平面向量的实际背景及基本概念
【要点梳理】
要点一:向量的概念
1.向量:既有大小又有方向的量叫做向量.
2.数量:只有大小,没有方向的量(如年龄、身高、长度、面积、体积和质量等),称为数量. 要点诠释:
(1)本书所学向量是自由向量,即只有大小和方向,而无特定的位置,这样的向量可以作任意平移. (2)看一个量是否为向量,就要看它是否具备了大小和方向两个要素.
(3)向量与数量的区别:数量与数量之间可以比较大小,而向量与向量之间不能比较大小. 要点二:向量的表示法
1.有向线段:具有方向的线段叫做有向线段,有向线段包含三个要素:起点、方向、长度. 2.向量的表示方法: (1)字母表示法:如a,b,c,等.
(2)几何表示法:以A为始点,B为终点作有向线段AB(注意始点一定要写在终点的前面).如果用一条有向线段AB表示向量,通常我们就说向量AB.
要点诠释:
(1)用字母表示向量便于向量运算;
(2)用有向线段来表示向量,显示了图形的直观性.应该注意的是有向线段是向量的表示,不是说向量就是有向线段.由于向量只含有大小和方向两个要素,用有向线段表示向量时,与它的始点的位置无关,即同向且等长的有向线段表示同一向量或相等的向量.
要点三:向量的有关概念
1.向量的模:向量的大小叫向量的模(就是用来表示向量的有向线段的长度). 要点诠释:
(1)向量a的模|a|?0.
(2)向量不能比较大小,但|a|是实数,可以比较大小.
2.零向量:长度为零的向量叫零向量.记作0,它的方向是任意的.
3.单位向量:长度等于1个单位的向量. 要点诠释:
(1)在画单位向量时,长度1可以根据需要任意设定;
(2)将一个向量除以它的模,得到的向量就是一个单位向量,并且它的方向与该向量相同. 4.相等向量:长度相等且方向相同的向量. 要点诠释:
在平面内,相等的向量有无数多个,它们的方向相同且长度相等. 要点四:向量的共线或平行
方向相同或相反的非零向量,叫共线向量(共线向量又称为平行向量). 规定:0与任一向量共线. 要点诠释:
1
1.零向量的方向是任意的,注意0与0的含义与书写区别.
2.平行向量可以在同一直线上,要区别于两平行线的位置关系;共线向量可以相互平行,要区别于在同一直线上的线段的位置关系.
3.共线向量与相等向量的关系:相等向量一定是共线向量,但共线向量不一定是相等的向量. 【典型例题】
类型一:向量的基本概念
例1.下列各题中,哪些是向量?哪些不是向量? (1)密度;(2)浮力;(3)风速;(4)温度.
【变式1】下列物理量中,不能称为向量的是( )
A. 质量 B. 速度 C.位移 D.力 例2.下列说法正确的是( ). A.向量AB与CD是共线向量,则A,B,C,D必在同一直线上 B.向量a与b平行,则a与b的方向相同或相反 C.向量AB的长度与向量BA的长度相等 D.单位向量都相等
【变式1】判断下列命题的正误: (1)零向量与非零向量平行;
(2)长度相等方向相反的向量共线;
(3)若向量a与向量b不共线,则a与b都是非零向量;
(4)若两个向量相等,则它们的起点、方向、长度必须相等;
(5)若两个向量的模相等,则这两个向量不是相等向量就是相反向量。 (6)若非零向量AB,CD是共线向量,则A、B、C、D四点共线; (7)共线的向量一定相等; (8)相等的向量一定共线.
【变式2】下列说法正确的个数是( ) ①向量AB//DC,则直线AB//直线CD;
②两个向量当且仅当它们的起点相同,终点也相同时才相等; ③向量AB既是有向线段AB;
④在平行四边形ABCD中,一定有AB?DC.
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个 类型二:向量的表示方法
例3.在如图所示的坐标系中,用直尺和圆规画出下列向量. (1)|OA|?3,点A在点O正西方向;
(2)|OB|?32,点B在点O北偏西45°方向;
(3)|OC|?2,点C在点O南偏东60°方向.
