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文檔簡(jiǎn)介
1、平面向量的線性運(yùn)算目標(biāo)導(dǎo)航經(jīng)過(guò)向量加法的研究,掌握向量加法看法,結(jié)合物理學(xué)實(shí)質(zhì)理解向量加法的意義。能熟練地掌握向量加法的平行四邊形法規(guī)和三角形法規(guī),并能作出已知兩向量的和向量。在應(yīng)用活動(dòng)中,理解向量加法滿足交換律和結(jié)合律及表述兩個(gè)運(yùn)算律的幾何意義。掌握有特別地址關(guān)系的兩個(gè)向量的和,比方共線向量、共起點(diǎn)向量、共終點(diǎn)向量等。經(jīng)過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),認(rèn)識(shí)事物之間的互相轉(zhuǎn)變,培養(yǎng)數(shù)學(xué)應(yīng)企圖識(shí),領(lǐng)悟數(shù)學(xué)在生活中的作用。培養(yǎng)類比、遷移、分類、歸納等能力。經(jīng)過(guò)研究活動(dòng),掌握向量減法看法,理解兩個(gè)向量的減法就是轉(zhuǎn)變成加法來(lái)進(jìn)行,掌握相反向量。學(xué)會(huì)解析問(wèn)題和創(chuàng)立性地解決問(wèn)題。能熟練地掌握用三角形法規(guī)和平行四邊形法規(guī)
2、作出兩向量的差向量。經(jīng)過(guò)經(jīng)歷研究數(shù)乘運(yùn)算法規(guī)及幾何意義的過(guò)程,掌握實(shí)數(shù)與向量積的定義,理解實(shí)數(shù)與向量積的幾何意義,掌握實(shí)數(shù)與向量積的運(yùn)算律。理解兩個(gè)向量共線的等價(jià)條件,能夠運(yùn)用兩向量共線條件判斷兩向量可否平行。經(jīng)過(guò)研究,領(lǐng)悟類比遷移的思想方法,浸透研究新問(wèn)題的思想和方法,培養(yǎng)創(chuàng)新能力和積極進(jìn)步精神。經(jīng)過(guò)解決詳盡問(wèn)題,領(lǐng)悟數(shù)學(xué)在生活中的重要作用。重難點(diǎn)打破向量加法的運(yùn)算及其幾何意義。對(duì)向量加法定義的理解。向量的減法運(yùn)算及其幾何意義。對(duì)向量減法定義的理解。實(shí)數(shù)與向量積的意義。實(shí)數(shù)與向量積的運(yùn)算律。兩個(gè)向量共線的等價(jià)條件及其運(yùn)用。對(duì)向量共線的等價(jià)條件的理解運(yùn)用。每課一記一、求若干個(gè)向量的和的模(或最
3、值)的問(wèn)題平時(shí)按以下步驟進(jìn)行:搜尋或構(gòu)造平行四邊形,找出所求向量的關(guān)系式;用已知長(zhǎng)度的向量表示待求向量的模,有時(shí)還要利用模的重要性質(zhì)。二、1.向量的加法定義向量加法的定義:如圖3,已知非零向量A.b,在平面內(nèi)任取一點(diǎn)A,作AB=a,BC=b,則向量AC叫做a與b的和,記作a+b,即a+b=AB+BC=AC。求兩個(gè)向量和的運(yùn)算,叫做向量的加法。向量加法的法規(guī):1)向量加法的三角形法規(guī)在定義中所給出的求象量和的方法就是向量加法的三角形法規(guī)。運(yùn)用這一法規(guī)時(shí)要特別注意“首尾相接”,即第二個(gè)向量要以第一個(gè)向量的終點(diǎn)為起點(diǎn),則由第一個(gè)向量的起點(diǎn)指向第二個(gè)向量的終點(diǎn)的向量即為和向量。零位移的合成能夠看作向量
4、加法三角形法規(guī)的物理模型。2)平行四邊形法規(guī)向量加法的平行四邊形法規(guī)如圖4,以同一點(diǎn)O為起點(diǎn)的兩個(gè)已知向量a、b為鄰邊作平行四邊形,則以O(shè)為起點(diǎn)的對(duì)角線OC就是a與b的和。我們把這種作兩個(gè)向量和的方法叫做向量加法的平行四邊形法規(guī)。向量a,b的加法也滿足交換律和結(jié)合律:對(duì)于零向量與任向來(lái)量,我們規(guī)定a+0=0+a=a。兩個(gè)數(shù)相加其結(jié)果是一個(gè)數(shù),對(duì)應(yīng)于數(shù)軸上的一個(gè)點(diǎn);在數(shù)軸上的兩個(gè)向量相加,它們的和仍是一個(gè)向量,對(duì)應(yīng)于數(shù)軸上的一條有向線段。當(dāng)a,b不共線時(shí),|a+b|a|+|b|(即三角形兩邊之和大于第三邊);當(dāng)a,b共線且方向相同時(shí),|a+b|=|a|+|b|;當(dāng)a,b共線且方向相反時(shí),|a+b
