内容正文:
1.1 向 量
课程内容标准
学科素养凝练
通过物理学中的位移等实例,了解向量的实际背景,理解向量和向量相等的含义,理解向量的几何表示及零向量的概念
通过学习向量的有关概念及其表示,提升数学抽象及逻辑推理素养
1.有向线段
具有方向的线段称为有向线段,有向线段的长度记作||.
2.向量的基本概念
定义
既有大小又有方向的量称为向量.
表示法
(1)字母表示:用黑体字母(印刷)或在字母上方标箭头(书写)来表示. 如向量 a,b,F,,,.
(2)几何表示:每个向量a都可以用有向线段来表示,的方向和长度分别代表了向量a的方向和大小.
模
向量a的大小,也就是向量a的长度,称为a的模,记作|a|.
1.把方向相同、长度相等的向量称为相等向量.
2.把长度相等、方向相反的向量a,b称为相反向量,记作b=-a.
3.如果向量a的大小|a|=0,就称a是零向量,记作0.
约定:所有的零向量相等.
1.判断下列说法是否正确,正确的在它后面的括号里画“√”,错误的画“×”.
(1)向量的两个要素是大小与方向.( )
(2)长度相等的向量是相等向量.( )
(3)向量的模是一个正实数.( )
(4)向量与向量是相等向量.( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
2.有下列物理量:①质量;②温度;③角度;④弹力;⑤风速.其中,可以看作向量的有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
答案 B
3.(多选题)下列说法正确的是( )
A.向量的模是一个非负实数
B.任何一个非零向量都可以平行移动
C.长度不相等而方向相反的两个向量一定是相反向量
D.两个有共同起点且相等的向量终点也必相同
ABD [显然,选项A、B、D正确,相反向量长度必须相等,C不正确.]
4.如图,四边形ABCD和ABDE都是平行四边形,则与相等的向量有________.
答案 ,
给出下列命题:
①两个向量,当且仅当它们的起点相同,终点相同时才相等;
②若|a|=|b|,则a=b或a=-b;
③在菱形ABCD中,一定有=;
④若a=b,b=c,则a=c.
其中所有正确命题的序号为________.
③④ [两个向量相等只要模相等且方向相同即可,而与起点和终点的位置无关,故①不正确;由|a|=|b|仅说明a与b模相等,但不能说明它们方向的关系,故②错误;③④显然正确,故所有正确命题的序号为③④.]
[方法总结] 对向量有关概念的理解要严谨、准确,特别注意向量不同于数量,它既有大小又有方向,方向不能比较大小.两个向量相等必须模相等且方向相同,相反向量必须模相等且方向相反.
[训练1] 判断下列命题是否正确,并说明理由.
(1)若向量a与b同向,且|a|>|b|,则a>b;
(2)由于0方向不确定,故0不能与任意向量同向;
(3)起点不同,但方向相同且模相等的几个向量是相等向量.
解 (1)不正确.因为向量由两个因素来确定,即大小和方向,所以两个向量不能比较大小.
(2)不正确.依据规定:0与任一向量都可以同向.
(3)正确.对于一个向量只要不改变其大小与方向,是可以任意移动的.
[知能解读]
1.准确画出向量的方法是先确定向量的起点,再确定向量的方向,然后根据向量的大小确定向量的终点.用有向线段来表示向量是向量的几何表示,必须确定起点、长度和终点,三者缺一不可.
2.起点相同,长度也相同的向量的终点组成以该起点为圆心、向量长度为半径的圆.
已知飞机从A地按北偏东30°方向飞行2 000 km到达B地,再从B地按南偏东30°方向飞行2 000 km到达C地,再从C地按西南方向飞行1 000 km到达D地.画图表示向量,,,并指出向量的模和方向.
解 以A为原点,正东方向为x轴正方向,正北方向为y轴正方向建立直角坐标系.
据题设,点B在第一象限,点C在x轴正半轴上,点D在第四象限,向量,,,如图所示.
由已知可得,△ABC为正三角形,所以AC=2 000 km.
又∠ACD=45°,CD=1 000 km,
所以△ADC为等腰直角三角形,所以AD=1 000 km,∠CAD=45°.
故向量的模为1 000 km,方向为东南方向.
[方法总结] 准确画出向量的方法是先确定向量的起点,再确定向量的方向,然后根据向量的大小确定向量的终点.
[训练2] 在如图所示的方格纸(每个小方格的边长为1)上,已知向量a.
(1)试以B为起点画一个向量b,使b=a;
(2)画一个以C为起点的向量c,使|c|=2,并说出c的终点的轨迹是什么.
解 (1)根据相等向量的定义,所作向量b应与a同向,且长度相等,如下图所示.
(2)由平面几何知识可作满足条件的向量c,所有这样的向量c的终点的轨迹是以点C为圆心,2为半径的圆,如