第2章 3 从速度的倍数到向量的数乘(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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教辅
河北万卷文化有限公司
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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 § 3从速度的倍数到向量的数乘
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 973 KB
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
下载链接 https://m.zxxk.com/soft/50672792.html
价格 2.00储值(1储值=1元)
来源 学科网

内容正文:

例3:方法一:在OAFE中,OF为对角线,且OA,OF,OE起 点相同,应用平行四边形法则,得→OF =→OA +→OE = a + b. ∵ →OC = -→OF,∴ →OC = - a - b. 而→OB = -→OE = - b,→OD = -→OA = - a, ∴ →OB = - b,→OC = - a - b,→OD = - a. 方法二:由正六边形的几何性质,得 →OD = - a,→OB = - b,→BC = -→OA = - a. 在△OBC中,→OC =→OB +→BC = - a - b. 方法三:由正六边形的几何性质,得 →OB = - b,→OD = - a. 在OBCD中,→OC =→OB + →OD = - a - b. 对点训练3:C  根据向量运算法则可得→BD =→BC + →CD =→AC -→AB +→CD, 又→AB = a,→AC = b,→CD = c,所以→BD = b - a + c,故选C. 课堂检测  固双基 1. C  只有⑥不正确. 2. B  →AB =→CB -→CA = -→BC -→CA = - a - b,故选B. 3. D  原式=(→AC -→AB)+(→CD +→DB)=→BC +→CB = 0. 4. 2  |→AB -→CB +→CD | = |→AB +→BC +→CD | = |→AC +→CD | = |→AD | = 2. 5.(1)原式= →NQ +→QP + →MN - →MP = →NP +(→PM + →MN)= →NP + →PN = 0. (2)(→BA -→BC)-(→ED -→EC)=(→CB +→BA)-(→CE + →ED)=→CA -→CD =→DC +→CA =→DA. § 3  从速度的倍数到向量的数乘 必备知识  探新知 知识点1  向量  (2)①相同  ②相反  ③0 知识点2  (1)(λu)a  (2)λa + ua  (3)λa + λb 知识点3  存在唯一一个实数λ使a = λb 关键能力  攻重难 例1:(1)原式= 4a + 4b - 3a + 3b - 8a = - 7a + 7b. (2)原式= 5a - 4b + c - 6a + 4b - 2c = - a - c. (3)原式= 23 4a -3b + 1 3 b - 3 2 a + 7 4( )b = 23 52 a - 1112( )b = 5 3 a - 11 18b. 对点训练1:(1)C  (2)A  (1)①③④正确,②错,7(a + b) - 8b = 7a + 7b - 8b = 7a - b. (2)3(a + 2b)- 2(3b + c)- 2(a + b)=(3 - 2)a +(6 - 6 - 2)b - 2c = a - 2(b + c)= a - 2a = - a. 例2:→BM = 13 →BC = 16 →BA = 16 ( →OA -→OB) = 16 (a - b), ∴ →OM =→OB + →BM = b + 16 a - 1 6 b = 1 6 a + 5 6 b. ∵ →CN = 13 →CD = 16 →OD, ∴ →ON =→OC +→CN = 12 →OD + 16 →OD = 23 →OD = 23 ( →OA + →OB)= 2 3 a + 2 3 b, →MN = →ON - →OM = 23 (a + b)- 1 6 a - 5 6 b = 1 2 a - 1 6 b. 对点训练2:(1)BCD  (2)见解析 【解析】  (1)因为→AE +→AF =→AC,所以→AE +→AF -→AC = 0,故A 错误→. AE =→AB +→BE =→AB + 13 →BD =→AB + 13 ( →AD -→AB)= 23 →AB + 1 3 →AD,故B正确→. AF =→AB + →BF =→AB + 23 →BD =→AB + 23 ( →AD - →AB)= 13 →AB + 23 →AD,故C正确.因为E为BD上靠近B的三等 分点,所以→BE = 12 →ED,利用相似性质可得→BQ = 12 →AD,则→FQ = →BQ -→BF = 12 →AD - 23 →BD = 12 → AD - 23 ( → AD -→AB)= 23 →AB - 16 → AD. 故D正确.