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3.2 平面向量的加法运算(讲义)
目录
1
知识点01 三角形法则................................................................................2
2
知识点02 平行四边形法则........................................................................3
3
题型一、.....................................................................................................3
1 知识点01 三角形法则之向量加法
①向量加法定义:将两个向量首位相接,形成一个封闭的三角形,两个向
量的和为这个三角形的第三边,即在三角形中:⃗AB+⃗BC =⃗AC(首位相接的加
法)
②向量加法的推广,如:⃗BA +⃗AC =⃗BC,⃗AM +⃗M N =⃗A N
2 知识点02 三角形法则之向量减法
①相反向量:模长相等,方向相反的向量
②相反向量图示:⃗AB与⃗B A
③利用数乘表示相反向量:⃗AB与-⃗AB向量为相反向量,所以-⃗AB=⃗BA
④向量减法定义:将两个起点相同的向量,形成一个封闭的三角形,两个
向量的差为这个三角形的第三边,即在三角形中:⃗AB -⃗AC =⃗CB(起点相同的
减法)
⑤向量减法的推广,如:⃗OA -⃗OB =⃗BA,⃗AM -⃗AN =⃗NM
【注意】⃗
AB+⃗BC =⃗AC
C
B
A⃗
a+⃗b=⃗c⃗
c⃗
b⃗
a
A
B
B
A⃗
AB -⃗AC =⃗C B
C
B
A
①向量表达式中的零向量写成⃗0,而不能写成0.
②向量共线满足的条件是:两个向量所在直线平行或重合
③要注意运用三角形法则时,两个向量必须首尾相接,否则就要把向量进
行平移,使之符合条件.
3 知识点03 平行四边形法则
①向量减法定义:将两个起点相同的向量,补成一个封闭的平行四边形,
两个向量的和为这个平行四边形的对角线向量,即在平行四边形中:
②要注意运用平行四边形法则时,两个向量必须共起点,和向量与差向量
分别是平行四边形的两条对角线所对应的向量
4 知识点04 向量的数乘
数乘的定义:求实数λ与向量⃗a的积的运算
①| λ⃗a|=| λ||⃗a|
②当λ>0时,λ⃗a与⃗a的方向相同;
③当λ<0时,λ⃗a与⃗a的方向相同;
④当λ =0时,λ⃗a=0
⑤λ( μ⃗a)=( λμ)⃗a
⑥( λ+ μ)⃗a= λ⃗a+ μ⃗a
⑦λ(⃗a+⃗b)= λ⃗a+ λ⃗b
5 题型一、平面向量的加法
1.⃗AC -⃗BD +⃗CD =( )
A.⃗AB
B.⃗BA
C.⃗BC
D.0
D⃗
AB+⃗A D =⃗A C ⃗AB -⃗AD
C
B
A
2⃗a⃗
a
-⃗a
【答案】A
【分析】根据向量的加减运算,即可得答案.
【详解】由题意得⃗AC -⃗BD +⃗CD =⃗AC +⃗CD +⃗DB =⃗AD +⃗DB =⃗AB,
故选:A
2.⃗AB -⃗AD +⃗BD -⃗CD =( )
A.⃗AC
B.⃗DC
C.⃗BC
D.⃗CD
【答案】B
【分析】利用向量加减运算法则得到答案.
【详解】⃗AB -⃗AD +⃗BD -⃗CD =⃗AB+⃗BD -⃗AD -⃗CD =⃗AD -⃗AD +⃗DC =⃗DC.
故选:B
3.在△ABC中,点M 为边BC 的中点,点N 在AM 上,且⃗AN =3⃗NM,则⃗
CN =( )
A.3
8⃗AB+ 5
8⃗AC
B.1
8⃗AB+ 7
8⃗AC
C.3
8⃗AB - 5
8⃗AC
D.1
8⃗AB - 7
8⃗AC
【答案】C
【分析】借助向量线性运算法则计算即可得.
