第8章 平面向量

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1向量的概念

教材概念
教材原文

既有大小又有方向的量叫做向量。向量可以用一条有向线段表示,有向线段的长度表示向量的大小(叫做向量的模),箭头方向表示向量的方向。

向量 a 的模记作 |a|。长度为 1 的向量叫单位向量;长度为 0 的向量叫零向量,记作 0,零向量的方向任意。

方向相同或相反的非零向量叫平行向量(也叫共线向量),记作 a ∥ b。长度相等且方向相同的向量叫相等向量。

规定:零向量与任何向量平行;任意两个相等向量都是平行向量。

概念解读
"向量"的三个要点

① 向量是"自由"的——向量的本质是"大小 + 方向",与位置无关。只要大小相等、方向相同,无论平移到哪里,都是同一个向量(或相等向量)。所以向量可以在平面上自由平移。

② 零向量的特殊性——零向量大小为零,方向任意,这使得它有一些"特殊性质":

  • 0 与任何向量都平行;
  • 0 + a = a;
  • 0 · a = 0(数乘结果仍是向量);
  • 但不能说"0 的方向是某方向",因为方向是任意的。

③ 平行与共线的关系——在平面向量中,"平行"与"共线"是同一个概念。因为向量可以自由平移,平行向量平移到同一起点后,必然在同一条直线上。

👉 记忆口诀:向量平行即共线,方向相同或相反。零向量与谁都平行。

① 向量与数量、有向线段的关系

数量(只有大小) 5 kg,10 m/s,3 元 向量(大小 + 方向) a(有大小、有方向) 向量的"模"就是它的长度;向量的"方向"由箭头指明 例:力、速度、位移 都是向量;质量、时间、温度 都是数量
区分要点:数量是"标量",只描述大小;向量既有大小又有方向。物理中的矢量(力、速度、加速度)都是向量。

② 相等向量、平行向量、零向量

相等向量(大小相等,方向相同) a b = a(平移得到) 平行(共线)向量 反方向也平行 零向量(长度 = 0,方向任意) 0 0 与任何向量平行 单位向量(模 = 1) |e| = 1 任意向量 a 的单位向量 = a / |a|(同向的单位向量)
重要结论:
· 相等向量一定是平行向量,但平行向量不一定相等;
· 零向量与任何向量平行,但零向量不等于任何非零向量;
· 与 a 同方向的单位向量是 a/|a|,这个单位向量在解决"方向"问题时经常用到。
典型习题(先做,再看答案)
例 1
判断下列各量是否为向量:
(1)温度;(2)重力;(3)位移;(4)身高;(5)速度。
💡 提示:看这个量有没有"方向"这个属性。
答案与详解

(1)温度:只有大小(度数),没有方向,是数量。

(2)重力:有大小(重力加速度)也有方向(竖直向下),是向量。

(3)位移:有大小(距离)也有方向(位移方向),是向量。

(4)身高:只有大小,是数量。

(5)速度:有大小(速率)也有方向,是向量。

答案:(2)(3)(5)是向量,(1)(4)是数量。
例 2
已知正三角形 ABC 的边长为 1,写出所有模为 1 的向量(以三角形的顶点为起点或终点)。
💡 提示:模为 1 的向量,起点与终点的距离为 1。
答案与详解
分析:三角形三边长为 1
向量 AB、BC、CA 的模都是 1;
反向向量 BA、CB、AC 的模也都是 1。
模为 1 的向量共 6 个:AB, BC, CA, BA, CB, AC。
易错题(具体例子)
易错点 1 · 认为零向量没有方向

下列关于零向量的说法正确的是(  )
A. 零向量的方向是 0°;
B. 零向量没有方向;
C. 零向量的方向是任意的;
D. 零向量与任何向量都不平行。

错误做法:选 A 或 B 或 D。

正确做法:
· A 错:零向量方向不是 0°(0° 是水平向右的方向,有确定方向)。
· B 错:零向量有方向,只是"任意"。
· C 对:零向量方向任意,这是定义。
· D 错:零向量与任何向量都平行。
答案:C。
易错点 2 · 把"向量平行"与"直线平行"混淆

