第2章 2.1 向量的加法(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学必修第二册同步学习指导(北师大版2019)

2025-02-26
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学北师大版必修 第二册
年级 高一
章节 2.1向量的加法
类型 学案
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 1.01 MB
发布时间 2025-02-26
更新时间 2025-02-26
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-02-26
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来源 学科网

内容正文:

§ # 从位移的合成到向量的加减法 2. 1  向量的加法 !"#$%&'( 课标要求 核心素养 1.借助实例理解向量加法的概念,了解向量加法的几何意义. 2.能熟练地运用三角形法则和平行四边形法则作出已知向量的和向量. 3.通过实例理解向量加法的交换和结合律,并能熟练运用它们进行向量 计算. 通过学习向量的加法,重点培养学 生的数学抽象和逻辑推理、数学建 模素养. )*+,%-.+ 知识点  向量的加法     1.向量加法的定义 求两个向量和  的运算,称为向量的加法. 2.三角形法则和平行四边形法则 三角形 法则 已知两个不共线向量a,b在平面上任取一点A,作→AB = a,→BC = b,再 作向量→AC,则向量→AC叫作a与b的和(或和向量),记作a + b,即a + b = →AB + →BC = →AC 平行四边 形法则 已知两个不共线向量a,b,作→AB = a,→AD = b,以AB,AD为邻边作平行 四边形ABCD,则有向线段→AC = a + b     3. | a + b |与| a |,| b |之间的关系 一般地,我们有| | a | - | b | |≤ | a + b |≤ | a | + | b |,当且仅当a,b方向相同时| a + b | = | a | + | b |,当且仅当a, b方向相反时| a + b | = | | a | - | b | | . /012%345 ●678%(¹<Àš”»¼Sy 1.(1)如图,已知a,b,求作a + b. "&!                                                        (2)如图所示,已知向量a,b,c,试作出向量a + b + c.     【分析】  用三角形法则或平行四边形法则画图.     [归纳提升] 〉 ABCD 1     根据图示填空,其中a = →DC,b = →CO,c = →OB,d = →BA. (1)a + b + c =         ;(2)b + d + c =         .                                                        ●67E%(¹Àš’ÁÂ<IJ 2.化简下列各式: (1)→AB + →DF + →CD + →BC + →FA;(2)(→AB + →DE)+ →CD + →BC + →EA. 【分析】  首先根据向量加法的交换律变为各向量首尾相连,然后利用向量加法的 结合律求和. [归纳提升] 〉 ABCD 2     (1)向量(→AB + →MB)+(→BO + →BC)+ →OM = (    ) A. →BC B. →AB C. →AC D. →AM (2)化简→CD + →BC + →AB. 归纳提升: §jžIôrwúÀ {žIô-Öër v¿ Öëá (1) §jžI ôX 4 c !q 5 š ð3?wúÀ{žI ôX4c-B!(ä Î3 . (2) §jžIô’F MÓR-6”€"‘ å?DwúÀ{žI ô!’FMŒ(¯- ³e€"‘å' v¿áwúÀ{žI ôr§jžIôpŽ ͰB%°-'4³ •‘€"å-I? P&€"w¨#š± bc?hiº»`a '7ÑÒDG' 归纳提升: €",üXcì-³ •Iá 1̈ ©Z:Iáab€ "ïI-;û¯åˆ “¯?À"bc0 !q5šð3?€" -å60à%e€" -äΓ€Y=%e €"|Î-€" . R ''„Ã%e€"8 ê X ³ e Ê I e €" . (2)̂ +IáP&º ;?