例谈平面向量教学中的数学思想方法
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教学设计:《平面向量及其应用》一、教学目标1.知识与技能:使学生理解平面向量的基本概念,包括向量的定义、表示方法(有向线段、坐标表示)、向量的模、方向角等;掌握向量的加法、减法、数乘及数量积的运算法则和几何意义;能运用向量知识解决简单的几何与物理问题。
2.过程与方法:通过观察、实验、推理等数学活动,培养学生的空间想象能力和逻辑推理能力;引导学生运用数形结合的思想,理解向量运算的几何背景,提高解决实际问题的能力。
3.情感态度与价值观:激发学生对数学的兴趣,培养学生严谨的科学态度和勇于探索的精神;通过团队合作解决问题,增强学生的沟通能力和团队协作能力。
二、教学重点和难点●重点:平面向量的基本概念、向量的基本运算(加法、减法、数乘、数量积)及其几何意义。
●难点:理解向量数量积的概念、性质及其在解决实际问题中的应用;向量运算的坐标表示法及其应用。
三、教学过程1.导入新课o情境创设:通过展示风力发电机叶片的运动、航海中的航向与速度变化等实例,引出向量的概念,说明向量在现实生活中的应用价值。
o问题引入:提问学生如何描述这些运动中的方向和大小,引导学生思考向量的必要性。
o概念引入:正式给出平面向量的定义,强调其作为“有方向的量”的特性。
2.新知讲授o基本概念讲解:详细解释向量的表示方法(有向线段、坐标表示)、模长、方向角等概念,并通过图示加深理解。
o向量运算教学:●加法与减法:通过“平行四边形法则”和“三角形法则”演示向量的加法与减法,强调其几何意义。
●数乘:讲解数乘的定义,通过伸缩变换的直观演示,理解数乘对向量方向和大小的影响。
●数量积:引入数量积的概念,通过投影长度的计算,讲解其计算公式和性质,强调其在度量角度、判断方向等方面的应用。
3.例题解析o选取典型例题,覆盖向量运算的所有类型,逐步引导学生分析、解题,重点讲解解题思路和方法。
o强调解题过程中向量运算的几何背景,促进学生数形结合思维的发展。
4.学生活动o小组讨论:分组讨论向量在日常生活或专业领域的应用实例,每组选代表分享,增强课堂互动性。
平面向量基本定理教案(精选10篇)(实用版)编制人:______审核人:______审批人:______编制单位:______编制时间:__年__月__日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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《平面向量的概念及其线性运算》教学设计一、教材分析:本节课对平面向量的概念及其线性运算的复习,是对学生所学知识的融通和运用,也是学生对学习平面向量的总结和探索。
正确理解和熟练掌握平面向量的概念及其线性运算是之后学好空间向量的关键。
二、学情分析:本节课是在学习平面向量的概念及其线性运算,继续深入学习,是一节复习课。
学生已经掌握了平面向量的概念及其线性运算的基础知识,,这为本节课的学习提供了一定的知识保障,在此基础上,本节课将继续加深学生对基础知识的理解,加强平面向量的线性运算,这也是为后面学习空间向量内容做好知识储备的课.为了让学生能更加直观、形象地理解平面向量的概念及其线性运算,将采用多媒体课件进行演示,以提高学生的学习兴趣,使之能达到良好的教学效果。
三、教学目标:1、了解向量的实际背景;2、理解平面向量的概念,理解两个向量相等的含义;3、理解向量的几何表示;4、掌握向量加法、减法的运算,并理解其几何意义;5、掌握向量数乘的运算及其儿几何意义,理解两个向量共线的含义;6、了解向量线性运算的性质及其几何意义;四、教学重点和教学难点:(一)教学重点:1、理解平面向量的概念,理解两个向量相等的含义;2、理解向量的几何表示;3、掌握向量加法、减法的运算,并理解其几何意义;4、掌握向量数乘的运算及其儿几何意义,理解两个向量共线的含义;5、了解向量线性运算的性质及其几何意义;(二)教学难点:平面向量的线性运算以及共线定理的应用五、教学工具:多媒体、粉笔等。
六、教学过程:向量运算定义法则(或几何意义)运算律加法求两个向量和的运算(1)交换律:abba+=+;(2)结合律:cbacba++=++)()(减法求a与b的相反向量-b的和的运算)(baba-+=-相等向量长度且方向的向量两向量只有相等或不等,不能比较大小相反向量长度且方向的向量的相反向量为0教师展示表格,布置任务学生加深学生对新知识的理解共线.其中错误说法的序号是________. 考点二 平面向量的线性运算(基础之翼练牢固)[题组练通]1.在△ABC 中,D 为AB 的中点,点E 满足EC EB 4=,则ED = ( ) A. AD AB 3465- B. AD AB 6534- C. AD AB 3465+ D. AD AB 6534+2.在四边形ABCD 中,AB ∥CD ,AB =3DC ,E 为BC 的中点,则AE 等于 ( )A.AD AB 2132+ B.AD AB 3221+ C.AD AB 3165+ D.AD AB 6531+ 3.在△ABC 中,AB =2,BC =3,∠ABC =60°,AD 为BC 边上的高,O 为AD 的中点,若BC AB AO μλ+=,其中λ,μ∈R ,则λ+μ等于 ( )教师板书讲题过程教师提出问题学生自主完成,并回答问题培养学生语音表达能力,激发学生七、板书设计:平面向量的概念及其线性运算一、知识梳理二、典例分析1、向量的有关概念考点一:2、向量的线性运算考点二:3、共线向量定理考点三:八、教学反思:总体情况良好,基本满意,大多数学生可以换换掌握!九、作业反馈:分析作业中存在的问题,查找原因,并进行总结和反馈。
