
本節(jié)內(nèi)容選自《普通高中數(shù)學必修第一冊》人教A版(2019)
第六章 平面向量及其應用
6.2向量的運算
學習目標:
1.理解相反向量的含義,借助相反向量理解向量減法運算的幾何意義,培養(yǎng)直觀想象的核心素養(yǎng);
2.掌握平面向量減法運算及運算規(guī)則,提升數(shù)學抽象的核心素養(yǎng);
3.能運用向量的加法和減法運算解決相關問題,提升數(shù)學運算的核心素養(yǎng);
學習重難點:
重點:理解并掌握向量減法的三角形法則
難點:向量減法的幾何意義及運算律
自主預習:
本節(jié)所處教材的第 頁.
復習——
向量的概念:
向量的加法:
預習——
相反向量:
向量的減法:
新課導學
學習探究
(一)新知導入
我們知道,數(shù)的運算中,減法是加法的逆運算,其運算法則是“減去一個數(shù)等于加上這個數(shù)的相反數(shù)”.我們能否類似地定義向量的減法呢?
【想一想】1、類比實數(shù)X的相反數(shù)-X,對于向量a,你能定義“相反向量”-a嗎?它有哪些性質(zhì)?
你認為向量的減法該怎樣定義?
(二)向量的減法運算
1.相反向量:
與向量a長度相等,方向相反的向量,叫做a的相反向量,記作-a.
性質(zhì):①a和-a互為相反向量,a。
②零向量的相反向量仍是零向量。
③由兩個向量的和的定義可知:a+(-a)=(-a)+a =0,即任意向量與其相反向量的和是零向量。
④若a,b互為相反向量,則a=-b,b=-a,a+b=0。
2.向量的減法
(1)定義:向量a加上b的相反向量,叫做a與b的差,即a-b=a+(-b)。
求兩個向量差的運算叫做向量的減法.
向量的減法可以轉化為向量的加法來進行:減去一個向量就等于加上這個向量的相反向量.
【探究】利用平行四邊形法則求a+b,那么你能結合相反向量的概念,求作出a+(-b)嗎?
(2)幾何意義:在平面內(nèi)任取一點O,作eq \(OA,\s\up6(→))=a,eq \(OB,\s\up6(→))=b,則向量a-b=eq \(BA,\s\up6(→)).
如圖所示
a-b表示為從向量b的終點指向向量a的終點的向量.
記憶口訣:作平移,共起點,兩尾連,指被減。
【思考1】若a,b是不共線的向量,則|a+b|與|a-b|的幾何意義是什么?
【思考2】||a|-|b||≤|a-b|≤|a|+|b|中,等號何時成立?
(三)典型例題
1.向量減法法則的應用
例1.(1)在△ABC中,eq \(BC,\s\up6(→))=a,eq \(CA,\s\up6(→))=b,則eq \(AB,\s\up6(→))等于( )
A.a(chǎn)+b B.-a+(-b) C.a(chǎn)-b D.b-a
(2)如圖所示,O為△ABC內(nèi)一點,eq \(OA,\s\up6(→))=a,eq \(OB,\s\up6(→))=b,eq \(OC,\s\up6(→))=c,
求作向量b+c-a.
【類題通法】求作兩個向量的差向量的兩種思路
(1)用向量減法的三角形法則作兩向量的差的步驟
此步驟可以簡記為“作平移,共起點,兩尾連,指被減”.
(2)利用相反向量作兩向量差的方法
作向量a-b時,先作向量eq \(OA,\s\up6(→))=a,再作eq \(AB,\s\up6(→))=-b,則向量eq \(OB,\s\up6(→))=eq \(OA,\s\up6(→))+eq \(AB,\s\up6(→))=a+(-b)=a-b.
【鞏固練習1】如圖,已知向量a,b,c不共線,求作向量a+b-c.
2.向量的加減法運算
例2.(1)向量eq \(MN,\s\up6(→))可以寫成:①eq \(MO,\s\up6(→))+eq \(ON,\s\up6(→));②eq \(MO,\s\up6(→))-eq \(ON,\s\up6(→));③eq \(OM,\s\up6(→))-eq \(ON,\s\up6(→));④eq \(ON,\s\up6(→))-eq \(OM,\s\up6(→)).