5、|=|a|-|b|(或|b|-|a|)。其中當(dāng)向量a的長(zhǎng)度大于向量b的長(zhǎng)度時(shí),|a+b|=|a|-|b|;當(dāng)向量a的長(zhǎng)度小于向量b的長(zhǎng)度時(shí),|a+b|=|b|-|a|。一般地,我們有|a+b|a|+|b|。如圖5,作AB=a,AD=b,以AB.AD為鄰邊作ABCD,則BC=b,DC=a。由于AC=AB+AD=a+b,AC=AD+DC=b+a,因此a+b=b+a。如圖6,由于AD=AC+CD=(AB+BC)+CD=(a+b)+c,AD=AB+BD=AB+(BC+CD)=a+(b+c),因此(a+b)+c=a+(b+c)。綜上所述,向量的加法滿足交換律和結(jié)合律。特別與一般,歸納與類比,數(shù)形結(jié)合,分
6、類談?wù)?,特別是經(jīng)過(guò)知識(shí)遷移類比獲得新知識(shí)的過(guò)程與方法。三、用向量法解決物理問(wèn)題的步驟為:先用向量表示物理量,再進(jìn)行向量運(yùn)算,最后回扣物理問(wèn)題,解決問(wèn)題。四、向量也有減法運(yùn)算。由于方向反轉(zhuǎn)兩次仍回到原來(lái)的方向,因此于是-(-a)=a。我們規(guī)定,零向量的相反向量仍是零向量任向來(lái)量與其相反向量的和是零向量,即因此,若是a、b是互為相反的向量,那么1.平行四邊形法規(guī)a和-a互為相反向量。.a+(-a)=(-a)+a=0。a=-b,b=-a,a+b=0。圖1如圖1,設(shè)向量AB=b,AC=a,則AD=-b,由向量減法的定義,知AE=a+(-b)=a-b。又b+BC=a,因此BC=a-b。由此,我們獲得a-
7、b的作圖方法。圖2三角形法規(guī)如圖2,已知a、b,在平面內(nèi)任取一點(diǎn)O,作OA=a,OB=b,則BA=a-b,即a-b能夠表示為從b的終點(diǎn)指向a的終點(diǎn)的向量,這是向量減法的幾何意義。(1)定義向量減法運(yùn)算從前,應(yīng)先引進(jìn)相反向量。與數(shù)x的相反數(shù)是-x近似,我們規(guī)定,與a長(zhǎng)度相等,方向相反的量,叫做a的相反向量,記作-a。2)向量減法的定義。我們定義a-b=a+(-b),即減去一個(gè)向量相當(dāng)于加上這個(gè)向量的相反向量。規(guī)定:零向量的相反向量是零向量。向量的減法運(yùn)算也有平行四邊形法規(guī)和三角形法規(guī),這也正是向量的運(yùn)算的幾何意義所在,是數(shù)形結(jié)合思想的重要表現(xiàn)。五、我們規(guī)定實(shí)數(shù)與向量a的積是一個(gè)向量,這種運(yùn)算叫做
8、向量的數(shù)乘,記作a,它的長(zhǎng)度與方向規(guī)定以下:(1)|a|=|a|;當(dāng)0時(shí),a的方向與a的方向相同;當(dāng)0時(shí),a的方向與a的方向相反。由(1)可知,=0時(shí),a=0。依照實(shí)數(shù)與向量的積的定義,我們能夠考據(jù)下面的運(yùn)算律。實(shí)數(shù)與向量的積的運(yùn)算律設(shè)、為實(shí)數(shù),那么(a)=()a;(2)(+)a=a+a;(a+b)=a+b.特別地,我們有(-)a=-(a)=(-a),(a-b)=a-b。向量共線的等價(jià)條件是:若是a(a0)與b共線,那么有且只有一個(gè)實(shí)數(shù),使b=a。共線向量可能有以下幾種狀況:有一個(gè)為零向量;兩個(gè)都為零向量;同向且模相等;同向且模不等;反向且模相等;反向且模不等。數(shù)與向量的積仍是一個(gè)向量,向量的
