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轻松课堂 高中数学 必修 第二册 A版
第六章
平面向量及其应用
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6.2 平面向量的运算
6.2.3 向量的数乘运算
自主预习案 明新知
合作探究案 攻重难
当堂检测案 提素养
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一根细绳东西方向摆放,一只蚂蚁在细绳上做匀速直线运动,如果蚂蚁向东运动1秒钟的位移对应的向量为a,那么它在同一方向上运动4秒钟的位移对应的向量怎样表示?是4a吗?蚂蚁向西运动4秒钟的位移对应的向量又怎样表示?是-4a吗?你能用图形表示吗?
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【问题】 类比实数的运算“a+a+a+a=4a”你能猜想实例中a+a+a+a的结果吗?
提示:a+a+a+a=4a,结果为向量。
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【新课标·新学法】
课程标准
学法指导
1.通过实例分析,掌握平面向量数乘运算及运算法则,理解两个平面向量共线的含义。
2.了解平面向量的线性运算性质及其几何意义。
1.与实数乘法的运算类似,向量数乘也有“结合律”“分配律”。运用向量的数乘运算时,要注意其几何意义。
2.向量共线的条件实际上是由向量数乘推出的,它可以判断几何中三点共线和两直线平行等问题。
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自主预习案 明新知
稳健启程 新知初步构建
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1.向量的数乘运算
(1)定义:规定实数λ与向量a的积是一个 ,这种运算叫做向量的数乘,记作: ,它的长度和方向规定如下:
①|λa|=|λ||a|;
②当λ>0时,λa的方向与a的方向 ;
当λ<0时,λa的方向与a的方向 。
③由①可知,当λ=0时,λa= ;
由①②知,(-1)a= 。
向量
相同
相反
λa
0
-a
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(2)运算律:设λ,μ为任意实数,则有:
①λ(μa)= ;
②(λ+μ)a= ;
③λ(a+b)= ;
特别地,有(-λ)a= = ;λ(a-b)= 。
(3)向量的加、减、数乘运算统称为向量的 运算,向量的线性运算结果
仍是 。对于任意向量a,b,以及任意实数λ,μ1,μ2,恒有λ(μ1a±μ2b)=λμ1a±λμ2b。
线性
向量
(λμ)a
λa+μa
λa+λb
-(λa)
λ(-a)
λa-λb
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微提醒
(1)λ是实数,a是向量,它们的积λa仍然是向量。实数与向量可以相乘,但是不能相加减,如λ+a,λ-a均没有意义。
(2)向量的数乘运算类似于代数多项式的运算。主要是“合并同类项”“提取公因式”,但这里的“同类项”及“公因式”指的是向量,实数指的是向量的系数。
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2.共线向量定理
向量a(a≠0)与b共线的充要条件是:存在唯一一个实数λ,使 。也就是说,位于同一直线上的向量可以由位于这条直线上的一个 表示。
微提醒
定理中a≠0不能漏掉。若a=b=0,则实数λ可以是任意实数;若a=0,b≠0,则不存在实数λ,使得b=λa。
非零向量
b=λa
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微思考
1.向量数乘运算的结果是什么?
2.若向量a是非零向量,则向量eq \f(a,|a|)与向量a有什么关系?
提示:数乘运算的结果是向量。
提示:因为向量a是非零向量,所以|a|>0,根据数乘向量的几何意义可知:eq \f(a,|a|)是与向量a同向的单位向量。
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3.向量的共线定理:向量a(a≠0)与向量b共线,当且仅当有唯一的一个实数λ,使得b=