高中数学2_2_3用平面向量坐标表示向量共线条件学案新人教b版必修4

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1、一岗双责落实还不到位。受事务性工作影响,对分管单位一岗双责常常落实在安排部署上、口头要求上,实际督导、检查的少,指导、推进、检查还不到位。2.2.3用平面向量坐标表示向量共线条件1.会用坐标表示平面向量共线的条件.2.能运用向量共线的条件来解决有关向量共线、直线平行及点共线等问题.(重点、难点)基础初探教材整理两个向量平行的坐标表示阅读教材P103P104“例1”以上内容,完成下列问题.选择基底e1,e2.(1)设a(a1,a2),b(b1,b2),则aba1b2a2b10.(2)设a(a1,a2),b(b1,b2),如果向量b不平行于坐标轴,即b10,b20,则ab.用语言可以表述为:两个向

2、量平行的条件是,相应坐标成比例.判断(正确的打“”,错误的打“”)(1)向量(1,2)与向量(4,8)共线.()(2)向量(2,3)与向量(4,6)反向.()【解析】(1)正确.因为(4,8)4(1,2),所以向量(1,2)与向量(4,8)共线.(2)正确.因为(4,6)2(2,3),所以向量(2,3)与向量(4,6)反向.【答案】(1)(2)质疑手记预习完成后,请将你的疑问记录,并与“小伙伴们”探讨交流:疑问1:_解惑:_疑问2:_解惑:_疑问3:_解惑:_小组合作型判定直线平行、三点共线(1)已知A(1,3),B,且A,B,C三点共线,则C的坐标可以是()A.(9,1) B.(9,1)C.

3、(9,1) D.(9,1)(2)已知四点坐标A(1,1),B(1,5),C(2,1),D(4,11),请判断直线AB与CD是否平行?(3)已知A(1,1),B(1,3),C(1,5),D(2,7),向量与平行吗?直线AB平行于直线CD吗?【精彩点拨】(1)利用向量的平行条件x1y2x2y10,可证明有公共点的两个平行向量共线,从而可证明三点共线.(2)判定两直线平行,先判定两向量平行,再说明两向量上的相关点不共线.【自主解答】(1)设点C的坐标是(x,y),因为A,B,C三点共线,所以.因为(1,3),(x,y)(1,3)(x1,y3),所以7(y3)(x1)0,整理得x2y7,经检验可知点(

4、9,1)符合要求,故选C.【答案】C(2)因为(1,5)(1,1)(2,4),(4,11)(1,1)(5,10),(2,1)(1,1)(1,2),所以2,5.所以.由于与,有共同的起点A,所以A,B,C,D四点共线,因此直线AB与CD重合.(3)因为(1(1),3(1)(2,4),(21,75)(1,2).又因为22410,所以.又因为(1(1),5(1)(2,6),(2,4),所以24260,所以A,B,C不共线,所以AB与CD不重合,所以ABCD.三点共线的条件以及判断方法: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(x2x1)(y3y1)(x3x1)

5、(y2y1)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.再练一题1.设O是坐标原点,(k,12),(4,5),(10,k),当k为何值时,A,B,C三点共线?【解】(4k,7),(10k,k12),又A,B,C三点共线,由两向量平行的充要条件,得(4k)(k12)7(10k)0,解得k2或k11.即当k2或k11时,A,B,C三点共线.已知平面向量共线求参数(1)已知向量a(x,3),b(3,x),则存在实数x,使ab;存在实数x,使(ab)a;存在实数x,m,使(mab)a;存在实数x,m,使(mab)b.其中,所有叙述正确的序号为_.(2)已知a(1,

6、2),b(3,2),当k为何值时,kab与a3b平行?平行时它们是同向还是反向?【精彩点拨】(1)可利用向量共线定理列方程判断方程解的情况来解决.(2)可先利用坐标形式的等价条件求k,再利用ba判定同向还是反向.【自主解答】(1)由abx29无实数解,故不对;又ab(x3,3x),由(ab)a得3(x3)x(3x)0,即x29无实数解,故不对;因为mab(mx3,3mx),由(mab)a得(3mx)x3(mx3)0,即x29无实数解,故不对;由(mab)b得3(3mx)x(mx3)0,即m(x29)0,所以m0,xR,故正确.【答案】(2)由题知kab(k3,2k2),a3b(10,4),因为