´µ§jžIô ÊwúÀ{žIôc ì . "&#                                                        ●67H%(¹Àš<­®IJ 3.在某地抗震救灾中,一架飞机从A地按北偏东35°的方向飞行800 km到达B 地接到受伤人员,然后又从B地按南偏东55°的方向飞行800 km送往C地医 院,求这架飞机飞行的路程及两次位移的和. 【分析】  解答本题首先正确画出方位图,再根据图形借助于向量求解. [归纳提升] 〉 ABCD 3     如图,用两根绳子把重10 N的物体W吊在水平杆子AB上, ∠ACW =150°,∠BCW =120°,求A和B处所受力的大小(绳子的重量忽 略不计). 归纳提升: ÂF€"hiwÆ^+ `a-¤ŽÞß KLMN%OPQ 1.若O、E、F是不共线的任意三点,则以下各式成立的是 (    )                                A. →EF = →OF + →OE B. →EF + →OE = →OF C. →EF = →FO + →OE D. →EF = →FO + →EO 2.已知P为△ABC所在平面内一点,当→PA + →PB = →PC成立 时,点P位于 (    ) A.△ABC的AB边上 B.△ABC的BC边上 C.△ABC的内部 D.△ABC的外部 3.作用在同一物体上的两个力F1 = 60 N,F2 = 60 N,当它 们的夹角为120°时,则这两个力的合力大小为(    ) A. 30 N B. 60 N C. 90 N D. 120 N 4.已知点G是△ABC的重心,则→GA + →GB + →GC =         . 5.如图,在平行四边形ABCD中,O是AC和BD的 交点. (1)→AB + →AD =         ; (2)→AC + →CD + →DO =         ; (3)→AB + →AD + →CD =         ; (4)→AC + →BA + →DA =         . 请同学们认真完成练案[16                        ] "&$ 两个向量相等只要模相等且方向相同即可,而与起点和终 点的位置无关,故②不正确. 单位向量的长度为1,当所有单位向量的起点在同一点O 时,终点都在以O为圆心,1为半径的圆上,故③正确. ④显然正确,故所有正确命题的序号为③④. 对点训练1:D  不管向量的方向如何,它们都不能比较大 小,故A、B不正确;向量的大小即为向量的模,指的是有向线段 的长度,与方向无关,故C不正确;向量的模是一个数量,可以比 较大小,故D正确. 例2:(1)作出向量→AB,→BC,→CD,如图所示: (2)由题意得,△BCD是直角三角形,其中∠BDC = 90°,BC 槡= 10 2米,CD = 10米,所以BD = 10米. △ABD是直角三角形, 其中∠ABD = 90°,AB = 5米,BD = 10米,所以AD = 52 + 10槡 2 = 槡5 5(米),所以|→AD 槡| = 5 5. 对点训练2:取每个方格的单位长 为1,依题意,结合向量的表示可知,(1) (2)的向量如图所示. (3)由图知,△AOB是等腰直角三 角形,所以|→AB | = |→OB | 2 - |→OA |槡 2 = 3. 例3:(1)∵ E,F分别是AC,AB的 中点,∴ EF∥BC, ∴与→EF共线的向量为→FE,→BD,→DB,→DC,→CD,→BC,→CB. (2)∵ E,F,D分别是AC,AB,BC的中点, ∴ EF = 12 BC,BD = DC = 1 2 BC,∴ EF = BD = DC. ∵ AB,BC,AC均不相等,∴与→EF长度相等的向量为→FE,→BD, →DB,→DC,→CD. (3)与→EF相等的向量为→DB,→CD. 对点训练3:CD  单位向量的模均相等且为1,但方向并不 一定相同,故A错误; 零向量的相反向量仍是零向量,但零向量与零向量是相等 的,故B错误; 若四边形ABCD是平行四边形,则一组对边平行且相等,有 →AB =→DC, 若→AB =→DC,则AB = DC,AB∥DC,则四边形ABCD是平行四 边形,故C正确; 由零向量的规定,知D正确.故选CD. 例4:由题意知△OAB,△OBC,△OCD,△OED,△OEF, △OFA均为等边三角形, ∴ →OD与→OB夹角∠DOB = 120°,→OD与→OE夹角∠DOE = 60°. →OD与→AB夹角等于→AO与→AB的夹角, ∴ →OD与→AB夹角θ = 60°. 