向量的物理背景与概念及向量的几何表示
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2.1.1向量的物理背景与概念2.1.2向量的几何表示●创设情境如图,老鼠由A向西北逃窜,猫在B处向东追去,问:猫能追上老鼠吗?(画图)●教材新知1.向量的相关概念(1)向量:既有_______,又有_______的量叫做向量.如:力、位移、速度、加速度等.向量的两个要素是:______、______.(2)有向线段:带有_______的线段叫做有向线段.①以A为起点,B为终点的有向线段记作______.②有向线段的三要素是:______、______、______.(3)模:向量AB的______叫做向量AB的______(或称_____),记作______..“向量”就是“有向线段”对吗?2.向量的表示方法有两种(1)用有向线段的起点和终点字母表示,如AB、CD.起点字母必须放在终点字母的______. (2)用黑体字母表示,如a、b.(手写体向量上面的箭头一定不能漏写).3.两个特殊向量(1)零向量:模为_____的向量,记作____.“0”与“0”有区别吗?(2)单位向量:模为_____的向量.__________或__________的非零向量叫做平行向量,向量a,b平行记作______._____,即对于任意向量a,都有______.●题组集训(1)下列结论正确的是()A.对任一向量a,0a总是成立的 B.模为0的向量与任一向量平行>C.向量就是有向线段D.单位向量与任一向量平行(2)下列结论中,正确的是()A.2014cm长的有向线段不可能表示单位向量B.若O是直线l上的一点,单位长度已选定,则l上有且只有两个点A、B,使得OA、OB是单位向量C.方向为北偏西50︒的向量与东偏南40︒的向量不可能时平行向量D.一人从点A向东走500米到达B点,则向量AB不能表示这个人从点A到B点的位移(3)有下列量:质量、速度、位移、力、加速度、路程、密度、功、海拔、温度、角度、高度.其中不是向量的有()个A.6B.7C.8D.9(4)下列说法正确的是( )A.实数可以比大小,向量也可以比大小B.方向不同的向量不能比较大小,但方向相同的向量可以比较大小C.向量的模是正数D.向量的模可以比较大小(5)在直角三角形ABC 中,90BAC ∠=︒,1AB =,2AC =,则BC =_____.●课堂精讲【例1】判断下列说法是否正确,并说明理由:(1)温度是向量;(2)作用力与反作用力是一对大小相等,方向相反的向量;(3)数轴是向量;(4)若a 是单位向量,b 也是单位向量,则a 与b 的方向相同或相反.【变式训练】在下列结论中,正确的为( )A.两个有共同起点的单位向量,其终点必相同B.向量AB 与向量BA 的长度相等C.向量就是有向线段D.零向量是没有方向的【例2】一辆汽车从A 点出发向西行驶了100km 到达B 点,然后又改变方向向西偏北50︒行驶了 200km 到达C 点,最后又改变方向,向东行驶了100km 到达D 点.(1)作出向量AB ,BC ,CD ; (2)求AD .【变式训练】某人从A 地出发按北偏东30︒方向行走60米到达B 地,再从B 地向东行走100米到达C 地,再由C 地按东偏南60︒方向行走60米到达D 地.(1)作出向量AB ,BC ,CD ; (2)求AD .【例3】如图,1A 、2A 、…、8A 是O 上的八个等分点,则在以1A 、2A 、…、8A 及圆心O 九个点中任意两个点为起点与终点的向量中,模等于半径的向量有多少个?模等于【变式训练】如图,菱形的一个内角是60︒,边长为2,E 是对角线AC 与BD 的交点.(1)模为2的向量最多有几个?(不再增加线段)(2)写出模为1的向量.(不再增加线段)(3)求AC .●课后反馈(1)下列各量中是向量的是( )A.质量B.距离C.速度D.电流强度(2)下列说法中正确的是( )A.有向线段AB 与BA 表示同一个向量B.两个有公共终点的向量是平行向量C.零向量与单位向量是平行向量D.若非零向量AB ‖CD ,则直线AB 与直线CD 平行 (3)如图,在O 中,向量OB ,OC ,AO 是( )A.有相同起点的向量B.单位向量C.模相等的向量D.平行向量(4)下列结论不正确的是( )A.向量AB 与向量BA 的长度相等B.任意一个非零向量都可以平行移动C.若a ‖b ,且≠0b ,则≠0aD.两个有公共起点且平行的向量,其终点不一定相同(5)已知O 是正方形ABCD 对角线的交点,在以O 、A 、B 、C 、D 这5个点中任意一点为起点,另一点为终点的所有向量中,与DA 是平行向量的有( )A.CBB.DBC.BAD.OB(6)把平面上一切单位向量平移到共同的始点,那么这些向量的终点所构成的图形是( )A.一条线段B.一段圆弧C.两个孤立点D.一个圆(7)下列结论中,正确的是( )A.坐标平面上的x 轴,y 轴都是向量B.若AB 是单位向量,则BA 不是单位向量C.若0=a ,1=b ,则a ‖bD.计算向量的模与单位长度无关 (8)O 是ABC ∆内一点,且OA OB OC ==,则O 是ABC ∆的( )A.重心B.内心C.外心D.垂心(9)如图,平行四边形ABCD 中,E 、F 分别是AD 、BC 的中点,则以A 、B 、C 、D 、E 、F 这6个点中任意两点分别作为起点和终点的所有向量中,与向量EF 方向相反的向量是 _______.(10)以下命题正确的是_______.①单位向量都平行;②任一单位向量都大于0;③单位向量的模相等.(11)如图,ABC ∆是等腰三角形,则两腰上的向量AB 与AC 的关系是_______.(12)直线l :1y x =-上点(),A x y ,使OA 为单位向量(其中O 为坐标原点),则x =______,y =______.(13)如图,D、E、F分别是ABC∆各边的中点,若2BC=,则DF=______,BE=______.(14)如图,45⨯方格纸中有一向量AB,现以方格纸中的格点为起点和终点作向量,其中与AB长度相等且与AB平行的向量有多少个?(AB除外)(15)如图,已知四边形ABCD是矩形,O是对角线AC与BD的交点,写出以A、B、C、D、O为始点和终点的所有向量.(16)如图,A、B、C三点的坐标依次是(),x y,其中x、y∈R,当x、y满0,1、()1,0-、()足什么条件时,OC‖AB.。
平面向量1、向量的物理背景与概念了解四种常见向量:力、位移、速度、加速度.2、 既有大小又有方向的量叫做向量.3、向量的几何表示带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. 向量AB 的大小,也就是向量AB 的长度(或称模),记作AB ;长度为零的向量叫做零向量;长度等于1个单位的向量叫做单位向量.4、方向相同或相反的非零向量叫做平行向量(或共线向量).规定:零向量与任意向量平行.5、长度相等且方向相同的向量叫做相等向量.6、向量加法运算及其几何意义 三角形法则和平行四边形法则. b a +≤b a +.7、向量数乘运算及其几何意义规定:实数λ与向量a 的积是一个向量,这种运算叫做向量的数乘.记作:a λ,它的长度和方向规定如下:⑴a a λλ=,⑵当0>λ时, a λ的方向与a 的方向相同;当0<λ时, a λ的方向与a 的方向相反.8、 平面向量共线定理:向量()0≠a a 与b 共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使a b λ=.9、平面向量基本定理 平面向量基本定理:如果21,e e 是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内任一向量a ,有且只有一对实数21,λλ,使2211e e a λλ+=.10、平面向量的正交分解及坐标表示()y x j y i x a ,=+=. 11、平面向量的坐标运算设()()2211,,,y x b y x a ==,则:⑴()2121,y y x x b a ++=+, ⑵()2121,y y x x b a --=-,⑶()11,y x a λλλ=,12、平面向量共线的坐标表示 设()()()332211,,,,,y x C y x B y x A ,则 ⑴线段AB 中点坐标为()222121,y y x x ++, ⑵△ABC 的重心坐标为()33321321,y yy x x x ++++. 13、平面向量数量积的物理背景及其含义 θcos b a b a =⋅.a 在b 方向上的投影为:θcos a . 22a a =. 2a a =. 0=⋅⇔⊥b a b a .设()()2211,,,y x B y x A ,则: ()1212,y y x x AB --=14、平面向量数量积的坐标表示、模、夹角 设()()2211,,,y x b y x a ==,则: ⑴2121y y x x b a +=⋅ ⑵2121y x a += ⑶02121=+⇔⊥y y x x b a 1221//y x y x b a =⇔ 设()()2211,,,y x B y x A ,则: ()()212212y y x x AB -+-=.提炼: 1 θcos b a b a =⋅ b a ba ⋅=θcos2设()()2211,,,y x b y x a ==,则: ⑴2121y y x x b a +=⋅ ⑵2121y x a += 212122y x a a +== 22)(b a b a +=+ ⑶02121=+⇔⊥y y x x b a 1221//y x y x b a =⇔ 练习。