2
例4.如下图,E、F、G、H分别是四边形ABCD的各边中点,分别指出图中: (1)与向量HG相等的向量; (2)与向量HG平行的向量; (3)与向量HG模相等的向量;
(4)与向量HG模相等、方向相反的向量.
【变式1】如图,点D、E、F分别是△ABC的各边中点.在右图所示向量中, (1)写出与ED,DF,FE相等的向量;
(2)写出模相等的向量.
【变式2】 (1)与向量OA相等的向量有多少个?并把这些向量写出来. (2)是否存在与向量OA长度相等、方向相反向量? (3)与向量OA共线的向量有哪些? 类型三:利用向量相等或共线进行证明
例5. 如图所示,四边形ABCD中,AB?DC,N、M分别是AD、BC上的点,且CN?MA.
求证:DN?MB.
【变式1】如图,在△ABC中,已知向量AD?DB,DF?BE,求证:
DE?AF.
【巩固练习】
1.下列物理量中不是向量的个数是( ).
(1)质量 (2)速度 (3)力 (4)加速度 (5)路程 (6)密度 (7)功 (8)电流强度 A.5 B.4 C.3 D.2
3
2.下列说法中错误的是( ).
A.有向线段可以表示向量但不是向量,且向量也不是有向线段 B.若向量a与b不共线,则a与b都是非零向量 C.长度相等但方向相反的两个向量不一定共线 D.方向相反的两个非零向量必不相等 3.下列说法正确的是( ).
①零向量的长度为零,方向是任意的;②若a,b是单位向量,则a=b;③若非零向量AB与CD是共线向量,则A,B,C,D四点共线.
A.① B.② C.③ D.①和③
4.如图所示,点O是正六边形ABCDEF的中心,则以图中点A、B、C、D、E、F、O中的任意一点为始点,与始点不同的另一点为终点的所有向量中,除向量OA外,与向量OA共线的向量共有( )
A.6个 C.8个
B.7个 D.9个
5.若|AB|=|AD|且BA=CD,则四边形ABCD的形状为( )
A.平行四边形 B.矩形 C.菱形
D.等腰梯形
6.在同一平面上,把所有长度为1的向量的始点放在同一点,那么这些向量的终点所构成的图形是( ).
A.一条线段 B.一段圆弧 C.圆上一群孤立的点 D.一个半径为1的圆 7.四边形ABCD、CEFG、CGHD都是全等的菱形,HE与CG相交于点M,则下列关系不一定成立的是( ) A.|AB|=|EF| B. AB与FH共线
C.BD与EH共线 D.DC与EC共线 8.下列命题正确的是( )
A.向量a与b共线,向量b与c共线,则向量a与c共线 B.向量a与b不共线,向量b与c不共线,则向量a与c不共线 →→
C.向量AB与CD是共线向量,则A、B、C、D四点一定共线 D.向量a与b不共线,则a与b都是非零向量
9.对于下列命题:
①相反向量就是方向相反的向量;②不相等的向量一定不平行;③相等的向量一定共线;④共线的单位向量一定相等;⑤共线的两个向量一定在同一条直线上。 其中真命题的序号为 。
10.已知a、b、c为非零向量,且a与b不共线,若c∥a,则c与b必定________.
11.若某人从点A出发向东走3km至点B,从点B向北走33km至点C,则点C相对于点A的位置向量为 。
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12.一艘船以5km/h的速度出发向垂直于对岸的方向行驶,而船实际的航行方向与水流成30,则船的实际速度的大小为 ,水流速度的大小为 。
13.在直角坐标系中,画出下列向量,使它们的起点都是原点O,并求出终点坐标. (1)|a|=2,a的方向与x轴正方向夹角为60°,与y轴正方向夹角为30°;
(2)|a|=4,a的方向与x轴正方向的夹角为30°,与y轴正方向的夹角为120°;
(3)|a|?42,a的方向与x轴、y轴正方向的夹角都是135°.
14.某人从A点出发向东走了5米到达B点,然后改变方向按东北方向走了102米到达C点,到达C点后又改变方向向西走了10米,刚好到达B点的正北方向D点. (1)作出向量AB,BC,CD; (2)求AD的模.
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