故选BCD. (2)∵ DE∥BC,→AD = 23 →AB = 23 a,∴ →AE = 23 →AC = 23 b, ∵ △ADE∽△ABC,∴ →DE = 23 →BC = 23 (b - a). ∵ △ADN∽△ABM,且→AD = 23 →AB,∴ →AN = 23 →AM. 又∵ →AM =→AB + →BM = a + 12 →BC = a + 12 (b - a)= a + b 2 , ∴ →AN = 13 (a + b). 例3:证明:(1)∵ →AB = a + b,→BC = 2a + 8b, →CD = 3(a - b), ∴ →BD =→BC +→CD = 2a + 8b + 3(a - b) = 2a + 8b + 3a - 3b = 5(a + b)= 5→AB. ∴ →AB、→BD共线, 又∵它们有公共点B,∴ A、B、D三点共线. (2)∵ ka + b与a + kb共线, ∴存在实数λ,使ka + b = λ(a + kb) 即ka + b = λa + λkb,∴ (k - λ)a =(λk - 1)b, ∵ a、b是不共线的两个非零向量, ∴ k - λ = λk - 1 = 0,∴ k2 - 1 = 0. ∴ k = ± 1. 对点训练3:【证明】  (1)∵ →BD =→BC + →CD = - 2a + 8b + 3(a - b)= a + 5b,→AB = a + 5b, ∴ →AB =→BD,∴ →AB∥→BD, 又→AB、→BD有公共点B,所以A,B,D三点共线. (2)∵ →CA =→CB +→BA = -→BC -→AB = 2a - 8b - a - 5b = a - 13b, →x CB + →y CD = x(2a - 8b)+ 3y(a - b) =(2x + 3y)a +(- 8x - 3y)b. ∴ 2x + 3y = 1, - 8x - 3y = - 13{ , 所以x = 2, y = - 1{ , ∴ →CA = →x CB + →y CD,其中x + y = 1. 课堂检测  固双基 1. B 2. C  对A,当λ > 0时正确,否则错误;对B,0·a是向量而非数 0;对D,若b = λa,则| b | = |λa |                                                                      . —903— 3. A  因为A,B,C三点共线,所以→AB = →m BC,又因为→AB = a + 2b,→BC = - 2a + λb,则a + 2b = m(- 2a + λb),即a + 2b = - 2ma + λmb,因此- 2m = 1 λm{ = 2 ,解得 m = - 12 λ { = - 4 ,故选A. 4. C  →AM =→AB + →BM =→AB + 12 →BC =→AB + 12 ( →AC -→AB)= 12 →AB + 1 2 →AC = 12 (a + b). 5 →. OP =→OA +→AP =→OA + 43 →AB =→OA + 43 ( →OB -→OA)= - 13 →OA + 4 3 →OB. § 4  平面向量基本定理及坐标表示 4. 1  平面向量基本定理 必备知识  探新知 知识点  1. λ1e1 + λ2e2   2.{e1,e2}  3.互相垂直  4.正交 基  5.单位 关键能力  攻重难 例1:BC  由题意可知:e1,e2可以看成一组基底向量,根据 平面向量基本定理可知:A,D正确,B不正确;当λ1 = λ2 = μ1 = μ2 = 0时,则λ1e1 + μ1e2 = λ2e1 + μ2e2 = 0,此时任意实数λ均有 λ1e1 + μ1e2 = λ(λ2e1 + μ2e2),故C不正确;故选BC. 对点训练1:B  平面内只要不共线的向量均可作为表示该 平面内所有向量的基底,有无数组,①错误,②正确;由平面向量 基本定理可得,平面内的基底一旦确定,该平面内的向量关于基 底的线性分解形式也是唯一确定的,③正确.故选B. 例2:(1)①②③  (2)见解析 【解析】  (1)如图,→AD =→AC +→CD = - b + 1 2 →CB = - b - 12 a,①正确; →BE = →BC + →CE = a + 12 b,②正确; →AB =→AC +→CB = - b - a,→CF = →CA + 12 →AB = b + 12 (- b - a)= 1 2 b - 1 2 a,③ 正确;④→EF = 12 →CB = - 12 a,④不正确. (2)因为DC∥AB,AB = 2DC,E,F分别是DC,AB的中点, 所以→FC =→AD = a,→DC =→AF = 12 →AB = 12 b. →EF =→ED +→DA +→AF = - 12 →DC -→AD + 12 →AB = - 12 × 1 2 b - a + 1 2 b = 1 4 b - a. 对点训练2:A  →OP =→OA +→AP =→OA + 13 →AB =→OA + 13 ( →OB - → OA)= 23 → OA + 13 OB. ∴ x = 23 ,y = 1 3 . 例3:设→BM = e1,→CN = e2,则→AM =→AC + →CM = - 3e2 - e1, →BN =→BC +→CN = 2e1 + e2 . ∵ A,P,M和B,P,N分别共线, ∴存在实数λ,μ使得→AP = λ →AM = - λe1 - 3λe2,→BP = μ →BN = 2μe1 + μe2 . 