例谈高中数学单元教学设计的框架和要素———以《平面向量》单元为例罗海兵(江苏省淮安市淮阴区教师发展中心,223003) 《普通高中数学课程标准(2017年版)》(以下简称《课标2017》)在教学建议中强调:“教师要整体把握教学内容,把握数学知识的本质,理解数学知识产生与发展过程中所蕴含的数学思想,在此基础上,探索通过什么样的途径能够引发学生思考,让学生在掌握知识技能的同时,感悟知识的本质,实现教育价值”.落实这个建议的关键是实施单元教学,即提倡整体教学观,在整体视角下确定教学目标、设计教学情境、把握课程内容、选择教学方法,用数学中的“大观念”统领相关教学内容,使学生经历前后一致、逻辑连贯的完整学习.本文以《平面向量》单元为例,探讨单元设计的框架和要素.2 数学单元教学设计概述2.1 数学单元教学设计的涵义单元教学萌芽于19世纪末的欧美新教育运动,五四运动之后,单元教学思想传入中国,梁启超、叶圣陶都曾对单元教学的思想做过论述.1995年,覃可霖教授提出了大单元(即把教材中的几个教学单元组成更大的单元)的概念,使得单元的内涵得到了丰富和拓展.近年来,西北师范大学吕世虎教授对单元教学设计的解释得到了数学界专家的普遍认同,他认为数学单元教学设计是在整体思维指导下,从提升学生数学核心素养的角度出发,通过教学团队之间的合作对教材内容进行统筹重组和优化,以突出高中数学的内容主线、思想主线和素养主线,在此基础上对这个教学单元整体进行循环改进的动态数学教学设计.对于这个观点,笔者认为含有四层涵义:首先,强调的是整体思维,就是要用系统的观点把握知识内容,统揽教学安排,理清不同阶段学生的认知规律和心理特征;其次,说明设计的最终目标是提升学生数学核心素养,单元教学是指向深度学习的路径,深度学习必然有利于发展思维、提升素养;第三,强调单元设计需要团队合作,需要集体智慧和集体力量.教学设计的前期准备、具体实施、评价修改等阶段都有大量的工作,需要备课组教师高度协作、集思广益,这其实就是集体备课的主要任务.第四,教学设计是动态发展的,单元整体教学设计后留给老师课时教学设计是动态的,它会随学情、教情不同有所调整;实施教学之后的反思,也会出现有价值的修改和调整,而下一届教学时也会根据自己的思考和认识在此改进,因而教学设计一直处于改进完善之中.2.2 数学单元的确定《课标2017》的课程结构体现了主题教学,将高中数学课程内容分为函数、几何与代数、概率与统计、数学建模活动和数学探究活动四条主线,又在每个主题下安排若干单元,新教材(以2019年苏教版为例)的编写也充分体现了主题教学特点,在老教材基础上进行更合理的整合,便于教师和学生整体把握课程内容和知识结构.现有的教材很好的体现了数学内容的层次性和逻辑性,每一章节就是一个最理想的数学单元.像这样以核心数学知识或数学概念为主线组织的知识类单元,一般呈现出来的是递进关系,学习这样的单元知识一般是由先后顺序的,表现出“线串式”的特点,我们称之为“线串式”单元.这在高中数学单元教学中占主导地位.比如三角函数内容按照章节顺序构成如图1所示的“线串式”单元.!"#$%!&'()%!&'*+,-.%!&'/01!,"23%!&'45!3%!&'67%!89:图1需要说明的是“线串式”单元既可以是章节内的,也可以是跨章节的,甚至跨学科的.如函数的单调性的研究贯穿高中数学课程,高三复习时可以以这个核心数学概念为主题构成一个跨章节的“线串式”单元(如图2).!"#$ %&'$%()!""*+),-./"图2除此之外,数学单元还可以以数学思想方法或数学学科核心素养为主题形成方法类单元和素养类单元,比如“分类讨论思想”、“数学运算”等为主题的单元,这些主题表现出“张网式”的特点,我们称为“张网式”单元,这里不作赘述.总的来说,主题单元的划分没有特别严格的规定,重点依据教学内容的整体性、教学单元的逻辑性、思想方法的一致性划分单元,通过单元教学让学在掌握基本知识和基本技能的同时领悟数学思想、积累数学活动经验,从而提升“四能”、发展数学学科核心素养.3 单元教学设计3.1 单元教学设计的框架单元设计总体呈现“整体———局部———整体”的框架结构,分为三个阶段.第一阶段对大单元(如“章”、数学核心概念等)及其包含的子单元(如“节”、相关概念等)做整体设计,这是单元教学设计区别于传统教学设计的显著特征,主要研究单元内容、课程标准、单元目标、学情诊断、重难点分析以及教学方法分析,这一阶段的研究主要以集体备课形式为主,集思广益、发挥集体智慧.第二阶段进行课时教学设计,课时备课要在单元整体设计的统领下实施备课,能将单元目标很好的分解到每一节课的课时目标,将每一个教学环节、教学方法、学法指导都放到大系统中考量.另外课时与课时既要相对独立又要相互联系,注意课时之间的逻辑关系,知识和方法的衔接和渗透等.第三阶段是单元评价和反思,教师在单元教学实施之后,依据《课标2017》的课程目标、课程内容和学业质量标准,设置好单元测评试题,试题要围绕本单元内容,聚焦重要的数学概念、定理、方法、思想的理解和应用,强调基础性和综合性,注重通法,淡化技巧.同时还要重视教学过程中的学习行为、学习态度和核心素养发展的评价,注意记录、分析学生学习过程中的表现.另外教师要反思单元教学的实施过程、发现问题、提出修改意见,以改进下一轮单元教学的效果.3.2 单元教学设计要素分析要素1:内容分析.分析本单元内容的数学价值、数学文化和数学思想,该内容在数学课程中的地位,以及和初中、高中、大学知识的联系,同时对分析课时的科学划分.要素2:教材分析.分析本单元教材的结构体系,情境创设、概念引入、例题习题的编排方式,比较与老教材和其他版本教材的异同.要素3:学情分析.了解学生已有的知识储备和能力水平,对新知识的学习会有什么障碍.要素4:教学目标分析.研究《课标2017》中对本单元的内容要求和学业要求,深入理解目标达成的条件和达成的表现,准确表述出指向学生变化的目标,做到显性目标可测量,隐性目标有渗透.要素5:教学方式分析.从单元整体角度出发,选择适合教学内容和学情的教学方式,体现方式的多样性,特别关注学生的活动和参与.4 单元教学设计示例———以“平面向量”单元为例 “平面向量”是《课标2017》设置的几何与代数主题下的一个大单元,根据课程内容的特点和逻辑关系,《2019苏教版普通高中教科书数学必修二》(以下简称《2019苏教版》)将平面向量分为四个子单元:向量的概念、向量的运算、向量基本定理和坐标表示,向量的应用.受篇幅限制,子单元教学设计以“向量运算”为例,为突出重点,本单元课时教学设计和教学评价从略.4.1 “平面向量”单元教学设计4.1.1 “平面向量”单元的内容分析向量理论具有深刻的数学内涵、丰富的物理背景.向量既是代数研究对象,也是几何研究对象,是沟通几何与代数的桥梁.向量是描述直线、曲线、平面、曲面以及高维空间数学问题的基本工具,是进一步学习和研究其他数学领域问题的基础,在解决实际问题中发挥重要作用.平面向量在高中数学课程中占据及其重要的地位,一方面它是学习空间向量的基础,二是它对复数的几何意义的理解起到决定性作用,三是利用平面向量能顺利解决许多平面几何、解析几何、物理问题,特别是三角问题的解决,如两角差的三角函数和正、余弦定理的向量法证明,让学生深刻感受到向量方法的力量.4.1.2 “平面向量”单元的教材分析本单元首先通过物理背景引入向量的概念,明确所研究的对象;然后仍然从物理背景出发定义向量的运算、研究运算性质,形成其运算体系;进而介绍平面向量基本定理和坐标表示,进一步认识向量的概念和运算;最后运用概念和运算解决问题,体现向量的应用.