大毛毛虫★倾情搜集★精品资料 平面向量的方法技巧及易错题剖析
1.两个向量的数量积与向量同实数积有很大区别
(1)两个向量的数量积是一个实数,不是向量,符号由cos的符号所决定;
(2)两个向量的数量积称为内积,写成a·b;今后要学到两个向量的外积a×b,而ab是两个向量的数量的积,书写时要严格区分.符号“· ”在向量运算中不是乘号,既不能省略,也不能用“×”代替;
(3)在实数中,若a0,且ab=0,则b=0;但是在数量积中,若a0,且ab=0,不能推出b=0。因为其中cos有可能为0;
(4)已知实数a、b、c(b0),则ab=bc a=c。但是ab= bc ac;
如右图:ab= |a|b|cos = |b||OA|,bc = |b|c|cos = |b||OA|ab =bc,但a c;
(5)在实数中,有(ab)c = a (bc),但是(ab)c a (bc),显然,这是因为左端是与c共线的向量,而右端是与a共线的向量,而一般a与c不共线。 2.平面向量数量积的运算律 特别注意:
(1)结合律不成立:abcabc;
(2)消去律不成立abac不能得到bc;
(3)ab=0不能得到a=0或b=0。
3.向量知识,向量观点在数学.物理等学科的很多分支有着广泛的应用,而它具有代数形式和几何形式的“双重身份”能融数形于一体,能与中学数学教学内容的许多主干知识综合,形成知识交汇点,所以高考中应引起足够的重视. 数量积的主要应用:①求模长;②求夹角;③判垂直;
4.注重数学思想方法的教学 ①.数形结合的思想方法。
由于向量本身具有代数形式和几何形式双重身份,所以在向量知识的整个学习过程中,都体现了数形结合的思想方法,在解决问题过程中要形成见数思形、以形助数的思维习惯,以加深理解知识要点,增强应用意识。
②.化归转化的思想方法。
向量的夹角、平行、垂直等关系的研究均可化归为对应向量或向量坐标的运算问题;三角形形状的判
2定可化归为相应向量的数量积问题;向量的数量积公式aa,沟通了向量与实数间的转化关系;一些
2实际问题也可以运用向量知识去解决。
③.分类讨论的思想方法。
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如向量可分为共线向量与不共线向量;平行向量(共线向量)可分为同向向量和反向向量;向量a在b方
向上的投影随着它们之间的夹角的不同,有正数、负数和零三种情形;定比分点公式中的随分点P的位置不同,可以大于零,也可以小于零。 (一)平面向量常见方法技巧 方法一:强化运用交换律和结合律的意识,活用闭合向量为零向量解题 特别对于化简题,应灵活运用加法交换律变为各向量首尾相连,然后再运用向量加法结合律作和。
例:化简下列各式:①ABBCCA; ②ABACBDCD; ③OAODAD;
④NQQPMNMP。结果为零向量的序号为___________。
方法二:强化运用向量加法法则
例:已知四边形ABCD是菱形,点P在对角线AC上(不包括端点A、C),则AP等于( ) A. ABAD,0,1 C. ABAD,0,1
答案:A
方法三:数形结合思想
B.
2ABBC,0,2
ABBC,0,2 D.
