1、向量的坐标表示及其运算【知识概要】1. 向量及其表示1)向量:我们把既有大小又有方向的量叫向量(向量可以用一个小写英文字母上面加箭头来表示,如读作向量,向量也可以用两个大写字母上面加箭头来表示,如,表示由到的向量. 为向量的起点,为向量的终点).向量 (或)的大小叫做向量的模,记作(或).注: 既有方向又有大小的量叫做向量,只有大小没有方向的量叫做标量,向量与标量是两种不同的量,要加以区别; 长度为0的向量叫零向量,记作的方向是任意的 注意与0的区别 长度为1个单位长度的向量,叫单位向量.说明:零向量、单位向量的定义都是只限制大小,不确定方向. 例1 下列各量中不是向量的是( D )A.浮力
2、B.风速 C.位移 D.密度例2 下列说法中错误的是( A )A.零向量是没有方向的 B.零向量的长度为0C.零向量与任一向量平行 D.零向量的方向是任意的例3 把平面上一切单位向量的始点放在同一点,那么这些向量的终点所构成的图形是( D ) A.一条线段 B.一段圆弧 C.圆上一群孤立点 D.一个单位圆2)向量坐标的有关概念 基本单位向量: 在平面直角坐标系中,方向分别与轴和轴正方向相同的两个单位向量叫做基本单位,记为和. 将向量的起点置于坐标原点,作,则叫做位置向量,如果点的坐标为,它在轴和轴上的投影分别为,则 向量的正交分解 在中,向量能表示成两个相互垂直的向量、分别乘上实数后组成的和式
3、,该和式称为、的线性组合,这种向量的表示方法叫做向量的正交分解,把有序的实数对叫做向量的坐标,记为=.一般地,对于以点为起点,点为终点的向量,容易推得,于是相应地就可以把有序实数对叫做的坐标,记作=.3)向量的坐标运算:, 则.4) 向量的模:设,由两点间距离公式,可求得向量的模. 注: 向量的大小可以用向量的模来表示,即用向量的起点与终点间的距离来表示; 向量的模是个标量,并且是一个非负实数. 例4 已知点的坐标为,点的坐标为,且,求点的坐标. 解:点的坐标为 或 .例5 已知,求、的坐标. 解: 例6 设向量,化简:(1);(2).解:都为.2. 向量平行的充要条件平行向量:方向相同或相反
4、的非零向量叫平行向量(我们规定0与任一向量平行).已知与为非零向量,若,则的充要条件是,所以,向量平行的充要条件可以表示为: 例7 已知向量,点,若向量与平行,且,求向量的坐标. 解:的坐标为 或 .3. 定比分点公式 1)定比分点公式和中点公式 是直线l上的两点,是l上不同于的任一点,存在实数,使=,叫做点分所成的比,有三种情况:(内分) 0 (外分) -1 (外分) -10 已知、是直线上任一点,且=.是直线上的一点,令,则,这个公式叫做线段的定比分点公式,特别地时,为线段的中点,此时,叫做线段的中点公式. 注: 可得; 当时,定比分点的坐标公式和显然都无意义,也就是说,当时,定比分点不存
5、在 2)三角形重心坐标公式设的三个点的坐标分别为,为的重心,则 例8 在直角坐标系内,点在直线上,且,求出的坐标. 解:当在上时,;当在延长线上,.例9 已知,是直线上一点,若,求点的坐标. 解: 注意定比分点的定点,可得.*方法提炼*几个重要结论1. 若为不共线向量,则,为以为邻边的平行四边形的对角线的向量;2. ;3. 为的重心 【基础夯实】1. 判断下列命题是否正确,若不正确,请简述理由.向量与是共线向量,则A、B、C、D四点必在一直线上;单位向量都相等;任一向量与它的相反向量不相等;四边形ABCD是平行四边形的充要条件是 模为0是一个向量方向不确定的充要条件;共线的向量,若起点不同,则
6、终点一定不同.解:不正确.共线向量即平行向量,只要求方向相同或相反即可,并不要求两个向量、在同一直线上.不正确.单位向量模均相等且为1,但方向并不确定.不正确.零向量的相反向量仍是零向量,但零向量与零向量是相等的.、正确.不正确.如图与共线,虽起点不同,但其终点却相同.评述:本题考查基本概念,对于零向量、单位向量、平行向量、共线向量的概念特征及相互关系必须把握好.2.下列命题正确的是( C )A.与共线,与共线,则与c也共线B.任意两个相等的非零向量的始点与终点是一平行四边形的四顶点C.向量与不共线,则与都是非零向量D.有相同起点的两个非零向量不平行3. 在下列结论中,正确的结论为( D )(
7、1)ab且|a|=|b|是a=b的必要不充分条件(2)ab且|a|=|b|是a=b的既不充分也不必要条件(3)a与b方向相同且|a|=|b|是a=b的充要条件(4)a与b方向相反或|a|b|是ab的充分不必要条件A. (1)(3) B. (2)(4) C. (3)(4) D. (1)(3)(4)4. 已知点A分有向线段的比为2,则在下列结论中错误的是( D )A. 点C分的比是- B.点C分的比是-3C 点C分的比是- D 点A分的比是25. 已知两点、,点分有向线段所成的比为,则、的值为( C )A , B., C , D ,6. ABC的两个顶点A(3,7)和B(-2,5),若AC的中点在
8、x轴上,BC的中点在y轴上,则顶点C的坐标是( A )A (2,-7) B (-7,2) C (-3,-5) D (-5,-3)7. “两个向量共线”是“这两个向量方向相反”的 条件. 答案:必要非充分8. 已知a、b是两非零向量,且a与b不共线,若非零向量c与a共线,则c与b必定 . 答案:不共线9. 已知点A(x,2),B(5,1),C(-4,2x)在同一条直线上,那么x= 答案:2或10. ABC的顶点A(2,3),B(-4,-2)和重心G(2,-1),则C点坐标为 答案:(8,-4)11. 已知M为ABC边AB上的一点,且,则M分所成的比为 答案:【巩固提高】12. 已知点、,线段上的
9、三等分点依次为、,求、点的坐标以及分所成的比解:P1(1,-2),P2(3,0),A、B分所成的比1、2分别为-,-2 13. 过、的直线与一次函数的图象交于点,求分所成的比值 解:14. 已知平行四边形ABCD一个顶点坐标为A(-2,1),一组对边AB、CD的中点分别为M(3,0)、N(-1,-2),求平行四边形的各个顶点坐标 解:(,),(,),(,)15. 设是所在平面内的一点,,则( B ) (A). (B). (C). (D). 16. 若平面向量满足平行于轴,则.17在ABC中,点P在BC上,且2,点Q是AC的中点若(4,3),(1,5),则等于()A(6,21) B(2,7)C(6,21) D(2,7)解析:选A.22()(6,4),(2,7),3(6,21)18. 已知O为坐标原点,向量若A,B,C三点共线,且,求实数的值19. 已知点A(3,0),B(-1,-6), P是直线AB上一点,且,求点P的坐标.20. 已知向量和,且,求的值。