向量的减法运算及其几何意义
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向量的减法运算及其几何意义向量是数学中非常重要的概念之一,它不仅仅在数学领域中有着广泛的应用,还在物理、工程等其他领域中也有着重要的地位。
在向量的运算中,减法运算是一种基本的运算方式,它不仅可以用于计算向量的大小和方向,还可以用于解决一些实际问题。
本文将介绍向量的减法运算及其几何意义。
一、向量的基本概念向量是用来表示有大小和方向的量的,通常用箭头表示。
比如,我们可以用一条箭头来表示速度、力、位移等物理量。
在数学中,向量通常用一个有序数组表示,如:$vec{a} = (a_{1}, a_{2}, a_{3})$其中,$a_{1}$、$a_{2}$、$a_{3}$分别表示向量在$x$、$y$、$z$三个方向上的分量。
向量的大小用$|vec{a}|$表示,即:$|vec{a}| = sqrt{a_{1}^2 + a_{2}^2 + a_{3}^2}$ 向量的方向用一个与向量长度相等的单位向量$hat{a}$表示,即: $hat{a} = frac{vec{a}}{|vec{a}|}$二、向量的减法运算向量的减法运算是指将一个向量从另一个向量中减去,得到一个新的向量。
假设有两个向量$vec{a}$和$vec{b}$,它们的减法运算可以表示为:$vec{a} - vec{b} = (a_{1} - b_{1}, a_{2} - b_{2}, a_{3} - b_{3})$这个式子的意思是,将$vec{b}$的每个分量从$vec{a}$的对应分量中减去,得到一个新的向量。
比如,如果有两个向量$vec{a} = (1, 2, 3)$和$vec{b} = (4, 5, 6)$,则它们的减法运算为:$vec{a} - vec{b} = (1 - 4, 2 - 5, 3 - 6) = (-3, -3, -3)$ 这个结果表示,从$vec{a}$中减去$vec{b}$得到的新向量为$(-3, -3, -3)$。
三、向量减法的几何意义向量减法的几何意义是指,将一个向量从另一个向量中减去所得到的向量在几何上表示的意义。
向量减法运算的几何意义
向量减法的几何意义是共起点,连终点,方向指着被减量。
向量是将几何问题转化为代数问题的桥梁,向量的加减则是用代数方法进行几何运算,三角形定则解决向量加法的方法:将各个向量依次首尾顺次相接,结果为第一个向量的起点指向最后一个向量的终点。
平行四边形定则解决向量减法的方法,将两个向量平移至公共起点,以向量的两条边作平行四边形,结果由减向量的终点指向被减向量的终点,平行四边形定则只适用于两个非零非共线向量的加减。
向量减法的内容
向量减法法则是三角形法则,同样将两向量的始点,就是没箭头的那个点放在一起,将两个终点连接,就是差,差向量方向指向被减向量,向量加法法则就是平行四边形法则,两个加数作为平行四边形相邻的两边,则和是两向量的公共顶点与对点相连的对角线。
在数学中,向量也称为欧几里得向量,几何向量,矢量,指具有大小和方向的量。
它可以形象化地表示为带箭头的线段,箭头所指,代表向量的方向,线段长度,代表向量的大小,与向量对应的量叫做数量,物理学中称标量,数量或标量只有大小,没有方向。
向量的减法运算及其几何意义
向量的减法运算及其几何意义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,使学生理解事物之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.
学法:减法运算是加法运算的逆运算,学生在理解相反向量的基础上结合向量的加法运算掌握向量的减法运算;并利用三角形做出减向量.
教具:多媒体或实物投影仪,尺规
授课类型:新授课
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, .
解:
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: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= 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 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)
显然,此法作图较繁,但最后作图可统一.
2.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.
2)若a∥b,如何作出a b ?
三、例题:
例一、(p97例三)已知向量a、b、c、d,求作向量a b、c d.。