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1、93.3向量平行的坐标表示学习指导核心素养1.理解两平行向量的坐标之间的关系,会用向量的坐标运算解决向量平行问题2.能根据向量的坐标运算解决与三点共线有关的问题数学运算、逻辑推理:向量平行的坐标表示探究点1向量共线的判定 (1)已知向量a(1,2),b(3,4).若(3ab)(akb),则k_(2)已知A(1,1),B(1,3),C(2,5),判断与是否共线?如果共线,它们的方向相同还是相反?【解】(1)3ab(0,10),akb(13k,24k),因为(3ab)(akb),所以0(1030k)0,所以k.故填.(2)因为(1(1),3(1)(2,4),(2(1),5(1)(3,6),因为26
2、340,所以,所以与共线又,所以与的方向相同变问法若本例(1)条件不变,判断向量(3ab)与(akb)是反向还是同向?解:由向量(3ab)与(akb)共线,得k,所以3ab(3,6)(3,4)(0,10),akbab(1,2)(3,4)(0,10),所以向量(3ab)与(akb)同向 向量共线的判定方法1已知向量a(1,2),b(,1).若ab与a平行,则()A5BC7D解析:选Dab(1,2)(,1)(1,3),由ab与a平行,可得132(1)0,解得.2.如图所示,在平行四边形ABCD中,A(0,0),B(3,1),C(4,3),D(1,2),M,N分别为DC,AB的中点,求,的坐标,并判
3、断,是否共线解:由已知可得M,N,所以,由0,所以和共线探究点2三点共线问题 (2021江苏高一检测)已知向量(3,4),(6,3),(5x,3).(1)若点A,B,C三点共线,求x的值;(2)若ABC为直角三角形,且B为直角,求x的值【解】(1)因为(3,4),(6,3),(5x,3),所以(3,1),(1x,6),因为点A,B,C三点共线,所以和共线,所以361x,解得x19.(2)因为ABC为直角三角形,且B为直角,所以,所以3(1x)60,解得x1.判断向量(或三点)共线的三个步骤 1已知A,B,C三点共线,且A(3,6),B(5,2),若C点的纵坐标为6,则C点的横坐标为()A3B9
4、 C9D3解析:选A设C(x,6),因为A,B,C三点共线,所以,又(2,4),(x3,0),所以204(x3)0.所以x3.2设点A(x,1),B(2x,2),C(1,2x),D(5,3x),当x为何值时,与共线且方向相同,此时,A,B,C,D能否在同一条直线上?解:(2x,2)(x,1)(x,1),(1,2x)(2x,2)(12x,2x2),(5,3x)(1,2x)(4,x).由与共线,所以x214,所以x2.又与方向相同,所以x2.所以当x2时,与共线且方向相同此时,(2,1),(3,2),而2231,所以与不共线,所以A,B,C三点不在同一条直线上所以A,B,C,D不在同一条直线上探究
5、点3向量共线的应用 如图所示,在AOB中,A(0,5),O(0,0),B(4,3),AD与BC相交于点M,求点M的坐标【解】因为(0,5),所以C.因为(4,3),所以D.设M(x,y),则(x,y5),.因为,所以x2(y5)0,即7x4y20.又,因为,所以x40,即7x16y20.联立解得x,y2,故点M的坐标为.应用向量共线的坐标表示求解几何问题的步骤 如图所示,已知ABC中,A(7,8),B(3,5),C(4,3),M,N,D分别是AB,AC,BC的中点,且MN与AD交于点F,求的坐标解:因为A(7,8),B(3,5),C(4,3),所以(37,58)(4,3),(47,38)(3,
6、5).又因为D是BC的中点,所以()(43,35)(7,8).因为M,N分别为AB,AC的中点,所以F为AD的中点,所以.1已知向量a(1,2),b(m,4),且ab,那么2ab()A(4,0)B(0,4)C(4,8) D(4,8)解析:选C因为向量a(1,2),b(m,4),且ab,所以14(2)m,所以m2,所以2ab(2m,44)(4,8).2若向量m(0,2),n(,1),则与2mn共线的向量可以是()A(,1) B(1,)C(,1) D(1,)解析:选B因为m,n,所以2mn,因为,故选B3已知A(1,3),B,且A,B,C三点共线,则点C的坐标可以是()A(9,1) B(9,1)C
7、(9,1) D(9,1)解析:选C设点C的坐标是(x,y),因为A,B,C三点共线,所以.因为(1,3),(x,y)(1,3)(x1,y3),所以7(y3)(x1)0,整理得x2y7,经检验可知点(9,1)符合要求,故选C4与向量a(3,4)同向的单位向量的坐标为_,反向的单位向量的坐标为_解析:由题意,设与向量a(3,4)平行的向量b(3,4)(3,4),由单位向量的模长为1,得(3)2(4)21,所以.当0时,两向量同向;当0时,两向量反向故与向量a(3,4)同向的单位向量的坐标为,反向的单位向量的坐标为.答案:5平面内给定三个向量a(3,2),b(1,2),c(4,1).(1)求满足am
