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人教版高中数学必修第2册
第六章 平面向量及其应用
6.3.2平面向量的正交分解及坐标表示
授课:张丹老师
[慕联教育同步课程导学篇]
课程编号:TS2107010302RB2060302ZD(A)
学习目标
理解平面向量的正交分解
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会用坐标表示向量
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不共线的两个向量相互垂直是一种重要的情形.
把一个向量分解为两个互相垂直的向量,叫做把向量作正交分解.
给定平面内两个不共线的向量 , ,由平面向量基本定理可知,平面上的任意向量 ,均可分解为两个向量
即 .
其中向量 与 共线,向量 与 共线
在平面上,如果选取互相垂直的向量作为基底时,
将为我们研究问题带来方便.
正交分解是向量分解中常见而实用的一种情形.
重力G沿互相垂直的两个方向分解就是正交分解.
如图,重力G可以分解为这 样两个分力:
平行于斜面使木块沿斜面下滑的力
垂直于斜面的压力
我们知道,在平面直角坐标系中,每一个点都可用一对有序实数(即它的坐标) 表示.
那么,如何表示直角坐标平面内的一个向量呢?
思考
如图,在平面直角坐标系中,设与x轴、y轴方向相同的两个单位向量分别为 , ,取 作为基底.
对于平面内的任意一个向量 ,由平面向量基本定理可知,
有且只有一对实数 使得
这样,平面内的任一向量 都可由 唯一确定,我们把有序数对 叫做向量 的坐标,记作
这样,平面内的任一向量 都可由 唯一确定,我们把有序数对 叫做向量 的坐标,记作
叫做向量 的坐标表示.
其中, 叫做 在 轴上的坐标, 叫做 在 轴上的坐标,
显然,
注意:
表示的分别为对向量进行正交分解后,得到的两个分向量的系数,并不是某一个点的坐标的有序数对.
因为 ,所以终点A的坐标
就是向量 的坐标.
如图,在直角坐标平面中,以原点O为起点作 ,
则点 的位置由向量 唯一确定.
反过来,终点A的坐标 也就是向量 的坐标.
这样就建立了向量的坐标与点的坐标之间的联系.
设 ,则向量 的坐标 就是终点 的坐标
注意:只有起点在原点的时候,终点坐标才是向量坐标.
即以原点为起点的向量与实数对是一一对应的.
例3 如图 , 分别用基底 表示向量
并求出它们的坐标
解:由图可知
所以
同理可得
课堂小结
向量的坐标和这个向量终点的坐标不一定相同.
当且仅当向量的起点是原点时,向量的坐标和
这个向量终点的坐标才相同.
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平面内的任一向量 都可由 唯一确定,我们把有序数对 叫做向量 的坐标,
记作 .
慕联提示
亲爱的同学,课后请做一下习题测试,假如达到90分以上,就说明你已经很好的掌握了这节课的内容,有关情况将记录在你的学习记录上,亲爱的同学再见!杭州慕联教育科技有限公司(www.moocun.com)
人教版数学高中必修二
6.3.2平面向量的正交分解及坐标表示
1.如图所示,在矩形ABCD中,AC与BD交于点O,下列是正交分解的是( )
A.=- B.=-
C.=+ D.=+
2.已知基向量i=(1,0),j=(0,1),m=4i-j,则m的坐标是( )
A.(4,1) B.(-4,1)
C.(4,-1) D.(-4,-1)
3.平面直角坐标系中,任意向量m的坐标有( )个.
A.1 B.2
不确定 D.无数个
4.向量正交分解中,两基底的夹角等于( )
A.45° B.90°
C.180° D.不确定
5.向量=(x,y),(O为原点)的终点A位于第二象限,则有( )
A.x>0,y>0 B.x>0,y<0
C.x<0,y>0 D.x<0,y<0
6.如图所示,向量的坐标是( )
A.(1,1) B.(-1,-2)
C.(2,3) D.(-2,-3)
7.已知=(2,3),则点N位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.不确定
8.已知M(2,3)、N(3,1),则的坐标是( )
A.(2,-1) B.(-1,2)
C.(-2,1) D.(1,-2)
9.已知A(2,0),a=(x+3,x-3y-5),若a=,O为原点,则( )
A.x=1,y=-2. B.x=-1,y=2.
C.x=-1,y=-2. D.x=1,y=2.
10.在直角坐标系xOy中,向量a、b、c的方向如图所示,且|a|=2,|b|=3,|c|=4,分别计算出它们的坐标( ).
a=(,),b=(-,),c=(2,-2).
a=(,2),b=(,),c=(2,2).
a=(2,),b=(-,),c=(2,2).
a=(-,),b=(,),c=(2,-2).
答案解析:
1. B解析: 由于⊥,则=-是正交分解.
2. C 因为i=(1,0),j=(0,1),所以m=4i-j=4(1,0)-(0,1)=(-4,1).所以m=(-4,1).故选:C.
3. A解析: 由于向量和有序实数对是一一对应的,则任意向量m的坐标仅有1个.
4. B 已知,向量正交分解中,两基底的夹角等于九十度.故选:B.
5. C解析: ∵=(x,y),∴A(x,y).
又点A在第二象限,∴x<0,y>0.
6. D解析: 由图知,M(1,1),N(-1,-2),
则=(-1-1,-2-1)=(-2,-3).
7. D解析: 因为点M的位置不确定,则点N的位置也不确定.
B解析: 在坐标系中标出两点位置,画出向量
可得=(-1,2)
9. C解析: ∵a==(2,0).
∴,解得,
∴x=-1,y=-2.
10. A
解析: 设a=(a1,a2),b=(b1,b2),c=(c1,c2),
则a1=|a|cos45°=2×=,
a2=|a|sin45°=2×=,
b1=|b|cos120°=3×(-)=-,
b2=|b|sin120°=3×=,
c1=|c|cos(-30°)=4×=2,
c2=|c|sin(-30°)=4×(-)=-2.
因此a=(,),b=(-,),c=(2,-2).