【详解】因为点M 是边BC 的中点,所以⃗AM = 1
2 (⃗AB+⃗AC)
因为点N 在AM 上,且⃗AN =3⃗NM ,所以⃗AN = 3
4⃗AM,
所以⃗CN =⃗CA +⃗AN =⃗CA + 3
4⃗AM =-⃗AC + 3
8 (⃗AB+⃗AC)= 3
8⃗AB - 5
8⃗AC.
故选:C.
4.如图,在平行四边形ABCD 中,O为对角线的交点,则⃗AO+⃗OB+⃗AD =
( )
A.⃗AC
B.⃗AD
C.⃗BD
D.⃗0
【答案】A
【分析】根据向量的运算法则可得结果.
【详解】⃗AO+⃗OB+⃗AD =⃗AB+⃗AD =⃗AC.
故选:A
5.下列关于向量的线性运算,不正确的是( )
A.⃗AB+⃗BC +⃗CA =⃗0
B.⃗AB -⃗AC =⃗BC
C.0⋅⃗AB =⃗0
D.λ( μ⃗a)=( λμ)⃗a
【答案】B
【分析】根据向量的线性运算法则逐项判断.
【详解】对于A,AB⃗+ BC⃗+CA⃗= AC
→
+CA
→
=0⃗,A 正确;
对于B,AB⃗- AC⃗=CB⃗,B 错误;
对于C,0⋅⃗AB =⃗0,C 正确;
对于D,由数乘向量的运算律知,λ( μ⃗a)=( λμ)⃗a,D 正确.
故选:B.
6.⃗CA +⃗AB+⃗BD =( )
A.⃗AB
B.⃗BA
C.⃗CD
D.⃗DC
【答案】C
【分析】根据向量加法的三角形法则可得结果.
【详解】根据向量加法的三角形法则,得到CA⃗+ AB⃗+ BD⃗=CB
→
+ BD
→
=CD
→.
故选:C.
7.如图,在△ABC中,⃗BC =6⃗DC,则⃗AD =( )
A.1
6⃗AB+ 5
6⃗AC
B.5
6⃗AB+ 1
6⃗AC
C.1
7⃗AB+ 6
7⃗AC
D.6
7⃗AB+ 1
7⃗AC
【答案】A
【分析】根据向量的线性运算法则,准确化简、运算,即可求解.
【详解】因为⃗BC =6⃗DC,
所以⃗BD = 5
6⃗BC,
所以⃗AD =⃗AB+⃗BD =⃗AB+ 5
6⃗BC =⃗AB+ 5
6 (⃗AC -⃗AB)= 1
6⃗AB+ 5
6⃗AC.
故选:A.
8.⃗AE +⃗EB -⃗CB等于( )
A.⃗AB
B.⃗BA
C.⃗CA
D.⃗AC
【答案】D
【分析】由向量的加减法法则计算.
【详解】⃗AE +⃗EB -⃗CB =⃗AB+⃗BC =⃗AC,
故选:D.
9.在平行四边形ABCD 中,⃗AB =( )
A.⃗AD -⃗AC
B.⃗AC -⃗AD
C.2⃗AC +⃗AD
D.⃗AC +⃗AD
【答案】B
【分析】根据平面向量的线性运算即可结合选项逐一判断.
【详解】在平行四边形ABCD 中,⃗AB =⃗DC,
而⃗AD -⃗AC =⃗CD,⃗AC -⃗AD =⃗DC,
2⃗AC +⃗AD =2(⃗AB+⃗AD)+⃗AD =2⃗AB+3⃗AD≠⃗AB,⃗
AC +⃗AD =⃗AB+⃗AD +⃗AD =⃗AB+2⃗AD≠⃗AB.
故选:B.
10.⃗AB+⃗BC +2⃗CD -⃗CE = ( )
A.⃗AD
B.⃗AE
C.⃗AD +⃗CD
D.⃗AD+⃗ED
【答案】D
【分析】由向量的线性运算求出即可;
【详解】⃗AB+⃗BC +2⃗CD -⃗CE =⃗AC +⃗CD +⃗CD -⃗CE =⃗AD +⃗ED.
