6.1.1 向量的实际背景与概念+6.1.2 向量的几何表示+6.1.3 相等向量与共线向量

一、刷基础

1.下列量中是向量的为(      )

A.课桌的高度

B.一段路程的千米数

C.上课时老师敲击黑板的频率

D.小汽车受到路面的弹力

答案:D
解析:

因为向量是既有大小,又有方向的量,而高度、千米数、频率只有大小,没有方向,弹力既有大小,又有方向,所以弹力是向量.故选 $ \mathrm{D} $ .


2.(多选)下列说法正确的是(      )(多选)

A.任一非零向量都可以平行移动

B.相等向量的方向相同

C.零向量都相等

D.同向的两个向量可以比较大小

答案:ABC
解析:

对于选项 $ \mathrm{A} $ ,因为同方向且模相等的向量相等,与位置无关,故任一非零向量都可以平行移动,所以选项 $ \mathrm{A} $ 正确;

对于选项 $ \mathrm{B} $ ,因为相等向量是方向相同,长度相等的向量,所以选项 $ \mathrm{B} $ 正确;

对于选项 $ \mathrm{C} $ ,零向量都相等,所以选项 $ \mathrm{C} $ 正确;

对于选项 $ \mathrm{D} $ ,向量不能比较大小,向量的模可以比较大小,所以选项 $ \mathrm{D} $ 错误,故选 $ \mathrm{A}\mathrm{B}\mathrm{C} $ .


3.如图,在 $ \odot O $ 中,向量 $ \overrightarrow {BO} $ , $ \overrightarrow {OC} $ , $ \overrightarrow {OA} $ 是(      )

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A.有相同起点的向量

B.模相等的向量

C.共线向量

D.相等向量

答案:B
解析:

对于 $ \mathrm{A} $ ,根据题中图形,可得向量 $ \overrightarrow {BO} $ , $ \overrightarrow {OC} $ , $ \overrightarrow {OA} $ 不是有相同起点的向量,故 $ \mathrm{A} $ 错误;

对于 $ \mathrm{B} $ ,因为 $ O $ 是圆心,点 $ A $ , $ B $ , $ C $ 都在圆 $ O $ 上,所以向量 $ \overrightarrow {BO} $ , $ \overrightarrow {OC} $ , $ \overrightarrow {OA} $ 的模是相等的,故 $ \mathrm{B} $ 正确;

对于 $ \mathrm{C} $ ,共线向量是方向相同或者相反的向量,故 $ \mathrm{C} $ 错误;

对于 $ \mathrm{D} $ ,相等的向量指的是大小相等,方向相同的向量,故 $ \mathrm{D} $ 错误.

故选 $ \mathrm{B} $ .


4.(多选)下列说法不正确的是(      )(多选)

A.向量的模是一个正实数

B.零向量没有方向

C.单位向量的模等于1个单位长度

D.零向量就是实数0

答案:ABD
解析:

对于 $ \mathrm{A} $ ,零向量的模等于零,故 $ \mathrm{A} $ 错误;

对于 $ \mathrm{B} $ ,零向量有方向,其方向是任意的,故 $ \mathrm{B} $ 错误;

对于 $ \mathrm{C} $ ,根据单位向量的定义可知, $ \mathrm{C} $ 正确;

对于 $ \mathrm{D} $ ,零向量有大小还有方向,而实数0只有大小没有方向,故 $ \mathrm{D} $ 错误.故选 $ \mathrm{A}\mathrm{B}\mathrm{D} $ .


5.(多选)下列说法正确的是(      )(多选)

A.向量 $ \overrightarrow {AB} $ 与向量 $ \overrightarrow {BA} $ 的长度相等

B.两个有共同起点,且长度相等的向量,它们的终点相同

C.零向量的长度都为0

D.两个单位向量的长度相等

答案:ACD
解析:

向量 $ \overrightarrow {AB} $ 与向量 $ \overrightarrow {BA} $ 互为相反向量,所以长度相等,故 $ \mathrm{A} $ 正确;两个有共同起点,且长度相等的向量,它们的方向不一定相同,终点也不一定相同,故 $ \mathrm{B} $ 错误;零向量的长度都是0,故 $ \mathrm{C} $ 正确;单位向量的长度都是1,故 $ \mathrm{D} $ 正确.故选 $ \mathrm{A}\mathrm{C}\mathrm{D} $ .


