向量是高中數學的重要內容,它是溝通代數、幾何與三角函數的工具.
在平面幾何中向量可以將很多問題代數化,體現出數與形的完美結合.
向量的線性運算和數量積運算都具有鮮明的幾何背景,平面的幾何性質如平行、垂直、長度(距離)、夾角等都可以用向量的線性運算和數量積運算表示出來,因此在幾何中,平面向量在處理長度、距離、垂直、平行等問題時佔有絕對優勢,運用向量與數、形的轉化,可以大大簡化計算,降低某些題目的難度,提升解題速度,向量方法在幾何中得到了廣泛的運用.
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一、證明兩直線平行、垂直
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解答本題的關鍵是選擇適當的基底,把四邊形AECF的一組對邊表示出來.用向量方法解決幾何問題的「三步曲」:
(1)建立平面幾何與向量的聯繫,用向量表示問題中涉及的幾何元素,將平面幾何問題轉化為向量問題;
(2)通過向量運算,研究幾何元素之間的關係,如平行、垂直、距離、夾角等;
(3)把運算結果「翻譯」成幾何關係.
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解答本題的關鍵是建立平面直角坐標系,把垂直問題轉化為向量的數量積運算問題.
二、證明三線共點與三點共線
三、利用向量知識求值
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解法一是基底法,是指利用平面向量的基本定理,藉助向量的拆分,將所求的向量轉化為題目中已知的向量來求解,恰當尋找基底是解題的關鍵;
解法二是坐標法,是指建立適當的平面直角坐標系,將向量用坐標的形式表示出來,利用坐標運算求解數量積.坐標法是解決數量積問題的一種有效且簡便的方法,它充分體現了用代數解決幾何問題的思想.
總之,由於向量具有「數」與「形」的雙重身份,加之向量的工具性作用,向量經常與數列、三角、解析幾何、立體幾何等知識相結合,綜合解決三角函數的化簡、求值及三角形中的有關問題,處理有關長度、夾角、垂直與平行等問題以及圓錐曲線中的典型問題等.
利用化歸思想將共線、平行、垂直問題向向量的坐標運算方面轉化;利用數形結合思想將幾何問題代數化,通過代數運算解決幾何問題.
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