高中人教A版数学必修4(课时习题与单元测试卷):第19课时 向量减法运算及其几何意义 含解析
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课时提升卷(十七)向量减法运算及其几何意义(45分钟 100分)一、选择题(每小题6分,共30分)1.(2013·淄博高一检测)化简+--= ( )A. B. C. D.02.如图,在四边形ABCD中,设=a,=b,=c,则等于( )A.a-b+cB.b-(a+c)C.a+b+cD.b-a+c3.已知非零向量a与b同向,则a-b( )A.必定与a同向B.必定与b同向C.必定与a是平行向量D.与b不可能是平行向量4.若||=8,||=5,则||的取值范围是( )A.[3,8]B.(3,8)C.[3,13]D.(3,13)5.平面内有四边形ABCD和点O,若+=+,则四边形ABCD的形状是( )A.梯形B.平行四边形C.矩形D.菱形二、填空题(每小题8分,共24分)6.四边形ABCD是边长为1的正方形,则|-|= .7.在△ABC中,向量可表示为(填所有正确表示方法的序号).①-;②-;③+;④-.8.已知如图,在正六边形ABCDEF中,与-+相等的向量有.①;②;③;④-+;⑤+;⑥-;⑦+.三、解答题(9题~10题各14分,11题18分)9.如图,解答下列各题:(1)用a,d,e表示.(2)用b,c表示.(3)用a,b,e表示.(4)用d,c表示.10.已知|a|=6,|b|=8,且|a+b|=|a-b|,求|a-b|.11.(能力挑战题)三个大小相同的力a,b,c作用在同一物体P上,使物体P沿a方向做匀速运动,设=a,=b,=c,判断△ABC的形状.答案解析1.【解析】选D.+--=( -)+(+)=+=0.2.【解析】选A.=-=+-=a+c-b=a-b+c.3.【解题指南】根据a与b模的大小关系分类讨论.【解析】选C.向量a与b同向,当|a|>|b|时,a-b与a和b同向;当|a|<|b|时,a-b与a和b反向;当|a|=|b|时,a-b=0.综上可知:a-b 必定与a是平行向量.4.【解析】选C.当与不共线时,有=-(如图所示),由三角形三边的不等关系可知8-5<||<8+5,即3<||<13,当与共线反向时,||=13;当与共线同向时,||=3,所以3≤||≤13.5.【解析】选B.因为+=+,所以-=-,即=.又A,B,C,D四点不共线,所以||=||,且BA∥CD,故四边形ABCD为平行四边形.6.【解析】|-|=||==.答案:7.【解析】①-=;②-=;③+=;④-=+=.答案:②③④8.【解析】因为四边形ACDF是平行四边形,所以-+=+=,-+=++=,+=+=,-=,因为四边形ABDE是平行四边形,所以+=,综上知与-+相等的向量是①④.答案:①④【拓展提升】向量加减法的四点化简技巧(1)加法:首尾连(如++=),起点到终点.(2)减法:共起点(如-=),连终点,指被减.(3)化减法为加法:减去一个向量等于加上这个向量的相反向量(如-=+=).(4)凑零法:相反向量和为0(如+=0).9.【解题指南】利用向量加法、减法及共线向量解题.【解析】因为=a,=b,=c,=d,=e,所以(1)=++=d+e+a.(2)=-=--=-b-c.(3)=++=a+b+e.(4)=-=-(+)=-c-d.10.【解析】设=a,=b,以AB,AD为邻边作□ABCD(如图所示),则=a+b,=a-b,因为|a+b|=|a-b|,所以||=||.又四边形ABCD是平行四边形,所以四边形ABCD是矩形,所以AD⊥AB,在Rt△DAB中,||=6,||=8,由勾股定理得||===10,所以|a-b|=|a+b|=10.【举一反三】若本题条件“|a+b|=|a-b|”改为:“|a|=|b|=|a+b|=6”,则应如何求|a-b|?【解析】设=a,=b,=a+b,由|a|=|b|=|a+b|可知,平行四边形OACB是菱形(如图),且△OBC,△OAC为边长为6的等边三角形,连接AB,所以a-b=-=,所以|a-b|=||,设OC∩BA=M,在Rt△OMB中,|BM|=6×sin60°=3,所以||=6,即|a-b|=6.11.【解题指南】将物理问题转化为向量问题,通过向量模及向量之间的相互关系作出几何图形,从而判断三角形的形状.【解析】由题意得:|a|=|b|=|c|,由于合力作用后做匀速运动,故合力为0,即a+b+c=0.所以a+c=-b.如图,作平行四边形APCD为菱形.=a+c=-b,所以∠APC=120°,同理:∠APB=∠BPC=120°,又因为|a|=|b|=|c|,所以△ABC为等边三角形.关闭Word文档返回原板块。
第二章平面向量2.2 平面向量的线性运算2.2.1~2.2.2向量加法、减法运算及其几何意义1.理解向量的和,掌握向量加法的三角形法则和平行四边形法则,向量加法的运算律及向量减法的三角形法则.2.理解向量模的性质.基础梳理一、向量加法运算1.向量加法的定义:我们把求两个向量a,b和的运算,叫做向量的加法,记作:a+b.(1)两个向量的和仍然是一个向量;(2)零向量与任一向量a有a+0=0+a=a.2.向量加法的三角形法则:向量AB→与BC →相加时,AB →的终点作为BC →的起点,这时起点A 到终点C 的向量AC →就是这两个向量的和向量,即AB→+BC →=AC →.这种求向量和的方法叫三角形法则. 向量加法的三角形法则:“首尾相接,首尾相连” . 3.向量加法的平行四边形法则(对于两个向量共线不适用): 以同一点O 为起点的两个已知向量a ,b 为邻边作▱OACB ,则以O 为起点的对角线OC→就是向量的和.这种作两个向量和的方法叫做向量加法的平行四边形法则,如图:特殊情况:4.运算律.(1)向量加法的交换律:a +b =b +a .(2)向量加法的结合律:(a +b )+c =a +(b +c ).练习:三角形法则、平行四边形法则是否对所有向量a ,b 求和都适用?答案:三角形法则适合所有向量,平行四边形法则对于两个向量共线时不适用.思考应用1.由物理上学习的位移的合成,你能否把三角形法则推广到n 多边形的情况?解析:三角形法则可以推广到n 个向量相加的情况:AB →+BC →+CD→+DE →=AE →(注意字母必须首尾顺次连接首尾),位移的合成可以看成是向量加法三角形法则的物理模型.二、向量减法运算1.减法的三角形法则作法:在平面内取一点O ,作OA →=a ,OB →=b ,则BA→=a -b . 即a -b 可以表示为从向量b 的终点指向向量a 的终点的向量. 向量减法的三角形法则:“起点相同,指向被减向量”.2.|a +b |、|a -b |、|a |+|b |、|a |-|b |之间的关系.对于任意的两个向量a 与b ,有||||a -||b ≤||a ±b ≤||a +||b .注意:当a,b共线时(包括同向和反向)上式等号成立.思考应用2.前面讨论的是向量运算,我们还学过那些运算?体会它们的异同.解析:我们学过实数间的运算、集合间的运算、函数间的运算,今天又学到了向量间的运算.对于两个向量,通过三角形法则或平行四边形法则,有唯一的和向量与之对应.一般的,对于两个对象,通过一个法则都有唯一确定的对象与之对应,这就是运算.运算可以帮助我们解决很多的问题.自测自评1.下列等式正确的个数是(C)①a+0=a;②b+a=a+b;③-(-a)=a;④a+(-a)=0;⑤a+(-b)=a-b.A.2个B.3个C.4个D.5个2.如右图,在平行四边形ABCD中,下列结论错误的是(C)→=DC→A.ABB.AD→+AB →=AC → C.BA→+BC →=AC → D.AD→+CB →=0 解析:∵BA→+BC →=BD →, ∴C 中的结论错误.故选C .3.化简OP→-QP →+PS →+SP →的结果等于(B ) A .QP→ B .OQ → C .SP → D .SQ → 4.a 、b 为非零向量,且|a +b |=|a |+|b |,则(A ) A .a 与b 方向相同 B .a =b C .a =-b D .a 与b 方向相反基础提升1.化简PM→-PN →+MN →所得结果是(C ) A.MP→ B.NP → C .0 D .MN → 2.已知MA →=(-2,4),MB →=(2,6),则12AB →的坐标是(D )A .(0,5)B .(0,1)C .(2,5)D .(2,1)解析:AB→=MB →-MA →=(2,6)-(-2,4)=(4,2), ∴12AB →=(2,1).故选D . 3.已知向量a ∥b ,且|a |>|b |>0,则向量a +b 的方向(A ) A .与向量a 方向相同 B .与向量a 方向相反 C .与向量b 方向相同 D .与向量b 方向相反4.若O 是△ABC 内的一点,且OA →+OB →+OC →=0.则O 是△ABC 的(B )A .垂心B .重心C .内心D .外心解析:OA→+OB →+OC →=0,∵OA →+OB →是以OA →,OB →为邻边作平行四边形的对角线且过AB 的中点,设点D ,则OA→+OB →=2OD →,∴2OD→+OC →=0.∵D 为AB 的中点,同理E ,F 为AC ,BC 中点,∴满足条件的点O 为△ABC 三边中线交点,故为重心.5.向量(AB→+MB →)+(BO →+BC →)+OM →等于(C ) A .BC→ B .AB → C .AC → D .AM → 解析:(AB→+MB →)+(BO →+BC →)+OM →=(AB →+BC →)+(MB →+BO →)+OM→=AC →+MO →+OM →=AC →.故选C . 巩固提高6.已知|OA →|=|a |=3,|OB →|=|b |=3,∠AOB =120°,则|a +b |=________.答案:37.如图,已知O 为平行四边形ABCD 内一点,OA →=a ,OB →=b ,OC→=c ,求OD →.解析:∵BA→=CD →,BA →=OA →-OB →,CD →=OD →-OC →, ∴OD→-OC →=OA →-OB →,OD →=OA →-OB →+OC →, ∴OD→=a -b +c . 8.若在正六边形ABCDEF 中,O 为其中心,则FA →+AB →+2BO →+ED→等于(B ) A.FE→ B.AC → C.DC → D.FC → 解析:FA→+AB →+2BO →+ED →=FE →+ED →=FD →=AC →. 9.已知:△ABC 中,D 、E 分别是边AB 、AC 的中点.求证:DE 綊12BC .证明:因为D 、E 分别为AB 、AC 的中点,故AD→=12AB →,AE →=12AC→.DE →=AE →-AD →=12(AC →-AB →)=12BC →.所以DE 綊12BC .掌握两个向量的减法运算可以转化为加法来进行.1.记住常用关系、常用数据:如△ABC 中AB→+BC →+CA →=0;以向量a ,b 为邻边的平行四边形中,a ±b 表示的是两条对角线所在的向量.2.注意向量的三角形法则和平行四边形法则的要点.。
