平面向量、平面向量的基本運(yùn)算

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一. 教學(xué)內(nèi)容:平面向量、平面向量的基本運(yùn)算

二. 本周教學(xué)目標(biāo):

要求:

1. 理解向量的概念,掌握向量的幾何表示,了解共線向量的概念。

2. 掌握向量的加法和減法。

3. 掌握實數(shù)與向量的積 理解兩個向量共線的充要條件。

三. 本周要點(diǎn):

知識點(diǎn)歸納:

1. 向量的概念:

①向量:既有大小又有方向的量。向量一般用 ……來表示,或用有向線段的起點(diǎn)與終點(diǎn)的大寫字母表示,如: , 。向量的大小即向量的模(長度),記作 即向量的大小,記作| ,其方向是任意的, = |=0。由于 平行于任何向量,故在有關(guān)向量平行(共線)的問題中務(wù)必看清楚是否有“非零向量”這個條件。(注意與0的區(qū)別)

③單位向量:模為1個單位長度的向量。

向量 |=1。

④平行向量(共線向量):方向相同或相反的非零向量。任意一組平行向量都可以移到同一直線上。方向相同或相反的向量,稱為平行向量。記作 相等向量經(jīng)過平移后總可以重合,記為 。

2. 向量加法

求兩個向量和的運(yùn)算叫做向量的加法。

設(shè) + = = ;(2)向量加法滿足交換律與結(jié)合律;

向量加法有“三角形法則”與“平行四邊形法則”:

(1)用平行四邊形法則時,兩個已知向量是要共始點(diǎn)的,和向量是始點(diǎn)與已知向量的始點(diǎn)重合的那條對角線,而差向量是另一條對角線,方向是從減向量指向被減向量。

(2)三角形法則的特點(diǎn)是“首尾相接”,由第一個向量的起點(diǎn)指向最后一個向量的終點(diǎn)的有向線段就表示這些向量的和;差向量是從減向量的終點(diǎn)指向被減向量的終點(diǎn)。

當(dāng)兩個向量的起點(diǎn)公共時,用平行四邊形法則;當(dāng)兩向量是首尾連接時,用三角形法則。向量加法的三角形法則可推廣至多個向量相加:

長度相等、方向相反的向量,叫做 = +( )=( )+ ;

(iii)若 、 是互為相反向量,則 , = , 。

②向量減法:向量 加上 的相反向量叫做 與 的差,

記作: 求兩個向量差的運(yùn)算,叫做向量的減法。

③作圖法: 的終點(diǎn)的向量( 、 有共同起點(diǎn))。

4. 實數(shù)與向量的積:

①實數(shù)λ與向量 的積是一個向量,記作λ ,它的長度與方向規(guī)定如下:

(Ⅰ) ;

(Ⅱ)當(dāng) 的方向與 的方向相同;當(dāng) 的方向與 的方向相反;當(dāng) 時, 共線 有且只有一個實數(shù) ,使得 = ,有且只有一對實數(shù) 其中不共線的向量 叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基底。

7. 特別注意:

(1)向量的加法與減法是互逆運(yùn)算。

(2)相等向量與平行向量有區(qū)別,向量平行是向量相等的必要條件。

(3)向量平行與直線平行有區(qū)別,直線平行不包括共線(即重合),而向量平行則包括共線(重合)的情況。

(4)向量的坐標(biāo)與表示該向量的有向線條的始點(diǎn)、終點(diǎn)的具體位置無關(guān),只與其相對位置有關(guān)。

本章主要樹立數(shù)形轉(zhuǎn)化和結(jié)合的觀點(diǎn),以數(shù)代形,以形觀數(shù),用代數(shù)的運(yùn)算處理幾何問題,特別是處理向量的相關(guān)位置關(guān)系,正確運(yùn)用共線向量和平面向量的基本定理,計算向量的模、兩點(diǎn)的距離、向量的夾角,判斷兩向量是否垂直等。由于向量是一新的工具,它往往會與三角函數(shù)、數(shù)列、不等式、解幾等結(jié)合起來進(jìn)行綜合考查,是知識的交匯點(diǎn)。

【典型例題

例1. 給出下列命題:

①若 ,則 ;

②若B,C,ABCD為平行四邊形的充要條件;

③若 , ,則 ,

④ 的充要條件是 且 ;

⑤若 ,<0" style=' > //<1" style=' > ,則<2" style=' > //<3" style=' > ,

其中正確的序號是 。

解:①不正確.兩個向量的長度相等,但它們的方向不一定相同。

②正確.∵ ,∴ 且 ,

又B,C,ABCD為平行四邊形;反之,若四邊形 且 ,

因此, 。

③正確.∵ ,∴ 的長度相等且方向相同;

又 ,∴ 的長度相等且方向相同,

∴ 的長度相等且方向相同,故 。

④不正確.當(dāng) 且方向相反時,即使 ,也不能得到 ,故 且 不是 的充要條件,而是必要不充分條件。

⑤ 不正確.考慮 這種特殊情況.

