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平面向量是高中数学的重要解题工具,在运用平面向量处理问题时,有些粗心的学生,他们由于对平面向量的概念、性质理解不深刻,很容易忽视题设的隐含信息而解题出错。本文给出几例平面向量中的温柔“陷阱”,并探因究源,旨在引起同学们的警觉,防止类似错误发生。
一、概念含糊顾此失彼
例1下列说法中正确的有(写出所有正确说法的序号)。
①若a∥b,b∥c,则a∥c;②零向量没有方向;③向量a与b不共线,则a与b都是非零向量;④有相同起点的两个非零向量不平行;⑤单位向量都相等;⑥若a=b,b=c,则a=c;⑦若四边形ABCD是平行四边形,则AB=DC,BC=DA。
错解:③④
分析:对向量的基本概念没有理解透彻,顾此失彼,从而导致多选或漏选。
正解:③⑥。
①该命题不正确,若b=0,则对两不共线的向量a与c,也有a∥0,0∥c。但a不平行于c;②该命题不正确,零向量不是没有方向,而是方向任意;③该命题正确,判断原命题的逆否命题的真假,“若a与b不都是非零向量,则向量a与b共线”为真命题;④该命题不正确,有相同起点的两个非零向量方向可以相同或相反,方向相同或相反的两个向量平行;⑤该命题不正确,单位向量只是模均为单位长度1,而对方向没有要求;⑥该命题正确,由向量相等的定义知,a与b的模相等,b与c的模相等,从而a与c的模相等,又a与b的方向相同,b与c的方向也相同,从而a与c的方向也必相同,故a=c;⑦该命题不正确,显然有AB=DC,但向量BC与DA方向相反,BC≠DA。故正确的序号有③⑥。
点拨:平面向量是一种独特的数学运算符号,既有大小,又有方向。如果考试的时候涉及向量基本概念之类命题的真假判断,必须弄清向量的含义,向量不同于我们以前学过的数量,复习时应结合物理中位移等向量进行抽象、分析、比较,从而理解向量是既有大小又有方向的量。
二、思路不清望文生义
图1
例2如图1,已知点G是△ABC的重心,过G作直线与AB、AC两边分别交于M、N,且AM=xAB,AN=yAC,则1x+1y=()。
A。3B。2C。32D。1
错解:AG=AM+MG=xAB+MG,AG=AN+NG=yAC+NG。
所以2AG=(xAB+MG)+(yAC+NG)=xAB+yAC。(解题受阻,随意猜一个),
选B。
分析:以上解法还未能深入挖掘题意,解题思路也不明确,事实上,如图2,
图2
可延长AG,交BC于点D,可用上“G是△ABC的重心”这条件,即AG=23AD,点D是BC的中点。又得AD=12(AB+AC),便得AG=13(AB+AC)=131xAM+1yAN=13xAM+13yAN,而M,G,N三点共线,联想到平面向量基本定理,有13x+13y=1,即1x+1y=3。
正解:由上面的分析可得1x+1y=3,故选A。
点拨:平面向量基本定理说明如下两个实用结论:(1)平面上任意向量OC可由两个不共线的向量OA,OB(基底)生成,即OC=xOA+yOB,其中x,y是唯一确定的一对常数;
(2)特别地,①A,B,C三点共线x+y=1,②点C是AB的中点OC=12OA+12OB。
本解就是抓住B,D,C三点共线,M,G,N三点共线两次用了平面向量基本定理解决了问题。
三、无中生有点金成石
例3在△ABC中BC=a,CA=b,AB=c,且a·b=b·c=c·a,则△ABC的形状是。
错解:因为a,b,c均为非零向量,且a·b=b·c,所以解得b·(a-c)=0。又b≠0,所以a-c=0,于是a=c|a|=|c|。
同理|b|=|a|,所以|a|=|b|=|c|,得△ABC为正三角形。
分析:△ABC中,得到a=c,这个结果明显是错误的,因它们的方向不可能相同。以上解答错在从“b·(a-c)=0”得到“b≠0,所以a-c=0”这一步,事实上,由b·(a-c)=0只能得到b⊥(a-c)。
正解:三角形中,因a,b,c均为非零向量,且a·b=b·c,得b·(a-c)=0b⊥(a-c)。又a+b+c=0b=-(a+c),所以[-(a+c)]·(a-c)=0a2=c2,得|a|=|c|。同理|b|=|a|,所以|a|=|b|=|c|,所以△ABC为正三角形。
点拨:在向量中,有两个运算律是不成立的,一是消去律:a·b=0a=0或b=0,另一个是乘法结合律:a·b·c≠a·(b·c)。
