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1、学必求其心得,业必贵于专精 -1-第 2 章 平面向量 平面向量的线性运算【例 1】(1)已知向量a(2,1),b(3,4),则 2ab的结果是()A(7,2)B(1,2)C(1,3)D(7,2)(2)设D为ABC所在平面内一点,则错误!3错误!,则()学必求其心得,业必贵于专精 -2-A.错误!错误!错误!错误!错误!B。错误!错误!错误!错误!错误!C。错误!错误!错误!错误!错误!D。错误!错误!错误!错误!错误!(1)A(2)D (1)a(2,1),b(3,4),2ab2(2,1)(3,4)(4,2)(3,4)(43,24)(7,2),故选 A。(2)错误!3错误!,错误!错误!3(错
2、误!错误!),2错误!3错误!错误!,错误!错误!错误!错误!错误!。向量线性运算的基本原则和求解策略 1基本原则:向量的加法、减法和数乘运算统称为向量的线性运算。向量的线性运算的结果仍是一个向量,因此,对它们的运算法则、运算律的理解和运用要注意向量的大小和方向两个方面。2求解策略:向量是一个有“形”的几何量,因此在进行向量线性运算时,一定要结合图形,这是研究平面向量的重要方法与技巧。学必求其心得,业必贵于专精 -3-字符表示线性运算的常用技巧:,首尾相接用加法的三角形法则,如错误!错误!错误!;共起点两个向量作差用减法的几何意义,如错误!错误!错误!。平行向量共线向量、相等向量与相反向量、单
3、位向量等,理解向量的有关概念并进行恰当地应用.注意常见结论的应用.如ABC中,点D是BC的中点,则错误!错误!错误!.1(1)设向量a,b不平行,向量ab与a2b平行,则实数_.(2)在ABC中,点M,N满足错误!2错误!,错误!错误!。若错误!x错误!y错误!,则x_;y_。(1)错误!(2)错误!错误!(1)因为ab与a2b平行,所以abt(a2b),即abta2tb,所以错误!解得错误!(2)因为错误!2错误!,所以错误!错误!错误!.因为错误!错误!,所以错误!错误!(错误!错误!),所以错误!错误!错误!错误!(错误!错误!)错误!错误!学必求其心得,业必贵于专精 -4-错误!错误!
4、错误!错误!.又错误!x错误!y错误!,所以x错误!,y错误!.平面向量的数量积【例 2】(1)设单位向量m(x,y),b(2,1)若mb,则|x2y_.(2)已知两个单位向量a,b的夹角为 60,cta(1t)b,若bc0,则t_。(1)错误!(2)2 (1)因为单位向量m(x,y),则x2y21。若mb,则mb0,即 2xy0。由解得x2错误!,所以x错误!,x2y5|x错误!。(2)法一:因为bc0,所以bta(1t)b0,即tab(1t)b20.又因为|ab1,60,学必求其心得,业必贵于专精 -5-所以错误!t1t0,所以t2.法二:由t(1t)1 知向量a,b,c的终点A、B、C共
5、线,在平面直角坐标系中设a(1,0),b错误!,则c错误!.把a、b、c的坐标代入cta(1t)b,得t2.向量数量积的两种运算方法 1当已知向量的模和夹角时,可利用定义法求解,即 aba|b|cosa,b。2当已知向量的坐标时,可利用坐标法求解,即若ax1,y1,bx2,y2,则abx1x2y1y2.运用两向量的数量积解决长度、夹角、垂直等问题,解题时应灵活选择相应公式求解.2已知两个单位向量e1,e2的夹角为错误!,若向量b1e12e2,b23e14e2,则b1b2_.6 b1b2(e12e2)(3e14e2)3e错误!2e1e28e错误!3211错误!86.向量的夹角及垂直学必求其心得,
