内容正文:
6.2.1 向量的加法运算
第六章 §6.2 平面向量的运算
1.理解并掌握向量加法的概念.
2.掌握向量加法的三角形法则和平行四边形法则,并能熟练地运用这
两个法则作两个向量的加法运算.
3.了解向量加法的交换律和结合律,并能作图解释向量加法运算律的
合理性.
学习目标
我们知道,数能进行运算,因为有了运算而使数的威力无穷,那么,向量是否也能像数一样进行运算呢?
唐僧当年取经的路线是从东土大唐出发,先绕到新疆,再往天竺,若孙悟空单独前往,可以直接飞往西天,两种走法的位移相同吗?如果把位移看成向量,我们就引入了向量的运算.
导语
随堂演练
课时对点练
一、向量加法的三角形法则
二、向量加法的平行四边形法则
三、共线向量的加法与向量加法的运算律
内容索引
四、向量加法的实际应用
一、向量加法的三角形法则
问题1 某质点从点A经过点B到点C,这个质点的位移如何表示?
注意点:
运用向量加法的三角形法则作图时要“首尾相接,再首尾连”.
三角形
知识梳理
例1 如图所示,
(1)a+b=____;
(2)c+d=___;
(3)a+b+d=___;
(4)c+d+e=___.
c
f
f
g
反思感悟 向量加法的三角形法则的特征为首尾顺次相接,即
二、向量加法的平行四边形法则
问题2 图(1)表示橡皮条ME在两个力F1和F2的作用下,沿MC方向伸长了EO;图(2)表示橡皮条ME在一个力F的作用下,沿相同方向伸长了相同长度EO.从力学的观点分析,力F与F1,F2之间的关系如何?你能从这个问题出发,给出求解向量之和的另一种方法吗?
提示 F=F1+F2 平行四边形法则
1.以同一点O为起点的两个已知向量a,b,以OA,OB为邻边作▱OACB,则以O为起点的向量 (OC是▱OACB
的对角线)就是向量a与b的和.把这种作两个向量和的方法叫做向量加法的 法则.
平行四边形
知识梳理
2.从平行四边形的性质可知三角形法则和平行四边形法则是一致的.
3.对于零向量与任意向量a,规定a+0=0+a=a.
注意点:
运用向量加法的平行四边形法则作图时,要强调两个向量起点相同.
例2 (1)如图①所示,求作向量a+b;
如图③所示.
(2)如图②所示,求作向量a+b+c.
解 方法一 (三角形法则)如图④所示,
方法二 (平行四边形法则)如图⑤所示,
以OA,OB为邻边作▱OADB,连接OD,
再以OD,OC为邻边作▱ODEC,连接OE,
反思感悟 向量加法的平行四边形法则和三角形法则的区别和联系
区别 联系
三角形法则 (1)首尾相接
(2)适用于任何两个非零向量求和 当两个向量不共线时,三角形法则作出的图形是平行四边形法则作出图形的一半
平行四边形法则 (1)共起点
(2)仅适用于不共线的两个向量求和
跟踪训练1 如图所示,O为正六边形ABCDEF的中心,化简下列向量.
解析 因为四边形OABC是以OA,OC为邻边的平行四边形,OB是其对角线,
0
三、共线向量的加法与向量加法的运算律
问题3 请结合例1,探索一下|a+b|与|a|,|b|之间的关系?
提示 (1)当向量a与b不共线时,a+b的方向与a,b方向不同,且|a+b|<|a|+|b|.
(2)当a与b同向时,a+b,a,b同向,且|a+b|=|a|+|b|.
(3)当a与b反向时,若|a|>|b|,则a+b的方向与a相同,且|a+b|=|a|-|b|;若|a|<|b|,则a+b的方向与b相同,且|a+b|=|b|-|a|.
问题4 我们知道实数的加法满足交换律与结合律,向量的加法是否也满足交换律和结合律呢?你能证明自己的猜想吗?
所以a+b=b+a.
借助右图,不难证明满足结合律.
1.一般地,我们有|a+b|≤ ,当且仅当a,b方向 时等号成立.
2.(加法交换律)a+b=b+a;
(加法结合律)a+(b+c)= .
|a|+|b|
相同
知识梳理
(a+b)+c
例3 化简:
反思感悟 向量加法运算律的意义和应用原则
(1)意义:向量加法的运算律为向量加法提供了变形的依据,实现了恰当利用向量加法法则运算的目的.实际上,由于向量的加法满足交换律和结合律,故多个向量的加法运算可以按照任意的次序、任意的组合来进行.
(2)应用原则:通过向量加法的交换律,使各向量“首尾相连”,通过向量加法的结合律调整向量相加的顺序.
跟踪训练2 已知正方形ABCD的边长等于1,
四、向量加法的实际应用
例4 (教材P9例2改编)河水自西向东流动的速度为10 km/h,小船在静水中的速度为