故选:D.
11.如图,平行四边形ABCD中,P是CD边上的一点,则( )
A.⃗DA +⃗DP =⃗PA
B.⃗DA +⃗AB+⃗BP =⃗DP
C.⃗AB+⃗BC +⃗CP =⃗PA
D.⃗PA +⃗PB =⃗BA
【答案】B
【分析】根据向量线性运算化简求解即可.
【详解】⃗DA -⃗DP =⃗PA,故A 错误;⃗DA +⃗AB+⃗BP =⃗DP,故B 正确;⃗
AB+⃗BC +⃗CP =⃗AP,故C 错误;⃗PA -⃗PB =⃗BA,故D 错误.
故选:B
12.如图,在△ABC中,D是BC的中点.若⃗AB =⃗a,⃗AD =⃗b,则⃗AC =( )
A.3⃗a-2⃗b B.⃗a-2⃗b
C.-⃗a+2⃗b D.1
2⃗a+ 1
2⃗b
【答案】C
【分析】根据平面向量的线性运算可得答案.
【详解】因为D是BC的中点,⃗AB =⃗a,⃗AD =⃗b,
所以⃗AC =⃗AD +⃗DC =⃗AD +⃗BD =⃗AD +⃗AD -⃗AB
=2⃗b-⃗a.
故选:C.
13.如图,在△ABC中,⃗BO =2⃗OC,则⃗AO等于( )
A.1
3⃗AB+ 1
3⃗AC
B.1
3⃗AB+ 2
3⃗AC
C.2
3⃗AB+ 1
3⃗AC
D.2
3⃗AB+ 2
3⃗AC
【答案】B
【分析】根据题意,由向量的线性运算,即可得到结果.
【详解】因为⃗BO =2⃗OC,
所以⃗AO -⃗AB =2(⃗AC -⃗AO),
即得3 AO⃗=2 AC⃗+ AB⃗, AO⃗= 2
3 AC⃗+ 1
3 AB⃗.
故选:B.
14.如图,在△ABC中,⃗AB =3⃗AD,E 是CD的中点.设⃗CA =⃗a,⃗CB=⃗b.
则正确的是( )
A.⃗AB =⃗a-⃗b
B.⃗CD = 1
3⃗a+ 2
3⃗b
C.⃗CE = 1
3⃗a+ 1
3⃗b
D.⃗AD = 1
3⃗b- 1
3⃗a
【答案】D
【分析】利用平面向量的线性运算逐个选项分析求解即可.
【详解】对于A,利用三角形定则可得⃗AB =⃗AC +⃗CB=-⃗a+⃗b,故A 错误,
对于B,因为⃗CD =⃗CA +⃗AD =⃗CA + 1
3⃗AB =1
3 (-⃗a+⃗b)+⃗a=2
3⃗a+1
3⃗b,故B 错误,
对于C,因为E 是CD的中点,所以⃗CE =1
2⃗CD =1
2 (2
3⃗a+1
3⃗b)= 1
3⃗a+ 1
6⃗b,故C
错误
对于D,因为⃗AB =3⃗AD,所以⃗AD =1
3⃗AB =1
3 (-⃗a+⃗b)= 1
3⃗b- 1
3⃗a,故D 正确.
故选:D
15.如图,在正方形ABCD中,E是AB边的中点,设⃗AD =⃗a,⃗AB =⃗b,则⃗
DE =( )
A.1
2⃗a-⃗b B.⃗a- 1
2⃗b
C.1
2⃗a+⃗b
D.-⃗a+ 1
2⃗b
【答案】D
【分析】根据平面向量基本定理结合题意求解即可.
【详解】因为在正方形ABCD中,E是AB边的中点,⃗AD =⃗a,⃗AB =⃗b,
所以⃗DE =⃗AE -⃗AD = 1
2⃗AB -⃗AD =-⃗a+ 1
2⃗b.
