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平面向量基本定理和向量共线定理

一、平面向量基本定理和向量共线定理

1、向量共线定理

向量$oldsymbol a(oldsymbol a≠0)$与$oldsymbol b$共线,当且仅当有唯一一个实数$λ$,使$oldsymbol b=λoldsymbol a$。

注:(1)定理中$oldsymbol a(oldsymbol a≠0)$不能漏掉。若$oldsymbol a=oldsymbol b=oldsymbol 0$,则实数$λ$可以是任意实数;若$oldsymbol a=oldsymbol 0$,$oldsymbol b≠oldsymbol 0$,则不存在实数$λ$,使得$oldsymbol b=λoldsymbol a$。

(2)对任意两个向量$oldsymbol a$,$oldsymbol b$,若存在不全为0的实数对($λ$,$μ$),使$λoldsymbol a+μoldsymbol b=0$,则$oldsymbol a$与$oldsymbol b$共线。

平面向量基本定理和向量共线定理  数学辅导  第1张

(3)向量共线定理主要用来证明两条直线平行、三点共线等问题。

2、平面向量基本定理

如果$oldsymbol e_1$,$oldsymbol e_2$是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内任意向量$oldsymbol a$,有且只有一对实数$λ_1$,$λ_2$,使$oldsymbol a=λ_1oldsymbol e_1+λ_2oldsymbol e_2$。把不共线的向量$oldsymbol e_1$,$oldsymbol e_2$叫做表示这一平面内所有向量的一组基底。

定理的推广:平面内任意三个不共线(两两不共线)的向量中,任何一个向量都可表示为其余两个向量的线性组合且形式唯一。

注:(1)由于零向量与任何向量都共线,所以零向量不能作为基底。

(2)如果对于一组基底$oldsymbol e_1$,$oldsymbol e_2$,有$oldsymbol a=$$λ_1oldsymbol e_1+$$λ_2oldsymbol e_2=$$μ_1oldsymbol e_1+$$μ_2oldsymbol e_2$,则可以得到$λ_1=μ_1$,且$λ_2=μ_2$。

二、平面向量基本定理的相关例题

在平行四边形$ABCD$中,$E$,$F$分别为边$AD$,$CD$的中点,$AF$与$BE$相交于点$M$,则$overrightarrow{AM}=$___

A.$frac{3}{4}overrightarrow{AB}+frac{1}{4}overrightarrow{AE}$ B.$frac{4}{5}overrightarrow{AB}+frac{1}{5}overrightarrow{AE}$ C.$frac{1}{4}overrightarrow{AB}+frac{3}{4}overrightarrow{AE}$ D.$frac{1}{5}overrightarrow{AB}+frac{4}{5}overrightarrow{AE}$

答案:D

解析:设$overrightarrow{AM}=toverrightarrow{AF}$,$overrightarrow{EM}=soverrightarrow{EB}$,则$overrightarrow{AM}=$$toverrightarrow{AF}=$$tleft(overrightarrow{AD}+frac{1}{2}overrightarrow{AB}ight)=$$overrightarrow{AE}+overrightarrow{EM}$,所以$tleft(overrightarrow{AD}+frac{1}{2}overrightarrow{AB}ight)=$$overrightarrow{AE}+soverrightarrow{EB}=$$frac{1}{2}overrightarrow{AD}+$$s(overrightarrow{AB}-overrightarrow{AE})$,整理得$toverrightarrow{AD}+$$frac{t}{2}overrightarrow{AB}=$$left(frac{1}{2}-frac{s}{2}ight)overrightarrow{AD}+$$soverrightarrow{AB}$,因为$overrightarrow{AD}$,$overrightarrow{AB}$不共线,所以$egin{cases}t=frac{1}{2}-frac{s}{2},\frac{t}{2}=s,end{cases}$得$s=frac{1}{5}$,所以$overrightarrow{AM}-overrightarrow{AE}=$$overrightarrow{EM}=$$frac{1}{5}overrightarrow{EB}=$$frac{1}{5}(overrightarrow{AB}-overrightarrow{AE})$,即$overrightarrow{AM}=$$frac{1}{5}overrightarrow{AB}+$$frac{4}{5}overrightarrow{AE}$,故选D。p分页标题e

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