这个过程本身就渗透了研究一类数学对象的思路与方法.对比老教材,《2019苏教版》将平面向量的数量积安排在平面向量的基本定理和坐标运算之前,把数量积和线性运算整合在一起,形成完整的向量运算体系,同时在本章之后的连续三章分别安排“三角恒等变换”、“解三角形”、“复数”,这种编排更加有利于单元整体教学,让学生对向量的应用有更深刻的认识、理解和感悟.4.1.3 “平面向量”单元的学情分析学生经历了数的扩充、数和式的运算及其应用,集合的概念、集合的运算及其应用等学习,积累一定的研究经验,具有研究一个新的数学对象的初步观念,即“抽象出一个数学对象———研究运算———研究运算律———数学应用”;高一下学期,学生已经具备一定的物理基础,对位移、速度、力、功、力的合成和分解都有很好的认识,这也为理解向量及其运算奠定了良好的基础.此外,这个阶段的学生也具备一定的数学抽象、数学运算和逻辑推理能力,有能力学习和理解本章内容.尽管如此,在本章的学习中学生还有可能存在一些不易理解的问题,比如:在抽象向量概念的过程中,物理中强调力的作用点,而平面向量是自由向量;向量线性运算的运算律几何证明的不习惯;投影向量的引入原因等.这些环节需要教师做深入浅出的指导.4.1.4 “平面向量”单元的目标分析本单元的学习,可以帮助学生理解平面向量的几何意义和代数意义;掌握平面向量的概念、运算、向量基本定理以及向量的应用;用向量语言、方法表述和解决现实生活、数学和物理中的问题.能够从多种角度理解向量概念和运算法则,掌握向量基本定理;能够运用向量运算解决简单的几何和物理问题,知道数学运算与逻辑推理的关系.通过本单元学习重点提升直观想象、逻辑推理、数学运算和教学抽象素养.4.1.5 “平面向量”单元的教学方式分析应从力、速度、加速度等实际情境入手,从物理、几何、代数三个角度理解向量的概念与运算法则,引导学生运用类比的方法探索实数运算与向量运算的共性与差异,可以通过力的分解引出向量基本定理,建立基底的概念和向量的坐标表示;主要采用合作交流、自主探究、阅读自学等方式组织教学.可以引导学生运用向量解决一些物理和几何问题.例如,利用向量计算力使物体沿某方向运动所作的功,利用向量解决与平面内两条直线平行或垂直有关的问题等.采用启发发现、独立思考、回顾总结等方法引导学生学会解决问题.4.2 “向量运算”子单元教学设计4.2.1 “向量运算”子单元的内容分析从代数的角度理解向量,它的运算可以通过类比数或式的运算进行学习;从几何角度看,向量的运算都具有对应的几何意义,包括运算律的都探究几何证明.这部分内容的学习为空间向量的运算和向量的进一步应用做充分准备,同时也为高等数学中向量的矢量积和混合积打下坚实基础.本单元划分为8个课时:9.2.1向量的加减法(3),9.2.2向量的数乘(2),9.2.3向量的数量积(2),子单元复习课(1).4.2.2 “向量运算”子单元的教材分析本单元教材通过力的合成、合位移、做功等物理知识抽象出向量四种运算,并运用几何方法证明运算律,研究运算性质的运算,形成其运算体系.体现了研究运算的统一套路:“背景—运算定义—运算律—应用”,能很好的帮助学生建立一般观念.《2019苏教版》将平面向量的数量积安排在平面向量的基本定理和坐标运算之前,把数量积和线性运算整合在一起,虽然两类运算有封闭和不封闭之分,但是整合整合在一起,更容易形成对比,有利于学生对比学习,从而更好的形成完整的向量运算体系.4.2.3 “向量运算”子单元的学情分析学生学习了向量的概念后,明白它是一个既有大小、又有方向的量,类比数的运算,自然会想到要进一步学习向量的相关运算,同时结合物理学中矢量一些运算,能较主动的定义运算法则.特别在学习完向量的加法之后,另外三种运算就可以在一般观念的指引下自觉有序的探究.本单元学习中,学生对向量运算律几何证明的不习惯;数量积运算式不封闭的,学生没有遇到过,数量的一些性质研究觉得不自然;投影向量的引入原因不明等.这些环节需要教师加强研究和指导.4.2.4 “向量运算”子单元的目标分析①借助实例和平面向量的几何表示,掌握平面向量加、减运算及运算规则,理解其几何意义.②通过实例分析,掌握平面向量数乘运算及运算规则,理解其几何意义.理解两个平面向量共线的含义.③了解平面向量的线性运算性质及其几何意义.④通过物理中功等实例,理解平面向量数量积的概念及其物理意义,会计算平面向量的数量积.⑤通过几何直观,了解平面向量投影概念以及投影向量的意义.⑥会用数量积判断两个平面向量的垂直关系.4.2.5 “向量运算”子单元的教学方式分析类比实数运算、借助物理背景得出研究向量加法运算的流程,再在一般观念指引下探究另外三种运算.主要采用合作交流、自主探究、阅读自学等方式组织教学,倡导学生演讲、学生评价、学生小节.以上分析可以看出,站在高位从高观点的眼光审视数学知识,会发现底层不能发现的数学之间的联系和区别.对于教学而言,单元教学更加有利于教师从整体上把握内容,避免纠缠于细枝末节;有利于教师教师对教学的长远规划;有利于学生主体地位的凸显,给学生提供更多的参与和活动,促进学生学科数学核心素养的发展.值得提醒的是,单元教学不是形式主义,要靠广大教师积极参与、团结合作、不断实践,才能产生其应有的效益.参考文献:[1]中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准(2017年版)[J].北京:人民教育出版社,2018.[2]余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海:上海教育出版社,2017.[3]陈小波.高中数学单元教学整体设计的区域研究和实践[J].中学数学教学参考,2020,(4):10-15.[4]吕世虎,杨婷,吴振英.数学单元教学设计的内涵、特征以及基本操作步骤[J].数学通报,2017,(6):檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸23-16.(上接第63页) (4)思考:角由哪些特征?(略)简析:角的形成历史大致分为四个阶段,一是直线方向发生改变,就有了角度,因此,直线的方向改变是认识角的基础.二是直角作为比较大小的标准,古代的垂直是相对于地面讲的,物体自然下垂,就与地面形成直角.