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平面向量
考试内容:向量.向量的加法与减法.实数与向量的积.平面向量的坐标表示.线段的定比分点.平面向量的数量积.平面两点间的距离、平移.
考试要求:(1)理解向量的概念,掌握向量的几何表示,了解共线向量的概念.(2)掌握向量的加法和减法.(3)掌握实数与向量的积,理解两个向量共线的充要条件.(4)了解平面向量的基本定理,理解平面向量的坐标的概念,掌握平面向量的坐标运算.(5)掌握平面向量的数量积及其几何意义,了解用平面向量的数量积可以处理有关长度、角度和垂直的问题,掌握向量垂直的条件.(6)掌握平面两点间的距离公式,以及线段的定比分点和中点坐标公式,并且能熟练运用掌握平移公式.
平面向量知识要点
1.本章知识网络结构
2.向量的概念
(1)向量的基本要素:大小和方向.(2)向量的表示:几何表示法;字母表示:a;
坐标表示法a=xi+yj=(x,y).
(3)向量的长度:即向量的大小,记作|a|.
(4)特殊的向量:零向量a=O|a|=O.
单位向量aO为单位向量|aO|=1.
(5)相等的向量:大小相等,方向相同(x1,y1)=(x2,y2)
(6)相反向量:a=-bb=-aa+b=0
(7)平行向量(共线向量):方向相同或相反的向量,称为平行向量.记作a∥b.平行向量也称为共线向量.
3.向量的运算
| 运算类型 | 几何方法 | 坐标方法 | 运算性质 |
| 向量的 加法 | 1.平行四边形法则 2.三角形法则 | ||
| 向量的 减法 | 三角形法则 | , | |
| 数 乘 向 量 | 1.是一个向量,满足: 2.>0时,同向; <0时,异向; =0时,. | ||
| 向 量 的 数 量 积 | 是一个数 1.时, . 2. |
4.重要定理、公式
(1)平面向量基本定理
e1,e2是同一平面内两个不共线的向量,那么,对于这个平面内任一向量,有且仅有一对实数λ1,
λ2,使a=λ1e1+λ2e2.
(2)两个向量平行的充要条件
a∥ba=λb(b≠0)x1y2-x2y1=O.
(3)两个向量垂直的充要条件
a⊥ba·b=Ox1x2+y1y2=O.
(4)线段的定比分点公式
设点p分有向线段所成的比为λ,即=λ,则
=+(线段的定比分点的向量公式)
(线段定比分点的坐标公式)
当λ=1时,得中点公式:
=(+)或
(5)平移公式
设点p(x,y)按向量a=(h,k)平移后得到点p′(x′,y′),
则=+a或
曲线y=f(x)按向量a=(h,k)平移后所得的曲线的函数解析式为:
y-k=f(x-h)
(6)正、余弦定理
正弦定理:
余弦定理:a2=b2+c2-2bccosA,
b2=c2+a2-2cacosB,
c2=a2+b2-2abcosC.
(7)三角形面积计算公式:
设△ABC的三边为a,b,c,其高分别为ha,hb,hc,半周长为p,外接圆、内切圆的半径为R,r.
①S△=1/2aha=1/2bhb=1/2chc②S△=pr③S△=abc/4R
④S△=1/2sinC·ab=1/2ac·sinB=1/2cb·sinA⑤S△=[海伦公式]
⑥S△=1/2(b+c-a)ra[如下图]=1/2(b+a-c)rc=1/2(a+c-b)rb
[注]:到三角形三边的距离相等的点有4个,一个是内心,其余3个是旁心.
如图:
图1中的I为S△ABC的内心,S△=pr
图2中的I为S△ABC的一个旁心,S△=1/2(b+c-a)ra
附:三角形的五个“心”;
重心:三角形三条中线交点.
外心:三角形三边垂直平分线相交于一点.
内心:三角形三内角的平分线相交于一点.
垂心:三角形三边上的高相交于一点.
旁心:三角形一内角的平分线与另两条内角的外角平分线相交一点.
⑸已知⊙O是△ABC的内切圆,若BC=a,AC=b,AB=c[注:s为△ABC的半周长,即]
则:①AE==1/2(b+c-a)
②BN==1/2(a+c-b)
③FC==1/2(a+b-c)
综合上述:由已知得,一个角的邻边的切线长,等于半周长减去对边(如图4).
特例:已知在Rt△ABC,c为斜边,则内切圆半径r=(如图3).
⑹在△ABC中,有下列等式成立.
证明:因为所以,所以,结论!
⑺在△ABC中,D是BC上任意一点,则.
证明:在△ABCD中,由余弦定理,有①
在△ABC中,由余弦定理有②,②代入①,化简
可得,(斯德瓦定理)
①若AD是BC上的中线,;
②若AD是∠A的平分线,,其中为半周长;
③若AD是BC上的高,,其中为半周长.
⑻△ABC的判定:
△ABC为直角△∠A+∠B=
<△ABC为钝角△∠A+∠B<
>△ABC为锐角△∠A+∠B>
附:证明:,得在钝角△ABC中,
⑼平行四边形对角线定理:对角线的平方和等于四边的平方和.