练一练
题目已知向量a=(1,n),b=(1,2),c=(k,-1),且a∥b,b⊥c,则|a+c|=。
作者单位:河南省巩义二中
一、概念含糊顾此失彼
例1下列说法中正确的有(写出所有正确说法的序号)。
①若a∥b,b∥c,则a∥c;②零向量没有方向;③向量a与b不共线,则a与b都是非零向量;④有相同起点的两个非零向量不平行;⑤单位向量都相等;⑥若a=b,b=c,则a=c;⑦若四边形ABCD是平行四边形,则AB=DC,BC=DA。
错解:③④
分析:对向量的基本概念没有理解透彻,顾此失彼,从而导致多选或漏选。
正解:③⑥。
①该命题不正确,若b=0,则对两不共线的向量a与c,也有a∥0,0∥c。但a不平行于c;②该命题不正确,零向量不是没有方向,而是方向任意;③该命题正确,判断原命题的逆否命题的真假,“若a与b不都是非零向量,则向量a与b共线”为真命题;④该命题不正确,有相同起点的两个非零向量方向可以相同或相反,方向相同或相反的两个向量平行;⑤该命题不正确,单位向量只是模均为单位长度1,而对方向没有要求;⑥该命题正确,由向量相等的定义知,a与b的模相等,b与c的模相等,从而a与c的模相等,又a与b的方向相同,b与c的方向也相同,从而a与c的方向也必相同,故a=c;⑦该命题不正确,显然有AB=DC,但向量BC与DA方向相反,BC≠DA。故正确的序号有③⑥。
点拨:平面向量是一种独特的数学运算符号,既有大小,又有方向。如果考试的时候涉及向量基本概念之类命题的真假判断,必须弄清向量的含义,向量不同于我们以前学过的数量,复习时应结合物理中位移等向量进行抽象、分析、比较,从而理解向量是既有大小又有方向的量。
二、思路不清望文生义
图1
例2如图1,已知点G是△ABC的重心,过G作直线与AB、AC两边分别交于M、N,且AM=xAB,AN=yAC,则1x+1y=()。
A。3B。2C。32D。1
错解:AG=AM+MG=xAB+MG,AG=AN+NG=yAC+NG。
所以2AG=(xAB+MG)+(yAC+NG)=xAB+yAC。(解题受阻,随意猜一个),
选B。
分析:以上解法还未能深入挖掘题意,解题思路也不明确,事实上,如图2,
图2
可延长AG,交BC于点D,可用上“G是△ABC的重心”这条件,即AG=23AD,点D是BC的中点。又得AD=12(AB+AC),便得AG=13(AB+AC)=131xAM+1yAN=13xAM+13yAN,而M,G,N三点共线,联想到平面向量基本定理,有13x+13y=1,即1x+1y=3。
正解:由上面的分析可得1x+1y=3,故选A。
点拨:平面向量基本定理说明如下两个实用结论:(1)平面上任意向量OC可由两个不共线的向量OA,OB(基底)生成,即OC=xOA+yOB,其中x,y是唯一确定的一对常数;
(2)特别地,①A,B,C三点共线x+y=1,②点C是AB的中点OC=12OA+12OB。
本解就是抓住B,D,C三点共线,M,G,N三点共线两次用了平面向量基本定理解决了问题。
三、无中生有点金成石
例3在△ABC中BC=a,CA=b,AB=c,且a·b=b·c=c·a,则△ABC的形状是。
错解:因为a,b,c均为非零向量,且a·b=b·c,所以解得b·(a-c)=0。又b≠0,所以a-c=0,于是a=c|a|=|c|。
同理|b|=|a|,所以|a|=|b|=|c|,得△ABC为正三角形。
分析:△ABC中,得到a=c,这个结果明显是错误的,因它们的方向不可能相同。以上解答错在从“b·(a-c)=0”得到“b≠0,所以a-c=0”这一步,事实上,由b·(a-c)=0只能得到b⊥(a-c)。
正解:三角形中,因a,b,c均为非零向量,且a·b=b·c,得b·(a-c)=0b⊥(a-c)。又a+b+c=0b=-(a+c),所以[-(a+c)]·(a-c)=0a2=c2,得|a|=|c|。同理|b|=|a|,所以|a|=|b|=|c|,所以△ABC为正三角形。
点拨:在向量中,有两个运算律是不成立的,一是消去律:a·b=0a=0或b=0,另一个是乘法结合律:a·b·c≠a·(b·c)。
练一练
题目已知向量a=(1,n),b=(1,2),c=(k,-1),且a∥b,b⊥c,则|a+c|=。
作者单位:河南省巩义二中