内容正文:
第1章 平面向量及其应用
1.2 向量的加法
1.2.2 向量的减法
湘教版 数学 必修第二册
课 标 要 求
1.借助实例掌握平面向量减法的概念.
2.借助平面向量的几何表示掌握向量减法的运算法则,理解其几何意义.
基础落实•必备知识全过关
重难探究•能力素养全提升
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基础落实•必备知识全过关
知识点 向量的减法
定义:已知两个向量a,b,求x满足a+x=b,这样的运算叫作向量的减法,记为________,x称为b与a之差.
实质是向量加法的逆运算,利用相反向量的定义,b-a=b+(-a)
x=b-a
名师点睛
1.与向量的和一样,向量的差仍然是一个向量.
3.在用三角形法则作两个向量的差向量时,只要记住“连接两向量终点,箭头指向被减向量”即可.
过关自诊
1.判断正误.(正确的画√,错误的画×)
(1)若a+b=0,则a,b互为相反向量,反之也成立.( )
(2)若a-b=a,则b=0.( )
(3)若a-b=-b,则a=0.( )
(4)若a=b,则a-b=0.( )
(5)当向量a,b起点重合时,向量a-b可以看作从向量b的终点指向向量a的终点的向量.( )
√
√
√
×
√
2.[人教A版教材习题]填空:
重难探究•能力素养全提升
探究点一 向量的减法运算
【例1】 化简下列各向量的表达式:
变式训练1化简下列向量表达式:
规律方法 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.
做题时要注意观察是否有这两种形式,同时要注意逆向应用.
探究点二 向量减法运算的几何意义
【例2】 如图,四边形ABCD是平行四边形,
(2)当向量a,b满足什么条件时,四边形ABCD是矩形?
(3)当向量a,b满足什么条件时,四边形ABCD是菱形?
规律方法 要熟练掌握在三角形、平行四边形等常见图形中,各边对应向量以及对角线对应向量之间的关系,能够运用向量的加法与减法进行正确表示,同时还要熟悉常见平面图形的几何性质,能够从向量的角度,运用向量语言进行表示.
变式训练2[北师大版教材例题]如图,点O是▱ABCD外一点,试用
探究点三 向量的和与差的模
B
解析 如图,根据平行四边形法则可知,当|a|=|b|=1时,平行四边形ABDC为菱形.
规律方法 解决向量模的问题的两种方法
(1)依据图形特点,适当运用三角形法则和平行四边形法则进行转化,要注意相关知识间的联系;
(2)利用向量形式的三角不等式,即||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|求解.用此法求解时,一定要注意等号成立的条件.
10,5
利用向量证明几何问题
所以以AB,AC为邻边的平行四边形的两条对角线的长度相等,所以此平行四边形为矩形,所以AB⊥AC,
所以△ABC是直角三角形.
规律方法 1.用向量法解决平面几何问题的步骤
(1)将平面几何问题中的量抽象成向量.
(2)化归为向量问题,进行向量运算.
(3)将向量问题还原为平面几何问题.
2.用向量法证明四边形为平行四边形的方法和解题关键
(1)利用向量证明线段平行且相等从而证明四边形为平行四边形,只需证明对应有向线段所表示的向量相等即可.
(2)根据图形灵活应用向量的运算法则,找到向量之间的关系是解决此类问题的关键.
成果验收•课堂达标检测
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A 级 必备知识基础练
B
解析 根据向量减法运算,可知B正确.
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A
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A.a+b B.b-a C.c-b D.b-c
D
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BCD
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[3,17]
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a+c-B
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平行四边形
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(1)a-b;
(2)a-b+c.
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B 级 关键能力提升练
C
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充分而不必要
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C 级 学科素养创新练
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2.作法:在平面内任取一点O,作=a,=b,则向量a-b=,如图所示.
4.如图,作=a,=b,以AB,AD为邻边作平行四边形ABCD,则=a+b,=a-b(=b-a),这一结论在以后应用非常广泛,应该加强理解并牢记.
=________;
=________;
=________;
=________;
=________.
(1);
(2)()-();
(3)()-().
解 (1).
(2)()-()=()-()==0.
(3)()-()=()-()==0.
(1);
(2)()+().
解(1).
(2)()+()=
+()=+0=.
设=a,=b.
