内容正文:
1.下列说法中正确的是 ( )
A.数量可以比较大小,向量也可以比较大小
B.方向不同的向量不能比较大小,但同向的向
量可以比较大小
C.向量的大小与方向有关
D.向量的模可以比较大小
2.下列说法正确的是 ( )
A.AB
→
∥CD
→
表示AB
→
所在的直线平行于CD
→
所
在的直线
B.长度相等的向量叫做相等向量
C.零向量的长度等于0
D.共线向量是在一条直线上的向量
3.若|AB
→
|=|AD
→
|且BA
→
=CD
→,则四边形ABCD
的形状为 ( )
A.平行四边形 B.矩形
C.菱形 D.等腰梯形
4.已知在边长为2的菱形ABCD 中,∠ABC=
60°,则|BD
→
|= .
5.如图所示,在四边形ABCD
中,AB
→
=DC
→,N,M 分别是
AD,BC 上 的 点,且 CN
→
=MA
→,
求证:DN
→
=MB
→
.
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§2.从位移的合成到向量的加减法
2.1 向量的加法
课程标准 素养解读
1.理解并掌握向量加法的概念,了解加法的物理意义
2.掌握向量加法的三角形法则和平行四边形法则,并能熟
练运用这两个法则作两个向量的加法运算
3.了解向量加法的交换律和结合律
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
[情境引入]
在日常生活中,你是否有这样的经验:两个
人共提一个重物,夹角越大越费力;在单杠上做
引体向上运动,两臂的夹角越小越省力.
问题 1.你能从数学的角度解释这种现象吗?
2.物理学中的两个位移的和体现了向量
的什么运算?
[知识梳理]
[知识点一] 向量加法的定义及运算法则
1.求定义
求 的运算,叫作向量的加法.
2.运算法则
(1)
平
行
四
边
形
法
则
已知两个不共线的 向 量
a,b,在平面内任取一点
A,作 有 向 线 段AB
→
=a,
AD
→
=b,再作平行于AD
→
的
有 向 线 段BC
→
=b,连 接
DC,则四 边 形 ABCD 为
平行四边形.向量AC
→
叫作
向量a 与b 的和,表示为
AC
→
=a+b.
75
第二章 平面向量及其应用
(2)
三
角
形
法
则
已知两个不共线的 向 量
a,b,在平面内任取一点
A,作有向线段AB
→
=a,BC
→
=b,再作向量AC
→,则向量
AC
→
叫作向量a 与b 的和,
记作a+b,即a+b=AB
→
+BC
→
=AC
→
.
规定:(1)零向量与任一向量a的和都有a+0=
+ =a.
(2)互为相反向量的两个向量的和为零向量,即
a+(-a)=(-a)+a=0.
1.两个向量相加就是两个向量的模
相加吗?
[知识点二] 向量a+b与非零向量a,b的模及
方向的关系
1.当向量a与b不共线时,a+b的方向与a,b都不
相同,且|a+b|<|a|+|b|,几何背景是三角形两
边之和大于第三边.
2.当a与b 同向时,a+b与a 的方向相同,且
|a+b|=|a|+|b|.
3.当a与b反向时,若|a|≥|b|,则a+b与a 的
方向相同,且|a+b|=|a|-|b|.若|a|<|b|,
则a+b 与b 的方向相同,且|a+b|=|b|
-|a|.
[知识点三] 向量加法的运算律
1.结合律:(a+b)+c=a+(b+c).
2.交换律:a+b=b+a.
3.多个向量相加
已知n个向量,依次把这n个向量 ,以
第一个向量的起点为起点,第n个向量的终点
为终点的向量称为这n 个向量的和向量.即
A1A2
→
+A2A3
→
++An-1An
→
=A1An
→
.
2.用运算律求得AB
→
+CA
→
+BC
→
的结
果是什么?
[预习自测]
1.在△ABC中,AB
→
+BC
→
= ( )
A.BA
→
B.CB
→
C.AC
→
D.CA
→
2.AO
→
+OB
→
+OC
→
+CA
→
+BO
→
等于 ( )
A.AB
→
B.0
C.BC
→
D.AC
→
3.在 矩 形 ABCD 中,若 AB=3,BC=2,则
|AB
→
+BC
→
|= .
向量加法法则的应用
[例1] (1)如图(1)所示,用向量加法的三角形
法则作出a+b;
(2)如图(2)所示,用向量加法的平行四边形法
则作出a+b.
[思路点拨] 借助向量加法的几何意义作图.
85
数学(BS)必修第二册
用三角形法则求和向量,关键是抓住“首尾
相连”,和向量是第一个向量的起点指向第
二个向量的终点,平行四边形法则注意“共
起点”.且两种方法中,第一个向量的起点
可任意选取,可在某一个向量上,也可在其
它位置.两向量共线时,三角形法则仍适
用,平行四边形法则不适用.
[变式训练]
1.已知向量a,b,c,如图所示.求作a+b+c.
向量加法运算
[例 2] 如 图,O 为 正 六 边 形
ABCDEF 的 中 点,化 简 下 列
向量:
(1)OA
→
+OC
→;
(2)BC
→
+FE
→;
(3)OA
→
+FE
→
.
[思路点拨] 解答本题充分利用正六边形
的有关性质,利用向量加法法则运算作出相
应向量.
应用三角形法则和平行四边形法则求和向
量时,要注意它们的使用条件,三角形法则
适用于任何两个非零向量,且要首尾相接,
平行四边形法则适用于不共线的两个向
量,且要有同一起点.当两个向量不是首尾
相接或同一起点时,可通过相等向量进行
转化.