6、业必贵于专精 -6-问题 探究问题 1怎样求两个不共线向量的夹角?提示 对两个不共线向量a,b,通过平移使它们的起点相同,这两个有公共起点的向量的夹角就是a与b的夹角 2两向量所成的角与两直线所成角的区别是什么?提示 两向量所成的角,不一定是两向量所在的直线所成的角,因为前者的取值范围为0,180,而后者的取值范围为 0,90 这一点经常容易混淆,一定要注意 3用数量积判断两向量夹角时应注意什么?提示 当0时,有ab0,此时a与b共线且同向,即ab0,不能说向量的夹角一定为锐角,同理当180时,有ab0,但ab0,不能说向量的夹角一定为钝角【例 3】已知三个点A(2,1),B(3,2),D(1
7、,4)(1)求证:ABAD;(2)若四边形ABCD为矩形,求点C的坐标以及矩形ABCD两对角线所夹锐角的余弦值 思路探究(1)利用错误!错误!0 即可;学必求其心得,业必贵于专精 -7-(2)利用夹角公式 cos 错误!求解 解(1)证明:A(2,1),B(3,2),D(1,4),错误!(1,1),错误!(3,3)错误!错误!1(3)130,错误!错误!,即ABAD。(2)AB,错误!,四边形ABCD为矩形,错误!错误!。设C点坐标为(x,y),则错误!(x1,y4),错误!解得错误!点C坐标为(0,5)从而错误!(2,4),错误!(4,2),且错误!|2错误!,错误!2错误!,错误!错误!8
8、816,设错误!与错误!的夹角为,则cos 错误!错误!错误!.矩形ABCD的两条对角线所夹锐角的余弦值为错误!。将例 3 中的条件变为错误!(3,4),错误!(6,3),错误!(5m,(3m)),试求:(1)若A、B、C能构成三角形,求m应满足学必求其心得,业必贵于专精 -8-的条件;(2)若ABC为直角三角形,且A为直角,求实数m的值 解(1)若点A,B,C能构成三角形,则这三点不共线,错误!(3,4),错误!(6,3),错误!(5m,(3m),错误!(3,1),错误!(m1,m),而错误!与错误!不平行,即3mm1,得m错误!,实数m错误!时满足条件(2)若ABC为直角三角形,且A为直角
9、,则错误!错误!,而错误!(3,1),错误!(2m,1m),3(2m)(1m)0,解得m错误!.1求夹角问题:求向量a,b夹角的步骤:(1)求a,b,ab;(2)求cos 错误!(夹角公式);(3)结合的范围 0,确定的大小因此求向量的夹角先转化为求向量夹角的余弦值,再结合夹角的范围确定夹角的大小 若a(x1,y1),b(x2,y2),学必求其心得,业必贵于专精 -9-则 cos 错误!错误!.2垂直问题:这类问题主要考查向量垂直的条件:若向量a(x1,y1),b(x2,y2),则abab0 x1x2y1y20。3向量的模:(1)|a2a2,a|错误!.(2)若a(x,y),则a2x2y2,|
10、a错误!.向量的长度与距离问题【例 4】设a|b1,3a2b|3,求|3ab的值 解 法一:3a2b|3,9a212ab4b29.又a|b|1,ab错误!.3ab|2(3ab)29a26abb296错误!112。3ab|2错误!。法二:设a(x1,y1),b(x2,y2)ab|1,x错误!y错误!x错误!y错误!1.3a2b(3x12x2,3y12y2),学必求其心得,业必贵于专精 -10-|3a2b|错误!3.x1x2y1y2错误!。|3ab|错误!错误!2错误!。向量的模不仅是研究向量的一个重要量,而且是利用向量的方法解决几何问题的一个交汇点.一般地,求向量的模主要利用公式|a2a2,将它转化为向量的数量积问题,再利用数量积的运算律和运算性质进行展开、合并,使问题得以解决,或利用公式|a错误!,将它转化为实数问题,使问题得以解决。3在ABC中,已知A(4,1),B(7,5),C(4,7),则BC边的中线AD的长是()A25 B错误!错误!C35 D错误!错误!B BC中点为D错误!,错误!错误!,|错误!|错误!错误!。学必求其心得,业必贵于专精 -11-