故→BA =→BP +→PA =→BP -→AP =(λ + 2μ)e1 +(3λ + μ)e2 . 而→BA =→BC +→CA = 2e1 + 3e2,由平面向量基本定理, 得λ + 2μ = 2, 3λ + μ = 3{ , 解得 λ = 45 , μ = 35 { . ∴ →AP = 45 →AM,→BP = 35 →BN, ∴ APPM = 4,BPPN = 32 . 对点训练3:(1)43   (2) 2 3   (1)设 →AB = a,→AD = b,则→AE = 1 2 a + b, →AF = a + 12 b,又∵ →AC = a + b, ∴ →AC = 23 ( →AE +→AF), 即λ = μ = 23 ,∴ λ + μ = 4 3 . (2)∵ →OP与→OC共线, ∴存在实数μ,使→OP = μ →OC = mμ→OA + 2mμ →OB. ∵ →AP =→OP -→OA, ∴ →AP = mμ →OA + 2mμ →OB - →OA =(mμ - 1)→OA + 2mμ →OB = λ→AB = λ(→OB -→OA)= - λ→OA + λ →OB. ∵ →OA与→OB不共线, ∴ mμ - 1 = - λ, 2mμ = λ{ , 解得λ = 23 . 课堂检测  固双基 1. D  ∵ 2 →BD =→DC,∴ 2(→AD -→AB)=→AC -→AD, ∴ 2(→AD - c)= b -→AD,∴ →AD = 23 c + 1 3 b. 2. C  因为A,B,D三点共线,所以存在实数t,使→AD = →t AB,则→CD -→CA = t(→CB -→CA). 所以→CD =→CA + t(→CB -→CA)=(1 - t)→CA + →t CB. 所以1 - t = 4 3 , t = λ { , 解得λ = - 13 . 3. 1  向量a,b不能作为基底,则向量a,b共线,可设a = λb,则 k = - λ, - 1 = λ{ ,则k = 1. 4. 3  因{a,b}是一个基底,故a与b不共线,由平面向量基本定 理得3x - 4y = 6 2x - 3y{ = 3,解得x = 6y{ = 3,则x - y = 3. 5.如图,以OA,OB所在射线为邻边,OC为对角线作平行四边形 ODCE,则→OC = →OD +→OE.                                                                       —013— § $ 从速度的倍数到向量的数乘 !"#$%&'( 课标要求 核心素养 1.了解向量数乘的概念,并理解这种运算的几何意义. 2.理解并掌握向量数乘的运算律,会运用向量数乘运算进行向量运算. 3.理解并掌握两向量共线的性质及其判定方法,并能熟练地运用这些知识处 理有关共线向量的问题. 通过学习向量的数乘运算,重 点提升学生的逻辑推理和数学 运算素养. )*+,%-.+ 知识点1  向量的数乘定义     实数λ与向量a的乘积是一个向量  ,记作λa. (1)λa的大小:|λa | = |λ | | a | . (2)λa的方向: ①当λ > 0时,λa与a的方向相同  ; ②当λ < 0时,λa与a的方向相反  ; ③当λ = 0时,0a = 0  . 知识点2  向量数乘的运算律     设λ,u是实数,则有 (1)λ(ua)= (λu)a  ;(结合律) (2)(λ + u)a = λa + ua  ;(第一分配律) (3)λ(a + b)= λa + λb  .(第二分配律) 知识点3  共线(平行)向量基本定理     给定一个非零向量b,则对于任意向量a,a∥b的充要条件是存在唯一一个实数λ使a = λb  . /012%345                                                        ●678%(¹<¾€’Á 1.计算: (1)4(a + b)- 3(a - b)- 8a; (2)(5a - 4b + c)- 2(3a - 2b + c); (3)23 (4a - 3b)+ 1 3 b - 1 4 (6a - 7b[ ]) . 【分析】  运用向量数乘的运算律求解.     [归纳提升] 归纳提升: €"-¯>,ü4= MZ:I£Ÿ-, ü?·:,üX>? [t¨£t“g›4 £täB/»ŸxO ž@&p€"¯>, üX']^LF?) Bp 4 5 - !› 4 £3!/»Ÿ3“€ "?·:ÕºB€" -¿: . "&(                                                        〉 ABCD 1     (1)下列各式计算正确的有 (    ) ①(- 7)6a = - 42a;②7(a + b)- 8b = 7a + 15b; ③a - 2b + a + 2b = 2a;④4(2a + b)= 8a + 4b. A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个 (2)若a = b + c,化简3(a + 2b)- 2(3b + c)- 2(a + b)的结果为 (    ) A. - a B. - 4b C. c D. a - b                                                        ●67E%J(¹<¾€’Á`aÉ+(¹ 2.