高中数学必修4第二章平面向量教案完整版

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§ 平面向量的实际背景及基本概念

1、数量与向量的区别:

数量只有大小,是一个代数量,可以进行代数运算、比较大小; 向量有方向,大小,双重性,不能比较大小. 2.向量的表示方法:

①用有向线段表示;②用字母a、b(黑体,印刷用)等表示; ③用有向线段的起点与终点字母:;

④向量的大小――长度称为向量的模,记作||.

3.有向线段:具有方向的线段就叫做有向线段,三个要素:起点、方向、长度. 向量与有向线段的区别:

(1)向量只有大小和方向两个要素,与起点无关,只要大小和方向相同,则这两个向量就是相同的向量;

(2)有向线段有起点、大小和方向三个要素,起点不同,尽管大小和方向相同,也是不同的有向线段.

4、零向量、单位向量概念:

①长度为0的向量叫零向量,记作0. 0的方向是任意的. 注意0与0的含义与书写区别.

②长度为1个单位长度的向量,叫单位向量. 说明:零向量、单位向量的定义都只是限制了大小. 5、平行向量定义:

①方向相同或相反的非零向量叫平行向量;②我们规定0与任一向量平行.

说明:(1)综合①、②才是平行向量的完整定义;(2)向量a、b、c平行,记作a∥b∥c.

6、相等向量定义:

长度相等且方向相同的向量叫相等向量.

说明:(1)向量a与b相等,记作a=b;(2)零向量与零向量相等;

(3)任意两个相等的非零向量,都可用同一条有向线段来表示,并且与有向线段.....

的起点无关.....

. 7、共线向量与平行向量关系:

平行向量就是共线向量,这是因为任一组平行向量都可移到同一直线上(与有向线段的......起点无关).....

. 说明:(1)平行向量可以在同一直线上,要区别于两平行线的位置关系;(2)共线向量可以相互平行,要区别于在同一直线上的线段的位置关系.

A(起点)

B

(终点)

a

O A

B

a

a

a

b b b

§2.2.1 向量的加法运算及其几何意义

二、探索研究:

1、向量的加法:求两个向量和的运算,叫做向量的加法. 2、三角形法则(“首尾相接,首尾连”)

如图,已知向量a 、b.在平面内任取一点A ,作=a ,=b,则向量叫做a 与b的和,记作a +b,即 a +bAC BC AB =+=,规定: a + 0-= 0 + a

探究:(1)两相向量的和仍是一个向量;

(2)当向量与不共线时,+的方向不同向,且|+|<||+||; (3)当a 与b 同向时,则a +b 、a 、b 同向,且|a +b |=|a |+|b |,当a 与b 反向时,若||>||,则+的方向与相同,且

|+|=||-||;若||<||,则+的方向与相同,且|+b|=||-||. (4)“向量平移”(自由向量):使前一个向量的终点为后一个向量的起点,可以推广到n 个向量连加

3.例一、已知向量a 、b ,求作向量a +b

作法:在平面内取一点,作= =,则+=. 4.加法的交换律和平行四边形法则

问题:上题中b +a 的结果与a +b 是否相同? 验证结果相同 从而得到:1)向量加法的平行四边形法则(对于两个向量共线不适应)

a

A

B

C

a +b

a +b

a

a b

b

a

b a

a

2)向量加法的交换律:a +b =b +a 5.向量加法的结合律:(a +b ) +c =a + (b +c ) 证:如图:使a AB =, b BC =, c CD =

则(a +b ) +c =AD CD AC =+,a + (b +c ) =AD BD AB =+ ∴(a +b ) +c =a + (b +c )

从而,多个向量的加法运算可以按照任意的次序、任意的组合来进行.

第3课时

§2.2.2 向量的减法运算及其几何意义

1. 用“相反向量”定义向量的减法

(1) “相反向量”的定义:与a 长度相同、方向相反的向量.记作 a (2) 规定:零向量的相反向量仍是零向量.(a ) = a. 任一向量与它的相反向量的和是零向量.a + (a ) = 0

如果a 、b 互为相反向量,则a = b , b = a , a + b = 0 (3) 向量减法的定义:向量a 加上的b 相反向量,叫做a 与b 的差. 即:a b = a + (b ) 求两个向量差的运算叫做向量的减法. 2. 用加法的逆运算定义向量的减法: 向量的减法是向量加法的逆运算:

若b + x = a ,则x 叫做a 与b 的差,记作a b 3. 求作差向量:已知向量a 、b ,求作向量 ∵(a b ) + b = a + (b ) + b = a + 0 = a

作法:在平面内取一点O , 作OA = a , AB = 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.

4. 探究:

1)如果从向量a 的终点指向向量b 的终点作向量,那么所得向量是b a.

O a

b

B

a b

a b

2)若a ∥b , 如何作出a

b

§2.3.1 平面向量基本定理

复习引入:

1.实数与向量的积:实数λ与向量a ρ的积是一个向量,记作:λa ρ

(1)|λa ρ|=|λ||a ρ|;(2)λ>0时λa ρ与a ρ方向相同;λ<0时λa ρ与a ρ

方向相反;λ=0时λa ρ

=0 2.运算定律

结合律:λ(μa ρ)=(λμ)a ρ ;分配律:(λ+μ)a ρ=λa ρ+μa ρ, λ(a ρ+b ρ)=λa ρ

+λb ρ

3. 向量共线定理 向量b ρ与非零向量a ρ

共线的充要条件是:有且只有一个非零实数λ,使b ρ=λa ρ.

平面向量基本定理:如果1e ,2e 是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量a ρ,有且只有一对实数λ1,λ2使a ρ

=λ11e +λ22e . 探究:

(1) 我们把不共线向量e1、e2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底; (2) 基底不惟一,关键是不共线;

(3) 由定理可将任一向量a 在给出基底e1、e2的条件下进行分解; (4) 基底给定时,分解形式惟一. λ1,λ2是被a ρ

,1e ,2e 唯一确定的数量

a b

A

A

B

B

B ’

O

a b

a

a b b

O

A

O

B

a b

a b

B

A O

b