判断:如果向量 a ∥ b,则它们所在的直线一定平行。

错误做法:认为向量平行 = 所在直线平行。

正确做法:
向量平行(共线)允许两种情况:
· 两向量所在直线平行(不重合);
· 两向量所在直线重合(在同一条直线上)。
所以"向量平行"不能推出"直线平行",只能说"直线平行或重合"。

📌 要点:向量平行 = 共线;直线平行 ≠ 直线重合。

易错点 3 · 相等向量必须"大小、方向都相等"

判断:两个向量若模相等,则它们相等。

错误做法:认为模相等就相等。

正确做法:
相等向量必须满足"模相等 + 方向相同"两个条件。
反例:a 向东,b 向西,|a| = |b| = 5。此时 a ≠ b,而是 a = −b。

📌 口诀:相等向量看两条——大小相等、方向相同。

2向量的线性运算

教材概念
教材原文

向量加法:三角形法则——把 b 平移,使 b 的起点接在 a 的终点上,则从 a 的起点到 b 的终点所得到的向量,就是 a + b。平行四边形法则——以 a 和 b 为邻边作平行四边形,从公共起点出发的对角线向量就是 a + b。

向量减法:a − b = a + (−b),其中 −b 是 b 的反向量(大小相等,方向相反)。几何意义:把 a 与 b 的起点放在同一点,则从 b 的终点指向 a 的终点所得到的向量就是 a − b。

数乘:实数 λ 与向量 a 的乘积 λa 仍是向量,其模为 |λ||a|,方向:λ > 0 时与 a 同向,λ < 0 时与 a 反向,λ = 0 时 λa = 0。

运算律:a + b = b + a(交换律);(a + b) + c = a + (b + c)(结合律);λ(μa) = (λμ)a;(λ + μ)a = λa + μa;λ(a + b) = λa + λb。

概念解读
用"起点终点"理解线性运算

① 加法:首尾相接——a + b 的几何意义是"先走 a,再走 b"。就像从 A 到 B,再从 B 到 C,总位移是向量 AC。

② 减法:共起点指向——a − b 是"从 b 的终点指向 a 的终点"。记忆方法:减法看"减号右侧"和"减号左侧",从右侧终点指向左侧终点。例如 AB − AC = CB(从 C 指向 B)。

③ 数乘:伸缩方向——λa 是把 a "拉长"或"缩短"|λ| 倍。λ 的符号决定方向是否反转。

👉 共线定理:向量 b 与非零向量 a 共线的充要条件是"存在唯一实数 λ,使 b = λa"。

常用减法规律:设 A、B、C 是平面上任意三点,则:

  • AB + BC = AC(首尾相接);
  • AB − AC = CB(共起点,从后指向前);
  • AB + BA = 0(互为反向)。

① 向量加法:三角形法则

a b a + b A B C AB + BC = AC(首尾相接)
操作步骤:把 b 平移,使其起点接在 a 的终点上,再从 a 的起点指向 b 的终点,就得到 a + b。物理上对应"两段位移的合成"。

② 向量减法:共起点,从后指向前

O a A b B a − b OA − OB = BA(共起点 O,从 B 指向 A)
几何意义:a − b 就是从 b 的终点指向 a 的终点。记忆方法:"减号右边"是减数,"减号左边"是被减数;结果从"减数终点"指向"被减数终点"。
例如:OA − OB = BA(O 是共同起点)。