三是角的测量.四是运动的眼光看待角,即一条射线绕一端旋转形成角.从整体教学的视角和角的历史发展来看,角的出现可以从直线方向的改变开始.学生通过前面学习的知识就清楚了角的两条边是射线.不用告诉,而是学生自己就能发现.这样设计就把前面的内容融合进来了,形成一个整体.4 教学思考射线、直线和角的教学历来都存在以下问题:一是抽象性,由于生活中缺少知识的原型,对学生来说缺乏生活经验为支撑;二是理解难度大,从有限到无限,学生少有知识经验;三是内容呈散点状,这节课教学的知识点很多,如果不去建立知识结构,学生将很难理解知识的本质.基于“童心数学”思想的教学设计,试图解决这些问题,具体体现是:首先通过情境创设,让儿童在操作中感受无限延长,并在情境中自然地实现知识的“再创造”,体现了游戏性.其次,从线段的有限,到射线和直线的无限,再到直线的方向变化产生角,整个过程自然流淌,体现了教学的流变性.再次,本课的设计抓住线的变化,把前后知识建构了一个整体,体现了教学内容的整体性.参考文献:[1]边亚华.童心与儿童教育[D].南京师范大学,2007:7.[2]刘向辉.儿童的意义世界及其特征与价值[J].学前教育研究,2017:12.[3]杜威.民主主义与教育[M].王承绪等译.北京:教育科学出版,2015:219.。
平面向量【高考考纲解读】1.平面向量是高考必考内容,每年每卷均有一个小题(选择题或填空题),一般出现在第3~7或第13~15题的位置上,难度较低.主要考查平面向量的模、数量积的运算、线性运算等,数量积是其考查的热点.2.有时也会以平面向量为载体,与三角函数、解析几何等其他知识相交汇综合命题,难度中等.【重点、难点剖析】1、(1)平面向量共线定理向量a(a≠0)与b共线当且仅当存在唯一一个实数λ,使b=λa.(2)平面向量基本定理如果e1,e2是同一平面内的两个不共线向量,那么对这一平面内的任一向量a,有且只有一对实数λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2,其中e1,e2是一组基底.(1)向量共线的充要条件:O 为平面上一点,则A ,B ,P 三点共线的充要条件是OP → =λ1OA → +λ2OB →(其中λ1+λ2=1).(2)三角形中线向量公式:若P 为△OAB 的边AB 的中点,则向量OP → 与向量OA → ,OB → 的关系是OP → =12(OA → +OB →). (3)三角形重心坐标的求法:G 为△ABC 的重心⇔GA → +GB → +GC →=0⇔G ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫x A +x B +x C 3,y A +y B +y C 3.4.平面向量的三个锦囊【高考真题】2.平面向量的两个充要条件若两个非零向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则(1)a ∥b ⇔(2)a ⊥b ⇔a =λb ⇔x 1y 2-x 2y 1=0.a ·b =0⇔x 1x 2+y 1y 2=0.3.平面向量的三个性质(1)若a =(x ,y ),则|a |=a ·a =x 2+y 2.(2)若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|AB →|=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2.(3)若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),θ为a 与b 的夹角, 则cos θ=a ·b|a ||b |=x 1x 2+y 1y 2x 21+y 21x 22+y 22.[练真题·考什么]1.(2018·全国卷Ⅱ)已知向量a ,b 满足|a |=1,a ·b =-1,则a ·(2a -b )=( ) A .4 B .3 C .2D .02.(2018·全国卷Ⅰ)在△ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,则EB →=( )A.34AB →-14AC → B .14AB →-34AC →C.34AB →+14AC → D .14AB →+34AC →4.(2016·全国卷Ⅱ)已知向量a =(1,m ),b =(3,-2),且(a +b )⊥b ,则m =( ) A .-8 B .-6 C .6D .836.(2017·全国卷Ⅰ)已知向量a ,b 的夹角为60°,|a |=2,|b |=1,则|a +2b |=________. 43.(2017·全国卷Ⅱ)已知△ABC 是边长为2的等边三角形,P 为平面ABC 内一点,则PA →·(PB →+PC →)的最小值是( )A .-2B .-32C .-43D .-15解析:解法一:设BC 的中点为D,AD 的中点为E ,则有PB →+PC →=2PD →, 则PA →·(PB →+PC →)=2PA →·PD → =2(PE →+EA →)·(PE →-EA →)=2(PE →2-EA →2).而EA →2=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫322=34, 当P 与E 重合时,PE →2有最小值0,故此时PA →·(PB →+PC →)取最小值, 最小值为-2EA →2=-2×34=-32.故选B.【规律方法】求数量积的最值,一般要先利用向量的线性运算,尽可能将所求向量转化为长度和夹角已知的向量,利用向量的数量积运算建立目标函数,利用函数知识求解最值.【典型例题】解法二:以AB 所在直线为x 轴,AB 的中点为原点建立平面直角坐标系,如图,则A (-1,0),B (1,0),C (0,3),设P (x ,y ),取BC 的中点D ,则D ⎝⎛⎭⎪⎪⎫12,32. PA →·(PB →+PC →)=2PA →·PD →=2(-1-x ,-y )·⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12-x ,32-y =2(x +1)·x -12+y ·y -32=2x +142+y -342-34. 