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章末复习
第六章 平面向量及其应用
NEI RONG SUO YIN
内容索引
知识网络
考点突破
随堂演练
1
知识网络
PART ONE
2
考点突破
PART TWO
一、向量的线性运算
向量运算 法则(或几何意义)
向量的线性运算 加法
1.
向量的线性运算 减法
数乘 (1)|λa|=|λ||a|;
(2)当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;当λ<0时,λa的方向与a的方向相反;当λ=0时,λa=0
2.向量a=(x1,y1),b=(x2,y2)共线 x1y2-x2y1=0.
3.通过向量的线性运算,培养数学运算和逻辑推理素养.
例1 (1)已知向量a=(2,1),b=(-3,4),则2a-b的结果是
A.(7,-2) B.(1,-2)
C.(1,-3) D.(7,2)
√
解析 ∵a=(2,1),b=(-3,4),
∴2a-b=2(2,1)-(-3,4)=(4,2)-(-3,4)=(4+3,2-4)=(7,-2).
√
反思感悟
向量线性运算的基本原则和求解策略
(1)基本原则
向量的加法、减法和数乘运算统称为向量的线性运算.向量的线性运算的结果仍是一个向量.因此,对它们的运算法则、运算律的理解和运用要注意向量的大小和方向两个方面.
(2)求解策略
①向量是一个有“形”的几何量,因此在进行向量线性运算时,一定要结合图形,这是研究平面向量的重要方法与技巧.
③平行向量(共线向量)、相等向量与相反向量、单位向量等,理解向量的有关概念并进行恰当地应用.
√
解析 作出示意图如图所示.
二、向量的数量积运算
1.向量的夹角及垂直问题
(1)两个非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2)垂直 a·b=0 x1x2+y1y2=0,利用这两个结论,可以判断两个向量的位置关系.
(2)两个向量的夹角公式(θ为两个非零向量a,b的夹角):
cos θ=
2.向量的长度(模)与距离的问题
求向量的模主要有以下两种方法:
(1)利用公式|a|2=a2将它转化为向量的数量积问题,再利用数量积的运算律和性质进行展开、合并,使问题得以解决;
(2)利用公式|a|= 将其转化为实数运算,使问题得以解决.
3.通过向量的数量积运算,提升逻辑推理和数学运算素养.
例2 已知a=(cos α,sin α),b=(cos β,sin β),且|ka+b|= |a-kb|(k>0).
(1)用k表示数量积a·b;
得(ka+b)2=3(a-kb)2,
∴k2a2+2ka·b+b2=3a2-6ka·b+3k2b2.
∴(k2-3)a2+8ka·b+(1-3k2)b2=0.
∴k2-3+8ka·b+1-3k2=0,
(2)求a·b的最小值,并求出此时a与b的夹角θ的大小.
又∵0°≤θ≤180°,∴θ=60°.
反思感悟
数量积运算是向量运算的核心,利用向量数量积可以解决以下问题
(1)设a=(x1,y1),b=(x2,y2),
a∥b x1y2-x2y1=0,
a⊥b x1x2+y1y2=0(a,b均为非零向量).
(2)求向量的夹角和模的问题
①设a=(x1,y1),则|a|= .
②两向量夹角的余弦值(0≤θ≤π,a,b为非零向量)
三、余弦定理、正弦定理
1.解三角形就是已知三角形中的三个独立元素(至少一条边)求出其他元素的过程.三角形中的元素有基本元素(边和角)和非基本元素(中线、高、角平分线、外接圆半径和内切圆半径),解三角形通常是指求未知的元素,有时也求三角形的面积.
2.解斜三角形共包括四种类型:
(1)已知三角形的两角和一边(一般先用内角和求角或用正弦定理求边);
(2)已知两边及夹角(一般先用余弦定理求第三边);
(3)已知三边(先用余弦定理求角);
(4)已知两边和一边的对角(先用正弦定理求另一边的对角或先用余弦定理求第三边,注意讨论解的个数).
3.借助解三角形,培养逻辑推理、数学运算、数学建模等核心素养.
例3 在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且2B=A+C,向量m=(3a,b),n=(2b,c),m∥n.求A.
解 方法一 ∵2B=A+C,A+B+C=π,
∵m∥n,∴2b2=3ac,
∴由正弦定理,得2sin2B=3sin Asin C,
由余弦定理,得b2=a2+c2-2accos B,
即b2=a2+c2-ac. (*)
得2a2-5ac+2c2=0,解得a=2c或c=2a.
反思感悟
通过正弦定理和余弦定理,化边为角(如a=2Rsin A,a2+b2-c2=2abcos C等),利用三角形变换得出三角形内角之间的关系进行判断.此时注意一些常见的三角等式所体现的内角关系,如在△ABC中,sin A=sin B A=B;sin(A-B)=0 A=B;sin 2A=sin 2B A=B或A+B= 等.
(1)求C的大小;
由余弦定理,得c2=a2+b2-2abcos C
=(a+b)2-3ab=62-3×8=12.
3
随堂演练
PART THREE
1
2
3
4
5
A.(-4,-6) B.(4,6)
C.(-2,-2) D.(2,2)
√
2.设a=(1,2),b=(1,1),c=a+kb.若b⊥c,则实数k的值等于
1
2
3
4
5
√
解析 c=a+kb=(1+k,2+k),
√
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5
1
2
3
4
5
4.已知向量a,b满足|a|=1,b=(t,2-t),a-b与a垂直,则|a-b|的最小值为
√
解析 由题意知a-b与a垂直,
则(a-b)·a=0,可得a·b=a2=1.
所以当t=1时,|a-b|取得最小值1.
1
2
3
4
5
5.△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,已知c=bcos C+ccos B,且a=1,B=120°,则b= .
解析 ∵c=bcos C+ccos B,
∴由正弦定理可得sin C=sin Bcos C+cos Bsin C
=sin(B+C)=sin A,
∴c=a=1,
∵B=120°,