製作老師:趙益男 / 基隆女中教師
發行公司:龍騰文化事業股份有限公司
Ch3 平面向量
3-2 平面向量的坐標表示法
甲、向量的坐標表示法
課本頁次: 160
A
O x
y
a平面上任意一個向量
a , 可以將向量
a 平移 , 使其始點落在原點 上 . O 若終點為 A, 則
a OA若 A 點的坐標為 ( , )x y ,
( , ) a x y
記作
則向量
a 的坐標表示法為 (x,y),其中 x 和 y 分別稱為向量
a 的 分量與 分量 . x y( , )x y
(一)向量的坐標表示法
甲、向量的坐標表示法
課本頁次: 161
A
O x
y
a∵ 終點 A 的坐標是唯一
a( , )x y
的坐標表示法是唯一 . 的長度 |
a | OA x2 y2.( , ) a x y
例如
課本頁次: 161
(3, 4) a OA
(1)
a(2) 的 分量為x y 分量為
3 4 (3) | |
a OA = 5
若 A 點的坐標為 (3,4), 且
a OA , 則2 2
3 4
隨堂
課本頁次: 161
(1) (2)
(3) | | OA
4 A BO x
y
120
(4, 0) OA
( 2, 2 3) OB
(4) OA OB
(○) (○) (○) (×)
選出正確的選項:
如右圖, A 在 x 軸上 ,OA OB 4, AOB 120 ,
甲、向量的坐標表示法
課本頁次: 161
(二)向量加減法與係數積的坐標表示
a b
(1) (2) (3) (4)
1 2 1 2
(x x y, y ).
r a
1 1
(rx ry, ).
a a b
(x1 x y2, 1 y2).1 1 2 2
( , ), ( , ) a x y b x y
為實數 , 向量 設 r
1 1
(x , y ).
甲、向量的坐標表示法
課本頁次: 162
a b
(1) (x1 x y2, 1 y2).
1 1 2 2
( , ), ( , ) a x y b x y
為實數 , 向量 設 r
1 1
( , ) A x y
O x
y
2 2
( , ) B x y
( , ) C x y 證 :
a OA
( , ),x y1 12 2
( , ) OB
x y b
作一平行四邊形 OACB 設
CO =
1 2 1 2
0 0
( , ) ( , )
2 2 2 2
x y x x y y
的中點 AB 的中點
a
b甲、向量的坐標表示法
課本頁次: 162
a b
(1) (x1 x y2, 1 y2).
1 1 2 2
( , ), ( , ) a x y b x y
為實數 , 向量 設 r
1 1
( , ) A x y
O x
y
2 2
( , ) B x y
( , ) C x y 證 :
1 2
1 2
0 0
( , ) ( , )
2 2 2 2
x y x x y y
2 1 2
1 , y y . x x x y
( , ) OC
x y
a
b2 1 2
(x1 x , y y ).
甲、向量的坐標表示法
課本頁次: 162
a b
(1) (x1 x y2, 1 y2).
1 1 2 2
( , ), ( , ) a x y b x y
為實數 , 向量 設 r
1 1
( , ) A x y
O x
y
2 2
( , ) B x y
( , ) C x y 證 :
2 1 2
1 , y y . x x x y
( , ) OC
x y
a
b2 1 2
(x1 x , y y ).
1 2 1 2
( , ).
