向量參數方程式

向量參數方程式

設點P滿足OP=(1-t)OA+tOB,則AP=tAB,即P在直線L上,其中實數t叫做參變數,簡稱參數。對直線L上任意一點P,一定存在唯一的實數t滿足該向量等式;反之,對每一個實數t,在直線L上都有唯一的一個點P與之對應。

基本介紹

  • 中文名:向量參數方程式
  • 別稱:向量參數方程
  • 表達式:OP=(1-t)OA+tOB
  • 適用領域範圍:高中數學
  • 改進者:朱天龍
  • 改進時間:2017年
定律定義,推導過程,公式改進,改進優劣,典型例題,

定律定義

設點P滿足OP=(1-t)OA+tOB,則AP=tAB,即P在直線L上,其中實數t叫做參變數,簡稱參數。對直線L上任意一點P,一定存在唯一的實數t滿足該向量等式;反之,對每一個實數t,在直線L上都有唯一的一個點P與之對應。

推導過程

設點P在直線L上,則由平行向量基本定理可知,存在實數t,使
向量參數方程式
AP=tAB=t(OB-OA)
所以
OP=OA+AP=OA+tOB-tOA=(1-t)OA+tOB(1-1)
由此可見,對直線L上任意一點P,一定存在唯一的實數t滿足該向量等式;反之,對每一個實數t,在直線L上都有唯一的一個點P與之對應。
因此,該向量等式叫做直線L的向量參數方程式,其中實數t叫做參變數,簡稱參數。
特別的,當t=
時,點P是AB中點,即
OM=
(OA+OB)(1-2)
這是線段AB中點的向量表達式。
當OP=(x0,y0), OA=(x1,y1) OB=(x2,y2)時,
公式(1-1)可變形為:
(x0,y0)=(1-t)(x1,y1)+t(x2,y2) (1-3)
該公式即為定比分點坐標公式。

公式改進

當P在AB線段上時,設PA=m,PB=n,則此時t=
,又1-t=
向量參數方程式
於是,公式(1-1)變為
OP=
OA+
OB (1-4)
公式(1-3)變為
(x0,y0)=
(x1,y1)+
(x2,y2) (1-5)

改進優劣

優勢:公式(1-4)(1-5)相比較於公式(1-1)(1-3)具有高度對稱性,且不需要計算實數t,進一步降低學生學習難度,有利於公式的套用,大幅度降低錯誤率。
劣勢:該兩組公式僅適用於點P線上段AB上的情況,當其在AB延長線上時,需要用OA,OP表示OB,進而解出OP,另一情況下也需要進行求解。
評價:提高了計算準確率,降低了公式難度,但卻增加了計算量,不過好在計算量很小。

典型例題

例一:如圖所示,P為線段AB上靠近A的一個三等分點,  則套用公式(1-4)可知:m=1,n=2
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於是OP=
OA+
OB=
OA+
OB
例二:如圖所示,P為AB延長線上任意一點,且BP=2AB,
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已知A(-3,3), B(3,6),設AB=m=1,BP=n=2
於是(xB,yB)=
(xA,yA)+
(xP,yP)
=
(-3,3)+
(xP,yP)=(3,6)
解得P(15,12)

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