2.1.1 向量的物理背景与概念及向量的几何表示教学目标:1. 了解向量的实际背景,理解平面向量的概念和向量的几何表示;掌握向量的模、零向量、单位向量、平行向量、相等向量、共线向量等概念;并会区分平行向量、相等向量和共线向量. 2. 通过对向量的学习,使学生初步认识现实生活中的向量和数量的本质区别.3. 通过学生对向量与数量的识别能力的训练,培养学生认识客观事物的数学本质的能力. 教学重点:理解并掌握向量、零向量、单位向量、相等向量、共线向量的概念,会表示向量. 教学难点:平行向量、相等向量和共线向量的区别和联系.学 法:本节是本章的入门课,概念较多,但难度不大.学生可根据在原有的位移、力等物理概念来学习向量的概念,结合图形实物区分平行向量、相等向量、共线向量等概念. 教学思路: (一) 一、情景设置:如图,老鼠由A 向西北逃窜,猫在B 处向东追去,设问:猫能否追到老鼠?(画图) 结论:猫的速度再快也没用,因为方向错了.分析:老鼠逃窜的路线AC 、猫追逐的路线BD 实际上都是有方向、有长短的量.引言:请同学指出哪些量既有大小又有方向?哪些量只有大小没有方向? 二、新课学习:(一)向量的概念:我们把既有大小又有方向的量叫向量。
(二)(教材P74面的四个图制作成幻灯片)请同学阅读课本后回答:(7个问题一次出现) 1、数量与向量有何区别?(数量没有方向而向量有方向) 2、如何表示向量?3、有向线段和线段有何区别和联系?分别可以表示向量的什么?4、长度为零的向量叫什么向量?长度为1的向量叫什么向量?5、满足什么条件的两个向量是相等向量?单位向量是相等向量吗?6、有一组向量,它们的方向相同或相反,这组向量有什么关系?7、如果把一组平行向量的起点全部移到一点O ,这是它们是不是平行向量? 这时各向量的终点之间有什么关系?(三)探究学习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;ABCDA(起点)B(终点)a③用有向线段的起点与终点字母:AB;④向量AB的大小―长度称为向量的模,记作|AB|.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,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. (四)理解和巩固:例1 书本75页例1.例2判断:(1)平行向量是否一定方向相同?(不一定)(2)与任意向量都平行的向量是什么向量?(零向量)(3)若两个向量在同一直线上,则这两个向量一定是什么向量?(平行向量)课堂练习:书本77页练习1、2、3题三、小结:1、描述向量的两个指标:模和方向.2、平面向量的概念和向量的几何表示;3、向量的模、零向量、单位向量、平行向量等概念。
2.1向量的概念及表示●三维目标1.知识与技能(1)理解、掌握向量的概念.(2)掌握向量的模、零向量、单位向量、平行向量、相等向量、共线向量等的概念.2.过程与方法在理解向量等有关概念的基础上,充分联系实际,培养学生解决生活实际问题的能力.3.情感、态度与价值观(1)通过对向量的学习,使学生对现实生活中的向量和数量有一个清楚的认识,培养学生对现实生活中的真善美的识别能力.(2)对学生进行辩证思维的教育.●重点难点重点:向量的概念、相等向量的概念、向量的几何表示.难点:向量的概念和共线向量的概念.●教学建议1.关于向量概念的教学教学时,建议教师从向量的物理背景出发,借助物理学中的位移、速度、力等矢量引出向量的概念,并指出向量具有“数”和“形”的双重特征.2.关于零向量、单位向量、相等向量和共线向量的教学教学时,建议教师类比数及向量的概念给出零向量、单位向量的概念;结合向量的两要素给出相等向量的定义;强调指出共线向量未必是在同一直线上的向量.由于零向量、单位向量、相等向量和共线向量是研究向量的基础,为增加学生对上述概念的感性认识,学习时建议教师对该知识点进行适当训练.●教学流程创设问题情境,引入向量的概念.⇒引导学生结合物理学中的位移、速度、力等矢量理解向量具有“数”和“形”的双重特征.⇒通过类比数与向量的概念,引导学生理解零向量、单位向量、相等向量、共线向量等概念.⇒通过例1及其变式训练,使学生掌握利用向量有关概念判断有关命题真假的方法.⇒通过例2及其变式训练,使学生掌握利用有向线段表示向量的方法,并注意向量模的大小.⇒通过例3及其变式训练,使学生掌握写出图形中的相等共线向量的方法.⇒归纳整理,进行课堂小结,整体认识本节课所学知识.⇒完成当堂双基达标,巩固所学知识并进行反馈矫正.课标解读1.了解向量的实际背景,理解平面向量的概念.2.理解零向量、单位向量、相等向量、共线(平行)向量、相反向量的含义.(重点、难点)3.理解向量的几何表示.向量及其有关概念(1)火车向正南方向行驶了50 km,行驶速度的大小为120 km/h,方向是正南.(2)起重机吊装物体时,物体既受到竖直向下的重力作用,同时又受到竖直向上的起重机拉力的作用.1.上述两个实例中涉及的物理量的特点是什么?【提示】它们的大小和方向都是确定的.2.上述实例中的速度和力,如何表示?【提示】可以用有向线段表示,也可以用字母表示.1.向量的概念向量:既有大小,又有方向的量叫向量.2.向量的表示(1)用有向线段表示向量常用一条有向线段来表示,有向线段的长度表示向量的大小,箭头所指的方向表示向量的方向.以A 为起点、B 为终点的向量记作AB →.向量AB →的大小称为向量的长度(或称为模),记作|AB →|. (2)用字母表示向量通常在印刷时,用黑体小写字母a ,b ,c …表示向量,在手写时用带箭头的小写字母a →, b →, c →…表示向量.也可用表示向量的有向线段的起点和终点字母表示,如AB →,CD →. 3.与向量有关的概念(1)零向量:长度为0的向量叫做零向量,记作0.(2)单位向量:长度等于1个单位长度的向量叫做单位向量. (3)相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量. (4)相反向量:长度相等且方向相反的向量叫相反向量.(5)平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量叫做平行向量,也叫共线向量.规定零向量与任一向量平行.向量的有关概念(1)单位向量一定相等; (2)若a =b ,b =c ,则a =c ;(3)若AB →=CD →,则点A 与点C 重合,点B 与点D 重合; (4)若向量a 与b 同向,且|a |>|b |,则a >b ; (5)若向量a =b ,则a ∥b ; (6)若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c .【思路探究】 从概念的理解出发,结合具体实例进行判断.【自主解答】 (1)不正确.向量有大小和方向两个要素,单位向量的模一定是1,但方向不一定相同,所以单位向量不一定相等.(2)正确.∵a =b ,∴a ,b 的长度相等且方向相同;又∵b =c ,∴b ,c 的长度相等且方向相同,∴a ,c 的长度相等且方向相同,故a =c .(3)不正确.这是因为AB →=CD →时,应有|AB →|=|CD →|及由A 到B 与由C 到D 的方向相同,但不一定有A 与C 重合,B 与D 重合.(4)不正确.“大于”、“小于”对于向量来说是没有意义的.(5)正确.相等向量一定是共线向量,但共线向量不一定相等.