因此,当x =-1,y =3时,PA →·(PB →+PC →)取得最小值,最小值为2×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-34=-32,故选B.2232413()()44x y ⎡⎤⎢⎥+-⎢⎥⎢⎥⎣⎦+-【训练1】 (2017·衡阳二模)如图,正方形ABCD 中,M ,N 分别是BC ,CD 的中点,若AC → =λAM → +μBN →,则λ+μ=()A.2B.83C.65D.85命题角度1 平面向量的线性运算热点一解析 法一 如图以AB ,AD 为坐标轴建立平面直角坐标系,设正方形边长为1,AM → =⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12,BN → =⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1,AC →=(1,1).∵AC → =λAM → +μBN →=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12+μ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1=⎝ ⎛⎭⎪⎫λ-μ2,λ2+μ,∴⎩⎪⎨⎪⎧λ-12μ=1,λ2+μ=1,解之得⎩⎪⎨⎪⎧λ=65,μ=25,故λ+μ=85.法二:方程思想{}12,,1242=55245562558+=5AM AB AD AB AD AM AN BN AD AB AB AM BN AD AM BN AC AB AD AM BNλμ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩⎧-⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩=+=+uuuur uuu r uuu r uuu r uuu r uuuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuur uuuu r uuu r uuu r uuuu r uuu r uuu r uuu r uuu r uuuu r uuu r 以,为基底来表示则有解得所以所以规 律 方 法1.平面向量线性运算的两个技巧(1)对于平面向量的线性运算问题,要尽可能转化到三角形或平行四边形中,灵活运用三角形法则、平行四边形法则,紧密结合图形的几何性质进行运算.(2)在证明两向量平行时,若已知两向量的坐标形式,常利用坐标运算来判断;若两向量不是以坐标形式呈现的,常利用共线向量定理(当b ≠0时,a ∥b ⇔存在唯一实数λ,使得a =λb )来判断.【例1】 (1)已知向量a 与b 的夹角为60°,且a =(-2,-6),|b |=10,则a ·b =________.(2)已知正方形ABCD 的边长为1,点E 是AB 边上的动点,则DE →·CB →的值为__________;DE →·DC →的最大值为________.命题角度1 平面向量的数量积热点二(2)法一 如图,以AB ,AD 为坐标轴建立平面直角坐标系,则A (0,0),B (1,0),C (1,1),D (0,1), 设E (t ,0),t ∈[0,1],则DE → =(t ,-1),CB →=(0,-1), 所以DE → ·CB → =(t ,-1)·(0,-1)=1.因为DC → =(1,0),所以DE → ·DC → =(t ,-1)·(1,0)=t ≤1,故DE → ·DC→的最大值为1.【训练2】在平行四边形ABCD 中,M,N 分别为DC,BC 中点,若,+AC AM AN λμλμ=+u u u r u u u u r u u u r 求的值法二 如图,无论E 点在哪个位置,DE → 在CB →方向上的投影都是CB=1,所以DE → ·CB → =|CB →|·1=1,当E 运动到B 点时,DE → 在DC →方向上的投影最大,即为DC =1,所以(DE → ·DC → )max =|DC →|·1=1.4.已知向量a =(1,3),b =(3,m ),且b 在a 上的投影为3,则向量a 与b 的夹角为________.(3)解析:设向量a 与b 的夹角为θ.∵b 在a 上的投影为3,且|a |= 12+(3)2=2,a ·b =3+3m ,∴|b |cos θ=|b |×a ·b |a ||b |=3+3m 2=3,解得m = 3.∴|b |=2 3.∴cos θ=a ·b |a ||b |=3+3×32×23=32.∵θ∈[0,π],∴向量a 与b 的夹角θ为π6.规律总结:求两个向量的数量积有三种方法:1、利用定义;2、利用向量的坐标运算;3、利用数量积的几何意义.【课堂小结】 1、 本节课你有哪些收获 2、本节课运用了哪些思想方法【作业】平面向量对应的活页作业NO.15学情分析本节课是高三二轮专题复习课,学生已经在第一轮的学习中基本掌握了平面向量基本定理的基本概念及运算,本节课是在此基础上进一步加强对平面向量的综合运用。
高等教育课程教育研究38 学法教法研究一、弗赖登塔尔的数学教育思想我国的基础教育正逐步由应试教育向素质教育全面推进,由此带来了教育观念、教育思想等方面的转变。
荷兰数学家弗莱登塔尔认为数学教育的主要特征是:“现实、数学化、再创造”,并指出:数学教育应是现实数学的教育;数学教育的目标应是学会“数学化”;“再创造”的核心是数学过程的再现。
他的这些数学教育思想对我国数学素质教育有一定的启示。
二、基于数学教育思想对“平面向量基本定理”的认识(一)对情境的认识。
弗赖登塔尔的数学化理论告诉我们,学生数学概念的习得应架构在他们已知的周围世界里,数学教育就是要联系生活的现实,学生的现实,教师的现实,要引导学生从现实世界的问题着手。
因此,教材上的实例对于学生而言,不容易直观地体验与感受到定理的意义,基于此,在教学设计中从情景问题、与实际生活相联系的问题出发,重新优化整合,构造与学生生活密切相关的数学现实,从而发展学生的数学现实。
(二)对平面向量基本定理的认识。
教材首先引导学生作图研究同一平面内两个不共线的向量与任意向量的关系,通过向量线性运算的性质得出结论,最后呈现出平面向量基本定理的概念。
从学生来看,平面向量基本定理的学习已经超过学生关于平面向量的认知水平和接受能力,成为学生学习过程中难以理解和掌握的内容。
从教学来看,定理中的一些逻辑词汇,如“任意”“有且只有”“不唯一”等,难以传授,这就使其教学常采用定理的表述—解释—证明—应用模式,这样的讲义方式似乎与概念学习的“数学化”过程不相符,不利于学生概念的形成,还有可能会造成理解的偏离。
