内容正文:
平面向量及其应用
1
章前导入
在现实生活照中,我们会遇到许多量,其中一些量在取定单位后只用一个实数就可以表示出来,如长度、质量等。
还有一些量则不是这样,如小船的位移。
想让船顺利从到达对岸,要注意的不仅仅是速度大小,还得注意它的方向。
就是说,位移是既有大小又有方向的量。力、速度、加速度等也是这样的量。
对于这种既有大小又有方向的量加以抽象,就得到了我们本章将要研究的向量。
2
章前导入
向量是近代数学中重要和基本概念之一,向量理论具有丰富的物理背景、深刻的数学内涵。向量既是代数研究对象,也是几何研究对象,是沟通几何与代数的桥梁,是进一步学习与研究其他数学领域问题的基础,在解决实际问题中发挥重要作用。
本章我们将通过实际背景引入向量的概念,类比数的运算学习向量的运算及其性质,建立向量的运算体系。在此基础上,用向量的语言、方法表述和解决现实生活、数学和物理中的问题。
3
6.1平面向量的概念
平面向量及其应用
4
课程标准
1.通过对力、速度、位移等的分析,了解平面向量的实际背景,理解平面向量的意义与两个向量相等的含义;
2.理解平面向量的几何表示和基本要素
5
新课导入
我们知道,力、位移、速度等物理量是既有大小,又有方向的量。
本节我们将通过对这些量的抽象,形成向量的概念及其表示方法。
6
一
二
三
教学目标
从物理、几何背景入手,从矢量概念引入向量概念
类比实数在数轴上的表示,给出向量的几何意义
了解相等向量、平行向量、零向量等概念
教学目标
难点
重点
易错点
新知探究
探究一:向量的概念
8
新知讲解
例如章前引言中小船的位移,小船由A地向东南方向航行15 n mile到达B地(速度的大小为10 n mile/h)。
东
北
西
南
A
B
这里,如果仅指出“由A地航行15 n mile”,而不指明“向东南方向”航行,那么小船就不一定到达B地了。
9
新知讲解
物体受到的重力方向是竖直向下(如左图),物体的质量越大,它受到的重力越大
物体在液体中受到的浮力是竖直向上的(如左图),物体浸在液体中的体积越大,它受到的浮力越大
你发现了这些量又怎样的共同特征?你能否再举出其他的例子具有类似特征的现象?
“既有大小,又有方向”是它们的共同特征。
10
概念生成
在数学中,我们把既有大小又有方向的量叫做向量。
只有大小没有方向的量称为数量,
如年龄、身高、长度、面积、体积、质量等都是数量。
注:
1.向量的两个要素:大小,方向
2.向量与数量的区别:
数量只有大小,可以比较大小
向量有大小和方向,而方向是不能比较 大小的,因此向量不能比较大小。
物理学中常称向量为矢量,数量为标量
11
新知探究
探究二:向量的表示
12
新知讲解
由于数量可以用实数表示,而实数与数轴上的点一一对应,所以数量可用数轴上的点表示,而且不同的点表示不同的数量。
那么,该如何表示向量呢?
我们以位移为例
小船以A为起点,B为终点,我们可以用连接A,B两点的线段长度代表小船行进的距离,在终点B处加上箭头表示小船行驶的方向。
A(起点)
∙
∙
B(终点)
13
新知讲解
我们可以用带箭头的线段来表示向量,线段按一定比例(标度)画出,它的长短表示向量的大小,箭头的指向表示向量的方向。
A(起点)
∙
∙
B(终点)
通常,在线段AB的两个端点中,规定一个顺序,假设A为起点,B为终点,我们就说线段AB具有方向,具有方向的线段叫做有向线段。
14
以A为起点、B为终点的有向线段记作
线段AB的长度叫做有向线段的长度,记作
(向量AB的模)
概念生成
A(起点)
∙
∙
B(终点)
有向线段包含三个要素:起点、方向、长度。
知道了有向线段的起点、方向和长度,它的终点就唯一确定了。
15
新知讲解
A(起点)
∙
∙
B(终点)
向量可以用有向线段来表示,我们把这个向量记作向量
注:有向线段的长度表示向量的大小,
有向线段的方向表示向量的方向,
用有向线段表示向量,使向量有了直观形象。
16
新知讲解
特别地:
1.长度为0的向量叫做零向量,记作;
2.长度等于1一个单位长度的向量,叫做单位向量。有时记作
向量也可以用字母……表示。
注:印刷体用黑体,
书写用
17
新知探究
探究三:相等向量与共线向量
18
新知讲解
下面,我们通过向量之间的关系进一步认识向量。
方向相同或者相反的非零向量叫做平行向量
用有向线段表示的向量与是两个平行向量。
向量平行,记作
规定:
零向量与任意向量平行,即对于任意向量
都有
19
新知讲解
长度相等且方向相同的向量叫做相等向量。
用有向线段表示的向量相等,记作
任意两个相等的非零向量,都可用同一条有向线段表示,并且与有向线段的起点无关;同