(6)不正确.对于非零向量命题正确,但当b =0时,满足a ∥b ,b ∥c ,但a 与c 不一定共线.1.在判断与向量有关的命题时,既要立足向量的数(即模的大小),又要考虑其形(即方向性).2.涉及共线向量或平行向量的问题,一定要明确所给向量是否为非零向量. 3.对于判断命题的正误,应该熟记有关概念,理解各命题,逐一进行判断,对于错误命题,只要举一反例即可.下列说法:①方向相同或相反的向量是平行向量;②零向量的长度是0;③长度相等的向量叫相等向量;④共线向量是在一条直线上的向量.其中正确的命题是________.(填序号)【解析】 方向相同或相反的非零向量才是平行向量,所以①不正确;长度相等,方向相同的向量才叫相等向量,所以③不正确;共线向量也叫平行向量,它们不一定在一条直线上,也可能在平行直线上,所以④不正确;零向量的长度为0,所以②正确.【答案】 ②向量的表示50°行驶了200千米到达点C ,最后又改变方向,向东行驶了100千米到达点D.(1)作出向量AB →,BC →,CD →; (2)求|AD →|.【思路探究】 解答本题应首先确定指向标,然后再根据行驶方向确定有关向量,进而求解.【自主解答】 (1)如图.(2) 由题意,易知AB →与CD →方向相反,故AB →与CD →共线,即AB ∥CD. 又∵|AB →|=|CD →|,∴在四边形ABCD 中,AB 綊CD. ∴四边形ABCD 为平行四边形.∴|AD →|=|BC →|=200(千米).用有向线段表示向量时,先确定起点,再确定方向,最后依据向量模的大小确定向量的终点.必要时,需依据直角三角形知识求出向量的方向或长度(模),选择合适的比例关系作出向量.在如图2-1-1的方格纸中,画出下列向量.图2-1-1(1)|OA →|=3,点A 在点O 正西方向; (2)|OB →|=32,点B 在点O 北偏西45°方向.【解】 取每个方格的单位长为1,依题意,结合向量的表示可知,相应的向量如图所示:相等向量与共线向量图2-1-2如图2-1-2所示,在△ABC 中,三边长均不相等,D ,E ,F 分别是BC ,AC ,AB 的中点,在以A ,B ,C ,D ,E ,F 这6点中任意一点为起点,另一点为终点的所有向量中,写出:(1)与EF →共线的向量; (2)与EF →长度相等的向量; (3)与EF →相等的向量.【思路探究】 (1)与EF →共线的向量即与之方向相同或相反的向量;(2)与EF →长度相等即表示向量的线段与EF 长度相等;(3)与EF →相等的向量即与之共线且长度相等的向量.【自主解答】 (1)∵E ,F 分别是AC ,AB 的中点,∴EF ∥BC , ∴与EF →共线的向量为FE →,BD →,DB →,DC →,CD →,BC →,CB →.(2)∵D ,E ,F 分别是BC ,AC ,AB 的中点,∴BD =DC =12BC ,EF =12BC.∵AB ,BC ,AC 均不相等,∴与EF →长度相等的向量为FE →,BD →,DB →,DC →,CD →. (3)与EF →相等的向量为DB →,CD →.1.寻找相等向量:先找与表示已知向量的有向线段长度相等的向量,再确定哪些是同向共线.2.寻找共线向量:先找与表示已知向量的有向线段平行或共线的线段,再构造同向与反向的向量,注意不要漏掉以表示已知向量的有向线段的终点为起点,起点为终点的向量.图2-1-3如图2-1-3,D ,E ,F 分别是△ABC 各边上的中点,四边形BCMF 是平行四边形,请分别写出:(1)与CM →模相等且共线的向量; (2)与ED →相等的向量; (3)与BF →相反的向量.【解】 (1)DE →,ED →,BF →,FB →,FA →,AF →,MC →. (2)FB →,AF →,MC →. (3)FB →,AF →,ED →,MC →.对向量的有关概念理解不透彻致误判断下列说法是否正确: (1)向量就是有向线段; (2)AB →=BA →;(3)若向量AB →与向量CD →平行,则线段AB 与CD 平行; (4)若|a |=|b |,则a =±b ;(5)若AB →=DC →,则ABCD 是平行四边形. 【错解】 以上说法都正确.【错因分析】 (1)向量常用一条有向线段来表示,有向线段的长度表示向量的大小,箭头所指的方向表示向量的方向.因此,有向线段是向量的一种表示方法,不能说向量就是有向线段.(2)AB →与BA →的长度相等,但方向相反,故当AB →是非零向量时,AB →与BA →不相等. (3)方向相同或相反的非零向量叫做平行向量,故若AB →与CD →平行,则线段AB 与CD 可能平行,也可能共线.(4)由|a |=|b |,仅能说明两向量的模相等,但方向却不能确定,故(4)不正确.而(5)中,A ,B ,C ,D 可能落在同一条直线上,故(5)不正确.【防范措施】 首先,要清楚向量的两要素:大小和方向;其次,要对共线向量、单位向量、相等向量、零向量有深入的理解,考虑问题要全面,注意零向量的特殊性.【正解】 以上说法都不正确.1.如果有向线段AB 表示一个向量,通常我们就说向量AB →,但有向线段只是向量的表示,并不是说向量就是有向线段.2.共线向量也就是平行向量,其要求是几个非零向量的方向相同或相反,当然向量所在的直线可以平行,也可以重合,其中“共线”的含义不同于平面几何中“共线”的含义.1.下列说法正确的是________. ①若|a |=0,则a =0; ②若|a |=|b |,则a =b ;③向量AB →与向量BA →是相反向量; ④若a ∥b ,则a =b .【解析】 ①不正确,若|a |=0,则a =0;由于相等向量的长度相等且方向相同,故②④不正确;③显然正确.【答案】 ③图2-1-42.如图2-1-4所示,E ,F 分别为△ABC 的边AB ,AC 的中点,则与向量EF →共线的向量有________(将图中适合条件的向量全写出来).【解析】 ∵E ,F 分别为AB ,AC 的中点,∴EF ∥BC , ∴适合条件的向量为FE →,BC →,CB →. 【答案】 FE →,BC →,CB →3.若四边形ABCD 是矩形,则下列命题中不正确的是________. ①AB →与CD →共线;②AC →与BD →相等;③AD →与CB →是相反向量;④AB →与CD →的模相等.【解析】 ∵四边形ABCD 是矩形,∴AB ∥CD ,AB =CD ,故①,④正确; AC =BD ,但AC →与BD →的方向不同,故②不正确; AD =CB 且AD ∥CB ,AD →与CB →的方向相反,故③正确. 【答案】 ②4.在直角坐标系中,画出下列向量,使它们的起点都是原点O. (1)|a |=2,a 的方向与x 轴正方向成60°,与y 轴正方向成30°;(2)|a |=4,a 的方向与x 轴正方向成30°,与y 轴正方向成120°. 【解】 所求向量及其向量的终点坐标如图所示:一、填空题1.若a 为任一非零向量,b 为单位向量,下列各式:①|a |>|b |;②a ∥b ;③|a |>0;④|b |=±1;⑤a |a |=b .其中正确的是________.(填序号)【解析】 |a |不一定大于1,|b |=1,∴①④不正确;a 和b 不一定平行.a|a |是与a 方向相同的单位向量,所以②⑤不正确;a 为非零向量,显然有|a |>0. 只有③正确. 【答案】 ③2.若a =b ,且|a |=0,则b =________. 【解析】 ∵a =b ,且|a |=0,∴a =b =0. 【答案】 0图2-1-53.如图2-1-5所示,四边形ABCE 为等腰梯形,D 为CE 的中点,且EC =2AB ,则与AB →相等的向量有________.【解析】 易知四边形ABDE 为平行四边形,则AB →=ED →, 又∵D 是CE 的中点,则ED →=DC →. 【答案】 DC →,ED →4.某人向正东方向行进100米后,再向正南方向行进1003米,则此人位移的方向是________.【解析】 如图所示,此人从点A 出发,经点B ,到达点C ,则tan ∠BAC =1003100=3,∴∠BAC =60°,即位移的方向是东偏南60°,即南偏东30°.【答案】 南偏东30°5.给出以下4个条件:①a =b ;②|a |=|b |;③a 与b 的方向相反;④|a |=0或|b |=0,其中能使a 与b 共线成立的是________.【解析】 两向量共线只需两向量方向相同或相反.①a =b ,两向量方向相同;②|a |=|b |两向量方向不确定;④|a |=0或|b |=0即为a =0或b =0 ,因为零向量与任一向量平行,所以④成立.