第二章平面向量2.2 平面向量的线性运算 2.2.2 向量减法运算及其几何意义课后篇巩固探究1.四边形ABCD 中,AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =DC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,且|AD ⃗⃗⃗⃗⃗ −AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|AD ⃗⃗⃗⃗⃗ +AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |,则四边形ABCD 是( )A.平行四边形B.菱形C.矩形D.正方形AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =DC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,故四边形是平行四边形.根据向量加法和减法的几何意义可知,该平行四边形的对角线相等,故为矩形.2.已知ABCDEF 是一个正六边形,O 是它的中心,其中OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =a,OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =b,OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =c,则EF ⃗⃗⃗⃗ =( )A.a+bB.b-aC.c-bD.b-c=CB ⃗⃗⃗⃗⃗ =OB ⃗⃗⃗⃗⃗ −OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =b-c.3.下列不能化简为PQ ⃗⃗⃗⃗⃗ 的是( ) A.QC ⃗⃗⃗⃗⃗ −QP ⃗⃗⃗⃗⃗ +CQ⃗⃗⃗⃗⃗ B.AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +(PA ⃗⃗⃗⃗⃗ +BQ⃗⃗⃗⃗⃗ ) C.(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +PC ⃗⃗⃗⃗ )+(BA ⃗⃗⃗⃗⃗ −QC ⃗⃗⃗⃗⃗ ) D.PA ⃗⃗⃗⃗⃗ +AB ⃗⃗⃗⃗⃗ −BQ ⃗⃗⃗⃗⃗项中,PA ⃗⃗⃗⃗⃗ +AB ⃗⃗⃗⃗⃗ −BQ ⃗⃗⃗⃗⃗ =PB ⃗⃗⃗⃗⃗ −BQ ⃗⃗⃗⃗⃗ ≠PQ ⃗⃗⃗⃗⃗ ,故选D.4.如图,点D,E,F 分别是△ABC 的边AB,BC,CA 的中点,则 ( )A.AD ⃗⃗⃗⃗⃗ +BE ⃗⃗⃗⃗⃗ +CF ⃗⃗⃗⃗ =0B.BD ⃗⃗⃗⃗⃗ −CE ⃗⃗⃗⃗ +DF ⃗⃗⃗⃗⃗ =0C.AD ⃗⃗⃗⃗⃗ +CE ⃗⃗⃗⃗ −CF ⃗⃗⃗⃗ =0D.BD ⃗⃗⃗⃗⃗ −BE ⃗⃗⃗⃗⃗ −FC⃗⃗⃗⃗ =0AD ⃗⃗⃗⃗⃗ +BE ⃗⃗⃗⃗⃗ +CF ⃗⃗⃗⃗ =AD ⃗⃗⃗⃗⃗ +DF⃗⃗⃗⃗⃗ +FA ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,所以A 项正确.5.平面上有三点A,B,C,设m=AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,n=AB ⃗⃗⃗⃗⃗ −BC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,若m,n 的长度恰好相等,则有( )A.A,B,C 三点必在同一条直线上B.△ABC 必为等腰三角形,且∠B 为顶角C.△ABC 必为直角三角形,且∠B=90°D.△ABC 必为等腰直角三角形,因为m,n 的长度相等,所以|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ −BC ⃗⃗⃗⃗⃗ |,即|AC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|BD⃗⃗⃗⃗⃗ |, 所以ABCD 是矩形,故△ABC 是直角三角形,且∠B=90°.6.若四边形ABCD 为正方形,且边长为2,则|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ −CB ⃗⃗⃗⃗⃗ +CD ⃗⃗⃗⃗⃗ |= .AB ⃗⃗⃗⃗⃗ −CB ⃗⃗⃗⃗⃗ +CD ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +(CD ⃗⃗⃗⃗⃗ −CB ⃗⃗⃗⃗⃗ )|=|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BD ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|AD ⃗⃗⃗⃗⃗ |=2.7.如图,已知O 为平行四边形ABCD 内一点,OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =a,OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =b,OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =c,则OD ⃗⃗⃗⃗⃗ = .AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =BC⃗⃗⃗⃗⃗ , 则OD ⃗⃗⃗⃗⃗ =OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +OC ⃗⃗⃗⃗⃗ −OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a+c-b.8.如图,在正六边形ABCDEF 中,与OA ⃗⃗⃗⃗⃗ −OC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CD ⃗⃗⃗⃗⃗ 相等的向量有 . ①CF ⃗⃗⃗⃗ ;②AD ⃗⃗⃗⃗⃗ ;③BE⃗⃗⃗⃗⃗ ; ④DE ⃗⃗⃗⃗⃗ −FE ⃗⃗⃗⃗ +CD ⃗⃗⃗⃗⃗ ;⑤CE ⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ ; ⑥CA ⃗⃗⃗⃗⃗ −CD ⃗⃗⃗⃗⃗ ;⑦AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AE⃗⃗⃗⃗⃗ .ACDF 是平行四边形,所以OA ⃗⃗⃗⃗⃗ −OC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CD ⃗⃗⃗⃗⃗ =CA ⃗⃗⃗⃗⃗ +CD ⃗⃗⃗⃗⃗ =CF ⃗⃗⃗⃗ ,DE ⃗⃗⃗⃗⃗ −FE ⃗⃗⃗⃗ +CD ⃗⃗⃗⃗⃗ =CD ⃗⃗⃗⃗⃗ +DE ⃗⃗⃗⃗⃗ +EF ⃗⃗⃗⃗ =CF ⃗⃗⃗⃗ ,CE ⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =BC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CE ⃗⃗⃗⃗ =BE ⃗⃗⃗⃗⃗ ,CA ⃗⃗⃗⃗⃗ −CD ⃗⃗⃗⃗⃗ =DA ⃗⃗⃗⃗⃗ .因为四边形ABDE 是平行四边形, 所以AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =AD ⃗⃗⃗⃗⃗ .综上知与OA ⃗⃗⃗⃗⃗ −OC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CD ⃗⃗⃗⃗⃗ 相等的向量是①④.9.已知向量a,b 满足|a|=1,|b|=2,|a-b|=2,则|a+b|的值为 .,在平面内任取一点A,作AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =a,AB⃗⃗⃗⃗⃗ =b,以AD,AB 为邻边作▱ABCD, 则AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =a+b,BD⃗⃗⃗⃗⃗ =a-b. 由题意,知|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|BD ⃗⃗⃗⃗⃗ |=2,|AD ⃗⃗⃗⃗⃗ |=1.过点B 作BE ⊥AD 于点E,过点C 作CF ⊥AB 交AB 的延长线于点F. 因为AB=BD=2,所以AE=ED=12AD=12.在Rt △ABE 中,cos ∠EAB=AEAB=14.易知∠CBF=∠EAB,所以cos ∠CBF=14. 所以BF=BC·cos∠CBF=1×14=14.所以CF=√154. 所以AF=AB+BF=2+14=94.在Rt △AFC 中,AC=√AF 2+CF 2=√8116+1516=√6,所以|a+b|=√6.√6 10.如图,在四边形ABCD 中,对角线AC,BD 交于点O,且|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|AD ⃗⃗⃗⃗⃗ |=1,OA⃗⃗⃗⃗⃗ +OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =OB ⃗⃗⃗⃗⃗ +OD ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,cos ∠DAB=12,求|DC ⃗⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ |与|CD⃗⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ |.OA ⃗⃗⃗⃗⃗ +OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =OB ⃗⃗⃗⃗⃗ +OD ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,∴OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =CO ⃗⃗⃗⃗⃗ ,OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =DO ⃗⃗⃗⃗⃗ . ∴四边形ABCD 为平行四边形. 