内容正文:
6.1.2 向量的加法
课程标准
学科素养
1.借助实例和平面向量的几何意义,掌握平面向量加法运算及运算法.
2.理解平面向量加法运算的几何意义.
3.会用向量加法的三角形法则和平行四边形法则作两个向量的和向量.
通过学习向量的加法,提升直观想象、数学运算、逻辑推理的核心素养.
[对应学生用书P86]
1.平面上任意给定两个向量a,b,在该平面上任取一点A,作=a,=b,作出向量,则向量称为向量a与b的和(也称为向量a与b的和向量),向量a与b的和向量记作a+b,即+=,这种求向量和的方法,称为向量加法的三角形法则.
2.对任意向量a,有a+00+a=a.
3.三角形法则可以求任意两个向量的和向量,所以有||a|-|b||≤|a+b|≤|a|+|b|.
1.思考辨析
(1)如果非零向量a与b的方向相同或相反,那么a+b的方向必与a,b之一的方向相同.( )
(2)在△ABC中,必有||+||+=0.( )
(3)在++=0,则A、B、C为一个三角形的三个顶点.( )
(4)若a,b均为非零向量,则|a+b|与|a|+|b|一定相等.( )
答案:(1)× (2) √ (3)× (4)×
2.如果||=8,||=5,那么||的取值范围为____________.
[3,13] 解析:根据公式||a|-|b||≤|a+b|≤|a|+|b|直接计算可得.
平面上任意给定两个不共线向量a,b,在该平面内任取一点A,作=a,=b,以AB,AD为邻边作一个平行四边形ABCD,作出向量,因为=,因此=+=+,这种求两向量和的作图方法叫做向量加法的平行四边形法则.
1.在平行四边形ABCD中,若|+|=|+|,则四边形ABCD是( )
A.菱形 B.矩形
C.正方形 D.不确定
B 解析:∵|+|=||,|+|=|+|=||,∴||=||,∴▱ABCD是矩形.
2.如图,已知a,b,用向量加法的平行四边形法则作出a+b.
解:如图,作=a,=b,则a+b=.
1.为了得到有限个向量的和,只需将这些向量依次首尾相接,那么以第一个向量的始点为始点,最后一个向量的终点为终点的向量,就是这些向量的和.
2.向量加法的运算律
(1)向量加法的交换律:a+b=b+a;
(2)向量加法的结合律:(a+b)+c=a+(b+c).
1.(教材改编)++化简后等于( )
A. B.
C. D.
C 解析:++=++=.
2.(+)+++=________.
0 解析:原式=(+)+(+)+=++=+=0.
[对应学生用书P87]
(1)如图①所示,求作向量和a+b;
(2)如图②所示,求作向量和a+b+c.
解:(1)首先作向量=a,然后作向量=b,则向量=a+b.如图③所示.
图③
(2)方法①(三角形法则):如图④所示,首先在平面内任取一点O,作向量=a,再作向量=b,则得向量=a+b,然后作向量=c,则向量=(a+b)+c=a+b+c即为所求.
图④
方法②(平行四边形法则):如图⑤所示,首先在平面内任取一点O,作向量=a,=b,=c ,
以OA,OB为邻边作▱OADB,连接OD,则=+=a+b.再以OD,OC为邻边作▱ODEC,连接OE,则=+=a+b+c即为所求.
图⑤
应用三角形法则、平行四边形法则作向量和时需注意的问题
(1)三角形法则可以推广到n个向量求和,作图时要求“首尾相连”.即n个向量首尾相连的向量的和对应的向量是第一个向量的起点指向第n个向量的终点的向量.
(2)平行四边形法则只适用于不共线的向量求和,作图时要求两个向量的起点重合.
(3)当两个向量不共线时,两个法则实质上是一致的,三角形法则作出的图形是平行四边形法则作出的图形的一半,在多个向量的加法中,利用三角形法则更为简便.如本题(2)作法1比作法2简单
[训练1] 如图,已知a、b,求作a+b.
解:(1)作=a,=b,则=a+b,如图①所示.
(2)作=a,=b,则=a+b,如图②所示.
(1)化简下列各式:
①+++;
②(+)++.
(2)如图,四边形ABDC为等腰梯形,AB∥CD,AC=BD,CD=2AB,E为CD的中点.试求:
①+;②++;③+++.
解:(1)①+++=(+)+(+)=+=0.
②(+)++=(+)+(+)=+=.
(2)由已知得ACEB,ABDE均为平行四边形.
①+=;
②++=+=;
③+++=++++=(+)+(+)+=+=+=0.
解决向量加法运算时应关注的两点
(1)可以利用向量的几何表示,画出图形进行化简或计算.
(2)要灵活应用向量加法运算律,注意各向量的起、终点及向量起、终点字母的排列顺序,特别注意勿将0写成0.
[训练2] 化简下列各式:
(1)++;
(2)++++.
解:(1