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平面向量定理和向量共线定理

一、平面向量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$oldsymbol a≠0$不能漏掉。若$oldsymbol a$=$oldsymbol b$=$oldsymbol 0$,则实数$λ$可以是任意实数;若$oldsymbol a$=$mathbf{0}$,$oldsymbol b$≠$mathbf{0}$,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$oldsymbol aλ+μoldsymbol b$=$oldsymbol 0$,则$oldsymbol a$与$oldsymbol b$共线。

(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。

平面向量定理和向量共线定理  数学辅导  第1张

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$oldsymbol a$=$λ_1 oldsymbol e_1+λ_2oldsymbol e_2$。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$overrightarrow{A M}$=___

A.$frac{3}{4}overrightarrow{A B}+frac{1}{4}overrightarrow{A E}$

B.$frac{4}{5}overrightarrow{A B}+frac{1}{5}overrightarrow{A E}$

C.$frac{1}{4}overrightarrow{A B}+frac{3}{4}overrightarrow{A E}$

D.$frac{1}{5}overrightarrow{A B}+frac{4}{5}overrightarrow{A E}$

答案:D

解析:设$overrightarrow{A M}$=$toverrightarrow{A F}$,$overrightarrow{E M}$=$soverrightarrow{E B}$,则$overrightarrow{A M}$=$toverrightarrow{A F}$=$tleft( overrightarrow{A D}+frac{1}{2}overrightarrow{A B} ight)$=$overrightarrow{A E}$$+overrightarrow{E M}$,所以$tleft( overrightarrow{A D}+frac{1}{2}overrightarrow{A B} ight)$=$overrightarrow{A E}$$+soverrightarrow{E B}$=$frac{1}{2}overrightarrow{A D}$$+s(overrightarrow{A B}-overrightarrow{A E})$,整理得$toverrightarrow{A D}$$+frac{t}{2}overrightarrow{A B}$=$left(frac{1}{2}-frac{s}{2}ight)overrightarrow{A D}$$+soverrightarrow{A B}$,因为$overrightarrow{A D}$,$overrightarrow{A B}$不共线,所以$egin{cases}t=frac{1}{2}-frac{s}{2},\frac{t}{2}=s,end{cases}$得$s=frac{1}{5}$,所以$overrightarrow{A M}$$-overrightarrow{A E}$=$overrightarrow{E M}$=$frac{1}{5}overrightarrow{E B}$=$frac{1}{5}(overrightarrow{A B}-overrightarrow{A E})$,即$overrightarrow{A M}$=$frac{1}{5}overrightarrow{A B}$$+frac{4}{5}overrightarrow{A E}$,故选D。p分页标题e

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