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向量相依性与比例推理练习

向量依赖与比例:综合练习

四节课都读完了,想看看自己能不能把它们混在一起用。

这八道原创题,按四节课的顺序排列。先写出完整的过程,再打开答案。

题目里的 a 和 b 指 OA 和 OB,两者不平行。需要的话,先读由两种写法求未知比例和平行与共线的区别。

题目

第 1 题。 已知 p = (k + 2)i + 9j,q = 2i + 3j,求 k 使 p 平行于 q。

答案

写 p = cq。j 的部分给出 9 = 3c,所以 c = 3。i 的部分给出 k + 2 = 2c = 6,所以 k = 4。

检验:p = 6i + 9j = 3(2i + 3j)。

第 2 题。 已知 A(0, 1),B(2, 4),C(6, h)。若 A、B、C 共线,求 h。

答案

AB = (2, 3),BC = (4, h − 4)。写 BC = cAB:4 = 2c,所以 c = 2。则 h − 4 = 2 × 3 = 6,所以 h = 10。

检验:AC = (6, 9) = 3 × (2, 3),所以 C 在直线 AB 上。B 是公共点。

第 3 题。 已知 OA = 3a,OC = b,CB = 6a。一位同学写“CB 平行于 OA,所以 O、A、B 共线”。这个结论对吗?

答案

CB = 6a,OA = 3a,所以 CB = 2OA。两个向量平行,这部分是对的。

但 AB = AO + OC + CB = −3a + b + 6a = 3a + b。因为含有 b,它不是 OA = 3a 的倍数。所以 O、A、B 不共线。

第 4 题。 P 在 AB 上,AP:PB = 3:2。用 a 和 b 表示 OP。

答案

总份数是 3 + 2 = 5,所以 AP = (3/5)AB。OP = a + (3/5)(b − a) = (2/5)a + (3/5)b。

检验:系数相加等于 1,而且 P 离 B 较近,与 b 的权重较大吻合。

第 5 题。 M 在 AB 上,并且 OM = μ(2a + b)。求 AM:MB。

答案

路线一:OM = (1 − λ)a + λb。路线二:OM = 2μa + μb。

对比:1 − λ = 2μ,λ = μ。所以 1 − λ = 2λ,得 λ = 1/3。AM = (1/3)AB,所以 AM:MB = 1:2。

检验:OM = (2/3)a + (1/3)b,系数相加等于 1。

第 6 题。 在三角形 OAB 中,M 在 OA 上,OM = (2/3)a,N 是 OB 的中点。线 AN 与 BM 相交于 P。求 OP。

答案

沿 AN:AN = (1/2)b − a,所以 OP = (1 − λ)a + (λ/2)b。沿 BM:BM = (2/3)a − b,所以 OP = (2μ/3)a + (1 − μ)b。

对比:1 − λ = 2μ/3,λ/2 = 1 − μ。由第二条得 λ = 2 − 2μ。则 1 − 2 + 2μ = 2μ/3,(4/3)μ = 1,μ = 3/4。于是 λ = 1/2。

OP = (1/2)a + (1/4)b。

沿 AN 检验:(1 − 1/2)a + (1/4)b = (1/2)a + (1/4)b,吻合。

第 7 题。 R 在 AB 的延长线上、在 B 之外,AR:RB = 5:2。用 a 和 b 表示 OR。

答案

设 AR 长 5t,RB 长 2t。R 在 B 之外,所以 AB 长 5t − 2t = 3t。于是 AR = (5/3)AB。

OR = a + (5/3)(b − a) = −(2/3)a + (5/3)b。

检验:系数相加等于 1。RB = b − r = (2/3)a − (2/3)b = −(2/3)AB,所以长度比是 5/3 : 2/3 = 5:2。a 的系数为负,说明 R 在 B 之外。

第 8 题。 OA = 2a + b,OB = 4a + 3b,OC = 7a + 6b。证明 A、B、C 共线,并求 AB:BC。

答案

AB = OB − OA = 2a + 2b。BC = OC − OB = 3a + 3b。

所以 BC = (3/2)AB。两个向量平行,B 是公共点,所以 A、B、C 共线。

AB = 2(a + b),BC = 3(a + b),所以 AB:BC = 2:3。

做错了怎么办?

第 1 至 3 题考的是平行向量与共线。第 4 题和第 7 题用到比例:请读图形中的向量比例,以及检查外分比的符号。第 6 题的解法在用两条路线求交点里。

把每个失误记进错题记录,再用限时练习生成器限时重做。想针对最常出错的题型多练几道新题,可以看线上一对一附加数学补习。

常见问题

这份练习应该怎样使用?

每题先写出完整的过程,再打开答案。先做完整套,再回去读做错那几题对应的课。

要不要计时?

一开始不用计时,先把选路线练到不用想。之后限时做两题,看看交点题的代数会不会拖慢你。

做错了,怎样知道错在哪里?

先看你的系数之和是否等于 1,再看正负号是否符合点的位置。错误通常不是路线选错,就是符号写反。

如果你的答案和解答不一样,又找不出原因,一对一的老师可以针对你最常出错的题型,再出新的题目给你练。

  • 为孩子安排线上一对一课程,由经验丰富的老师授课。
  • 第一堂是一小时试听课,RM50 起。学费在预约前就先谈好。
  • 对老师满意就继续上课,每堂约 1.5 小时;不满意可以要求换老师。