2 例:已知向量OP1、OP2、OP3满足条件OP1OP2OP30,且|OP1||OP2||OP3|=1,试判断
P1P2P3的形状。
方法四:取特例
例:△ABC的外接圆的圆心为O,两条边上的高的交点为H,OHmOAOBOC,则实数m=_____________。
答案:1
22方法五:应用|a|a解题
a2|a|2是向量数量积的重要性质之一,它沟通了向量与实数间的转化关系,充分利用这一性质,可
以将与向量有关的问题转化为向量的运算问题。
例:已知a、b均为单位向量,它们的夹角为60,那么|a3b|等于( )
A. 7 B. 10 C. 13 D. 4 方法六:利用数形结合思想解决向量的模、向量的夹角问题
例1:已知向量a、b满足|a|6,|b|4,且a与b的夹角为60,求|ab|和|a3b|。 方法七:三角形形状的判断方法
由于三角形的形状可按角分类也可按边分类,所以这类题常将条件统一用边或角表示后再化简、判断 已知平面上有互异的四点A、B、C、D,若DBDC2DAABAC0,则△ABC的形状是 A. 直角三角形 B. 等腰三角形 C. 等腰直角三角形 D. 等边三角形 (二)易错题剖析
【易错题1】若向量a、b满足关系式|ab||ab|,则下列结论中正确的是( )
A. 以a、b为邻边的四边形是矩形 B. a、b中至少有一个零向量或ab C. a、b中至少有一个是零向量
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D. a、b均为零向量 答案:B
ab与ab解题思路:(1)当a、b均为非零向量时,由向量加法和向量减法的平行四边形法则可知,分别是以a、b为邻边的平行四边形的两条对角线。|ab||ab|表明这个平行四边形的两条对角线的长
相等,所以,以a、b为邻边的四边形为矩形时,ab;
(2)当a、b中有零向量时,条件显然满足。 综上所述,故选B。
错因分析:误区:错选A。
思考不严密,只注意到了向量a、b均不为零向量的情形,事实上,当a、b中有零向量时显然也满足条件。
由于零向量是特殊向量,具有特殊性,处理向量问题要首先考虑所给向量能否为零向量。 【易错题2】“两个向量共线”是这两个向量方向相反的( ) A. 充分条件 B. 必要条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件 答案:B。
解题思路:两个向量a与b共线,它们可以在同一条直线上,也可以不在同一条直线上,只要它们方向相同或相反即可。因此,两个向量方向相反这两个向量共线;两个向量共线不能得到这两个向量反向。故选B。
错因分析:误区:两个向量共线包含两个向量同向和反向两种情况,因此,两个向量共线不能得到这两个向量反向;两个向量反向,这两个向量并不一定在同一条直线上。因此错选D。
造成以上误区的原因是对两个向量共线的概念模糊。 【易错题3】设点A(1,2),B(n1,3),C(2,n1),D(2,2n1)。若向量AB与CD共线且同向,则n的值为( ) A. 2 B. 2 C. 2 D. 1 答案:A
2解题思路:由已知条件得ABn,1,CD4,n,由AB与CD共线得n40,n2。当n2时,AB=(2,1),CD=(4,2),则有CD2AB,满足AB与CD同向,当n2时,AB2,1,
CD4,2,有CD2AB,此时AB与CD反向,不符合题意。因此,符合条件的只有n2。故选A。
错因分析:误区:由已知可得ABn,1,CD4,n,因为AB与CD同向且共线,所以n4=0,n2,因此错选C。 出现错误的原因是对同向与共线的概念模糊。事实上,上述解答中只注意了共线条件,而忽视了另一个条件:方向相同。
向量共线的充要条件中的正负决定两个向量是同向还是反向,0,同向;0,反向。
【易错题4】已知|AB|8,|AC|5,则|BC|的取值范围是( ) A. [3,8] B. (3,8) C. [3,13] D. (3,13)
2答案:C
解题思路:因为向量减法满足三角形法则,作出|AB|8,|AC|5,BCACAB。 (1)当△ABC存在,即A、B、C三点不共线时,3|BC|13; (2)当AC与AB同向共线时,|BC|3; 当AC与AB反向共线时,|BC|13。
∴|BC|[3,13],故选C。
错因分析:误区:错选D。
错误原因是对题意的理解有误,题设条件并没有给出A、B、C三点不能共线,因此它们可以共线。当A、B、C共线时,△ABC不存在。
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题目中两向量a、b是任意向量,在解答构思中理应考虑到它们的特殊情形。
【易错题5】已知a1,3,b2,,设a与b的夹角为,要使为锐角,求的取值范围。
解题思路:由为锐角,得cos>0,且cos1, ∵ab|a||b|cos恒大于0, ∴ab0,即1230。
解得
若a平行于b,则1230。即6,但若a平行于b,则0或,与为锐角相矛盾,所以6。
综上,。
失分警示:误区:∵为锐角,∴cos0。
由ab|a||b|cos知,只需ab0,即1230,故
23
且62323。