综上所述,答案应为①③④. 【答案】 ①③④图2-1-66.如图2-1-6,已知正方形ABCD 边长为2,O 为其中心,则|OA →|=________. 【解析】 正方形的对角线长为22, ∴|OA →|= 2. 【答案】27.四边形ABCD 满足AD →=BC →且|AC →|=|BD →|,则四边形ABCD 的形状是________. 【解析】 由四边形ABCD 满足AD →=BC →可知,四边形ABCD 为平行四边形. 又|AC →|=|BD →|,即平行四边形ABCD 对角线相等,从而可知四边形ABCD 为矩形. 【答案】 矩形8.设O 是正方形ABCD 的中心,则①AO →=OC →;②AO →∥AC →;③AB →与CD →共线;④AO →=BO →.其中,所有表示正确的序号为________.【解析】 如图,正方形的对角线互相平分,∴AO →=OC →,①正确;AO →与AC →的方向相同,所以AO →∥AC →,②正确;AB →与CD →的方向相反,所以AB →与CD →共线,③正确;尽管|AO →|=|BO →|,然而AO →与BO →的方向不相同,所以AO →≠BO →,④不正确.【答案】 ①②③二、解答题图2-1-79.设在平面上给定了一个四边形ABCD ,如图2-1-7所示,点K ,L ,M ,N 分别是边AB ,BC ,CD ,DA 的中点,求证:KL →=NM →.【证明】 ∵N ,M 分别是AD ,DC 的中点,则NM →=12AC →,同理KL →=12AC →,故KL →=NM →.图2-1-810.如图2-1-8所示菱形ABCD 中,对角线AC ,BD 相交于O 点,∠DAB =60°,分别以A ,B ,C ,D ,O 中的不同两点为起点与终点的向量中,(1)写出与DA →平行的向量;(2)写出与DA →模相等的向量.【解】 由题意可知,(1)与DA →平行的向量有:AD →,BC →,CB →;(2)与DA →模相等的向量有:AD →,BC →,CB →,AB →,BA →,DC →,CD →,BD →,DB →.11.一架飞机从A 点向西北飞行200 km 到达B 点,再从B 点向东飞行100 2 km 到达C 点,最后从C 点向南偏东60°飞行50 2 km 到达D 点,求飞机从D 点飞回A 点的位移.【解】 如图所示,由|AB →|=200 km ,|BC →|=100 2 km ,知C 在A 的正北100 2 km 处.又由|CD →|=50 2 km ,∠ACD =60°,知∠CDA =90°,所以∠DAC =30°,所以|DA →|=50 6 km.故DA →的方向为南偏西30°,长度为50 6 km.如图,已知四边形ABCD 中,M ,N 分别是BC ,AD 的中点,又AB →=DC →.求证:CN綊MA.【思路探究】 要证CN ∥MA 且CN =MA ,只需证四边形AMCN 是平行四边形,而四边形AMCN 是平行四边形,可以通过AN →=MC →得证.【自主解答】 由条件AB →=DC →可知AB =DC 且AB ∥DC ,从而四边形ABCD 为平行四边形,从而AD →=BC →.又M ,N 分别是BC ,AD 的中点,于是AN →=MC →,所以AN =MC 且AN ∥MC ,所以四边形AMCN 是平行四边形,从而CN =MA 且CN ∥MA ,即CN 綊MA.1.若AB →=DC →,且四点A ,B ,C ,D 不共线,则四边形ABCD 为平行四边形,反之,若四边形ABCD 为平行四边形,则AB →=DC →.2.利用向量相等或共线证明平行、相等问题:(1)证明线段相等,只需证明相应向量的长度(模)相等.(2)证明线段平行,先证明相应的向量共线,再说明线段不共线.在四边形ABCD 中,AB →=DC →,N 、M 分别是AD ,BC 上的点,且CN →=MA →,证明:四边形DNBM 是平行四边形.【证明】 ∵AB →=DC →,∴四边形ABCD 为平行四边形,∴AD ,BC 平行且相等.又∵CN →=MA →,∴四边形CNAM 为平行四边形,∴AN ,MC 平行且相等,∴DN ,MB 平行且相等,∴四边形DNBM 是平行四边形.。
高三数学总复习讲义——向量一、知识清单(一)向量的有关定义1.向量:既有大小又有方向的量叫做向量.向量的大小叫向量的模(也叫向量的长度).用|表示|2.向量的表示方法:(1)字母表示法:如,,,a b c r r rL 等.(2)坐标表示法:在平面直角坐标系中,设向量OA u u u r的起点O 为在坐标原点,终点A 坐标为(),x y ,则(),x y 称为OA u u u r 的坐标,记为OA u u u r=(),x y .(3)几何表示法:用一条有向线段表示向量.如AB uuu r ,CD uuu r 等.注:向量既有代数特征,又有几何特征,它是数形兼备的好工具.3.相等向量:长度相等且方向相同的向量.向量可以自由平移,平移前后的向量相等.两向量a r 与b r相等,记为a b =r r .注:向量不能比较大小,因为方向没有大小.4.零向量:长度为零的向量叫零向量.零向量只有一个,其方向是任意的.5.单位向量:长度等于1个单位的向量.单位向量有无数个,每一个方向都有一个单位向量.6.共线向量:方向相同或相反的非零向量,叫共线向量.任一组共线向量都可以移到同一直线上.规定:0r与任一向量共线.注:共线向量又称为平行向量.7.相反向量: 长度相等且方向相反的向量. (二)向量的运算 1.运算定义①向量的加减法,②实数与向量的乘积,③两个向量的数量积,这些运算的定义都是 “自然的”,它们都有明显的物理学的意义及几何意义.其中向量的加减法运算结果仍是向量,两个向量数量积运算结果是数量。
研究这些运算,发现它们有很好地运算性质,这些运算性质为我们用向量研究问题奠定了基础,向量确实是一个好工具.特别是向量可以用坐标表示,且可以用坐标来运算,向量运算问题可以完全坐标化.运 算 图形语言符号语言坐标语言加法与减法OA --→+OB --→=OC --→OB --→OA --→-=AB --→记OA --→=(x 1,y 1),OB --→=(x 1,y 2)则OA OB +uu u r uuu r=(x 1+x 2,y 1+y 2) OB OA -uuu r uu u r=(x 2-x 1,y 2-y 1)OA --→+AB --→=OB --→实数与向量的乘积AB --→=λa →λ∈R记a →=(x ,y ) 则λa →=(λx ,λy )两个向量的数量积cos ,a b a b a b ⋅=⋅r r r r r r 记1122(,),(,)a x y b x y ==r r则a →·b →=x 1x 2+y 1y 22.运算律加法:①a b b a +=+r r r r (交换律); ②()()a b c a b c ++=++r r r r r r (结合律) 实数与向量的乘积:①()a b a b λλλ+=+r r r r ; ②()a a a λμλμ+=+r r r;③()()a a λμλμ=r r两个向量的数量积: ①a →·b →=b →·a →; ②(λa →)·b →=a →·(λb →)=λ(a →·b →);③(a →+b →)·c →=a →·c →+b →·c →注:根据向量运算律可知,两个向量之间的线性运算满足实数多项式乘积的运算法则,正确迁移实数的运算性质可以简化向量的运算, 例如(a →±b→)2=222a a b b →→→→±⋅+3.运算性质及重要结论⑴平面向量基本定理:如果12,e e u r u u r是同一平面内两个不共线的向量,那么对于这个平面内任一向量a r ,有且只有一对实数12,λλ,使1122a e e λλ=+r u r u u r ,称1122e e λλ+u r u u r 为12,e e u r u u r的线性组合。
6。
1 平面向量的概念本节课选自《普通高中课程标准数学教科书—必修第二册》(人教A 版)第六章《平面向量及其应用》,本节课是第1课时,本节课内容包括向量的实际背景与概念、向量的几何表示、相等向量与共线向量。
本节从物理学中的位移、力这些既有大小又有方向的量出发,抽象出向量的概念,并重点说明了向量与数量的区别,然后介绍了向量的几何表示、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。