綜上所述,正確命題的序號是②③.

點(diǎn)評:本例主要向量的基本概念.向量的基本概念較多,因而容易遺忘.為此,時一方面要構(gòu)建良好的知識結(jié)構(gòu),另一方面要善于與中、生活中的模型進(jìn)行類比和聯(lián)想.

例2. 如圖所示,已知正六邊形O是它的中心,若 = = , , , 分析:根據(jù)向量加法的平行四邊形法則和減法的三角形法則,用向量 來表示其他向量,只要考慮它們是哪些平行四邊形或三角形的邊即可.

解:因為六邊形ABCDEF是正六邊形,所以它的中心A,B,ABCO,

所以 ,

所以 + = +A,O,ABOF,

所以 + + = + +BCDO中, = +( )= , -A,C,E,F(xiàn)及 , , ,例3. 設(shè)B、C、D、O是平面上的任意五點(diǎn),試化簡:

解:①原式=

③原式= 例4. 設(shè) 、 為已知向量,解方程2 +3 -3 =0。

-3 + = + 。

例5. 設(shè)非零向量 =k +k (kÎR),若 ∥

∴由向量共線的充要條件得: + =λ( +(1-λk) = 、 不共線

∴由平面向量的基本定理

例6. 如圖:已知在平行四邊形ABCD中,AH=HD,BF=MC= BC,設(shè) , 、 分別表示 、

解:∵平行四邊形ABCD中,BF+MC= BC,

∴FM= BC= AD=AH ∴FM SHAPE \* MERGEFORMAT AH

∴四邊形AHMF也是平行四邊形,∴AF=HM

又 ,而 = = - - ) = +

例7. 求證:起點(diǎn)相同的三個非零向量 ,3 的終點(diǎn)在同一條直線上。

O, = = =3 ,

則 =2( ), = , ,

∵A,因此,B, , -2 中,設(shè) ( )

A. C.

2. 化簡: A. B. D. 3. 在平行四邊形 中,A. B. D. 4. 給出下列3個向量等式,其中正確的個數(shù)為( )

(1)

(2)(3)A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

5. 若向量A. B.

C. D.

6. 下列命題中,正確的命題是( )

A. 且

B. 或

C. 若 則

D. 若

7. 已知 是平行四邊形,O為平面上任意一點(diǎn),設(shè)A. C. D.

8. 向量A. 向量 + 與B. 向量 + 與 的方向相同;

C. 向量 則向量 同向;

D. 向量 則向量 同向

9. 下列說法中錯誤的是( )

A. 零向量沒有方向 B. 零向量與任何向量平行

C. 零向量的長度為零 D. 零向量的方向是任意的

10. 下列命題正確的是( )

A. 向量B. 若 ,則A、B、C、D四點(diǎn)構(gòu)成平行四邊形

C. 若 =

D. 兩向量相等的充要條件是它們的始點(diǎn)、終點(diǎn)相同

11. 在平行四邊形ABCD中, + 等于( )

A. C. ?ぜ/p>

12. 下列命題正確的是( )

A. 向量 與 平行 且 平行 ,則 。

13. 在平行四邊形 中,若 。

15. 化簡: 、 滿足條件 , ,則 的最大值是 ;最小值是 。

17. 等腰Rt△ABC中,∠C=90°,M為AB的中點(diǎn),設(shè) ,試用 、 。

18. 一架飛機(jī)從A地按北偏西30°的方向飛行300km后到達(dá)B地,然后向C地飛行。已知C地在A地北偏東60°的方向處,且A、C兩地相距300km,求飛機(jī)從B地向C地飛行的方向及B、C兩地的距離(要求畫出向量圖形)。

【答案

1、B 2、C 3、B 4、C 5、C 6、D

7、B 8、D 9、A 10、A 11、A 12、A

13、矩形 14、 16、

17、 。

18、距離為 ;方向是東偏南15°(或南偏東75°)。



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