内容正文:
第2课时 向量的减法运算
学业标准
素养目标
1.能用相反向量说出向量减法的意义.(难点)
2.掌握向量的减法运算及其几何意义,能熟练地进行向量的加减运算.(重点)
3.能将向量的减法运算转化为向量的加法运算.(易混点)
1.类比数的运算,探究向量减法运算和三角形法则,培养数学抽象和数学建模等核心素养.
2.通过向量加法进行向量的减法运算,提升数学运算和逻辑推理等核心素养.
[教材梳理]
导学
向量加减法
1.向量减法的定义
若b+x=a,则向量x叫作a与b的差,记为a-b.求两个向量差的运算,叫作向量的减法.
2.几何意义
如图,在平面内任取一点O,作=a,=b.则向量a-b=.
即当向量a,b起点相同时,从b的终点指向a的终点的向量就是a-b.
3.性质:减去一个向量等于加上这个向量的相反向量,即a-b=a+(-b).[基础自测]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)△ABC中,=a,=b,则=a-b.( )
(2)两个相等向量的差是零.( )
(3)任意两个向量的差都能用三角形法则表示.( )
(4)向量的减法是向量加法的逆运算.( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√
2.(多选题)在平行四边形ABCD中,下列结论正确的是( )
A.-=0 B.-=
C.-= D.+=0
答案 ABD
3.-=________.
解析 -=.
答案
4.+-=________.
解析 +-=+=.
答案
题型一 向量减法的几何意义(一题多解)
如图,已知向量a,b,c不共线,求作向量a+b-c.
[解析] 法一 如图①,在平面内任取一点O,作=a,=b,=c,连接BC,
则=b-c.
过点A作AD綊BC,连接OD,
则=b-c,
所以=+=a+b-c.
法二 如图②,在平面内任取一点O,作=a,=b,连接OB,则=a+b,
再作=c,连接CB,
则=a+b-c.
法三 如图③,在平面内任取一点O,
作=a,=b,连接OB,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三角形法则,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.
[触类旁通]
1. 如图,已知向量a,b,c,求作向量a-b-c.
解析 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.
题型二 向量的减法运算(一题多解)
化简下列各式:
(1)(+)+(--);
(2)--.
[解析] (1)法一 原式=+++=(+)+(+)=+=.
法二 原式=+++
=+(+)+=++
=+0.
(2)法一 原式=-=.
法二 原式=-(+)=-=.
向量减法运算的常用方法
[触类旁通]
2.化简下列向量表达式:
(1)-+-;
(2)(-)+(-).
解析 (1)-+-=+-=-=.
(2)(-)+(-)=+++=+(++)=+0.
题型三 向量加减法的综合应用(一题多变)
(1)在四边形ABCD中,=,若|-|=|-|,则四边形ABCD是( )
A.菱形 B.矩形
C.正方形 D.不确定
(2)已知||=6,||=9,求|-|的取值范围.
(1)[解析] ∵=,
∴四边形ABCD为平行四边形,
又∵|-|=|-|,∴||=||.
∴四边形ABCD为矩形.
[答案] B
(2)[解析] ∵≤|-|≤||+||,
且||=9,||=6,∴3≤|-|≤15.
当与同向时,|-|=3;
当与反向时,|-|=15.
∴|-|的取值范围为[3,15].
[母题变式]
1. (变条件,变结论)将本例(2)的条件改为“||=8,||=5”,求||的取值范围.
解析 因为=-,||=8,||=5,
≤|-|≤||+||,
所以3≤||≤13,
当与同向时,||=3;
当与反向时,||=13.
所以||的取值范围是[3,13].
2.(变条件,变结论)在本例(2)条件不变的条件下,求|+|的取值范围.
解析 由≤|+|≤||+||,∵||=6,||=9,
∴3≤|+|≤15.
当与同向时,|+|=15;
当与反向时,|+|=3.
3.(变条件,变结论)本例(2)中条件“||=9”改为“||=9”,求||的取值范围.
解析 =-,又||=||,
由≤|-|≤||+||,∴3≤||≤15.
[素养聚焦] 通过向量加减法的综合应用,直观想象、数学运算等核心素养体现在解题过程中.
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的表示,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.
[触类旁通]
3.在四边形ABCD中,AB=AD=2,∠BAD=120°,O为平面上一点,且满足+=+,则四边形ABCD的面积为( )
A. B.2
C.4 D.4
解析 ∵+=+,∴-=-,即=,∴BA綊CD,
∴四边形ABCD为平行四边形,又AB=AD,
∴平行四边形ABCD为菱形.
如图,连接AC,∵∠BAD=120°,
∴△ABC与△ACD均为等边三角形,∴四边形ABCD的面积为×2××2=2,故选B.
答案 B
[缜密思维提能区] 易错案例
向量加、减法运算
[典例] 如图,已知O为平行四边形ABCD内一点,=a,=b,=c,则OD=________(用a,b,c表示).
[解析] 因为=,
[纠错心得] 向量加减法的几何意义的两个关注点
(1)重视向量知识与平面几何知识的结合:利用平面几何中线线平行、线段相等可以推出向量共线.
(2)记准向量减法的几何意义:根据向量减法的几何意义作两个向量差的基本步骤是:作平移,共起点,两尾连,指被减.
知识落实
技法强化
向量减法的定义、几何意义,相反向量.
恰当的构造平行四边形,寻找|a|,|b|,|a±b|的关系,要灵活运用平面图形的性质.
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