . D .
6.已知向量,满足,且,则与夹角的大小为______.
7.已知向量,向量如图所示.则
A .存在,使得向量与向量垂直
B .存在,使得向量与向量夹角为
C .存在,使得向量与向量夹角为
D .存在,使得向量与向量共线
8.已知三角形外接圆的半径为(为圆心),且,,则等于
A . B . C . D .
9.已知是平面上一点,,.
①若,则;
②若,则的最大值为.
10.已知为原点,点为直线上的任意一点.非零向量.若恒为定值,则 .
11.已知为的外心,且.
(1)若,则 ;
(2)若,则的最大值为.
12.如图,边长为2的正三角形ABC放置在平面直角坐标系xOy中,AC在x轴上,顶点B与y轴上的定点P重合.将正三角形ABC沿x轴正方向滚动,即先以顶点C为旋转中心顺时针旋转,当顶点B落在轴上时,再以顶点B为旋转中心顺时针旋转,如此继续.当△ABC滚动到△时,顶点B运动轨迹的长度为;在滚动过程中,的最大值为.
14.已知为圆上两个不同的点(为圆心),且满足,则=__________.第1章 平面向量
问题层级图
目标层级图
课前检测(10mins)
1.已知非零平面向量,则“”是“存在非零实数,使”的
A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】本题考查平面向量共线定理和简易逻辑.
“”说明且与方向相同;
“存在非零实数,使”说明,与方向相同或者相反;
所以前能推后,后不能推前,
所以“”是“存在非零实数,使”的充分而不必要条件
故选A.
2.如下图所示,中,,交于,边上的中线交于,设,,用表示向量、、、、、.
【答案】,,,,,
3.已知向量,.若与平行,则实数的值是
A . B . C . D .
【答案】D
【解析】本题考查向量共线的坐标运算.
由题意可得,,由,所以,解得,故选D
4.若平面向量,,且,则实数的值为.
【答案】
5.已知中,,且,那么,.
【答案】.
【解析】本题考查解三角形与向量.
由余弦定理,,所以.
由可知与夹角为,所以.
6.若向量、满足,与的夹角为,则.
【答案】
【解析】本题考查向量数量积
因为,与的夹角为,
所以,
所以.
课中讲解
一.能理解平面向量的基本概念与线性运算法则LV.4
1.向量的有关概念与表示
(1)向量:既有方向又有大小的量,记作向量
自由向量:数学中所研究的向量是可以平移的,与位置无关,只要是长度相等,方向相同的向量都看成是相等的向量.
(2)向量的模:向量的长度,记作:
向量的夹角:两个非零向量a,b,作,则(AOB称为向量a,b的夹角,记作:〈a,b〉
零向量:模为0,方向任意的向量,记作:0
单位向量:模为1,方向任意的向量,与a共线的单位向量是:
(3)相等向量:长度相等,且方向相同的向量叫相等向量.
相反向量:长度相等,方向相反的向量.
向量共线:方向相同或相反的非零向量是共线向量,零向量与任意向量共线;共线向量也称为平行向量.记作a∥b
向量垂直;〈a,b)=90°时,向量a与b垂直,规定:0与任意向量垂直.
2.向量的几何运算(注意:运算法则、运算律)
(1)加法:平行四边形法则、三角形法则、多边形法则.
(2)减法:三角形法则.
(3)数乘:记作:a.
它的长度是:|a|=||·|a|
它的方向:①当>0时,a与a同向
②当<0时,a与a反向
③当=0时,a=0
例1.
下列命题中正确的是( )
A.两个相等向量的起点、方向、长度必须都相同
B.若是两个单位向量,则
C.若向量和共线,则向量的方向相同
D.零向量的长度为0,方向是任意的
【答案】
例2:
如图,在正六边形中,若,则________.
【答案】
例3.
已知非零平面向量,则“”是“存在非零实数,使”的
A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】本题考查平面向量共线定理和简易逻辑.
“”说明且与方向相同;
“存在非零实数,使”说明,与方向相同或者相反;
所以前能推后,后不能推前,
所以“”是“存在非零实数,使”的充分而不必要条件
故选A.
例4.