本节课从情景问题出发,从现实数学的视角引入新课,引导学生在力的分解与向量的分解之间建立联系,引出两个具体的问题,通过师生互动、讨论和分析得到猜想,进而通过作图分解、论证、多媒体演示等方式验证猜想中的任意性、存在性,得到定理的雏形。
在这一过程中,可以培养学生数学逻辑推理能力。
然后从数形两个角度说明基底的不唯一性,完善定理的内容。
平面向量论文:对《平面向量》的理解向量是沟通代数、几何与三角函数的一种工具,有着极其丰富的实际背景。
高中数学新教材将《平面向量》作为必修内容引入,所以这部分内容的教学对于我们中学教师来说是很重要的。
向量是既有大小,又有方向的量,是具有优良运算通性的体系,但向量所关注的不是“数”的简单扩大,而是“量与运算”的扩充,这对于学生更好地建立代数与几何的关系,尽早了解现代数学思想和方法将会打下一个坚实的基础。
向量有非常直观的几何意义,是数与形的完美结合:一方面,它可以将几何问题转化为坐标的代数运算;另一方面,它可以结合图形对向量的有关问题进行分析求解。
同时,向量在物理等许多领域有非常重要的作用,因此,向量是解决数学问题和实际问题的有力工具,是中学数学的重要概念之一。
在中学数学中向量分“平面向量”和“空间向量”两章,本文就“平面向量”一章的教学重点和难点以及“平面向量”与代数、几何、三角等知识的交汇应用作一粗探。
首先通过物理背景或数学背景的介绍,使学生懂得向量是既有大小又有方向的量,而向量还可以进行加减法运算。
通过实例,使学生掌握向量与数乘的运算,并理解其几何意义,以及两个向量共线的含义及充要条件。
在教学中,我体会到平面向量的基本定理及坐标表示是全章的重要内容之一。
因为平面向量基本定理是说明同一平面内任一向量都可表示为两个不共线向量的线性组合,是向量线性运算的最高级体现。
该定理是平面向量坐标表示的理论基础。
而向量的坐标表示是平面向量的基本定理的直接应用,是一种重要的数学思想方法,即数形结合。
向量的坐标表示的引入,使向量的运算完全代数化,是数与形的完美结合。
这样很多几何问题的证明,就转化为学生熟知的代数运算。
这是向量的重要作用之一,也是学习向量的重要目的之一。
在平面向量数量积及运算律这一节,重点应使学生掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算,并能运用数量积判断两个平面向量的垂直关系,处理有关长度、角度和垂直的问题。
第二章“平面向量”教材分析及教学建议(总10页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第二章《平面向量》教材分析天津市第二十中学高一数学备课组一、地位与作用向量知识、向量观点在数学、物理等学科的很多分支有着广泛的应用,它具有代数形式和几何形式的“双重身份”,能融数形于一体,能与中学数学教学内容的许多主干知识综合,形成知识交汇点。
所以向量的学习有助于学生体会数学与实际生活的联系,认识数学内容的内在联系,发展运算能力和推理能力。
二、内容与课程学习目标本章主要包括平面向量的实际背景及基本概念、平面向量的线性运算、平面向量的基本定理及坐标表示、平面向量的数量积、平面向量应用五部分内容.通过本章学习,应引导学生:1.通过力和力的分析等实例,了解向量的实际背景,理解平面向量和向量相等的含义,理解向量的几何表示.2.通过实例,掌握向量加、减法的运算,并理解其几何意义.3.通过实例,掌握向量数乘的运算,并理解其几何意义,以及两个向量共线的含义.4.了解向量的线性运算性质及其几何意义.5.了解平面向量的基本定理及其意义.6.掌握平面向量的正交分解及其坐标表示.7.会用坐标表示平面向量的加、减与数乘运算.8.理解用坐标表示的平面向量共线的条件.9.通过物理中“功”等实例,理解平面向量数量积的含义及其物理意义.10.体会平面向量的数量积与向量投影的关系.11.掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算.12.能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量的垂直关系.13.经历用向量方法解决某些简单的平面几何问题、力学问题与其他一些实际问题的过程,体会向量是一种处理几何问题、物理问题等的工具,发展运算能力和解决实际问题的能力.三、教学内容与课时安排2本章共安排了5个小节及2个选学内容,大约需要12个课时,具体分配如下(仅供参考):2.1 平面向量的实际背景及基本概念 2课时2.2 向量的线性运算 2课时2.3 平面向量的基本定理及坐标表示2课时2.4 平面向量的数量积2课时2.5 平面向量应用举例2课时小结 2课时本章知识结构如下:1.第一节包括向量的物理背景与概念、向量的几何表示、相等向量与共线向量.教科书首先从位移、力等物理量出发,抽象出既有大小、又有方向的量——向量,并说明向量与数量的区别.然后介绍了向量的几何表示、有向线向量的长度34(模)、零向量、单位向量、平行向量、相等向量、共线向量、相等向量、相反向量等基本概念.例1. 给出下列命题:① b a ≠,则a 一定不与b 共线;②若DC AB =,则A 、B 、C 、D 四点是平行四边形的四个顶点; ③在平行四边形ABCD 中,一定有DC AB =; ④若向量a 与任意向量b 平行,则0=a ; ⑤若b a =,c b =,则c a =.其中所有正确命题的序号为 .例2. 根据下列各小题的条件,分别判断四边形ABCD 的形状. (1)DC AB =;(2)DC AB == (3)DC AB ==.2.第二节有向量加法运算及其几何意义、向量减法运算及其几何意义、向量数乘运算及其几何意义等内容.教科书先讲了向量的加法、加法的几何意义、加法运算律;再用相反向量与向量的加法定义向量的减法,把向量的减法与加法统一起来,并给出向量减法的几何意义;然后通过向量的加法引入了实数与向量的积的向量数乘运算的定义,给出了数乘运算的运算律;最后介绍了两个向量共线的条件和向量线性运算的运算法则. 例3. 化简: (1)BC CD DB ++;(2)FA BC CD DF AB ++++.5(3)()()BD AC CD AB ---.例4. 如图,已知任意四边形ABCD ,E 为AD 的中点,F 为BC 求证:DC AB EF +=2.例5. 如图,已知△OBC 中,点A 是BC 边的中点,OB OD 32=,OA 与DC 交于点E ,设a OA =,b OB =;(1)用a 和b 表示向量OC 、DC . (2)若OA OE λ=,求实数λ的值.3.