故选:D
6 题型二、平面向量的减法
1.在△ABC中,⃗AB -⃗AC =( )
A.⃗AB
B.⃗AC
C.⃗CB
D.⃗0
【答案】C
【分析】根据平面向量的减法及加法的三角形法则计算可得结果.
【详解】由三角形法则计算可得⃗AB -⃗AC =⃗AB+⃗CA =⃗CB.
故选:C.
2.设D为△ABC所在平面内一点,⃗DC =3⃗BC,则( )
A.⃗AC = 3
2⃗AB - 1
2⃗AD
B.⃗AC = 4
3⃗AB - 1
3⃗AD
C.⃗AC =3⃗AB -2⃗AD
D.⃗AC = 4⃗AB -3⃗AD
【答案】A
【分析】借助向量线性运算法则计算即可得.
【详解】由⃗DC =3⃗BC,则⃗AC -⃗AD =3⃗AC -3⃗AB,即⃗AC = 3
2⃗AB - 1
2⃗AD.
故选:A.
3.已知△ABC,点D为边BC上一点,且满足⃗BD =2⃗DC,则向量⃗AD =
( )
A.1
3⃗AB+ 1
3⃗AC
B.1
3⃗AB+ 2
3⃗AC
C.2
3⃗AB+ 1
3⃗AC
D.2
3⃗AB+ 2
3⃗AC
【答案】B
【分析】利用向量的加法和减法运算法则即可求解.
【详解】⃗AD =⃗AC +⃗CD =⃗AC + 1
3⃗CB =⃗AC + 1
3 (⃗AB -⃗AC)= 1
3⃗AB+ 2
3⃗AC,
另解:⃗AD =⃗AB+⃗BD =⃗AB+ 2
3⃗BC =⃗AB+ 2
3 (⃗AC -⃗AB)= 1
3⃗AB+ 2
3⃗AC.
故选:B
4.设D,E 为△ABC所在平面内两点,⃗AD =⃗DC,⃗CB =2⃗BE,则( )
A.⃗DE =-⃗AB+ 3
2⃗AC
B.⃗DE =- 3
2⃗AB+⃗AC
C.⃗DE =-⃗AB - 3
2⃗AC
D.⃗DE = 3
2⃗AB -⃗AC
【答案】D
【分析】先根据题意,画出图形,然后利用向量的基本定理进行求解.
【详解】如图所示,⃗DE =⃗DA +⃗AB+⃗BE,
因为⃗AD =⃗DC,⃗CB =2⃗BE,
所以⃗DA =- 1
2⃗AC,⃗BE = 1
2⃗CB = 1
2 (⃗AB -⃗AC),
所以⃗DE =- 1
2⃗AC +⃗AB+ 1
2⃗AB - 1
2⃗AC = 3
2⃗AB -⃗AC.
故选:D.
5.下列各式中不能化简为⃗PQ的是( )
A.⃗AB+(⃗PA +⃗BQ)
B.⃗PA +⃗AB -⃗BQ
C.⃗QC -⃗QP+⃗CQ
D.(⃗AB+⃗PC)+(⃗BA -⃗QC)
【答案】B
【分析】利用向量加减法法则化简各式,即可得答案.
【详解】A:⃗AB+(⃗PA +⃗BQ)=⃗PA +⃗AB+⃗BQ =⃗PB+⃗BQ =⃗PQ,不符合题意;
B:因为⃗PA +⃗AB -⃗BQ =⃗PB -⃗BQ,⃗PQ =⃗PB+⃗BQ,
若⃗PA +⃗AB -⃗BQ =⃗PQ,即⃗PB -⃗BQ =⃗PB+⃗BQ,可得⃗BQ =⃗0,
即点B与点Q重合,显然这不一定成立,
所以⃗PA +⃗AB -⃗BQ与⃗PQ不一定相等,符合题意;
C:⃗QC -⃗QP+⃗CQ =⃗QC +⃗PQ -⃗QC =⃗PQ,不符合题意;
D:(⃗AB+⃗PC)+(⃗BA -⃗QC)=(⃗AB+⃗BA)+(⃗PC +⃗CQ)=⃗PQ,不符合题意;
故选:B
6.化简⃗CM +⃗MA +⃗BC -⃗BA =( )
A.2⃗MC
B.2⃗CB
C.2⃗BC
D.⃗0
【答案】D
【分析】根据平面向量线性运算法则及运算律计算可得.
