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平面向量是高中数学中的基本概念之一,是联系代数,几何与三角函数的一种工具,因此在数学学习中起着重要的作用.在高考中所涉及的平面向量的问题,在教学要求和考试寿命中要求不高,属于基本能力的问题,从而容易上手也容易得分. 正是这样的基本题,但也会由于基本概念和基本方法的忽视,导致在此处失分,应该是十分遗憾的.现在,我们将这些问题作一些简单的总结和回顾,“以错为鉴”,巩固基本概念,强化基本方法.
一.基本概念,明确定义
1.向量的加减法的几何意义
题1.已知是以向量,为边的平行四边形,是上的一点,且,,试用、表示.
错解:,,
所以.
剖析:根据向量减法的三角形法则,两个向量相减,所得向量是减向量的终点指向被减向量的终点所得的向量.建议大家在处理时结合图形加以验证“首尾相接”的加法定义.
正解:,,
所以.
点评:问题虽然很简单,但是在向量的运算中特别要注意向量的方向,平时养成良好的习惯,在考试的过程中就会保证准确快速.
2.向量的数量积中的所成角
题2.在中,若,求的值.
错解:.
剖析:根据两向量所成角应该是共起点的两个向量所夹的角,而题目中的两个向量是首尾顺次连接的,因此不能以图形中的“夹角”作为两个向量所成角.
正解:.
3.数量积与向量的数乘混淆
题3.的____________条件
错解:向量的数量积与一般数的运算应该类似,可以同时“约去”,从而填“充要条件”.
剖析:向量的数量积作为新的定义,应该根据定义转化为“数的运算”,即此时向量的模长与夹角的余弦值的乘积,从而在约分时还会剩下模长乘以夹角的余弦值,不能保证向量相等.
正解:必要不充分.
点评:本题错误其实应该归类为对于定义的错误理解,从而需要理解数量积只要在该向量的方向上的投影相等,那么就与该向量的数量积都相等,满足如此条件的向量有无限多,从而不能得到两向量相等.事实上,对于命题的判断,还可以使用举反例的方法说明结论的错误.
二.基本观念,强调意义
题4.已知四边形的对角线相互垂直且长度均为,
是的中点,则 .
分析:本题中,已知两个线段的长度以及两个向量的夹角,
但所求的向量却暂时无法刻画他们的长度和夹角,因此
能够考虑用已知向量表示所求向量.
解:以为一组基,则,
从而,连接,则,于是,
因此.
点评:在平面向量的若干问题中,尤其要注意对于“平面向量基本定理”的运用,也就是通过归类与转化,可以将所有的向量的运算都表示为基向量的运算,可以减少思维上的构造的难点.
题5.已知满足,且,试判断的形状.
分析: 对这个题目,很多学生无法入手,主要是忽略了向量本身具有代数和几何的双重“身份”,归根结底,平面向量还是平面中一些图形之间的关系,从而需要关注其几何意义,有利于便捷的处理问题.
解:由于, 所以,
说明是等边三角形,即,
又因为 ,从而
所以是等边三角形.
点评:几何问题还是要几何形式的思考和解答更为便捷,因此平面向量中要注意“画图”的科学性,从而注意数形结合的思想,对于问题的解决能起到事半功倍的效果.
三.基本思维,强调全面
例6.已知,若与的夹角为钝角,求的取值范围.
错解:与的夹角为钝角,,
.
剖析:与的夹角为钝角不是的充要条件,而是充分不必要条件. 因此我们在解决问题时注意问题的等价性描述与转化
正解:与的夹角为钝角,,
.
而当, 所以取值范围为.
点评:该问题是向量中常常出现的问题,现在总结起来,主要要注意去除共线的情况,而这个情况应该就出现在我们考虑的范围之内,从而在利用定义时就进行必要的刻画,从而可以避免这种错误的发生.
以上我们总结了三个方面的错误,都是以小见大的手法,通过具体的小问题暴露在思维和知识等方面的缺陷,从而进一步校正自己的想法,在解决问题的过程中准确和快速.
一.基本概念,明确定义
1.向量的加减法的几何意义
题1.已知是以向量,为边的平行四边形,是上的一点,且,,试用、表示.
错解:,,
所以.
剖析:根据向量减法的三角形法则,两个向量相减,所得向量是减向量的终点指向被减向量的终点所得的向量.建议大家在处理时结合图形加以验证“首尾相接”的加法定义.
正解:,,
所以.
点评:问题虽然很简单,但是在向量的运算中特别要注意向量的方向,平时养成良好的习惯,在考试的过程中就会保证准确快速.
2.向量的数量积中的所成角
题2.在中,若,求的值.
错解:.
剖析:根据两向量所成角应该是共起点的两个向量所夹的角,而题目中的两个向量是首尾顺次连接的,因此不能以图形中的“夹角”作为两个向量所成角.
正解:.
3.数量积与向量的数乘混淆
题3.的____________条件
错解:向量的数量积与一般数的运算应该类似,可以同时“约去”,从而填“充要条件”.
剖析:向量的数量积作为新的定义,应该根据定义转化为“数的运算”,即此时向量的模长与夹角的余弦值的乘积,从而在约分时还会剩下模长乘以夹角的余弦值,不能保证向量相等.
正解:必要不充分.
点评:本题错误其实应该归类为对于定义的错误理解,从而需要理解数量积只要在该向量的方向上的投影相等,那么就与该向量的数量积都相等,满足如此条件的向量有无限多,从而不能得到两向量相等.事实上,对于命题的判断,还可以使用举反例的方法说明结论的错误.
二.基本观念,强调意义
题4.已知四边形的对角线相互垂直且长度均为,
是的中点,则 .
分析:本题中,已知两个线段的长度以及两个向量的夹角,
但所求的向量却暂时无法刻画他们的长度和夹角,因此
能够考虑用已知向量表示所求向量.
解:以为一组基,则,
从而,连接,则,于是,
因此.
点评:在平面向量的若干问题中,尤其要注意对于“平面向量基本定理”的运用,也就是通过归类与转化,可以将所有的向量的运算都表示为基向量的运算,可以减少思维上的构造的难点.
题5.已知满足,且,试判断的形状.
分析: 对这个题目,很多学生无法入手,主要是忽略了向量本身具有代数和几何的双重“身份”,归根结底,平面向量还是平面中一些图形之间的关系,从而需要关注其几何意义,有利于便捷的处理问题.
解:由于, 所以,
说明是等边三角形,即,
又因为 ,从而
所以是等边三角形.
点评:几何问题还是要几何形式的思考和解答更为便捷,因此平面向量中要注意“画图”的科学性,从而注意数形结合的思想,对于问题的解决能起到事半功倍的效果.
三.基本思维,强调全面
例6.已知,若与的夹角为钝角,求的取值范围.
错解:与的夹角为钝角,,
.
剖析:与的夹角为钝角不是的充要条件,而是充分不必要条件. 因此我们在解决问题时注意问题的等价性描述与转化
正解:与的夹角为钝角,,
.
而当, 所以取值范围为.
点评:该问题是向量中常常出现的问题,现在总结起来,主要要注意去除共线的情况,而这个情况应该就出现在我们考虑的范围之内,从而在利用定义时就进行必要的刻画,从而可以避免这种错误的发生.
以上我们总结了三个方面的错误,都是以小见大的手法,通过具体的小问题暴露在思维和知识等方面的缺陷,从而进一步校正自己的想法,在解决问题的过程中准确和快速.