又|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|AD ⃗⃗⃗⃗⃗ |=1, ∴▱ABCD 为菱形.∵cos ∠DAB=12,∠DAB ∈(0,π),∴∠DAB=π3,∴△ABD 为正三角形.∴|DC ⃗⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|AC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=2|AO ⃗⃗⃗⃗⃗ |=√3, |CD ⃗⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|BD ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |=1. 11.如图,在▱ABCD 中,AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =a,AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =b.(1)当a,b 满足什么条件时,a+b 与a-b 所在的直线互相垂直? (2)a+b 与a-b 有可能为相等向量吗?为什么?AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =a+b,DB ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ −AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =a-b.若a+b 与a-b 所在的直线互相垂直,则AC ⊥BD. 因为当|a|=|b|时,四边形ABCD 为菱形,此时AC ⊥BD, 故当a,b 满足|a|=|b|时,a+b 与a-b 所在的直线互相垂直. (2)不可能.因为▱ABCD 的两对角线不可能平行,所以a+b 与a-b 不可能为共线向量,更不可能为相等向量.。
2.2 第2课时 向量减法、数乘运算及其几何意义一、选择题1.化简OP →-QP →+PS →+SP →的结果等于( ) A.QP →B.OQ →C.SP →D.SQ →[答案] B[解析] 原式=(OP →+PQ →)+(PS →+SP →) =OQ →+0=OQ →.2.已知△ABC 的三个顶点A 、B 、C 及平面内一点P 满足P A →+PB →=PC →,下列结论中正确的是( )A .P 在△ABC 的内部B .P 在△ABC 的边AB 上 C .P 在AB 边所在直线上D .P 在△ABC 的外部 [答案] D[解析] 由P A →+PB →=PC →可得P A →=PC →-PB →=BC →,∴四边形PBCA 为平行四边形. 可知点P 在△ABC 的外部.选D.3.如图,在平行四边形ABCD 中,下列结论中错误的是( )A.AB →=DC →B.AD →+AB →=AC →C.AB →-AD →=BD →D.AD →+CB →=0 [答案] C[解析] A 显然正确.由平行四边形法则知B 正确.C 中AB →-AD →=DB →,故C 错误.D 中AD →+CB →=AD →+DA →=0.4.(07·湖南)若O 、E 、F 是不共线的任意三点,则以下各式中成立的是( ) A.EF →=OF →+OE →B.EF →=OF →-OE →C.EF →=-OF →+OE →D.EF →=-OF →-OE → [答案] B[解析] 由向量的减法的定义求解.5.在平面上有A ,B ,C 三点,设m =AB →+BC →,n =AB →-BC →,若m 与n 的长度恰好相等,则有( )A .A ,B ,C 三点必在一条直线上 B .△ABC 必为等腰三角形且∠B 为顶角 C .△ABC 必为直角三角形且∠B 为直角D .△ABC 必为等腰直角三角形 [答案] C[解析] 以BA →,BC →为邻边作平行四边形ABCD ,则m =AB →+BC →=AC →,n =AB →-BC →=AB →-AD →=DB →,由m ,n 的长度相等可知,两对角线相等,因此平行四边形一定是矩形.∴选C.6.已知向量a 与b 反向,且|a |=r ,|b |=R ,b =λa ,则λ的值等于( ) A.rRB .-rRC .-RrD.R r[答案] C[解析] ∵b =λa ,∴|b |=|λ|·|a | 又∵a 与b 反向,∴λ=-R r.7.已知O 是△ABC 所在平面内一点,D 为BC 边中点,且2OA →+OB →+OC →=0,那么( ) A.AO →=OD →B.AO →=2OD →C.AO →=3OD → D .2AO →=OD →[答案] A[解析] ∵OB →+OC →=2OD →, ∴2OA →+2OD →=0,∴AO →=OD →.8.已知P 是△ABC 所在平面内的一点,若CB →=λP A →+PB →,其中λ∈R ,则点P 一定在( ) A .△ABC 的内部 B .AC 边所在直线上 C .AB 边所在直线上 D .BC 边所在直线上 [答案] B[解析] 由CB →=λP A →+PB →得CB →-PB →=λP A →,∴CP →=λP A →.则CP →与P A →为共线向量,又CP →与P A →有一个公共点P ,∴C 、P 、A 三点共线,即点P 在直线AC 上.故选B.9.G 为△ABC 内一点,且满足GA →+GB →+GC →=0,则G 为△ABC 的( ) A .外心 B .内心 C .垂心 D .重心[答案] D[解析] 由于GA →+GB →+GC →=0,所以GA →=-(GB →+GC →),即GA →是与GB →+GC →方向相反,长度相等的向量.如图,以GB →,GC →为相邻的两边作▱BGCD ,则GD →=GB →+GC →,所以GD →=-GA →,在▱BGCD 中,设BC 与GD 交于点E ,则BE →=EC →,GE →=ED →,故AE 是△ABC 中BC 边上的中线且|GA →|=2|GE →|.从而点G 是△ABC 的重心.选D.10.(2010·河北唐山)已知P 、A 、B 、C 是平面内四个不同的点,且P A →+PB →+PC →=AC →,则( )A .A 、B 、C 三点共线 B .A 、B 、P 三点共线 C .A 、C 、P 三点共线D .B 、C 、P 三点共线[答案] B[解析] ∵AC →=PC →-P A →,∴原条件式变形为: PB →=-2P A →,∴PB →∥P A →,∴A 、B 、P 三点共线. 二、填空题11.已知x 、y 是实数,向量a ,b 不共线,若(x +y -1)a +(x -y )b =0,则x =________,y =________.[答案] 12 12[解析] 由已知得⎩⎪⎨⎪⎧x +y -1=0x -y =0⇒⎩⎨⎧x =12y =12.12.若|a |=5,b 与a 的方向相反,且|b |=7,则a =________b . [答案] -57[解析] ∵|a |=5,|b |=7,∴|a ||b |=57,又方向相反,∴a =-57b .13.(2010·浙江宁波十校)在平行四边形ABCD 中,AB →=e 1,AC →=e 2,NC →=14AC →,BM →=12MC →,则MN →=________(用e 1,e 2表示).[答案] -23e 1+512e 2[解析] ∵NC →=14AC →=14e 2,∴CN →=-14e 2,∵BM →=12MC →,BM →+MC →=BC →=AC →-AB →=e 2-e 1,∴MC →=23(e 2-e 1),∴MN →=MC →+CN →=23(e 2-e 1)-14e 2=-23e 1+512e 2.三、解答题14.如图,ABCD 是一个梯形,AB ∥CD ,且AB =2CD ,M 、N 分别是DC 和AB 的中点,已知AB →=a ,AD →=b ,试用a 、b 表示BC →和MN →.[解析] 连结CN ,∵N 是AB 的中点,AB =2CD , ∴AN 綊DC ,∴四边形ANCD 是平行四边形,∴CN →=-AD →=-b ,又CN →+NB →+BC →=0, ∴BC →=-NB →-CN →=-12a +b .MN →=MC →+CN →=14a -b .15.若a 、b 都是非零向量,在什么条件下向量a +b 与a -b 共线?[解析] 因a 、b 都是非零向量,向量a +b 与a -b 中至少有一个不为零向量,不妨设a +b ≠0.则由a +b 与a -b 共线,知存在实数λ使a -b =λ(a +b ),∴(1-λ)a =(1+λ)b , ∵a ≠0且b ≠0,∴λ≠±1, 从而b =1-λ1+λa ,从而a ∥b .由上可知,当a ∥b 时,a +b 与a -b 共线.16.如图,在△ABC 中,D 、E 分别为AC 、AB 边上的点,CD DA =AE EB =12,记BC →=a ,CA →=b ,求证:DE →=13(b -a ).[解析] 因为AE →=13AB →=13(CB →-CA →)=13(-a -b ),AD →=23AC →=-23b ,所以DE →=AE →-AD →=-13a -13b +23b =13(b -a ). 17.点E 、F 分别为四边形ABCD 的对角线AC 、BD 的中点,设BC →=a ,DA →=b ,试用a ,b 表示EF →.[解析] 如图所示,取AB 中点P ,连结EP ,FP ,在△ABC 中,EP 是与BC 平行的中位线,∴PE →=12BC →=12a .在△ABD 中,FP 是与AD 平行的中位线, ∴PF →=12AD →=-12b .在△EFP 中,EF →=EP →+PF →=-PE →+PF → =-12a -12b =-12(a +b ).18.已知▱ABCD 的边BC 、CD 的中点分别是M 、N ,设AM →=a ,AN →=b ,试用a 、b 表示AB →、BC →.[分析] ∵M 、N 分别为▱ABCD 的边BC 、CD 的中点,故以AB →、AD →作为基向量较易表示出AM →、AN →,然后,解方程组即可求出AB →、AD →.[解析] 在▱ABCD 中,M 、N 分别是边BC 、CD 的中点, ∴DN →=12AB →,BM →=12BC →.∴AN →=AD →+DN →=BC →+12AB →,AM →=AB →+12BC →,∴⎩⎨⎧BC →+12AB →=b AB →+12BC →=a ,解得AB →=43a -23b ,BC →=43b -23a .。
