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(三十四)高中数学之 平面向量 篇

一、向量的基本概念

1、向量的定义既有大小又有方向的量叫做向量

向量两大要素大小和方向,二者缺一不可。向量的大小是代数特征,方向是几何特征。

2、向量的表示

向量可以用有向线段(带有方向的线段)表示,有向线段的长度表示向量的大小,线段的箭头指向就是向量的方向,线段的起点叫做向量的起点,线段的终点

一般地,可以用有向线段的两个端点(并且在端点上加上“→”符号)来表示,也可以用加租的小写字母来表示。

例如:下图中向量表示为AB向量(无法在AB上添加箭头,抱歉!)(读作AB向量)或“a“(读作a向量,书写时应在字母上加“→”符号)

3、向量的模(长度):

(1)向量模的概念表示向量的有向线段的长叫做向量的模,也叫做向量的长度,如上图中,a向量记作|a|。

(2)平行向量的概念方向相同或相反的非零向量,也叫做共线向量,用符号“∥”表示。

(3)零向量的概念模为零的向量叫做零向量,记作“0”,零向量的方向是不确定的,零向量与任一向量平行

(4)相等向量的概念如果两个向量的模相等且方向相同,那么这两个向量相等,即:互为相等向量。

(5)相反向量的概念如果两个非零向量的模相等且方向相反,那么这两个向量互为相反向量(负向量)。

二、向量运算法则

1、向量的加法

三角形法则

已知非零向量a,b(已知向量的方向和大小),在平面上任取一点A,作(AB向量) =a,(BC向量)=b,并且作(AC向量) ,则(AC向量) 叫做向量a与向量b的和,记作a+b

如图所示:(AC向量)=a+b

平行四边形法则

已知非零向量ab(已知向量的方向和大小),在平面上任取一点A,作(AB向量)=a,(AD向量)=b,以AB,AD为邻边作平行四边形ABCD,则(AC向量)=a+b

如图所示:(AC向量)=a+b

运算律

加法交换律a+b=b+a

加法结合律(a+b)+c=a+(b+c)

2、向量的减法

已知非零向量a,b(已知向量的方向和大小),在平面上任取一点O,作(OA向量) =a,(OB向量)=b,作(BA向量),则(BA向量)=a-b

一个向量减去另一个向量等于加上它的相反向量,即:a-b=a+-(b)。

如图所示:(BA向量)=a-b

三、向量的数乘运算

规定:当向量a不为零向量时,若λ>0时,λaa同向;若λ<0时,λaa反向;若λ=0时,λa=0。

2、数乘运算的几何意义

λa是把向量a沿a的方向或a的反向放大或缩小到原来的|λ|倍。

3、运算律

向量的加法、减法、数乘运算叫做向量的线性运算

四、向量的坐标运算

1、什么是向量的坐标?设(AB向量)的起点A的坐标为(a,b),终点B的坐标为(c,d),则(AB向量)的坐标为(c-a,d-b),(AB向量)的模为√【(c-a)^2+(d-b)^2】

2、向量的坐标运算公式:设向量a=(e,f),向量b=(g,h),λ∈R,则有:

3、线段的定比分点公式:(α≠0)

设(AB向量)=λ(BC向量),A(a,b),B(c,d),C(e,f),则有:

证明如下:

已知(AB向量)=(BC向量),A(a,b),B(c,d),C(e,f),所以

化简得到:

当=1时,(AB向量)=(BC向量),此时B为A、C中点,则有中点坐标公式

4、三角形重心公式

设△ABC的三个顶点坐标分别为:A(a,b),B(c,d),C(e,f),重心G(x,y),则有重心坐标公式

证明如下:

因为△ABC三个顶点为:A(a,b),B(c,d),C(e,f),G(x,y)为三角形的重心(三边中线的交点,将中线分成2:1的比例),

设D为B、C的中点,D【(c+e)/2,(d+f)/2】则有AG/DG=2/1,即:(AG向量)=2(GD向量),

所以,根据定比分点公式可得,

5、向量平移公式

如果点P(x,y)按向量a=(m,n)平移到点P‘(x’,y’),则(OP’向量)=(OP向量)+a(O为原点),即:

、向量的内积

1、向量的夹角

(1)概念:已知两个非零向量ab,作(OA向量)=a,(OB向量)=b,我们把由射线OA与OB所形成的角∠AOB叫做向量a与向量b的夹角,记作

(2)规定

向量的夹角的取值范围为[0°,180°]

②当=90°时,ab垂直;

③当=180°时,ab反向(非反向量);

④当a×b≤0时,的取值范围为[90°,180°];

⑤当a×b≥0时,的取值范围为[0°,90°]。

2、向量的内积:设向量a=(e,f),向量b=(g,h),它们的夹角为。

(1)向量坐标公式

(2)什么叫向量的内积(数量积)两个非零向量a,b的模与它们夹角的余弦之积叫做向量a,b的内积,也叫做数量积,其结果为一个数量

(3)向量的夹角公式

向量正如一把数学工具

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