如图所示,四边形OADB是以向量→OA = a,→OB = b为邻边的 平行四边形,又BM = 13 BC,CN = 1 3 CD,试用a,b表示 →OM, →ON,→MN. 【分析】  用a,b表示→BM→表示→OM,→ON→ →MN = →ON - →OM                                                         [归纳提升] 〉 ABCD 2     (1)如图,在正方形ABCD中,Q为BC上一点,AQ交BD于E, 且E,F为BD的两个三等分点,则 (    ) A. →AE + →AF + →AC = 0 B. →AE = 23 →AB + 13 →AD C. →AF = 13 →AB + 23 →AD D. →FQ = 23 →AB - 16 →AD (2)如图所示,已知在△ABC中,→AD = 23 →AB,DE∥BC,DE交AC 于点E,BC边上的中线AM交DE于点N,设→AB = a,→AC = b,用a,b表 示向量→AE,→DE,→AM,→AN. 归纳提升: hiØ4`a-59 %BÃÓÔՀ" ÉM”%e§jž f?F : I I ô Ô Õ?<=æÞF˜™ €"ZûÔÕ . "&) ●67H%½¾(¹&ª”ÄIJ 3.设两个非零向量a与b不共线, (1)若→AB = a + b,→BC = 2a + 8b,→CD = 3(a - b),求证:A、B、D三点共线; (2)试确定实数k,使ka + b与a + kb共线. 【分析】  (1)欲证三点A、B、D共线,即证存在实数λ,使→AB = λ →BD,只要由已知条 件找出λ即可. (2)由两向量共线,列出关于a、b的等式,再由a与b不共线知,若λa = μb,则λ = μ = 0. [归纳提升] 〉 ABCD 3     已知向量→AB = a + 5b,→BC = - 2a + 8b,→CD = 3(a - b), (1)求证:A、B、D三点共线; (2)求证:→CA = x →CB + y →CD(其中x + y = 1). 归纳提升: 1. JKÊ<=§Î( ¯-I 1̈ ©%gA?…< G A,B,C §ÎBC( ¯?„ÕBCBp ·: λ?LÑ →AB = λ →AC (Ê →BC = λ →AB x ) 6] . ¨ 2 ©¶Fˆ‰áF A,B,C §Î(¯? O 0u¯ƒ%ÎBp ·: x,y, L →OA = x →OB + y →OC S x + y = 1. 2. ¶F€"(¯‘D :-I <=tJK€"(¯ `a-59B´µ€ "(¯Gn>‘$% -·: λ?LÑ b = λa(a≠0). D˜™€ "(¯‘ λ?¦´µ €"(¯-–—bc 0šÂ€"¿:šx ‘h . F³€"Œ( ¯?ŒR€"-¿: 0”?¶FCG¿: I¤Á2?zDh 2‘Ñ λ-¥. "&* KLMN%OPQ                                1.(2a - b)-(2a + b)等于 (    ) A. a - 2b B. - 2b C. 0 D. b - a 2.已知λ、μ∈R,下面式子正确的是 (    ) A. λa与a同向 B. 0·a = 0 C.(λ + μ)a = λa + μa D.若b = λa,则| b | = λ | a | 3.已知a,b是两个不共线的向量,且→AB = a + 2b,→BC = - 2a + λb,若A,B,C三点共线,则实数λ = (    ) A. - 4 B. - 1 C. 1 D. 4 4.如图,已知AM是△ABC的边BC上 的中线,若→AB = a,→AC = b,则→AM等于 (    ) A. 12 (a - b) B. - 12 (a - b) C. 12 (a + b) D. - 12 (a + b) 5.如图所示,已知→AP = 43 →AB,用 →OA,→OB表示→OP. 请同学们认真完成练案[18                             ] § % 平面向量基本定理及坐标表示 4. 1  平面向量基本定理 !"#$%&'( 课标要求 核心素养 1.通过实例理解平面向量基本定理的内容,了解基的含义. 2.会用一组基来表示其他向量.(数学运算、直观想象) 3.能应用平面向量基本定理解决一些平面几何有关的问题. 通过学习平面向量的基本定理有关内 容,重点培养学生的数学抽象,逻辑推 理,数学运算素养. )*+,%-.+ 知识点  平面向量基本定理     1.定理:如果e1,e2是同一平面内两个不共线的向量,那么该平面内任意一个向量a,存在唯一的一对实数 λ1,λ2,使a = λ1e1 + λ2e2  . 2.基:把不共线的向量e1,e2叫作表示这一平面内所有向量的一组基,记为{e1,e2}  . 3.正交基:若基中的两个向量互相垂直  ,则称这组基为正交基. 4.正交分解:在正交基  下面向量的线性表示称为正交分解. 5.标准正交基:若基中的两个向量是互相垂直的单位  向量,则称这组基为标准正交基. "'"

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第2章 3 从速度的倍数到向量的数乘(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)
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