第五章  平面向量
 §5.4 线段的定比分点与图形平移

复习目标 知识梳理 应用举例 实践体验 拓展探究 基础训练 提高训练 学习感悟

    一、复习目标
    掌握线段的定比分点和中点坐标公式,并且能够熟练运用;掌握平移公式.

    二、重点难点
    (这里输入)

    三、特别提示
   (1)点`P`分有向线段`vec(P_1P_2)`所成的比是所分两有向线段的数量比,而不是长度比,也不是向量的比,其分子是起点到分点的 有向线段的数量,分母是分点到终点的有向线段的数量,分子、分母不能颠倒.
    因此,点`P`分有向线段`vec(P_1P_2)`的比不等于`P`分`vec(P_2P_1)`的比.
   (2)在`P_1`、`P`、`P_2`三点中,任何一个点都可以看作起点、分点、终点,解题时可以灵活选取分点,以方便计算.
    (3)确定`lambda`值时,可以画图形,先求长度比再看数量比`lambda`,也可利用向量的线性运算直接求出.
   (4)将一个图形平移,图形的大小、形状不变,只是它在坐标中的位置发生了变化.因此,在平移前后,图形中那些与位置无关的几何量,如面积、图形上两点间的距离等都是不变的;
   而那些与位置有关的量,如图形上的点的坐标、图形的解析式等都会发生变化,利用图形的平移,可以使复杂的函数解析式变得简单,以便研究函数的性质.
    (5)向量平移后,向量的坐标不会变化,而它的起点、终点的坐标是发生变化的.
    (6)平移公式中有三个量,即平移前点的坐标、平移后点的坐标、向量的坐标,这三者“知二能求一”.
   (7)将点P平移到`P'`,能产生这种效果的向量是唯一的,把曲线(非直线)平移的向量一般也是唯一的;但将直线l平移到直线`l`,能产生这种效果的向量不是唯一的,要特别注意.

    知识梳理
    1、线段的定比分点
   (1)定比分点:设`P_1、P_2`是直线上`l`上的两点,点`P`是`l`上不同于`P_1、P_2`的任意一点,则存在一个实数`lambda`,使`vec(P_1P)=lambdavec(PP_2)`, `lambda`叫点P分有向线段`vec(P_1P_2)`所成的比,`P`叫做______
    (2)线段定比分点坐标公式
   设点`P`分有向线段`vec(P_1P_2)`所成的比为`lambda`,即`vec(P_1P)=lambda vec(PP_2)`,并且`P_1(x_1,y_1)`,`P_2(x_2,y_2),P(x,y)`,则`x=(x_1+lambda x_2)/(1+lambda)`,`y=(y_1+lambda y_2)/(1+lambda)(lambda!=-1)`,这就是有向线段`vec(P_1P_2)`的定比分点坐标公式.
    特别地,当`P`是`vec(P_1P_2)`的中点时,有`{(x=(x_1+x_2)/2),(y=(y_1+y_2)/2):}`,这是中点坐标公式.
    2、图形的平移
    (1)平移
   设`F`为坐标平面内一个图形,将`F`上所有点按照同一方向,移动同样长度,得到图形`F'`,这个过程叫图形的平移.将一个图形平移,图形的______不变,只是在坐标平面内的______发生变化.
    (2)平移公式
   设`P(x,y)`为图形F上任一点,它按向量`vec(a)=(h,k)`平移后的图形`F'`上对应点为`P'(x',y')`,则有`vec(OP')=vec(OP)+vec(PP')`.在`P(x,y)`,`P'(x',y')`以及`vec(a)=(h,k)`中,已知其中两个,可求另外一个,但要注意顺序性.
    (3)函数图象的平移,实质是点的平移问题,可由平移公式化简方程.