对点训练4:90°  30°  AE⊥BC,AE平分∠BAC. 课堂检测  固双基 1. B  对于①,零向量的方向是任意的,故①错误;对于②,零向 量的模为0,故②错误;③正确,相等向量的方向相同,因此一 定是平行向量;④显然正确. 2. B  由于向量的起点确定,而向量平行于同一直线,所以随着 向量模长的变化,向量的终点构成的是一条直线. 3. A  如图,连接AC,由|→OC | = |→OB |,得 ∠ABC = ∠OCB = 30°.因为C为半圆 上的点,所以∠ACB = 90°,所以|→AC | = 1 2 | →AB | = 1.故选A. 4.(1)(4)  由平行四边形的性质和相等向量的定义可知:→AD = →BC,→OB≠→OD;→AC≠→BD,→AO =→OC. 5.(1)建立如图所示的直角坐标系,向量→AB,→BC,→CD即为所求. (2)根据题意,向量→AB与→CD方向相反,故向量→AB∥→CD.又|→AB | = |→CD |,所以在四边形ABCD中,AB瓛CD,四边形ABCD为平 行四边形,所以→AD =→BC,所以|→AD | = |→BC | = 400(海里). § 2  从位移的合成到向量的加减法 2. 1  向量的加法 必备知识  探新知 知识点  1.和 关键能力  攻重难 例1:(1)               甲→AC = a + b        乙→AC = a + b (2)方法一:如图1所示,首先在平面内任取一点O,作向量 →OA = a,接着作向量→AB = b,则得向量→OB = a + b;然后作向量 →BC = c,则向量→OC =(a + b)+ c = a + b + c即为所求.   方法二:如图2所示,首先在平面内任取一点O,作向量→OA = a,→OB = b,→OC = c,以OA、OB为邻边作OADB,连接OD,则→OD =→OA +→OB = a + b.再以OD、OC为邻边作ODEC,连接OE,则 →OE = →OD +→OC = a + b + c即为所求. 对点训练1:(1)→DB  (2)→CA  (1)a + b + c = →DC + →CO + →OB =→DB                                                                       ; —703— (2)b + d + c =→CO +→BA +→OB =→CA. 例2:(1)→AB +→DF +→CD +→BC +→FA =→AB +→BC + →CD + →DF +→FA =→AC +→CD +→DF +→FA =→AD +→DA = 0. (2)(→AB +→DE)+→CD +→BC +→EA =(→AB +→BC)+(→CD +→DE)+ →EA =→AC +→CE +→EA =→AE +→EA = 0. 对点训练2:(1)C  (2)0  (1)(→AB + →MB)+(→BO +→BC)+ →OM =→AB +→BO + →OM + →MB +→BC =→AC,故选C. (2)原式=→AB +→BC + →CD + →DF +→FA =→AC + →CD +→DA =→AD + →DA = 0. 例3:如图所示,设→AB,→BC分 别表示飞机从A地按北偏东35° 的方向飞行800 km,从B地按南 偏东55°的方向飞行800 km. 则飞机飞行的路程指的是| →AB | + |→BC |;两次飞行的位移的 和指的是→AB +→BC =→AC. 依题意,有|→AB | + |→BC | = 800 + 800 = 1 600(km). 又α = 35°,β = 55°,∠ABC = 35° + 55° = 90°. 所以|→AC | = |AB→ | 2 + |→ BC |槡 2 = 8002 +800槡 2 槡=800 2(km). 其中∠BAC = 45°,所以方向为北偏东35° + 45° = 80°. 从而飞机飞行的路程是1 600 km,两次飞行的位移和的大 小为 槡800 2 km,方向为北偏东80°. 对点训练3:如图,设→CE、→CF分别表示A,B所受的力,10 N 的重力用→CG表示,则→CE +→CF =→CG. 易得∠ECG = 180° - 150° = 30°, ∠FCG = 180° - 120° = 60°, ∴ |→  CE | = |→  CG | cos 30° =10 ×槡32 槡=5 3. |→CF | = |→CG | cos 60° = 10 × 12 = 5. ∴ A处所受的力的大小为槡5 3 N,B处所受的力的大小为5 N. 