③ 数乘 λa 的几何意义

同一个向量 a 乘以不同 λ 的结果 a: 2a: 拉长 2 倍,同向 −a: 翻转方向,长度不变 −0.5a: 缩短一半,反向
规律总结:
· λ > 1:同向,拉长 λ 倍;
· 0 < λ < 1:同向,缩短为原来的 λ 倍;
· λ = 0:变成零向量;
· λ < 0:方向反转,长度乘 |λ|。
典型习题(先做,再看答案)
例 1
化简:(1) AB + BC + CD;(2) AB − AC;(3) OA + OB − 2OC(假设 O 为任意点)。
💡 提示:用"首尾相接"和"共起点相减"的规律。
答案与详解
(1)AB + BC + CD
首尾相接:AB + BC = AC,AC + CD = AD。
所以 AB + BC + CD = AD。
(2)AB − AC
共起点 A:AB − AC = CB(从 C 指向 B)。
(3)OA + OB − 2OC
= (OA − OC) + (OB − OC)
= CA + CB
(从 C 指向 A,加上从 C 指向 B,等于两向量首尾相接……不对。)
重新看:(OA − OC) = CA;
(OB − OC) = CB。
所以 OA + OB − 2OC = CA + CB。
这是"从 C 出发的两个向量相加",结果是以 CA、CB 为邻边的平行四边形的对角线(从 C 出发)。
(1)AD;(2)CB;(3)CA + CB。
例 2
已知 a = 3e₁ − 2e₂,b = 2e₁ + e₂,求 2a − 3b(用 e₁, e₂ 表示)。
💡 提示:向量的线性运算与多项式的加减合并同类项类似。
答案与详解
代入计算
2a − 3b = 2(3e₁ − 2e₂) − 3(2e₁ + e₂)
= 6e₁ − 4e₂ − 6e₁ − 3e₂
= (6 − 6)e₁ + (−4 − 3)e₂
= 0e₁ − 7e₂
= −7e₂
答案:2a − 3b = −7e₂。
例 3
已知非零向量 a, b,且 b = −3a,判断 a 与 b 的关系。
💡 提示:用共线定理。
答案与详解
用共线定理
由共线定理:若非零向量 a 与 b 满足 b = λa(λ 为实数),则 a ∥ b。
这里 b = −3a,λ = −3 ≠ 0,所以 a 与 b 共线(平行)。
进一步分析
因为 λ = −3 < 0,所以 a 与 b 方向相反,且 |b| = 3|a|。
a 与 b 平行且反向,|b| = 3|a|。
易错题(具体例子)
易错点 1 · 减法方向弄反

化简:AB − AD。

错误做法:写成 DB(从 D 指向 B),或者 BD。

正确做法:
共起点 A,减法从"减号右侧向量终点"指向"减号左侧向量终点"。
AB − AD = DB(从 D 指向 B)。

📌 口诀:共起点相减,从后指向前。AB − AD = DB。

易错点 2 · 数乘时忽略方向符号

已知 a 是向东的向量,求 −2a 的方向。

错误做法:认为 −2a 也是向东,只是长度为 2|a|。

正确做法:
λ = −2 < 0,所以 −2a 与 a 方向相反(向西),长度为 2|a|。

📌 要点:数乘时正负号决定方向是否反转,|λ| 决定长度倍率。

易错点 3 · 由 b = λa 得 a ∥ b 时忽略 a ≠ 0 的前提

若 b = λa(λ 为实数),能否推出 a ∥ b?

错误做法:直接说"是"。

正确做法:
· 若 a ≠ 0,则 a ∥ b(由共线定理);
· 若 a = 0,则 b = 0,此时仍可以说 a ∥ b(因为零向量与任何向量都平行)。
所以 b = λa 总能推出 a ∥ b。
但反过来:由 a ∥ b 推 b = λa 时,必须要求 a ≠ 0——否则无法保证 λ 存在唯一。

📌 要点:共线定理强调"非零向量 a"这个前提,就是为了保证 λ 的存在性和唯一性。

3平面向量基本定理与坐标表示

教材概念
教材原文

平面向量基本定理:如果 e₁、e₂ 是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量 a,存在唯一的一对实数 λ₁, λ₂,使 a = λ₁e₁ + λ₂e₂。不共线的向量 e₁、e₂ 叫做表示这一平面内所有向量的一组基底。

坐标表示:取与 x 轴、y 轴正方向相同的两个单位向量 i、j 作为基底,对于平面内任意向量 a,存在唯一实数对 (x, y),使 a = xi + yj,则 (x, y) 叫做向量 a 的坐标,记作 a = (x, y)。