已知向量,且,,,则一定共线
的三点是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
过关检测(10mins)
1.下列说法正确的是( )
A.若,则的长度相等且方向相同或相反
B.若向量,满足,且与同向,则
C.若,则与可能是共线向量
D.若非零向量与平行,则,,,四点共线
【答案】C
2.已知如图,在正六边形中,与相等的向量有________.
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦.
【答案】①
3.已知非零向量,“”是“”
A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充要条件 D .既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】非零向量,由,可得存在非0实数使得,
∴,∴,
反之:由,可得存在非0实数使得,化为,∴.
∴“”是“”的充要条件,
故选:C
二.能理解并运用平面向量线性运算解决几何问题LV.5
例1.
在中,点满足,则
A . B .
C . D .
【答案】本题选C.
【解析】本题考查向量的运算.
因为,从而有,化简得.
例2.
在中,点满足=,则
A .点不在直线上 B .点在的延长线上
C .点在线段上 D .点在的延长线上
【答案】本题选D.
【解析】本题考查向量.
由得,即,从而为中点,因此点在延长线上.
例3.
在中,为上异于,的任一点,为的中点,若,则.
【答案】
【解析】本题考查平面向量.
依题意
所以,即
例4.
设E,F分别是正方形ABCD的边AB,BC上的点,且,,如果(为实数),那么的值为
A . B .0 C . D .1
【答案】C
例5.
中,分别为边中点,若,则.
【答案】
【解析】本题考查平面向量基本定理.
如图,延长交的延长线于,则,所以.即.设(三点共线),则.
所以由得.
过关检测(10mins)
1.在中,已知是边上一点,若,,则等于(  )
A. B. C. D.
【答案】A
2.在梯形ABCD中,,,E为BC中点,若,则x+y=.
【答案】
3.在正方形中,是线段的中点,若,则.
【答案】
【解析】本题考查平面向量基本定理

4.在所在平面内一点,满足,延长交于点,若,则.
【答案】
【解析】本题考查平面向量基本定理
根据题意,三点共线,设,
则,
又共线,所以,解得,,所以。
三.掌握数量积的定义与公式LV.2
数量积:
(1)定义:a·b=|a||b|cos〈a,b〉其物理背景是力在位移方向所做的功.
(2)运算律:
1.(交换律)a·b=b·a
2.(实数的结合律)(a·b)=(a)·b=a·(b)
3.(分配律)(a+b)·c=a·c+b·c
(3)性质:设a,b是非零向量,则:
a·b=0a⊥b
a与b同向时,a·b=|a|·|b|
a与b反向时,a·b=-|a|·|b|
特殊地:a·a=|a|2或
夹角:
|a·b|≤|a| |b|
例1:
设是非零向量,“”是“”的
A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件
C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】本题考查了数量积公式的定义.当向量同向时有,当向量反向时有
例2
在中,,则的值为
A . B . C . D .
【答案】B
【解析】本题考查平面向量
例3
向量 在向量上的正射影的数量为
【答案】
【解析】本题考查平面向量投影的定义
例4
设均为单位向量,则“”是“”的
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】本题考查平面向量及充分必要条件.
由题意得,.
必要性:∵∴
又∵,∴∴∴即∴
必要性得证.
充分性:∵∴又∵∴
∴ ∴充分性得证.故选C.
例5
设平面向量满足,,则向量夹角的余弦值为________.
【答案】
【解析】
由已知得:,解得
例6
已知平面向量均为非零向量,则“”是“向量共线”的
A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件
C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】必要条件:
若,同向,则满足必要条件
充分条件:当共线时设,,故充分条件成立.
故选C
例7
已知向量满足,,的夹角为60°,则.
【答案】
【解析】本题考查平面向量的数量积,求模.
过关检测(10mins)
1.已知为非零向量,则“”是“与夹角为锐角”的
A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件
【答案】
【解析】本题考查平面向量数量积与夹角的关系.∵为非零向量∴ 夹角为锐角∵故选.
2.已知向量,满足,且,则与夹角的大小为______.
【答案】
【解析】,.所以,因为,所以
3.已知平面向量的夹角为,且满足则
【答案】
【解析】本题考查平面向量的数量积及模的运算.
