【篇一】
(1)平面向量基本定理的內(nèi)容是什么?
(2)如何定義平面向量基底?
(3)兩向量夾角的定義是什么?如何定義向量的垂直?
[新知初探]
1.平面向量基本定理
條件e1,e2是同一平面內(nèi)的兩個(gè)不共線向量
結(jié)論這一平面內(nèi)的任意向量a,有且只有一對(duì)實(shí)數(shù)λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2
基底不共線的向量e1,e2叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基底
[點(diǎn)睛]對(duì)平面向量基本定理的理解應(yīng)注意以下三點(diǎn):①e1,e2是同一平面內(nèi)的兩個(gè)不共線向量;②該平面內(nèi)任意向量a都可以用e1,e2線性表示,且這種表示是的;③基底不,只要是同一平面內(nèi)的兩個(gè)不共線向量都可作為基底.
2.向量的夾角
條件兩個(gè)非零向量a和b
產(chǎn)生過程
作向量=a,=b,則∠AOB叫做向量a與b的夾角
范圍0°≤θ≤180°
特殊情況θ=0°a與b同向
θ=90°a與b垂直,記作a⊥b
θ=180°a與b反向
[點(diǎn)睛]當(dāng)a與b共線同向時(shí),夾角θ為0°,共線反向時(shí),夾角θ為180°,所以兩個(gè)向量的夾角的范圍是0°≤θ≤180°.
[小試身手]
1.判斷下列命題是否正確.(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)任意兩個(gè)向量都可以作為基底.()
(2)一個(gè)平面內(nèi)有無數(shù)對(duì)不共線的向量都可作為表示該平面內(nèi)所有向量的基底.()
(3)零向量不可以作為基底中的向量.()
答案:(1)×(2)√(3)√
2.若向量a,b的夾角為30°,則向量-a,-b的夾角為()
A.60°B.30°
C.120°D.150°
答案:B
3.設(shè)e1,e2是同一平面內(nèi)兩個(gè)不共線的向量,以下各組向量中不能作為基底的是()
A.e1,e2B.e1+e2,3e1+3e2
C.e1,5e2D.e1,e1+e2
答案:B
4.在等腰Rt△ABC中,∠A=90°,則向量,的夾角為______.
答案:135°
用基底表示向量
[典例]如圖,在平行四邊形ABCD中,設(shè)對(duì)角線=a,=b,試用基底a,b表示,.
[解]法一:由題意知,==12=12a,==12=12b.
所以=+=-=12a-12b,
。剑12a+12b,
法二:設(shè)=x,=y(tǒng),則==y(tǒng),
又+=,-=,則x+y=a,y-x=b,
所以x=12a-12b,y=12a+12b,
即=12a-12b,=12a+12b.
用基底表示向量的方法
將兩個(gè)不共線的向量作為基底表示其他向量,基本方法有兩種:一種是運(yùn)用向量的線性運(yùn)算法則對(duì)待求向量不斷進(jìn)行轉(zhuǎn)化,直至用基底表示為止;另一種是通過列向量方程或方程組的形式,利用基底表示向量的性求解.
[活學(xué)活用]
如圖,已知梯形ABCD中,AD∥BC,E,F(xiàn)分別是AD,BC邊上的中點(diǎn),且BC=3AD,=a,=b.試以a,b為基底表示,,.
解:∵AD∥BC,且AD=13BC,
∴=13=13b.
∵E為AD的中點(diǎn),
∴==12=16b.
∵=12,∴=12b,
∴=++
。剑16b-a+12b=13b-a,
。剑剑16b+13b-a=16b-a,
。剑剑(+)
。剑(+)=-16b-a+12b
=a-23b.
向量夾角的簡(jiǎn)單求解
[典例]已知|a|=|b|=2,且a與b的夾角為60°,則a+b與a的夾角是多少?a-b與a的夾角又是多少?
[解]如圖所示,作=a,=b,且∠AOB=60°.
以,為鄰邊作平行四邊形OACB,則=a+b,=a-b.
因?yàn)閨a|=|b|=2,所以平行四邊形OACB是菱形,又∠AOB=60°,所以與的夾角為30°,與的夾角為60°.
即a+b與a的夾角是30°,a-b與a的夾角是60°.