课堂检测  固双基 1. B  可以画出图形,用三角形法则找出正确答案. 2. D  如图,→PA +→PB =→PC,则P在△ABC的外部. 3. B  如图所示,由平行四边形法则作出F1 与F2 的合力F,由题意可知△OF1F2 为 正三角形,∴ F大小为60 N. 4. 0  如图所示,连接AG并延长交BC于E 点,点E为BC的中点,延长AE到D点, 使GE = ED, 则→GB +→GC = →GD,→GD +→GA = 0,所以→GA + →GB +→GC = 0. 5.(1)→AC  (2)→AO  (3)→AD  (4)0 (1)由平行四边形法则,→AB +→AD =→AC; (2)由向量加法的三角形法则,→AC + →CD + →DO =→AD + →DO =→AO; (3)由向量加法法则得,→AB +→AD +→CD =→AC +→CD =→AD; (4)由向量加法法则得,→AC +→BA +→DA =→BA +→AC +→DA =→BC + →AD = 0. 2. 2  向量的减法 必备知识  探新知 知识点1  - a  0  - b  - a 知识点2  向量a加上向量b的相反量  a +(- b)  b的 终点  a的终点 关键能力  攻重难 例1:(1)A  (2)见解析 【解析】  (1)→DC =→AC -→AD =(→AB +→BC)-→AD = a + c - b. (2)方法一:如图①所示,在平面内任取一点O,作→OA = a, →AB = b,则→OB = a + b,再作→OC = c,则→CB = a + b - c. 方法二:如图②所示,在平面内任取一点O,作→OA = a,→AB = b,则→OB = a + b,再作→CB = c,连接OC,则→OC = a + b - c. 对点训练1:如图所示,在平面内任取一点O,作→OA = a,→OB = b,→OC = c,→OD = d, 则a - b =→BA,c - d =→DC. 例2:(1)方法一(统一成加法):(→AB - →CD)-(→AC - →BD)= →AB -→CD -→AC +→BD =→AB + →DC +→CA + →BD =→AB + →BD + →DC +→CA = →AD +→DA = 0. 方法二(利用减法):(→AB -→CD)-(→AC -→BD)=→AB -→CD -→AC +→BD =(→AB -→AC)-→CD +→BD =→CB -→CD +→BD =→DB +→BD =0. 方法三(利用→AB =→OB -→OA)设O是平面内任意一点,则(→AB -→CD)-(→AC -→BD)=→AB -→CD -→AC + →BD =(→OB -→OA)-(→OD - →OC)-(→OC -→OA)+(→OD -→OB)= →OB -→OA - →OD + →OC - →OC +→OA + →OD -→OB = 0. (2)方法一:→OA - →OD +→AD =→DA +→AD = 0. 方法二:→OA - →OD +→AD =→OA +→AD - →OD = →OD - →OD = 0. (3)→AB + →DA + →BD - →BC -→CA =→AB + →DA + →BD + →CB +→AC = (→AB +→BD)+(→AC +→CB)+→DA =→AD +→AB +→DA =→AD +→DA +→AB = 0 +→AB =→AB. 对点训练2:(1)①④  (2)见解析 【解析】  (1)①→MO + →ON = →MN;②→MO - →ON = - →OM - →ON = -(→OM + →ON)≠ →MN;③ →OM - →ON = →NM;④→ON - →OM = →MN,故填 ①④. (2)①→BA + →OD -→OA -→BC =(→BA -→BC)+(→OD -→OA)=→CA + →AD =→CD. ②(→AC +→BO +→OA)-(→DC - →DO - →OB)=→AC +→BA - →OC + →OB =→AC +→CO +→OB +→BA =→AB +→BA = 0                                                                       . —803—

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