数乘
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夏邑高中导学案 高一数学必修3 第 章 编写: 校审: 日期 2012年 月 日 班级: 姓名:
- 1 - 课题向量数乘运算及其几何意义
一、学习目标
1、掌握向量数乘运算,并理解其几何意义。
2、了解两个向量共线的含义。
3、理解和应用向量数乘的运算律。
二、学习过程
(1)课前准备
知识清单(预习教材P ~ P ,找出疑惑之处)
1、一般地,我们规定___________________是一个向量,这种运算称做向量的数乘记作a,它的长度与方向规定如下:
(1)||a=___________________________________;
(2)当________________时,a的方向与a的方向相同;当____________时,a的方向与a方向相反,当_____________时,a=M。
2、向量数乘和运算律,设,为实数。
(1)()a_____________________________________________;
(2)()a__________________________________________;
(3)()ab__________________________________________;
3、向量的加法向量的线性运算向量的减法向量的数乘
对于任意向量a,b,任意实数12、、恒有2ab1(+)=_________________________。
4、两个向量共线(平行)的等价条件,如果(0)aab与共线,那么_________________。
(2)、新课导学
学习探究
问题:
实数λ与向量a的积是一个向量,记作λa. (3)典型例题
例1、计算: (1)3(6a+b)-9(a+13b);
(2)12[(3a+2b)-(a+12b)]-2(12a+38b);
(3)2(5a-4b+c)-3(a-3b+c)-7a.
小结:化简向量代数式就像计算多项式一样去合并同类项。
例2.如图:已知3ADAB=,3DEBC=,试判断AC与AE是否平行.
解:∵:333()3AEADDEABBCABBCAC=+=+=+=
∴AE与AC平行.
小结:向量b与非零向量a平行的充要条件是有且仅有一个实数λ,使得bλa=.
变式1 如图,在ΔABC中,D是AB的中点,E是BC延长线上的点,且2BEBC=,是根据下列要求表示向量DE:
(1)用BA、BC表示; (2)用CA、CB表示.
例3、设两非零向量a和b不共线,如果AB→=a+b,CD→=3(a-b),BC→=2a+8b.求证:A、B、D三点共线.
∵BD→=BC→+CD→=(2a+8b)+3(a-b)=5a+5b,AB→=a+b,∴AB→=15BD→,∴AB→∥BD→,又AB→、BD→有公共点B,所以A、B、D三点共线.
小结
利用向量证明三点共线时,一般是把“共线”问题转化为“向量关系a=λb”,通过向量关系证出“三点共线”的结论
(4) 动手试试
练1. 在△ABC中,已知BC→=3BD→,则AD→等于( )
A.13(AC→+2AB→) B.13(AB→+2AC→)
C.14(AC→+3AB→) D.14(AC→+2AB→)
解析:选A.AD→=AB→+BD→=AB→+13BC→=AB→+13(AC→-AB→)=13AC→+23AB→=13(AC→+2AB→).
练 2.在正六边形ABCDEF中,若AB→=a,FA→=b,则AC→等于( )
A.a-2b B.2a-b 题1EDCBA
- 2 - C.a-b D.a+b
解析:选B.设正六边形的中心为O,则AD→=2AO→=2(AB→+AF→)=2(a-b).∴AC→=AD→+DC→=2(a-b)+b=2a-b.
三、总结提升
学习小结
1.λ与a的积还是向量,λa与a是共线的;
2.判断向量a与b是否共线的方法是:判断是否有且只有一个实数λ,使b=λa(a≠0).
3.判断A、B、C三点是否共线的方法是:判断是否有且只有一个实数λ,使AC→=λAB→.
四、学习评价
(1) 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ).
A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差
(2) 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:
1.已知λ∈R,则下列命题正确的是( )
A.|λa|=λ|a| B.|λa|=|λ|a
C.|λa|=|λ||a| D.|λa|>0
解析:选C.由向量的数乘运算律知选C.
2. 已知e是任一向量,a=-2e,b=5e,用a表示b,则其结果是__________.
解析:由a=-2e,得e=-12a,代入b=5e,
可得:b=-52a.
3.在△ABC中,已知BC→=3BD→,则AD→等于( )
A.13(AC→+2AB→) B.13(AB→+2AC→)
C.14(AC→+3AB→) D.14(AC→+2AB→)
解析:选A.AD→=AB→+BD→=AB→+13BC→=AB→+13(AC→-AB→)=13AC→+23AB→=13(AC→+2AB→).
4. 已知两非零向量a、b不共线,且AB→=a+2b,BC→=-5a+6b,CD→=7a-2b,则一定共线的三点是( )
A.A,B,D B.A,B,C
C.B,C,D D.A,C,D
解析:选A.AD→=CD→-CA→=CD→+AC→=CD→+AB→+BC→=(7a-2b)+(a+2b)+(-5a+6b)=3a+6b=3(a+2b)=3AB→.因为AD→与AB→有公共点A,所以A,B,D三点共线.
5. 下面几个命题:
①对于实数m和向量a、b,恒有m(a-b)=ma-mb;
②对于实数m、n和向量a,恒有(m-n)a=ma-na; ③对于实数m和向量a、b,若ma=mb,则a=b;
④对于实数m、n和向量a,若ma=na,则m=n.
其中正确命题的个数是( )
A.4 B.3
C.2 D.1
解析:选C.由向量的数乘运算律,知①②均正确.
对于③,若m=0,由ma=mb,未必一定有a=b,错误.
对于④,若a=0,由ma=na,未必一定有m=n,错误.
五、课后作业
1.四边形OADB是以向量OA→=a→,OB→=b→为邻边的平行四边形,BM=13BC,CN=13CD,用向量a→,b→表示OM→,ON→,MN→.
2.△ABC所在平面内有一点P,且PA→+PB→+PC→=0→,若实数λ满足AB→+AC→=λAP→,求λ的值.
六、自助餐
1.已知e1、e2是共线向量,a=3e1+4e2,b=6e1-8e2,则a与b是否共线?
解:∵e1、e2共线,∴存在λ∈R,使e1=λe2.
∴a=3e1+4e2=3λe2+4e2=(3λ+4)e2,
b=6e1-8e2=6λe2-8e2=(6λ-8)e2,
∴a=3λ+46λ-8b(λ≠43),
∴a与b共线.
图当λ=43时,b=0,a与b也共线.
综上,a与b共线.
2.已知非零向量e1、e2不共线,且AB→=e1+e2,BC→=ke1+8e2,CD→=3(e1-e2),若A、B、D三点共线,试确定实数k的值.
解:BD→=BC→+CD→
=ke1+8e2+3(e1-e2)=(k+3)e1+5e2.
∵A,B,D三点共线,∴存在唯一实数λ,使AB→=λBD→,
即e1+e2=λ[(k+3)e1+5e2],e1+e2=λ(k+3)e1+5λe2,即[λ(k+3)-1]e1=(1-5λ)e2. OADBCNM夏邑高中导学案 高一数学必修3 第 章 编写: 校审: 日期 2012年 月 日 班级: 姓名:
- 3 - 又e1、e2不共线,∴ λk+3-1=0,1-5λ=0,则 k=2,λ=15.
∴k=2.