6.已知在边长为2的菱形 $ ABCD $ 中, $ \mathrm{\angle }ABC={60}^{\circ } $ ,则 $ |\overrightarrow {BD}|= $ (      )

A. 1

B. $ \sqrt{3} $

C. 2

D. $ 2\sqrt{3} $

答案:D
解析:

易知 $ AC\perp BD $ ,且 $ \mathrm{\angle }ABD={30}^{\circ } $ .设 $ AC $ 与 $ BD $ 交于点 $ O $ ,则 $ AO=\dfrac{1}{2}AB=1 $ .在 $ \mathrm{R}\mathrm{t}△ABO $ 中,易得 $ BO=\sqrt{3} $ ,则 $ BD=2\sqrt{3} $ ,所以 $ |\overrightarrow {BD}|=2\sqrt{3} $ .故选D.


7.中国象棋中规定:马走“日”字,象走“田”字.如图,在中国象棋的半个棋盘 $ (4×8 $ 的矩形中每个小方格都是单位正方形 $ ) $ 中,若马在 $ A $ 处,可跳到 $ {A}_{1} $ 处,也可跳到 $ {A}_{2} $ 处,用向量 $ \overrightarrow {A{A}_{1}} $ , $ \overrightarrow {A{A}_{2}} $ 表示马走了“一步”.若马在 $ B $ 处或 $ C $ 处,则以 $ B $ , $ C $ 为始点表示马走了“一步”的向量共有    个.

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答案:

11

解析:

此题中,马在 $ A $ 处有两条路可走,在 $ B $ 处有三条路可走,在 $ C $ 处有八条路可走.如图,以 $ B $ 为起点作有向线段表示马走了“一步”的向量,符合题意的共3个;以 $ C $ 为起点作有向线段表示马走了“一步”的向量,符合题意的共8个.所以共有11个.

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8.在如图的方格纸中,小方格的边长为1,画出下列向量.

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(1) $ |\overrightarrow {OA}|=3 $ ,点 $ A $ 在点 $ O $ 的正西方向;

(2) $ |\overrightarrow {OB}|=3\sqrt{2} $ ,点 $ B $ 在点 $ O $ 的北偏西 $ {45}^{\circ } $ 方向;

(3) 根据(1)(2),作出向量 $ \overrightarrow {AB} $ 并求 $ |\overrightarrow {AB}| $ 的值.

答案:

(1) 因为 $ |\overrightarrow {OA}|=3 $ ,点 $ A $ 在点 $ O $ 的正西方向,所以向量 $ \overrightarrow {OA} $ 如图所示.

(2) 因为 $ |\overrightarrow {OB}|=3\sqrt{2} $ ,点 $ B $ 在点 $ O $ 的北偏西 $ {45}^{\circ } $ 方向,所以向量 $ \overrightarrow {OB} $ 如图所示.

(3) 向量 $ \overrightarrow {AB} $ 如图所示, $ |\overrightarrow {AB}|=3 $ .

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解析:

9.下列向量的概念错误的是(      )

A.长度为0的向量是零向量,零向量的方向是任意的

B.零向量和任何向量都是共线向量

C.相等向量一定是共线向量,但共线向量不一定相等

D.“ $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{b} $ ”的充要条件是“ $ \boldsymbol{a} $ 与 $ \boldsymbol{b} $ 方向相同”

答案:D
解析:

对于 $ \mathrm{A} $ ,零向量的长度为0,且方向是任意的,故 $ \mathrm{A} $ 正确;

对于 $ \mathrm{B} $ ,规定零向量与任意向量共线,故 $ \mathrm{B} $ 正确;

对于 $ \mathrm{C} $ ,相等向量的模和方向都相同,故相等向量一定是共线向量,但共线向量是方向相同或者相反的两个向量,模不一定相等,故共线向量不一定相等, $ \mathrm{C} $ 正确;

对于 $ \mathrm{D} $ , $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{b} $ 时, $ \boldsymbol{a} $ , $ \boldsymbol{b} $ 有可能方向相反,故 $ \mathrm{D} $ 错误.故选 $ \mathrm{D} $ .


