内容正文:
6.2.1向量加法运算及其几何意义
学习目标
重点:
向量加、减运算的运算法则及其几何意义,向量数乘运算的定义及其几何意义,向量 数量积的概念与运算律.
难点:
对向量加法运算法则与向量减法定义的理解,对向量数量积的概念及运算律的理解, 向量数量积的应用.
我们知道,数能进行运算,因为有了运算而使数的威力无穷.那么,向量是否也能像数一样进行运算呢?
人们从向量的物理背景和数的运算中得到启发,引进了向量的运算. 本节我们就来研究平面向量的运算,探索其运算性质,体会向量运算的作用.
向量的加法运算
我们知道,位移、力是向量,它们可以合成.能否从位移、力的合成中得到启发,引 进向量的加法呢?
如图6.2-1,某质点从点A经过点B到点C,这个质点的位移如何表示?
如图6.2-2,已知非零向量<m>, <m>,在平面内取任意点A,=<m>, = <m>.则向量叫做与的和,记,即 = +=
向量的加法运算
A
B
C
求两个向量和的运算,叫做向量的加法.这种求向量和的方法,称为向量加法的三角 形法则.
位移的合成可以看作向量加法三角形法则的物理模型.
我们再来看力的合成问题.
如图,以同一点O为起点的两个已知向量,以OA, OB为邻边作平行四边形OACB,则以。则以O为起点的向量(OC 为平行四边形OACB的对角线)就是向量与的和.
我们把这种作两个向量和的方法叫做向量加法的平行四边形法则.
力的合成可以看作向量加法平行四边形法则的物理模型.
O.
A
B
C
O.
向量加法的平行四边形法则与三角形法则一致吗?为什么?
由向量加法的三角形法则, = .过点A作BC的平行线,过点C作AB的平行线,所作的两条直线相交于点D, 四边形ABCD是平行四边形.由平行四边形的性质得AD=BC,所以AD=b.由向量加法的平行四边形法则也可得出 = ,所以向量加法的三角形法则与平行四边形法则是一致的.
A.
B
C
D
对于零向量与任意向量我们规定: = .
例1、如图,已知向量,求作向量
a
b
A
B
C
探究: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?
O.
A
B
C
A
B
D
C
(1)向量加法交换律:
(2)向量加法结合律:
例2 化简
规律:
例3 长江两岸之间没有大桥的地方,常常通过轮渡进行运输.如图6.2-8, 一艘船从长江南岸A地出发,垂直于对岸航行,航行速度的大小为15km/h,同时江水的速度为向东6km/h.
(1)用向量表示江水速度、船速以及船实际航行的速度;
(2)求船实际航行的速度的大小(结果保留小数点后一位)与方向(用与江水速度间 的夹角表示,精确到1°).
当堂练习:
1.根据图示填空:(1) = ;
3. 有一条东西向的小河,一艘小船从河南岸的渡口出发渡河.小船航行 速度的大小为15 km/h,方向为北偏西30°,河水的速度为向东7.5 km/h,求小船实际航行速度的大小与方向.
(3) + = ;
(2) += ;
⑷ + = ・
2. 当向量, <m>满足什么条件时,|+<m>|=|| — |<m>| (或\<m>\-\\)?
本课我们学习了什么?
向量加法的三角形法则
向量加法的平行四边形法则
向量加法运算的运算律
向量三角不等式
谢谢聆听!
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