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《高中数学第二章平面向量2.3平面向量的基本定理及坐标表示2.3.4平面向量共线的坐标表示导学案新人教a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、2.3.4 平面向量共线的坐标表示1.理解用坐标表示的平面向量共线的条件.2.能用向量的坐标表示判定向量共线,会用向量的坐标表示证明三点共线.平面向量共线的坐标表示设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0,当且仅当______________时,a∥b.(1)线段中点坐标公式:设A(x1,y1),B(x2,y2),则线段AB中点的坐标是M.(2)若P1(x1,y1),P2(x2,y2),且=λ(λ≠-1),则P.【做一做】下列各组向量中,共线的是( )A.a=(-2,3),b=(4,6)B.a=(2,3
2、),b=(3,2)C.a=(1,-2),b=(7,14)D.a=(-3,2),b=(6,-4)答案:x1y2-x2y1=0【做一做】D1.对向量共线条件的理解剖析:(1)已知a=(x1,y1),b=(x2,y2),由x1y2-x2y1=0成立,可判断a与b共线;反之,若a与b共线,它们的坐标应满足x1y2-x2y1=0.(2)在讨论向量共线时,规定零向量可以与任一向量共线,故在x2y2≠0的条件下,a与b共线的条件可化为=,即两向量共线的条件为相应坐标成比例.2.三点共线问题剖析:(1)若A(x1,y1),B(x2,
3、y2),C(x3,y3),则A,B,C三点共线的条件为(x2-x1)(y3-y1)-(x3-x1)(y2-y1)=0.(2)若已知三点的坐标,判断其是否共线可采用以下两种方法:①直接利用上述条件,计算(x2-x1)(y3-y1)-(x3-x1)(y2-y1)是否为0.②任取两点构成向量,计算出两向量如,,再通过两向量共线的条件进行判断.3.两个向量共线条件的表示方法剖析:已知a=(x1,y1),b=(x2,y2),(1)当b≠0时,a=λb.这是几何运算,体现了向量a与b的长度及方向之间的关系.(2)x1y2-x2y
4、1=0.这是代数运算,用它解决向量共线问题的优点在于不需要引入参数“λ”,从而减少未知数个数,而且使问题的解决具有代数化的特点、程序化的特征.(3)当x2y2≠0时,=,即两向量的相应坐标成比例.通过这种形式较容易记忆向量共线的坐标表示,而且不易出现搭配错误.题型一已知向量共线,求参数的值【例1】已知a=(1,2),b=(-3,2),当k为何值时,ka+b与a-3b平行?平行时它们是同向还是反向?分析:先由向量a,b求得向量ka+b与a-3b,再根据向量平行的条件列方程组求得k的值,进而判断两向量的方向.反思:已知两
5、向量共线,求参数的问题,参数一般设置在两个位置:一是向量坐标中,二是相关向量用已知两个向量的含参关系式表示(如本题),解题时需根据题目特点选择向量共线的坐标表示的两种形式,建立方程求解.题型二三点共线问题【例2】求证:A(1,5),B,C(0,3)三点共线.分析:可转化为证明∥.反思:证明三点共线的常见方法有:(1)证得两条较短的线段长度之和等于第三条线段的长度;(2)利用斜率;(3)利用直线方程即由其中两点求直线方程,再验证第三点在这条直线上;(4)利用向量共线的条件,如本题.其中方法(4)是最优解法.题型三求点或
6、向量的坐标【例3】已知A(3,5),B(6,9),且
7、
8、=3
9、
10、,M是直线AB上一点,求点M的坐标.分析:设出点M的坐标,利用待定系数法求得.利用A,B,M三点共线且
11、
12、=3
13、
14、,结合图形确定=λ中λ的值,利用向量相等的条件列方程组求解.反思:在求点或向量的坐标时,要充分利用两个向量共线的条件,要注意方程思想的应用,建立方程的条件有向量共线、向量相等等.题型四易错辨析【例4】已知a=(3,2-m)与b=(m,-m)平行,求m的值.错解:由题意,得=,解得m=5.错因分析:本题中,当m=0时,b=0,显然a∥b成立.错
15、解原因在于利用坐标比例形式判断向量共线的前提是m·(-m)≠0,由于疏忽了这一前提,造成了转化不等价.反思:设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a与b共线的条件为x1y2-x2y1=0.要注意与条件=的区别,应用=时,分母应不为零.答案:【例1】解:ka+b=k(1,2)+(-3,2)=(k-3,2k+2),a-3b=(1,2)-3(-3,2)=(10,-4).当ka+b与a-3b平行时,存在唯一实数λ,使ka+b=λ(a-3b),即(k-3,2k+2)=λ(10,-4),∴解得k=λ=-.∴当k=-时,ka
16、+b与a-3b平行.这时ka+b=-a+b=-(a-3b),∵λ=-<0,∴ka+b与a-3b反向.【例2】证明:由A(1,5),B,C(0,3),得=,=(-1,-2).又-×(-2)-(-1)×(-1)=0,∴与共线且有一个公共点A.∴A,B,C三点共线.【例3】解:设点M的坐标为(x,y),由于
17、
18、=3
19、
20、,则=3或=-3.由题意,得=(