本题误以为两非零向量a与b的夹角为锐角的充要条件是ab0,事实上,两向量的夹角[0,],当0时,有cos10,对于非零向量a与b仍有ab0,因此ab0是两非零向量a与b的夹角为锐角的必要不充分条件。即有如下结论:两非零向量a与b的夹角为锐角的充要条件是ab0且a不平行于b。
【易错题6】已知点A(3,4)与点B(1,2),点P在直线AB上,且|PA|2|PB|,求点P的坐标。
解题思路:设点P的坐标为(x,y),
由于|PA|2|PB|,
所以,当点P为有向线段AB的内分点时,2,
32(1)1x,1231y4220.12此时有∴点P的坐标为(3,0)。
当点P为有向线段AB的外分点时,2,
321x5,12y4228.12此时有∴点P的坐标为(5,8)。
1综上所述,点P的坐标为(3,0)或(5,8)。
失分警示:思考不严密,出现漏解现象,点P可能是AB的内分点,也可能是AB的外分点,因此本题必须分类讨论。
【易错题7】△ABC中,已知ABAC0,BCAB0,CBCA0,判断△ABC的形状。
解题思路:ABAC|AB||AC|cosA。
BCAB|BC||AB|cosB|BC||AB|cosB,CBCA|CB||CA|cosC。
∵ABAC0,BCAB0,CBCA0。
∴cosA0,cosB0,cosC0,∴A、B、C均为锐角。∴△ABC为锐角三角形。
失分警示:误区:∵BCAB0,∴|BC||AB|cosB0。∴∠B为钝角,∴△ABC为钝角三角形。
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上述错误在于将BC与AB的夹角看成是△ABC的内角B,向量BC与AB的夹角应为B。 【易错题8】设二次函数y(ab)x2cx(ab),其中,a、b、c是△ABC的三边,且ba,bc,若二次函数与x轴有交点,试确定∠B的范围。
222解题思路:由题设△0,即acb0
2a2c2b2cosB00B90。 2ac又ba,bc,∴B60。
由①②知,60B90。
① ②
222失分警示:误区:由题意得△4c4ab0
a2c2b2cosB00B902ac。
此解法忽视了题设中所给条件ba,bc,事实上,b是三角形的最大边。∠B为三角形的最大角,不小于60。
解题时要注意挖掘题目中的隐含条件,要做到细致入微,不可大意。
【易错题9】已知在四边形ABCD中,ABa,BCb,CDc,DAd,且abbccdda,试确定四边形ABCD的形状。 解题思路:由已知易得abcd0,则(ab)=cd,
2222∴abcd,即ab2abcd2cd。
222222又因为abcd,∴abcd,
①
2222同理可得adbc。 ②
2222由①②可得ac,即|a||c|,bd即|b||d|,∴|AB||DC|,|AD||BC|,∴四边形ABCD为平行四边形,且ac,bd,又abbcab,∴ab0,∴ab。
综上所述,四边形ABCD为矩形。
失分警示:误区:由已知可得abcd0,又∵abbccdda,
abbc,abad,222222adcd.|a||c|a(bd)c(bd)∴∴,∴ac,即。同理bccd.∴b(ac)d(ac),∴b2d2,即|b||d|。四边形ABCD为平行四边形,∴ac,bd,
又∵abbc,∴b(ac)0,∴b(aa)0,即ab0,∴ab。综上,四边形为矩形。
上述解法错在学生不自觉地应用了实数乘法的结合律,而向量的数量积恰恰不满足结合律,因此学习向量时一定要认真仔细研读教材,抛开思维定式的影响,避免误入思维误区。 【模拟试题】 一. 选择题:
1. 下列各量中不是向量的是( ) A. 浮力 B. 风速 C. 位移 D. 密度 2. 下列说法中错误的是( )
A. 零向量是没有方向的 B. 零向量的长度是0 C. 零向量与任一向量平行 D. 零向量的方向是任意
3. 设O是正BC的中心,则向量AO,OB,OC是( ) A. 有相同起点的向量 B. 平行向量 C. 模相等的向量 D. 相等向量
4. 命题“若a//b,b//c,则a//c”( )
a0b0 A. 总成立 B. 当时成立 C. 当时成立 D. 当c0时成立
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ABa,BCb,则|ab|等于( ) 5. 已知正方形ABCD的边长为1,
2 D. 22 6. 在平行四边形ABCD中,BCDCBA等于( )
A. BC B. DA C. AB D. AC 7. 下列等式中一定能成立的是( )
A. ABACBC B. ABACBC C. ABACCB D. ABACCB
8. 在平行四边形ABCD中,若|BCBA||BCAB|,则四边形ABCD必是( ) A. 菱形 B. 矩形 C. 正方形 D. 无法确定 二. 填空题:
||b|1 9. 已知向量a、b满足abb,且,则a||ab|_________
10. 下列各命题的条件是结论的什么条件(填:充分不必要条件、必要不充分条件、充要条件、既不充分也不充要必条件)
(1)ab是a//b的_____________________(2)|a||b|是a//b的____________________
|a||b|是ab的___________________ (3)
11. 如图,四边形ABCD为正方形,CE为等腰直角三角形。
D C A. 0 B. 2 C.
