内容正文:
§2 从位移的合成到向量的加减法
学业标准
学科素养
1.理解向量加(减)法的定义,会用向量加(减)法的三角形法则和平行四边形法则求两个向量的和(或差).(难点)
2.会用向量加法的运算律进行向量的加(减)运算.(重点)
1.通过向量加(减)法的定义,三角形法则、平行四边形法则的应用,培养直观想象核心素养.
2.通过向量加(减)法的运算提升数学运算核心素养.
[教材梳理]
◎导学1 向量的加法
[问题1] 某对象从A地经B地到C地,两次位移,的结果,与从A地直接到C地的位移的关系如何?
[提示] 结果相同,即+=.
[问题2] 实数的加法满足哪些运算律?向量加法是否也满足这些运算律?
[提示] 实数的加法满足交换律和结合律,向量加法也满足.[来源:学#科#网]
◎结论形成
1.向量加法的定义
求两个向量和的运算称为向量的加法.
2.向量加法的平行四边形法则、三角形法则
图示
作图方法
平行
四边
形法
则
已知两个不共线的向量a,b,如图,在平面内任取一点A,作有向线段=a,=b,以有向线段和为邻边作▱ABCD,则有向线段表示的向量即为向量a与b的和,记作a+b.
三角形
法则
作有向线段=a,以有向线段的终点为起点,作有向线段=b,连接A,C得到有向线段,也可以表示向量a与b的和.
3.两个共线向量的和
若两个共线向量方向相同,则它们的和向量方向与原方向一致,大小为两个向量大小之和;若两个共线向量方向相反且大小不相等,则它们的和向量方向与较大向量的方向一致,大小是两个向量大小差的绝对值.
特别 互为相反向量的两个向量的和为零向量,即a+(-a)=(-a)+a=0.
4.向量加法的运算律
(1)交换律:a+b=b+a.
(2)结合律:(a+b)+c=a+(b+c).
◎导学2 向量的减法
[问题] 在数的运算中,减法可以看作加法的逆运算,那么向量的减法与向量的加法的关系怎样?
[提示] 向量的减法是向量的加法的逆运算.
即a-b=a+(-b).
◎结论形成
1.向量减法的定义
向量a减向量b等于向量a加上向量b的相反向量,即a-b=a+(-b).
2.几何意义
如果把向量a与b的起点放在点O,那么从向量b的终点B指向被减向量a的终点A,得到的向量就是a-b.(如图)
[基础自测]
1.下列等式中正确的个数是( )
①0-a=-a;②-(-a)=a;③a+(-a)=0;④a+0=a;⑤a-b=a+(-b);⑥a-(-a)=0.
A.3 B.4 C.5 D.6
解析 只有⑥错误,故选C.
答案 C
2.在△ABC中,D是BC边上的一点,-等于( )
A. B. C. D.
解析 在△ABC中,D是BC边上一点,则由两个向量的减法的几何意义可得-=.
答案 C
3.下列四式中不能化简为的是( )
A.(+)+ B.(+)+(+)
C.-+ D.+-
解析 对于A,有++=;对于B,有+(+)+=+(+)=;对于C,有(-)+=+=;只有D无法化简为.
答案 D
4.若a,b为相反向量, 且|a|=1,则|a+b|=________,|a-b|=________.
解析 若a,b为相反向量,则a+b=0,所以|a+b|=0,又a=-b,所以|a|=|-b|=1,因为a与-b共线,所以|a-b|=2.
答案 0 2
题型一 向量加、减法几何作图
[例1] 如图,已知向量a,b,c不共线,求作向量a+b-c.
[自主解答] 解法一 如图(1)所示,在平面内任取一点O,作=a,=b,则=a+b,
再作=c,则=a+b-c.
解法二 如图(2)所示,在平面内任取一点O,
作=a,=b,则=a+b,再作=c,
连接OC,则=a+b-c.
[方法规律]
求作几个已知向量的和或差的方法
(1)作两向量的和向量
①将两个向量的起点平移到同一点O,作平行四边形,利用平行四边形法则得到和向量.
②利用三角形法则,依次平移两个向量,并让它们首尾相接.
(2)作两向量的差向量
将两个向量的起点平移到同一点O.连接两向量终点,指向被减向量.
(3)作多个向量的和或差时,应先确定作图顺序,再依次完成.
[触类旁通]
1.如图,在四边形ABCD中,根据图示填空:
a+b=________,
b+c=________,
c-d=________,
a+b+c-d=________.
解析 a+b==-f,
b+c==-e,
c-d=c+(-d)=+==f,
a+b+c-d=++-
=+++=0.
答案 -f -e f 0
题型二 向量加、减法的运算
[例2] (1)如图,P,Q是△ABC的边BC上的两点,且=,则化简+--的结果为( )
A.0 B. C.