内容正文:
6.2.2 向量的减法运算
(见学生用书P7)
[学习目标]1.借助实例和平面向量的几何表示,掌握平面向量减法运算及运算规则,理解其几何意义.2.能熟练地进行向量加减法的混合运算(重点).3.发展数学抽象和数学运算的核心素养.
必备知识·基础落实
要点一 相反向量
1.(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)规定:零向量的相反向量仍是 零向量 .
2.(1)-(-a)= a .
(2)任意向量与其相反向量的和是零向量,即a+(-a)= (-a)+a = 0 .
(3)如果a,b互为相反向量,那么a= -b ,b= -a ,a+b= 0 .
思考:相反向量的两个要素是什么?
提示相反向量的两个要素是“模长”和“方向”,不仅要方向相反,还必须长度相等.
要点二 向量的减法
1.定义
求两个向量差的运算叫做向量的减法.向量的减法可以转化为向量的加法来进行:减去一个向量相当于加上这个向量的 相反向量 ,即a-b=a+ (-b) .
2.几何意义
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,即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.
3.向量减法的有关不等关系
(1)|a-b|≤|a|+|b|,当且仅当a,b 反向 或至少有一个为0时,等号成立.
(2)||a|-|b||≤|a-b|,当且仅当a,b 同向 或至少有一个为0时,等号成立.
思考:移项法则对向量等式适用吗?
提示含有向量的等式称为向量等式,在向量等式的两边都加上或减去同一个向量仍得到向量等式,所以移项法则对向量等式也是适用的.
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”.
(1)两个向量的差仍是一个向量. ( )
(2)向量的减法实质上是向量的加法的逆运算. ( )
(3)向量a与向量b的差与向量b与向量a的差互为相反向量. ( )
(4)若向量a与b的方向相反,则a与b是相反向量. ( )
解析(1)正确,两个向量的差仍是一个向量.
(2)正确,减去一个向量等于加上这个向量的相反向量.
(3)正确,由三角形法则可得说法正确.
(4)错误,相反向量是方向相反、长度相等的向量,而a与b的长度不确定.
答案(1)√ (2)√ (3)√ (4)×
关键能力·素养提升
探究一 向量减法的运算法则
规律总结
求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运算,如a-b,可以先作-b,然后作a+(-b)即可.
(2)也可以直接用向量减法的三角形法则来进行运算,即把两向量的起点重合,则差向量为连接两个向量的终点,且指向被减向量的终点的向量.
【例题1】如图,已知向量a,b,c不共线,求作向量a+b-c.
题图
解析如图,在平面内任取一点O,作=a,=b,则=a+b,再作=c,则=a+b-c即为所求.
答图
【变式1】在本例的条件下作出向量a-b+c和 a-b-c.
解析如图,图(1)为向量a-b+c,图(2)为向量 a-b-c.
探究二 向量加、减法的混合运算
解题技巧
(1)向量加减法运算的基本方法
①利用相反向量统一成加法(相当于向量求和);
②运用减法公式-=(正用或逆用);
③运用辅助点法,利用向量的定义将所有向量转化为以其中一确定点为起点的向量,使问题转化为有共同起点的向量问题.
(2)向量加减法的运算结果仍然是向量.
【例题2】化简:(-)-(-).
解析方法一 (-)-(-)=--+=+++=(+)+(+)=+=0.
方法二 (-)-(-)=--+=(-)+(-)=+=0.
【变式2】化简:(1)-+;
(2)++--.
解析(1)-+=+=0.
(2)++--=++++=(+)+(+)+=++=++=0+=.
探究三 向量加、减法的应用
解题技巧
求解与平面几何知识相关的向量问题时,要充分利用平面几何中的结论,要能很好地将题目中的向量条件与几何条件统一起来,通过向量之间的运算,研究几何元素之间的关系,再根据结果“翻译”成几何元素.
【例题3】已知点O是△ABC内的一点,证明:当且仅当O为△ABC的重心时,++=0.
证明①当O为△ABC的重心时,如图所示,以OA,OB为邻边作平行四边形OADB,则由向量加法的平行四边形法则得+=,又由平面几何知识知OD=OC,且C,O,D三点共线,
所以向量与向量互为相反向量,
所以++=+=0.
②当++=0时,有+=-,
而以OA,OB为邻边的平行四边形OADB的对角线必过AB的中点O1,所以O,C,O1三点共线,所以直线OC过AB的中点,同理可证OA过BC的中点,OB过AC的中点,
所以点O为△ABC的重心.
综合①②可知,当且