运算的坐标表示:若 a = (x₁, y₁),b = (x₂, y₂),则:

· a + b = (x₁ + x₂, y₁ + y₂);

· a − b = (x₁ − x₂, y₁ − y₂);

· λa = (λx₁, λy₁)。

向量 AB 的坐标:若 A(x₁, y₁),B(x₂, y₂),则 AB = (x₂ − x₁, y₂ − y₁)。

共线的坐标条件:a ∥ b(b ≠ 0)⟺ x₁y₂ − x₂y₁ = 0。

概念解读
"基底"和"坐标"的意义

① 基底的作用——平面向量基本定理告诉我们:平面上任何一个向量都可以用两个不共线的向量唯一表示。这两个向量就是"基底"。有了基底,向量问题就变成了实数对的运算问题。

② 直角坐标系的基底——取 i = (1, 0),j = (0, 1) 作为基底,那么任何向量 a = (x, y) 就表示 a = xi + yj。这种表示方法叫做"坐标表示",让向量的运算变成了"数"的运算。

③ 共线条件的坐标形式——a = (x₁, y₁),b = (x₂, y₂),则

a ∥ b ⟺ x₁y₂ − x₂y₁ = 0。

这个式子叫"交叉相乘差为零",是判断向量共线的标准工具。

👉 解题思路:向量问题如果可以用坐标表示,就用坐标方法;否则用基底或几何方法。三种方法各有所长。

① 平面向量基本定理:用两个基底表示任意向量

e₁ e₂ a = λ₁e₁ + λ₂e₂ λ₁e₁ λ₂e₂ e₁, e₂ 不共线 ⟹ 任何 a 都能被唯一分解
要点:把向量 a 沿 e₁ 和 e₂ 方向分解,得到分量 λ₁e₁ 和 λ₂e₂,合起来就是 a。λ₁、λ₂ 唯一确定。
基底选择:e₁、e₂ 只要不共线即可,不一定要垂直。但选垂直且单位长度的基底(i,j)会让运算最简单。

② 向量坐标的几何意义

x y a x₁(横坐标) y₁(纵坐标) (x₁, y₁) 向量 a = (x₁, y₁) 表示从原点出发、终点坐标为 (x₁, y₁) 的向量
坐标的意义:向量 a = (x₁, y₁) 的坐标就是它在 x 轴、y 轴上的"投影分量"。这也解释了为什么向量的加、减、数乘可以直接对应坐标的加、减、乘。
典型习题(先做,再看答案)
例 1
已知 a = (1, 2),b = (−3, 1),求 a + b,a − b,2a + 3b。
💡 提示:向量的坐标运算与实数运算类似,逐分量计算。
答案与详解
a + b
a + b = (1 + (−3), 2 + 1) = (−2, 3)
a − b
a − b = (1 − (−3), 2 − 1) = (4, 1)
2a + 3b
2a = (2, 4),3b = (−9, 3)
2a + 3b = (2 − 9, 4 + 3) = (−7, 7)
答案:(−2, 3),(4, 1),(−7, 7)。
例 2
已知点 A(1, 2),B(4, 6),求向量 AB 的坐标。
💡 提示:AB = (x_B − x_A, y_B − y_A)。
答案与详解
代入坐标公式
AB = (4 − 1, 6 − 2) = (3, 4)
答案:AB = (3, 4)。
例 3
已知 a = (2, m),b = (m + 1, 3),若 a ∥ b,求实数 m 的值。
💡 提示:用共线条件 x₁y₂ − x₂y₁ = 0。
答案与详解
用共线条件
a ∥ b ⟺ x₁y₂ − x₂y₁ = 0
⟺ 2 × 3 − (m + 1) × m = 0
⟺ 6 − m² − m = 0
⟺ m² + m − 6 = 0
解方程
m² + m − 6 = (m + 3)(m − 2) = 0
m = −3 或 m = 2
答案:m = −3 或 m = 2。
易错题(具体例子)
易错点 1 · 向量坐标与点坐标混淆

