内容正文:
第2章 平面向量
2.2.2 向量的减法运算
高教社数学拓展模块一(修订版)(上册)
目录ONTENTS
C
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探索新知
典例剖析
巩固练习
归纳总结
布置作业
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内容回顾
一般地,对于平面内给定的两个不平行的非零向量a、b,在平面上任取一点A,依次作 = a, = b,得到一个△ABC,称向量为向量a与向量b的和,也称为向量a与向量b的和向量,记作a+b,如图所示.即
a+b= = + .
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内容回顾
一般地,给定两个非零向量 ,,以线段AB和AD为邻边作ABCD,则向量就是向量 ,的和,这种作两个向量的和向量的方法称为向量加法的平行四边形法则.
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我们知道,实数x减去实数y相当于加上y的相反数,即 x−y= x +(−y),向量的减法如何定义呢?
想一想
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向量a−b称为向量a与b的差.求两个向量差的运算称为向量的减法,也称a−b为差向量.
类似实数的减法,我们用向量的加法定义向量的减法.即 a−b= a +(−b),
也就是减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量.
如图a = ,b = ,则
a−b = − = +(− )= + = .
O
a
B
b
a-b
A
-b
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试利用 − = 说出向量减法的几何意义.
始点相同,连接终点,箭头指向被减向量.
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例1.如图,已知a、b,求作a-b.
解:如图所示,在平面内任取一点O,作=a, =b,
则甲= a-b,乙= a-b.
O
A
a
B
b
a-b
O
A
a
B
b
a-b
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1.如图所示,已知向量a,b,c,d,求作向量a-b,c-d.
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D
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练习2.2.2;习题2.2-A组4题
再见
例2.化简:(1)(eq \o(AB,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→)))-(eq \o(AC,\s\up16(→))-eq \o(BD,\s\up16(→))).
(2)eq \o(OA,\s\up16(→))-eq \o(OD,\s\up16(→))+eq \o(AD,\s\up16(→)).
(3)eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \o(DA,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))-eq \o(BC,\s\up16(→))-eq \o(CA,\s\up16(→)).
解:(1)方法一(统一成加法) (eq \o(AB,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→)))-(eq \o(AC,\s\up16(→))-eq \o(BD,\s\up16(→)))=eq \o(AB,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→))-eq \o(AC,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))=eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \o(DC,\s\up16(→))+eq \o(CA,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))=eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))+eq \o(DC,\s\up16(→))+eq \o(CA,\s\up16(→))=eq \o(AD,\s\up16(→))+eq \o(DA,\s\up16(→))=0.
方法二(利用减法) (eq \o(AB,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→)))-(eq \o(AC,\s\up16(→))-eq \o(BD,\s\up16(→)))=eq \o(AB,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→))-eq \o(AC,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))=(eq \o(AB,\s\up16(→))-eq \o(AC,\s\up16(→)))-eq \o(CD,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))=eq \o(CB,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))=eq \o(DB,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))=0.
例2.化简:(1)(eq \o(AB,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→)))-(eq \o(AC,\s\up16(→))-eq \o(BD,\s\up16(→))).
(2)eq \o(OA,\s\up16(→))-eq \o(OD,\s\up16(→))+eq \o(AD,\s\up16(→)).
(3)eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \o(DA,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))-eq \o(BC,\s\up16(→))-eq \o(CA,\s\up16(→)).
(2)方法一 eq \o(OA,\s\up16(→))-eq \o(OD,\s\up16(→))+eq \o(AD,\s\up16(→))=eq \o(DA,\s\up16(→))+eq \o(AD,\s\up16(→))=0.
方法二 eq \o(OA,\s\up16(→))-eq \o(OD,\s\up16(→))+eq \o(AD,\s\up16(→))=eq \o(OA,\s\up16(→))+eq \o(AD,\s\up16(→))-eq \o(OD,\s\up16(→))=eq \o(OD,\s\up16(→))-eq \o(OD,\s\up16(→))=0.
(3)eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \o(DA,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))-eq \o(BC,\s\up16(→))-eq \o(CA,\s\up16(→))=eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \o(DA,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))+eq \o(CB,\s\up16(→))+eq \o(AC,\s\up16(→))=(eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→)))+(eq \o(AC,\s\up16(→))+eq \o(CB,\s\up16(→)))+eq \o(DA,\s\up16(→))=eq \o(AD,\s\up16(→))+eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \o(DA,\s\up16(→))=eq \o(AD,\s\up16(→))+eq \o(DA,\s\up16(→))+eq \o(AB,\s\up16(→))=0+eq \o(AB,\s\up16(→))=eq \o(AB,\s\up16(→)).
掌握向量加、减法的定义及向量加法的交换律、结合律等基础知识,可以将杂乱的向量运算有序化处理,进行向量的加减运算时,常用的变形如下:
(1)运用eq \o(AB,\s\up16(→))=-eq \o(BA,\s\up16(→))化减为加.
(2)运用eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \o(BA,\s\up16(→))=0或eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \o(BC,\s\up16(→))=eq \o(AC,\s\up16(→))化繁为简.
(3)运用eq \o(AB,\s\up16(→))=eq \o(OB,\s\up16(→))-eq \o(OA,\s\up16(→))转化为共起点的两个向量的差.
解:如图所示,在平面内任取一点O,
作eq \o(OA,\s\up16(→))=a,eq \o(OB,\s\up16(→))=b,eq \o(OC,\s\up16(→))=c,eq \o(OD,\s\up16(→))=d,
则a-b=eq \o(BA,\s\up16(→)),c-d=eq \o(DC,\s\up16(→)).
2.化简eq \o(AC,\s\up16(→))-eq \o(BD,\s\up16(→))+eq \o(CD,\s\up16(→))-eq \o(AB,\s\up16(→))得
( )
A.eq \o(AB,\s\up16(→))
B.eq \o(DA,\s\up16(→))
C.eq \o(BC,\s\up16(→))
D.0
解:原式=(eq \o(AC,\s\up16(→))-eq \o(AB,\s\up16(→)))+(eq \o(CD,\s\up16(→))+eq \o(DB,\s\up16(→)))=eq \o(BC,\s\up16(→))+eq \o(CB,\s\up16(→))=0.
3.如图所示,解答下列各题:
(1)用a、d、e表示eq \o(DB,\s\up16(→));(2)用b、c表示eq \o(DB,\s\up16(→));
(3)用a、b、e表示eq \o(EC,\s\up16(→));(4)用c、d表示eq \o(EC,\s\up16(→)).
解:(1)eq \o(DB,\s\up16(→))=eq \o(DE,\s\up16(→))+eq \o(EA,\s\up16(→))+eq \o(AB,\s\up16(→))
=d+e+a=a+d+e.
(2)eq \o(DB,\s\up16(→))=eq \o(CB,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→))=-eq \o(BC,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→))=-b-c.
(3)eq \o(EC,\s\up16(→))=eq \o(EA,\s\up16(→))+eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \o(BC,\s\up16(→))=a+b+e.
(4)eq \o(EC,\s\up16(→))=-eq \o(CE,\s\up16(→))=-(eq \o(CD,\s\up16(→))+eq \o(DE,\s\up16(→)))=-c-d.
$$