其中正確的是________(填序號).
(2)化簡:①eq \(BA,\s\up6(→))+eq \(OD,\s\up6(→))-eq \(OA,\s\up6(→))-eq \(BC,\s\up6(→));
②(eq \(AC,\s\up6(→))+eq \(BO,\s\up6(→))+eq \(OA,\s\up6(→)))-(eq \(DC,\s\up6(→))-eq \(DO,\s\up6(→))-eq \(OB,\s\up6(→))).
【類題通法】1.向量減法運算的常用方法
2.向量加減法化簡的兩種形式
(1)首尾相連且為和;(2)起點相同且為差.
解題時要注意觀察是否有這兩種形式,同時注意逆向應用.
【鞏固練習2】化簡下列式子:
(1)eq \(NQ,\s\up6(→))-eq \(PQ,\s\up6(→))-eq \(NM,\s\up6(→))-eq \(MP,\s\up6(→));
(2)(eq \(AB,\s\up6(→))-eq \(CD,\s\up6(→)))-(eq \(AC,\s\up6(→))-eq \(BD,\s\up6(→))).
3.向量加減法的應用
例3.如圖所示,四邊形ACDE是平行四邊形,B是該平行四邊形外一點,且eq \(AB,\s\up6(→))=a,eq \(AC,\s\up6(→))=b,eq \(AE,\s\up6(→))=c,試用向量a,b,c表示向量eq \(CD,\s\up6(→)),eq \(BC,\s\up6(→)),eq \(BD,\s\up6(→)).
【變式探究1】本例條件不變,試用向量a,b,c表示eq \(BE,\s\up6(→))與eq \(CE,\s\up6(→)).
【變式探究2】 本例中的條件“點B是平行四邊形ACDE外一點”若換為“點B是平行四邊形ACDE內(nèi)一點”,其他條件不變,其結論又如何呢?
【類題通法】用向量表示其他向量的方法
(1)解決此類問題要充分利用平面幾何知識,靈活運用平行四邊形法則和三角形法則.
(2)表示向量時要考慮以下問題:它是某個平行四邊形的對角線嗎?是否可以找到由起點到終點的恰當途徑?它的起點和終點是否是兩個有共同起點的向量的終點?
(3)必要時可以直接用向量求和的多邊形法則.
【鞏固練習3】如圖所示,解答下列各題:
(1)用a,d,e表示eq \(DB,\s\up6(→)); (2)用b,c表示eq \(DB,\s\up6(→));
(3)用a,b,e表示eq \(EC,\s\up6(→)); (4)用c,d表示eq \(EC,\s\up6(→)).
(四)操作演練 素養(yǎng)提升
1.化簡eq \(PM,\s\up6(→))-eq \(PN,\s\up6(→))+eq \(MN,\s\up6(→))所得的結果是( )
A.eq \(MP,\s\up6(→)) B.eq \(NP,\s\up6(→)) C.0 D.eq \(MN,\s\up6(→))
2.在四邊形ABCD中,eq \(AB,\s\up6(→))=eq \(DC,\s\up6(→)),若|eq \(AD,\s\up6(→))-eq \(AB,\s\up6(→))|=|eq \(BC,\s\up6(→))-eq \(BA,\s\up6(→))|,則四邊形ABCD是( )
A.菱形 B.矩形 C.正方形D.不確定
3.eq \(OB,\s\up6(→))-eq \(OA,\s\up6(→))-eq \(OC,\s\up6(→))-eq \(CO,\s\up6(→))=________.
4.若菱形ABCD的邊長為2,則|eq \(AB,\s\up6(→))-eq \(CB,\s\up6(→))+eq \(CD,\s\up6(→))|的長度為______.
課堂小結
通過這節(jié)課,你學到了什么知識?
在解決問題時,用到了哪些數(shù)學思想?
學習評價
【自我評價】 你完成本節(jié)導學案的情況為( )
A.很好 B.較好 C.一般 D.較差
【導學案評價】 本節(jié)導學案難度如何( )
A.很好 B.較好 C.一般 D.較差
【建議】 你對本節(jié)導學案的建議:
課后作業(yè)
完成教材:第12頁 練習 第1,2,3題
第22 頁 習題6.2 第4,7題
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