在“向量的物理背景与概念"中介绍向量的定义;在“向量的几何表示"中,主要介绍有向线段、有向线段的三个要素、向量的表示、向量与有向线段的区别与联系、向量的长度、零向量、单位向量、平行向量;在“相等向量与共线向量”中,主要介绍相等向量,共线向量定义等1。
教学重点:理解并掌握向量、零向量、单位向量、相等向量、共线向量的概念,会表示向量.2.教学难点:平行向量、相等向量和共线向量的区别和联系.多媒体意的,单位向量的方向具体而定.(2)注意:向量是不能比较大小的,但向量的模(是正数或零)是可以进行大小比较的。
例1。
在图中,分别用向量表示A地至B、C两地的位移,并根据图中的比例尺,并求出A地至B、C两地的实际距离(精确到1km)(三)。
相等向量与共线向量思考1:向量由其模和方向所确定.对于两个向量b a,,就其模等与不等,方向同与不同而言,有哪几种可能情形?【答案】模相等,方向相同;模相等,方向不相同;模不相等,方向相同; 模不相等,方向不相同;1.平行向量定义:[来源:学科网ZXXK]通过例题进一步理解向量的概念,提高学生用向量解决问题的能力。
通过思考,引入平行向量,提高学生的理解问题的能力。
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.2。
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......。
《向量的物理背景与概念》教学设计一.教材的分析与处理1.教材分析:向量的概念是人教版《普通高中课程标准实验教科书(必修)数学4》的第二章平面向量的第一课时,是平面向量的起始课。
向量在数学中占有重要的地位。
向量作为一个既有方向又有大小的量,在数学中是一个最基本的概念。
在现代数学的发展中起着不可替代的作用,是代数、几何等基础学科研究的基本内容。
2.教材处理:①根据教材分析,我将在教学过程中详细具体地落实向量理论的作用。
②我将本节课的内容主要分为向量背景和概念学习两大部分。
二.教学目标、重、难点的确定和教法的运用根据以上对教材和教学对象的分析,在《数学课程标准》的指导下确定与之相适应的教学目标、重点和难点如下:1.知识目标:①理解向量、零向量、向量的模、单位向量、相等向量、平行向量的概念。
②理解向量的几何表示,会用字母表示向量。
③了解平行向量、相等向量的概念及表示法,了解共线向量的概念。
发展要求:①平面向量的几何意义及应用;②了解数形结合的思想。
2.能力目标:①观察能力:学会观察已知图形中的向量,判断哪些向量相等、平行、共线等等;②表达能力:学会向量的几何表示和字母表示;③应用能力:学会将实际问题转化为数学问题,并能够运用向量知识解决;3.情感目标:①有意识地保护和调动好学生愿意学习数学的心情,营造学生喜欢学习数学的情绪氛围,使其产生热爱数学学习的积极心理;②努力运用多种形象、直观和生动的教学方法,通过深入浅出的教学,让学生主动学习数学,体验学习数学的乐趣和成功,使学生产生“我努力,我能行”的乐观心态;③通过实际应用问题的教学,使学生产生理论联系实际的价值取向和理论来源于实践、服务于实践的认识观念;4.教学重点:重点是向量的概念、相等向量的概念以及向量的几何表示。
5.教学难点:难点是正确理解向量的概念和共线向量的概念。
6.教学方法:使用多媒体课件,探究式式教学三、教学过程(一)引入课题知识引入:1.数学源于生活,抽象成数学知识;2.实例:物体所受的力;分析:力的方向,大小分析3、归纳:力是有大小,有方向的量;我们还学过具有这种特征的其他物理量吗?——位移、速度、加速度4、共同特征:既有大小,又有方向的量课题引入:象这种既有大小,又有方向的量,叫什么呢?(小组讨论)提出概念1:向量的概念——我们把既有大小又有方向的量叫向量(二)概念探索问题1:数量与向量有何区别?B(终点)问题2:如何表示向量?(阅读书本P75页)据书本向量的表示方法:①用有向线段表示(三个要素:起点、方向、长度);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| |.概念2:零向量、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.意图:培养学生归纳、探索、阅读、表达的能力,养成良好的学习习惯。
第一节向量及其运算复习目标学法指导1.平面向量的实际背景及基本概念(1)向量的物理背景与概念向量的概念.(2)向量的几何表示零向量、单位向量、向量模的概念.(3)相等向量、平行向量、共线向量的概念.2.平面向量的线性运算(1)①向量加法的定义及几何意义.②向量加法的交换律和结合律.(2)①相反向量的概念.②向量减法的定义及几何意义.(3)①向量的数乘运算.②向量数乘运算的几何意义. 1.熟记概念,对于概念中的前提条件引起重视.2.解决向量的概念问题要注意两点,一是考虑大小,更要考虑方向;二是考虑零向量的特殊性.3.向量的线性运算,要在所表达的图形上多思考、多联系相关几何图形.一、平面向量的有关概念1.向量的有关概念(1)定义既有大小又有方向的量叫做向量.(2)表示方法①用字母表示:如a,b,c等;②用有向线段表示:有向线段的长度表示向量的大小,箭头所指的方向表示向量的方向.如AB u u u r,CD u u u r等.(3)模向量的大小叫做向量的模,记作|a|,|b|或|AB u u u r|,|CD u u u r|.2.特殊向量相反向量长度相等且方向相反的向量0的相反向量为01.概念理解(1)仅从向量的模定义零向量和单位向量,它们方向不确定,因此解题时注意特殊性.(2)按照方向相同或相反定义平行向量和共线向量,因此两个向量方向相同或相反即可判定是否为共线向量.2.与零向量有关的结论(1)零向量与任意向量为共线向量;(2)0·a=0.二、平面向量的线性运算向量运算定义法则(或几何意义) 运算律加法求两个向量和的运算交换律:a+b=b+a;结合律:(a+b)+c=a+(b+c)减法求a与b的相反向量-b的和的运算叫做a与b的差数乘求实数λ与向量a的积的运算|λa|=|λ||a|.当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;当λ<0时,λa的方向与a的方向相反;当λ=0时,λa=0λ(μa)=(λμ)a;(λ+μ)a=λa+μa;λ(a+b)=λa+λb概念理解(1)利用三角形法则进行加法运算时,要注意两向量的首尾相连,在几何图形中求和向量时,一般要进行向量的平移让两个向量首尾相连.(2)减法运算必须要求两向量有相同起点,差向量即为从减数终点指向被减数终点的向量,如:AB u u u r-AC u u u r= CB u u u r.三、共线向量定理向量a(a≠0)与b共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使得b=λa. 1.概念理解(1)向量的平行和直线平行不同,两向量所在直线重合也可以称平行向量.(2)注意定理中a ≠0的条件. 2.与共线向量相关联的结论(1)若a,b,c 均不为零向量,则平行具有传递性. (2)在a(a ≠0)方向上的单位向量:a a.(3)利用共线向量定理证明三点共线的步骤: 第1步:三点构造两个向量; 第2步:证明两向量之间成倍数关系.1.如图,e 1,e 2为互相垂直的单位向量,则向量a-b 可表示为( C )(A)3e 2-e 1 (B)-2e 1-4e 2 (C)e 1-3e 2 (D)3e 1-e 2解析:由题图可知a=-4e 2,b=-e 1-e 2, 则a-b=e 1-3e 2. 故选C.2.设两个非零向量e 1和e 2,且e 1与e 2不共线,AB u u u r =e 1-e 2, BC u u u r=3e 1+2e 2,CD u u u r=-8e 1-2e 2,则下列三点共线的是(D )(A)A,B,C (B)A,B,D (C)B,C,D (D)A,C,D 解析:AB u u u r =e 1-e 2,AC u u u r =AB u u u r + BC u u u r=4e 1+e 2, 因为AC u u u r=-12CD u u u r,且有公共点C,所以A,C,D 三点共线.故选D.3.在△ABC 中,点M,N 满足AM u u u u r =2MC u u u u r ,BN u u u r =NC u u u r .若MN u u u u r =x AB u u u r +y AC u u u r,则x= ,y= . 