§2.2.2 向量减法运算及其几何意义 【知识梳理、双基再现】1、相反向量:规定与a __________________________的向量,叫做a 的相反向量,记作_____________,向量a 与a -互为相反向量,于是___________________________。
任一向量与其相反向量的和是___________,即+-=-+()_______________,()__a a a a 2、向量的减法 我们定义,减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量,即+ab 是互为相反的向量,那么a =______________,b =_________________,+a b =________________________。
3、向量减法的几何意义: 已知a ,b ,在平面内任取一点O ,作==,OA a OB b ,则__________=-a b ,即-a b 可以表示为从向量_________________的终点指向向量_____________的终点的向量,如果向量a 的终点,到b 的终点作向量那么得向量是__________________【小试身手、轻松过关】1、在菱形ABCD 中,下列各式中不成立的是( )A .-=AC AB BC B .-=AD BD ABC .-=BD AC BC D .-=BD CD BC2、下列各式中结果为O 的有( )①++AB BC CA ②+++OA OC BO CO③-+-AB AC BD CD ④+-+MN NQ MP QPA .①②B .①③C .①③④D .①②③3、下列四式中可以化简为AB 的是( )①+AC CB ②-AC CB ③+OA OB ④-OB OAA .①④B .①②C .②③D .③④4、在下面各式中,不能化简为AD 的是( )A .++()AB CD BC B .+++()()AD MB BC CMC .+-MB AD BM D .-+OC OA CD【基础训练、锋芒初显】5、在△ABC 中,向量BC 可表示为( )①-AB AC ②-AC AB ③+BA AC ④-BA CAA .①②③B .①③④C .②③④D .①②④6、已知ABCDEF 是一个正六边形,O 是它的中心,其中===,,OA a OB b OC c 则EF =( )A .a b +B .b a -C .-c bD .-b c7、当C 是线段AB 的中点,则AC BC +=( )A .AB B .BAC .ACD .O8、在平行四边形ABCD 中,BC CD AD +-等于( )A .BAB .BDC .ACD .AB 【举一反三、能力拓展】9、化简:AB DA BD BC CA ++--=_______________。
数学·必修4(人教A 版)2.2 平面向量的线性运算2.2.1 向量加法、减法运算及其几何意义基础提升1.化简PM→-PN →+MN →所得结果是( ) A.MP→ B.NP → C .0 D.MN →答案:C2.在△ABC 中,|AB →|=|BC →|=|CA →|=1,则|AB→-AC →|的值为( )A .0B .1 C. 3 D .2答案:B3.已知向量a ∥b ,且|a |>|b |>0,则向量a +b 的方向( )A .与向量a 方向相同B .与向量a 方向相反C .与向量b 方向相同D .与向量b 方向相反答案:A4.在平行四边形ABCD 中,对角线AC 与BD 交于点O ,AB→+AD→=λAO →,则λ=________.答案:25.向量(AB→+MB →)+(BO →+BC →)+OM →等于( ) A.BC→ B.AB → C.AC → D.AM →解析:(AB→+MB →)+(BO →+BC →)+OM →=(AB →+BC →)+(MB →+BO →)+OM→=AC →+MO →+OM →=AC →.故选C.答案:C巩固提高6.已知|OA →|=|a |=3,|OB →|=|b |=3,∠AOB =120°,则|a +b |=________.答案:37.如图,已知O 为平行四边行ABCD 内一点,OA→=a ,OB →=b ,OC→=c ,求OD →.解析:∵BA→=CD →,BA →=OA →-OB →,CD →=OD →-OC →,∴OD →-OC →=OA→-OB →,OD →=OA →-OB →+OC →,∴OD →=a -b +c .8.在正六边形ABCDEF 中,AE →=m ,AD →=n ,则BA→=__________.解析:在正六边形ABCDEF 中,BA →=DE →=AE →-AD →=m -n . 答案:m -n9.已知:△ABC 中,D 、E 分别是边AB 、AC 的中点.求证:DE 綊12BC .证明:因为D 、E 分别为AB 、AC 的中点,故AD →=12AB →,AE →=12AC →. DE →=AE →-AD →=12(AC →-AB →)=12BC →. 所以DE 綊12BC .。
A 级 基础巩固一、选择题1.化简PM →-PN →+MN →所得的结果是( ) A.MP → B.NP → C .0D.MN →解析:PM →-PN →+MN →=NM →+MN →=0. 答案:C2.下列四个式子中不能化简为AD →的是( ) A .(AB →+CD →)+BC → B .(AD →+MB →)+(BC →+CM →) C.OC →-OA →+CD →D.MB →+AD →-BM →解析:对于A ,(AB →+CD →)+BC →=(AB →+BC →)+CD →=AC →+CD →=AD →;对于B ,(AD →+MB →)+(BC →+CM →)=(AD →+MB →)+BM →=AD →+(MB →+BM →)=AD →+0=AD →; 对于C ,OC →-OA →+CD →=AC →+CD →=AD →;对于D ,MB →+AD →-BM →=(MB →-BM →)+AD →=2MB →+AD →. 答案:D3.如图,在四边形ABCD 中,设AB →=a ,AD →=b ,BC →=c ,则DC →等于( )A .a -b +cB .b -(a +c )C .a +b +cD .b -a +c解析:DC →=AC →-AD →=AB →+BC →-AD →=a +c -b =a -b +c . 答案:A4.在边长为1的正三角形ABC 中,|AB →-BC →|的值为( ) A .1B .2C.32D. 3解析:作菱形ABCD ,则|AB →-BC →|=|AB →-AD →|=|DB →|= 3. 答案:D5.如图所示,已知D ,E ,F 分别是△ABC 的边AB ,BC ,CA 的中点,则( )A.AD →+BE →+CF →=0B.BD →-CF →+DF →=0C.AD →+CE →-CF →=0D.BD →-BE →-FC →=0解析:因为D ,E ,F 分别是△ABC 的边AB ,BC ,CA 的中点, 所以AD →=DB →,CF →=ED →,FC →=DE →,FE →=DB →, 所以AD →+BE →+CF →=DB →+BE →+ED →=0,故A 成立.BD →-CF →+DF →=BD →+DF →-CF →=BF →+FC →=BC →≠0,故B 不成立. AD →+CE →-CF →=AD →+FE →=AD →+DB →=AB →≠0,故C 不成立.BD →-BE →-FC →=ED →-DE →=ED →+ED →≠0,故D 不成立. 答案:A 二、填空题6.化简(AB →+PC →)+(BA →-QC →)=________.解析:(AB →+PC →)+(BA →-QC →)=(AB →+BA →)+(PC →+CQ →)=0+PQ →=PQ →. 答案:PQ →7.设|a |=8,|b |=12,则|a +b |的最大值与最小值分别为________.解析:当a 与b 共线同向时,|a +b |max =20;当a 与b 共线反向时,|a +b |min =4. 答案:20,48.如图所示,已知O 为平行四边形ABCD 内一点,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c, 则OD →=________(用a ,b ,c 表示).解析:在平行四边形ABCD 中,因为OA →=a ,OB →=b , 所以BA →=OA →-OB →=a -b , 所以CD →=BA →=a -b , 所以OD →=OC →+CD →=a -b +c . 答案:a -b +c 三、解答题9.如图所示,已知a ,b ,求作a -b .解:10.如图所示,已知OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,CD →=d ,OF →=f ,试用a ,b ,c ,d ,f 表示以下向量:(1)AC →;(2)AD →;(3)AD →-AB →;(4)AB →+CF →;(5)BF →-BD →.解:(1)AC →=OC →-OA →=c -a .(2)AD →=AO →+OD →=-OA →+OD →=-a +d . (3)AD →-AB →=BD →=OD →-OB →=d -b .(4)AB →+CF →=OB →-OA →-OC →+OF →=b -a -c +f . (5)BF →-BD →=DF →=OF →-OD →=f -d .B 级 能力提升1.在平行四边形ABCD 中,|AB →+AD →|=|AB →-AD →|,则有( ) A.AD →=0B.AB →=0或AD →=0C .四边形ABCD 是矩形 D .四边形ABCD 是菱形解析:AB →+AD →与AB →-AD →分别是平行四边形ABCD 的两条对角线,且|AB →+AD →|=|AB →-AD →|,所以四边形ABCD 是矩形.答案:C2.对于非零向量a ,b ,当且仅当________时,有|a -b |=||a |-|b ||.解析:当a ,b 不同向时,根据向量减法的几何意义,知一定有|a -b |>||a |-|b ||,所以只有两向量共线且同向时,才有|a -b |=||a |-|b ||.答案:a 与b 同向3.如图所示,▱ABCD 中,AB →=a ,AD →=b .(1)用a 、b 表示AC →、DB →.(2)当a 、b 满足什么条件时,a +b 与a -b 所在直线互相垂直? (3)当a 、b 满足什么条件时,|a +b |=|a -b |? (4)a +b 与a -b 有可能为相等向量吗?为什么? 解:(1)AC →=AD →+AB →=b +a ,DB →=AB →-AD →=a -b . (2)由(1)知a +b =AC →,a -b =DB →. 因为a +b 与a -b 所在直线垂直,所以AC ⊥BD .又因为四边形ABCD 为平行四边形, 所以四边形ABCD 为菱形,所以|a |=|b |.所以当|a |=|b |时,a +b 与a -b 所在直线互相垂直. (3)假设|a +b |=|a -b |, 即|AC →|=|BD →|.因为四边形ABCD 为平行四边形,所以四边形ABCD是矩形,所以a⊥b,所以当a与b垂直时,|a+b|=|a-b|.(4)不可能.因为▱ABCD的两条对角线不可能平行,所以a+b与a-b不可能为共线向量,也就不可能为相等向量了.。