a b OC x x y y
甲、向量的坐標表示法
課本頁次: 162
(2)
為實數 , 向量 設 r
證 :
a OA
( , ),x y1 12 2
( , ) OB
x y r a
設
r a
(rx ry1, 1).O x
y
1 1
( , ) A x y
2 2 1 1
( , ) ( , ) r a
x y rx ry2 2
( , ) B x y
A B
r 0 rOAA rOBB
2 2
1 1
x y OB OB
x y OA OA r
1 1
( , ), a x y
∴
2 1, 2 1
x rx y ry
甲、向量的坐標表示法
課本頁次: 162
(2)
為實數 , 向量 設 r
證 :
a OA
( , ),x y1 12 2
( , ) OB
x y r a
設
r a
(rx ry1, 1).2 2 1 1
( , ) ( , ) r a
x y rx ry r 0 rOAA rOBB
2 2
1 1
x y OB OB
x y OA OA r
1 1
( , ), a x y
∴
2 1, 2 1
x rx y ry
甲、向量的坐標表示法
課本頁次: 162
(3)
為實數 , 向量 設 r
證 : ∵
a (x1, y1).1 1
( , )
a x
r
r ry1 1
( , ), a x y
取 r 1
得
a (x1, y1).甲、向量的坐標表示法
課本頁次: 163
a b
(4) (x1 x y2, 1 y2 ).
1 1 2 2
( , ), ( , ) a x y b x y
為實數 , 向量 設 r
證 :
a b a (
b )1 2 2
1, ) ( , )
(x y x y
1 2 1 2
(x x y, y )
例 1
課本頁次: 163
設向量
a (2, 3),
b (2,3) 及
c ( 1, 3)(1) 在坐標平面上 , 以原點當始點 , ,
a b
與
c .畫出向量
O x
y
(2, 3) A
(2,3) B
( 1, 3) C ,
a OA
, b OB
. c OC
解 :
(8, 6).
例 1
課本頁次: 163
設向量
a (2, 3),
b (2,3) 及
c ( 1, 3)(2) 求
O x
y
(2, 3) A
(2,3) B
( 1, 3) C 解 :
3 a b
及其長度 .3 a b
(2, 3) 3(2, 3)
(2, 3) (6,9)
a
| 3
b | 82 62 10.2 2
4 ( 3) 5.
例 1
課本頁次: 163
設向量
a (2, 3),
b (2,3) 及
c ( 1, 3)(3) 求
O x
y
(2, 3) A
(2,3) B
( 1, 3) C 解 :
2
a b 2 c 及其長度 . 2
a
b 2
c(2, 3)
(2, 3) ( 1, 3)
2 2
(4, 6) (2, 3) ( 2, 6)
(4, 3).
2
a |
b 2
c |2 2 5 ( 4) 3 .
( 4, 3).
隨 1
課本頁次: 163
已知
a ( 1,1),
b (2, 1)求 解 :
2 a
b 及 2
a
b( 1,1) (2, )
2 1
( 2, 2) (2, 1)
2 a
|
b |2
a|
b |向量係數積的基本性質
(1) (r s a )
r a s a . (2) (r s a
) ( ) rs a
.(3) (r a
b ) r a r b . ,r s
a b,設 為實數 , 為任意向量 .
課本頁次: 164
向量係數積的基本性質
證 :
(1) (r sr s a, )
r a s a
a b, .設 為實數 , 為任意向量 .
1 1
( , ), a x y
設
1 1
(r s a )
(r s x y )( , ) (rx1 sx ry1, 1 sy1)1 1 1 1
(rx ry, ) (sx sy, )
1 1 1 1
( , ) ( , ) r x y s x y
. r a s a
課本頁次: 164
向量係數積的基本性質
證 : ,
r s
a b,設 為實數 , 為任意向量 .
1 1
( , ), a x y
設
1 1
( ) ( ( , ))
r s a
r s x y r sx sy( 1, 1)1 1
(rsx rsy, )
1 1
( , ) rs x y
( )rs a .
(2) (r s a
) ( ) rs a
.課本頁次: 164
(3) (r a
b ) r a r b .向量係數積的基本性質
證 : ,
r s
a b,設 為實數 , 為任意向量 .
1 1 2 2
( , ), ( , ), a x y b x y
設
1 2 1 2
( ) ,
r a
b r x x y y
rx1 rx ry2, 1 ry2
1, 1
2, 2
r x y r x y
r a
r b .課本頁次: 164
用兩點的坐標表示向量
2 1 2 1
( , ).
