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文科
不考
不考法向量是人教版高中数学必修4第二章平面向量的主要内容,文科生不学。空间向量与立体几何部分需用到法向量,用于证明位置关系、求夹角与距离,主要是理科学生学习。
1.向量的概念:既有大小又有方向的量,注意向量和数量的区别。向量经常会用到有向线段来表示,注意不可以说向量就是有向线段,为什么?(向量可以平移)。如:
2.零向量:长度为0的向量叫零向量,记作:
\overrightarrow{0}
0
,注意零向量的方向是任意的;
3.单位向量:长度为一个单位长度的向量叫做单位向量(与
\overrightarrow{AB}
AB
共线的单位向量
平面向量是由大小和方向确定的有向线段,可表示为箭头及其起点。
平面向量有加、减及数乘等线性运算。
加法规则为:以一个向量作为初始点,另一个向量作为末端点,连接两向量的有向线段为和向量。
减法规则为:先得出减向量,再用加法规则。
数乘规则为:以给定向量为线段,经过其起点,长度为所乘实数的有向线段为数乘后向量。
除开这点向量加法有结合律和交换律,并存在单位向量、零向量等特殊向量。
平面向量的线性运算是线性代数的基础之一,也是处理空间几何问题的基础。
一、两个定理
1、共线向量定理:
两向量共线(平行)等价于两个向量满足数乘关系(与实数相乘的向量不是零向量),且数乘系数唯一。用坐标形式表示就是两向量共线则两向量坐标的“内积等于外积”。此定理可以用来证向量平行或者使用向两平行的条件。此定理的延伸是三点共线!
三点共线可以向两个向量的等式转化:1. 三个点中任意找两组点构成的两个向量共线,满足数乘关系;
2. 以同一个点为始点、三个点为终点构造三个向量,这当中一个可由另外两个线性表示,且系数和为1。
2、平面向量基本定理:
平面内两个不共线的向量可以线性表示任何一个向量,且系数唯一。这两个不共线的向量构成一组基底,这两个向量叫基向量。
此定理的作用有两个:
1. 可以统一试题中向量的形式;
2. 能用到系数的唯一性求向量的系数(固定的算法模式)。
二、三种形式
平面向量有三种形式,字母形式、几何形式、坐标形式。字母形式要注意带箭头,多考虑几何形式画图解题,尤其是能得到特殊的三角形和四边形的情况,向量的坐标和点的坐标不要混淆,向量的坐标是其终点坐标减始点坐标,情况特殊下,若始点在原点,则向量的坐标就是终点坐标。
选择适合的向量形式处理问题是解题的一个重要,优先考虑用几何形式画图做,然后是坐标形式,最后考虑字母形式的变形运算。
三、四种运算
加、减、数乘、数量积。前三种运算是线性运算,结果是向量(0乘以任何向量结果都是零向量,零向量乘以任何实数都是零向量);数量积不是线性运算,结果是实数(零向量乘以任何向量都是0)。线性运算满足全部的实数运算律,数量积不满足消去律和结合律。
向量运算也有三种形式:字母形式、几何形式和坐标形式。
加减法的字母形式注意首尾相接和始点重合。数量积的字母形式公式非常的重要,要能熟练灵活的使用。
加减法的几何意义是平行四边形和三角形法则,数乘的几何意义是长度的伸缩和方向的共线,数量积的几何意义是一个向量的模乘以另一个向量在第一个向量方向上的射影的数量。向量的夹角用尖括号表示是两向量始点重合或者终点重合时形成的角,首尾相接形成的角为向量夹角的补角。
射影数量有两种求法:1. 向量的模乘以夹角余弦;2. 两向量数量积除以另一向量的模。
加减法的坐标形式是横纵坐标分别加减,数乘的坐标形式是实数乘以横、纵坐标,数量积的坐标形式是横坐标的乘积加纵坐标的乘积。
四、五个应用
求长度、求夹角、证垂直、证平行、向量和差积的模与模的和差积的关系。前面的这3个应用是数量积的运算性质,证平行的数乘运算性质,零向量不可以说和哪个向量方向一样或相反,规定零向量和任意向量都平行且都垂直;一个向量乘以自己再开方就是长度;两个向量数量积除以模的乘积就是夹角的余弦;两个向量满足数乘关系则理所当然共线(平行)。一个向量除以自己的模得到和自己同方向的单位向量,加符号是反方向的单位向量。
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