课后训练1.在△ABC 中,BC uuu r =a ,CA u u u r =b ,则AB u u u r等于( )A .a +bB .-a -bC .a -bD .b -a2.如图,D ,E ,F 分别是△ABC 的边AB ,BC ,CA 的中点,则( )A .AD u u u r +BE u u u r +CF uuur =0B .BD u u u r -CF uuu r +DF u u u r=0C .AD u u u r +CE u u ur -CF uuu r =0D .BD u u u r -BE u u u r -FC uuur =03.如图,已知ABCDEF 是一正六边形,O 是它的中心,其中OA u u u r =a ,OB uuu r =b ,OC u u u r=c ,则EF u u u r等于( )A .a +bB .b -aC .c -bD .b -c4.已知△ABC 的三个顶点A ,B ,C 及平面内一点P 满足PA u u u r +PB u u u r +PC uuu r =AB u u u r,则点P 与△ABC 的关系为( )A .P 在△ABC 内部B .P 在△ABC 外部 C .P 在AB 所在直线上D .P 是AC 边上的一个三等分点5.平面内有三点A 、B 、C ,设m =AB u u u r +BC uuu r ,n =AB u u u r -BC uuur ,若|m |=|n |,则有( )A .A 、B 、C 三点必在同一直线上B .△ABC 必为等腰三角形且∠B 为顶角 C .△ABC 必为直角三角形且∠B =90°D .△ABC 必为等腰直角三角形6.设平面内有四边形ABCD 和点O ,OA u u u r =a ,OB uuu r =b ,OC u u u r =c ,OD u u u r=d ,若a +c =b +d ,则四边形的形状是__________.答案:平行四边形 解析:∵a +c =b +d ,∴OA u u u r +OC u u u r =OB uuu r +OD u u u r ,∴OA u u u r -OB uuu r =OD u u u r -OC u u u r ,∴BA u u u r =CD uuur ,四边形ABCD 为平行四边形.7.已知OA u u u r =a ,OB uuu r =b ,若|OA u u u r |=12,|OB uuu r|=5,且∠AOB =90°,则|a -b |的值为__________.8.已知a 与b 均为非零向量,若|a -b |=||a |-|b ||,则a 与b 方向__________. 9.如图,解答下列各题:(1)用a ,d ,e 表示DB u u u r;(2)用b ,c 表示DB u u u r;(3)用a ,b ,e 表示EC uuu r;(4)用d ,c 表示EC uuu r.10.如图,已知正方形ABCD 的边长等于1,AB u u u r=a ,BC uuu r =b ,AC u u u r =c ,试作向量并分别求模.(1)a +b +c ; (2)a -b +c .参考答案1答案:B 解析:AB u u u r =-BA u u u r=-(BC uuu r +CA u u u r )=-a -b .2答案:A 解析:∵D ,E ,F 分别为AB ,BC ,CA 的中点,∴BE u u u r =DF u u u r ,CF uuu r =FA u u u r,∴AD u u u r +BE u u u r +CF uuu r =AD u u u r +DF u u u r +FA u u u r=0.3答案:D 解析:EF u u u r =OA u u ur =CB u u u r =OB uuu r -OC u u u r =b -c .4答案:D 解析:∵PA u u u r +PB u u u r +PC uuu r =AB u u u r =PB u u u r -PA u u u r,∴2PA u u u r=-PC uuu r ,即CP u u u r =2PA ,故P 是AC 边的一个三等分点.5答案:C 解析:如图,作AD u u u r =BC uuu r ,则ABCD 为平行四边形,从而m =AB u u u r +BC uuur =AC u u u r ,n =AB u u u r -BC uuu r =AB u u u r -AD u u u r =DB u u u r.∵|m |=|n |,∴|AC u u u r |=|DB u u u r |.四边形ABCD 是矩形,∴△ABC 为直角三角形,且∠B =90°.7答案:13 解析:OA ,OB ,AB 构成了一个直角三角形,则|a -b |=13. 8答案:相同 解析:当a 与b 不共线时,如图1,a -b =BC uuu r ,|BC uuu r |>||AC u u u r |-|AB u u u r||可得|a -b |>||a |-|b ||;图1当a 与b 反向时,如图2,知a -b =CB u u u r ,|CB u u u r |>||AB u u u r|-|AC u u u r ||,∴|a -b |>||a |-|b ||.图2当a 与b 同向时,如图3,a -b =CB u u u r ,|CB u u u r |=||AB u u u r|-|AC u u u r ||,∴|a -b |=||a |-|b ||.图39答案:解:∵AB u u u r=a ,BC uuu r =b ,CD uuu r =c , DE u u u r =d ,EA u u u r=e ,∴(1)DB u u u r =DE u u u r +EA u u u r +AB u u u r=d +e +a .(2)DB u u u r =CB u u ur -CD uuu r =-BC uuu r -CD uuu r =-b -c .(3)EC uuu r =EA u u u r +AB u u u r +BC uuur =a +b +e .(4)EC uuu r =-CE u u u r =-(CD uuu r +DE u u u r)=-c -d .10答案:解:(1)由已知得a +b =AB u u u r +BC uuur =AC u u u r ,又|AC u u u r |=2,∴延长AC 到E ,使|CE u u u r |=|AC u u u r|.则a +b +c =AE u u u r ,且|AE u u u r|=(2)作BF u u u r =AC u u ur ,连接CF ,则DB u u u r +BF u u u r =DF u u u r ,则DB u u u r =AB u u u r -AD u u u r =a -BC uuu r =a -b ,∴a -b +c =DB u u u r +BF u u u r=DF u u u r ,且|DF u u u r|=2.。
课后集训基础达标1.化简下列各式,结果为零向量的个数是()①AB+BC+CA②AB-AC+BD-CD③OA-OD+AD④NQ+QP+MN-MPA.1B.2C.3D.4解析:①AB+BC+CA=AC+CA=0 ②AB-AC+BD-CD=CB+BD+DC=CB +BC=0.③OA-OD+AD=DA+AD=0④NQ+QP+MN-MP=NP+PN=0.∴应选D. 答案:D2.如右下图在平行四边形ABCD中,若|AB+AD|=|AB-AD|,则必有()A.=0B.=0或=0C.ABCD为矩形D.ABCD为正方形解析:由于+=,-=.由条件得:|AC|=||.∵两条对角线相等的平行四边形是矩形.∴应选C.答案:C3.下列各式中,恒成立的是( )A.=B.a-a=0C.-=D.++=0答案:D4.下列四个式子中,不能化简为的是()A.(+)+B.(+)+(+CM)C.-+D.+-BM解析:A.(+CD)+BC=(+BC)+CD=AC+CD=.B.(AD+MB)+(BC+CM)=AD+MB+BC+CM=AD+MC+CM=AD.C.-+=+=.D.MB+AD-BM=2MB+AD.故应选D. 答案:D 5.已知向量AB 是单位向量,点M 是AB 中点,点P 为平面上任意一点,则PA -PB 等于( )A.BM -AMB.AM -BMC.AM +BMD.AB 解析:在△PMA 中,PA =PM +MA ,PB =PM +MB ,∴PA -PB =(PM +MA )-(PM +MB )=MA -MB =BM -AM .故应选A.答案:A6.如右图,已知AB =a , AC =b ,| AB |=12,|AC |=5,∠BAC=90°,则|a -b |=_____________, tan ∠ACB=____________.解析:由于a -b =,∴|a -b |=||=13,tan ∠ACB=512. 答案:13 512 综合运用7.下列等式:①0-a =-a ;②-(-a )=a ;③a +(-a )=0;④a +0=a ;⑤a -b =a +(-b );⑥a +(-a )=0.正确的个数是( )A.3B.4C.5D.6解析:⑥错误,应为0.答案:C8.对于任意向量a 、b ,恒有( )A.|a +b |=|a |+|b |B.|a -b |=|a |-|b |C.|a -b |≤|a |+|b |D.|a -b |≤|a |-|b |解析:由向量加减法的三角形法则可得.答案:C9.若O 是△ABC 内一点,++=0,则O 是△ABC 的( )A.内心B.外心C.垂心D.重心解析:如右图所示,由OA+OB=OD知四边形ADBO为平行四边形,故OE=ED.由已知OA+OB+OC=0,故OA+OB=CO,即OD=CO,故C、O、E三点共线,且CO=2OE,即O分CE为2∶1.所以O为△ABC的重心.答案:D拓展探究10.证明:对于任意向量a,b都有||a|-|b||≤|a-b|≤|a|+|b|,并指出等号成立的条件.思路分析:这是一个涉及两个向量的重要不等式,证明的关键在于正确分类,逐一解决.