内容正文:
6.2.1
向量的加法运算
我们知道,位移、力是向量,它们可以合成.
能否从位移、力的合成中得到启发,引进向量的加法呢?
思考:如图,某质点从点经过点到达点,这个质点的位移如何表示?
物理知识告诉我们,这个质点两次位移,的结果,与从点直接到点的位移结果相同.
数的加法启发我们,从运算的角度看,可以看做是与的和,即位移的合成可以看做向量的加法.
如图,已知非零向量,,求.
作法:在平面内任取一点
①向量加法的三角形法则:
首尾相接,和向量由起点指向终点
作,
则叫做与的和,记作
即
思考:如图,在光滑的平面上,一个物体同时受到两个外力与的作用,你能作出这个物体所受合力吗?
•
我们知道,合力在以为邻边的平行四边形的对角线上,并且大小等于这条对角线的长.
从运算的角度看,可以看作是与的和,
即力的合成可以看作向量的加法.
如图,已知非零向量,,求
②向量加法的平行四边形法则:
同起点,和向量由起点指向对角线端点
作法:在平面内任取一点O
作,
则叫做与的和,记作
即
我们规定:对于零向量与任意向量规定
作法一:用三角形法则
作法二:用平行四边形法则
例1 如图,已知向量,求作向量
A
O
B
O
A
B
C
思考:如果向量,共线,如何作出向量?
(1)同向
(2)反向
三角形法则适用于任意两个非零向量求和.
平行四边形法则只适用于两个不共线向量求和.
当两个向量不共线时,两个法则一致.
同向
反向
思考:之间有何关系?
一般地,我们有:
反向时取等号
同向时取等号
例:若,,则的取值范围是_______.
共
线
时
[3,13]
中其一是时取等号
思考:数的加法满足交换律、结合律,
向量的加法是否也满足交换律和结合律呢?
如图,作,,
以为邻边作□
容易发现,
故
又
所以
综上,向量的加法满足交换律
非零向量,,研究与
思考:如何验证向量的加法结合律,即呢?
如图,作,,
由三角形法则得
又
所以
综上,向量的加法满足结合律
向量加法运算律的意义和应用原则
(1)意义:向量加法的运算律为向量加法提供了变形的依据,实现恰当利用向量加法法则运算的目的.实际上,由于向量的加法满足交换律和结合律,故多个向量的加法运算可以按照任意的次序、任意的组合来进行.
(2)应用原则: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.
提醒:利用平行四边形法则时,要注意两向量必须在同一起点,否则要通过平移将它们变为有相同起点的向量,然后作平行四边形.
【答案】B
【答案】B
【答案】ABC
【解析】A,B,C项满足运算律及运算法则,而D项向量和的模不一定与向量模的和相等.
5.(题型3)若a表示“向东走8 km”,b表示“向北走8 km”,求:
(1)|a+b|;
(2)指出向量a+b的方向.
$$