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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

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