解析:由题中条件得MNu u u u r =MC u u u u r +CN u u u r=13ACu u u r+12CB u u u r =13AC u u u r +12(AB u u u r -AC u u u r)=12AB u u u r -16ACu u u r=x AB u u u r +y AC u u u r,所以x=12,y=-16. 答案:12 -16考点一 平面向量的基本概念 [例1] (1)下列有关向量相等的命题: ①若|a|=|b|,则a=b;②若A,B,C,D 是不共线的四点,则AB u u u r =DC u u u r是四边形ABCD 为平行四边形的充要条件; ③若a=b,b=c,则a=c;④a=b 的充要条件是|a|=|b|且a ∥b. 其中正确命题的序号是( )(A)②③ (B)①② (C)③④ (D)②③④(2)设a,b 都是非零向量,则“a=2b ”是“a a=b b”成立的( )(A)充分不必要条件(B)必要不充分条件(C)充要条件(D)既不充分也不必要条件(3)下列与共线向量有关的命题:①相反向量就是方向相反的向量;②若a与b同向,且|a|>|b|,则a>b;③λ,μ为实数,若λa=μb,则a与b共线;④两向量平行是这两个向量相等的必要不充分条件.其中错误命题的序号为.(填序号)解析:(1)①不正确.两个向量的长度相等,它们的方向不一定相同.②正确.因为AB u u u r=DC u u u r,所以|AB u u u r|=|DC u u u r|且AB u u u r∥DC u u u r,又A,B,C,D是不共线的四点,所以四边形ABCD为平行四边形;反之,若四边形ABCD为平行四边形,则AB u u u r∥DC u u u r且|AB u u u r|=|DC u u u r|,AB u u u r与DC u u u r方向相同,因此,AB u u u r= DC u u u r.③正确,因为a=b,所以a,b的长度相等且方向相同,又b=c,所以b,c 的长度相等且方向相同,所以a,c的长度相等且方向相同,故a=c.④不正确.当a∥b且|a|=|b|,不一定a=b,也可以是a=-b.故|a|=|b|且a∥b不是a=b的充要条件,而是必要不充分条件.综上所述,正确命题的序号是②③.解析:(2)因为aa =bb,则向量a与向量b方向相同,但它们的模没有关系.因此“a=2b”是“aa =bb”成立的充分不必要条件.故选A.解析:(3)①不正确.相反向量满足方向相反,长度相等.②不正确,两向量不能比较大小;③不正确.当λ=μ=0时,a与b可能不共线;④正确.答案:(1)A (2)A (3)①②③(1)相等向量具有传递性,共线向量不具有传递性,只有当非零向量之间才具有传递性.(2)注意0的特殊性,验证命题为假命题时,通常采用举反例的方式,在向量概念问题的判定上,反例通常可以选取0.(3)向量可以平移,平移后的向量与原向量相等.下列命题中正确的个数为( B )①向量a与向量b平行,则a与b的方向相同或相反;②若向量a与b满足a+b=0,则a与b共线;③若向量a与b均为非零向量,则|a+b|与|a|+|b|一定相等;④设e为单位向量,若a与e平行,则a=|e|·a.(A)1 (B)2 (C)3 (D)4解析:①不正确,若向量a与向量b中有一个为零向量,则两个向量方向不一定相同或相反;③不正确,因为|a+b|≤|a|+|b|,所以|a+b|与|a|+|b|不一定相等;④正确,因为|e|=1,所以a=|e|a成立.故选B.考点二平面向量的线性运算[例2] 下列各式不能化简为PQ u u u r的是( )(A)AB u u u r+(PA u u u r+ BQ u u u r)(B)(AB u u u r+PC u u u r)+(BA u u u r-QC u u u r)(C)QC u u u r-QP u u u r+CQ u u u r(D) PA u u u r+AB u u u r-BQ u u u r解析:选项A,AB u u u r+(PA u u u r+BQ u u u r)= AB u u u r+BQ u u u r+PA u u u r=AQ u u u r+PA u u u r=PQ u u u r;选项B,( AB u u u r+PC u u u r)+(BA u u u r-QC u u u r)=(AB u u u r+BA u u u r)+(PC u u u r-QC u u u r)=PQ u u u r;选项C,QC u u u r-QP u u u r+CQ u u u r=QC u u u r+CQ u u u r- QP u u u r= PQ u u u r;选项D,PA u u u r+ AB u u u r-BQ u u u r=PB u u u r-BQ u u u r得不到PQ u u u r.故选D.三角形法则和平行四边形法则是向量线性运算的主要方法,在运算时,要注意两种法则的适用条件.在三棱锥O-ABC中,若D为BC的中点,则AD u u u r等于( C )(A)12OAu u u r+12OCu u u r-OBu u u r(B)12OAu u u r+12OBu u u r+OCu u u r(C)12OBu u u r+12OCu u u r-OAu u u r(D)12OB u u u r +12OC u u u r +OA u u u r解析:如图根据向量加法三角形法则,AD u u u r =12(AC u u u r +AB u u u r )=12(OC u u u r -OA u u u r +OB u u u r -OA u u u r),所以AD u u u r =12OC u u u r+12OB u u u r-OA u u u r.故选C.考点三 共线向量定理及应用 [例3] 设两个非零向量a 与b 不共线, (1)若AB u u u r =a+b,BC u u u r =2a+8b,CD u u u r=3(a-b), 求证:A,B,D 三点共线;(2)试确定实数k,使ka+b 和a+kb 同向. (1)证明:因为AB u u u r =a+b,BC u u u r =2a+8b,CD u u u r=3(a-b), 所以BD u u u r =BC u u u r +CD u u u r=2a+8b+3(a-b) =2a+8b+3a-3b =5(a+b)=5AB u u u r. 所以AB u u u r,BD u u u r 共线, 又因为它们有公共点B, 所以A,B,D 三点共线. (2)解:因为ka+b 与a+kb 同向,所以存在实数λ(λ>0),使ka+b=λ(a+kb), 即ka+b=λa+λkb.所以(k-λ)a=(λk-1)b.因为a,b 是不共线的两个非零向量,1,10,k k λλ-=⎧⎨-=⎩解得1,1k λ=⎧⎨=⎩或1,1,k λ=-⎧⎨=-⎩ 又因为λ>0,所以k=1.(1)证明三点共线问题,可用向量共线解决,但应注意向量共线与三点共线的区别:只有两向量有公共点且共线时,才能得出三点共线.(2)a 与b 共线是指存在不全为零的λ1,λ2,使λ1a+λ2b=0,若λ1a+λ2b=0,当且仅当λ1=λ2=0时成立,则a 与b 不共线.1.设a,b 是不共线的两个非零向量,若OA u u u r=ka+12b,OB u u u r =4a+5b,OC u u u r=-ka+10b,且点A,B,C 三点共线,则k= .解析:AB u u u r =OB u u u r -OA u u u r=(4-k)a-7b,CB u u u r =OB u u u r -OC u u u r=(4+k)a-5b,因为A,B,C 三点共线,所以44k k -+=75--,k=-23. 答案:-232.在△ABC 所在平面内有一点P,如果PA u u u r +PB u u u r +PC u u u r =AB u u u r,则△PAB 与△ABC 的面积之比是 . 解析:因为PA u u u r +PB u u u r +PC u u u r =AB u u u r =PB u u u r -PA u u u r, 所以2PA u u u r +PC u u u r=0,PC u u u r =-2PA u u u r =2AP u u u r ,所以点P 是线段AC 的一个靠近点A 的三等分点. 所以△PAB 与△ABC 的面积之比是1∶3.答案:1∶3类型一平面向量的基本概念1.以下给出了4个命题:(1)两个长度相等的向量一定相等;(2)相等的向量起点必相同;(3)若a·b=a·c,且a≠0,则b=c;(4)若向量a的模小于b的模,则a<b.