第1节平面向量的概念及线性运算
【课标要求】(1)理解平面向量的意义、几何表示及向量相等的含义;(2)掌握向量的加法、减法运算,并理解其几何意义及向量共线的含义;(3)了解向量线性运算的性质及其几何意义.
知识点一平面向量的有关概念
名称
概念
向量
既有大小又有方向的量叫做向量,向量的大小称为向量的长度(或称模)
零向量
长度为0的向量,记作0
单位向量
长度等于1个单位长度的向量
平行向量
方向相同或相反的非零向量,也叫做共线向量,规定:零向量与任意向量平行
相等向量
长度相等且方向相同的向量
相反向量
长度相等且方向相反的向量
结论对于任意两个向量a,b,都有||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|.
(1)下列说法正确的是(D)
A.若|a|=|b|,则a=b或a=-b
B.若ma=mb,m∈R,则a=b
C.若a∥b,b∥c,则a∥c
D.若ma=0,m∈R,则m=0或a=0
解析:(1)对于A,当a=(1,0),b=(0,1)时,满足|a|=|b|,但a≠±b,故A错误;对于B,当a=(1,1),b=(1,2),m=0时,满足ma=mb=0,但a≠b,故B错误;对于C,当a=(1,1),b=0,c=(1,2)时,满足a∥b,c∥b,但不满足a∥c,故C错误;对于D,由ma=0,得m=0或a=0,故D正确.故选D.
(2)(人A必修二P23习题13题改编)设e是单位向量,AB=3e,CD=-3e,|AD|=3,则四边形ABCD是(B)
A.梯形 B.菱形
C.矩形 D.正方形
解析:(2)因为AB=3e,CD=-3e,所以AB=3e=-CD,即AB∥CD,|AB|=|CD|=|3e|=3|e|=3,所以四边形ABCD是平行四边形,因为|AD|=3,即|AB|=|AD|,所以四边形ABCD是菱形.故选B.
变式设a,b都是非零向量,下列四个条件中,使a|a|=b|
A.a=-b B.a∥b
C.a=2b D.a∥b且|a|=|b|
解析:C因为向量a|a|的方向与向量a方向相同,向量b|b|的方向与向量b方向相同,且a|a|=b|b|,所以向量a与向量b方向相同,故可排除选项A、B、D.当a=2b时,a|a|=
规律方法
向量有关概念的关键点
(1)向量定义的关键是方向和长度;
(2)非零共线向量的关键是方向相同或相反,长度没有限制;
(3)相等向量的关键是方向相同且长度相等;
(4)零向量的关键是长度是0,规定零向量与任意向量平行;
(5)单位向量的关键是长度等于1个单位长度.
提醒单位向量有无数个,它们大小相等,但方向不一定相同;与向量a平行的单位向量有两个,即向量a|a|和
练1(1)如图,在正△ABC中,D,E,F均为所在边的中点,则以下向量和FC相等的是(D)
A.EF B.FB
C.DF D.ED
解析:(1)∵EF,FB,DF与FC方向不同,∴EF,FB,DF与FC均不相等.∵ED与FC方向相同,长度相等,∴ED=FC.
(2)(人A必修二P23习题10题改编)若a,b满足|a|=3,|b|=5,则|a+b|的最大值为8,最小值为2.
解析:(2)由结论可知,|a+b|max=8,|a+b|min=2.
知识点二平面向量的线性运算
向量
运算
定义
法则(或几何意义)
运算律
加法
求两个向量和的运算
交换律:a+b=b+a;
结合律:(a+b)+c=a+(b+c)
减法
求两个向量差的运算
a-b=a+(-b)
数乘
求实数λ与向量a的积的运算
|λa|=|λ||a|,当λ>0时,λa与a的方向相同;
当λ<0时,λa与a的方向相反;
当λ=0时,λa=0
λ(μa)=(λμ)a;
(λ+μ)a=λa+μa;
λ(a+b)=λa+λb
结论(1)若P为线段AB的中点,O为平面内任一点,则OP=12(OA+OB
(2)若G为△ABC的重心,则GA+GB+GC=0;AG=13(AB+AC
角度1向量的线性运算
(1)(2025·黑龙江模拟)已知在梯形ABCD中,AB∥CD且满足AB=2DC,E为AC的中点,F为线段AB上靠近点B的三等分点,设AB=a,AD=b,则EF=(C)
A.23a-12b B.34a
C.512a-12b D.12a
解析:(1)如图,由题意可得AC=AD+DC=AD+12AB=b+12a,而EF=EA+AF=12CA+23AB=-12(b+12a)+23a=
(2)(2025·安徽模拟预测)已知O为等边△ABC的中心,若OA=3a,AB=2b,则AC=(A)
A.-9a-2b B.-9a+2b
C.9a+2b D.9a-2b
解析:(2)设D为BC的