求兩個(gè)向量夾角的方法
求兩個(gè)向量的夾角,關(guān)鍵是利用平移的方法使兩個(gè)向量的起點(diǎn)重合,根據(jù)向量夾角的概念確定夾角,再依據(jù)平面圖形的知識(shí)求解向量的夾角.過程簡(jiǎn)記為“一作二證三算”.
[活學(xué)活用]
如圖,已知△ABC是等邊三角形.
(1)求向量與向量的夾角;
(2)若E為BC的中點(diǎn),求向量與的夾角.
解:(1)∵△ABC為等邊三角形,
∴∠ABC=60°.
如圖,延長(zhǎng)AB至點(diǎn)D,使AB=BD,則=,
∴∠DBC為向量與的夾角.
∵∠DBC=120°,
∴向量與的夾角為120°.
(2)∵E為BC的中點(diǎn),∴AE⊥BC,
∴與的夾角為90°.
平面向量基本定理的應(yīng)用
[典例]如圖,在△ABC中,點(diǎn)M是BC的中點(diǎn),點(diǎn)N在AC上,且AN=2NC,AM與BN相交于點(diǎn)P,求AP∶PM與BP∶PN.
[解]設(shè)=e1,=e2,
則=+=-3e2-e1,=+=2e1+e2.
∵A,P,M和B,P,N分別共線,
∴存在實(shí)數(shù)λ,μ使得=λ
。剑薳1-3λe2,
。溅蹋2μe1+μe2.
故=+=-=(λ+2μ)e1+(3λ+μ)e2.
而=+=2e1+3e2,由平面向量基本定理,
得λ+2μ=2,3λ+μ=3,解得λ=45,μ=35.
∴=45,=35,
∴AP∶PM=4∶1,BP∶PN=3∶2.
[一題多變]
1.[變?cè)O(shè)問]在本例條件下,若=a,=b,試用a,b表示,
解:由本例解析知BP∶PN=3∶2,則=25,
=+=+25=b+25(-)
。絙+45a-25b=35b+45a.
2.[變條件]若本例中的點(diǎn)N為AC的中點(diǎn),其它條件不變,求AP∶PM與BP∶PN.
解:如圖,設(shè)=e1,=e2,
則=+=-2e2-e1,=+=2e1+e2.
∵A,P,M和B,P,N分別共線,
∴存在實(shí)數(shù)λ,μ使得=λ
。剑薳1-2λe2,
=μ=2μe1+μe2.
故=+=-=(λ+2μ)e1+(2λ+μ)e2.
而=+=2e1+2e2,由平面向量基本定理,
得λ+2μ=2,2λ+μ=2,解得λ=23,μ=23.
∴=23,=23,
∴AP∶PM=2,BP∶PN=2.
若直接利用基底表示向量比較困難,可設(shè)出目標(biāo)向量并建立其與基底之間滿足的二元關(guān)系式,然后利用已知條件及相關(guān)結(jié)論,從不同方向和角度表示出目標(biāo)向量(一般需建立兩個(gè)不同的向量表達(dá)式),再根據(jù)待定系數(shù)法確定系數(shù),建立方程或方程組,解方程或方程組即得.
層級(jí)一學(xué)業(yè)水平達(dá)標(biāo)
1.已知ABCD中∠DAB=30°,則與的夾角為()
A.30°B.60°
C.120°D.150°
解析:選D如圖,與的夾角為∠ABC=150°.
2.設(shè)點(diǎn)O是ABCD兩對(duì)角線的交點(diǎn),下列的向量組中可作為這個(gè)平行四邊形所在平面上表示其他所有向量的基底的是()
①與;②與;③與;④與.
A.①②B.①③
C.①④D.③④
解析:選B尋找不共線的向量組即可,在ABCD中,與不共線,與不共線;而∥,∥,故①③可作為基底.
3.若AD是△ABC的中線,已知=a,=b,則以a,b為基底表示=()
A.12(a-b)B.12(a+b)
C.12(b-a)D.12b+a
解析:選B如圖,AD是△ABC的中線,則D為線段BC的中點(diǎn),從而=,即-=-,從而=12(+)=12(a+b).
4.在矩形ABCD中,O是對(duì)角線的交點(diǎn),若=e1,=e2,則=()
A.12(e1+e2)B.12(e1-e2)
C.12(2e2-e1)D.12(e2-e1)
解析:選A因?yàn)镺是矩形ABCD對(duì)角線的交點(diǎn),=e1,=e2,所以=12(+)=12(e1+e2),故選A.
