内容正文:
6.2.1向量的加法运算
第 6章平面向量及其应用
人教A版2019必修第二册
学习目标
1.借助实例和平面向量的几何意义,掌握平面向量的加法、减法运算及其运算规律
2.理解平面向量的加法、减法运算的几何意义.
1.向量、平行向量、相等向量的含义分别是什么?
2.用有向线段表示向量,向量的大小和方向是如何反映的?
什么叫零向量和单位向量?
向量:既有方向又有大小的量.
平行向量:方向相同或相反的向量.
相等向量:方向相同并且长度相等的向量
向量的大小:有向线段的长度.
向量的方向:有向线段的方向.
零向量:长度为零的向量叫零向量;
复习回顾
单位向量:长度等于1个单位长度的向量叫单位向量.
我们知道,数能进行运算,因为有了运算而使数的威力无穷.向量是否能像数一样进行运算呢?人们从向量的物理背景和数的运算中得到启发,引进了向量的运算.本节我们就来研究平面向量的运算,探索其运算性质,体会向量运算的作用.
创设情境
位移、力是向量,它们可以合成.我们看看能否从位移的合成、力的合成中得到启发引进向量的运算.
下面先学习向量的加法.
A
B
C
位移的合成可以看作向量的加法
位移 可以看作位移 与 的合成
问题1 我们先来看一个与位移有关的问题.如图,某质点M从点A经过点B到点C,质点M的位移如何表示?
探究新知
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向量加法的三角形法则
求两个向量和的运算,叫做向量的加法.
这种求向量和的方法,称为向量加法的三角形法则.
位移的合成可以看作向量加法三角形法则的物理模型.
三角形法则:
首尾依次相连,
起点指向终点
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向量加法的多边形法则:
所有向量首尾依次相连,
第一个向量的起点指向
最后一个向量的终点
总结规律
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问题2 对于矢量的合成,物理学中还有其他方法吗?如图,在光滑的平面上,一个物体同时受到两个外力F1与F2的作用,你能作出这个物体所受的合力F吗?由此你能给出向量加法的另一个法则吗?
B
O
A
a
b
C
a+b
向量加法的平行四边形法则
我们把这种作两个向量和的方法叫做向量加法的平行四边形法则.
力的合成可以看作向量加法平行四边形法则的物理模型.
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.
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O
作法:
起点相同,作平行四边形
同一起点,其对角线为和
向量加法的平行四边形法则
a + b
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b
b
a
b
a
三角形法则:
平行四边形法则:
A
C
B
a + b
B
O
A
C
a + b
b
首尾相接首尾连
起点相同连对角
一致. 平行四边形法则中利用了相等向量的平移.
思考:向量加法的平行四边形法则与三角形法则一致吗?为什么?
对于零向量与任一向量 .我们规定
a
注:向量的加法运算结果还是向量
例1、如图,已知向量 ,求做向量 。
三角形法则
作法1:在平面内任取一点O,
作法2:在平面内任取一点O,
以OA、OB为邻边做□OACB,
平行四边形法则
例1、如图,已知向量 ,求做向量 。
A
B
C
(1) 同向
(2)反向
A
B
C
探究1:如果向量 共线,它们的加法与数的加法有什么关系?你能做出向量 吗?
1.不共线
O·
A
B
探究2:结合例1,探索 的关系。
2.共线
(1)同向
(2)反向
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.
探究3 从代数运算的角度理解,向量的加法是一种新的运算,定义了一种新的运算,自然要研究其运算律的问题.类比数的加法的运算律,你认为向量的加法是否也有运算律?先猜测有哪些运算律,再说明理由.
向量加法的运算律
交换律:
结合律:
例2、长江两岸之间没有大桥的地方,常常通过轮船进行运输,如图
所示,一艘船从长江南岸A点出发,以5km/h的速度向垂直于对岸的方向行驶,同时江水的速度为向东2km/h.
(1)试用向量表示江水速度、船速以及船实际航行的速度;
(2)求船实际航行的速