2020-2021学年6.2.1 向量基本定理评课课件ppt
展开1.了解共线向量基本定理和平面向量基本定理及其意义.
2.能应用共线向量基本定理和平面向量基本定理解决一些实际问题.
七个音符谱出千支乐曲,二十六个字母写就百态文章!在多样的平面向量中,我们能否找到它的“基本音符”呢?
问题1 如果b=λa(a≠0),那么向量a,b是否共线?反过来,若向量b与非零向量a共线,那么是否存在一个实数λ,使得b=λa(a≠0)?
1.共线向量基本定理定理:如果a≠0且b∥a,则存在唯一实数λ,使得b=λa.2.说明:(1) b=λa时,通常称为b能用a表示.(2)唯一性,当b=λa时,λ唯一.3.作用:如果A,B,C是三个不同的点,则它们共线的 条件是:存在实数λ,使得 .
(1)λ的值是唯一存在的.(2)利用共线向量基本定理,既可以证明点共线问题,也可以根据共线求参数的值.(3)向量共线的判断(证明)是把两向量用共同的已知向量来表示,进而互相表示,从而判断共线.
下列命题正确的是A.若a与b共线,b与c共线,则a与c共线B.若 (λ≠0),则A,B,C,D必共线C.若a∥b,则存在唯一的实数λ,使a=λbD.零向量是模为0,方向任意的向量
由于零向量与任意向量共线,所以若b为零向量,则a与c关系不确定,A错;若 (λ≠0),则ABCD有可能是一个平行四边形,A,B,C,D不一定共线,B错;共线向量定理中,当b不是零向量时,才存在唯一的实数λ,使a=λb,否则λ可能不存在,C错;根据零向量的定义可知,零向量的模为0,方向是任意的,D显然正确.
注意向量之间关系和点、线之间关系的区别.
“a=xb”是“向量a,b共线”的A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件
充分性:若a=xb,则向量a,b共线,充分性成立;必要性:若向量a,b共线,不妨设b=0,a≠0,则不存在x∈R,使得a=xb,必要性不成立.因此,“a=xb”是“向量a,b共线”的充分不必要条件.
共线向量基本定理的应用
(2)设e1,e2是两个不共线的向量,若a=2e1-3e2,b=2e1+3e2,c=2e1-9e2,问是否存在实数λ,μ,使d=λa+μb与c共线?
d=λ(2e1-3e2)+μ(2e1+3e2)=(2λ+2μ)e1+(-3λ+3μ)e2,要使d与c共线,则存在实数k,使得d=kc,即(2λ+2μ)e1+(-3λ+3μ)e2=2ke1-9ke2.
故存在实数λ和μ,使得d与c共线,此时λ=-2μ.
(1)证明或判断三点共线的方法一般来说,要判定A,B,C三点是否共线,只需看是否存在实数λ,使得 即可.(2)利用向量共线求参数的方法已知向量共线求λ,常根据向量共线的条件转化为相应向量系数相等求解.
故x=1-λ,y=λ,即x+y=1.
问题2 如图,设e1,e2是同一平面内两个不共线的向量,a是这一平面内与e1,e2都不共线的向量.请你将向量a分解成图中所给的两个方向上的向量.
问题3 上述问题中的分解方法是否唯一?为什么?
提示 分解方法唯一.如果a还可以表示成μ1e1+μ2e2的形式,那么λ1e1+λ2e2=μ1e1+μ2e2,可得(λ1-μ1)e1+(λ2-μ2)e2=0,由此式可推出λ1-μ1,λ2-μ2全为0(假设λ1-μ1,λ2-μ2不全为0,不妨假设λ1-μ1≠0,则e1= .由此可得e1,e2共线,这与e1,e2不共线矛盾),即λ1=μ1,λ2=μ2,因此,分解方法是唯一的.
平面向量基本定理:如果平面内两个向量a与b不共线,则对该平面内任意一个向量c,存在唯一的实数对(x,y),使得c=xa+yb.平面内不共线的两个向量a与b组成的集合{a,b},常称为该平面上向量的一组 .此时如果c=xa+yb,则称xa+yb为c在基底{a,b}下的分解式.
(1)同一平面内基底有无数多组,只要两向量不共线即可.(2)当基底确定后,任意向量的表示式唯一,即(x,y)是唯一确定的.
(1)下列说法错误的是A.一条直线上的所有向量均可以用与其共线的某个非零向量表示B.平面内的所有向量均可以用此平面内的任意两个向量表示C.平面上向量的基底不唯一D.平面内的任意向量在给定基底下的分解式唯一
由共线向量的性质可知选项A正确;根据平面向量基本定理可知,平面内的所有向量均可以用此平面内的任意两个不共线的向量表示,所以选项B不正确;根据平面向量基本定理可知选项C,D都正确.