5.(全國(guó)Ⅰ卷)設(shè)D為△ABC所在平面內(nèi)一點(diǎn),=3,則()
A.=-13+43
B.=13-43
C.=43+13
D.=43-13
解析:選A由題意得=+=+13=+13-13=-13+43.
6.已知向量a,b是一組基底,實(shí)數(shù)x,y滿足(3x-4y)a+(2x-3y)b=6a+3b,則x-y的值為______.
解析:∵a,b是一組基底,∴a與b不共線,
∵(3x-4y)a+(2x-3y)b=6a+3b,
∴3x-4y=6,2x-3y=3,解得x=6,y=3,∴x-y=3.
答案:3
7.已知e1,e2是兩個(gè)不共線向量,a=k2e1+1-5k2e2與b=2e1+3e2共線,則實(shí)數(shù)k=______.
解析:由題設(shè),知k22=1-5k23,∴3k2+5k-2=0,
解得k=-2或13.
答案:-2或13
8.如下圖,在正方形ABCD中,設(shè)=a,=b,=c,則在以a,b為基底時(shí),可表示為______,在以a,c為基底時(shí),可表示為______.
解析:以a,c為基底時(shí),將平移,使B與A重合,再由三角形法則或平行四邊形法則即得.
答案:a+b2a+c
9.如圖所示,設(shè)M,N,P是△ABC三邊上的點(diǎn),且=13,=13,=13,若=a,=b,試用a,b將,,表示出來.
解:=-
。13-23=13a-23b,
。剑剑13-23=-13b-23(a-b)=-23a+13b,
。剑剑(+)=13(a+b).
10.證明:三角形的三條中線共點(diǎn).
證明:如圖所示,設(shè)AD,BE,CF分別為△ABC的三條中線,令=a,=b.則有=b-a.
設(shè)G在AD上,且AGAD=23,則有=+=a+12(b-a)=12(a+b).
=-=12b-a.
∴=-=23-
。13(a+b)-a=13b-23a
。2312b-a=23.
∴G在BE上,同理可證=23,即G在CF上.
故AD,BE,CF三線交于同一點(diǎn).
層級(jí)二應(yīng)試能力達(dá)標(biāo)
1.在△ABC中,點(diǎn)D在BC邊上,且=2,設(shè)=a,=b,則可用基底a,b表示為()
A.12(a+b)B.23a+13b
C.13a+23bD.13(a+b)
解析:選C∵=2,∴=23.
∴=+=+23=+23(-)=13+23=13a+23b.
2.AD與BE分別為△ABC的邊BC,AC上的中線,且=a,=b,則=()
A.43a+23bB.23a+43b
C.23a-23bD.-23a+23b
解析:選B設(shè)AD與BE交點(diǎn)為F,則=13a,=23b.所以=+=23b+13a,所以=2=23a+43b.
3.如果e1,e2是平面α內(nèi)所有向量的一組基底,那么,下列命題中正確的是()
A.若存在實(shí)數(shù)λ1,λ2,使得λ1e1+λ2e1=0,則λ1=λ2=0
B.平面α內(nèi)任一向量a都可以表示為a=λ1e1+λ2e2,其中λ1,λ2∈R
C.λ1e1+λ2e2不一定在平面α內(nèi),λ1,λ2∈R
D.對(duì)于平面α內(nèi)任一向量a,使a=λ1e1+λ2e2的實(shí)數(shù)λ1,λ2有無數(shù)對(duì)
解析:選BA中,(λ1+λ2)e1=0,∴λ1+λ2=0,即λ1=-λ2;B符合平面向量基本定理;C中,λ1e1+λ2e2一定在平面α內(nèi);D中,λ1,λ2有且只有一對(duì).
4.已知非零向量,不共線,且2=x+y,若=λ(λ∈R),則x,y滿足的關(guān)系是()
A.x+y-2=0B.2x+y-1=0
C.x+2y-2=0D.2x+y-2=0
解析:選A由=λ,得-=λ(-),
即=(1+λ)-λ.又2=x+y,
∴x=2+2λ,y=-2λ,消去λ得x+y=2.
5.設(shè)e1,e2是平面內(nèi)的一組基底,且a=e1+2e2,b=-e1+e2,則e1+e2=________a+________b.