证明:(1)当a,b共线时,①a,b(a,b非零)同向时,则|a-b|=||a|-|b||<|a|+|b|; ②只有当a,b中至少有一个零时,|a-b|=||a|-|b||=|a|+|b|; ③当a,b(a,b非零)反向时,|a-b|=|a|+|b|>||a|-|b||.(2)当a,b不共线时,如右上图,在△ABC中,AC=a,AB=b,则BC=AC-AB=a-b.根据三角形中任意两边之差总小于第三边,两边之和总大于第三边可得:||a|-|b||<|a-b|<|a|+|b|.综合(1)(2)可得:对任意向量a,b都有||a|-|b||≤|a-b|≤|a|+|b|.只有当a,b同向或a,b中至少一个为0时,||a|-|b||≤|a-b|中的等号成立;只有当a,b反向或a,b中至少一个为0时,|a-b|≤|a|+|b|中的等号成立.备选习题11.设a,b都是非零向量,(1)若向量a与b反向,则a-b与a的方向_________,且|a-b|_________|a|+|b|;(2)若a与b同向,且|a|>|b|则a-b与a的方向_________且|a-b|_________|a|-|b|.答案:(1)相同= (2)相同=12.(1)当非零向量满足______________条件时,能使a+b平分a与b的夹角;满足______________条件时,能使|a+b|=|a-b|.(2)已知|OA|=|a|,|OB|=b且|a|=|b|=8,∠AOB=60°,则|a+b|=,|a-b|=,a与a+b所在直线的夹角.解析:(1)作OA=a,OB=b,以OA、OB为邻边作平行四边形,则a+b=OC,只有当OACB为菱形时,a+b才平分a与b的夹角.只有当平行四边形为矩形时,才能使其两条对角线相等,即|a+b|=|a-b|.(2)作以OA、OB为邻边的平行四边形,则OC=OA+OB=a+b,∴|a+b|=2|OD|=2×8×cos30°=38;由减法法则知BA=a-b,∵|a|=|b|=8,∠AOB=60°.∴|a-b|=8,且a+b所在的直线平分a与b的夹角,∴a与a+b所在直线的夹角为30°.88 30°答案:(1)|a|=|b| a⊥b(2)313.如下图,已知a、b、c分别作出a+b,a+c,a-c,b-c.解:如右图,作OA=a,OB=b, OC=c分别以OA、OB为邻边作平行四边形OADB,则OD=a+b.再分别以OA、OC为邻边作平行四边形OAEC,则OE=a+c.连结AC,则CA=a-c.再连结BC,则CB=b-c.14.如下图,已知O为平行四边形ABCD内一点,OA=a,OB=b,OC=c,求OD.解:与a、b、c之间难以建立直接的关系,挖掘隐含条件=寻找、a与以及b、c与的关系可间接获解.∵AO+OD=, BO+OC=BC=,∴AO+OD=BO+OC,∴OD =-AO +BO +OC =OA -OB +OC =a -b +c .15.一条渔船距对岸4 km ,以2 km/h 的速度垂直于对岸的方向划去,到达对岸时,船实际航程为8 km,则河水的流速为_________.解析:如右图设AB 表示船垂直于对岸的速度,则由AB +BC =AC 知AC 就是渔船实际航行的速度,航行时间为4÷2=2 h , 在Rt △ABC 中,|AB |=2 km/h,|AC |=8÷2=4 km/h ,∴|BC |=32km/h.答案: 32km/h16.如右图所示,5 N 的重物在两根细绳的支持下处于平衡状态,如果两细绳与水平线的夹角分别是30°和60°,那么两细绳各受力的多少?解:将重力沿两根细绳方向分解,则依题意知,两根细绳的夹角为90°,∴|1OF |=|OF |cos60°=5×21=2.5(N),|2OF |=||cos30°=5×35.223 (N). ∴两根细绳上承受的拉力大小分别是2.5 N 和35.2N.。
2020年高中数学 人教A 版 必修4 同步作业本《向量减法运算及其几何意义》一、选择题1.下列等式不正确的是( )A .a -0a=B .a -b=-(b -a)C.+≠0AB → BA → D.=++AC → DC → AB → BD →2.在△ABC 中,D 是BC 边上的一点,则-等于( )AD → AC → A. B. C. D.CB → BC → CD → DC →3.在四边形ABCD 中,给出下列四个结论,其中一定正确的是( )A.+=B.+=C.+=D.-=AB → BC → CA → BC → CD → BD → AB → AD → AC → AB → AD → BD →4.在边长为1的正三角形ABC 中,|-|的值为( )AB → BC → A .1 B .2 C. D.3235.已知△ABC 的三个顶点A ,B ,C 及平面内一点P 满足+=,则下列结论中正确的是PA → PB → PC → ( )A .P 在△ABC 的内部B .P 在△ABC 的边AB 上C .P 在AB 边所在直线上D .P 在△ABC 的外部6.给出下列各式:①++; ②-+-; ③-+; ④-++.AB → CA → BC → AB → CD → BD → AC → AD → OD → OA → NQ → MP → QP → MN → 对这些式子进行化简,则其化简结果为0的式子的个数是( )A .4B .3C .2D .17.平面内有三点A ,B ,C ,设m=+,n=-,若|m|=|n|,则有( )AB → BC → AB → BC → A .A ,B ,C 三点必在同一直线上B .△ABC 必为等腰三角形且∠ABC 为顶角C .△ABC 必为直角三角形且∠ABC=90°D .△ABC 必为等腰直角三角形二、填空题8.化简(+)+(-)=________.AB → PC → BA → QC → 9.如图,在梯形ABCD 中,AD ∥BC ,AC 与BD 交于O 点,则--++=________.BA → BC → OA → OD → DA →10.若菱形ABCD 的边长为2,则|-+|=________.AB → CB → CD → 11.已知如图,在正六边形ABCDEF 中,与-+相等的向量有________.OA → OC → CD →①;②;③;④-+;⑤+;⑥-;⑦+.CF → AD → BE → DE → FE → CD → CE → BC → CA → CD → AB → AE → 12.已知||=6,||=9,则|-|的取值范围是________.AB → CD → AB → CD → 三、解答题13.如图,已知a ,b ,求作a -b.14.如图所示,已知=a ,=b ,=c ,=d ,=e ,=f ,试用a ,b ,c ,d ,e ,f 表示:OA → OB → OC → OD → OE → OF →(1)-;(2)+;(3)-.AD → AB → AB → CF → EF → CF →15.如图所示,已知正方形ABCD 的边长等于1,=a ,=b ,=c ,试作出下列向量,并分别AB → BC → AC → 求出其长度:(1)a +b +c ;(2)a -b +c.16.三个大小相同的力a ,b ,c 作用在同一物体P 上,使物体P 沿a 方向做匀速运动,设=a ,=b ,=c ,试判断△ABC 的形状.PA → PB → PC →答案解析1.答案为:C.解析:根据向量减法的三角形法则,A 正确;B 正确;因为与是一对相反向量,相反AB → BA → 向量的和为零向量,所以C 不正确;根据向量加法的多边形法则,D 正确.2.答案为:C.解析:在△ABC 中,D 是BC 边上一点,则由两个向量的减法的几何意义可得-=.AD → AC → CD → 3.答案为:B.解析:由向量加减法法则知+=,+=,-=.故选B.AB → BC → AC → BC → CD → BD → AB → AD → DB → 4.答案为:D.解析:作菱形ABCD ,则|-|=|-|=||=.AB → BC → AB → AD → DB → 35.答案为:D.解析:由+=,可得=-=,所以四边形PBCA 为平行四边形.PA → PB → PC → PA → PC → PB → BC → 可知点P 在△ABC 的外部,故选D.6.答案为:A.解析:①++=+=0;AB → CA → BC → AC → CA → ②-+-=+-(+)=-=0;AB → CD → BD → AC → AB → BD → AC → CD → AD → AD → ③-+=++=+=0;AD → OD → OA → AD → DO → OA → AO → OA → ④-++=++-=+=0.NQ → MP → QP → MN → NQ → QP → MN → MP → NP → PN → 7.答案为:C.解析:如图,作=,则ABCD 为平行四边形,从而m=+=,n=-=-=.AD → BC → AB → BC → AC → AB → BC → AB → AD → DB → ∵|m|=|n|,∴||=||.∴四边形ABCD 是矩形,AC → DB → ∴△ABC 为直角三角形,且∠ABC=90°.8.答案为:;PQ → 解析:(+)+(-)=(+)+(+)=0=.AB → PC → BA → QC → AB → BA → PC → CQ → +PQ → PQ →9.答案为:;CA → 解析:--++=(-)-(-)+=-+=.BA → BC → OA → OD → DA → BA → BC → OA → OD → DA → CA → DA → DA → CA → 10.答案为:2;解析:因为菱形ABCD 的边长为2,所以|-+|=|++|=|+|=||=2.AB → CB → CD → AB → BC → CD → AC → CD → AD → 11.答案为:①④;解析:连接AC 、CF 、CE 、BD 、AE(图略).因为四边形ACDF 是平形四边形,所以-+=+=,-+=++=,OA → OC → CD → CA → CD → CF → DE → FE → CD → CD → DE → EF → CF → +=+=,-=.CE → BC → BC → CE → BE → CA → CD → DA → 因为四边形ABDE 是平行四边形,所以+=,AB → AE → AD → 综上知与-+相等的向量是①④.OA → OC → CD → 12.答案为:[3,15];解析:∵|||-|||≤|-|≤||+||,且||=9,||=6,∴3≤|-AB → CD → AB → CD → AB → CD → CD → AB → AB → CD →|≤15.当与同向时,|-|=3;当与反向时,|-|=15.CD → AB → AB → CD → CD → AB → AB → CD → ∴|-|的取值范围为[3,15].AB → CD → 13.解:14.解:(1)∵=b ,=d ,∴-==-=d -b.OB → OD → AD → AB → BD → OD → OB → (2)∵=a ,=b ,=c ,=f ,∴+=(-)+(-)=b +f -a -c.OA → OB → OC → OF → AB → CF → OB → OA → OF → OC → (3)-=+==-=c -e.EF → CF → EF → FC → EC → OC → OE →15.解:(1)由已知得a +b=+==c ,所以延长AC 到E ,使||=||,AB → BC → AC → CE → AC → 则a +b +c=,且||=2.所以|a +b +c|=2.AE → AE → 22(2)作=,连接CF ,则+=,BF → AC → DB → BF → DF → 而=-=a -b ,所以a -b +c=+=,DB → AB → AD → DB → BF → DF → 且||=2,所以|a -b +c|=2.DF → 16.解:由题意得:|a|=|b|=|c|,由于合力作用后做匀速运动,故合力为0,即a +b +c=0.所以a +c=-b.如图,作平行四边形APCD 为菱形.=a +c=-b ,所以∠APC=120°,PD → 同理:∠APB=∠BPC=120°,又因为|a|=|b|=|c|,所以△ABC 为等边三角形.。
