621623平面向量的线性运算.docx
6.2.16.2.3平面向量的线性运算
【题型归纳】
TOC\o12\h\z\u题型1向量的加法、减法运算 6
题型2向量加减法及模的综合运用 7
题型3向量三角形不等式的运用 8
题型4用已知向量表示未知向量 9
题型5向量共线定理的应用问题 10
考点1判断向量是否共线问题 10
考点2利用向量共线定理判定三点共线 10
考点3利用向量共线定理求参数 11
题型6向量运算在三角形中的应用 12
考点1求三角形的面积之比 12
考点2利用向量的线性运算解决三角形的四心问题 13
巩固提升训练 14
知识点一向量的加法
1.向量加法的定义
求两个向量和的运算,叫做向量的加法.两个向量的和仍是一个向量.
对于零向量与任意向量,我们规定.
2.向量加法的几何意义
(1)向量加法的三角形法则
如图所示,已知非零向量,,在平面内取任意一点,作,,则向量叫做与的和,记作,即.这种求向量和的方法,称为向量加法的三角形法则.
(2)向量加法的平行四边形法则
如图所示,以同一点为起点的两个已知向量,,以,为邻边作,则以为起点的向量(是的对角线)就是向量与的和.我们把这种作两个向量和的方法叫做向量加法的平行四边形法则.
3.向量加法的交换律和结合律
(1)向量加法交换律:;
(2)向量加法结合律:
4.多个向量相加
为了得到有限个向量的和,只需将这些向量依次首尾相接,那么以第一个向量的起点为起点,最后一个向量的终点为终点的向量,就是这些向量的和,如图所示.
(1)向量加法的多边形法则是向量加法的三角形法则的推广,是由求两个向量的和推广到求多个向量的和,强调的也是“首尾相接”.
(2)当首尾依次相接的向量构成封闭的“向量链”时,各向量的和为.如图,在边形中,有.运用以上结论也可以判断一个图形是否为封闭图形.
知识点二向量的减法运算
1.相反向量
我们规定,与向量长度相等,方向相反的向量,叫做的相反向量,记作.零向量的相反向量仍是零向量.
由相反向量的定义,有如下结论:
(1);
(2);
(3)若,互为相反向量,则,,.
2.向量减法的定义
向量加上的相反向量,叫做与的差,即.求两个向量差的运算叫做向量的减法.
3.向量减法的三角形法则
如图所示,已知向量,,在平面内任取一点,作,,则.
即可以表示为从向量的终点指向向量的终点的向量,这是向量减法的几何意义.
注:(1)作非零向量,的差向量,可以简记为“共起点,连终点,方向指被减”.
(2)由上知,可以用向量减法的三角形法则作差向量;也可以转化为向量的加法(即平行四边形法则)作差向量,显然,此法作图较烦琐.
(3)如图,以,为邻边作平行四边形,则两条对角线所对应的向量,,这一结论在以后的学习中应用非常广泛.
知识点三向量的数乘运算
1.向量数乘的定义
一般地,我们规定实数与向量的积是一个向量,这种运算叫做向量的数乘,记作,它的长度与方向规定如下:(1);
(2)当时,的方向与的方向相同;当时,的方向与的方向相反.
2.向量的数乘的几何意义
(1)当时,有,这意味着表示向量的有向线段在原方向()或反方向()上伸长到原来的倍;
(2)当时,有,这意味着表示向量的有向线段在原方向()或反方向()上缩短到原来的倍.
3.向量的数乘的运算律
设,为实数,那么(1);
(2);
(3).
特别地,我们有
注:(1)实数与向量可以相乘,但是不能相加减,如,均没有意义.
(2)对于非零向量,当时,表示方向上的单位向量.
(3)向量的数乘运算类似于代数多项式的运算.主要是“合并同类项”“提取公因式”,但这里的“同类项”及“公因式”指的是向量,实数指的是向量的系数.
4.向量的线性运算
(1)向量的加、减、数乘运算统称为向量的线性运算.对于任意向量,,以及任意实数,,,恒有.
(2)线性表示的概念
根据向量的线性运算,可知:若一个向量是由另一些向量通过线性运算得到的,我们就说这个向量可以用另一些向量线性表示.
例如,,可称由与线性表示.
知识点四向量共线定理
1.向量共线定理
向量与共线的充要条件是:存在唯一一个实数,使.
2.向量共线定理的应用——求参
一般地,解决向量,共线求参问题,可用两个不共线向量(如,)表示向量,,设,化成关于,的方程,由于,不共线,则解方程组即可.
拓展点一向量形式的三角不等式
1.当向量,不共线时,作,,则,如图(1),根据三角形的三边关系,
有
2.当与同向共线或,中至少有一个为零向量时,作法同上,如图(2),此时;
当与反向共线或,中至少有一个为零向量时,不妨设,作法同上,如图(3),此时.
故对于任意向量,,总有①.
由于,