PQ
x x y y若 P Q, 兩點的坐標分別為 ( , ), ( , )x y1 1 x y2 2 , 則
證 : PQ
O x
y Q x y( ,2 2)
( , )1 1
P x y
2 2 1 1
( ,x y ) ( , )x y
2 1 2 1
(x x y, y ).
OQ OP
課本頁次: 164
用兩點的坐標表示向量
若
2 1 2 1
( , ).
PQ
x x y y 兩點的坐標分別為 ,P Q ( , ), ( , )x y1 1 x y2 2 , 則
向量 PQ
的坐標表示法 , 就是「終點 的坐標減去始點 的坐標」 . Q P
課本頁次: 164
例 2
解 :
(1,1), (3, 2)
A B C(4,5)
設 與 為坐標平面上的三點 .
AC
BC
(1) 求向量 與 .
(4 1,5 1) AC
(4 3,5 2) BC
, (3, 4)
. (1, 3)
課本頁次: 164
例 2
解 :
(1,1), (3, 2)
A B C(4,5)
設 與 為坐標平面上的三點 .
(2) 已知ABCD為平行四邊形 , 求 D 點的坐標 .
O x
y
(1,1) A
(3,2) B
(4,5) C
( , ) D x y 設 點的坐標為 D ( , )x y
AD
BC
(x 1, y 1) (1, 3)
1 1, 1 3
x y
2, 4
x y
∴ D 點的坐標為 (2,4)
課本頁次: 164
隨 2
解 :
( 2,5)
P Q
設 及 為坐標平面上的兩點 . 已知
求 Q點的坐標 .
Q
x y,
設 點的坐標為
3 2
PQ
a b 3 2, 1
2 1, 3
4, 9
=
x 2, y 5
5
4 9 2
y x
x 2, y 4
∴ Q 點的坐標為 (2, 4)
2, 1 ,
a
b
1, 3 , PQ
3 a 2 b課本頁次: 165
甲、向量的坐標表示法
(三)兩向量平行的判定
1 1
( , ) a x y
b ( ,x y2 2).設非零向量 與
//
a b
x y1 2 x y2 1若 , 則 ;反之亦成立。
證 :
a // b
a r b r R ( )1 2 2
( , )x1 y r x( , y )
(rx2, ry2 )
2 2
1 , 1 r
x rx y y
1 2 ( 2 ) 2
x y rx y x2(ry2 ) x2 y1.
」
課本頁次: 165
甲、向量的坐標表示法
(三)兩向量平行的判定
//
a b
x y1 2 x y2 1若 , 則 ;反之亦成立。
證 :
」
(1) x y2 2 0 x y1 2 x y2 1
1 1
2 2
( ) x y
r r R x y
/ / a b
且
1 2, 1 2
x rx y ry
1 1 2 2
( , ) ( , ) a x y rx ry
2 2
( , )
r x y r b
課本頁次: 165
1 1
( , ) a x y
b ( ,x y2 2).設非零向量 與
甲、向量的坐標表示法
(三)兩向量平行的判定
//
a b
x y1 2 x y2 1若 , 則 ;反之亦成立。
證 :
」
(2) x y2 2 0 (x2 0, y2 0) (或 x2 0, y2=0)
x2 0, y2 0 且 x y1 2 x y2 1
1 0
x
a (0, ) / /y1
b (0, y2)課本頁次: 165
1 1
( , ) a x y
b ( ,x y2 2).設非零向量 與
甲、向量的坐標表示法
(三)兩向量平行的判定
//
a b
x y1 2 x y2 1若 , 則 ;反之亦成立。
證 :
」
(2) x y2 2 0 (x2 0, y2 0) (或 x2 0, y2=0)
x2 0, y2 0 且 x y1 2 x y2 1
1 0
y
a ( , 0) / /x1
b ( , 0)x2課本頁次: 165
1 1
( , ) a x y
b ( ,x y2 2).設非零向量 與
例 3
解 :
滿足 (
a t b ) // c , 求 t 的值 .已知
a (1, 2),
b (2,3),
c (3, 4), 且實數 t(1, 2) (2,3) (1 2 , 2 3 ) a t b t t t
(
a t b ) // c 1 2 2 33 4
t t
4 8t 6 9t
2
t
課本頁次: 166
隨 3
解 :
(1,1), (2, 4), ( , 9)
A B C x 共線﹐
已知坐標平面上三點
(1) 問:向量 AB
與 AC
2 1, 4 1
AB
1, 5
1, 9 1
AC
x
x 1, 10
(1) 是平行﹒(2)
5 1
0
1 1
x
//
AB AC
∴(2) 求實數 x 的值﹒
課本頁次: 166
是否平行?