    应用举例
    一、应用特点
    1、掌握定比分点的定义,灵活运用定比分点公式和平移公式解题
    2、运用平移变换简化解析式,从而研究其性质解题
    3、运用定比分点公式与平移公式的向量形式解题

    二、案例示范
    (回味相关知识与方法,寻找解题办法,若有困难,可以参考“提示”,还有困难,可以参考“解答”或倾听老师的分析示范)

    1、线段AB的端点坐标分别为`A(-1,1)`,`B(-2,0)`且`|AC|=sqrt2|CB|`,当`A`、`B`、`C`三点共线时,求`C`点的坐标.

    提示

示范  

    2、设函数`f(x)=vec(a)·(vec(b)+vec(c))`,其中向量`vec(a)=(sinx,-cosx),vec(b)=(sinx,-3cosx),vec(c)=(-cosx,sinx),x in RR`
    (1)求函数`f(x)` 的最大值和最小正周期;
    (2)将函数`f(x)`的图象按向量`vec(d)`平移,使平移后得到的图象关于坐标原点成中心对称,求长度最小的`vec(d)`.
    提示 示范  

    3、(1)在`DeltaABC`中,`D`是`BC`上一点,`vec(BD)/vec(DC)=1/2`,设`vec(AB)=vec(a)`,`vec(AC)=vec(b)`,试用`vec(a)`,`vec(b)`表示`vec(AD)`;
    (2)设`D`、`E`、`F`分别三等分`DeltaABC`的所在各边即`BC=3BD`,`CA=3CE`,`AB=3AF`(如下图)

    
    求证:`DeltaABC`与`DeltaDEF`有相同的重心.

    提示 示范  

    实践体验
    (在实践中提高能力,在体验中反思感悟,力求独立,力求提高)

    1、设曲线C的方程为`y=x^3-x`,将曲线C按向量`vec(a)=(h,k)`平移后得曲线`C_1`.
    (1)写出曲线`C_1`的方程;
    (2)证明曲线`C`与`C_1`关于点`A(h/2,k/2)`对称.
    提示 示范  

    2、已知曲线`x^2+2y^2+4x+4y+4=0`按向量`vec(a)=(2,1)`平移后得到曲线`C`.
    (1)求曲线`C`的方程;
   (2)过点`D(0,2)`的直线与曲线`C`交于不同的两点`M`、`N`,且`M`在`D`、`N`之间,设`vec(DM)=lambda vec(MN)`,试求实数`lambda`的取值范围.
    提示 示范  

    拓展探究
    已知点`A(-1,6)`和`B(3,0)`,在直线`AB`上求一点`P`,使`|vec(AP)|=1/3|vec(AB)|`.
    提示 示范  

 

    基础训练

    参考答案


 
    提高训练

    参考答案

    学习感悟
   1、三个点`P、P_1、P_2`共线,才能求定比`lambda`,因此,定比分 点法可以反过来用于证明三点共线.比如已知`P_1(x_1,y_1)`,`P_2(x_2,y_2)`,`P(x_0,y_0)`,可以利用`lambda=(x_0-x_1)/(x_2-x_0)`,求出横坐标为`x_0`的`P_1P_2`上的对应点的纵坐标`y=(y_1+lambday_2)/(1+lambda)=y_0`,从而得出`(x_0,y_0)`在`P_1P_2`上.
   2、在`P、P_1、P_2`三点中,任何一个点都可以看作起点、分点、终点,解题时可以灵活选取分点,以方便计算.
    3、确定`lambda`值时,可以画图形,先求长度比再看数量比`lambda`,也可利用向量的线性运算直接求出.
    4、将一个图形平移,图形的大小、形状不变,只是它在坐标系中的位置发生了变化.因此,在平移前后,图形中那些与位置上关的几何量,如面积、图形上两点间的距离都是不变的;而那些与位置有关的量,如图形上的点的坐标、图形的解析式等都会发生变化,利用图形的平移,可以使复杂的函数解析式变得简单,以便研究函数的性质.

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