《必修4》
第二章平面向量
一、知识纲要
1、向量的相关概念:
(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量,记为或。向量又称矢量。
注意①向量和标量的区别:向量既有大小又有方向;标量只有大小,没有方向。普通的数量都是标量,力是一种常见的向量。②向量常用有向线段来表示,但也不能说向量就是有向线段,因为向量是自由的,可以平移;有向线段有固定的起点和终点,不能随意移动。
(2)向量的模:向量的大小又叫向量的模,它指的是:表示向量的有向线段的长度。
记作:||或||。
注意向量本身不能比较大小,但向量的模可以比较大小。
(3)零向量:长度为0的向量叫零向量,记为,零向量的方向是任意的。
注意①||=0;②与0的区别:写法的区别,意义的区别。
(4)单位向量:模长为1个单位长度的非零向量叫单位向量。
注意若向量是单位向量,则||=1。
2、向量的表示:
(1)几何表示法:用带箭头的有向线段表示,如,注意:方向是“起点指向终点”。
(2)符号表示法:用一个小写的英文字母来表示,如,等;
(3)坐标表示法:在平面内建立直角坐标系,以与轴、轴正方向相同的两个单位向量、为基底向量,则平面内的任一向量可表示为,称为向量的坐标,=叫做向量的坐标表示。此时||=。
若已知,则,即终点坐标减去起点坐标。
特别的,如果向量的起点在原点,那么向量的坐标数值与向量的终点坐标数值相同。
3、向量之间的关系:
(1)平行(共线):对于两个非零向量,若它们的方向相同或相反的,那么就称这种关系为平行,记作∥。换言之,方向相同或相反的两个非零向量叫平行向量(共线向量)。
相互平行的两个向量之间的夹角为0度或180度,记为,=00或1800。
由于向量可以进行任意的平移(所以向量又叫自由向量),所以平行向量总可以平移到同一直线上,故平行向量也称为共线向量。
注意①数学中研究的向量是自由向量,只有大小、方向两个要素,起点可以任意选取,现在必须区分清楚共线向量中的“共线”与几何中的“共线”的含义,要理解好平行向量中的“平行”与几何中的“平行”是不一样的。②规定平行于任何向量,故在有关向量平行(共线)的问题中务必看清楚是否有“非零向量”这个条件。③平行向量无传递性(因为有).
(2)不平行:对于两个非零向量和,如果平移后它们的夹角不是0度或180度,则称这两个向量不平行。
此时,它们夹角的范围是,(0,)。
特别的,当,=(即900)时,称为两个向量垂直,记为。
4、由向量之间的关系引出的术语:
(1)同向向量:如果两个向量方向相同(即:共线并且夹角为0度),那么就称这两个向量是同向向量。,=0
(2)反向向量:如果两个向量方向相反(即:共线并且夹角为180度),那么就称这两个向量是反向向量。,=
注意:同向向量和反向向量都是共线向量。并且只考虑方向,不研究模长的大小关系。
(3)相等向量:长度相等且方向相同的两个向量叫相等向量,记为。
注意:①相等向量经过平移后总可以重合,是同向向量的升级版。
②相等向量的坐标体现为:
8、向量的夹角
已知两个非零向量与,作=,=,则∠AOB=()叫做向量与的夹角,记为。
注意①研究向量夹角时,必须将两个向量的起点移动到同一点上;
②当且仅当两个非零向量与同方向时,
③当且仅当与反方向时
④与其它任何非零向量之间不谈夹角这一问题
⑤cos==
⑥向量夹角与数量积的关系:
当为锐角时,>0(反之不成立,因为数量积为正数的两个向量不一定构成锐角,可能是平行且同向);当为钝角时,<0。(反之不成立,因为数量积为负数的两个向量不一定构成钝角,可能是平行且反向)
9、平面向量的基本定理
如果是一个平面内的两个不共线向量,那么对这一平面内的任一向量,有且只有一对实数使:,其中不共线的向量叫做表示这一平面内所有向量的一组基底。
若给定一组基底向量,则平面内的任何一个向量都存在一组实属对与之对应,当这组基底是两个相互垂直的单位向量时,这组基底可以构成一个系统,这个系统叫平面直角坐标系,与向量对应的实数对就是坐标。
10、向量垂直(共线)的基本定理
(1)共线:∥,此为向量平行的符号表达。
若,则或,此为向量平行的坐标表达。
注意对于“∥”,当时,可以看成是非零向量的0倍(即),所以规定“零向量与任何非零向量平行”。
(2)垂直:非零向量满足:,此为向量平行的符号表达。
若,则,此为向量平行的坐标表达。
即:两个向量非零向量垂直等价于这两个向量的数量积为0。
若中有一个向量是零向量,则数量积一定为0,此时无需讨论是否垂直。所以规定“零向量与任何非零向量平行”,但是不规定“零向量与