2.5 向量的应用 [学习目标] 1.能运用平面向量的知识解决一些简单的几何问题与简单的物理问题.2.掌握两种基本方法——选择基向量法和建系坐标法.3.通过对一些典型问题的研究和讨论,进一步复习巩固平面向量的基础知识、基本方法.[知识链接]1.向量可以解决哪些常见的几何问题?答 (1)解决直线平行、垂直、线段相等、三点共线、三线共点等位置关系.(2)解决有关夹角、长度及参数的值等的计算或度量问题.2.用向量方法解决平面几何问题的“三步曲”是怎样的?答 (1)建立平面几何与向量的联系,用向量表示问题中涉及的几何元素,将平面几何问题转化为向量问题;(2)通过向量运算,研究几何元素之间的关系,距离,夹角等问题;(3)把运算结果“翻译”成几何关系.[预习导引]1.向量方法在几何中的应用(1)证明线段平行问题,包括相似问题,常用向量平行(共线)的等价条件:a∥b(b≠0)⇔a=λb⇔x1y2- x 2y1= 0 .(2)证明垂直问题,如证明四边形是矩形、正方形等,常用向量垂直的等价条件:非零向量a,b,a⊥b⇔a·b=0⇔x1x2+ y 1y2= 0 .(3)求夹角问题,往往利用向量的夹角公式 cos θ== .(4)求线段的长度或证明线段相等,可以利用向量的线性运算、向量模的公式:|a|=.2.向量方法在物理中的应用(1)力、速度、加速度、位移都是向量.(2)力、速度、加速度、位移的合成与分解就是向量的加、减运算,运动的叠加亦用到向量的合成.(3)动量 mν 是数乘向量.(4)功即是力 F 与所产生位移 s 的数量积.要点一 向量在平面几何中的应用例 1 如图,已知 O 为△ABC 所在平面内一点,且满足|OA|2+|BC|2=|OB|2+|CA|2=|OC|2+|AB|2,求证:O 为△ABC 的垂心.证明 设OA=a,OB=b,OC=c,则BC=c-b,CA=a-c,AB=b-a,由题设:|OA|2+|BC|2=|OB|2+|CA|2=|OC|2+|AB|2,化简:a2+(c-b)2=b2+(a-c)2=c2+(b-a)2,得 c·b=a·c=b·a,从而AB·OC=(b-a)·c=b·c-a·c=0,∴AB⊥OC.同理BC⊥OA,CA⊥OB,所以 O 为△ABC 的垂心.规律方法 垂直问题的解决,一般的思路是将目标线段的垂直转化为向量的内积为零,而在此过程中,则需运用线性运算,将目标向量用基底表示,通过基底的内积运算式使问题获解.跟踪演练 1 如图,点 O 是△ABC 的外心,E 为三角形内一点,满足OE=OA+OB+OC,求证:AE⊥BC.证明 O 为外心,∴|OC|=|OB|. BC=OC-OB,AE=OE-OA=(OA+OB+OC)-OA=OB+OC,∴AE·BC=(...