内容正文:
6.2.3 向量的数乘运算
第1课时 向量的数乘运算
学习任务目标
1.了解向量数乘的概念,并理解这种运算的几何意义.
2.理解并掌握向量数乘的运算律,会运用向量数乘运算律进行向量运算.
1.向量的三角形法则+=.
特点:首尾相接,连首尾.
2.向量的平行四边形法则
+=.
特点:同一起点,对角线.
3.向量减法的三角形法则
a-b=-=.
特点:共起点,连终点,方向指向被减向量.
知识点一 向量的数乘运算
一般地,我们规定实数λ与向量a的积是一个向量,这种运算叫做向量的数乘,记作λa,它的长度与方向规定如下:
(1)|λa|=|λ||a|;
(2)λa(a≠0)的方向
特别地,当λ=0或a=0时,0a=0或λ0=0.
[微训练]
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”).
(1)实数λ与向量a的积还是向量. (√)
(2)3a与a的方向相同,-3a与a的方向相反. (√)
(3)若ma=mb,则a=b. (×)
(4)若λa=0,则a=0. (×)
(5)|λa|=λ|a|. (×)
知识点二 向量数乘的运算律及线性运算
1.向量数乘的运算律
设λ,μ为实数,那么
(1)λ(μa)=(λμ)a;
(2)(λ+μ)a=λa+μa;
(3)λ(a+b)=λa+λb.
特别地,我们有(-λ)a=-(λa)=λ(-a),λ(a-b)=λa-λb.
2.向量的线性运算
向量的加、减、数乘运算统称为向量的线性运算.向量线性运算的结果仍是向量.对于任意向量a,b,以及任意实数λ,μ1,μ2,恒有λ(μ1a±μ2b)=λμ1a±λμ2b.
[微训练]
1.6×( )
A.化简结果为2a B.与向量a同向
C.与向量a反向 D.其长度为2
C 解析:6×=-2a,与向量a反向,其长度为2|a|.
2.若向量x,a满足2x-3(x-2a)=0,则向量x=6a.
解析:因为2x-3(x-2a)=0,
所以-x+6a=0,x=6a.
数乘向量的概念
1.已知λ∈R,则下列结论正确的是( )
A.|λa|=λ|a| B.|λa|=|λ|a
C.|λa|=|λ||a| D.|λa|>0
C 解析:对于选项A,当λ<0时,|λa|≠λ|a|;对于选项B,|λa|是实数,|λ|a是向量,故|λa|≠|λ|a;对于选项D,当λ=0时,|λa|=0.只有选项C正确.
2.若|a|=1,|b|=2,且a与b方向相同,则下列关系式正确的是( )
A.b=2a B.b=-2a
C.a=2b D.a=-2b
A 解析:因为a,b方向相同,故b=2a.
3.设a是非零向量,λ是非零实数,则下列结论中正确的是( )
A.a与-λa的方向相反
B.|λa|≥|a|
C.a与λ2a的方向相同
D.|λa|=λa
C 解析:当λ>0时,a与-λa的方向相反;当λ<0时,a与-λa的方向相同,故A不正确.当|λ|≥1时,|λa|≥|a|;当|λ|<1时,|λa|<|a|,故B不正确.因为λ2>0,所以a与λ2a的方向相同,C正确.|λa|是实数,λa是向量,二者不相等,故D不正确.
【类题通法】
一般地,我们规定实数λ与向量a的积是一个向量,这种运算叫做向量的数乘,记作λa,它的长度与方向规定如下:
(1)|λa|=|λ||a|;
(2)λa(a≠0)的方向
向量的线性运算
根据数乘向量的运算律与向量的运算,探究以下问题.
探究1:实数运算中的去括号、移项、合并同类项、提取公因式等变形手段在向量的数乘运算中适用吗?
提示:适用.
探究2:在向量的数乘运算中,“同类项”“公因式”指的是什么?
提示:“同类项”“公因式”是指向量,实数看作是向量的系数.
【例1】化简下列各式:
(1)3(6a+b)-9;
(2)-2;
(3)2(5a-4b+c)-3(a-3b+c)-7a.
解:(1)原式=18a+3b-9a-3b=9a.
(2)原式=-a-b=a+b-a-b=0.
(3)原式=10a-8b+2c-3a+9b-3c-7a=b-c.
【例2】已知向量为a,b,未知向量为x,y,向量a,b,x,y满足关系式3x-2y=a,-4x+3y=b,求向量x,y.
解:
由①×3+②×2,得x=3a+2b,
代入①得3×(3a+2b)-2y=a,
所以y=4a+3b.
所以x=3a+2b,y=4a+3b.
(多选)已知m,n是实数,a,b是向量,则下列命题中正确的有( )
A.m(a-b)=ma-mb B.(m-n)a=ma-na
C.若ma=mb,则a=b D.若ma=na,则m=n
AB 解析:A正确,B正确.C错误,由ma=mb得m(a-b)=0,当m=0时也成立,故推不出a=b.D错误,由ma=na得(m-n)a=0,当a=0时也成立,故推不出m=n.
用已