第三节包括平面向量基本定理、平面向量的正交分解及坐标表示、平面向量的坐标运算、平面向量共线的坐标表示.平面向量基本定理是平面向量正交分解及坐标表示的基础.教科书首先通过一个具体的例子给出平面向量基本定理,同时介绍了基底、夹角、两个向量垂直的概念;然后在平面向量基本定理的基础上,给出了平面向量的正交分解及坐标表示,向量加、减、数乘的坐标运算和向量坐标的概念,最后给出平面向量共线的坐标表示.坐DCBAOE6标表示使平面中的向量与它的坐标建立起了一一对应的关系,这为通过“数”的运算处理“形”的问题搭起了桥梁.例6. 如图,在□ABCD 中,M 、N 分别为DC 、BC 的中点,已知c AM =,d AN = ,试以c ,d 为基底表示AB 和AD .例7. 向量(,12)OA k =,(4,5)OB =,(10,)OC k =,当k 为何值时,A 、B 、C 三点共线.例8. (1)求点A (3,5-)关于坐标原点O 的对称点A '的坐标.(2)求点A (3,5-)关于点P (1,2-)的对称点A '的坐标.4.第四节包括平面向量数量积的物理背景及其含义、平面向量数量积的坐标表示、模、夹角.教科书从学生熟知的功的概念出发,引出了平面向量数量积的概念及其几何意义,接着介绍了向量数量积的性质、运算律及坐标表示.向量数量积把向量的长度和三角函数联系了起来,这样为解决有关的几何问题提供了方便,特别能有效地解决线段的垂直问题.例9. 已知a 、b 、c 是三个非零向量,则下列问题中真命题的个数为( )①a b a ⇔=⋅∥b ; ② a 、b反向b a =⋅⇔ ; ③b a =+⇔⊥ ; ④=⇔.7A. 1B. 2C. 3D. 4例10.54==,当a 与b 分别满足以下条件时,求a 与b 的数量积(1)a ∥b ; (2)b a ⊥;(3)a 与b 的夹角为30º。
2. 5平面向量应用举例一、教材分析向量概念有明确的物理背景和几何背景,物理背景是力、速度、加速度等,几何背景是有向线段,可以说向量概念是从物理背景、几何背景中抽象而来的,正因为如此,运用向量可以解决一些物理和几何问题,例如利用向量计算力沿某方向所做的功,利用向量解决平面内两条直线平行、垂直位置关系的判定等问题。
二、教学目标1.通过应用举例,让学生会用平面向量知识解决几何问题的两种方法-----向量法和坐 标法,可以用向量知识研究物理中的相关问题的“四环节” 和生活中的实际问题2.通过本节的学习,让学生体验向量在解决几何和物理问题中的工具作用,增强学生的 积极主动的探究意识,培养创新精神。
三、教学重点难点重点:理解并能灵活运用向量加减法与向量数量积的法则解决几何和物理问题. 难点:选择适当的方法,将几何问题或者物理问题转化为向量问题加以解决. 四、学情分析在平面几何中,平行四边形是学生熟悉的重要的几何图形,而在物理中,受力分析则是其中最基本的基础知识,那么在本节的学习中,借助这些对于学生来说,非常熟悉的内容来讲解向量在几何与物理问题中的应用。
五、教学方法1.例题教学,要让学生体会思路的形成过程,体会数学思想方法的应用。
2.学案导学:见后面的学案3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1.学生的学习准备:预习本节课本上的基本内容,初步理解向量在平面几何和物理中的 应用2.教师的教学准备:课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
七、课时安排:1课时 八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标教师首先提问:(1)若O 为ABC ∆重心,则OA +OB +OC =0(2)水渠横断面是四边形ABCD ,DC =12AB ,且|AD |=|BC |,则这个四边形为等腰梯形.类比几何元素之间的关系,你会想到向量运算之间都有什么关系?(3) 两个人提一个旅行包,夹角越大越费力.为什么?教师:本节主要研究了用向量知识解决平面几何和物理问题;掌握向量法和坐标法,以及用向量解决平面几何和物理问题的步骤,已经布置学生们课前预习了这部分,检查学生预习情况并让学生把预习过程中的疑惑说出来。
《平面向量》优秀说课稿(通用3篇)作为一位不辞辛劳的人民教师,就不得不需要编写说课稿,通过说课稿可以很好地改正讲课缺点。
那么什么样的说课稿才是好的呢?下面是小编为大家整理的《平面向量》优秀说课稿(通用3篇),希望对大家有所帮助。
《平面向量》说课稿1一、说教材平面向量的数量积是两向量之间的乘法,而平面向量的坐标表示把向量之间的运算转化为数之间的运算。
本节内容是在平面向量的坐标表示以及平面向量的数量积及其运算律的基础上,介绍了平面向量数量积的坐标表示,平面两点间的距离公式,和向量垂直的坐标表示的充要条件。
为解决直线垂直问题,三角形边角的有关问题提供了很好的办法。
本节内容也是全章重要内容之一。
二、说学习目标和要求通过本节的学习,要让学生掌握(1):平面向量数量积的坐标表示。
(2):平面两点间的距离公式。
(3):向量垂直的坐标表示的充要条件。
以及它们的一些简单应用,以上三点也是本节课的重点,本节课的难点是向量垂直的坐标表示的充要条件以及它的灵活应用。
三、说教法在教学过程中,我主要采用了以下几种教学方法:(1)启发式教学法因为本节课重点的坐标表示公式的推导相对比较容易,所以这节课我准备让学生自行推导出两个向量数量积的坐标表示公式,然后引导学生发现几个重要的结论:如模的计算公式,平面两点间的距离公式,向量垂直的坐标表示的充要条件。
(2)讲解式教学法主要是讲清概念,解除学生在概念理解上的疑惑感;例题讲解时,演示解题过程!主要辅助教学的手段(powerpoint)(3)讨论式教学法主要是通过学生之间的相互交流来加深对较难问题的理解,提高学生的自学能力和发现、分析、解决问题以及创新能力。
四、说学法学生是课堂的主体,一切教学活动都要围绕学生展开,借以诱发学生的学习兴趣,增强课堂上和学生的交流,从而达到及时发现问题,解决问题的目的。
通过精讲多练,充分调动学生自主学习的积极性。
如让学生自己动手推导两个向量数量积的坐标公式,引导学生推导4个重要的结论!并在具体的问题中,让学生建立方程的思想,更好的解决问题!五、说教学过程这节课我准备这样进行:首先提出问题:要算出两个非零向量的数量积,我们需要知道哪些量?继续提出问题:假如知道两个非零向量的坐标,是不是可以用这两个向量的坐标来表示这两个向量的数量积呢?引导学生自己推导平面向量数量积的坐标表示公式,在此公式基础上还可以引导学生得到以下几个重要结论:(1)模的计算公式(2)平面两点间的距离公式。
