内容正文:
6.2.1 向量的加法运算
明学习目标 知结构体系
课标
要求 1.理解并掌握向量加法的概念及向量加法的几何意义.
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.
重点
难点 重点:向量的加法法则及向量的加法运算.
难点:向量加法的几何意义.
(一)向量加法的定义及运算法则
1.向量的加法定义及三角形法则
两个向量和
2.向量加法的平行四边形法则
a+b
(1)在使用向量加法的三角形法则时,要注意“首尾相接”,即第一个向量的终点与第二个向量的起点重合,则以第一个向量的起点为起点,并以第二个向量的终点为终点的向量即两向量的和;向量加法的平行四边形法则的应用前提是“共起点”,即两个向量是从同一点出发的不共线向量.
(2)三角形法则与平行四边形法则的适用条件
法则
适用条件 三角形法则 平行四边形法则
两向量位置关系 两向量共线或不共线均可 只适用于两向量不共线的情况
两向量起点、终点的特点 一个向量的终点为另一个向量的起点 两向量起点相同
(二)向量加法的运算律
交换律 结合律
a+b=______ (a+b)+c=___________
a+(b+c)
b+a
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(1)当两个向量共线时,向量加法的交换律和结合律也成立.
(2)我们可以从位移的物理意义理解向量加法的交换律:一质点从点A出发,方案①先走过的位移为向量a,再走过的位移为向量b,方案②先走过的位移为向量b,再走过的位移为向量a,则方案①②中质点A一定会到达同一终点.
(3)多个向量的加法运算可按照任意的次序与任意的组合进行,如(a+b)+(c+d)=(b+d)+(a+c);a+b+c+d+e=[d+(a+c)]+(b+e).
(4)|a+b|与|a|,|b|的关系
①当向量a与b不共线时,a+b的方向与a,b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|.
解析:由向量加法的交换律与结合律可知,所给的5个向量都与a+b+c相等.
答案:D
应用三角形法则和平行四边形法则应注意的问题
(1)三角形法则可以推广到n个向量求和,作图时要求“首尾相连”,即n个首尾相连的向量的和对应的向量是第一个向量的起点指向第n个向量的终点的向量.
(2)平行四边形法则只适用于不共线的向量求和,作图时要求两个向量的起点重合.
(3)求作三个或三个以上的向量的和时,用三角形法则更简单.
[对点训练]
(1)如图①,利用向量加法的三角形法则作出a+b;
(2)如图②,利用向量加法的平行四边形法则作出a+b.
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
利用代数方法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.
[方法技巧] 利用向量加法解实际应用题的步骤
“四翼”检测评价”见 “四翼”检测评价(二)
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定义
求____________的运算,叫做向量的加法
三角形法则
前提
已知非零向量a,b
作法
在平面内取任意一点A,作=a,=b,连接AC
结论
向量_____ 叫做a与b的和,记作a+b,即a+b=+=_____
图形
前提
已知不共线的两个向量a,b,在平面内任取一点O
作法
作=a,=b.以OA,OB为邻边作▱OACB,连接OC,则=+=______
结论
以O为起点的向量就是a与b的和
图形
规定
零向量与任意向量a的和都有a+0______=a
0a
1.如图所示的方格纸中有定点O,P,Q,E,F,G,H,则eq \o(OP,\s\up16(→))+eq \o(OQ,\s\up16(→))=
( )
A.eq \o(OH,\s\up16(→))
B.eq \o(OG,\s\up16(→))
C.eq \o(FO,\s\up16(→))
D.eq \o(EO,\s\up16(→))
答案:C
解析:设a=+,以OP,OQ为邻边作平行四边形,则OP与OQ之间的对角线对应的向量即向量a,由a和长度相等,方向相同,得a=,即+=.
2.在矩形