10.下列命题错误的是(      )

A.“ $ |\boldsymbol{a}|=|\boldsymbol{b}| $ ”是“ $ \boldsymbol{a}=\boldsymbol{b} $ ”的必要不充分条件

B.若 $ \boldsymbol{a} $ 与 $ \boldsymbol{b} $ 都是单位向量,则 $ \boldsymbol{a}=\boldsymbol{b} $

C.方向相反的两个非零向量一定共线

D.若 $ \boldsymbol{a}=\boldsymbol{b} $ , $ \boldsymbol{b}=\boldsymbol{c} $ ,则 $ \boldsymbol{a}=\boldsymbol{c} $

答案:B
解析:

对于 $ \mathrm{A} $ ,若 $ \boldsymbol{a}=\boldsymbol{b} $ ,则 $ |\boldsymbol{a}|=|\boldsymbol{b}| $ ,反之若 $ |\boldsymbol{a}|=|\boldsymbol{b}| $ ,则 $ \boldsymbol{a} $ , $ \boldsymbol{b} $ 可能不相等,

故“ $ |\boldsymbol{a}|=|\boldsymbol{b}| $ ”是“ $ \boldsymbol{a}=\boldsymbol{b} $ ”的必要不充分条件,故 $ \mathrm{A} $ 正确;

对于 $ \mathrm{B} $ ,若 $ \boldsymbol{a} $ 与 $ \boldsymbol{b} $ 都是单位向量,则 $ |\boldsymbol{a}|=|\boldsymbol{b}|=1 $ ,不一定有 $ \boldsymbol{a}=\boldsymbol{b} $ ,故 $ \mathrm{B} $ 错误;

对于 $ \mathrm{C} $ ,方向相反的两个非零向量必定平行,所以方向相反的两个非零向量一定共线, $ \mathrm{C} $ 正确;

对于 $ \mathrm{D} $ , $ \boldsymbol{a}=\boldsymbol{b} $ , $ \boldsymbol{b}=\boldsymbol{c} $ ,则 $ \boldsymbol{a}=\boldsymbol{c} $ ,故 $ \mathrm{D} $ 正确.故选 $ \mathrm{B} $ .


11.(多选)下列能使 $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{b} $ 成立的充分条件是(      )(多选)

A. $ \boldsymbol{a}=\boldsymbol{b} $

B. $ |\boldsymbol{a}|=|\boldsymbol{b}| $

C. $ \boldsymbol{a} $ 与 $ \boldsymbol{b} $ 方向相反

D. $ |\boldsymbol{a}|=0 $ 或 $ |\boldsymbol{b}|=0 $

答案:ACD
解析:

对于 $ \mathrm{A} $ ,由 $ \boldsymbol{a}=\boldsymbol{b} $ ,可得 $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{b} $ ,所以 $ \mathrm{A} $ 符合题意;

对于 $ \mathrm{B} $ , $ |\boldsymbol{a}|=|\boldsymbol{b}|\ne 0 $ 时,向量 $ \boldsymbol{a} $ 与 $ \boldsymbol{b} $ 的方向不一定相同或相反,所以 $ \boldsymbol{a} $ 与 $ \boldsymbol{b} $ 不一定共线,所以 $ \mathrm{B} $ 不符合题意;

对于 $ \mathrm{C} $ ,由 $ \boldsymbol{a} $ 与 $ \boldsymbol{b} $ 方向相反,可得向量 $ \boldsymbol{a} $ 与 $ \boldsymbol{b} $ 共线,所以 $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{b} $ ,所以 $ \mathrm{C} $ 符合题意;

对于 $ \mathrm{D} $ ,由 $ |\boldsymbol{a}|=0 $ 或 $ |\boldsymbol{b}|=0 $ ,可得 $ \boldsymbol{a}=0 $ 或 $ \boldsymbol{b}=0 $ ,即向量 $ \boldsymbol{a} $ 与 $ \boldsymbol{b} $ 至少有一个为 $ 0 $ ,

可得 $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{b} $ ,所以 $ \mathrm{D} $ 符合题意.故选 $ \mathrm{A}\mathrm{C}\mathrm{D} $ .


12.在正六边形 $ ABCDEF $ 中,设 $ \overrightarrow {OA}=\boldsymbol{a} $ ,则下列向量中与 $ \boldsymbol{a} $ 不共线的是(      )

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A. $ \overrightarrow {CB} $

B. $ \overrightarrow {EF} $

C. $ \overrightarrow {OC} $

D. $ \overrightarrow {DO} $

答案:C
解析:

因为共线向量是指向量所在直线共线或平行的向量, $ O $ 为正六边形 $ ABCDEF $ 的中心,所以 $ \overrightarrow {CB} $ 与 $ \overrightarrow {OA} $ 所在直线平行,所以是共线向量,故 $ \mathrm{A} $ 不符合题意;

$ \overrightarrow {EF} $ 与 $ \overrightarrow {OA} $ 所在直线平行,所以是共线向量,故 $ \mathrm{B} $ 不符合题意;

$ \overrightarrow {OC} $ 与 $ \overrightarrow {OA} $ 所在直线既不共线也不平行,所以不是共线向量,故 $ \mathrm{C} $ 符合题意;

$ \overrightarrow {DO} $ 与 $ \overrightarrow {OA} $ 所在直线共线,所以是共线向量,故 $ \mathrm{D} $ 不符合题意.故选 $ \mathrm{C} $ .


