内容正文:
9.2.2 向量的数乘
第 1 课时 向量的线性运算(概念课—逐点理清式教学)
1.通过实例分析,掌握平面向量的数乘运算及其运算规则,理解其几何意义.
2.了解平面向量的线性运算性质及其几何意义.
逐点清(一) 向量的数乘的概念
[多维度理解]
定义
一般地,实数λ与向量a的积是一个向量,记作λa.实数λ与向量a相乘的运算,叫作向量的数乘
长度
|λa|=|λ||a|
方向
a≠0
λ>0
λa的方向与a的方向相同
λ<0
λa的方向与a的方向相反
特殊情况
当λ=0时,0a=0;当a=0时,λ00
几何意义
当λ>0时,把向量a沿着a的相同方向放大或缩小;当λ<0时,把向量a沿着a的相反方向放大或缩小
[细微点练明]
1.(多选)已知a,b为非零向量,则下列命题正确的是( )
A.2a的方向与a的方向相同,且2a的模是a的模的2倍
B.-2a的方向与3a的方向相反,且-2a的模是3a的模的倍
C.-2a与2a是一对相反向量
D.a-b与-(b-a)是一对相反向量
解析:选ABC 2a=a+a与a方向相同,且|2a|=|a+a|=|a|+|a|=2|a|,故A正确.-2a=(-a)+(-a)与-a同方向,3a=a+a+a与a同方向.∵-a与a反方向,∴-2a与3a反方向.又∵|-2a|=2|a|,|3a|=3|a|,∴-2a的模是3a的模的倍,故B正确.∵-2a+2a=(-2+2)a=0,∴-2a与2a是一对相反向量,故C正确.∵-(b-a)与b-a是一对相反向量,a-b与b-a是一对相反向量,∴-(b-a)与a-b是相等的,故D错误.
2.(多选)已知λ,μ∈R,则下列命题正确的是( )
A.λ<0,a≠0时,λa与a的方向一定相反
B.λ>0,a≠0时,λa与a的方向一定相同
C.λμ>0,a≠0时,λa与μa的方向一定相同
D.λμ<0,a≠0时,λa与μa的方向一定相同
解析:选ABC 由λ与向量a的积λa的方向规定,知A、B正确;对于C、D,当λμ>0时,λ,μ同正或同负,∴λa与μa或者都与a同向,或者都与a反向,∴λa与μa同向,当λμ<0时,则λ与μ异号,λa与μa中,一个与a同向,一个与a反向,∴λa与μa反向,故C正确,D错误.故选A、B、C.
3.要得到向量-2a,可将( )
A.向量a向左平移2个单位长度
B.向量a向右平移2个单位长度
C.向量a保持方向不变,长度伸长为原来的2倍
D.向量a的方向反向,长度伸长为原来的2倍
解析:选D 根据向量数乘的概念及几何意义可知,要得到向量-2a,可将向量a的方向反向,长度伸长为原来的2倍.故选D.
4.设a为任一向量,e是单位向量,且a∥e,则下列表示形式正确的是( )
A.e= B.a=|a|e
C.a=-|a|e D.a=±|a|e
答案:D
逐点清(二) 向量的线性运算
[多维度理解]
1.数乘运算的运算律
设a,b为向量,λ,μ为实数,那么
(1)λ(μ a)=(λμ)a;
(2)(λ+μ)a=λa+μa;
(3)λ(a+b)=λa+λb.
2.向量的线性运算
向量的加法、减法和数乘统称为向量的线性运算.
[细微点练明]
1.(多选)已知m,n是实数,a,b是向量,下列命题正确的是( )
A.m(a-b)=ma-mb B.(m-n)a=ma-na
C.若ma=mb,则a=b D.若ma=na,则m=n
解析:选AB m(a-b)=ma-mb,A正确;(m-n)a=ma-na,B正确;若m=0,则a,b不一定相等,C错误;若a=0,则m,n不一定相等,D错误.
2.-=( )
A.a-b+2c B.5a-b+2c
C.a+b+2c D.5a+b
解析:选A -=(3a-2a)++(c+c)=a-b+2c.故选A.
3.已知a与b,且5x+2y=a,3x-y=b,求x,y.
解:联立方程组解得
4.化简下列各式:
(1)2(3a-2b)+3(a+5b)-5(4b-a);
(2)[2(2a+8b)-4(4a-2b)];
(3)(x-y)(a+b)-(x-y)(a-b)(x,y∈R).
解:(1)原式=6a-4b+3a+15b-20b+5a=14a-9b.
(2)原式=(4a+16b-16a+8b)=(-12a+24b)=-2a+4b.
(3)原式=(x-y)a+(x-y)b-(x-y)a+(x-y)b=2(x-y)b.
逐点清(三) 向量的线性表示
[典例] (1)(2022·新课标Ⅰ卷)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=m,=n,则=( )
A.3m-2n B.-2m+3n
C.3m+2n D.2m+3n
(2)如图,已知E,F分别是矩形ABC