资料简介
2.5 平面向量应用举例
2.5.1 平面几何中的向量方法
1.能运用向量的知识解决一些简单的平面解析几何问题;
2.利用数量积解决长度、角度、垂直等问题;
3.建立直角坐标系利用向量坐标运算解决长度、角度、垂
直等问题.(重点、难点)
由于向量的线性运算和数量积运算具有鲜明的几何背
景,平面几何图形的许多性质,如平移、全等、相似、长度、
夹角等都可以由向量的线性运算及数量积表示出来,因此,
可用向量方法解决平面几何中的一些问题,下面我们通过
几个具体实例,说明向量方法在平面几何中的运用.
1.长方形对角线的长度与两条邻边长度之间有何关系?
对角线长度的平方=两邻边的平方和.
平行四边形有类似的数量关系吗?
探究一(长度问题)
思考1 如图,在平行四边形ABCD中,已知AB=2,
AD=1,BD=2,那么对角线AC的长是否确定?
确定
A B
CD
思考2:在平行四边形ABCD中,设向量 则
向量 等于什么?向量 等于什么?
例1.平行四边形是表示向量加法与减法的几何模型,
如图2.5-1, 你能发现平行四边
形对角线的长度与两条邻边长度之间有何关系吗?
A B
CD
图2.5-1
注意这种求
模的方法
平行四边形两条对角线长的平方和等于两条邻边长
的平方和的两倍.
如果不用向量方法,你能证明上述结论吗?
(1)建立平面几何与向量的联系,用
向量表示问题中涉及的几何元素,将
平面几何问题转化为向量问题;
(2)通过向量运算,研究几何元素之
间的关系,如距离、夹角等问题;
(3)把运算结果“翻译”成几何元素.
用向量方法解决平面几何问题的“三步曲”:
提升总结
几何问题向量化
向量运算关系化
向量关系几何化
例2.如图2.5-2,□ABCD中,点E、F分别是AD、DC边的
中点,BE、BF分别与AC交于R、T两点,你能发现AR、
RT、TC之间的关系吗?
A B
D
E
F
R
T
C猜想:AR=RT=TC
图2.5-2
由于 与 共线,故设
因为
又因为 共线,
所以设
因为
所以
利用待定系数法,结合向量共线定理和平面向量基
本定理,将问题转化为求m、n的值,是处理线段长度关
系的一种常用手段.
提升总结
例3.若正方形OABC的边长为1,点D、E分别为AB、BC的中
点,试求
A
BC
O
解:以O为坐标原点,以OA、OC所在
的直线为坐标轴建立如图所示的直角
坐标系,
分析:建立坐标系,利用向量的坐
标运算求夹角.
探究二(角度问题)
E
D
建立适当的坐标系,利用向量运算的坐标形式,
可使解题思路明确,过程简洁.
提升总结
A
A B
C
O
3.如图所示,已知⊙O,AB为直径,C为⊙O上任意一点.
求证∠ACB=90°.
分析:要证∠ACB=90°,只需证向
量 ,即
证明:设
则
由此可得:
即 ,∴∠ACB=90°.
A B
C
O
(r是圆的半径).
1.用向量方法证明几何问题时,首先选取恰当的基底,用
来表示待研究的向量,在此基础上进行运算,进而解决问
题.
2.要掌握向量的常用知识①共线;②垂直;③模;④夹
角;⑤向量相等.
一年之计,莫如树谷:十年之计,莫如树
木;终身之计,莫如树人。长才靡入用,
大厦失巨楹。 ——邵谒
查看更多