7、kab与a3b平行,所以(k3)(4)10(2k2)0,解得k.这时kab(a3b).所以当k时,kab与a3b平行,并且反向.利用向量平行的条件处理求值问题的思路:(1)利用共线向量定理ab(b0)列方程组求解.(2)利用向量平行的坐标表达式a1b2a2b10直接求解.再练一题2.(1)已知向量a(1,2),b(2,3),若向量ab与向量c(4,7)共线,则_.(2)已知向量a(1,2),b(3,4),若(3ab)(akb),求实数k的值.【解析】(1)a(1,2),b(2,3),ab(,2)(2,3)(2,23).向量ab与向量c(4,7)共线,7(2)4(23)0,2.【答案】2(2)3

8、ab(0,10),akb(13k,24k),因为(3ab)(akb),所以0(1030k)0,所以k.向量共线的综合应用如图2218所示,已知点A(4,0),B(4,4),C(2,6),求AC与OB的交点P的坐标.图2218【精彩点拨】要求点P的坐标,只需求出向量的坐标,由与共线得到,利用与共线的坐标表示求出即可;也可设P(x,y),由及,列出关于x,y的方程组求解.【自主解答】设P(x,y),则(x,y),因为(4,4),且与共线,所以,即xy.又(x4,y),(2,6),且与共线,则得(x4)6y(2)0,解得xy3,所以P点的坐标为(3,3).1.关于解决两线段的交点问题可以用解析几何的

9、知识联立两直线方程求交点的坐标;也可以使用对应向量共线列等式,再解方程组求解.2.本例利用了向量共线定理,已知四边形四个顶点坐标求对角线交点坐标的向量解法,为我们展示了向量的坐标运算在解决平面几何、平面解析几何问题中的应用,在以后学习中应加以体会运用.再练一题3.如图2219,已知A(4,5),B(1,2),C(12,1),D(11,6),求AC与BD的交点P的坐标.【导学号:72010060】图2219【解】设(111,62)(10,4).由题意知(11,1),(1011,41).又(8,4),且与共线,4(1011)8(41)0,解得.设点P的坐标为(xp,yp),(5,2)(xp1,yp

10、2),即故点P的坐标为(6,4).探究共研型共线向量与中点坐标公式探究1设P1、P2的坐标分别是(x1,y1)、(x2,y2),如何求线段P1P2的中点P的坐标?【提示】如图所示,P为P1P2的中点,(),线段P1P2的中点坐标是.探究2设P1,P2的坐标分别是(x1,y1),(x2,y2),点P是线段P1P2的一个三等分点,则P点坐标是什么?【提示】点P是线段P1P2的一个三等分点,分两种情况:当时,();当时,().探究3当时,点P的坐标是什么?【提示】(),(x1,y1)(x2,y2),P.已知点A(3,4)与点B(1,2),点P在直线AB上,且|2|,求点P的坐标.【精彩点拨】点P在直

11、线AB上,包括点P在线段AB内和在线段AB的延长线上,因此应分类讨论.【自主解答】设P点坐标为(x,y),|2|.当P在线段AB上时,2,(x3,y4)2(1x,2y),解得P点坐标为.当P在线段AB延长线上时,2,(x3,y4)2(1x,2y),解得P点坐标为(5,8).综上所述,点P的坐标为或(5,8).在求有向线段分点坐标时,不必过分强调公式记忆,可以转化为向量问题后解方程组求解,同时应注意分类讨论.再练一题4.已知ABC的三个顶点坐标依次为A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),求ABC的重心G的坐标.【解】延长AG交BC于点D,G为ABC的重心,D为BC的中点,()()().综上所述,G的坐标为.1.下列满足平行的一组向量是()A.a(1,4),b(504,2 016)B.a(2,3),b(4,6)C.a(1,2),b(1 008,2 016)D.a(1,4),b(3,12)【解析】A中,因为1(2 016)504(4)0,ab;B中,因为2(6)43240,a与b不平行;C中,因为12 016(1 008)24 0320,a与b不平行;D中,因为11234240,a与b不平行.【答案】A2.设kR,下列向量中,与向量a(1,1)一定不平行的向量是()A.b(k,k) B.c(k,k)C.d(k21,k21) D.e(k

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