8、bnc的实数m,n的值;(2)若(akc)(2ba),求实数k的值解:(1)因为ambnc,所以(3,2)m(1,2)n(4,1)(m4n,2mn).所以解得(2)因为(akc)(2ba),又akc(34k,2k),2ba(5,2),所以2(34k)(5)(2k)0.所以k.A基础达标1已知平面向量a(1,2),b(2,m),且ab,则2a3b()A(5,10) B(4,8)C(3,6) D(2,4)解析:选B因为平面向量a(1,2),b(2,m),且ab,所以1m(2)20,解得m4,所以2a3b2(1,2)3(2,4)(4,8).2已知向量a(1,2),b(0,1),设uakb,v2ab,
9、若uv,则实数k的值是()AB CD解析:选Bv2(1,2)(0,1)(2,3),u(1,2)k(0,1)(1,2k).因为uv,所以2(2k)130,解得k.3(多选)已知向量a(1,2),ab,则b可能是()A(4,8) B(4,8)C(4,8) D(4,8)解析:选BD设b,依题意有解得或故选BD4若A(2,3),B(3,2),C三点共线,则实数m的值为()A2B2 CD解析:选C因为A(2,3),B(3,2),C三点共线,所以向量(5,1)与共线,所以5(m3)(1)0,解得m.故选C5(2021盘州市第二中学月考)已知向量a(2,3),b(1,1),向量manb与2a3b共线,则()
10、AB CD解析:选C由题意可知a和b不共线,所以a和b可以作为一组基底,而manb与2a3b共线,所以,故选C6已知向量a(3x1,4)与b(1,2)共线,则实数x的值为_.解析:因为向量a(3x1,4)与b(1,2)共线,所以2(3x1)410,解得x1.答案:17在平面内M(1,1),N(a,0),P(0,b)(a,b0)三点共线,则ab的最小值为_解析:(a1,1),(a,b),因为M,N,P三点共线,故,为共线向量故(a1)ba即abab,而ab,故ab,所以ab4,当且仅当ab2时等号成立,故ab的最小值为4.答案:48已知a,b,c,点M,点N,若ab,3,则向量的模为_解析:因为
11、a,b,且ab,所以x2,得x4,所以b,所以ab,bc.因为3,所以613,所以y3,则点M,N,所以,所以|7.答案:79已知a,b,c.(1)求a与b的夹角的大小;(2)若c,求k的值解:(1)设求a与b的夹角为,因为cos ,又因为0,所以.(2)akb, 因为c,即12k3k0, 解得k.10已知a(1,0),b(2,1).(1)当k为何值时,kab与a2b共线?(2)若2a3b,amb且A,B,C三点共线,求m的值解:(1)kabk(1,0)(2,1)(k2,1),a2b(1,0)2(2,1)(5,2).因为kab与a2b共线,所以2(k2)(1)50,得k.所以当k时,kab与a
12、2b共线(2)因为A,B,C三点共线,所以,R,即2a3b(amb),所以解得m.B能力提升11已知向量a(1,0),b(0,1),ckab(kR),dab,如果cd,那么()Ak1且c与d同向Bk1且c与d反向Ck1且c与d同向Dk1且c与d反向解析:选D因为a(1,0),b(0,1),若k1,则cab(1,1),dab(1,1),显然,c与d不平行,排除A,B若k1,则cab(1,1),dab(1,1),即cd且c与d反向12(多选)已知向量a(x,3),b(3,x),则下列叙述中不正确是()A存在实数x,使abB存在实数x,使(ab)aC存在实数x,m,使(mab)aD存在实数x,m,使
13、(mab)b解析:选ABC由ab,得x29,无实数解,故A中叙述错误;ab(x3,3x),由(ab)a,得3(x3)x(3x)0,即x29,无实数解,故B中叙述错误;mab(mx3,3mx),由(mab)a,得(3mx)x3(mx3)0,即x29,无实数解,故C中叙述错误;由(mab)b,得3(3mx)x(mx3)0,即m0,所以m0,xR,故D中叙述正确故选ABC13.如图所示,在四边形ABCD中,已知A(2,6),B(6,4),C(5,0),D(1,0),则直线AC与BD的交点P的坐标为_解析:设P(x,y),则(x1,y),(5,4),(3,6),(4,0).由B,P,D三点共线可得(5
14、,4).又因为(54,4),由与共线得(54)6120.解得.所以,所以P的坐标为.答案:14设(2,1),(3,0),(m,3).(1)当m8时,将用和表示;(2)若以A,B,C三点为顶点能构成三角形,求实数m应满足的条件解:(1)当m8时,(8,3),设xy,则x(2,1)y(3,0)(2x3y,x)(8,3),所以所以所以3.(2)因为以A,B,C三点为顶点能构成三角形,所以,不共线又(1,1),(m2,4),所以141(m2)0,所以m6.C拓展探究15已知平面上有A(2,1),B(1,4),D(4,3)三点,点C在直线AB上,且,连接DC,点E在CD上,且,求E点的坐标解:因为,所以2.所以2,所以.设C点坐标为(x,y),则(x2,y1)(3,3),所以x5,y2,所以C(5,2).因为,所以4,所以445,所以45.设E点坐标为(x,y),则4(9,1)5(4x,3y).所以解得所以E点的坐标为.