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精彩三年课程探究与巩固数学必修第二册2022
第六章 平面向量及其应用
6.4 平面向量的应用
6.4.1 平面几何中的向量方法
6.4.2 向量在物理中的应用举例
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1
[课程目标] 1.通过向量知识在实际问题中的应用,提高分析问
题、解决问题的能力;
2.学会如何把实际问题转化为数学问题,通过建立数
学模型解决实际问题.
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知识点
1.用向量方法解决平面几何问题
(1)建立平面几何与向量的联系,用_______表示问题中涉及
的几何元素,将平面几何问题转化为___________;
(2)通过向量运算,研究几何元素之间的关系,如距离、夹角
等问题;
(3)把运算结果“翻译”成几何关系.
向量
向量问题
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2.向量在物理中的应用
(1)物理问题中常见的向量有力、速度、位移等;
(2)向量的加减法运算体现在一些物理量的合成和分解中;
(3)动量mv是向量的数乘运算;
(4)功是力F与位移s的数量积.
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[研读]用向量法解决平面几何问题,一般来说有两个方向:
(1)几何法:选取适当的基底(基底中的向量尽量已知模或夹角),
将题中涉及的向量用基底表示,利用向量的运算法则、运算
律或性质计算;
(2)坐标法:建立平面直角坐标系,实现向量的坐标化,将几何
问题中的长度、垂直、平行等问题转化为代数运算.一般
地,存在坐标系或易建坐标系的题目适合用坐标法.
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【思辨】 判断正误(请在括号中打“√”或“×”).
(1)可以利用向量方法解决直线的平行或垂直问题.( )
(2)两向量平行与两直线平行是一致的.( )
(3)利用向量的数量积运算,可以求线段的长度、夹角及平面图
形的面积.( )
(4)用向量解决物理问题的实质是将物理问题转化为数学问题,
再用向量方法解决.( )
【解析】 (2)两向量平行时,只有两向量所在直线不重合时,才能得到对应两直线平行.
√
×
√
√
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例1 如图所示,在正方形ABCD中,P为对角线AC上任一点,
PE⊥AB,PF⊥BC,垂足分别为E,F,连接DP,EF,
求证:DP⊥EF.
利用向量解决平面几何中的垂直问题
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[规律方法]
对于线段的垂直问题,可以联想到两个向量垂直的条件(向量的数量积为0),而对于这一条件的应用,可以考虑向量关系式的形式,也可以考虑坐标的形式.
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活学活用
如图所示,若D是△ABC内的一点,
且AB2-AC2=DB2-DC2.求证:AD⊥BC.
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解:(1)证明:以C为坐标原点,
以边CB,CA所在的直线分别为x轴,
y轴建立平面直角坐标系,如图所示,A(0,m),B(n,0).
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活学活用
用向量的方法证明梯形的中位线定理:梯形的中位线(梯形两腰中点的线段)平行于两底,并且等于两底和的一半.
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[规律方法]
利用向量法解决物理问题有两种思路,第一种是几何法,选取适当的基底,将题中涉及的向量用基底表示,利用向量运算法则、运算律或性质计算.第二种是坐标法,通过建立平面直角坐标系,实现向量的坐标化,转化为代数运算.
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活学活用
已知两恒力F1=(3,4),F2=(6,-5)作用于同一质点,使之由点A(20,15)移动到点B(7,0).
(1)求力F1,F2分别对质点所做的功;
(2)求力F1,F2的合力F对质点所做的功.
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D
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2.坐标平面内一只小蚂蚁以速度ν=(1,2)从点A(4,6)处移动到
点B(7,12)处,其所用时间长短为( )
A.2 B.3
C.4 D.8
3.一物体在力F的作用下,由点A(4,-2)移动到点B(5,4).已知
F=(3,2 ),则F对该物体所做的功为( )
A.-15 B.15
C.28 D.-28
B
B
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4.力F1=(3,-4),F2=(2,-5),F3=(3,1)作用在同一物体
上,则三个力的合力为_