内容正文:
6.2 平面向量的运算
6.2.1 向量的加法运算
学 习 目 标
核 心 素 养
1.理解并掌握向量加法的概念,了解向量加法的几何意义及运算律.(难点)
2.掌握向量加法运算法则,能熟练地进行向量加法运算.(重点)
3.能区分数的加法与向量的加法的联系与区别.(易混点)
1.教材从几何角度给出向量加法的三角形法则和平行四边形法则,结合了对应的物理模型,提升直观想象和数学建模的核心素养.
2.对比数的加法,给出了向量的加法运算律,培养数学运算的核心素养.
有一名台湾商人想去拉萨游玩,但是由于台湾没有直达拉萨的航班,因此他选择了这样一个出行方案:乘飞机要先从台北到香港,再从香港到拉萨.
问题:这两次位移之和是什么?
1.向量加法的定义
(1)定义:求两个向量和的运算,叫做向量的加法.
(2)对于零向量与任意向量a,规定0+a=a+0=a.
2.向量求和的法则
三角
形法
则
已知非零向量a,b,在平面内任取一点A,作=a,=b,则向量叫做a与b的和,记作a+b,即a+b=+=.
平行
四边
形法
则
已知两个不共线向量a,b,作=a,=b,以,为邻边作▱ABCD,则对角线上的向量=a+b.
思考:两个向量相加就是两个向量的模相加吗?
[提示] 不是,向量相加要考虑大小及方向,而模相加是数量的加法.
3.|a+b|与|a|、|b|之间的关系
一般地,我们有|a+b|≤|a|+|b|,当且仅当a,b方向相同时等号成立.
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).
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)任意两个向量的和仍然是一个向量. ( )
(2)两个向量相加实际上就是两个向量的模相加. ( )
(3)任意两个向量的和向量不可能与这两个向量共线. ( )
(4)|a|+|b|>|a+b|. ( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×
2.++等于( )
A. B.
C. D.
C [++=++=.]
3.如图,在平行四边形ABCD中,+=________.
[由平行四边形法则可知+=.]
4.小船以10 km/h的速度按垂直于对岸的方向行驶,同时河水的流速为10 km/h,则小船实际航行速度的大小为________km/h.
20 [根据平行四边形法则,因为水流方向与船速方向垂直,所以小船实际速度的大小为=20(km/h).]
向量加法的三角形法则和平行四边形法则
[探究问题]
1.求作两个向量和的法则有哪些?这些法则的物理模型是什么?
[提示] (1)平行四边形法则,对应的物理模型是力的合成等.
(2)三角形法则,对应的物理模型是位移的合成等.
2.设A1,A2,A3,…,An(n∈N,且n≥3)是平面内的点,则一般情况下,+++…+An-1An的运算结果是什么?
[提示] 将三角形法则进行推广可知+++…+An-1An=.
【例1】 (1)(一题多空)如图,在△ABC中,D,E分别是AB,AC上的点,F为线段DE延长线上一点,DE∥BC,AB∥CF,连接CD,那么(在横线上只填一个向量):
①+=________;
②+=________;
③++=________.
(2)①如图甲所示,求作向量和a+b;
②如图乙所示,求作向量和a+b+c.
甲 乙
[思路探究] (1)先由平行四边形的性质得到有关的相等向量,并进行代换,然后用三角形法则化简.
(2)用三角形法则或平行四边形法则画图.
(1)① ② ③ [如题图,由已知得四边形DFCB为平行四边形,由向量加法的运算法则可知:
①+=+=.
②+=+=.
③++=++=.]
(2)[解] ①首先作向量=a,然后作向量=b,则向量=a+b.如图所示.
②法一(三角形法则):如图所示,首先在平面内任取一点O,作向量=a,再作向量=b,则得向量=a+b,然后作向量=c,则向量=(a+b)+c=a+b+c即为所求.
法二(平行四边形法则):如图所示,首先在平面内任取一点O,作向量=a,=b,=c,以OA,OB为邻边作▱OADB,连接OD,则=+=a+b.再以OD,OC为邻边作▱ODEC,连接OE,则=+=a+b+c即为所求.
1.在本例(1)条件下,求+.
[解] 因为BC∥DF,BD∥CF,所以四边形BCFD是平行四边形,
所以+=.
2.在本例(1)图形中求作向量++.
[解] 过A作AG∥DF交CF的延长线于点G,
则+=,作
=,连接,
则=++,如图所示.
1.向量求和的注意点
(1)三角形法则对于两个向量共线时也适用.
(2)两个向量的和向量仍是一个向量.
(3)平行四边形法则对于两个向量共线时不适用.
2.利用三角形法则时,