13.(多选)下列说法中正确的是(      )(多选)

A. $ |\overrightarrow {AB}| $ 与线段 $ AB $ 的长度不相等

B.零向量是最小的向量

C.若四边形 $ ABCD $ 满足 $ \overrightarrow {AB}=\overrightarrow {DC} $ ,则四边形 $ ABCD $ 是平行四边形

D.单位向量的长度为1

答案:CD
解析:

$ |\overrightarrow {AB}| $ 与线段 $ AB $ 的长度相等,故 $ \mathrm{A} $ 错误;

对于 $ \mathrm{B} $ ,向量不能比较大小,故 $ \mathrm{B} $ 错误;

对于 $ \mathrm{C} $ , $ \overrightarrow {AB}=\overrightarrow {DC} $ ,则 $ |\overrightarrow {AB}|=|\overrightarrow {DC}| $ ,且 $ AB//CD $ ,故四边形 $ ABCD $ 为平行四边形,故 $ \mathrm{C} $ 正确;

对于 $ \mathrm{D} $ ,根据单位向量的定义知,单位向量的长度为1,故 $ \mathrm{D} $ 正确.故选 $ \mathrm{C}\mathrm{D} $ .


14.如图, $ E $ , $ F $ , $ G $ 依次是正三角形 $ ABC $ 的边 $ AB $ , $ BC $ , $ AC $ 的中点.

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(1) 在以 $ A $ , $ B $ , $ C $ , $ E $ , $ F $ , $ G $ 为起点或终点的向量中,找出与向量 $ \overrightarrow {EF} $ 共线的向量;

(2) 在以 $ A $ , $ B $ , $ C $ 为起点,以 $ E $ , $ F $ , $ G $ 为终点的向量中,找出与向量 $ \overrightarrow {GF} $ 的模相等的向量;

(3) 在以 $ E $ , $ F $ , $ G $ 为起点,以 $ A $ , $ B $ , $ C $ 为终点的向量中,找出与向量 $ \overrightarrow {EG} $ 相等的向量.

答案:

(1) 因为 $ E $ , $ F $ 分别为 $ AB $ , $ BC $ 的中点,所以 $ EF//AC $ ,且 $ EF=\dfrac{1}{2}AC $ ,所以与向量 $ \overrightarrow {EF} $ 共线的向量是 $ \overrightarrow {AG} $ , $ \overrightarrow {AC} $ , $ \overrightarrow {GA} $ , $ \overrightarrow {GC} $ , $ \overrightarrow {CG} $ , $ \overrightarrow {CA} $ , $ \overrightarrow {FE} $ .

(2) 因为 $ △ABC $ 是正三角形,所以 $ AB=AC=BC $ ,

又 $ E $ , $ F $ , $ G $ 依次是 $ △ABC $ 的边 $ AB $ , $ BC $ , $ AC $ 的中点,所以 $ AE=EB=GF=EF=GC=AG=BF=FC=EG $ ,

所以在以 $ A $ , $ B $ , $ C $ 为起点,以 $ E $ , $ F $ , $ G $ 为终点的向量中,

与向量 $ \overrightarrow {GF} $ 的模相等的向量为 $ \overrightarrow {AE} $ , $ \overrightarrow {AG} $ , $ \overrightarrow {BE} $ , $ \overrightarrow {BF} $ , $ \overrightarrow {CG} $ , $ \overrightarrow {CF} $ .

(3) 在以 $ E $ , $ F $ , $ G $ 为起点,以 $ A $ , $ B $ , $ C $ 为终点的向量中,与向量 $ \overrightarrow {EG} $ 相等的向量为 $ \overrightarrow {FC} $ .