(2)(多选)以下结论中正确的是A.若p=xa+yb,则p与a,b共面B.p与a,b共面,则p=xa+yb
在A中, p=xa+yb,则由平面向量基本定理得p与a,b一定在同一平面内,故A正确;在B中,若p与a,b共面,但如果a,b共线,p就不一定能用a,b来表示,故B错误;
考查两个向量是否能构成基底,主要看两向量是否不共线.此外,一个平面的基底一旦确定,那么平面上任意一个向量都可以由这个基底唯一线性表示.
(1)已知{e1,e2}是表示平面内所有向量的一组基底,则下列四个向量中,不能作为一组基底的是A.{e1+e2,e1-e2} B.{3e1-2e2,4e2-6e1}C.{e1+2e2,e2+2e1} D.{e2,e1+e2}
因为4e2-6e1=-2(3e1-2e2),所以4e2-6e1与3e1-2e2共线,所以{3e1-2e2,4e2-6e1}不能作为基底.
(2)(多选)下列说法中,正确的是A.在△ABC中, 可以作为基底B.能够表示一个平面内所有向量的基底是唯一的C.零向量不能作为基底D.若{a,b}是一组基底,则λa+μb与a一定不共线
平面中两个不共线的向量可以构成基底,故A正确,C正确.平面中不共线的向量有很多对,它们都可以作为基底向量,故B错误.若{a,b}是一组基底,当μ=0时,λa与a共线,故D错误.
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.
∵A,P,M和B,P,N分别共线,
∴AP∶PM=4∶1,BP∶PN=3∶2.
由本例解析知BP∶PN=3∶2,
将不共线的向量作为基底表示其他向量的方法有两种:一种是利用向量的线性运算及法则对所求向量不断转化,直至能用基底表示为止;另一种是列向量方程组,利用基底表示向量的唯一性求解.
由平面向量基本定理,得
1.知识清单: (1)共线向量基本定理. (2)平面向量基本定理. (3)两个定理的应用.2.方法归纳:转化与化归.3.常见误区:基底的不唯一.
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A.{e1-e2,e2-e1}
C.{2e2-3e1,6e1-4e2}D.{e1+e2,e1-e2}
e1+e2与e1-e2不共线,可以作为平面向量的基底,另外三组向量都共线,不能作为基底.
2.如图,向量a-b等于A.-4e1-2e2 B.-2e1-4e2C.e1-3e2 D.3e1-e2
由题意知,差向量a-b是由b的终点指向a的终点的一个向量,用基底{e1,e2}表示即为{e1-3e2}.
3.设e1,e2是两个不共线的向量,则向量a=2e1-e2,与向量b=e1+λe2(λ∈R)共线,当且仅当λ的值为A.0 B.-1 C.-2 D.
因为向量a与b共线,所以设b=ma,
即e1+λe2=m(2e1-e2),解得λ= .
4.已知向量e1,e2不共线,实数x,y满足(3x-5y)e1+(2x-3y)e2=8e1+4e2,则x=________,y=________.
∵向量e1,e2不共线,
5.已知e1,e2不共线,a=e1+2e2,b=2e1+λe2,要使{a,b}能作为平面内的一组基底,则实数λ的取值范围为_____________________.
(-∞,4)∪(4,+∞)
若能作为平面内的一组基底,则a与b不共线.a=e1+2e2,b=2e1+λe2,由a≠kb,即得λ≠4.
1.(多选)如果e1,e2是平面α内两个不共线的向量,那么下列说法中不正确的是A.a=λe1+μe2(λ,μ∈R)可以表示平面α内的所有向量B.对于平面α内任一向量a,使a=λe1+μe2的实数对(λ,μ)有无穷多个C.若向量λ1e1+μ1e2与λ2e1+μ2e2共线,则D.若存在实数λ,μ使得λe1+μe2=0,则λ=μ=0
由平面向量基本定理可知,A,D正确;对于B,由平面向量基本定理可知,若一个平面的基底确定,那么任意一个向量在此基底下的实数对是唯一的;对于C,应为λ1μ2-λ2μ1=0.
3.点P满足向量 ,则点P与AB的位置关系是A.点P在线段AB上 B.点P在线段AB的延长线上C.点P在线段AB的反向延长线上D.点P在直线AB外
连接OD,CD(图略),显然∠BOD=∠CAO=60°,则AC∥OD,且AC=OD,即四边形CAOD为菱形,
6.设{e1,e2}是平面内的一组基底,且a=e1+2e2,b=-e1+e2,则e1+e2=________a+________b.
7.已知e1,e2是两个不共线的向量,而a=k2e1+ 与b=2e1+3e2是两个共线向量,则实数k=__________.
因为D,E,F依次是边AB的四等分点,
(1)求△ABM与△ABC的面积之比;
A.2 B.-3 C.-2 D.3
∵△DEF∽△BEA,
如图,以OA,OB所在射线为邻边,OC为对角线作平行四边形ODCE,
即λ=4,μ=2,∴λ+μ=6.
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