解析:由a=e1+2e2,b=-e1+e2,解得e1=13a-23b,e2=13a+13b.
故e1+e2=13a-23b+13a+13b
。23a+-13b.
答案:23-13
6.已知非零向量a,b,c滿足a+b+c=0,向量a,b的夾角為120°,且|b|=2|a|,則向量a與c的夾角為________.
解析:由題意可畫出圖形,
在△OAB中,
因?yàn)椤螼AB=60°,|b|=2|a|,
所以∠ABO=30°,OA⊥OB,
即向量a與c的夾角為90°.
答案:90°
7.設(shè)e1,e2是不共線的非零向量,且a=e1-2e2,b=e1+3e2.
(1)證明:a,b可以作為一組基底;
(2)以a,b為基底,求向量c=3e1-e2的分解式;
(3)若4e1-3e2=λa+μb,求λ,μ的值.
解:(1)證明:若a,b共線,則存在λ∈R,使a=λb,
則e1-2e2=λ(e1+3e2).
由e1,e2不共線,得λ=1,3λ=-2⇒λ=1,λ=-23.
∴λ不存在,故a與b不共線,可以作為一組基底.
(2)設(shè)c=ma+nb(m,n∈R),則
3e1-e2=m(e1-2e2)+n(e1+3e2)
。(m+n)e1+(-2m+3n)e2.
∴m+n=3,-2m+3n=-1⇒m=2,n=1.∴c=2a+b.
(3)由4e1-3e2=λa+μb,得
4e1-3e2=λ(e1-2e2)+μ(e1+3e2)
。(λ+μ)e1+(-2λ+3μ)e2.
∴λ+μ=4,-2λ+3μ=-3⇒λ=3,μ=1.
故所求λ,μ的值分別為3和1.
8.若點(diǎn)M是△ABC所在平面內(nèi)一點(diǎn),且滿足:=34+14.
(1)求△ABM與△ABC的面積之比.
(2)若N為AB中點(diǎn),AM與CN交于點(diǎn)O,設(shè)=x+y,求x,y的值.
解:(1)如圖,由=34+14可知M,B,C三點(diǎn)共線,
令=λ⇒=+=+λ=+λ(-)=(1-λ)+λ⇒λ=14,所以S△ABMS△ABC=14,即面積之比為1∶4.
(2)由=x+y⇒=x+y2,=x4+y,由O,M,A三點(diǎn)共線及O,N,C三點(diǎn)共線⇒x+y2=1,x4+y=1⇒x=47,y=67.
【篇二】
[新知初探]
1.向量的數(shù)乘運(yùn)算
(1)定義:規(guī)定實(shí)數(shù)λ與向量a的積是一個(gè)向量,這種運(yùn)算叫做向量的數(shù)乘,記作:λa,它的長(zhǎng)度和方向規(guī)定如下:
、質(zhì)λa|=|λ||a|;
、诋(dāng)λ>0時(shí),λa的方向與a的方向相同;
當(dāng)λ<0時(shí),λa的方向與a的方向相反.
(2)運(yùn)算律:設(shè)λ,μ為任意實(shí)數(shù),則有:
①λ(μa)=(λμ)a;
、(λ+μ)a=λa+μa;
、郐(a+b)=λa+λb;
特別地,有(-λ)a=-(λa)=λ(-a);
λ(a-b)=λa-λb.
[點(diǎn)睛](1)實(shí)數(shù)與向量可以進(jìn)行數(shù)乘運(yùn)算,但不能進(jìn)行加減運(yùn)算,如λ+a,λ-a均無法運(yùn)算.
(2)λa的結(jié)果為向量,所以當(dāng)λ=0時(shí),得到的結(jié)果為0而不是0.
2.向量共線的條件
向量a(a≠0)與b共線,當(dāng)且僅當(dāng)有一個(gè)實(shí)數(shù)λ,使b=λa.
[點(diǎn)睛](1)定理中a是非零向量,其原因是:若a=0,b≠0時(shí),雖有a與b共線,但不存在實(shí)數(shù)λ使b=λa成立;若a=b=0,a與b顯然共線,但實(shí)數(shù)λ不,任一實(shí)數(shù)λ都能使b=λa成立.
(2)a是非零向量,b可以是0,這時(shí)0=λa,所以有λ=0,如果b不是0,那么λ是不為零的實(shí)數(shù).
