平面向量复习应注重的四个强化
平面向量是高中新课程教材中新增的内容,在高考中如何考,在教学中如何把握,特别是该如何进行系统的复习,作为广大数学教师还不是十分清楚。通过对三年来江西与天津地区的数学试卷的分析,特别是2003年高考试题(江苏卷)的研究,笔者认为:在向量这一部分的教学(特别是高考复习教学)中,首先要注重基本概念和基本运算的教学,对概念要理解深刻到位,运算要准确,尤其是向量互相垂直、平行的充要条件和平面向量基本定理(包括坐标运算),应当达到运用自如、熟练掌握的程度;其次教学中应把向量与其他知识内容进行整合,将几何问题、函数问题、解析几何问题、三角问题等转化为向量运算,特别是坐标形式的向量运算问题,充分揭示数学中化归思想的深刻含义,同时也显示出向量的巨大威力。因而平面向量的复习教学应注意以下四个方面的强化工作。
一、强化用平面向量解决平面几何问题的意识
例1.如图,P是正方形ABCD的对角线BD上一点,PECF是矩形,
证明:①PA=EF ②PA⊥EF
分析:如果用平面几何的常规证法来处理这两个结论,
由于P点的不确定性,显然对大部分学生来讲很困难,
而如果抓住向量,那么可以把几何关系快速转化为数量
关系,从而通过定量分析得出定性的结果
证明:①以DC所在直线为x轴,以DA所在直线为y轴建
立如图所示的直角坐标系。
设正方形边长为1, ,
则A(0,1),C(1,0),P,E
,F
∴
∴ ∴
∴PA=EF
②∵
∴ ∴PA⊥EF
例2.如图,设G是△OAB的重心,过G的直线与OA、OB分别交于P和Q,已知,△OAB和△OPQ的面积分别为S和T。
求证:(1)
(2)
证明:(1)连结OG并延长交AB于M
则M为AB的中点,设a,
b
∴
(a+ b)
(a+ b)
又a ,
b
∴=kb-h a
(a+ b)―h a=
a+
b
∵P、G、Q三点共线,∴存在实数使得
即a+
b=
b-
a
由平面向量基本定理知:消去
得
(2)∵∠POQ=∠AOB ∴
由(1)知 由于
∴ ∴
从而 ∴
又∵ ∴
综上所述:∴ 即
说明:解本题的关键是理解向量的各种运算的定义,并能熟练应用运算法则。利用向量解平面几何问题有时特别方便,但要注意一点,不宜搞得过难过深,因为高考在这方面要求不高,只是在数学竞赛中有较高要求。
二、强化用平面向量解决解析几何问题的意识
在高中数学里,解析几何的运算等问题是比较繁杂的,而有些问题如果应用向量作形与数的转化,则会大大简化过程。而且向量的坐标是代数与几何联系的纽带,是平面向量的重点内容,它与解析几何联系比较紧密,许多解析几何问题(如长度、角度、点的坐标、轨迹等)都可以用平面向量的知识来解决。
例3. 椭圆的焦点为
,点P为其上的动点,当
为钝角时,点P横坐标的取值范围是
解:设点,则
为钝角,则
从而
∴ 即
∴
∴点P横坐标的取值范围是
例4.已知椭圆C:,直线L:
,P是L上的点,射线OP交C于点
R,又点Q在OP上,且满足
,当点P在L上移动时,求点Q的方程。(95年全国高考题)
解:设
则
∵
∴
∴ 代入L方程得
同理可得 ∴
即点Q的轨迹方程为
说明:用向量作为工具解决解几问题时,解法简洁明快,而且易理解、易操作。
三、强化用平面向量解决三角问题的意识
教材中利用向量推导出了正弦定理、余弦定理,其实用向量推导其它三角公式也很方便,同时说明向量与三角是有密切联系的。
如:
证明:如图:在单位圆上任取两点A、B,设OX为始边,OA、OB为终边的角分别为
∴
∴
又
∴
例5.△ABC中,若
试判断此三角形的形状。
解:设=b ,
=a ,
=a-b=c
∵a与b的夹角为C,b与c的夹角为,
a与c的夹角为B
∴=-
,
=
,
=
∴ 从而
即 ∴
=0 ∴
∴△ABC为直角三角形
例6.设,向量a=
,b=
c=(1,0),若a与c的夹角为,b与c的夹角为
,且
,
求的值
解:
∵ ∴
又∵ 于是
同理可得:, 因而
由于,而
于是
因而
∴ ∴
∴
四、强化用平面向量解决其他问题的意识
例7.点P在平面上作匀速直线运动,速度是每秒,当t=0时,P在(—6,—2)处,则t=5时,点P的坐标为________
略解:设所求点P的坐标为(x ,y) 则(x+6 ,y+2)=(10 ,25)
∴x=4 ,y=23 ∴点P的坐标(4 ,23)
例8.已知,试求
的取值范围。
解:设有向量p=, q
, p与q的交角为θ
∵p、q都不是零向量(若p=0,则a=b=0,与矛盾。同理q≠0)
∴p•q=ax―by 又p•q=cosθ=
=2 cosθ
∴ax―by=2 cosθ ∵-1≤cosθ≤1 ∴-2≤ax―by≤2
高考复习是教师与学生共同创造、共同进步的一个系统工程。随着高考命题的进一步改革,对能力的要求会进一步提高,对教材中新增能力的要求越来越高,在知识交汇点上的命题也不再停留在“戴帽子,穿靴子”的水平上了。因而在复习中应当加强知识点与点之间的渗透与拓宽,构建好知识结构的网络,激活学生的创新思维,增强学生的实践意识与探究能力,真正提高复习的实效,切实提高学生的能力。