高中数学“平面向量的概念”的教案一、教学目标1. 知识与技能:了解向量的实际背景,理解平面向量的概念,掌握向量的几何表示,理解零向量、单位向量、平行向量、相等向量、共线向量的含义。
2. 过程与方法:通过对向量概念的引入和分析,培养学生观察、抽象、概括的能力,体会从特殊到一般的数学思想方法。
3. 情感态度价值观:经历向量概念的形成过程,体会向量在实际生活中的广泛应用,感受数学的价值。
二、教学重难点1. 教学重点:平面向量的概念、几何表示、相等向量与共线向量。
2. 教学难点:向量的概念,向量与数量的区别。
三、教学方法问题驱动法、启发引导法、讲练结合法。
四、教学过程1. 情景引入:通过播放“旅行者在沙漠中迷失方向”的视频,提出问题“在这个情境下,我们可以用什么来描述旅行者的位移?”引发学生思考。
2. 探索新知:通过分析视频中的位移和方向,引出向量的概念,让学生理解向量的实际背景和意义。
讲解向量的几何表示,包括向量的长度、零向量、单位向量、平行向量、共线向量、相等向量等基本概念。
(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量.注意点:①向量是自由向量,即只有大小和方向,而无特定的位置,这样的向量可以作任意平移;②看一个量是否为向量,就要看它是否具备了大小和方向两个要素;③向量与数量的区别:数量与数量之间可以比较大小,而向量与向量之间不能比较大小.(2)向量的表示法①有向线段:具有方向的线段叫做有向线段,有向线段包含三个要素:起点、方向、长度.②向量的表示方法:Ⅰ字母表示法:如,,,a b c等.Ⅱ几何表示法:以A为始点,B为终点作有向线段AB(注意始点一定要写在终点的前面).如果用一条有向线段AB表示向量,通常我们就说向量AB.注意点:用有向线段来表示向量注意的是有向线段是向量的表示,不是说向量就是有向线段。
(3)向量的模:向量AB的大小,也就是向量AB的长度,叫做向量的模,记作||AB.(4)零向量:长度为0的向量,记作0;其方向是任意的.(5)单位向量:长度等于1个单位的向量.(6)平行向量:方向相同或相反的非零向量.平行向量又叫共线向量.规定:0与任一向量平行.(7)相等向量:长度相等且方向相同的向量. (8)相反向量:长度相等且方向相反的向量.3. 达标检测:通过练习题检测学生对向量概念的理解和掌握程度,巩固所学知识。
《平面向量》说课稿9篇平面向量的说课下面是我收集的《平面向量》说课稿9篇平面向量的说课,供大家参阅。
《平面向量》说课稿1说课内容:普通高中课程标准实验教科书(人教A版)《数学必修4》第二章第四节“平面向量的数量积”的第一课时---平面向量数量积的物理背景及其含义。
下面,我从背景分析、教学目标设计、课堂结构设计、教学过程设计、教学媒体设计及教学评价设计六个方面对本节课的思考进行说明。
一、背景分析1、学习任务分析平面向量的数量积是继向量的线性运算之后的又一重要运算,也是高中数学的一个重要概念,在数学、物理等学科中应用十分广泛。
本节内容教材共安排两课时,其中第一课时主要研究数量积的概念,第二课时主要研究数量积的坐标运算,本节课是第一课时。
本节课的主要学习任务是通过物理中“功”的事例抽象出平面向量数量积的概念,在此基础上探究数量积的性质与运算律,使学生体会类比的思想方法,进一步培养学生的抽象概括和推理论证的能力。
其中数量积的概念既是对物理背景的抽象,又是研究性质和运算律的基础。
同时也因为在这个概念中,既有长度又有角度,既有形又有数,是代数、几何与三角的最佳结合点,不仅应用广泛,而且很好的体现了数形结合的数学思想,使得数量积的概念成为本节课的核心概念,自然也是本节课教学的重点。
2、学生情况分析学生在学习本节内容之前,已熟知了实数的运算体系,掌握了向量的概念及其线性运算,具备了功等物理知识,并且初步体会了研究向量运算的一般方法:即先由特殊模型(主要是物理模型)抽象出概念,然后再从概念出发,在与实数运算类比的基础上研究性质和运算律。
这为学生学习数量积做了很好的铺垫,使学生倍感亲切。
但也正是这些干扰了学生对数量积概念的理解,一方面,相对于线性运算而言,数量积的结果发生了本质的变化,两个有形有数的向量经过数量积运算后,形却消失了,学生对这一点是很难接受的;另一方面,由于受实数乘法运算的影响,也会造成学生对数量积理解上的偏差,特别是对性质和运算律的理解。
平面向量中的数学思想一、函数方程思想:主要体现在向量的共线定理,平面向量的基本定理的坐标表示,向量的平行与垂直的位置关系上。
例1 如果向量=i+2j, =i+m j其中i , j分别是x轴,y轴正方向上的单位向量,试确定实数m 的值,使三点A、B、C三点共线。
解法一:A、B、C三点共线,即,共线存在实数,使=,即i-2j=(i+m j)于是解得m=-2故当m=-2时,A、B、C三点共线.解法二:依题意知i=(1,0),j=(0,1)则=(1,0)-2 (0,1)=(1,-2), =(1,0)+m(0,1)=(1,m)而,共线,所以1·m-1·(-2)=0,即m=-2故当m=-2时,A、B、C三点共线。
例2 已知a,b都是非零向量,且a+3b与7a-5b垂直,a-4b与7a-2b垂直,求a与b的夹角。
解:设a,b的夹角为θ,∵a+3b垂直于7a-5b,a-4b垂直于7a-2b∴即②-①得23b2-46a·b=0 ∴2a·b=b2带入①得:a2=b2∴ |a|=|b|∴cosθ=== ∴θ=二、转化化归思想:将几何问题代数化,代数问题几何化,为问题的解决带来方便,这无形的体现了转化(化归)的数学思想。
例3 已知边长为单位长的正方形ABCD,若A点与坐标原点重合,边AB、AD分别落在x 轴、y轴的正半轴上,则向量2+3+的坐标为___.解:在题设的直角坐标系下,有A(0,0),B(1,0),C(1,1),D(0,1)易得=(1,0),=(0,1),=(1,1)则2+3+=(2,0)+(0,3)+(1,1)=(3,4)例4 画出平行四边形,给出下列向量等式以几何解释(其中a,b不共线).(1) (a+b)2+(a-b)2=2a2+2b2 (2) (a+b)2-(a-b)2=4ab解:以a,b为邻边作平行四边形ABCD,取=a,=b, 则= a+b,= a-b,于是可得到下面的几何解释是:(1)平行四边形对角线的平方和等于它的各边的平方和。