3.向量的線性運(yùn)算
向量的加、減、數(shù)乘運(yùn)算統(tǒng)稱為向量的線性運(yùn)算.對(duì)于任意向量a,b及任意實(shí)數(shù)λ,μ1,μ2,恒有λ(μ1a±μ2b)=λμ1a±λμ2b.
[小試身手]
1.判斷下列命題是否正確.(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)λa的方向與a的方向一致.()
(2)共線向量定理中,條件a≠0可以去掉.()
(3)對(duì)于任意實(shí)數(shù)m和向量a,b,若ma=mb,則a=b.()
答案:(1)×(2)×(3)×
2.若|a|=1,|b|=2,且a與b方向相同,則下列關(guān)系式正確的是()
A.b=2aB.b=-2a
C.a(chǎn)=2bD.a(chǎn)=-2b
答案:A
3.在四邊形ABCD中,若=-12,則此四邊形是()
A.平行四邊形B.菱形
C.梯形D.矩形
答案:C
4.化簡(jiǎn):2(3a+4b)-7a=______.
答案:-a+8b
向量的線性運(yùn)算
[例1]化簡(jiǎn)下列各式:
(1)3(6a+b)-9a+13b;
(2)123a+2b-a+12b-212a+38b;
(3)2(5a-4b+c)-3(a-3b+c)-7a.
[解](1)原式=18a+3b-9a-3b=9a.
(2)原式=122a+32b-a-34b=a+34b-a-34b=0.
(3)原式=10a-8b+2c-3a+9b-3c-7a=b-c.
向量線性運(yùn)算的方法
向量的線性運(yùn)算類似于代數(shù)多項(xiàng)式的運(yùn)算,共線向量可以合并,即“合并同類項(xiàng)”“提取公因式”,這里的“同類項(xiàng)”“公因式”指的是向量.
[活學(xué)活用]
化簡(jiǎn)下列各式:
(1)2(3a-2b)+3(a+5b)-5(4b-a);
(2)1622a+8b-44a-2b.
解:(1)原式=6a-4b+3a+15b-20b+5a=14a-9b.
(2)原式=16(4a+16b-16a+8b)=16(-12a+24b)=-2a+4b.
用已知向量表示未知向量
[典例]如圖所示,D,E分別是△ABC的邊AB,AC的中點(diǎn),M,N分別是DE,BC的中點(diǎn),已知=a,=b,試用a,b分別表示,,.
[解]由三角形中位線定理,知DE綊12BC,故=12,即=12a.
。剑剑璦+b+12a=-12a+b.
。剑12++12
=-14a-b+12a=14a-b.
用已知向量表示未知向量的方法
用圖形中的已知向量表示所求向量,應(yīng)結(jié)合已知和所求,聯(lián)想相關(guān)的法則和幾何圖形的有關(guān)定理,將所求向量反復(fù)分解,直到全部可以用已知向量表示即可,其實(shí)質(zhì)是向量的線性運(yùn)算的反復(fù)應(yīng)用.
[活學(xué)活用]
如圖,四邊形OADB是以向量=a,=b為邊的平行四邊形.又=13,=13,試用a,b表示,,.
解:∵=13=16=16(-)=16(a-b),
∴=+
=b+16a-16b=16a+56b.
∵=13=16,
∴=+=12+16
。23=23(+)=23(a+b).
∴=-
。23(a+b)-16a-56b=12a-16b.
共線向量定理的應(yīng)用
題點(diǎn)一:判斷或證明點(diǎn)共線
1.已知兩個(gè)非零向量a與b不共線,=a+b,=2a+8b,=3(a-b),求證:A,B,D三點(diǎn)共線.
證明:∵=a+b,=2a+8b,=3(a-b),
∴=+=2a+8b+3(a-b)=2a+8b+3a-3b=5(a+b)=5.
∴,共線,
又∵它們有公共點(diǎn)B,
∴A,B,D三點(diǎn)共線.
題點(diǎn)二:利用向量的共線確定參數(shù)
2.已知a,b是不共線的兩個(gè)非零向量,當(dāng)8a+kb與ka+2b共線時(shí),求實(shí)數(shù)k的值.
解:∵8a+kb與ka+2b共線,
∴存在實(shí)數(shù)λ,使得8a+kb=λ(ka+2b),
即(8-λk)a+(k-2λ)b=0.
