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警示一 点的坐标与向量的坐标的区别和联系
例1 己知[M(3,-2),N(-5,-1)]且[NP]=[12][MN],则点[P]的坐标为( )
A. (-8,1) B. (-9,-[12]) C.( 1,[12]) D. (8,-1)
解析 设点[P]的坐标[(x,y)],则[NP=(x+5,y+1),][MN]=(-8,1),由[NP]=[12][MN]得,
[x+5=-4,y+1=12.]∴[x=-9,y=-12.]
答案 B
点拨 注意点的坐标与向量的坐标间的转化.向量坐标是表示该向量的有向线段的终点坐标减去起点坐标,只有当向量的起点在坐标原点时,点的坐标才是向量的坐标.
警示二 混淆两个向量共线与垂直的坐标公式
例2 己知[a]=(1,2),[b]=(-3,2).
(1)当[k]为何值时,[ka]+[b]与[a]-3[b]平行;
(2)当[k]为何值时,[ka]+[b]与[a]-3[b]垂直.
解析 由条件可知:[ka]+[b]=([k]-3,[2k]+2),
[a]-[3b]=(10,-4).
(1)若([ka]+[b])∥([a]-3[b]),
[∴](-4)([k]-3)-10(2[k]+2)=0,解得[k]=[-13].
故当[k]=[-13]时,[k][a]+[b]与[a]-3[b]平行.
(2)若([k][a]+[b])⊥([a]-3[b]),
[∴]10([k]-3)+(-4)(2[k]+2)=0,解得[k]=19.
故当[k]=19时,[ka]+[b]与[a]-3[b]垂直.
点拨 设[a=(x1,y1)],[b=(x2,y2)],其中[b]≠[0],则[a]∥[b][⇔][x1y2-x2y1=0](不要错记为[x1x2-y1y2=0]或[x1y2+x2y1=0]),[a]⊥[b][⇔][x1x2+y1y2=0],这两者千万不可混淆.
警示三 对向量夹角的定义及范围理解不准确
例3 已知[a]=(1,2),[b]=(1,1),且[a]与[a]+[λb]的夹角为锐角,求实数[λ]的取值范围.
解析 [∵ a]与[a]+[λb]均不是零向量,夹角为锐角,
∴[a]·([a]+[λb])>0. 故[λ]>[-53].
当[a]与[a]+[λb]共线时,存在实数[m],使[a]+[λb]=[ma],即(1+[λ],2+[λ])=[m](1,2),
∴[1+λ=m2+λ=2m]即[λ=0m=1],[a]与[a]+[λb]同向,∴[λ]≠0.
故[λ]的范围为([-53],0)∪(0,+∞).
点拨 向量的夹角首先要共起点,其次范围是[0,π],[a]·[b]>0[⇔]夹角为[0,[π2]) ,而本题中锐角为(0,[π2]),不含0,故需讨论[a]与[a]+[λb]共线时是否为同向.试求[a]=(1,2),[b]=(1,[λ]),当[a]与[b]的夹角为钝角时,[λ]的取值范围.
警示四 惯性思维,导致漏解
例4 已知点[A(1,0)、B(0,2)、C(-1,-2)],求以[A、B、C]为顶点的平行四边形的第四个顶点[D]的坐标.
解析 “以[A、B、C]为顶点的平行四边形”有三种情况:[▱ABCD],[▱ADBC],[▱ABDC].
设[D]的坐标为[(x,y)].
(1)若是[▱ABCD],则[AB=DC],
得(0,2)-(1,0)=(-1,-2)-[(x,y)],
即[(-1,2)=(-1-x,-2-y).]
[1-x=-1,-2-y=2.] ∴[x=0,y=-4.]
∴[D]点的坐标为(0,-4).
(2)若是[▱ADBC],则由[AD=CB],求得[D(2,4).]
(3)若是[▱ABDC],则由[AB=CD],求得[D(-2,0).]
综上所述,所求[D]的坐标为(0,-4)或(2,4)或(-2,0).