定比分点
定比分点公式(向量p1p=λ•向量pp2)
设p1、p2是直线上的两点,p是l上不同于p1、p2的任意一点。则存在一个实数λ,使向量p1p=λ•向量pp2,λ叫做点p分有向线段p1p2所成的比。
若p1(x1,y1),p2(x2,y2),p(x,y),则有
Op=(Op1+λOp2)(1+λ);(定比分点向量公式)
x=(x1+λx2)/(1+λ),
y=(y1+λy2)/(1+λ)。(定比分点坐标公式)
我们把上面的式子叫做有向线段p1p2的定比分点公式
三点共线定理
若OC=λOA+μOB,且λ+μ=1,则A、B、C三点共线
三角形重心判断式
在△ABC中,若GA+GB+GC=O,则G为△ABC的重心
[编辑本段]向量共线的重要条件
若b≠0,则a//b的重要条件是存在唯一实数λ,使a=λb。
a//b的重要条件是xy'-x'y=0。
零向量0平行于任何向量。
[编辑本段]向量垂直的充要条件
a⊥b的充要条件是a•b=0。
a⊥b的充要条件是xx'+yy'=0。
零向量0垂直于任何向量.
设a=(x,y),b=(x',y')。
1、向量的加法
向量的加法满足平行四边形法则和三角形法则。
AB+BC=AC。
a+b=(x+x',y+y')。
a+0=0+a=a。
向量加法的运算律:
交换律:a+b=b+a;
结合律:(a+b)+c=a+(b+c)。
2、向量的减法
如果a、b是互为相反的向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0.0的反向量为0
AB-AC=CB.即“共同起点,指向被减”
a=(x,y)b=(x',y')则a-b=(x-x',y-y').
3、数乘向量
实数λ和向量a的乘积是一个向量,记作λa,且∣λa∣=∣λ∣•∣a∣。
当λ>0时,λa与a同方向;
当λ<0时,λa与a反方向;
当λ=0时,λa=0,方向任意。
当a=0时,对于任意实数λ,都有λa=0。
注:按定义知,如果λa=0,那么λ=0或a=0。
实数λ叫做向量a的系数,乘数向量λa的几何意义就是将表示向量a的有向线段伸长或压缩。
当∣λ∣>1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上伸长为原来的∣λ∣倍;
当∣λ∣<1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上缩短为原来的∣λ∣倍。
数与向量的乘法满足下面的运算律
结合律:(λa)•b=λ(a•b)=(a•λb)。
向量对于数的分配律(第一分配律):(λ+μ)a=λa+μa.
数对于向量的分配律(第二分配律):λ(a+b)=λa+λb.
数乘向量的消去律:①如果实数λ≠0且λa=λb,那么a=b。②如果a≠0且λa=μa,那么λ=μ。
4、向量的数量积
定义:已知两个非零向量a,b。作OA=a,OB=b,则角AOB称作向量a和向量b的夹角,记作〈a,b〉并规定0≤〈a,b〉≤π
定义:两个向量的数量积(内积、点积)是一个数量,记作a•b。若a、b不共线,则a•b=|a|•|b|•cos〈a,b〉;若a、b共线,则a•b=+-∣a∣∣b∣。
向量的数量积的坐标表示:a•b=x•x'+y•y'。
向量的数量积的运算律
a•b=b•a(交换律);
(λa)•b=λ(a•b)(关于数乘法的结合律);
(a+b)•c=a•c+b•c(分配律);
向量的数量积的性质
a•a=|a|的平方。
a⊥b〈=〉a•b=0。
|a•b|≤|a|•|b|。
向量的数量积与实数运算的主要不同点
1、向量的数量积不满足结合律,即:(a•b)•c≠a•(b•c);例如:(a•b)^2≠a^2•b^2。
2、向量的数量积不满足消去律,即:由a•b=a•c(a≠0),推不出b=c。
3、|a•b|≠|a|•|b|
4、由|a|=|b|,推不出a=b或a=-b。
5、向量的向量积
定义:两个向量a和b的向量积(外积、叉积)是一个向量,记作a×b。若a、b不共线,则a×b的模是:∣a×b∣=|a|•|b|•sin〈a,b〉;a×b的方向是:垂直于a和b,且a、b和a×b按这个次序构成右手系。若a、b共线,则a×b=0。
向量的向量积性质:
∣a×b∣是以a和b为边的平行四边形面积。
a×a=0。
a‖b〈=〉a×b=0。
向量的向量积运算律
a×b=-b×a;
(λa)×b=λ(a×b)=a×(λb);
(a+b)×c=a×c+b×c.
注:向量没有除法,“向量AB/向量CD”是没有意义的。
6.向量的三角形不等式
1、∣∣a∣-∣b∣∣≤∣a+b∣≤∣a∣+∣b∣;
①当且仅当a、b反向时,左边取等号;
②当且仅当a、b同向时,右边取等号。
2、∣∣a∣-∣b∣∣≤∣a-b∣≤∣a∣+∣b∣。
①当且仅当a、b同向时,左边取等号;
②当且仅当a、b反向时,右边取等号。