解析:

15.下列说法正确的是(      )

A. $ \overrightarrow {AB}//\overrightarrow {CD} $ 就是 $ \overrightarrow {AB} $ 所在的直线平行于 $ \overrightarrow {CD} $ 所在的直线

B.长度相等的向量叫做相等向量

C.有向线段可以表示向量但不是向量,且向量也不是有向线段

D.共线向量是在一条直线上的向量

答案:C
解析:

$ \overrightarrow {AB}//\overrightarrow {CD} $ 包含两种情况,一种是 $ \overrightarrow {AB} $ 所在直线平行于 $ \overrightarrow {CD} $ 所在直线,另一种是 $ \overrightarrow {AB} $ 所在直线与 $ \overrightarrow {CD} $ 所在直线重合,故 $ \mathrm{A} $ 错误;长度和方向都相等的向量才叫做相等向量,故 $ \mathrm{B} $ 错误;由向量的定义知,向量有大小、方向两个要素,而有向线段有起点、方向、长度三个要素,故 $ \mathrm{C} $ 正确;共线向量有可能在同一条直线上,也有可能不在同一条直线上,故 $ \mathrm{D} $ 错误.


16.(多选)下列说法错误的是(      )(多选)

A.两个有共同起点且相等的向量,其终点可能不同

B.若非零向量 $ \overrightarrow {AB} $ 与 $ \overrightarrow {CD} $ 是共线向量,则 $ A $ , $ B $ , $ C $ , $ D $ 四点共线

C.若 $ |\boldsymbol{a}|\ne |\boldsymbol{b}| $ ,则 $ \boldsymbol{a} $ 与 $ \boldsymbol{b} $ 可能是共线向量

D.若 $ \boldsymbol{a}\ne \boldsymbol{b} $ ,则 $ |\boldsymbol{a}|\ne |\boldsymbol{b}| $

答案:ABD
解析:

对于 $ \mathrm{A} $ ,两个有共同起点且相等的向量,其终点相同, $ \mathrm{A} $ 错误;

对于 $ \mathrm{B} $ ,在平行四边形 $ ABCD $ 中, $ \overrightarrow {AB} $ 与 $ \overrightarrow {CD} $ 共线,但 $ A $ , $ B $ , $ C $ , $ D $ 四点不共线, $ \mathrm{B} $ 错误;

对于 $ \mathrm{C} $ , $ |\boldsymbol{a}|\ne |\boldsymbol{b}| $ 只能说明 $ \boldsymbol{a} $ , $ \boldsymbol{b} $ 的模不相等,它们的方向可能相同或相反, $ \mathrm{C} $ 正确;

对于 $ \mathrm{D} $ ,两个向量的模相等,方向不同时,满足 $ \boldsymbol{a}\ne \boldsymbol{b} $ ,且 $ |\boldsymbol{a}|=|\boldsymbol{b}| $ , $ \mathrm{D} $ 错误.故选 $ \mathrm{A}\mathrm{B}\mathrm{D} $ .


17.给出下列四个说法:①若 $ |\boldsymbol{a}|=0 $ ,则 $ \boldsymbol{a}=0 $ ;②若 $ |\boldsymbol{a}|=0 $ ,则 $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{b} $ ;③若 $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{b} $ ,则 $ \boldsymbol{a} $ 与 $ \boldsymbol{b} $ 的方向相同或相反;④若 $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{b} $ , $ \boldsymbol{b}//\boldsymbol{c} $ ,则 $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{c} $ .其中错误的说法有(      )

A.1个

B.2个

C.3个

D.4个

答案:C
解析:

对于①,若 $ |\boldsymbol{a}|=0 $ ,则 $ \boldsymbol{a}=0 $ ,故①错误;

对于②,若 $ |\boldsymbol{a}|=0 $ ,则 $ \boldsymbol{a}=0 $ 且 $ \boldsymbol{a} $ 与任意向量平行,则 $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{b} $ ,故②正确;

对于③,若 $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{b} $ ,且 $ \boldsymbol{a}=0 $ ,因为零向量的方向是任意的,则 $ \boldsymbol{a} $ 与 $ \boldsymbol{b} $ 的方向不一定相同或相反,只有当 $ \boldsymbol{a}\ne 0 $ , $ \boldsymbol{b}\ne 0 $ 时,若 $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{b} $ ,则 $ \boldsymbol{a} $ 与 $ \boldsymbol{b} $ 的方向相同或相反,故③错误;

对于④,若 $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{b} $ , $ \boldsymbol{b}//\boldsymbol{c} $ ,由于当 $ \boldsymbol{b}=0 $ 时,不能保证 $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{c} $ ,只有当 $ \boldsymbol{b}\ne 0 $ 时,才一定有 $ \boldsymbol{a}//\boldsymbol{c} $ ,故④错误.故选 $ \mathrm{C} $ .