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《2019_2020学年高中数学第2章平面向量章末复习课讲义苏教版必修4》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第2章平面向量向量的线性运算 如图所示,在△ABC中,点M为AB的中点,且=,与相交于点E,设=a,=b,试以a,b为基底表示.思路点拨:先由C,E,M三点共线⇒=μ+(1-μ),由B,E,N三点共线⇒=λ+(1-λ),再由,不共线求λ,μ的值.[解] ∵==b,==a,由N,E,B三点共线知存在实数λ满足=λ+(1-λ)=λb+(1-λ)a.由C,E,M三点共线知存在实数μ满足=μ+(1-μ)=a+(1-μ)b.∴解得∴=a+b.向量共线定理和平面向量基本定理是进行向量合成与分解的核心,是向量线性运算的关键所
2、在,常应用它们解决平面几何中的共线、共点问题.1.经过△OAB重心G的直线与OA,OB分别交于点P,Q,设=m,=n,m,n∈R,求+的值.[解] 设=a,=b,则=(a+b),=-=nb-ma,=-=(a+b)-ma=a+b.由P,G,Q共线得,存在实数λ使得=λ,即nb-ma=λa+λb,则消去λ,得+=3.向量的数量积运算 设向量=a,=b,且
3、
4、=
5、
6、=4,∠AOB=60°.(1)求
7、a+b
8、,
9、a-b
10、;(2)求a+b与a的夹角θ1,a-b与a的夹角θ2.思路点拨:利用
11、a±b
12、=求解;利用cosθ=
13、求夹角.[解] (1)∵
14、a+b
15、2=(a+b)(a+b)=
16、a
17、2+2a·b+
18、b
19、2=16+2×4×4cos60°+16=48,∴
20、a+b
21、=4,∴
22、a-b
23、2=
24、a
25、2-2a·b+
26、b
27、2=16,∴
28、a-b
29、=4.(2)∵(a+b)·a=
30、a
31、2+a·b=16+4×4cos60°=24,∴cosθ1===.∵θ∈[0°,180°],∴θ1=30°.∵(a-b)·a=
32、a
33、2-a·b=16-4×4cos60°=8,∴cosθ2===.∵θ2∈[0°,180°],∴θ2=60°.1.数量积的计算通常有三种方法
34、:数量积的定义,坐标运算,数量积的几何意义.2.可以利用数量积求向量的模和夹角,向量要分解成题中已知向量的模和夹角进行计算.2.已知c=ma+nb,c=(-2,2),a⊥c,b与c的夹角为,b·c=-4,
35、a
36、=2,求实数m,n的值及a与b的夹角.[解] ∵c=(-2,2),∴
37、c
38、=4,又a⊥c,∴a·c=0.∵b·c=
39、b
40、
41、c
42、cos=
43、b
44、×4×=-4,∴
45、b
46、=2.又c=ma+nb,∴c2=ma·c+n·b·c,∴16=-4n,∴n=-4.又a·c=ma2+na·b,∴0=8m-4a·b.①又b·c=
47、ma·b+n·b2,∴ma·b=12.②由①②得m=±,∴a·b=±2,设a与b的夹角为θ,则cosθ==±,∵θ∈[0,π]∴θ=或.向量的应用 如图,在等腰直角△ABC中,角C是直角,CA=CB,D是CB的中点,E是AB上的一点,且AE=2EB,求证:AD⊥CE.思路点拨:欲证AD⊥CE,即证·=0.由于已有·=0,故考虑选此两向量为基底,从而应用此已知条件.另外,如果进一步考虑到此组基底是垂直关系,还可以建立直角坐标系.[解] 法一:记=a,=b,则=b-a,且a·b=0,
48、a
49、=
50、b
51、.因为=-=b-a
52、,=-=(b-a)+a=b+a,所以·=·=b2-a2=0.可得AD⊥CE.法二:建立如图所示的直角坐标系,不妨设AC=BC=2,则C(0,0),A(2,0),B(0,2),因为D是CB的中点,则D(0,1).所以=(-2,1),=(-2,2).又=+=+=(2,0)+(-2,2)=,所以·=(-2,1)·=(-2)×+=0,因此AD⊥CE.把几何图形放到适当的坐标系中,就赋予了有关点与向量具体的坐标,这样就能进行相应的代数运算和向量运算,从而解决问题.这样的解题方法具有普遍性.3.如图,在细绳O处用水平力F2
53、缓慢拉起所受重力G的物体,绳子与铅垂线方向的夹角为θ,绳子所受到的拉力为F1,求:(1)
54、F1
55、,
56、F2
57、随角θ的变化而变化的情况.(2)当
58、F1
59、≤2
60、G
61、时,θ角的取值范围.(3)当
62、F1
63、=2
64、F2
65、时,求角θ的值.[解] (1)由力的平衡原理知,G+F1+F2=0,作向量=F1,=F2,=-G,则+=,∴四边形OACB为平行四边形,如图.由已知∠AOC=θ,∠BOC=,∴
66、
67、=,
68、
69、=
70、
71、=
72、
73、tanθ,即
74、F1
75、=,
76、F2
77、=
78、G
79、tanθ,θ∈.由此可知,当θ从0°逐渐增大趋向于时,
80、F1
81、,
82、F2
83、
84、都逐渐增大.(2)当
85、F1
86、≤2
87、G
88、时,有≤2
89、G
90、,∴cosθ≥,又θ∈.∴θ∈.(3)当
91、F1
92、=2
93、F2
94、时,=2
95、G
96、tanθ,∴=,∴sinθ=.∴θ=.数形结合思想【例4】 已知向量=(2,0),=(2,2),=(cosα,sinα),则与夹角的范围是________.思路点拨:结合的坐标给出点A的轨迹,并由直线与圆的知识求与夹角的范围. [建立如图所示的直角坐标系.∵