A B E (1)图中与AB共线的向量有_________(2)图中与AB相等的向量有_________
(3)图中与AB模相等的向量有_________(4)图中EC与BD相等吗?_________
(5)图中AB与BA相等吗?_________
BCa,CAb, 12. ABC中,则AB等于__________
三. 解答题:
13. 如图,已知四边形ABCD是矩形,设点集M{A,B,C,D},求集合
T{PQ|P、QM,且P、Q不重合}。(用列举法表示)
A D
B C 14. 化简OPQPPSMPMS。
15. 有一两岸平行的河流,水流速度为1,小船的速度为2,为使小船从一岸到达另一岸时所走的路程最短,小船应朝什么方向行驶?
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【试题答案】
1. D
提示:密度只有大小没有方向。 2. A 3. C 4. C
a、c 提示:由于零向量与任何向量都平行,所以当两非零向量不平行而b0时,有
a//b,b//c,但这时命题不成立。 5. C
提示:|ab||ABBC||AC|2 6. A
提示:DCBA
BCDCBABC(BA)BABC0BC
BCBABD,而BDDCBC 或者根据平行四边形ABCD中,
BCDCBABC 7. D 8. B
提示:|BCBA||BD|,|BCAB||AC|
BD|AC|
即平行四边形ABCD的对角线相等,故平行四边形ABCD为矩形。 9. 1
abb,a0,a||ab||b|1 提示:
10. (1)充分不必要条件
提示:ab,则a与b方向相同,a//b
a//b,|a||b|不一定成立,且a与b方向也不一定相反。 若
(2)既不充分也不必要条件
提示:若|a||b|,则a与b的长度相等,但方向不一定相同。
a//b不一定成立,反之,若a//b成立,|a||b|不一定成立。
(3)必要不充分条件
|a||b|,ab不一定成立,但若ab,一定有|a||b|。 提示:若CD、BE 11. (1) (2)BE (3)BC、CD、DA、BE (4)相等 (5)不相等
(ab) 12.
BCCABA,而ABBA 提示:根据三角形法则知
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AB(BCCA)(ab)
13. 解:以矩形ABCD的四个顶点中的任一点为起点,其余三点中的一点为终点的向量共4312个,但这12个向量中不是各不相等,将相等的向量看作一个向量把它们一一列举出来:AC、CA、BD、DB、ABDC、ADBC、BACD、DACB。
{AC,CA,BD,DB,AB,BA,AD,DA}
14. 解:原式OPPQPSSMMPOQ0OQ (方法较多,同学们可以多找几种)
15. 解:如图,在平行四边形ABCD中,AB表示水流速度,AD表示小船行驶速度,AC表示小船实际
|AB|1|AD|2航行速度,则,,若使小船所走路程最短,需AC与AB垂直。
在RtBAC中,AB1,BCAD2,AC1 |AC|1,ABCACBCAD45 即
故BAD9045135
所以,当小船行驶方向与水流方向成135的角时,小船从一岸到另一岸所走路程最短。
D C A B
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