∵a與b不共線,∴8-λk=0,k-2λ=0,
解得λ=±2,
∴k=2λ=±4.
題點(diǎn)三:幾何圖形形狀的判定
3.如圖所示,正三角形ABC的邊長(zhǎng)為15,=13+25,=15+25AC.
求證:四邊形APQB為梯形.
證明:因?yàn)椋剑剑?3-25++15+25=1315,所以∥.
又||=15,所以||=13,故||≠|(zhì)|,于是四邊形APQB為梯形.
用向量共線的條件證明兩條直線平行或重合的思路
(1)若b=λa(a≠0),且b與a所在的直線無公共點(diǎn),則這兩條直線平行;
(2)若b=λa(a≠0),且b與a所在的直線有公共點(diǎn),則這兩條直線重合.例如,若向量=λ,則,共線,又與有公共點(diǎn)A,從而A,B,C三點(diǎn)共線,這是證明三點(diǎn)共線的重要方法.
層級(jí)一學(xué)業(yè)水平達(dá)標(biāo)
1.若|a|=5,b與a的方向相反,且|b|=7,則a=()
A.57bB.-57b
C.75bD.-75b
解析:選Bb與a反向,故a=λb(λ<0),|a|=-λ|b|,則5=-λ×7,所以λ=-57,∴a=57b.
2.已知a=5e,b=-3e,c=4e,則2a-3b+c=()
A.5eB.-5e
C.23eD.-23e
解析:選C2a-3b+c=2×5e-3×(-3e)+4e=23e.
3.已知=a+5b,=-2a+8b,=3(a-b),則()
A.A,B,C三點(diǎn)共線B.A,B,D三點(diǎn)共線
C.A,C,D三點(diǎn)共線D.B,C,D三點(diǎn)共線
解析:選B=+=-2a+8b+3(a-b)=a+5b=,
又∵與有公共點(diǎn)B,∴A,B,D三點(diǎn)共線.
4.在△ABC中,點(diǎn)P是AB上一點(diǎn),且=23+13,又=t,則t的值為()
A.13B.23
C.12D.53
解析:選A由題意可得=-=23+13-=13(-)=13,又=t,∴t=13.
5.在平行四邊形ABCD中,AC與BD相交于點(diǎn)O,E是線段OD的中點(diǎn),AE的延長(zhǎng)線交DC于點(diǎn)F,若=a,=b,則=()
A.13a+bB.12a+b
C.a(chǎn)+13bD.a(chǎn)+12b
解析:選A由已知條件可知BE=3DE,∴DF=13AB,∴=+=+13=13a+b.
6.若3(x+a)+2(x-2a)-4(x-a+b)=0,則x=______.
解析:由已知得3x+3a+2x-4a-4x+4a-4b=0,
∴x+3a-4b=0,∴x=4b-3a.
答案:4b-3a
7.下列向量中a,b共線的有________(填序號(hào)).
、賏=2e,b=-2e;
、赼=e1-e2,b=-2e1+2e2;
③a=4e1-25e2,b=e1-110e2;
、躠=e1+e2,b=2e1-2e2.
解析:①中,a=-b;②中,b=-2e1+2e2=-2(e1-e2)=-2a;③中,a=4e1-25e2=4e1-110e2=4b;④中,當(dāng)e1,e2不共線時(shí),a≠λb.故填①②③.
答案:①②③
8.已知向量a,b是兩個(gè)不共線的向量,且向量ma-3b與a+(2-m)b共線,則實(shí)數(shù)m的值為________.
解析:因?yàn)橄蛄縨a-3b與a+(2-m)b共線且向量a,b是兩個(gè)不共線的向量,所以存在實(shí)數(shù)λ,使得ma-3b=λ[a+(2-m)b],即(m-λ)a+(mλ-2λ-3)b=0,因?yàn)閍與b不共線,所以m=λ,mλ-2λ-3=0,解得m=-1或m=3.
答案:-1或3
9.計(jì)算:
(1)25(a-b)-13(2a+4b)+215(2a+13b);
(2)(2m-n)a-mb-(m-n)(a-b)(m,n為實(shí)數(shù)).
解:(1)原式=25-23+415a+-25-43+2615b=0.
(2)原式=2ma-na-mb-m(a-b)+n(a-b)
。2ma-na-mb-ma+mb+na-nb
=ma-nb.