1
2 x 3
∵ A,B,C 三點共線 AB AC
//甲、向量的坐標表示法
(四)向量的線性組合
可以將一向量表成兩給定不平行向量的線性組合。
當向量以坐標表示時,利用代數的運算,
課本頁次: 166
例 4
解 :
(4,5) c
將向量 表成兩不平行向量
(1, 2) a
與
b (2,1) 的線性組合。c
x
a y b ( ,x y R )設
4,5 x
1, 2 y
2,1
2 4
2 5
x y x y
2, y 1
x ∴
c 2 a b
x 2 , 2y x y
課本頁次: 166
隨 4
解 :
(7, 4) c
已知向量
a (2,1),
b ( 1, 2) 與求實數 x, y 的值使得
c x a y b .c x a y b
設
7, 4
x
2,1 y
1, 2
2x y x, 2y
2 7
2 4
x y x y
2, 3
x y
課本頁次: 166
O x y
例 5
解 :
0, 0 ,
3, 0 , 1, 2O A B
已知 為坐標平面上三點。
OP
P標出向量 之終點 的區域:
OP
x OA y OB設 , 試依下列各指定範圍
(1) x 1, y 1
(3,0) A
(4,2) (1,2) Q
B P(4,2)
P OAQB Q
4, 2
終點 恰為平行四邊形 的頂點
課本頁次: 167
例 5
解 :
0, 0 ,
3, 0 , 1, 2O A B
已知 為坐標平面上三點。
OP
P標出向量 之終點 的區域:
OP
x OA y OB設 , 試依下列各指定範圍
(2) x 1, 0 y 1
P OAQB AQ
終點 的範圍為平行四邊形 的一邊
(3,0) A
(4,2) (1,2) Q
B
O x
y
課本頁次: 167
O x y
例 5
解 :
0, 0 ,
3, 0 , 1, 2O A B
已知 為坐標平面上三點。
OP
P標出向量 之終點 的區域:
OP
x OA y OB設 , 試依下列各指定範圍
(3) 0 x 1, 0 y 1
(3,0) A
(4,2) (1,2) Q
B
P OAQB
終點 的範圍為平行四邊形 的區域 ( 含邊界 )
課本頁次: 167
O x y
隨 5
解 :
0, 0 ,
3, 0 , 1, 2O A B
已知 為坐標平面上三點。
OP
P標出向量 之終點 的區域:
OP
x OA y OB設 , 試依下列各指定範圍
(1) 1 x 1, 0 y 1
(3,0) A
(4,2) (1,2) Q
B
P AQDC
終點 的範圍為平行四邊形 的區域 ( 含邊界 ) ( 3,0)
C
( 2,2) D
課本頁次: 167
O x y
隨 5
解 :
0, 0 ,
3, 0 , 1, 2O A B
已知 為坐標平面上三點。
OP
P標出向量 之終點 的區域 OP
x OA y OB設 , 試依下列各指定範圍
(1) 1 x 1, 0 y 1
(3,0) A
(4, )2 Q
( 3,0) C
( 2,2) D
,並求其面積:
區域面積 (3 ( )3 ) (2 0) 6 2 12
課本頁次: 167
O x y
隨 5
解 :
OP
P標出向量 之終點 的區域:
OP
x OA y OB設 , 試依下列各指定範圍
(2) 1 x 1, 1 y 1
(3,0) A
(4,2) (1,2) Q
B
P CEQD
終點 的範圍為平行四邊形 的區域 ( 含邊界 ) ( 2,2)
D
( 4, 2)
C E(2, 2)
課本頁次: 167
O x y
隨 5
