平面向量中基本概念常见错误剖析

2016-03-05 03:29翟爱国
新高考·高一数学 2016年1期
关键词:共线重合实数

翟爱国

由于平面向量的概念、性质、运算较多,且易与实数有关的性质和运算混淆,因而造成同学们对某些基本概念或公式的认识较模糊,使同学们的解题思维走入思维定势、类比不当等误区,下面对平面向量基本概念的常见错误进行分类剖析。

一、忽视零向量的特殊性

例1 a,b是任意向量,给出下列命题:

①若a与b共线,b与c共线,则a与c共线;

②|a|+|b|=|a+b|成立的充要条件是a与b同向共线;

③若a与b共线,则有且仅有一个实数λ,使a=λb;

④若a∥b,则a与b的方向相同或相反。

上述命题中正确的有____个。

错解 4。

剖析 对于不重合的三条直线a,b,c,满足a∥b,b∥c,则a∥c,但在平面向量中却不一定成立。事实上,若b=0,由于零向量与任意向量都是平行向量,则a与c不一定共线,所以①不正确;

命题②忽略了a或b为零向量的情况,所以②不正确;

命题③中若b=0,任意向量a均与b共线,但不一定有a=λb,所以③不正确;

命题④中,仅仅适合于a与b均为非零向量的情况,所以④不正确。

正解 0。

评注 1.解决这类与平面向量的概念有关的命题真假的判定问题,其关键在于透彻理解平面向量的概念,以概念为判断依据,或通过举反例说明其正确与否,特别应注意零向量的特殊性。

2.在初学向量时绝对不能把0与0混为一谈:0表示长度为0的向量,即|0|=0。它的方向是任意的,规定0与任意一个向量都平行;而0是一个没有方向的实数。下面几个式子都是错误的:(1)a-a=0;(2)a+0=a;(3)0·a=0;(4)|a|-|a|=0。

二、忽视向量共线与直线重合的区别

例2 已知A(-1,1),B(1,5),C(-2,-5),D(4,7),判断直线AB与直线CD是否共线?

评注 1.方向相同或相反的非零向量称为平行向量,特别规定零向量与任一向量都平行。由于任何一组平行向量都可平移到同一直线上,故平行向量也叫做共线向量,从而可知向量平行与直线平行的区别:两个向量平行(也称共线)包含两个向量重合,两条直线平行不包含两条直线重合。

2.若非零向量b与a共线且它们有公共的点,则它们所在的直线重合。

三、忽视向量运算与实数运算的差异

例3 下列5个命题:

①若a≠0,则对于任意的非零向量b,有a·b≠0;

②若a≠0,且a·b=a·c,必有b=c;

③(a·b)·c=a·(b·c),对于任意向量a,b,c都成立;

④若a,b满足|a|>|b|且a,b同向,则a>b。

其中正确命题的有____个。

错解 4。

剖析 在实数运算中,若a≠0,b≠0,则ab≠0;若a≠0,且ab=ac,则b=c,以及(a·6)·c=a·(b·c)都成立,但在平面向量中,类似结论不一定成立。

事实上,由向量的数量积定义可知,a·b=|a|·|b|cosθ(其中θ是向量a与b的夹角),因此a·b=0,应有a=0或b=0或a⊥b,所以①与②都是错误的。

对于③,因为向量的数量积是一个数量,而实数与向量的积是一个向量,要说明两个向量相等,不仅方向要相同而且大小要相等,而③中等式的左边是与c共线的向量,右边是与a共线的向量,所以③是错误,即向量的“乘法”不满足结合律。

对于④,两个向量不能用“>”来比较。同学们经常混淆向量与向量的大小两个概念,向量是既有大小又有方向的量。向量的大小即向量的模是一个数量,可以比较大小,但向量的方向却无法比较大小,因此向量无法比较大小。

正解 0。

评注 具体可参考前文《向量个性知多少?》

四、忽视函数图象平移与向量平移的区别

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