点拨 要加强以向量的坐标与该向量起点、终点的关系的理解,同时分析问题要全面,该题可能受惯性思维的影响,很多同学只考虑四边形[ABCD]是平行四边形的情况,而漏掉其它两解.
警示五 函数与方程思想应用错误
例5 已知向量[a]≠[e],|[e]|=1,满足:对任意[t∈R],恒有|[a]-t[e]|[≥]|[a]-[e]|,则( )
A. [a]⊥[e] B. [a]⊥([a]-[e])
C. [e]⊥([a]-[e]) D. ([a]+[e])⊥([a]-[e])
解析 ∵|[a]-[te]|[≥]|[a]-[e]| ,
∴|[a]|2-[2ta]·[e]+[t2]|[e]|2[≥]|[a]|2-[2a]·[e]+|[e]|2.
∵|[e]|=1,∴[t2]-[2ta]·[e]+2[a]·[e]-1[≥]0对任意[t∈R]恒成立,
Δ=4([a]·[e])2-4([2a]·[e]-1)[≤]0,即([a]·[e]-1)2[≤]0 .
∴[a]·[e]=1. 即[a]·[e]=[e]2.
∴([a]-[e])·[e]=0. 故[e]⊥([a]-[e]).
答案 C
点拨 误区1:不等式整理成[t2]-[2a]·[et]+[2a]·[e]-1[≥]0后,不能把[a]·[e]看成一个整体、一个参数,而忽视了该不等式对[∀][t∈R]恒成立的充要条件是Δ[≤]0.
误区2:[a]·[e]=1,而答案中没有这一选项,大家不会变通,把“1”看成|[e]|2,而总以为自己做错了.
警示六 向量与向量模相互转化出错
例6 已知点[A(-1,6)]和[B(3,0)],在直线[AB]上求一点[P],使得[|AP|=13|AB|].
解析 设[P(x,y)].
(1)若[AP=13AB],则由[(x+1,y-6)=13](4,-6) 得,
[x+1=43,y-6=-2.] 解得[x=13,y=4.]
此时点[P]的坐标为([13],4).
(2)若[AP=-13AB],则由[(x+1,y-6)=-13](4,-6)得,
[x+1=43,y-6=2.] 解得[x=-73,y=8.]
此时点[P]的坐标为([-73],8).
综上所述,[P(13],4)或([-73],8).
点拨 [a]=[λb][⇒]|[a]|=|[λb]|=|[λ]||[b]|,但|[a]|=[λ]|[b]|([a]与[b]共线)[⇒][a]=±[λb],后者包含同向或反向两种情况,容易出错,应引起同学们的注意.
警示七 忽视向量投影,陷入困境
例7 已知[O]是[△ABC]的外心,[AB=2],[AC=1],[∠BAC=120°],设[AB]=[a],[AC]=[b],若[AO]=[λ1a]+[λ2b],则[λ1+λ2]等于( )
A. 1 B. 2 C. [136] D. 3
解析 ∵[AO]=[λ1a]+[λ2b],
∴[AO]·[a]=[λ1|a|2]+[λ2a]·[b].
∴[a][AO]cos<[AO],[a]>=4[λ1]+[λ2][a][b]cos<[a]·[b]>.
如图过[O]点作[OD⊥AB]于[D],因[O]为外心,所以[D]为[AB]的中点.
故[AO]cos<[AO],[a]>=[AO]cos[∠BAO=AD=1].
∴4[λ1]-[λ2]=2 ①,
同理[AO]·[b]=[λ1a]·[b]+[λ2|b|2],得[-λ1]+[λ2]=[12]②,
由①②解得[λ1=56],[λ2=43].
故[λ1]+[λ2]=[136],选C.
点拨 此题因[AO]、[cos∠BAO]均未知,计算因此陷入困境,实质上[AOcos∠BAO]就是[AO]在[AB](即[a])方向上的投影即数值1,从而问题迎刃而解.弄清[b]在[a]方向上的投影为[b]cos<[a]·[b]>,它是一个数值,可正可负也可以是零.