10.已知e1,e2是兩個(gè)非零不共線的向量,a=2e1-e2,b=ke1+e2,若a與b是共線向量,求實(shí)數(shù)k的值.
解:∵a與b是共線向量,∴a=λb,
∴2e1-e2=λ(ke1+e2)=λke1+λe2,
∴λk=2,λ=-1,
∴k=-2,λ=-1,
∴k=-2.
層級(jí)二應(yīng)試能力達(dá)標(biāo)
1.設(shè)a是非零向量,λ是非零實(shí)數(shù),則下列結(jié)論中正確的是()
A.a(chǎn)與λa的方向相同
B.a(chǎn)與-λa的方向相反
C.a(chǎn)與λ2a的方向相同
D.|λa|=λ|a|
解析:選C只有當(dāng)λ>0時(shí),a與λa的方向相同,a與-λa的方向相反,且|λa|=λ|a|.因?yàn)棣?>0,所以a與λ2a的方向相同.
2.已知O是△ABC所在平面內(nèi)一點(diǎn),D為邊BC的中點(diǎn),且2++=0,則()
A.=B.=2
C.=3D.2=
解析:選A∵在△ABC中,D為邊BC的中點(diǎn),∴+=2,∴2(+)=0,即+=0,從而=.
3.已知向量a,b不共線,若=λ1a+b,=a+λ2b,且A,B,C三點(diǎn)共線,則關(guān)于實(shí)數(shù)λ1,λ2一定成立的關(guān)系式為()
A.λ1=λ2=1B.λ1=λ2=-1
C.λ1λ2=1D.λ1+λ2=1
解析:選C∵A,B,C三點(diǎn)共線,
∴=k(k≠0).
∴λ1a+b=k(a+λ2b)=ka+kλ2b.
又∵a,b不共線,
∴λ1=k,1=kλ2,∴λ1λ2=1.
4.已知平面內(nèi)有一點(diǎn)P及一個(gè)△ABC,若++=,則()
A.點(diǎn)P在△ABC外部B.點(diǎn)P在線段AB上
C.點(diǎn)P在線段BC上D.點(diǎn)P在線段AC上
解析:選D∵++=,
∴++-=0,
∴+++=0,即++=0,
∴2=,∴點(diǎn)P在線段AC上.
5.設(shè)e1,e2是兩個(gè)不共線的向量,若向量ke1+2e2與8e1+ke2方向相反,則k=______.
解析:∵ke1+2e2與8e1+ke2共線,
∴ke1+2e2=λ(8e1+ke2)=8λe1+λke2.
∴k=8λ,2=λk,解得λ=12,k=4或λ=-12,k=-4.
∵ke1+2e2與8e1+ke2反向,
∴λ=-12,k=-4.
答案:-4
6.如圖所示,在▱ABCD中,=a,=b,AN=3NC,M為BC的中點(diǎn),則=________(用a,b)表示.
解析:=+=-=12-14
=12b-14(a+b)=14b-14a=14(b-a).
答案:14(b-a)
7.已知:在四邊形ABCD中,=a+2b,=-4a-b,=-5a-3b,求證:四邊形ABCD為梯形.
證明:如圖所示.
∵=++=(a+2b)+(-4a-b)+(-5a-3b)
。剑8a-2b=2(-4a-b),
∴=2.
∴與共線,且||=2||.
又∵這兩個(gè)向量所在的直線不重合,
∴AD∥BC,且AD=2BC.
∴四邊形ABCD是以AD,BC為兩條底邊的梯形.
8.如圖,已知△OCB中,點(diǎn)A是BC的中點(diǎn),D是將OB分成2∶1的一個(gè)內(nèi)分點(diǎn),DC和OA交于點(diǎn)E,設(shè)=a,=b.
(1)用a,b表示向量,;
(2)若=λ,求λ的值.
解:(1)由A是BC的中點(diǎn),則有=12(+),
從而=2-=2a-b.
由D是將OB分成2∶1的一個(gè)內(nèi)分點(diǎn),得=23,
從而=-=(2a-b)-23b=2a-53b.
(2)由于C,E,D三點(diǎn)共線,則=μ,
又=-=(2a-b)-λa=(2-λ)a-b,
=2a-53b,
從而(2-λ)a-b=μ2a-53b,
又a,b不共線,則2-λ=2μ,1=53μ,解得λ=45.