已知点 A(1, 2),B(3, 5),下列说法正确的是(  )
A. 向量 AB = (4, 7);
B. 向量 AB = (2, 3);
C. 向量 AB 的坐标就是点 B 的坐标 (3, 5);
D. 向量 AB = (−2, −3)。

错误做法:把点的坐标相加或直接取点 B 的坐标。

正确做法:
向量 AB 的坐标 = 终点坐标 − 起点坐标
= (3 − 1, 5 − 2) = (2, 3)
答案:B。

📌 口诀:向量坐标等于"终点减起点"。

易错点 2 · 共线条件写成 x₁x₂ − y₁y₂

已知 a = (3, 4),b = (6, 8),判断 a 与 b 是否共线。

错误做法:用 3 × 6 − 4 × 8 = 18 − 32 = −14 ≠ 0,判断不共线。

正确做法:
共线条件:x₁y₂ − x₂y₁ = 0。
代入:3 × 8 − 6 × 4 = 24 − 24 = 0,所以 a ∥ b。
(也可以直接观察:b = 2a,所以共线。)

📌 口诀:共线条件"交叉相乘相减"——x₁y₂ − x₂y₁。

易错点 3 · 平面向量基本定理忽略"不共线"前提

已知 e₁ = (1, 0),e₂ = (2, 0),向量 a = (3, 0) 能否用 e₁, e₂ 表示?

错误做法:认为 a = 3e₁,所以能唯一表示。

正确做法:
e₁ 和 e₂ 共线(因为 e₂ = 2e₁),不构成基底。
所以 a 可以用 e₁ 表示为 a = 3e₁,但表示不唯一——例如 a = e₁ + e₂,也是对的。
结论:平面向量基本定理要求基底"不共线",否则表示不唯一。

📌 要点:基底必须"不共线",这是唯一表示的前提。

4向量的数量积

教材概念
教材原文

夹角:已知两个非零向量 a、b,作 OA = a,OB = b,则 ∠AOB 叫做 a 与 b 的夹角,记作 ⟨a, b⟩。⟨a, b⟩ 的取值范围是 [0, π]。

数量积:两个非零向量 a、b 的夹角为 θ,则数量 |a||b|cos θ 叫做 a 与 b 的数量积(也叫内积),记作 a · b。即 a · b = |a||b|cos θ。

坐标形式:若 a = (x₁, y₁),b = (x₂, y₂),则 a · b = x₁x₂ + y₁y₂。

重要性质:

· |a|² = a · a;

· a ⊥ b ⟺ a · b = 0(垂直);

· 夹角公式:cos θ = (a · b)/(|a||b|);

· |a ± b|² = |a|² ± 2a·b + |b|²。

概念解读
数量积 vs 数乘:结果大不同

① 结果类型不同——这是最容易混淆的地方:

  • 数乘 λa:结果仍是向量;
  • 数量积 a · b:结果是一个实数,不是向量。

所以"a · b"读作"a 点乘 b",不能读作"a 乘 b"。

② 数量积的几何意义——a · b = |a||b|cos θ,也可以理解为"a 的模 × b 在 a 方向上的投影"。投影是一个实数(可正、可负、可零)。

③ 垂直的判定——a ⊥ b ⟺ a · b = 0。这是向量中最重要的判定垂直的工具,比用斜率判定更通用。

👉 数量积的三大用途:

  • 求夹角:cos θ = (a · b)/(|a||b|);
  • 判断垂直:a · b = 0;
  • 求模:|a| = √(a · a) = √(x² + y²)(坐标形式)。

① 数量积的几何意义:投影

O a b θ |b|cos θ(b 在 a 上的投影) a · b = |a| × (|b|cos θ)
理解要点:a · b = |a| × b 在 a 方向上的投影。投影可为正(θ 锐角)、零(θ = 90°)、负(θ 钝角)。
· θ = 0°:a · b = |a||b|(最大);
· θ = 90°:a · b = 0(垂直);
· θ = 180°:a · b = −|a||b|(最小)。

