高中数学人教A版必修四课时训练23平面向量的基本定理及坐标表示231Word版含答案

§2.3平面向量的基本定理及坐标表示2．3.1平面向量基本定理课时目标1.理解并掌握平面向量基本定理.2.掌握向量之间的夹角与垂直．1．平面向量基本定理(1)定理：如果e1，e2是同一平面内的两个______向量，那么对于这一平面内的______向量a，__________实数λ1，λ2，使a＝____________________________.(2)基底：把________的向量e1，e2叫做表示这一平面内________向量的一组基底．2.两向量的夹角与垂直(1)夹角：已知两个__________a和b，作OA→＝a，OB→＝b，则________＝θ(0°≤θ≤180°)，叫做向量a与b的夹角．①范围：向量a与b的夹角的范围是______________．②当θ＝0°时，a与b________.③当θ＝180°时，a与b________.(2)垂直：如果a与b的夹角是________，则称a与b垂直，记作______________．一、选择题1．若e1，e2是平面内的一组基底，则下列四组向量能作为平面向量的基底的是()A．e1－e2，e2－e1B．2e1＋e2，e1＋12e2C．2e2－3e1,6e1－4e2D．e1＋e2，e1－e22．等边△ABC中，AB→与BC→的夹角是()A．30°B．45°C．60°D．120°3．下面三种说法中，正确的是()①一个平面内只有一对不共线向量可作为表示该平面所有向量的基底；②一个平面内有无数多对不共线向量可作为该平面所有向量的基底；③零向量不可作为基底中的向量．A．①②B．②③C．①③D．①②③4．若OP1→＝a，OP2→＝b，P1P→＝λPP2→(λ≠－1)，则OP→等于()A．a＋λbB．λa＋(1－λ)bC．λa＋bD.11＋λa＋λ1＋λb5．如果e1、e2是平面α内两个不共线的向量，那么在下列各命题中不正确的有()①λe1＋μe2(λ、μ∈R)可以表示平面α内的所有向量；②对于平面α中的任一向量a，使a＝λe1＋μe2的实数λ、μ有无数多对；③若向量λ1e1＋μ1e2与λ2e1＋μ2e2共线，则有且只有一个实数λ，使λ1e1＋μ1e2＝λ(λ2e1＋μ2e2)；④若实数λ、μ使λe1＋μe2＝0，则λ＝μ＝0.A．①②B．②③C．③④D．②6．如图，在△ABC中，AD是BC边上的中线，F是AD上的一点，且AFFD＝15，连结CF并延长交AB于E，则AEEB等于()A.112B.13C.15D.110题号123456答案二、填空题7．设向量m＝2a－3b，n＝4a－2b，p＝3a＋2b，试用m，n表示p，p＝________.8．设e1、e2是不共线的两个向量，给出下列四组向量：①e1与e1＋e2；②e1－2e2与e2－2e1；③e1－2e2与4e2－2e1.其中能作为平面内所有向量的一组基底的序号是________．(写出所有满足条件的序号)9．在△ABC中，AB→＝c，AC→＝b.若点D满足BD→＝2DC→，则AD→＝____________.10．在平行四边形ABCD中，E和F分别是边CD和BC的中点，若AC→＝λAE→＋μAF→，其中λ、μ∈R，则λ＋μ＝________.三、解答题11.如图所示，已知△ABC中，D为BC的中点，E，F为BC的三等分点，若AB→＝a，AC→＝b，用a，b表示AD→，AE→，AF→.12.如图所示，已知△AOB中，点C是以A为中点的点B的对称点，OD→＝2DB→，DC和OA交于点E，设OA→＝a，OB→＝b.(1)用a和b表示向量OC→、DC→；(2)若OE→＝λOA→，求实数λ的值．能力提升13.如图所示，OM∥AB，点P在由射线OM、线段OB及AB的延长线围成的阴影区域内(不含边界)运动，且OP→＝xOA→＋yOB→，则x的取值范围是________；当x＝－12时，y的取值范围是____________．14.如图所示，在△ABC中，点M是BC的中点，点N在边AC上，且AN＝2NC，AM与BN相交于点P，求证：AP∶PM＝4∶1.1．