(1)试用a,b表示.
解 (1)=a+b,=b-a.
(2)因为对角线相等的平行四边形是矩形,所以要使四边形ABCD是矩形,应满足||=||,即|a+b|=|b-a|.
(3)因为邻边相等的平行四边形是菱形,所以要使四边形ABCD是菱形,应满足||=||,即|a|=|b|.
表示.
解 由于,因此只需将表示.
而,
故+()=.
【例3】 已知|a|=|b|=1,|a+b|=1,则|a-b|=( )
A.1 B. C. D.2
又||=|a+b|=1,∴△ABD为正三角形,∴∠ABD=60°.
容易得出|a-b|=||=2||=2=2×.
变式训练3已知||=a,||=b且a>b,||的取值范围是[5,15],则a,b的值分别为________.
解析 由,得||=||.∵a>b,即||>||,
∴||-||≤||≤||+||,
即a-b≤||≤b+a.
∵||∈[5,15],∴解得
【典例】 若O是△ABC所在平面内一点,且满足||=||,证明△ABC是直角三角形.
证明 因为
,
又因为||=||,
所以||=||,
1.若O,E,F是不共线的任意三点,则以下各式成立的是( )
A.
B.
C.=-
D.=-
2.[2023河南南阳高一]在五边形ABCDE中(如图),下列运算结果为的是( )
A. B.
C. D.
3.如图,已知六边形ABCDEF是一个正六边形,O是它的中心,其中=a, =b,=c,则=( )
解析 =b-c.
4.(多选题)[2023江苏淮安高一]对于菱形ABCD,给出下列各式,其中结论正确的为( )
A.
B.||=||
C.||=||
D.||=||
解析 菱形中向量的方向是不同的,但它们的模是相等的,故B正确,A错误;
因为||=||=2||,||=2||,且||=||,
所以||=||,故C正确;
||=||=||,||=||=||,故D正确.故选BCD.
5.已知||=10,||=7,则||的取值范围为________.
解析 因为,所以||=||.
又|||-|||≤||≤||+||,所以3≤||≤17,即3≤||≤17.
6.如图,已知O为平行四边形ABCD内一点,=a,=b,=c,则= ________.
解析 由已知得,则=a+c-b.
7.已知O为四边形ABCD所在平面内的一点,且向量满足,则四边形ABCD的形状为____________.
解析 ∵,
∴.
∴.∴||=||,且DA∥CB.
∴四边形ABCD是平行四边形.
8.如图,已知正方形ABCD的边长等于1,=a,=b,=c,试作向量:
8.解(1)在正方形ABCD中,a-b=.连接BD,箭头指向B,即可作出a-b.
(2)过B作BF∥AC,交DC的延长线于F,连接AF,则四边形ABFC为平行四边形,
∴a+c=.
在△ADF中,=a+c-b=a-b+c,
∴即为所求.
9.平面上有三点A,B,C,设m=,n=,若m,n的长度恰好相等,则有( )
A.A,B,C三点必在同一条直线上
B.△ABC必为等腰三角形,且∠ABC为顶角
C.△ABC必为直角三角形,且∠ABC=90°
D.△ABC必为等腰直角三角形
10.已知平面内三个不同的点A,B,C,则“A,B,C是一个三角形的三个顶点”是“=0”的_____________条件.(填“充分而不必要”“必要而不充分”或“充要”)
充分性:若A,B,C是一个三角形的三个顶点,由平面向量加法的三角形法则可得出=0,充分性成立;必要性:若A,B,C三点共线,则=0成立,此时A,B,C不能构成三角形,必要性不成立.
因此,“A,B,C是一个三角形的三个顶点”是“=0”的充分而不必要条件.
11.如图,在四边形ABCD中,,对角线AC与BD交于点O,设=a,=b,用a和b表示 和 .
解∵,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∴点O是DB的中点,也是AC的中点,
∴=b-a,
=-=-b-a.
12.如图,在四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,且||=||=1,=0,cos∠DAB=,求||与||.
解∵=0,
∴.
∴四边形ABCD为平行四边形.
又||=||=1,∴▱ABCD为菱形.
∵cos∠DAB=,∠DAB∈(0,π),
∴∠DAB=,∴△ABD为正三角形.
∴||=||=||=2||=,||=||=||=1.
$$