解 :
OP
P標出向量 之終點 的區域,並求其面積:
OP
x OA y OB設 , 試依下列各指定範圍
(2) 1 x 1, 1 y 1
(4, )2 ( 2,2) Q
D
( 4, 2)
C E(2,2)
區域面積 (2 (4)) (2 (2)) 6 4 24
課本頁次: 167
甲、向量的坐標表示法
課本頁次: 168
(五)分點坐標公式
證 :
為坐標平面上的兩點﹒
1, 1
A x y 與 B
x y2, 2
設
若點 P
x y,
在線段 AB 上﹐且 AP PB: m : n﹐ 則P 點的坐標為 nx1 mx ny2 , 1 my2
m n m n
m
m A
AP n B
1 1
( , )x y ( , )x y ( ,x y2 2)
m n
A P B
甲、向量的坐標表示法
課本頁次: 168
(五)分點坐標公式
證 : m
m A
AP n B
1 1
( , )
AP
x x y y 2 1 2 1
( , )
AB
x x y y﹐
∴
1 1 2 1 2 1
( , ) m ( , )
x x y y x x y y
m n
1 m ( 2 1)
x x x
x m n
1 2
m x
m n x n
1 1
( , )x y ( , )x y ( ,x y2 2)
m n
A P B
1 m ( 2 1)
y y y
y m n
1 2
m y
m n y n
例 6
解 :
課本頁次: 169
2,5A B
3,0
設 ﹐ 為坐標平面上的兩點﹐
P 點為直線 AB 上一點﹐且 AP PB: 2 : 3 在線段 上﹐求 點坐標﹒
(1) P AB P
2 ( 3) 3 2 3
x 2
0
(2,5) ( , ) x y ( 3,0)
2 3
A P B
3 5 2
3 0
y 2
3
﹐
∴ P 點坐標為 (0,3)
例 6
解 :
課本頁次: 169
2,5A B
3,0
設 ﹐ 為坐標平面上的兩點﹐
P 點為直線 AB 上一點﹐且 AP PB: 2 : 3 不在線段 上﹐求 點坐標﹒
(2) P AB P
2 ( 3) 1 2 1
2 x
6 3 x
( , ) x y (2,5) ( 3,0)
2 1
P A B
5 2 0 1
2 1
y
3
y
∴ P 點坐標為(12,15) 36 x 6
x 12 15
y
隨 6
解 :
課本頁次: 169
2, 1
﹐A B
1,5
設 為坐標平面上的兩點﹐
P 點為線段 AB 上一點﹐且 AP PB: 1: 2 求 點坐標﹒ P
1 ( 1) 2 2 2
x 1
1
(2, 1) ( , ) x y ( 1,5)
1 2
A P B
2 ( 1) 1 5
1 2
y
1
﹐
∴ P 點坐標為 (1,1)
例 7
解 :
課本頁次: 170
設 △ ABC 三頂點的坐標分別為 A x y
1, 1
﹐
2, 2
B x y ﹐ C x y
3, 3
G 是 △ ABC 的重心﹐求 點坐標﹒ G
﹐
A
B C
2 B C
2 1
G G
2 1
2
B C A
2 1 3
A B C
∴ G 點坐標為
1 2 3 1 2 3
( , )
3 3
x x x y y y
隨 7
解 :
課本頁次: 170
設已知 A
3,2 ﹐ B
2,1
和 C
5,6△ ABC 的重心坐標﹒
3 ( 2) 5 2 1 6
( , )
3 3
為坐標平面上的三點﹐求
重心坐標為
(2,3)
乙、直線的參數式
課本頁次: 170
O x
y
v L( 1,2)