更上一层楼基础•巩固1.AC可以写成:①AO+OC;②AO-OC;③OA-OC;④OC-OA,其中正确的是( )A.①②B.②③C.③④D.①④思路分析:利用向量加法、减法的运算法则进行计算.答案:D2.下列命题中,真命题的个数为( )①如果a与b的方向相同或相反,那么与a共线的向量的方向必与a、b之一的方向相同②△ABC中,必有AB+BC+CA=0③若AB+BC+CA=0,则A、B、C为一个三角形的三个顶点④若a、b均为非零向量,则|a+b|与|a|+|b|一定相等A.0B.1C.2D.3思路分析:①若与a共线的为0,则它不一定与a、b方向相同;②正确;③有可能A、B、C三点共线;④一般来说,|a+b|≤|a|+|b|.答案:B3.如图2-2-29,在四边形ABCD中,设AB=a,AD=b,BC=c,则DC等于( )A.a-b+cB.a+b+cC.b-(a+c)D.b-a+c图2-2-29思路分析:AC=a+c,又AD+DC=AC,即b+DC=a+c,∴DC=a+c-b.答案:A4.如图2-2-30,已知ABCDEF是一正六边形,O是它的中心,其中OA=a,OB=b,OC=c,则EF等于( )图2-2-30A.a+bB.b-aC.c-bD.b-c思路分析:=CB=OB-OC=b-c.答案:D 5.化简:(CD AB -)-(BD AC -)=_________. 思路分析:(AB -CD )-(AC -BD )=AB +BD -(CD +AC )=AB +BD -(AC +CD )=AD -AD =0.答案:0综合•应用6.如图2-2-31所示,用两根绳子把重10 kg 的物体W 吊在水平杆子AB 上,∠ACW=150°,∠BCW=120°,则A 和B 处所受力的大小(绳子的重量忽略不计)分别是__________.图2-2-31答案:35 kg 、5 kg7.如图2-2-32所示,在矩形ABCD 中,O 是对角线AC 与BD 的交点.若AB =a ,BC =b ,OB =c ,试证明a -(b +c )=-OD .图2-2-32证明:∵b +c =OB +BC =OC =AO ,∴a -(b +c )=AB -AO =OB .又∵OB =-OD ,∴a -(b +c)=OD -.回顾•展望8.如图2-2-33所示,已知在矩形ABCD 中,|AD |=34.设AB =a ,BC =b ,BD =c ,求|a +b +c |.图2-2-33解:由a +b =,∴a +b +c =+BD .如图所示,把向量平移,使起点与点C 重合,终点为点E , 所以a +b +c =AC +CE =.由题意可知||=2||=38.。
第 19 课时向量减法运算及其几何意义课时目标1.理解向量减法的定义,掌握相反向量观点.2.掌握向量减法运算的几何意义,能作出两个向量的差向量.识记加强1.定义: a- b= a+ (- b)即减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量.→→→. 2.几何意义:以 A 为起点,作向量 AB= a,AD = b,则 DB = a- b.如下图课时作业一、选择题1.以下运算中正确的选项是()→→→→→→A.OA- OB= ABB.AB- CD= DB→→→→→C.OA- OB= BAD.AB- AB= 0答案: C分析:依据向量减法的几何意义,→→→知OA -OB= BA,因此 C 正确, A 错误; B 明显错误;→→0,而不是 0.关于 D ,AB- AB应当等于→→→→→→) 2.在四边形 ABCD 中, AB=DC, |AB+ AD|= |AB- AD|,则四边形 ABCD 必为 (A .梯形B.矩形C.菱形D.正方形答案: B分析:矩形的对角线相等.3.已知→→→) |AB|= 8, |AC|= 5,则 |BC|的取值范围为 (A . [3,8]B. (3,8)C.[3,13] D. (3,13)答案: C→→ →→→→→ →→分析:因 BC=AC- AB,当 AB, AC同向时, |BC|= 8- 5= 3;当 AB,AC 反向时, BC= 8→→→+5= 13;而当 AB, AC不平行时, 3< |BC|<13.4.以下说法正确的选项是()A .两个方向同样的向量之差等于0B.两个相等向量之差等于0C.两个相反向量之差等于0D.两个平行向量之差等于0答案: B分析:依据向量减法的几何意义,知只有两个相等向量之差等于0,其余选项都是不正5.化简以下各式: → → → (1)AB +BC +CA ; → → → → (2)AB -AC +BD - CD ; → → → (3)OA - OD + AD ; → → → → (4)NQ + QP + MN - MP则等于 0 的个数是 ( )A .1B .2C .3D . 4答案: D→ → → 分析: 关于 (1) : AB + CA = 0; + BC→ → → → → → → → 关于 (2): AB - AC + BD -CD = (AB +BD) -(AC +CD)=0;→ → → → → → → → 关于 (3): OA -OD + AD = (OA + AD)- OD = OD - OD =0;→ → → → → → → → 关于 (4): NQ +QP + MN - MP = (MN + NQ + QP)-MP = 0.6.边长为 1 的正三角形 → →ABC 中, |AB - BC|的值为 ()A .1B .23C. 2D. 3答案: D→ → → → → →→分析: 延伸 CB 至 D ,使 BC =BD = 1.则- BC =BD ,故 |AB - BC|= |AB + BD |= |AD|.二、填空题7.小王从宿舍要到东边 100 米的教室去, 但他先到宿舍西边 50 米的收发室拿了一个包 裹,这时他需要向 ________边走 ________米才能到教室.答案: 东 150分析: 以向东为正方向,则 100- (- 50)=150,因此他要向东走150 米才能到教室. 8.关于向量 a , b 当且仅当 ________时,有 |a - b|= ||a|- |b||.答案: a 与 b 同向分析: 当 a ,b 不一样向时,依据向量减法的几何意义,知必定有|a - b|>||a|- |b||,因此只 有两向量共线且同向时,才有|a - b|= ||a|- |b||.→→ → → 用 a ,b ,c 表示为 ________.9.如图,在四边形 ABCD 中,设 AB = a ,AD = b ,BC = c ,则DC答案: a - b + c → → → → → → 分析: DC = AC - AD = AB + BC - AD = a + c - b.三、解答题10.如下图四边形ABCD 为平行四边形,设 → →AB = a , AD = b. (1)求当 a 与 b 知足什么条件时, |a + b|= |a - b|;(2)求当 a 与 b 知足什么条件时,四边形 ABCD 为菱形,正方形.解: (1)∵四边形 ABCD 为平行四边形,∴ → → → → → →|a + b|= |AB +AD |= |AC|, |a -b|= |AB -AD |= |DB |,又 |a + b|= |a - b|,∴ →→|AC|= |DB |.∴ ?ABCD 的对角线长相等,∴ ?ABCD 为矩形,∴当 a 与 b 垂直时, |a + b|= |a - b|.(2)欲使 ABCD 为菱形,需 |a|= |b|,当 |a|= |b|,且 a 与 b 垂直时,平行四边形为正方形.11.如图,已知正方形 ABCD 的边长等于 → → →1,AB = a ,BC = b ,AC = c ,试作向量并分别 求模.(1)a + b + c ;(2)a - b + c.→ → →解: (1)如图,由已知得 a + b =AB +BC = AC ,→ → →又 AC = c ,∴延伸 AC 到 E ,使 |CE|=|AC|.→ → 2.则 a +b + c = AE ,且 |AE|= 2→ → → → →,(2)作 BF = AC ,连结 CF ,则 DB + BF = DF → → → →而 DB = AB - AD = a - BC = a - b,→ → →→∴ a - b + c = DB + BF = DF 且|DF |= 2.能力提高→12.以下各式中不可以化简为 AD 的是 ()→ → →A . (AB -DC ) -CB→ → →B.AD - ( CD +DC )→→→→C.- (CD + MC )- (DA + DM )→→→D.- BM-DA + MB答案: D→→→→→→→→→→→→→分析:由于 ( AB- DC )- CB= AB + CD+ BC= AB+ BD = AD; AD - (CD + DC )= AD - 0→→→→→→→→→→→→→→=AD ;- (CD+ MC )- (DA + DM )=- MD - DA - DM = DM + AD-DM = AD ;- BM- DA +→ →→→→→MB= MB +AD+ MB=AD +2MB.13.研究不等式||a|- |b||≤ |a-b|≤ |a|+ |b|的等号建立的条件.解:若向量 a、b 起码有一个零向量,不等式两头的等号都建立.若向量 a、 b 皆为非零向量,则当向量 a、 b 反向时,不等式 ||a|- |b||≤ |a- b|≤ |a|+ |b|的右端等号建立;当向量 a、 b 同向时,不等式||a|- |b||≤ |a- b|≤ |a|+ |b|的左端等号建立.。