9、方向由實(shí)數(shù)的正負(fù)及原向量的方向確定,大小由|a|確定。它的幾何意義是把向量a沿a的方向或a的反方向放大或減小。向量的平行與直線的平行是不相同的,直線的平行是指兩條直線在同一平面內(nèi)沒(méi)有公共點(diǎn);而向量的平行既包含沒(méi)有交點(diǎn)的狀況,又包含兩個(gè)向量在同一條直線上的狀況。向量的加、減、數(shù)乘運(yùn)算統(tǒng)稱為向量的線性運(yùn)算。對(duì)于任意向量a、b,以及任意實(shí)數(shù)、1、2,恒有(1a2b)=1a2b。經(jīng)典例題例1化簡(jiǎn):BC+ABDB+CD+BCAB+DF+CD+BC+FA解:BC+AB=AB+BC=ACDB+CD+BC=BC+CD+DB=(BC+CD)+DB=BD+DB=0(3)AB+DF+CD+BC+FA=AB+BC+C
10、D+DF+FA=AC+CD+DF+FA=AD+DF+FA=AF+FA=0解析:要善于運(yùn)用向量的加法的運(yùn)算法規(guī)及運(yùn)算律來(lái)求和向量。例2若AC=a+b,DB=a-b當(dāng)a.b滿足什么條件時(shí),a+b與a-b垂直?當(dāng)a.b滿足什么條件時(shí),|a+b|=|a-b|?當(dāng)a.b滿足什么條件時(shí),a+b均分a與b所夾的角?a+b與a-b可能是相等向量嗎?解析:如圖6,用向量成立平行四邊形,其中向量AC、DB恰為平行四邊形的對(duì)角線。由平行四邊形法規(guī),得AC=a+b,DB=AB-AD=a-b。由此問(wèn)題即可變換為:當(dāng)邊AB、AD滿足什么條件時(shí),對(duì)角線互相垂直?(|a|=|b|)當(dāng)邊AB、AD滿足什么條件時(shí),對(duì)角線相等?(
11、a.b互相垂直)當(dāng)邊AB、AD滿足什么條件時(shí),對(duì)角線均分內(nèi)角?(a.b相等)a+b與a-b可能是相等向量嗎?(不能能,由于對(duì)角線方向不相同)解析:靈便的構(gòu)想,獨(dú)到巧妙,數(shù)形結(jié)合思想獲得充分表現(xiàn)。由此我們能夠想到在解決向量問(wèn)題時(shí),能夠利用向量的幾何意義構(gòu)造幾何圖形,轉(zhuǎn)變成平面幾何問(wèn)題。練習(xí)題1.已知正方形ABCD的邊長(zhǎng)為1,AB=a,AC=c,BC=b,則|a+b+c|為()。A.0B.32D.222.設(shè)a=(AB+CD)+(BC+DA),b是任一非零向量,則以下結(jié)論中正確的為()。ab;a+b=a;a+b=b;|a+b|a|+|b|;|a+b|=|a|+|b|。以低等式中,正確的個(gè)數(shù)是()。a
12、+b=b+aa-b=b0-a=-a-(-a)=aa+(-a)=0A.5B.4C.3D.24.如圖7,D、E、F分別是ABC的邊AB、BC、CA的中點(diǎn),則AF-DB等于()。FDFCFEBE以下式子中不能夠化簡(jiǎn)為AD的是()。A.(AB+CD)+BCB.(AD+MB)+(BC+CM)C.MBADBMD.OC-OA+CD已知A.B.C三點(diǎn)不共線,O是ABC內(nèi)一點(diǎn),若OA+OB+OC=0,則O是ABC的()。重心垂心內(nèi)心外心117.32(2a+8b)-(4a-2b)等于()。A.2a-bB.2b-aC.b-aD.a-b設(shè)兩非零向量e1、e2不共線,且ke1+e2與e1+ke2共線,則k的值為()。A
13、.1B.-1C.1D.09.若向量方2x-3(x-2a)=0,則向量x等于()。6a5B.-6aC.6aD.-6a5設(shè)向量a,b都不是零向量:(1)若向量a與b同向,則a+b與a的方向_,且|a+b|_|a|+|b|;(2)若向量a與b反向,且|a|b|,則a+b與a的方向_,且|a+b|_|a|-|b|。11.如圖17所示,已知正方體ABCDA1B1C1D1,設(shè)AB=a,AD=b,AA1=c,則AC1=_。(用A、B、C表示)112.在ABC,AE=5AB,EFBC,EF交AC于F,設(shè)AB=a,AC=b,則BF用a、b表示的形式是BF=_。在ABC,M、N、P分別是AB、BC、CA邊上的湊近A、B、C的三均分點(diǎn),O11是ABC平面上的任意一點(diǎn),若OA+OBOC=3e1-2e2,則OMONOP=_。某人在靜水中游泳,速度為43km/h,若是他徑直游向?qū)Π?,水流速度?km/h,則他實(shí)質(zhì)以多大的速度沿何方向游?在中心為O的正八邊形A1A2A8中,a0=A8A1,ai=AiAi1(i=1,2,7),bj=OAj(j=1,2,8),試化簡(jiǎn)a2+a5+b2+b5+b7已知ABC為直角三角形,A
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