平面向量的坐标运算以及共线的坐标表示.ppt
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1、 O x y i j a A(x, y) a 两者相同 3两个向量相等的充要条件,利用坐标如何表示? 坐标( x , y) 一 一 对 应 向量 a 1以原点 O为起点作 OA=a,点 A的位置由谁确定 ? 2点 A的坐标与向量 a 的坐标有 什么关系? 由 a 唯一确定 a=b x1=x2且 y1=y2 已知 a=(x1, y1), b=(x2, y2),你 能得出 a +b, a -b, a的坐标吗? 两个向量和(差)的坐标分别等于这两个向量相 应坐标的和(差) 解: a + b=( x1i+y1j) +( x2i+y2j ) a + b =( x1+x2, y1+y2) 即 同理可得 a
2、 - b =( x1-x2, y1-y2) =( x1+x2) i+( y1+y2) j 实数与向量的积的坐标等于用这个实数乘原来向 量的相应坐标 a=( x1, y1) 即 a =( x1i+y1j) =x1i+y1j 例 1 如图,已知 A( x1, y1), B( x2, y2),求 AB的坐标 O x y A(x 1, y1) B(x2, y2) =(x2, y2)-(x1- y1) =(x2-x1, y2 -y1) 解: AB=OB-OA 一个向量的坐标等于表示此向量的有向线段的终 点的坐标减去始点的坐标 例 2 已知 a=(2, 1), b=(-3, 4) ,求 a+b, a-b,
3、 3a+4b的坐标 . 解: =( 6, 3) +( -12, 16) =( -6, 19) a-b=( 2, 1) -( -3, 4) =( 5, -3) ; a+b=( 2, 1) +( -3, 4) =( -1, 5) ; 3a+4b=3( 2, 1) +4( -3, 4) 例 3 如图,已知平行四边形 ABCD的三个顶点 A、 B、 C的坐标分别是 (-2, 1)、 (-1, 3) 、 (3, 4),试求顶 点 D的坐标 . y x O 1 1 A B C D 解法 1: 设顶点 D的坐标为( x, y) (1, 2)=(3-x, 4-y) 1=3-x 2=4-y x=2 y=2 顶点
4、 D的坐标为( 2, 2) AB=(-1-(-2), 3-1)=(1, 2), DC=(3-x, 4-y), 由 AB=DC,得 解法 2: 如图,由向量加法的平行四边形法则可知 顶点 D的坐标为( 2, 2) =(-2-(-1), 1-3)+(3-(-1), 4-3) BD=BA+AD=BA+BC =(2, 2) 而 OD=OB+BD =(-1, 3)+(3, -1) y x O 1 1 A B C D =(3, -1), 如何用坐标表示两个共线向量? a=b 向量 a与非零向量 b平行 (共线 )的充要条件是有且 只有一个实数 ,使得 (x1, y1)=(x2, y2) 即 x1=x2,
5、y1=y2 消去 后得: x1y2-x2y1=0 这就是说,当且仅当 x1y2-x2y1=0 设 a=(x1, y1), b=(x2, y2),其中 b0则由 a=b, 有 时,向量 a、 b( b0)共线 例 4 已知 a=(4, 2), b=(6, y),且 a b,求 y. 解: a b , 4y-2 6=0. y=3. 例 5 已知 A(-1, -1)、 B(1, 3)、 C(2, 5),试判 断 A、 B、 C三点之间的位置关系 解: 在平面直角坐标系中作出 A、 B、 C三点(如 下图),观察图形,猜想 A、 B、 C三点共线 y x O 1 A B C 又 2 6-3 4=0.
6、直线 AB、直线 AC有公共点 A, A、 B、 C三点共线 AB=(1-(-1), 3-(-1)=(2, 4), AC=(2-(-1), 5-(-1)=(3, 6), AB AC, 例 6 设点 P是线段 P1P2上的一点, P1、 P2的坐标 分别是 (x1, y1)、 (x2, y2) ( 1)当点 P是线段 P1P2的中点时,求点 P的坐标; y x O P P1 P2 解: 如图,由向量的线性运 算可知 所以,点 P的坐标是 ( , ) x1+x2 2 y1+y2 2 OP= (OP1+OP2)=( , ) 1 2 x1+x2 2 y1+y2 2 ( 2)当点 P是线段 P1P2的一
7、个三等分点时,求点 P 的坐标 如图,当点 P是线段 P1P2的一个三等分点时,有两 种情况,即 P1P= PP2或 P1P=2PP2 1 2 x y O P P1 P2 y x O P P1 P2 x y O P P1 P2 如果 P1P= PP2 (如图 ),那么 1 2 OP=OP1+P1P=OP1+ P1P2 1 3 =OP1+ (OP2-OP1) 1 3 = OP1+ OP2 2 3 1 3 =( , ) 2x1+x2 3 2y1+y2 3 即点 P的坐标是 ( , ) 2x1+x2 3 2y1+y2 3 同理,如果 P1P=2PP2,那么点 P的坐标是 ( , ) x1+2x2 3
8、 y1+2y2 3 ( 2)当点 P是线段 P1P2的一个三等分点时,求点 P 的坐标 如图,当 P1P=PP2时,点 P的坐 标是什么? y x O P P1 P2 点 P的坐标是: ( , ) x1+x2 1+ y1+y2 1+ 练习 1.已知向量 a、 b的坐标,求 a+b, a-b的坐标: a+b=( 3, 6) a-b=( -7, 2) a-b=( 7, -5) a+b=( 1, 11) a+b=( 0, 0) a-b=( 4, 6) a-b=( 3, -4) a+b=( 3, 4) ( 1) a=( -2, 4), b=( 5, 2); ( 2) a=( 4, 3), b=( -3
9、, 8); ( 3) a=( 2, 3), b=( -2, -3); ( 4) a=( 3, 0), b=( 0, 4) . 练习 2.已知平行四边形 ABCD的顶点 A(-1, -2)、 B(3, -1)、 C(5, 6),求顶点 D的坐标 顶点 D的坐标为( 1, 5) 所以 2 x 3 -6 = 解得 x=-4 练习 3. x为何值时, a=(2, 3)与 b=(x, -6)共线? 解:由向量 a, b共线得 (2, 3) =(x, -6), 如果存在,求出 x、 y、 z的值;如果不存在,说明 理由 (2, 3)=x(3, 1)+y(2, 2)+z(-1, 5)=(3x+2y-z, x+2y+5z) 则 3x+2y-z=2 x+2y+5z=3 x+y+z=1 消 z得 4x+3y=3 4x+3y=2 方程组显然无解,所以不存在这样的实数 x、 y、 z 已知 a=(3, 1), b=(2, 2), c=(-1, 5), p=(2, 3), 试问是否存在实数 x、 y、 z满足下列两式: ( 1) p=xa+yb+zc; ( 2) x+y+z=1 解:由 p=xa+yb+zc,得
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