例1 己知[M(3,-2),N(-5,-1)]且[NP]=[12][MN],则点[P]的坐标为( )
A. (-8,1) B. (-9,-[12]) C.( 1,[12]) D. (8,-1)
解析 设点[P]的坐标[(x,y)],则[NP=(x+5,y+1),][MN]=(-8,1),由[NP]=[12][MN]得,
[x+5=-4,y+1=12.]∴[x=-9,y=-12.]
答案 B
点拨 注意点的坐标与向量的坐标间的转化.向量坐标是表示该向量的有向线段的终点坐标减去起点坐标,只有当向量的起点在坐标原点时,点的坐标才是向量的坐标.
警示二 混淆两个向量共线与垂直的坐标公式
例2 己知[a]=(1,2),[b]=(-3,2).
(1)当[k]为何值时,[ka]+[b]与[a]-3[b]平行;
(2)当[k]为何值时,[ka]+[b]与[a]-3[b]垂直.
解析 由条件可知:[ka]+[b]=([k]-3,[2k]+2),
[a]-[3b]=(10,-4).
(1)若([ka]+[b])∥([a]-3[b]),
[∴](-4)([k]-3)-10(2[k]+2)=0,解得[k]=[-13].
故当[k]=[-13]时,[k][a]+[b]与[a]-3[b]平行.
(2)若([k][a]+[b])⊥([a]-3[b]),
[∴]10([k]-3)+(-4)(2[k]+2)=0,解得[k]=19.
故当[k]=19时,[ka]+[b]与[a]-3[b]垂直.
点拨 设[a=(x1,y1)],[b=(x2,y2)],其中[b]≠[0],则[a]∥[b][⇔][x1y2-x2y1=0](不要错记为[x1x2-y1y2=0]或[x1y2+x2y1=0]),[a]⊥[b][⇔][x1x2+y1y2=0],这两者千万不可混淆.
警示三 对向量夹角的定义及范围理解不准确
例3 已知[a]=(1,2),[b]=(1,1),且[a]与[a]+[λb]的夹角为锐角,求实数[λ]的取值范围.
解析 [∵ a]与[a]+[λb]均不是零向量,夹角为锐角,
∴[a]·([a]+[λb])>0. 故[λ]>[-53].
当[a]与[a]+[λb]共线时,存在实数[m],使[a]+[λb]=[ma],即(1+[λ],2+[λ])=[m](1,2),
∴[1+λ=m2+λ=2m]即[λ=0m=1],[a]与[a]+[λb]同向,∴[λ]≠0.
故[λ]的范围为([-53],0)∪(0,+∞).
点拨 向量的夹角首先要共起点,其次范围是[0,π],[a]·[b]>0[⇔]夹角为[0,[π2]) ,而本题中锐角为(0,[π2]),不含0,故需讨论[a]与[a]+[λb]共线时是否为同向.试求[a]=(1,2),[b]=(1,[λ]),当[a]与[b]的夹角为钝角时,[λ]的取值范围.
警示四 惯性思维,导致漏解
例4 已知点[A(1,0)、B(0,2)、C(-1,-2)],求以[A、B、C]为顶点的平行四边形的第四个顶点[D]的坐标.
解析 “以[A、B、C]为顶点的平行四边形”有三种情况:[▱ABCD],[▱ADBC],[▱ABDC].
设[D]的坐标为[(x,y)].
(1)若是[▱ABCD],则[AB=DC],
得(0,2)-(1,0)=(-1,-2)-[(x,y)],
即[(-1,2)=(-1-x,-2-y).]
[1-x=-1,-2-y=2.] ∴[x=0,y=-4.]
∴[D]点的坐标为(0,-4).
(2)若是[▱ADBC],则由[AD=CB],求得[D(2,4).]
(3)若是[▱ABDC],则由[AB=CD],求得[D(-2,0).]
综上所述,所求[D]的坐标为(0,-4)或(2,4)或(-2,0).