② 数量积的三种取值情况

θ 为锐角:a · b > 0 θ = 90°:a · b = 0 θ 为钝角:a · b < 0 θ = 180°:a · b = −|a||b|
典型习题(先做,再看答案)
例 1
已知 |a| = 3,|b| = 4,⟨a, b⟩ = 60°,求 a · b。
💡 提示:直接用 a · b = |a||b|cos θ。
答案与详解
代入数量积公式
a · b = |a||b|cos 60° = 3 × 4 × 1/2 = 6
答案:a · b = 6。
例 2
已知 a = (1, 2),b = (3, −1),求 a · b 和 a 与 b 的夹角 θ。
💡 提示:先算 a · b,再算 |a|、|b|,最后用 cos θ 公式。
答案与详解
第一步:求 a · b
a · b = 1 × 3 + 2 × (−1) = 3 − 2 = 1
第二步:求 |a|、|b|
|a| = √(1² + 2²) = √5
|b| = √(3² + (−1)²) = √10
第三步:求 cos θ
cos θ = (a · b)/(|a||b|) = 1/(√5 · √10) = 1/√50 = 1/(5√2) = √2/10
a · b = 1;cos θ = √2/10 ≈ 0.1414(可进一步求 θ ≈ 81.9°)。
例 3
已知 |a| = 2,|b| = 3,⟨a, b⟩ = 120°,求 |a + b|。
💡 提示:|a + b|² = |a|² + 2a·b + |b|²。
答案与详解
第一步:求 a · b
a · b = |a||b|cos 120° = 2 × 3 × (−1/2) = −3
第二步:用平方公式
|a + b|² = |a|² + 2a·b + |b|² = 4 + 2(−3) + 9 = 4 − 6 + 9 = 7
第三步:开方
|a + b| = √7
答案:|a + b| = √7。
例 4
已知 a = (2, 1),b = (−3, 4),判断 a 与 b 是否垂直。
💡 提示:a ⊥ b ⟺ a · b = 0。
答案与详解
计算 a · b
a · b = 2 × (−3) + 1 × 4 = −6 + 4 = −2 ≠ 0
结论
a · b ≠ 0,所以 a 与 b 不垂直。
进一步:a · b = −2 < 0,所以夹角为钝角。
a 与 b 不垂直,夹角为钝角。
易错题(具体例子)
易错点 1 · 数量积的交换律用成"向量"理解

已知 a · b = 5,判断 b · a 的值。

错误做法:认为交换后不同,无法判断。

正确做法:
数量积满足交换律:a · b = b · a。
所以 b · a = 5。

📌 要点:数量积是可交换的(结果都是实数,不涉及方向)。

易错点 2 · 数量积不满足消去律

已知 a · b = a · c(a ≠ 0),能否推出 b = c?

错误做法:认为能"两边约去 a",得 b = c。

正确做法:
不能!a · b = a · c ⟺ a · (b − c) = 0。
这意味着 a 与 (b − c) 垂直,而不是 b − c = 0。
反例:取 a = (1, 0),b = (0, 1),c = (0, 2)。
a · b = 0,a · c = 0,但 b ≠ c。

📌 口诀:数量积不能"约",两个向量点乘结果相等等价于两个向量有相同投影。

易错点 3 · 夹角范围定义遗漏

已知 a · b < 0,判断 a 与 b 的夹角 θ。

错误做法:认为 θ 是钝角,即 θ ∈ (90°, 180°)。

正确做法:
a · b = |a||b|cos θ < 0 ⟹ cos θ < 0 ⟹ θ ∈ (90°, 180°]。
注意:θ = 180° 时(两向量反向),a · b = −|a||b| < 0 也成立。
所以 θ ∈ (90°, 180°]。

📌 要点:夹角范围是 [0, π],端点 0 和 π 都要考虑。

★高考链接 · 本章真题与考法

本章在高考中的定位

平面向量是上海高考数学的高频考点,通常以小题形式出现,也经常作为解答题的"工具"使用。主要考查位置:

  • 填空题 7—10 题(4—5分):数量积运算、模的计算、共线条件、夹角
  • 选择题 15—16 题(5分):向量综合、向量与几何结合
  • 解答题:解析几何、立体几何中大量使用向量工具

