专题三  与向量的交汇和综合应用
 

网络结构 要点归纳 典型案例 应用训练 思想感悟
    网络结构
   

   

    要点归纳
    一、向量的基本知识
    1.向量的概念
    向量是区别于数量的一种量,它由大小和方向两个因素确定,向量有三种表示法:一是用有向线段来表示;二是用字母aAB来表示;三是用坐标a=(x,y)来表示.注意共线向量(也称平行向量,方向相同或相反的向量)与相等向量(方向相同且模相等)的联系与区别.
    2.向量的运算
向量的运算有加法、减法、数乘向量和向量的数量积四种.注意前三种向量运算的几何表示和四种运算的坐标表示、运算律.
    3.向量的定理及相关性质
   (1)两个非零向量平行的充要条件
   ab a=λb(λR)
    设a=(x1y1)b=(x2y2)
    则ab x1y2x2y1=0
    (2)两个非零向量垂直的充要条件
    aba·b=0
    设a=(x1y1)b=(x2y2),则abx1x2+y1y2=0
    (3)向量基本定理
    ①平面向量的基本定理:如果有e1e2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a,有且只有一对实数λ1λ2使a=λ1e1+λ2e2
    ②空间向量的基本定理:如果三个向量abc不共面,那么对空间任一向量p,存在一个唯一的有序实数组x、y、z,使p=xa+yb+zc
    (4)共线与共面定理
    ①三点共线定理:平面上三点A、B、C共线的充要条件是:存在实数αβ,使OA=αOB+βOC,其中α+β=1,O为平面内的任一点.
    ②空间中有四个点P、A、B、C共面的充要条件是:存在实数x、y、x,使OP=xOA+yOB+ZOC,其中x+y+x=1,O为空间中任一点.
    4.常用公式及结论
    (1)向量模的公式
    设A=(x,y,x),则|A|=x2+y2+x2
    (2)两点问的距离公式
    |vec(P_1P_2)|=sqrt((x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2+(z_2-z_1)^2),
    其中P1(x1y1z1)P2(x2y2z2)
    (3)线段的定比分点坐标公式
    {(x=x1+λx21+λ),(y=y1+λy21+λ,(z=z1+λz21+λ)
    其中P1(x1y1z1)P2(x2y2z2)P(xyx)P1P=λPP2
    (4)中点坐标公式
    {x0=x1+x22y0=y1+y22z0=z1+z22,或OM=12(OA+OB)
    M(x_0,y_0,x_0)是线段AB的中点,
    其中A(x1y1z1)B(x2y2z2)
    (5)两向量的夹角公式
    cosθ=ab|a||b|=x1x2+y1y2+z1z2x12+y12+z12x22+y22+z22
    其中0°≤θ≤180°,a=(x1y1z1)b=(x2y2z2)
    (6)图形平移公式
若点P(x,y)按向量a=(hk)平移至P'(x'y'),则
    {x'=x+hy'=y+k
    (7)有关向量模的常用结论
    ①|a|2=aa=a2
    ②|a±b|2=(a±b)2=|a|2±2ab+|b|2
    ③|ab||a||b|||a||b|||a±b||a||b|
    二、向量学科内综合运用
    1.平面向量与函数、不等式、三角函数、数列的综合运用当平面向量给出的形式中含有未知数时,由向量平行或
垂直的充要条件可以得到关于该未知数的关系式.在此基础上,可以设计出有关函数、不等式、三角函数、数列的综合问题.此类题的解题思路是转化为代数运算,其转化途径主要有两种:
    (1)利用向量平行或垂直的充要条件;
    (2)利用向量数量积的公式和性质.
    2.平面向量与解析几何的综合运用
    由于向量既能体现“形"的直观位置特征,又具有“数"的良好运算性质,是数形结合与转换的桥梁和纽带.而解析几何也具有数形结合与转换的特征,所以在向量与解析几何知识的交汇处设计试题,已逐渐成为高考命题的一个新的亮点.
    平面向量与解析几何的结合通常涉及到夹角、平行、垂直、共线、轨迹等问题的处理,解决此类问题的基本思路是将几何问题坐标化、符号化、数量化,从而将推理转化为运算;或者考虑向量运算的几何意义,利用其几何意义解决有关问题.主要包括以下三种题型:
    (1)运用向量共线的充要条件处理解析几何中有关平行、共线等问题;
    (2)运用向量的数量积处理解析几何中有关长度、角度、垂直等问题;
    (3)运用平面向量综合知识,探求动点轨迹方程,还可再进一步探求曲线的性质.
    3.空间向量和立体几何知识的整合
    用向量知识解证立体几何问题,常常比用几何法简便,其优点在于:向量可以使立体几何问题代数化,简单的代数运算取代了复杂的几何证明,解题的方向明确,可避免作辅助线及运算繁多的定理、公理等进行推理的思维过程.在立体几何中求空间角、空间距离及处理垂直关系显得尤为方便.
 
    典型案例
    (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、已知向量a=(sinθ1)b=(1cosθ)π2<θ<π2
    (1)若abθ
    (2)求|a+b|的最大值.

    提示 示范  

    2、 设函数f(x)=ab,其中向量a=(2cosx1)b=(cosx3sin2x)xR
    (1)若f(x)=13x[π3π3],求x;
    (2)若函数y=2sin2x的图象按向量c(mn)(|m|<π2)平移后得到函数y=f(x)的图象,求实数m、n的值. 
    提示 示范  

    3、 已知ij是x、y轴正方向的单位向量,设a=(x3)i+yjb=(x+3)i+yj,且满足|a|+|j|=4
    (1)求点P(x,y)的轨迹C的方程;
    (2)如果过点Q(0,m)且方向向量为c=(11)的直线l与点P的轨迹交于A、B两点,当△AOB的面积取到最大值时,求m的值.
    提示 示范  

    4、 如图,三定点A(2,1),B(0,-1),C(-2,1);三动点D、E、M满足AD=tABBE=tBCDM=tDE,t∈[0,1].
    (1)求动直线DE斜率的变化范围;
    (2)求动点M的轨迹方程.
   
    提示 示范  

    5、 如图,在棱长为2的正方体ABCDA1B1C1D1中,E、F分别是棱A1D1A1B1的中点.
    (1)求异面直线DE与FC。所成的角;
    (2)求BC1和面EFBD所成的角;
    (3)求B1到面EFBD的距离.
   
    提示 示范  

    应用训练
    参考答案

 
    思想感悟
    1、用集合的概念解题;
 

返回

本课件完全公益,使用过程中有任何问题,或想参与新课件制作,请加开心教练QQ:29443574