4.设是非零向量,且.则“”是“”的
A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充要条件 D .既不充分也不必要条件
答案:C
【解析】本题主要考查充分条件与必要条件。充分性:当时,所以;必要性:时,,又因为,所以。
故“”是“”的充要条件。故本正确答案为
四.能用数量积与线性运算结合解决几何问题LV.5
例1
已知等边的边长为3,是边上一点,若,则的值是.
【答案】6
【解析】.
∴,
∴.
故答案为6
例2
如图,在中,,,是的中点,若向量,且点在的内部(不含边界),则的取值范围是.
【答案】
【解析】本题考查向量的数量积、平面向量的基本定理.
以为原点,所在直线为轴,所在直线为轴,建立直角坐标系,故, ,故,故,,因为点在内部,故,故.
例3
如图,菱形的边长为,,为的中点,若为菱形内任意一点(含边界),则的最大值为( )
A. B.C. D.
【答案】D
解析:当点运动到时,向量在上投影的数量最大
例4.
在中,,点是线段上的动点,则的最大值为_______.
【答案】3
解析:当点和点都运动到点即时,的值最大,且为3.
例5.
如图,,,是三个
边长为的等边三角形,且有一条边在
同一直线上,边上有2个不同的
点,则
【答案】36
【解析】延长与交于点,由正三角形可知,.同理,所以.
过关检测(10mins)
1.在中,已知,,分别是边上的三等分点,则的值是
A . B . C . D .
【答案】C
【解析】本题考查向量的数量积.依题意,设,故,故;,故,故选C
2.在四边形中,.若,则______.
【答案】2
【解析】本题考查向量..
3. 已知正方形边长为1,是线段的中点,则.
【答案】
【解析】本题考查平面向量,正方形中,,
五.理解平面向量基本定理与基底的概念LV.2
1.平面向量基本定理:
如果,是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量,有且只有一对实数,,使.其中我们把不共线的向量,叫做表示这一平面所有向量的一组基底。
注:①,均非零向量;
②,不唯一(事先给定);
③,唯一;
④时,与共线;时,与共线;时,.
例1.
设是表示一个平面内所有向量的一组基底,给出下列三个结论:
中不含零向量; ②不平行;
当时,有;
以上结论正确的共有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】D
例2.
已知基底,,且,则 ________.
【答案】
过关检测(10mins)
1.已知是不共线向量,,当时,实数( )
A.-1 B.0 C. D.-2
【答案】C
六.清楚理解向量运算的坐标表示LV.4
向量的坐标运算
若在平面直角坐标系下,a=(x1,y1),b=(x2,y2)
(1)加法:a+b=(x1+x2,y1+y2)
(2)减法:a-b=(x1-x2,y1-y2)
(3)数乘:a=(x1,y1)
(4)数量积:a·b=x1x2+y1y2
(5)若a=(x,y),则
(6)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则
(7)若A(x1,y1),B(x2,y2),则
(8)a在b方向上的正射影的数量为
例1.
已知向量,,则
A . B . C . D .
【答案】A
例2.
已知两点,,点满足,则点的坐标是________.
【答案】
例3.
已知向量,,,则等于
A . B . C .1 D .-1
【答案】C
例4.
已知平面向量,,则与的夹角为
A . B . C . D .
【答案】B
【解析】本题考查平面向量,则,故选B
例5.
如图,在直角梯形中,,,是的中点,,则
A . B . C . D .
【答案】D
【解析】本题考查平面向量的数量积.
以为原点建立平面直角坐标系,
因为是的中点,,

.故选D.
过关检测(10mins)
1.已知向量,则
A . B . C . D .
【答案】A
【考点】本题考查平面向量的坐标运算
【解析】
故选A
2.已知,且,,又,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】 A
3.如果正方形的边长为,那么等于
A . B . C . D .
【答案】A
【解析】本题考查向量数量积.,故选A
4. 已知向量,,则
A. B . C. D.
【答案】C
5. 平面向量与的夹角为,,,则.
【答案】
【解析】本题考查平面向量依题意,
则,故
七.掌握向量平行与垂直的坐标表示LV.4
1.向量与非零向量平行的充要条件是:.
向量平行(共线)的充要条件的两种表达形式:
①;
②且设,()
2.垂直的充要条件:,即
例1.
已知向量,若,则 .
【答案】
例2.
在平面直角坐标系中,向量=(1,2),=(2,m),若O,A,B三点能构成三角形,则
A . B . C . D .
