更新时间:作者:小小条
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两个非零向量a与b,作向量OA=a,向量OB=b,则∠AOB叫做向量a与b的夹角;

特别注意:向量夹角的取值范围为[0,π]。
也就是把两个向量移动到起点相同,这两个向量所形成的那个≤180°的角就是向量的夹角。
两非零向量a与b,我们把|a|*|b|*cosθ叫做向量a与b的数量积(或内积),记作a*b,其中θ为这两个向量的夹角。
也就是我们把两个向量移动到起点相同,然后从其中一个向量的终点向另一个向量做垂线,其在另一个向量上的投影的长度与被垂直向量的长度的乘积,就是这两个向量的数量积。
也就是说,向量的数量积是一个数值,而不是一个向量。
另外特别注意,0向量与任何向量的数量积都为0。
在平面直角坐标系中,分别取与x轴,y轴方向相同的两个单位向量i,j做基底,对于该平面内的任意一个向量a都可以转化为a=xi+yj的形式,则(x,y)叫做向量a的坐标,记作a=(x,y)。
如果是用一个小写字母表示的向量,则该向量就是从坐标原点指向这个坐标点的向量。
如果是用两个大写字母表示的向量,则该向量的坐标为后一个字母的坐标减去前一个字母的坐标,指向为从前一个字母指向后一个字母。
(1)向量的和:若a=(m,n),b=(i,j),则a+b=(m+i,n+j)。
向量的和的坐标运算,就是横坐标加横坐标,纵坐标加纵坐标。
(2)向量的差:若a=(m,n),b=(i,j),则a-b=(m-i,n-j)。
向量的差的坐标运算,就是横坐标减横坐标,纵坐标减纵坐标。
(3)向量的数乘:若a=(m,n),则pa=(pm,pn)。
向量的数乘的坐标运算,就是数分别与横纵坐标相乘。
(4)向量的数量积:若a=(m,n),b=(i,j),则a*b=mi+nj。
向量的数量积的坐标运算,就是横坐标乘横坐标加纵坐标乘纵坐标的和。
大家会发现,如果使用坐标运算,比几何方式运算要简单很多,不需要平移,不需要找角度,直接算数就可以了。
因此,如果能用坐标运算向量问题的话,我们优先选择坐标运算。
那么,什么样的题可以选择使用坐标运算呢?
想使用坐标运算,前提肯定是得能找出坐标值来,再前提那就是得能建出坐标系来。
那么,什么样的条件可以建出坐标系来呢?
这里给大家说几个常见的可建坐标系的条件。
(1) 利用图形中现有的垂直关系,借用垂直角建立坐标系;
(2) 利用图形本身的对称关系,特别是轴对称,对称轴即为一条坐标轴;
(3) 借助特殊角(30°,45°,60°),以该角的一边与其垂线建立平面直角坐标系;
(4) 以圆的圆心为坐标原点建立平面直角坐标系;
(5) 任意两向量的夹角为特殊角,则将这两个向量平移为共起点,按照(3)建立平面直角坐标系。
向量既然又有大小又有方向,那他说白了就是个几何问题。
只要是几何问题,永远绕不开平行、垂直两种关系。
那么,向量如何证明平行与垂直呢?
(1)平行。
上一节我们说过,共线向量实际上指的就是两向量是平行关系,那么如何证明两向量共线呢?
只要两向量存在数乘的关系,他们就是共线的,也就是平行的,因为向量乘以一个非0实数是不会改变其双向的。
也就是说,对于向量a,b若存在实数m,使得b=ma,则向量a与b共线。
那么,用坐标的方式如何证明两向量平行呢,只要两向量横纵坐标所成比例一致,两向量就是平行的。
也就是说,若a=(m,n),b=(i,j),且m/i=n/j,则a∥b。
除此之外,如果两个向量的数量积与它们的模的乘积相等,也可以说明两个向量平行。
也就说所,对于向量a,b,若|a|*|b|=|a*b|,则向量a,b共线。
特别注意:向量相等或者共线只与长度和方向有关,与起点、终点位置无关;与零向量相等的向量只有零向量;零向量与任意向量平行。
(2)垂直。
向量垂直的证明就要从向量的数量积上找答案了。
让我们分析一下向量数量积的公式。
如果两个向量垂直,说明它们的夹角为90°,而cos90°=0,且在两个向量夹角取值范围内,只有90°的余弦值是等于0的。
因此,当两个向量的数量积等于0时,我们就可以说它们是垂直的。
即当a*b=0时,a⊥b。
只要把向量的数量积公式进行一下变形,就可以得到两向量夹角的计算公式了:
也就是两向量的夹角等于两向量的乘积除以它们模的乘积。
这样,平面向量的相关基础我们就讲完了,后面我们还会讲到空间向量,它与平面向量相比,就是多了一个坐标方向,其他运算等全部一致。
平面向量在高考时占比不重,一般是以向量的形式提供条件,大家通过画图就可以迅速找出条件了。
下一节,我们讲复数,也是一个简单地小知识点,但是高考基本必考。
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