平面向量
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向量是既有大小又有方向的量,从其定义可以看出向量既具有代数特征,又具有几何特征,因此我们要借助于向量可以将某些代数问题转化为几何问题,又可将某些几何问题转化为代数问题,在复习中要体会向量的数形结合桥梁作用。能否理解和掌握平面向量的有关概念,如:共线向量、相等向量等,它关系到我们今后在解决一些相关问题时能否灵活应用的问题。这就要求我们在复习中应首先立足课本,打好基础,形成清晰地知识结构,重点掌握相关概念、性质、运算公式 法则等,正确掌握这些是学好本专题的关键
在解决关于向量问题时,一是要善于运用向量的平移、伸缩、合成、分解等变换,正确地进行向量的各种运算,进一步加深对“向量”这一二维性的量的本质的认识,并体会用向量处理问题的优越性。二是向量的坐标运算体现了数与形互相转化和密切结合的思想,所以要通过向量法和坐标法的运用,进一步体会数形结合思想在解决数学问题上的作用。
在解决解斜三角形问题时,一方面要体会向量方法在解三角形方面的应用,另一方面要体会解斜三角形是重要的测量手段,通过学习提高解决实际问题的能力
因此,在复习中,要注意分层复习,既要复习基础知识,又要把向量知识与其它知识,如:曲线,数列,函数,三角等进行横向联系,以体现向量的工具性 【专题综合】
1.向量的概念、向量的运算、向量的基本定理
例1. (2020湖北文、理)设a=(1,-2),b=(-3,4),c=(3,2),则(a+2b)·c=( ) A.(-15,12) B.0 C.-3 D.-11
解:(a+2b)(1,?2)?2(?3,4)?(?5,6),(a+2b)·c ?(?5,6)?(3,2)??3,选C
点评:本题考查向量与实数的积,注意积的结果还是一个向量,向量的加法运算,结果也是一个向量,还考查了向量的数量积,结果是一个数字
例2、(2020广东文)已知平面向量a?(1,2),b?(?2,m),且a∥b,则2a?3b=( ) A.(-2,-4) B. (-3,-6) C. (-4,-8) D. (-5,-10) 解:由a∥b,得m=-4,所以,
2a?3b=(2,4)+(-6,-12)=(-4,-8),故选(C)。
点评:两个向量平行,其实是一个向量是另一个向量的?倍,也是共线向量,注意运算的公式,容易与向
量垂直的坐标运算混淆
rruuuruuurruuurr例3.(1)如图所示,已知正六边形ABCDEF,O是它的中心,若BA=a,BC=b,试用a,b将向量OE,
uuuruuuruuurBF,BD, FD表示出来。
rr(1)解析:根据向量加法的平行四边形法则和减法的三角形法则,用向量a,b来表示其他向量,只要考
虑它们是哪些平行四边形或三角形的边即可
因为六边形ABCDEF是正六边形,所以它的中心O及构成平行四边形ABCO,
顶点A,B,C四点
AaBbCOFuuuruuuruuuruuuruuuruuurrr所以BA?BC?BA?AO?BO,BO=a+b,uuurrrBO=a+b,
由于A,B,O,F四点也构成平行四边形ABOF,所以
uuurOEE=
DuuurBFuuur=BO+
ruuuuuruuuurrrrrrOF=BO+BA=a+b+a=2a+b,
ruuuruuuruuuruuurrruuuruuuruuuruuurrr同样在平行四边形 BCDO中,BD=BC?CD=BC?BO=b+(a+b)=a+2b,FD=BC?BArr=b-a
rr点评:其实在以A,B,C,D,E,F及O七点中,任两点为起点和终点,均可用 a,b表示,且可用规rrrr定其中任两个向量为a,b,另外任取两点为起点和终点,也可用a,b表示。
uuur例4.已知?ABC中,A(2,-1),B(3,2),C(-3,1),BC边上的高为AD,求AD。
uuuruuuruuur解析:设D(x,y),则AD??x?2,y?1?,BD??x?3,y?2?,BC???b,?3?