基础达标1.化简以下各式:①AB →+BC →+CA →;②AB →-AC →+BD →-CD →;③OA →-OD →+AD →;④NQ →+QP →+MN →-MP →,结果为零向量的个数是( ).A .1B .2C .3D .4解析 四个向量化简后均为0.答案 D2.在平行四边形ABCD 中,|AB →+AD →|=|AB →-AD →|,则必有( ).A.AD →=0B .AB →=0或AD →=0C .▱ABCD 是矩形 D .▱ABCD 是正方形 解析 由|AB →+AD →|=|AB →-AD →|得|AC →|=|DB →|,故▱ABCD 为矩形.答案 C3.已知六边形ABCDEF 是一个正六边形,O 是它的中心,其中a =OF →,b =OA →,c =OB →,则EF →等于( ).A .a +bB .b -aC .c -bD .a +c解析 由正六边形性质知:EF →=OA →=b ,b =a +c .答案 D4.如图,在梯形ABCD 中,AD ∥BC ,AC 与BD 交于O点,则BA →-BC →-OA →+OD →+DA →=________.解析 BA →-BC →-OA →+OD →+DA →=(BA →-BC →)-(OA →-OD →)+DA →=CA →-DA →+DA →=CA →.答案 CA →5.设平面内有四边形ABCD 和点O ,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,OD →=d ,若a +c =b +d ,则四边形ABCD 的形状是________.解析 ∵a +c =b +d ,∴OA →+OC →=OB →+OD →,∴OA →-OB →=OD →-OC →,∴BA →=CD →,四边形ABCD 为平行四边形.答案 平行四边形6.已知OA →=a ,OB →=b ,若|OA →|=12,|OB →|=5,且∠AOB =90°,则|a -b |=________.解析 ∵|OA →|=12,|OB →|=5,∠AOB =90°,∴|OA →|2+|OB →|2=|AB →|2,∴|AB →|=13.∵OA →=a ,OB →=b ,∴a -b =OA →-OB →=BA →,∴|a -b |=|BA →|=13.答案 137.如图,已知OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,OD →=d ,OE →=e ,OF →=f →,试用a ,b ,c ,d ,e ,f 表示以下向量:(1)AC →;(2)AD →;(3)DF →+FE →+ED →.解 (1)AC →=OC →-OA →=c -a .(2)AD →=AO →+OD →=-OA →+OD →=-a +d .(3)DF →+FE →+ED →=DO →+OF →+FO →+OE →+EO →+OD →=0.能力提升8.在边长为1的正三角形ABC 中,|AB →-BC →|的值为( ).A .1B .2 C.32D . 3 解析 作菱形ABCD ,则|AB →-BC →|=|AB →-AD →|=|DB →|= 3.答案 D9.设平面向量a 1,a 2,a 3满足a 1-a 2+a 3=0, 如果平面向量b 1,b 2,b 3满足|b i |=2|a i |,且a i 顺时针旋转30°后与b i 同向,其中i =1,2,3,则b 1-b 2+b 3=________.解析 将a i 顺时针旋转30°后得a i ′,则a 1′-a 2′+a 3′=0.又∵b i 与a i ′同向,且|b i |=2|a i |,∴b 1-b 2+b 3=0.答案 010.如图所示,O 为△ABC 的外心,H 为垂心,求证:OH →=OA → +OB →+OC →.证明 作直径BD ,连接DA 、DC ,则OB →=-OD →,DA ⊥AB ,AH ⊥BC ,CH ⊥AB ,CD ⊥BC .∴CH ∥DA ,AH ∥DC ,故四边形AHCD 是平行四边形.∴AH →=DC →,又DC →=OC →-OD →=OC →+OB →,∴OH →=OA →+AH →=OA →+DC →=OA →+OB →+OC →.。
第19课时 向量减法运算及其几何意义
课时目标
1.理解向量减法的定义,掌握相反向量概念.
2.掌握向量减法运算的几何意义,能作出两个向量的差向量.
识记强化
1.定义:a -b
2.几何意义:以A 为起点,作向量AB →=a ,AD →=b ,则DB →
=a -b .如图所示.
课时作业
一、选择题
1.下列运算中正确的是( ) A.OA →-OB →=AB → B.AB →-CD →=DB → C.OA →-OB →=BA → D.AB →-AB →=0 答案:C
解析:根据向量减法的几何意义,知OA →-OB →=BA →
,所以C 正确,A 错误;B 显然错误;
对于D ,AB →-AB →
应该等于0,而不是0.
2.在四边形ABCD 中,AB →=DC →,|AB →+AD →|=|AB →-AD →
|,则四边形ABCD 必为( ) A .梯形 B .矩形 C .菱形 D .正方形 答案:B 解析:矩形的对角线相等.
3.已知|AB →|=8,|AC →|=5,则|BC →
|的取值范围为( ) A .[3,8] B .(3,8) C .[3,13] D .(3,13) 答案:C
解析:因BC →=AC →-AB →,当AB →,AC →同向时,|BC →|=8-5=3;当AB →,AC →反向时,BC →
=8
+5=13;而当AB →,AC →不平行时,3<|BC →
|<13.
4.下列说法正确的是( )
A .两个方向相同的向量之差等于0
B .两个相等向量之差等于0
C .两个相反向量之差等于0
D .两个平行向量之差等于0 答案:B
解析:根据向量减法的几何意义,知只有两个相等向量之差等于0,其他选项都是不正确的.
5.化简以下各式: (1)AB →+BC →+CA →; (2)AB →-AC →+BD →-CD →; (3)OA →-OD →+AD →; (4)NQ →+QP →+MN →-MP → 则等于0的个数是( ) A .1 B .2 C .3 D .4 答案:D
解析:对于(1):AB →+BC →+CA →
=0;
对于(2):AB →-AC →+BD →-CD →=(AB →+BD →)-(AC →+CD →
)=0;
对于(3):OA →-OD →+AD →=(OA →+AD →)-OD →=OD →-OD →
=0;
对于(4):NQ →+QP →+MN →-MP →=(MN →+NQ →+QP →)-MP →
=0.
6.边长为1的正三角形ABC 中,|AB →-BC →
|的值为( ) A .1 B .2
C.3
2
D. 3 答案:D
解析:延长CB 至D ,使BC =BD =1.则-BC →=BD →,故|AB →-BC →|=|AB →+BD →|=|AD →
|. 二、填空题 7.小王从宿舍要到东边100米的教室去,但他先到宿舍西边50米的收发室拿了一个包裹,这时他需要向________边走________米才能到教室.
答案:东 150
解析:以向东为正方向,则100-(-50)=150,所以他要向东走150米才能到教室. 8.对于向量a ,b 当且仅当________时,有|a -b |=||a |-|b ||. 答案:a 与b 同向
解析:当a ,b 不同向时,根据向量减法的几何意义,知一定有|a -b |>||a |-|b ||,所以只有两向量共线且同向时,才有|a -b |=||a |-|b ||.
9.如图,在四边形ABCD 中,设AB →=a ,AD →=b ,BC →=c ,则DC →
用a ,b ,c 表示为________.
答案:a -b +c
解析:DC →=AC →-AD →=AB →+BC →-AD →
=a +c -b . 三、解答题 10.
如图所示四边形ABCD 为平行四边形,设AB →=a ,AD →
=b . (1)求当a 与b 满足什么条件时,|a +b |=|a -b |;
(2)求当a 与b 满足什么条件时,四边形ABCD 为菱形,正方形. 解:(1)∵四边形ABCD 为平行四边形,
∴|a +b |=|AB →+AD →|=|AC →|,|a -b |=|AB →-AD →|=|DB →
|,又|a +b |=|a -b |, ∴|AC →|=|DB →|.
∴▱ABCD 的对角线长相等, ∴▱ABCD 为矩形,
∴当a 与b 垂直时,|a +b |=|a -b |. (2)欲使ABCD 为菱形,需|a |=|b |,
当|a |=|b |,且a 与b 垂直时,平行四边形为正方形.
11.如图,已知正方形ABCD 的边长等于1,AB →=a ,BC →=b ,AC →
=c ,试作向量并分别求模.
(1)a +b +c ; (2)a -b +c .
解:(1)如图,由已知得a +b =AB →+BC →=AC →
,
又AC →=c ,∴延长AC 到E ,使|CE →|=|AC →|.
则a +b +c =AE →,且|AE →
|=2 2.
(2)作BF →=AC →,连接CF ,则DB →+BF →=DF →, 而DB →=AB →-AD →=a -BC →
=a -b ,
∴a -b +c =DB →+BF →=DF →且|DF →
|=2.
能力提升
12.下列各式中不能化简为AD →
的是( )
A .(A
B →-D
C →)-CB → B.A
D →-(CD →+DC →)
C .-(C
D →+MC →)-(DA →+DM →
)
D .-BM →-DA →+MB → 答案:D
解析:因为(AB →-DC →)-CB →=AB →+CD →+BC →=AB →+BD →=AD →;AD →-(CD →+DC →)=AD →
-0=AD →;-(CD →+MC →)-(DA →+DM →)=-MD →-DA →-DM →=DM →+AD →-DM →=AD →;-BM →-DA →+MB →=MB →+AD →+MB →=AD →+2MB →.
13.探究不等式||a |-|b ||≤|a -b |≤|a |+|b |的等号成立的条件.
解:若向量a 、b 至少有一个零向量,不等式两端的等号都成立.
若向量a 、b 皆为非零向量,则当向量a 、b 反向时,不等式||a |-|b ||≤|a -b |≤|a |+|b |的右端等号成立;
当向量a 、b 同向时,不等式||a |-|b ||≤|a -b |≤|a |+|b |的左端等号成立.。