其中正确命题共有( D )(A)3个(B)2个(C)1个(D)0个解析:长度相等方向相同的向量是相等向量,故(1)错误;根据相等向量的定义知,相等向量起点不一定相同,故(2)错误;因为a·b=a·c,所以a·(b-c)=0,又因为a≠0,所以必有a⊥(b-c),而b=c不一定成立,故(3)错误;向量不能比较大小,故(4)错误.故选D.2.如图,在正方形ABCD中,M是BC的中点,若AC u u u r=λAM u u u u r+μBD u u u r (λ,μ∈R),则λ+μ等于( B )(A)43(B)53(C)158(D)2解析:根据向量的平行四边形加法法则,AC u u u r =AB u u u r +AD u u u r, 又根据向量的三角形加法法则,AMu u u u r =AB u u u r +AM u u u u r =AB u u u r +12BC u u ur =AB u u u r +12AD u u u r ,BD u u u r =AD u u u r -AB u u u r ,所以AC u u u r =λAM u u u u r +μBD u u u r= λ(AB u u u r +12AD u u u r 0+μ(AD u u u r -AB u u u r )=(λ-μ)AB u u u r +(12λ+μ)AD u u u r, 所以1,11,2λμλμ-=⎧⎪⎨+=⎪⎩ 解得4,31,3λμ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩所以λ+μ=53. 故选B.类型二 平面向量的线性运算3.在平行四边形ABCD 中,AC 与BD 相交于点O,E 是线段OD 的中点,AE 的延长线与CD 交于点F,若AC u u u r=a,BD u u u r =b,则AF u u u r等于( B )(A)14a+12b (B)23a+13b (C)12a+14b (D)13a+23b 解析:AF u u u r =AD u u u r +DF u u u r,DE ∶BE=1∶3=DF ∶AB,所以DF u u u r =13AB u u ur ,所以AF u u u r=12a+12b+13(12a-12b)=23a+13b. 故选B.4.在△ABC 中,G 为△ABC 的重心,D 在边AC 上,且CD u u u r =3DA u u u r,则( B )(A)GD u u u r =13AB u u u r +712AC u u u r(B)GD u u u r=-13AB u u u r -112AC u u u r(C)GD u u u r =-13AB u u u r +712AC u u u r (D)GD u u u r=-13AB u u u r+112AC u u u r解析:如图所示,GD u u u r =GA u u u r +AD u u u r,AG u u u r =23×12(AB u u u r +AC u u u r)=13(AB u u ur +AC u u u r ),AD u u u r =14ACu u ur .所以GD u u u r=-(13AB u u u r+13AC u u u r)+14AC u u u r=-13AB u u u r-112AC u u u r. 故选B.5.任意四边形ABCD 中,E,F 分别是AD,BC 的中点,则EF u u u r= (用向量AB u u u r,DC u u u r表示).解析:因为EF u u u r =EA u u u r +AB u u u r +BF u u u r,EF u u u r =ED u u u r +DC u u u r +CF u u u r ,所以2EF u u u r =AB u u u r +DC u u u r +BF u u u r +CF u u u r +EA u u u r +ED u u u r =AB u u u r +DC u u u r, 所以EF u u u r =12(AB u u u r +DC u u u r). 答案:12(AB u u u r+DC u u u r) 类型三 共线向量定理6.已知O 为△ABC 内一点,且AO u u u r =12(OB u u u r +OC u u u r ),AD u u u r =t AC u u u r,若B,O,D 三点共线,则t 等于( B ) (A)14(B)13(C)12(D)23解析:设E 是BC 边的中点, 则12(OB u u u r +OC u u u r )=OE u u u r,由题意得AO u u u r =OE u u u r,所以AO u u u r =12AE u u ur =14(AB u u u r +AC u u u r )=14AB u u u r +14AD tu u ur ,又因为B,O,D 三点共线,所以14+14t =1,解得t=13, 故选B.7.已知点P 是△ABC 所在平面内一点,边BC 的中点为D,若2PD u u u r=(1-λ)PA u u u r +CB u u ur ,其中λ∈R,则P 点一定在( C )(A)AB 边所在的直线上 (B)BC 边所在的直线上 (C)AC 边所在的直线上 (D)△ABC 的内部 解析:因为D 为边BC 的中点, 所以2PD u u u r =PB u u u r +PC u u u r=(1-λ)PA u u u r +CB u u u r=(1-λ)PA u u u r+PB u u u r -PC u u u r, 即2PC u u u r=(1-λ)PA u u u r, 故A,P,C 三点共线,即点P 在AC 边所在的直线上. 故选C.8.已知平面上不共线的四点O,A,B,C,若OA u u u r -4OB u u u r +3OCu u u r=0,则AB BCu u u r u u u r 等于( A )(A)3 (B)4 (C)5 (D)6 解析:由OA u u u r-4OB u u u r+3OC u u u r=0,得OA u u u r -OB u u u r =3(OB u u u r -OC u u u r ),即BA u u u r =3CB u u u r, 所以AB u u u r =3BC u u u r, 所以|AB u u u r |=3|BC u u u r|, 所以AB BCu u u r u u u r =3.故选A.。
2.1.1 向量的物理背景与概念及向量的几何表示教学目标:1. 了解向量的实际背景,理解平面向量的概念和向量的几何表示;掌握向量的模、零向量、单位向量、平行向量、相等向量、共线向量等概念;并会区分平行向量、相等向量和共线向量. 2. 通过对向量的学习,使学生初步认识现实生活中的向量和数量的本质区别.3. 通过学生对向量与数量的识别能力的训练,培养学生认识客观事物的数学本质的能力. 教学重点:理解并掌握向量、零向量、单位向量、相等向量、共线向量的概念,会表示向量. 教学难点:平行向量、相等向量和共线向量的区别和联系.学 法:本节是本章的入门课,概念较多,但难度不大.学生可根据在原有的位移、力等物理概念来学习向量的概念,结合图形实物区分平行向量、相等向量、共线向量等概念. 教学思路: (一) 一、情景设置:如图,老鼠由A 向西北逃窜,猫在B 处向东追去,设问:猫能否追到老鼠?(画图) 结论:猫的速度再快也没用,因为方向错了.分析:老鼠逃窜的路线AC 、猫追逐的路线BD 实际上都是有方向、有长短的量.引言:请同学指出哪些量既有大小又有方向?哪些量只有大小没有方向? 二、新课学习:(一)向量的概念: 。
(二)请同学阅读课本后回答:(7个问题一次出现) 1、数量与向量有何区别?(数量没有方向而向量有方向) 2、如何表示向量?3、有向线段和线段有何区别和联系?分别可以表示向量的什么?4、长度为零的向量叫什么向量?长度为1的向量叫什么向量?5、满足什么条件的两个向量是相等向量?单位向量是相等向量吗?6、有一组向量,它们的方向相同或相反,这组向量有什么关系?7、如果把一组平行向量的起点全部移到一点O ,这是它们是不是平行向量? 这时各向量的终点之间有什么关系?(三)探究学习1、数量与向量的区别:ABCD2.向量的表示方法:向量与有向线段的区别:4、零向量、单位向量概念:5、平行向量定义:(四)理解和巩固:例1 书本75页例1.例2判断:(1)平行向量是否一定方向相同?(不一定)(2)与任意向量都平行的向量是什么向量?(零向量)(3)若两个向量在同一直线上,则这两个向量一定是什么向量?(平行向量)课堂练习:书本77页练习1、2、3题三、小结:1、描述向量的两个指标:模和方向.2、平面向量的概念和向量的几何表示;3、向量的模、零向量、单位向量、平行向量等概念。
