内容正文:
6.2 平面向量的运算
课时3 向量的减法运算
学习目标
课程目标 学科核心素养
通过具体实例,了解相反向量的概念,理解向量的减法运算的定义 通过对相反向量和向量减法概念的学习,培养数学抽象和逻辑推理等素养
了解向量的减法与向量的加法之间的关系,掌握向量减法的运算法则 通过对向量减法的运算法则的探索与研究,培养数学抽象和数学运算等素养
理解向量减法的几何意义,能正确地运用向量减法的法则求出两个向量的差向量 通过对向量减法的几何意义的理解和运算法则的运用,培养数学抽象和直观想象等素养
情境导学
一架飞机由天津→香港,再由香港→天津.飞机的两次位移分别是什
么?它们之间有什么关系?
初探新知
【活动1】
定义相反向量
问题1
定义数的减法运算,必须先引入一个相反数的概念.类比数的减法运算,我们定义向量的减法运算,也要引进一个新的概念,这个概念又该如何定义?
问题2
类比实数x的相反数是-x,说明相反向量的性质.
问题3
相反向量长度相等吗?
问题4
相反向量是平行向量吗?
初探新知
【活动2】
定义向量的减法
在引入相反向量后,如何定义向量的减法?
已知向量a和b,如何作出a-b的图形?
向量加法的两个法则都是有几何意义的,那么向量减法的几何意义是什么呢?
问题5
问题6
问题7
典例精析
【思路点拨】利用向量加法法则和减法法则可以作出.
【例1】如图,已知向量m,n,p,请作出向量m-n,m-n+p.
典例精析
【解】
如图,在平面内任取一点O,作=m,=n,则=m-n.
再作=p,则=m-n+p.
典例精析
【方法规律】
求作两个向量的差向量的两种思路:
(1) 可以转化为向量的加法来进行,如a-b,可以先作-b,然后作a+(-b)即可.
(2) 可以直接利用向量减法的三角形法则,即把两向量的起点重合,则差向量为连接两个向量的终点、指向被减向量的终点的向量.
典例精析
【变式训练1】如图,已知向量a,b,c不共线,请作出向量a+b-c.
典例精析
【解】
方法1(几何意义法):如图①,在平面内任取一点O,作=a,=b,
则=a+b,再作=c,则=a+b-c.
方法2(定义法):如图②,在平面内任取一点O,作=a, =b,
则=a+b,再作=-c,连接OC,则=a+b-c.
典例精析
【思路点拨】根据向量加法及减法运算化简各选项的式子,从而找出正确选项.
【例2】[2022·山东省新泰市第一中学高一阶段练习改编题]下列各式中不能化简为 的是( )
A. ++)
B. (+) +-)
C. -+
D. +-
D
典例精析
【解】
++)= ++ =+=,A符合题意;
由于(+) +-)= ++-= -=,B符合题意;
-+=-=,C符合题意;
+-,显然得不到,D不符合题意.故选D.
【方法规律】
进行向量的加法运算与减法运算,三角形法则和平行四边形法则是重要的依据,特别是三角形法则,更有其独到之处,要好好地体会:
(1) 由向量加法的三角形法则,可得+++…+=.
(2) 在用三角形法则作向量减法时,要抓住“连接向量终点,箭头指向被减向量”.
典例精析
【变式训练2】
(1) [2021·山东省枣庄市期末改编题]化简+等于( )
A. B. 0 C. D.
(2) 在平面中,化简-等于( )
A. B. C. D.
A
C
【解】
(
典例精析
【思路点拨】
(1) 先由=,判断四边形ABCD是平行四边形,再由向量减法的几何意义将|-|=|-|变形,进一步判断四边形的形状.
(2) 由|||-|||≤|- |≤||+||求范围.
【例3】
(1) 在四边形ABCD中,=,若|-|=|-|,则四边形ABCD是( )
A. 菱形 B. 矩形 C. 正方形 D. 不确定
(2) 已知||=6,||=9,求|- |的取值范围为 ________.
B
[3,15]
典例精析
【解】
(1) 因为= ,所以四边形ABCD为平行四边形.又因为|-|=|-|,所以||=||,所以四边形ABCD为矩形.
(2) 因为|||-|||≤|- |≤||+||,且||=9,||=6,所以3≤|-|≤15.当与同向时,|-|=3;当与反向时,|-|=15.所以|-|的取值范围为[3,15].
【方法规律】
用向量法解决平面几何问题的步骤:
① 将平面几何问题中的量抽象成向量;
② 化归为向量问题,进行向量运算;
③ 将向量问题还原为平面几何问题.
典例精析
【变式训练3】将例3(2)的条件改为“||=8,||=5”,求||的取值范围.
【解】
因为=-,||=8,||=5,|||-|||≤|-|≤||+||,所以3≤||≤13,当与同向时