uuuruuuruuuruuur∵AD?BC,BD?BC
??6?x?2??3?y?1??0?x?1得? ????3?x?3??6?y?2??0?y?1uuur所以AD???1,2?。
2. 向量与三角函数的综合问题
rrrra?(3sinx,cosx),b?(cosx,cosx) ,函数f(x)?2a?b?1
例5、(2020深圳福田等)已知向量
x?[, ]f(x)62时, 若f(x)?1,求x的值. (1)求的最小正周期; (2)当?2sin(2x?)f(x)?23sinxcosx?2cosx?1?3sin2x?cos2x6. 解:(1)
2???所以,T=?.
??1?sin?2x???6?2, ?(2) 由f(x)?1,得
????7??5??x?[,]2x??[,]2x??x?
62,∴626 ∴66 ∴ 3 ∵
点评:向量与三角函数的综合问题是当前的一个热点,但通常难度不大,一般就是以向量的坐标形式给出与三角函数有关的条件,并结合简单的向量运算,而考查的主体部分则是三角函数的恒等变换,以及解三角形等知识点.
tanC?37. ,B,C的对边分别为a,b,c,例6、(2020山东文)在△ABC中,角A(1)求cosC;
uuuruuur5CB?CA?2,且a?b?9,求c. (2)若
QtanC?37,?解:(1)
sinC?37cosC cosC??18. 18.
又QsinC?cosC?1 解得
22
QtanC?0,?C是锐角.
?cosC?uuuruuur55CB?CA??abcosC?2, 2, ?ab?20. (2)由
又Qa?b?9
?a2?2ab?b2?81. ?a2?b2?41.
?c2?a2?b2?2abcosC?36. ?c?6.
点评:本题向量与解三角形的内容相结合,考查向量的数量积,余弦定理等内容。 3. 平面向量与函数问题的交汇
例7.已知平面向量a=(3,-1),b=(
2
13, ).
22(1) 若存在实数k和t,便得x=a+(t-3)b, y=-ka+tb,且x⊥y,试求函数的关系式k=f(t); (2) 根据(1)的结论,确定k=f(t)的单调区间
t2?23?33t2?23?2解:(1)法一:由题意知x=(,),
22y=(
31t-3k,t+k),又x⊥y
22t2?23?33t2?23?231故x · y=×(t-3k)+×(t+k)=0
2222整理得:t-3t-4k=0,即k=
3
133t-t. 4413法二:∵a=(3,-1),b=(, ), ∴. a=2,b=1且a⊥b
22∵x⊥y,∴x · y=0,即-ka+t(t-3)b=0,∴t-3t-4k=0,即k=
2
2
2
3
133t-t 44(2) 由(1)知:k=f(t) =
133333t-t ∴kˊ=fˊ(t) =t-, 4444令kˊ<0得-1<t<1;令kˊ>0得t<-1或t>1.
故k=f(t)的单调递减区间是(-1, 1 ),单调递增区间是(-∞,-1)和(1,+∞).
[归纳] 第1问中两种解法是解决向量垂直的两种常见的方法:一是先利用向量的坐标运算分别求得两个向量的坐标,再利用向量垂直的充要条件;二是直接利用向量的垂直的充要条件,其过程要用到向量的数量积公式及求模公式,达到同样的求解目的(但运算过程大大简化,值得注意)。第2问中求函数的极值运用的是求导的方法,这是新旧知识交汇点处的综合运用
[变式] 已知平面向量a=(3,-1),b=(
???31,),若存在不为零的实数k和角α,使向量c=22y C Q a C A a A B P 例7图 O B x ???????a+(sinα-3)b, d=-ka+(sinα)b,且c⊥d,试求实
数k 的取值范围。
[点拨] 将例题中的t略加改动,旧题新掘,出现了意想不到的效果,很好地考查了向量与三角函数综合运用能力。
解:仿例3(1)解法(二)可得
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