内容正文:
6.2.2 向量的减法运算
学习任务
1.能通过向量的加法运算抽象出向量的减法运算.(数学抽象)
2.理解相反向量的概念,了解向量加法与减法的关系.(逻辑推理)
3.掌握向量的减法运算,并理解其几何意义.(直观想象)
一架飞机由A地到B地,再由B地到A地.
问题:飞机的两次位移分别是什么?它们之间有什么关系?
知识点1 相反向量
(1)定义:与向量a长度相等,方向相反的向量,叫做a的相反向量,记作-a.
(2)性质:①-(-a)=a.
②对于相反向量有:a+(-a)=(-a)+a=0.
③若a,b互为相反向量,则a=-b,b=-a,a+b=0.
知识点2 向量的减法
定义
求两个向量差的运算,a-b=a+(-b),即减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量
作法
已知向量a,b,在平面内任取一点O,作=a,=b,则=a-b.如图所示
几何
意义
如果把两个向量a,b的起点放在一起,则a-b可以表示为从向量b的终点指向向量a的终点的向量
在什么条件下,|a-b|=|a|+|b|?
[提示] 当a,b至少有一者为0或a,b非零且反向时成立.
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)相反向量就是方向相反的向量. ( )
(2)向量与是相反向量. ( )
(3)零向量的相反向量仍是零向量. ( )
[答案] (1)× (2)√ (3)√
2.如图,在▱ABCD中,=a,=b,用a,b表示向量,则=________,=________.
a+b b-a [由向量加法的平行四边形法则,及向量减法的运算法则可知=a+b,=b-a.]
类型1 向量减法的几何意义
【例1】 如图所示,已知向量a,b,c不共线,求作向量a+b-c.
[解] 法一:(几何意义法)如图①所示,在平面内任取一点O,作=a,=b,则=a+b,再作=c,则=a+b-c.
法二:(定义法)如图②所示,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.
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,如a-b,可以先作-b,然后作a+(-b)即可.
(2)可以直接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.
[跟进训练]
1.向量可以写成:
①;②;③;④.
其中正确的是________(填序号).
①④ [①=;②=-=-()≠;③=;④=,故填①④.]
类型2 向量减法的运算
【例2】 化简下列各向量的表达式:
(1)+-;
(2)(-)-(-);
(3)(++)-(--).
[解] (1)+-=-=DC.
(2)法一:加法法则
原式=--+
=(+)-(+)
=-=0.
法二:减法法则(利用相反向量)
原式=--+
=(-+(-)=+=0.
法三:减法法则(创造同一起点)
原式=--+
=(-)-(-)-(-)+(-)
=--+-++-=0.
(3)(++)-(-)
=(+)-(-)=-=0.
向量加减法化简的两种形式
(1)首尾相连且为和.
(2)起点相同且为差.
解题时要注意观察是否有这两种形式,同时注意逆向应用.
[跟进训练]
2.化简下列向量的表达式:
(1);
(2)()+().
[解] (1)===.
(2)()+()==+()=+0=.
类型3 向量加减法的综合应用
【例3】 已知△ABC是等腰直角三角形,∠ACB=90°,M是斜边AB的中点,=a,=b.求证:
(1)|a-b|=|a|;
(2)|a+(a-b)|=|b|.
[证明] 在等腰直角三角形ABC中,由M是斜边AB的中点,得||=||,||=||.
(1)在△ACM中,==a-b.
于是由||=||,得|a-b|=|a|.
(2)在△MCB中,==a-b,
所以==a-b+a=a+(a-b).
从而由||=||,得|a+(a-b)|=|b|.
解决此类问题要搞清楚图形中的相等向量、相反向量、共线向量以及构成三角形的三个向量之间的关系,确定已知向量与待证向量的转化渠道.
[跟进训练]
3.(1)已知O为四边形ABCD所在平面外的一点,且向量满足=,则四边形ABCD的形状为________.
(2)如图,已知一点O到平行四边形ABCD的三个顶点A,B,C的向量分别为a,b,c,则向量=________.(用a,b,c表示).
(1)平行四边形 (2)a-b+c [(1)∵=,
∴=,∴=.
∴||=||,且DA∥CB,
∴四边形ABCD是平行四边形.
(2)在△AOD中,==-a.
在△BOC中,==c-b.
又在▱ABCD中,=,
故-a=c-b,即=a-b+c.]
1.在△ABC中,D是BC边上的一点,则等于( )
A. B. C.