内容正文:
6.2.2 向量的减法运算
[学习目标] 1.借助实例和平面向量的几何表示,理解相反向量的含义、理解向量减法的几何意义,培养数学抽象核心素养. 2.掌握平面向量的减法运算及运算法则,培养数学运算核心素养.
知识点一 向量的减法运算
问题1.在数的运算中,减法是加法的逆运算,它的运算法则是什么?
提示:减去一个数等于加上这个数的相反数.
1.相反向量: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.向量的减法:向量a加上b的相反向量,叫做a与b的差,即a-b=a+(-b),因此减去一个向量,相当于加上这个向量的相反向量,求两个向量差的运算叫做向量的减法.
[微提醒] (1)零向量的相反向量仍是零向量.
(2)对于相反向量有:a+(-a)=(-a)+a=0.
(3)若a,b互为相反向量,则a=-b,b=-a,a+b=0.
例1 (多选)若非零向量m与n是相反向量,则下列正确的是( )
A.m=n B.m=-n
C.|m|=|n| D.m与n方向相反
答案:BCD
解析:相反向量的大小相等、方向相反,故A错误.故选BCD.
向量的减法运算可看作向量加法与相反向量的综合.
对点练1.(多选)下列命题中,正确的是( )
A.相反向量就是方向相反的向量
B.向量与是相反向量
C.两个向量的差仍是一个向量
D.相反向量是共线向量
答案:BCD
解析:由相反向量的定义知B,D正确,且C正确,A错误,故选BCD.
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知识点二 向量减法的几何意义
问题2.向量加法运算有三角形法则和平行四边形法则,那么如何进行向量的减法运算呢?
提示:转化为加法来进行,减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量.
向量减法的几何意义
已知向量a,b,在平面内任取一点O,作=a,=b,则=a-b.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,这是向量减法的几何意义.
例2 如图,已知向量a,b,c不共线,求作向量a+b-c.
解:法一:如图①,在平面内任取一点O,作=a,=b,则=a+b,再作=c,则=a+b-c.
法二:如图②,在平面内任取一点O,作=a,=b,则=a+b,再作=c,连接OC,则=a+b-c.
求作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,如a-b,可以先作-b,然后作a+(-b)即可.
2.可以直接用向量减法的几何意义,即把两向量的起点重合,则差向量为连接两个向量的终点,指向被减向量的终点的向量.
对点练2.如图,已知向量a,b,c,求作向量a-b-c.
解:如图,在平面内任取一点O,作向量=a,=b,则向量=a-b,再作向量=c,则向量=a-b-c.
应用一 向量加、减法的混合运算
例3 (1)已知正六边形ABCDEF,则+-=( )
A. B. C. D.
(2)(多选)下列结果为零向量的是( )
A.+(-) B.-+-
C.-+ D.++-
答案:(1)B (2)BCD
解析:(1)如图,由正六边形的特征可知=,=,所以+-=+-==.故选B.
(2)对于A,+(-)=+(+)=+=≠0,故A不正确;对于B,-+-=+-=-=0,故B正确;对于C,-+=+=0,故C正确;对于D,++-=+-=-=0,故D正确.故选BCD.
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.
对点练3.化简下列式子:
(1)---;
(2)(-)-(-).
解:(1)原式=+-=+=0.
(2)原式=--+=(-)+(-)=+=0.
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应用二 向量加、减法的综合应用
例4 如图所示,四边形ACDE是平行四边形,B是该平行四边形外一点,且=a,=b,=c,试用向量a,b,c表示向量,,.
解:由平行四边形的性质可知==c,
由向量的减法可知=-=b-a,
由向量的加法可知=+=b-a+c.
[变式探究]
(变条件)若本例中的条件“B是该平行四边形外一点”变为“B是该平行四边形内一点”,其他条件不变,试用向量a,b,c表示向量,,.
解:如图,因为四边形ACDE是平行四边形,所以==c,=-=b-a,=+=b-a+c.
1.解决此类问题要搞清楚图形中的相等向量、相反向量、共线向量以及构成三角形的三个向量之间的关系,确定已知向量与被表示向量的转化渠道.
2.主要应用向量加、减法的几何意义以及向量加法的结合律、交换律来分析解决问题,在封闭图形中可利用向量加法的多边形法则,提升逻辑推理素养.
对点练4.如图,已知=a,=b,=c,=d,=f,试用a,b,c,d,f表示以下向量:
(1);
(2);
(3)-;
(4)+;
(5)-.
解:(1)=-=c-a.
(2)=-=d-a.
(3)-==-=d-b.
(4)+=-+-=b-a+f-c.
(5)-=--(-)=f-b-d+b=f-d.
知识
(1)向量的减法运算.(2)向量减法的几何意义.
方法
数形结合
易错误区
忽视向量共起点时才可进行向量的减法运算.
1.在△ABC中,若=a,=b,则等于( )
A.a B.a+b
C.b-a D.a-b
答案:D
解析:=-=a-b.故选D.
2.化简-++等于( )
A. B.
C. D.
答案:B
解析:原式=(+)+(+)=+0=.故选B.
3.在四边形ABCD中,设=a,=b,=c,则等于( )
A.a-b+c B.b-(a+c)
C.a+b+c D.b-a+c
答案:A
解析:=-=+-=a+c-b=a-b+c.故选A.
4.若菱形ABCD的边长为2,则|-+|=______.
答案:2
解析:|-+|=|++|=||=2.
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