【详解】⃗CM +⃗MA +⃗BC -⃗BA =⃗CA +⃗BC +⃗AB =⃗CA +⃗AB+⃗BC =⃗0.
故选:D
7.化简:⃗AB+⃗CD -⃗AD =( )
A.⃗CB
B.⃗BC
C.⃗DC
D.⃗CD
【答案】A
【分析】由平面向量的加法和减法运算求解即可.
【详解】⃗AB+⃗CD -⃗AD =⃗AB -⃗AD +⃗CD =⃗DB+⃗CD =⃗CB.
故选:A.
8.在△ABC中,AD为BC边上的中线,3⃗ED =2⃗AD,则⃗BE =( )
A.- 5
6⃗AB+ 1
6⃗AC
B.- 1
6⃗AB - 5
6⃗AC
C.- 5
6⃗AB - 1
6⃗AC
D.- 1
6⃗AB+ 5
6⃗AC
【答案】A
【分析】根距离向量的线性运算,得到⃗AE = 1
6 (⃗AB+⃗AC),结合⃗
BE =⃗AE -⃗AB,即可求解.
【详解】由3⃗ED =2⃗AD,可得2⃗AE =⃗ED,所以⃗AE = 1
3⃗AD,
因为AD为BC边上的中线,可得⃗AD = 1
2 (⃗AB+⃗AC),所以⃗AE = 1
6 (⃗AB+⃗AC),
所以⃗BE =⃗AE -⃗AB = 1
6 (⃗AB+⃗AC)-⃗AB =- 5
6⃗AB+ 1
6⃗AC.
故选:A.
9.如图,向量⃗AB =⃗a,⃗AC =⃗b,⃗CD =⃗c,则向量⃗BD可以表示为( )
A.⃗a+⃗b-⃗c
B.⃗a-⃗b+⃗c
C.⃗b-⃗a+⃗c
D.⃗b-⃗a-⃗c
【答案】C
【分析】根据平面向量的加法减法运算法则即可求解.
【详解】由题图可知,⃗BD =⃗BC +⃗CD =⃗AC -⃗AB+⃗CD =⃗b-⃗a+⃗c.
故选:C.
10.在△ABC中,⃗AN =3⃗NC ,⃗BP = 4⃗PN,则⃗AP =( )
A.1
5⃗AB+ 3
5⃗CA
B.3
5⃗AB - 4
5⃗CA
C.3
5⃗AB - 1
5⃗CA
D.1
5⃗AB - 3
5⃗CA
【答案】D
【分析】运用平面向量加法、减法、数乘运算即可.
【详解】如图,
因为⃗BP = 4⃗PN,所以⃗
AP =⃗AB+⃗BP =⃗AB+ 4
5⃗BN =⃗AB+ 4
5 (⃗AN -⃗AB)= 1
5⃗AB+ 4
5⃗AN,
又⃗AN =3⃗NC,所以⃗AN = 3
4⃗AC,
所以⃗AP = 1
5⃗AB+ 3
5⃗AC = 1
5⃗AB - 3
5⃗CA.
故选:D.
11.如图,矩形ABCD中,点E是线段AB上靠近A的三等分点,点F是线段
BC的中点,则⃗DE =( )
A.8
9⃗DF - 5
9⃗AC
B.10
9⃗DF - 5
9⃗AC
C.- 8
9⃗DF + 5
9⃗AC
D.- 10
9⃗DF + 5
9⃗AC
【答案】A
【分析】解法一:由平面向量的加、减、数乘运算,以及平面向量基本定
理,可表示⃗DE,
解法二:以D为原点,DC 、DA分别为x、y轴的正方向建系,由⃗
DE = λ1⃗DF + λ2⃗AC,结合坐标运算,求得λ1, λ2,可表示⃗DE.