A B(2,3) ( , )
P x y ( 1, 2) / / (2,3)
AP
x y
v ,AP t v t R
(x 1, y 2) t(2,3)
1 2 2 3
x t
y t
1 2 , 2 3
x t
y t t R
乙、直線的參數式
課本頁次: 171
設直線 L 通過點 A x y ﹐ 且與非零向量
0, 0 v ( , )a b
平行﹒若 P x y為直線 L 上任一點﹐則 x 與 y 會滿足
,
0 0
x x at , y y bt t R
反之﹐平面上坐標滿足上式的點都在直線 L 上﹒
我們稱此式為直線 L 的參數式﹐ t 為參數﹐而向量
v 稱為直線 L 的方向向量﹒例 8
解 :
課本頁次: 171
2,1A B
1,3
設 L 為通過 ﹐ 兩點的直線﹒
求直線 L 的參數式﹒
(1)
( 3,2) / / v AB L
﹐ 且
2,1∵ L 通過點 A
∴ 直線 L 的參數式為 2 3
( ) 1 2
x t
y t t R
在 L 上找出異於 A, B 的第三個點﹒
(2)
解 :∵ L 上任一點的坐標﹐都可表示成
2 3 ,1 2 t t
令 t 對應的點 2 ( 4,5) 在 L 上﹒
例 8
解 :
課本頁次: 171
2,1A B
1,3
設 L 為通過 ﹐ 兩點的直線﹒
求直線 L 的參數式﹒
(1)
( 3,2) / / v AB L
﹐ 且
2,1∵ L 通過點 A
∴ 直線 L 的參數式為 2 3
( ) 1 2
x t
y t t R
1,3
B
∵ L 也通過點
∴ 直線 L 的參數式為 1 3
( ) 3 2
x t
y t t R
所以直線的參數式表示法不是唯一的﹒
隨 8
解 :
課本頁次: 172
3,6A 且點
﹐ 在 L 上﹐
已知直線 L 的參數式為 1
( ) 2 4
x at
y t t R
求 a 的值﹒
1 2 4 3
6
at t
將點 A 代入 L 得 ‚
由得 t 1 ﹐ 代入得 a 4
例 9
解 :
課本頁次: 172
化成直線的一般式﹒
將直線 的參數式 2 3 ﹐
( ) 4 5
x t
y t t R
2 3 4 5
x t
y t
令 ‚
由 ×5+ ×3﹐
得直線的方程式為 5x 3y 22 消去 t ﹐
即 5x 3y 22 0
隨 9
解 :
課本頁次: 173
的交點坐標﹒
二直線 ﹐ 2 2
: ( )
3 2
x t
L t R
y t
2
: 2
3 2
x t
L y t
令 ‚
由 ×2+ 又由
2x y 1 得
﹐ 解得
1 : x 3y 8 0 L 求 與 L1 L2
8 1 3
2x x
y y
x 1, y 3 的交點坐標為
故 L1與 L2
1, 3
例 10
解 :
課本頁次: 173
求 L 的一個參數式﹒
已知直線 L : 3x 2 y 5﹐
(2,3) / / v AB L
﹐ 且
1, 1
A
∵ L 通過點
∴ 直線 L 的參數式為
1 2 ( ) 1 3
x t
y t t R
在直線 L 上取 A
1, 1 ,
B 3,2 兩點﹒隨 10
解 :
課本頁次: 173
的一個參數式為 設直線 L : 3x 2y 1 0
3 ( ) 3
x at y b t t R
﹐求實數 a , b 的值﹒
3 3 2b 1 0 b 4
1 (3 ,7)
t 點 a
令 在直線 L 上
0 (3, ) t 點 b
令 在直線 L 上
3 (3 a) 2 7 1 0 a 2
離開確認
你確定要離開嗎?