内容正文:
前面我们学习了平面向量的概念和运算,并通过平面向量基本定理,把向量的运算化归为实数的运算. 本节我们将学习运用向量方法解决平面几何、物理中的问题,感受向量在解决数学和实际问题中的作用.同时我们还将借助向量的运算,探索三角形边长与角度的关系,把解直角三角形问题拓展到解任意三角形问题.
由于向量的线性运算和数量积运算具有鲜明的几何背景,平面几何图形的许多性质,如全等、相似、长度、夹角等都可以由向量的线性运算及数量积表示出来,因此平面几何中的许多问题都可用向量运算的方法加以解决.下面通过两个具体实例,说明向量方法在平面几何中的应用.
有了运算,向量的力量无限;没有运算,向量就只是一个路标.
解:
如右图作向量.
因为DE是△ABC的中位线
例1 如右图,DE是△ABC的中位线,用向量方法证明:
DE∥BC,DE= BC.
C
B
A
D
E
所以
从而
又 ,
所以
于是DE∥BC,DE= BC.
平面几何经常涉及距离(线段长度)和角度问题,而平面向量的运算,特别是数量积主要涉及向量的模以及向量之间的夹角,因此我们可以用向量方法解决某些几何问题.用向量方法解决几何问题时,通常先用向量表示相应的点、线段、夹角等几何元素,然后通过向量的运算来研究点、线段等元素之间的关系,最后再把运算结果“翻译”成几何关系,便得到几何问题的结论.
用向量方法解决平面几何问题的“三部曲”:
(1)建立平面几何与向量的联系,用向量表示问题中涉及的几何元素,将平面几何问题转化为向量问题;
(2)通过向量运算,研究几何元素之间的关系,如距离、夹角等问题;
(3)把运算结果“翻译”成几何关系.
解:
例2 如右图,已知平行四边形ABCD,你能发现对角线AC和BD的长度
与两邻边AB和AD的长度之间的关系吗?
因此AC2+BD2=2(AB2+AD2).
如右图作向量.
设 ,则
所以
A
B
C
D
两式相加得
课堂练习: 第39页练习第1、2、3题
课堂作业: 第52页习题6.4第1、2、3题
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