近五年上海卷中,向量是每年必考的内容。2025年第8题、第10题连续两道向量题。作为后续章节的重要工具,掌握好本章基础至关重要。

上海卷真题(典型考法)
真题 1 · 向量的线性运算
上海卷 · 填空第 7—8 题(4分)
在 △ABC 中,D 是 BC 的中点,用 AB、AC 表示 AD。
答案与详解
用向量线性运算
D 是 BC 中点 ⟹ BD = DC = (1/2)BC。
AD = AB + BD = AB + (1/2)BC
= AB + (1/2)(AC − AB)
= AB + (1/2)AC − (1/2)AB
= (1/2)AB + (1/2)AC
= (1/2)(AB + AC)
答案:AD = (1/2)(AB + AC)(中线向量公式)。
题型:填空 4 分 | 考点:向量线性运算 + 中线公式 | 难度:★★☆☆☆
真题 2 · 向量数量积
上海卷 · 填空第 8—10 题(5分)
已知 |a| = 2,|b| = 3,a 与 b 的夹角为 π/3,求 |2a − b|。
答案与详解
第一步:求 a · b
a · b = |a||b|cos(π/3) = 2 × 3 × 1/2 = 3
第二步:用平方公式
|2a − b|² = (2a − b)·(2a − b)
= 4|a|² − 4a·b + |b|²
= 4 × 4 − 4 × 3 + 9
= 16 − 12 + 9
= 13
第三步:开方
|2a − b| = √13
答案:√13。
题型:填空 5 分 | 考点:数量积 + 模的平方公式 | 难度:★★★☆☆
真题 3 · 共线条件与坐标运算
上海卷 · 填空第 9—11 题(5分)
已知向量 a = (1, 2),b = (2, −1),c = (m, 3),若 (a + b) ∥ c,求实数 m 的值。
答案与详解
第一步:求 a + b
a + b = (1 + 2, 2 + (−1)) = (3, 1)
第二步:用共线条件
(a + b) ∥ c ⟺ 3 × 3 − m × 1 = 0
⟺ 9 − m = 0
⟺ m = 9
答案:m = 9。
题型:填空 5 分 | 考点:共线条件 | 难度:★★☆☆☆
真题 4 · 数量积与垂直
上海卷 · 填空/选择(4—5分)
已知 a = (1, 1),b = (2, k),若 a ⊥ b,求 k 的值。
答案与详解
垂直条件
a ⊥ b ⟺ a · b = 0
⟺ 1 × 2 + 1 × k = 0
⟺ 2 + k = 0
⟺ k = −2
答案:k = −2。
题型:填空 4—5 分 | 考点:垂直条件 | 难度:★☆☆☆☆
本章总结(复习清单)
  1. 向量的定义:既有大小又有方向的量;零向量方向任意;单位向量模为 1。
  2. 平行与相等:平行(共线)= 方向相同或相反;相等 = 模相等且方向相同。
  3. 线性运算:加法(首尾相接)、减法(共起点,从后指向前)、数乘(伸缩方向)。
  4. 共线定理:a ∥ b(a ≠ 0)⟺ 存在唯一实数 λ,使 b = λa。
  5. 平面向量基本定理:任意向量可由不共线的两个基底唯一表示。
  6. 坐标运算:a ± b = (x₁ ± x₂, y₁ ± y₂);λa = (λx₁, λy₁);AB = (x_B − x_A, y_B − y_A)。
  7. 共线条件:a ∥ b ⟺ x₁y₂ − x₂y₁ = 0。
  8. 数量积:a · b = |a||b|cos θ = x₁x₂ + y₁y₂(结果是实数)。
  9. 三大用途:求夹角 cos θ = (a·b)/(|a||b|);判断垂直 a·b = 0;求模 |a|² = a·a。
  10. 模的平方公式:|a ± b|² = |a|² ± 2a·b + |b|²。
  11. 本章最高频陷阱:数量积不满足消去律;共线条件记错;零向量方向任意。