2.1.2 相等向量与共线向量教学目标:1.掌握相等向量、共线向量等概念;并会区分平行向量、相等向量和共线向量.2.通过对向量的学习,使学生初步认识现实生活中的向量和数量的本质区别.3.通过学生对向量与数量的识别能力的训练,培养学生认识客观事物的数学本质的能力.教学重点:理解并掌握相等向量、共线向量的概念,教学难点:平行向量、相等向量和共线向量的区别和联系.教学思路:一、情景设置:(一)、复习:1、数量与向量有何区别?(数量没有方向而向量有方向)2、如何表示向量?3、有向线段和线段有何区别和联系?分别可以表示向量的什么?4、长度为零的向量叫什么向量?长度为1的向量叫什么向量?5、满足什么条件的两个向量是相等向量?单位向量是相等向量吗?6、有一组向量,它们的方向相同或相反,这组向量有什么关系?7、如果把一组平行向量的起点全部移到一点O,这是它们是不是平行向量?这时各向量的终点之间有什么关系?(二)、新课学习1、有一组向量,它们的方向相同、大小相同,这组向量有什么关系?2、任一组平行向量都可以移到同一直线上吗?这组向量有什么关系?三、探究学习1、相等向量定义:2、共线向量与平行向量关系:四、理解和巩固:例1.如图,设O是正六边形ABCDEF的中心,分别写出图中与向量、、相等的向量.变式一:与向量OA长度相等的向量有多少个?变式二:是否存在与向量长度相等、方向相反的向量?变式三:与向量共线的向量有哪些?例2判断:(1)不相等的向量是否一定不平行?(2)与零向量相等的向量必定是什么向量?(3)两个非零向量相等的当且仅当什么?(4)共线向量一定在同一直线上吗?()例3下列命题正确的是() A.a与b共线,b与c共线,则a与c也共线B.任意两个相等的非零向量的始点与终点是一平行四边形的四顶点C.向量a与b不共线,则a与b都是非零向量D.有相同起点的两个非零向量不平行课堂练习:1.判断下列命题是否正确,若不正确,请简述理由.①向量与CD是共线向量,则A、B、C、D四点必在一直线上;②单位向量都相等;③任一向量与它的相反向量不相等; ④四边形ABCD是平行四边形当且仅当AB=⑤一个向量方向不确定当且仅当模为0; ⑥共线的向量,若起点不同,则终点一定不同. 2.书本77页练习4题三、小结:1.描述向量的两个指标:模和方向. 2、平行向量不是平面几何中的平行线段的简单类比.3、共线向量与平行向量关系、相等向量。
2.2.1 向量的加法运算及其几何意义教学目标:1.掌握向量的加法运算,并理解其几何意义; 2.会用向量加法的三角形法则和平行四边形法则作两个向量的和向量,培养数形结合解决问题的能力; 3.通过将向量运算与熟悉的数的运算进行类比,使学生掌握向量加法运算的交换律和结合律,并会用它们进行向量计算,渗透类比的数学方法;教学重点:会用向量加法的三角形法则和平行四边形法则作两个向量的和向量.教学难点:理解向量加法的定义. 教学思路:一、设置情景:1、 复习:向量的定义以及有关概念强调:向量是既有大小又有方向的量.长度相等、方向相同的向量相等.因此,我们研究的向量是与起点无关的自由向量,即任何向量可以在不改变它的方向和大小的前提下,移到任何位置2、 情景设置:(1)某人从A 到B ,再从B 按原方向到C , 则两次的位移和:=+ (2)若上题改为从A 到B ,再从B 按反方向到C , 则两次的位移和:AC BC AB =+ (3)某车从A 到B ,再从B 改变方向到C , 则两次的位移和:AC BC AB =+ (4)船速为,水速为,则两速度和:AC =+二、探索研究:1、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A B CA B CA BCCaa ba面内任取一点A ,作=a ,BC =b,则向量AC 叫做a 与b的和,记作a +b,即 a +b=+=, 规定: a + 0-= 0 + a探究:(1)两向量的和与两个数的和有什么关系? 两向量的和仍是一个向量; 什么时候时, |+|<||+||;什么时候|+|=||+||,什么时候|+|=||-||,(3)“向量平移”(自由向量): 3.例一、已知向量a 、b ,求作向量a +b 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)2)向量加法的交换律:+=+5.你能证明:向量加法的结合律:(a +b ) +c =a + (b +c ) 吗? 6.由以上证明你能得到什么结论? 三、应用举例: 例二(P83—84)略变式1、一艘船从A 点出发以h km /32的速度向垂直于对岸的方向行驶,船的实际航行速度的大小为h km /4,求水流的速度.变式2、一艘船从A 点出发以1v 的速度向垂直于对岸的方向行驶,同时河水的流速为2v ,船的实际航行的速度的大小为h km /4,方向与水流间的夹角是60︒,求1v 和2v .a练习:P84面1、2、3、4题 四、小结1、向量加法的几何意义;2、交换律和结合律;3、|a +b | ≤ |a | + |b |,当且仅当方向相同时取等号.五、思考:你能用向量加法证明:两条对角线互相平分的四边形是平行四边形吗?2.2.2向量的减法运算及其几何意义教学目标:1. 了解相反向量的概念;2.掌握向量的减法,会作两个向量的减向量,并理解其几何意义;3.通过阐述向量的减法运算可以转化成向量的加法运算,使学生理解事物间可以相互转化的辩证思想.教学重点:向量减法的概念和向量减法的作图法.教学难点:减法运算时方向的确定. 教学思路:一、 复习:向量加法的法则:三角形法则与平行四边形法则,向量加法的运算定律:例:在四边形中,=++AD BA CB . 二、 提出课题:向量的减法1. 用“相反向量”定义向量的减法(1) “相反向量”的定义: (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: .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 ∵(a -b ) + b = a + (-b ) + b = a + 0 = a作法:在平面内取一点O ,O aba作OA = a , = b 则= 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. 注意:1︒AB 表示a - b . 强调:差向量“箭头”指向被减数 2︒用“相反向量”定义法作差向量,a - b = a + (-b )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 2)若a ∥b , 如何作出a - b ?三、 例题:例一、(P86 例三)已知向量a 、b 、c 、d ,求作向量a -b 、c -d .例二、平行四边形ABCD 中,=a ,=b , 用a 、b 表示向量、.变式一:当a , b 满足什么条件时,a +b 与a -b 垂直?(|a | = |b |) 变式二:当a , b 满足什么条件时,|a +b | = |a -b |?(a , b 互相垂直) 变式三:a +b 与a -b 可能是相等向量吗?(不可能,∵OABaB’b -bbBa + (-b )aba -bA ABBB’Oa -ba a bbO A OBa -ba -b BA O-b练习:1。
P87面1、2题2.在△ABC 中, =a , =b ,则等于( )A.a +bB.-a +(-b )C.a -bD.b -a2.2.3向量数乘运算及其几何意义教学目标:(1)掌握向量数乘运算,并理解其几何意义; (2)培养数形结合解决问题的能力; (3)通过将向量运算与熟悉的数的运算进行类比,使学生掌握向量加法运算的交换律和结合律,并会用它们进行向量计算,渗透类比的数学方法 一、情境设计:1.复习:向量的加法运算和减法运算定义以及有关概念.2.情景设置: 二、探索研究:8788:-探究1:阅读课本P ,回答下列问题探究2:(1)若b=λa ,a 与b 有什么关系呢?(2)若a 与b 共线,能否得到a 与b 的一个关系呢?4.共线定理:A BD C1.向量的数乘的定义:2.向量数乘的几何意义:3.向量的数乘满足的运算律:5.平面向量的线性运算(1) 称为线性运算。