【答案】B
【解析】∵三点能构成三角形,∴不共线,
∴,解得.故选:B
例3.
向量在正方形网格中的位置如图所示,若向量与共线,则实数
A . B .
C . D .
【答案】
【解析】建立如图所示坐标系,可得, ,,
,所以,,故选.
例4.
已知向量,向量,若与垂直,则实数的值为.
【答案】
【解析】∵向量,∴,又与垂直,
∴,即,解得,故答案为:
例5.
平面向量,,,如果,且,那么实数,
的值分别是
A., B., C., D.,
【答案】A
【解析】本题考查集合运算.,,所以,得故选A
过关检测(10mins)
1.已知向量,,若,则的值为______.
【答案】0
【解析】本题考查平面向量因为, 所以
又因为所以即
2.已知平面向量,且,则实数的值是
A . B . C . D .或
【答案】D
【解析】本题考查平面向量的平行的坐标运算.由,且,可以得到,即,所以或,故选.
3.设向量,.则与垂直的向量可以是
A . B . C . D .
【答案】A
4.已知向量,则
【答案】
5.已知向量,则与
A .垂直 B .不垂直也不平行
C .平行且同向 D .平行且反向
【答案】D
【解析】本题考查平面向量因为,所以与平行且反向故选D
八.能灵活使用建系法解决综合几何问题LV.6
例1.
如图,正方形的边长为6,点,分别在边,上,且,.如果对于常数,在正方形的四条边上,有且只有6个不同的点P使得成立,那么的取值范围
是( )
A . B . C . D .
【答案】C
解析:以为轴,以为轴建立直角坐标系
则,
若在上,设,.则,,则,则,即.且当时,有唯一解,且,当时,有两个解.
若在上,设,,则,,所以,因为,则.则当或时,有唯一解;当时,有两个解.
若在上,设,,,.所以,又因为,则.当时有唯一解,当时有两个解.
若在上,设,,所以,,所以,又,所以.当或时有唯一解,当时有两个解.
综上所述,
例2.
已知点在的内部,且有,记的面积分别为.若,则__________;若,则__________.
【答案】,
【解析】本题考查平面向量与三角形.
若,则是的重心,
∴,
∴.
若,延长,使,如图所示:
则,∴是的重心,∴.
∴,
,
,
∴.
故答案为,.
例3.
已知点在圆上,点在圆上,则下列说法错误的是
A.的取值范围为
B.的取值范围为
C.的取值范围为
D.若,则实数的取值范围为
【答案】B
【解析】本题考查圆的方程与向量的运算.
项正确由图可得:
当且仅当五点共线时取等号
故正确.项错误
故错误.
项正确故正确
项正确
故正确
过关检测(10mins)
1.如图,已知边长为的正方形,是边上一动点(与不重合),连结,作交的外角平分线于.设,记,则函数的值域是;当面积最大时,
【答案】
【解析】本题考查向量的数量积、基本不等式.作交延长线于点,故,设,则,整理得,因为,故,故,因为,故函数的值域为;,当且仅当时等号成立,此时.
课后练习
补救练习(20mins)
1.设是所在平面内一点,且,则( )
A . B . C . D .
【答案】D
【解析】:因为,所以点为的中点,则
2.设是非零向量,则“共线”是“”的
A .充分而不必要条件
B .必要而不充分条件
C .充分必要条件
D .既不充分也不必要条件
【答案】
【解析】共线或,
,共线,所以选.
3.如图,在平行四边形中,是中点,,则.
【答案】
【解析】本题考查平面向量的基本定理.
,故.
4.若非零向量满足,,则向量,夹角的大小为
【答案】.
【解析】本题考查向量.
设与的夹角为,则.又因为,所以,即,从而.
5.已知平面向量的夹角为,且满足则
【答案】
【考点】本题考查平面向量的数量积及模的运算.
【解析】
6.已知平面向量,若,则.
【答案】
【解析】本题考查共线向量的坐标表示
7.若向量,,满足条件与共线,则的值为
A . B . C . D .
【答案】D
【解析】∵向量,∴,又与共线,
∴,解得.故选:D
6.已知平面向量,若向量,则实数的值是.
【答案】
【解析】本题考查向量的坐标运算.
依题意,,故,解得.
