内容正文:
6.1.2 向量的加法
数学
学习目标
1.通过学习和向量定义,理解向量和的定义,掌握向量加法的法则,培养学生的数学抽象的核心素养.
2.通过向量加法的运算,了解和向量模的不等式,理解向量加法的运算律,培养学生的直观想象、数学运算的核心素养.
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知识梳理·自主探究
师生互动·合作探究
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知识梳理·自主探究
知识探究
和
a+b
三角形法则
数学
思考1:向量a,b,a+b的模之间的关系式||a|-|b||≤|a+b|≤|a|+|b|,向量a,b满足什么条件时,取“=”?
答案:当且仅当a,b同向时,取最大值;反向时,取最小值.
向量的加法运算满足交换律,即a+b= .
b+a
平行四边形法则
数学
3.多个向量相加
向量的加法运算满足结合律,即(a+b)+c=a+(b+c).
思考2:多个向量求和时,与向量相加的顺序有关吗?为什么?作图时,如何得到和向量?
答案:与顺序无关.因为向量的加法满足结合律和交换律.在作图时,只需将这些向量依次首尾相接,那么以第一个向量的起点为起点,最后一个向量的终点为终点的向量,就是和向量.
数学
拓展总结
(1)三角形法则与平行四边形法则的适用条件
法则
适用条件 三角形法则 平行四边
形法则
两向量
位置关系 两向量共线或不共线均可 只适用于两向量不共线的情况
两向量始点、
终点的特点 一个向量的终点为另一个向量的始点 两向量始点相同
(2)不共线的三个向量a,b,c,若a+b+c=0,则由这三个向量表示的有向线段可以构成一个三角形.
数学
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探究点一
作向量的和
[例1] 如图,已知向量a,b,c不共线,作和向量a+b+c.
数学
数学
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方法总结
(1)利用三角形法则,在平面内任取一点,将两向量平移到首尾相连,从始点到终点的向量就是这两个向量的和.
(2)利用平行四边形法则,在平面内任取一点,从此点出发分别作两个向量等于已知向量,以这两个向量为邻边作一个平行四边形,以所取的点为始点的对角线所对应的向量是两个向量的和.
数学
针对训练:如图,已知向量a,b,c不共线,作和向量a+b+c.
数学
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探究点二
[例2] 已知|a|=1,|b|=4,则|a+b|的最大值与最小值分别是( )
A.5,3 B.5,4 C.6,0 D.3,0
求模的最值
解析:因为||a|-|b||≤|a+b|≤|a|+|b|,
所以3≤|a+b|≤5.故选A.
数学
变式训练:若题目条件不变,则|a+b|取得最大值时,a与b的关系是 .
解析:当|a+b|取得最大值时,a与b同向.
答案:同向
数学
答案:[3,17]
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探究点三
向量加法的运算律
数学
(2)如图,O为正六边形ABCDEF的中心,化简下列向量.
数学
方法总结
向量的加法主要是利用运算法则和运算律进行求解,一般有以下两种方法:
(1)通过作出向量,运用平行四边形法则或三角形法则求解,一般用于较简单的运算.
(2)利用代数方法通过向量加法的交换律,使各向量“首尾相连”,通过向量加法的结合律调整向量相加的顺序(将首尾相连的向量合在一起),有时也需将一个向量拆分成两个或多个向量.
数学
针对训练:如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,则
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针对训练:如图,在平行四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,则
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1.向量加法的三角形法则
一般地,平面上任意给定两个向量a,b,在该平面内任取一点A,作=a,=b,作出向量,则向量 称为向量a与b的 (也称为向量a和b的和向量),向量a与b的和向量记作 ,因此+= .
当a与b不共线时,a,b,a+b正好能构成一个三角形,这样求两向量和的作图方法也常称为向量加法的 ,如图.
2.向量加法的平行四边形法则
平面上任意给定两个不共线的向量a,b,在该平面内任取一点A,作=a,=b,以AB,AC为邻边作一个平行四边形ABDC,作出向量,则=+,这种求两向量和的作图方法称为向量加法的 ,
如图,
解:法一 可先作a+c,再作(a+c)+b,即为a+b+c.
如图,首先在平面内任取一点O,作向量=a,接着作向量=c,得向量=a+c,然后作向量=b,则=a+b+c.向量即为所求.
法二 三个向量不共线,用平行四边形法则来作.如图,①在平面内任取一点O,作=a,=b;②作平行四边形AOBC,则=a+b;③再作向量=c;④作▱CODE,则=+c=a+b+c.向量即为所求.
解:法一 如图,
在平面内任取一点O,作=a,=b,则=a+b