内容正文:
6.2 平面向量的运算
6.2.1 向量的加法运算
学习任务目标
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.
3.了解向量加法的交换律和结合律.
(1)如图,某人从点A到点B,再从点B改变方向到点C,则两次位移的和是.
(2)三个力如图,则F1+F2=F.
知识点一 向量加法的定义及运算法则
定义
求两个向量和的运算,叫做向量的加法
三角形
法则
前提
已知非零向量a,b
作法
在平面内任取一点A,作=a,=b
结论
向量叫做a与b的和,记作a+b,即a+b=+=
图形
平行四
边形法
则
前提
已知不共线的两个向量a,b
作法
在平面内任取一点O,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
结论
以O为起点的向量(OC是▱OACB的对角线)就是向量a与b的和
图形
规定
零向量与任一向量a都有a+0=0+a=a
[微训练]
1.在△ABC中,=a,=b,则a+b等于( )
A. B.
C. D.
D 解析:+=.
2.化简:++=( )
A. B.
C.0 D.
D 解析:++=+=.
知识点二 向量的三角不等式及运算律
1.三角不等式
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.
2.向量加法的运算律
交换律
a+b=b+a
结合律
(a+b)+c=a+(b+c)
[微训练]
1.下列结论中,正确的是( )
A.0+0=0
B.对于任意向量a,b,a+b=b+a
C.对于任意向量a,b,|a+b|>0
D.若向量∥,且||=1,||=2 022,则|+|=2 023
B 解析:由向量加法的运算律可知B正确.
2.化简:+=.
解析:+=+=.
利用三角形法则和平行四边形法则作向量
1.(1)如图①,已知向量a,b,求作向量a+b.
(2)如图②,已知向量a,b,c,求作向量a+b+c.
图① 图②
解:(1)作法:在平面内任意取一点O,作=a,=b,则=a+b.如图所示.
(2)在平面内任意取一点O,作=a,=b,=c,则=a+b+c.如图所示.
2.(1)如图①所示,求作向量a+b.
(2)如图②所示,求作向量a+b+c.
图① 图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)方法一(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.
方法二(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.
向量加法运算律的应用
请根据向量加法运算律并结合下面的材料,探究以下问题.
实数的加法满足交换律、结合律,即对于a,b,c∈R,有a+b=b+a,a+(b+c)=(a+b)+c.探究向量a,b,c的加法.
探究1:实数的加法满足交换律、结合律,向量的加法是否也满足交换律和结合律呢?
提示:向量的加法满足加法交换律、结合律.
探究2:怎样进行多个向量的加法运算?
提示: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.
【例1】(1)化简:
①++;
②++++.
(2)如图,E,F,G,H分别是梯形ABCD的边AB,BC,CD,DA的中点,化简下列各式:
①++;
②+++.
(1)解:①++=++=0.
②++++=++++=0.
(2)解:①++=++=++=+=.
②+++=+++=++=+=0.
【类题通法】
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.
1.++=( )
A. B.
C. D.
C 解析:++=++=.
2.如图,在正六边形ABCDEF中,++=( )
A.0 B.
C. D.
D 解析:++=++=+=.
向量加法的实际应用
【例2】如图,用两根绳子把重10 N的物体G吊在水平杆子AB上,∠ACG=150°,∠BCG=120°,求A和B处所受力的大小(绳子的质量忽略不计).
解:如图所示,设,分别表示A,B所受的力,10 N的重力用表示,则+=.易得∠ECG=180°-150°=30°,∠FCG=180°-120°=60°.
所以||=||·cos 30°=10×=5,
||=||·cos 60°=10