对基底的理解(1)基底的特征基底具备两个主要特征：①基底是两个不共线向量；②基底的选择是不唯一的．平面内两向量不共线是这两个向量可以作为这个平面内所有向量的一组基底的条件．(2)零向量与任意向量共线，故不能作为基底．2．准确理解平面向量基本定理(1)平面向量基本定理的实质是向量的分解，即平面内任一向量都可以沿两个不共线的方向分解成两个向量和的形式，且分解是唯一的．(2)平面向量基本定理体现了转化与化归的数学思想，用向量解决几何问题时，我们可以选择适当的基底，将问题中涉及的向量向基底化归，使问题得以解决．§2.3平面向量的基本定理及坐标表示2．3.1平面向量基本定理答案知识梳理1．(1)不共线任意有且只有一对λ1e1＋λ2e2(2)不共线所有2．(1)非零向量∠AOB①[0°，180°]②同向③反向(2)90°a⊥b作业设计1．D2.D3.B4．D[∵P1P→＝λPP2→，∴OP→－OP1→＝λ(OP2→－OP→)∴(1＋λ)OP→＝OP1→＋λOP2→∴OP→＝11＋λOP1→＋λ1＋λOP2→＝11＋λa＋λ1＋λb.]5．B[由平面向量基本定理可知，①④是正确的．对于②，由平面向量基本定理可知，一旦一个平面的基底确定，那么任意一个向量在此基底下的实数对是唯一的．对于③，当两向量的系数均为零，即λ1＝λ2＝μ1＝μ2＝0时，这样的λ有无数个，故选B.]6．D[设AB→＝a，AC→＝b，AEEB＝λ.∵AFFD＝15，∴CF→＝CA→＋AF→＝CA→＋16AD→＝112(AB→＋AC→)－AC→＝112AB→－1112AC→＝112a－1112b.CE→＝CA→＋AE→＝CA→＋λ1＋λAB→＝λ1＋λAB→－AC→＝λ1＋λa－b.∵CF→∥CE→，∴λ1＋λ112＝11112.∴λ＝110.]7．－74m＋138n解析设p＝xm＋yn，则3a＋2b＝x(2a－3b)＋y(4a－2b)＝(2x＋4y)a＋(－3x－2y)b，得2x＋4y＝3－3x－2y＝2⇒x＝－74y＝138.8．①②解析对于③4e2－2e1＝－2e1＋4e2＝－2(e1－2e2)，∴e1－2e2与4e2－2e1共线，不能作为基底．9.23b＋13c解析AD→＝AB→＋BD→＝AB→＋23BC→＝AB→＋23(AC→－AB→)＝13AB→＋23AC→＝23b＋13c.10.43解析设AB→＝a，AD→＝b，则AE→＝12a＋b，AF→＝a＋12b，又∵AC→＝a＋b，∴AC→＝23(AE→＋AF→)，即λ＝μ＝23，∴λ＋μ＝43.11．解AD→＝AB→＋BD→＝AB→＋12BC→＝a＋12(b－a)＝12a＋12b；AE→＝AB→＋BE→＝AB→＋13BC→＝a＋13(b－a)＝23a＋13b；AF→＝AB→＋BF→＝AB→＋23BC→＝a＋23(b－a)＝13a＋23b.12．解(1)由题意，A是BC的中点，且OD→＝23OB→，由平行四边形法则，OB→＋OC→＝2OA→.∴OC→＝2OA→－OB→＝2a－b，DC→＝OC→－OD→＝(2a－b)－23b＝2a－53b.(2)EC→∥DC→.又∵EC→＝OC→－OE→＝(2a－b)－λa＝(2－λ)a－b，DC→＝2a－53b，∴2－λ2＝153，∴λ＝45.13．(－∞，0)12，32解析由题意得：OP→＝a·OM→＋b·OB→(a，b∈R＋，0b1)＝a·λAB→＋b·OB→＝aλ(OB→－OA→)＋b·OB→＝－aλ·OA→＋(aλ＋b)·OB→(λ0)．由－aλ0，得x∈(－∞，0)．又由OP→＝xOA→＋yOB→，则有0x＋y1，当x＝－12时，有0－12＋y1，解得y∈12，32.14．解设AB→＝b，AC→＝c，则AM→＝12b＋12c，AN→＝23AC→＝23c，BN→＝BA→＋AN→＝23c－b.∵AP→∥AM→，BP→∥BN→，∴存在λ，μ∈R，使得AP→＝λAM→，BP→＝μBN→，又∵AP→＋PB→＝AB→，∴λAM→－μBN→＝AB→，由λ12b＋12c－μ23c－b＝b得12λ＋μb＋12λ－23μc＝b.又∵b与c不共线，∴12λ＋μ＝1，12λ－23μ＝0.解得λ＝45，μ＝35.故AP→＝45AM→，即AP∶PM＝4∶1.