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首页 高二 高一数学人教A版必修四教案:2.3 平面向量的正交分解及坐标表示 Word版含答案

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  • 资源类别:高二教案
  • 所属教版:高二下册数学人教版
  • 文件格式:ppt/doc
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  • 整理时间:2021-04-07
  • 2.3《平面向量的基本定理及坐标表示》教学设计
    【教学目标】
    1.了解平面向量基本定理;
    2.理解平面里的任何一个向量都可以用两个不共线的向量来表示,初步掌握应用向量解决实际问题的重要思想方法;
    3.能够在具体问题中适当地选取基底,使其他向量都能够用基底来表达.
    【导入新课】
    复习引入:
    1.实数与向量的积
    实数λ与向量的积是一个向量,记作:λ.(1)|λ|=|λ|||;(2)λ>0时,λ与方向相同;λ<0时,λ与方向相反;λ=0时,λ=.
    2.运算定律
    结合律:λ(μ)=(λμ);分配律:(λ+μ)=λ+μ,λ(+)=λ+λ.
    3. 向量共线定理
    向量与非零向量共线的充要条件是:有且只有一个非零实数λ,使=λ.
    新授课阶段
    一、平面向量基本定理:如果,是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量,有且只有一对实数λ1,λ2使=λ1+λ2.
    探究:
    (1) 我们把不共线向量e1、e2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底;
    (2) 基底不惟一,关键是不共线;
    (3) 由定理可将任一向量a在给出基底e1、e2的条件下进行分解;
    (4)基底给定时,分解形式惟一. λ1,λ2是被,,唯一确定的数量.
    二、平面向量的坐标表示
    如图,在直角坐标系内,我们分别取与轴、轴方向相同的两个单位向量、作为基底.任作一个向量,由平面向量基本定理知,有且只有一对实数、,使得
    …………○1
    我们把叫做向量的(直角)坐标,记作
    …………○2
    其中叫做在轴上的坐标,叫做在轴上的坐标,○2式叫做向量的坐标表示.与相等的向量的坐标也为.
    特别地,,,.
    如图,在直角坐标平面内,以原点O为起点作,则点的位置由唯一确定.
    设,则向量的坐标就是点的坐标;反过来,点的坐标也就是向量的坐标.因此,在平面直角坐标系内,每一个平面向量都是可以用一对实数唯一表示.
    三、平面向量的坐标运算
    (1)若,,则,.两个向量和与差的坐标分别等于这两个向量相应坐标的和与差.
    设基底为、,则,即,同理可得.
    (2)若,,则.
    一个向量的坐标等于表示此向量的有向线段的终点坐标减去始点的坐标.
    =-=( x2,y2) -(x1,y1)= (x2- x1,y2- y1).
    (3)若和实数,则.
    实数与向量的积的坐标等于用这个实数乘原来向量的相应坐标.
    设基底为、,则,即.
    例1 已知A(x1,y1),B(x2,y2),求的坐标.
    例2 已知=(2,1),=(-3,4),求+,-,3+4的坐标.
    例3 已知平面上三点的坐标分别为A(-2,1),B(-1,3), C(3,4),求点D的坐标使这四点构成平行四边形四个顶点.
    解:当平行四边形为ABCD时,由,得D1=(2,2).
    当平行四边形为ACDB时,得D2=(4,6),当平行四边形为DACB时,得D3=(-6,0).
    例4 已知三个力(3,4),(2,-5),(x,y)的合力++=,求的坐标.
    解:由题设++=,得:(3,4)+ (2,-5)+(x,y)=(0,0),
    即:∴∴(-5,1).
    例5 已知=(2,1),=(-3,4),求+,-,3+4的坐标.
    解:+=(2,1)+(-3,4)=(-1,5),
    -=(2,1)-(-3,4)=(5,-3),
    3+4=3(2,1)+4(-3,4)=(6,3)+(-12,16)=(-6,19).
    点评:利用平面向量的坐标运算法则直接求解.
    例6 已知平行四边形ABCD的三个顶点A、B、C的坐标分别为(-2,1)、(-1,3)(3,4),求顶点D的坐标.
    解:设点D的坐标为(x,y),

    即 3- x=1,4-y=2.
    解得x=2,y=2.
    所以顶点D的坐标为(2,2).
    另解:由平行四边形法则可得
    例7 经过点的直线分别交轴、轴于点,且,求点的坐标.
    解:由题设知,三点共线,且,设,
    ①点在之间,则有, ∴.
    解之得:, 点的坐标分别为.
    ②点不在之间,则有,同理,可求得点的坐标分别为,
    .
    综上,点的坐标分别为或,.
    例8. 已知三点,若,试求实数的取值范围,使落在第四象限.
    解:设点,由题设得,
    ∴, 要使落在第四象限,则,
    解之得.
    例8 已知向量,问是否存在实数同时满足两个条件:?如果存在,求出的值;如果不存在,请说明理由.
    解:假设满足条件的实数存在,则有解之得:
    ∴满足条件的实数.
    课堂小结
    (1)理解平面向量的坐标的概念;
    (2)掌握平面向量的坐标运算;
    (3)会根据向量的坐标,判断向量是否共线.
    作业
    见同步练习
    拓展提升
    1.设是同一平面内两个不共线的向量,不能以下各组向量中作为基底的是( )
    A. , B. +, C. ,2 D.,+
    2. 设是同一平面内所有向量的一组基底,则以下各组向量中,不能作为基底的是( )
    A. +和- B. 3-2和4-6
    C. +2和2+ D. +和
    3.已知不共线, =+,=4 +2,并且,共线,则下列各式正确的是( )
    A. =1, B. =2, C. =3, D. =4
    4.设=+5,=-2+8,=3-3,那么下列各组的点中三点一定共线的是( )
    A. A,B,C B. A,C,D C. A,B,D D. B,C,D
    5.下列说法中,正确的是(  )
    ①一个平面内只有一对不共线的向量可作为表示该平面内所有向量的基底;       ②一个平面内有无数多对不共线的向量可作为表示该平面内所有向量的基底;      ③零向量不可作为基底中的向量.
    A.①②    B.①③    C.②③    D①②③
    6.已知是同一平面内两个不共线的向量,那么下列两个结论中正确的是(  )
    ①+(,为实数)可以表示该平面内所有向量;             ②若有实数,使+=,则==0.
    A.①   B.②   C.①②   D.以上都不对
    7.已知AM=△ABC的BC边上的中线,若=,=,则=(  )
    A.(-)   B. -(-)
    C.-(+)   D.(+)
    8.已知ABCDEF是正六边形,=,=,则=(  )
    A.(-)   B. -(-)
    C.+   D.(+)
    9.如果3+4=,2+3=,其中,为已知向量,则=   ,=        .
    10.已知是同一平面内两个不共线的向量,且=2+k,=+3,=2-,如果A,B,D三点共线,则k的值为     .
    11.当k为何值时,向量=4+2,=k+共线,其中、是同一平面内两个不共线的向量.
    12.已知:、是不共线的向量,当k为何值时,向量=k+与=+k共线?

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