【详解】解法一:依题意⃗DE =⃗DA + 1
3⃗DC①,⃗DF =⃗DC + 1
2⃗DA②,⃗
AC =⃗DC -⃗DA③,
由②③式解得⃗DA = 2
3⃗DF - 2
3⃗AC,⃗DC = 2
3⃗DF + 1
3⃗AC,
代入①式得⃗DE = 8
9⃗DF - 5
9⃗AC.
解法二:以D为原点,DC 、DA分别为x、y轴的正方向建立平面直角坐标
系,
设DC =a, DA =b,则E(
a
3 ,b), F(a, b
2), A (0,b),C (a,0),
由⃗DE = λ1⃗DF + λ2⃗AC,有(
a
3 ,b)= λ1(a, b
2)+ λ2(a,-b),
有¿,解得λ1= 8
9 , λ2=- 5
9,得⃗DE = 8
9⃗DF - 5
9⃗AC.
故选:A.
12.如图所示,在平行四边形ABCD 中,⃗AB = ⃗a,⃗AD = ⃗b,则用⃗a,⃗b表示
向量⃗AC和⃗BD分别是( )
A.⃗a+⃗b和⃗a-⃗b
B.⃗a+⃗b和⃗b-⃗a
C.⃗a-⃗b和⃗b-⃗a
D.⃗b-⃗a和⃗b+⃗a
【答案】B
【分析】向量的加法、减法法则计算即可.
【详解】由向量的加法、减法法则,得⃗AC = ⃗AB+ ⃗AD = ⃗a+ ⃗b,⃗
BD = ⃗AD - ⃗AB = ⃗b- ⃗a.
故选:B.
13.在平行四边形ABCD中,点E是CD上靠近C的四等分点,BE与AC交于
点F,则⃗DF =( )
A.3
5⃗AB - 2
5⃗AD
B.4
5⃗AB - 1
5⃗AD
C.3
4⃗AB - 1
4⃗AD
D.2
5⃗AB - 3
5⃗AD
【答案】B
【分析】结合平行四边形性质推出AF = 4
5 AC,根据向量的线性运算,即可
求得答案.
【详解】平行四边形ABCD中,AB∥CD,则△ABF∽△CEF,
因为点E是CD上靠近C的四等分点,所以AF
CF = AB
CE = 4,
所以AF = 4
5 AC,
故⃗DF =⃗AF -⃗AD = 4
5 (⃗AB+⃗AD)-⃗AD = 4
5⃗AB - 1
5⃗AD.
故选:B.
14.化简⃗OP+⃗PS -⃗OQ的结果等于( )
A.⃗SP
B.⃗OQ
C.⃗SQ
D.⃗QS
【答案】D
【分析】运用向量加法法则及减法法则计算即可.
【详解】⃗OP+⃗PS -⃗OQ =⃗OS -⃗OQ =⃗QS.
故选:D.
15.在△ABC中,BD = 1
3 BC,E 为AD 的中点,则⃗EB =( )
A.2
3⃗AB - 1
6⃗AC
B.1
6⃗AB - 2
3⃗AC
C.2
3⃗AB+ 1
6⃗AC
D.1
6⃗AB+ 2
3⃗AC
【答案】A
【分析】根据向量对应线段的位置关系,结合向量加减、数乘的几何意义
用⃗AB ,⃗AC表示出⃗EB.
【详解】⃗EB =- 1
2⃗BA - 1
2⃗BD = 1
2⃗AB - 1
6⃗BC = 1
2⃗AB - 1
6 (⃗AC -⃗AB)= 2
3⃗AB - 1
6⃗AC.
故选:A