点拨 要加强以向量的坐标与该向量起点、终点的关系的理解,同时分析问题要全面,该题可能受惯性思维的影响,很多同学只考虑四边形[ABCD]是平行四边形的情况,而漏掉其它两解.
警示五 函数与方程思想应用错误
例5 已知向量[a]≠[e],|[e]|=1,满足:对任意[t∈R],恒有|[a]-t[e]|[≥]|[a]-[e]|,则( )
A. [a]⊥[e] B. [a]⊥([a]-[e])
C. [e]⊥([a]-[e]) D. ([a]+[e])⊥([a]-[e])
解析 ∵|[a]-[te]|[≥]|[a]-[e]| ,
∴|[a]|2-[2ta]·[e]+[t2]|[e]|2[≥]|[a]|2-[2a]·[e]+|[e]|2.
∵|[e]|=1,∴[t2]-[2ta]·[e]+2[a]·[e]-1[≥]0对任意[t∈R]恒成立,
Δ=4([a]·[e])2-4([2a]·[e]-1)[≤]0,即([a]·[e]-1)2[≤]0 .
∴[a]·[e]=1. 即[a]·[e]=[e]2.
∴([a]-[e])·[e]=0. 故[e]⊥([a]-[e]).
答案 C
点拨 误区1:不等式整理成[t2]-[2a]·[et]+[2a]·[e]-1[≥]0后,不能把[a]·[e]看成一个整体、一个参数,而忽视了该不等式对[∀][t∈R]恒成立的充要条件是Δ[≤]0.
误区2:[a]·[e]=1,而答案中没有这一选项,大家不会变通,把“1”看成|[e]|2,而总以为自己做错了.
警示六 向量与向量模相互转化出错
例6 已知点[A(-1,6)]和[B(3,0)],在直线[AB]上求一点[P],使得[|AP|=13|AB|].
解析 设[P(x,y)].
(1)若[AP=13AB],则由[(x+1,y-6)=13](4,-6) 得,
[x+1=43,y-6=-2.] 解得[x=13,y=4.]
此时点[P]的坐标为([13],4).
(2)若[AP=-13AB],则由[(x+1,y-6)=-13](4,-6)得,
[x+1=43,y-6=2.] 解得[x=-73,y=8.]
此时点[P]的坐标为([-73],8).
综上所述,[P(13],4)或([-73],8).
点拨 [a]=[λb][⇒]|[a]|=|[λb]|=|[λ]||[b]|,但|[a]|=[λ]|[b]|([a]与[b]共线)[⇒][a]=±[λb],后者包含同向或反向两种情况,容易出错,应引起同学们的注意.
警示七 忽视向量投影,陷入困境
例7 已知[O]是[△ABC]的外心,[AB=2],[AC=1],[∠BAC=120°],设[AB]=[a],[AC]=[b],若[AO]=[λ1a]+[λ2b],则[λ1+λ2]等于( )
A. 1 B. 2 C. [136] D. 3
解析 ∵[AO]=[λ1a]+[λ2b],
∴[AO]·[a]=[λ1|a|2]+[λ2a]·[b].
∴[a][AO]cos<[AO],[a]>=4[λ1]+[λ2][a][b]cos<[a]·[b]>.
如图过[O]点作[OD⊥AB]于[D],因[O]为外心,所以[D]为[AB]的中点.
故[AO]cos<[AO],[a]>=[AO]cos[∠BAO=AD=1].
∴4[λ1]-[λ2]=2 ①,
同理[AO]·[b]=[λ1a]·[b]+[λ2|b|2],得[-λ1]+[λ2]=[12]②,
由①②解得[λ1=56],[λ2=43].
故[λ1]+[λ2]=[136],选C.
点拨 此题因[AO]、[cos∠BAO]均未知,计算因此陷入困境,实质上[AOcos∠BAO]就是[AO]在[AB](即[a])方向上的投影即数值1,从而问题迎刃而解.弄清[b]在[a]方向上的投影为[b]cos<[a]·[b]>,它是一个数值,可正可负也可以是零.