巩固练习(20mins)
1.在平行四边形中,分别为上一点,且,,若,则等于
A . B . C . D .
【答案】D
2.设是非零向量,则“”是“”的
A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件
C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件
【答案】
【解析】充分性:,,,,,,,充分性成立.
必要性:当同向时,,必要性不成立.
故选.
3.如图,正方形中,为的中点,若,则的值为
A .
B .
C .
D .
【答案】D
【解析】考查向量的运算
4.设a、b是不共线的两个向量,已知,,,若、、三点共线,求的值.
【答案】
5.已知菱形的边长为,,则.
【答案】
【解析】由菱形对边平行且相等知,
故.
6.已知平面向量满足,且,则与的夹角等于_______.
【答案】.
【解析】本题考查平面向量,由可得:
.设与的夹角为,,则,故
7.在中,,是边的中点,则的取值范围是
A . B . C . D .
【答案】A
【解析】是边的中点
8.已知三角形外接圆的半径为(为圆心),且,,则等于
A . B . C . D .
【答案】A
【解析】本题考查平面向量数量积的运算.
三角形外接圆的半径为(为圆心),且,
为的中点,故三角形是直角三角形,为直角.
又,
故选:A
9.平面向量与的夹角为,,,则
A . B . C . D .
【答案】D
【解析】根据题意可得,,,
所以,.故选.
10.如图,角均以为始边,终边与单位圆分别交于点,则
A .
B .
C .
D .
【答案】C
【考点】本题考查平面向量的数量积
【解析】
故选C .
拔高练习(20mins)
1.已知为的边的中点,所在平面内有一点,满足,设,则的值为( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】A
2.如图,两块全等的等腰直角三角板拼在一起形成一个平面图形,若直角边长为,且,则.
【答案】
3.如图,在等腰梯形中,,,,点在线段上运动,则的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
以为轴,中点为坐标原点建系,则
点在边上,则向量与向量共线,设

,,
故选
4.在中,,点D是边上的动点,且,,(),则当取得最大值时,的值为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】本题考查平面向量
,由均值不等式,当且仅当时等号成立
D为BC中点,,故选C
5.设是平面上的两个单位向量,.若,则的最小值是
A . B . C . D .
【答案】本题选C .
【解析】本题考查平面向量.,当时,取得最小值,取得最小值,故选C .
6.已知向量,满足,且,则与夹角的大小为______.
【答案】
【解析】,.
所以,因为,所以
7.已知向量,向量如图所示.则
A .存在,使得向量与向量垂直
B .存在,使得向量与向量夹角为
C .存在,使得向量与向量夹角为
D .存在,使得向量与向量共线
【答案】D
【解析】本题考查平面向量的坐标运算,垂直,平行关系式.
由图可知,且
;
无解;无解;;故选D.
8.已知三角形外接圆的半径为(为圆心),且,,则等于
A . B . C . D .
【答案】A
【解析】本题考查平面向量数量积的运算.由题意可得三角形是以角为直角的直角三角形,解直角三角形求出相应的边和角,代入数量积公式得到答案.
三角形外接圆的半径为(为圆心),且
9.已知是平面上一点,,.
①若,则;
②若,则的最大值为.
【答案】;
【解析】
10.已知为原点,点为直线上的任意一点.非零向量.若恒为定值,则 .
【答案】
【解析】设点,则:
设的定值为,则:
令得:
11.已知为的外心,且.
(1)若,则 ;
(2)若,则的最大值为.
【答案】;
12.如图,边长为2的正三角形ABC放置在平面直角坐标系xOy中,AC在x轴上,顶点B与y轴上的定点P重合.将正三角形ABC沿x轴正方向滚动,即先以顶点C为旋转中心顺时针旋转,当顶点B落在轴上时,再以顶点B为旋转中心顺时针旋转,如此继续.当△ABC滚动到△时,顶点B运动轨迹的长度为;在滚动过程中,的最大值为.
【答案】,
【解析】本题考查向量轨迹题型
由题意可画图,得轨迹长为,最大值为.
13.已知为圆上两个不同的点(为圆心),且满足,则=__________.
【答案】
【解析】本题考查平面向量与解析几何.
由圆可得,圆心,半径为,
由题意可得,由
,
由,可得,即有.故答案为:.