[变式训练]
2.化简或计算:
(1)CD
→
+BC
→
+AB
→;
(2)AB
→
+DF
→
+CD
→
+BC
→
+FA
→
.
用向量加法证明几何问题
[例3]如图所示,在平行四边形
ABCD的对角线BD的延长线及
反向延长线上取点E,F,使BE
=DF.
求证:四边形AECF是平行四
边形.
[思路点拨] 证明FA
→
=CE
→
或FC
→
=AE
→
即可.
用向量方法证明几何问题,首先要把几何
问题中的边转化成相应的向量,通过向量
的运算及其几何意义得到向量间的关系,
然后再还原成几何问题.
[变式训练]
3.如图,在平行四边形ABCD
中.对角线AC与BD 交于O
点,P为平面内任意一点.
求证:PA
→
+PB
→
+PC
→
+PD
→
=
4PO
→
.
95
第二章 平面向量及其应用
向量加法的实际应用
[例4]一架执行任务的飞机从A 地按北偏西
30°的方向飞行300km后到达B地,然后向C
地飞行,已知C 地在A 地东偏北30°的方向
处,且A,C两地相距300km,求飞机从B 地
到C 地飞行的方向及B,C间的距离.
[思路点拨] 做出示意图,构造三角形.利
用向量的加法法则求解.
利用向量的加法解决实际应用题的三个
步骤
[变式训练]
4.在水流速度为10km/h的河中,如果要使船以
17.3km/h的速度与河岸成直角横渡,求船的
航行速度的大小与方向.
1.(AB
→
+PB
→)+(BO
→
+BM
→)+OP
→
化简后等于
( )
A.BC
→
B.AB
→
C.AC
→
D.AM
→
2.如图,在正六边形ABCDEF中,
BA
→
+CD
→
+EF
→
等于 ( )
A.0 B.BE
→
C.AD
→
D.CF
→
3.已知四边形ABCD 为菱形,则下列等式中成
立的是 ( )
A.AB
→
+BC
→
=CA
→
B.AB
→
+AC
→
=BC
→
C.AC
→
+BA
→
=AD
→
D.AC
→
+AD
→
=DC
→
4.已知向量a表示“向东航行3km”,b表示“向南
航行3km”,则a+b表示 .
5.如图所示,P,Q是△ABC的边BC 上两点,且
BP=QC.求证:AB
→
+AC
→
=AP
→
+AQ
→
.
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06
数学(BS)必修第二册
预习自测
1.D 2.C 3.D
课堂互动学案
[例1] [解析] ①错误.由|a|=|b|仅说明a与b模相等,但
不能说明它们方向的关系.
②错误.0的模为零.
③正确.对于一个向量,只要不改变其大小和方向,是可以任
意移动的.
④错误.共线向量即平行向量,只要方向相同或相反即可,并不
要求两个向量AB→,CD→必须在同一直线上.
[答案] ③
变式训练
1.A [由向量相等的定义知 A正确;向量是有方向的量,不能比
较大小,故B错误;选项C中,当c=0时,a与c不平行,故C不
正确;选项D中,a≠b可以是a∥b但a与b的模不相等,故 D
不正确.]
[例2] [解] (1)向量AB→、BC→、CD→如图所示.
(2)由 题 意,易 知AB→ 与CD→ 方 向 相 反,故AB→ 与CD→ 共 线,
又|AB→|=|CD→|,
∴在四边形ABCD 中,ABCD.
∴四边形ABCD 为平行四边形.
∴AD→=BC→,∴|AD→|=|BC→|=200km.
变式训练
2.解析:(1)与AF→ 相等的向量有BE→、CD→.
(2)与AE→ 共线的向量有EA→、BD→、DB→.
答案:(1)BE→、CD→ (2)EA→、BD→、DB→
[例3] [解] (1)与a的模相等的向量有23个.
(2)与a的长度相等且方向相反的向量有OD→,BC→,AO→,FE→.
(3)与 a 共 线 的 向 量 有EF→,BC→,OD→,FE→,CB→,DO→,AO→,
DA→,AD→.
变式训练
3.解:(1)∵四边形ABCD 和ABDE 都是平行四边形,
∴ABED,ABDC,从而AB→=ED→,AB→=DC→,
∴ED→=DC→,故与向量ED→相等的向量是AB→,DC→.
(2)∵AB→=ED→,AB→=DC→,∴ED→=DC→.
∴ED→与DC→方向相同,从而E、D、C三点共线.
∴|EC→|=|ED→|+|DC→|=2|AB→|=6.
[例4] [解] (1)向量a与c的夹角即∠BAC=60°.
(2)如图,延长 AB 至 点D,使 BD
=AB,则BD→=a,因为△ABC 为等
边 三 角 形,所 以 ∠ABC=60°,则
∠CBD=120°,故向量a与b 的夹
角为120°.
(3)延长 AC 至点E,使CE=AC,
则CE→=c,延 长 BC 至 点F,使 CF=BC,则CF→=b.因 为
△ABC为等边三角形,所以∠ECF=∠ACB=60°,故向量b
与c的夹角为60°.
变式训练
4.解析:如图,正六边形 ABCDEF 中,
点O 为 其 中 心,以 这 七 个 点 为 起 点
或终点的向量中,与AB→相等的向量
有OC→,FO→,ED→,共3个,
与AB→的模相等,且夹角为60°的向量
有AO→,OD→,FE→,BC→,FA→,EO→,OB→,
DC→,共8个.
答案:3 8
随堂步步夯实
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.]
2.C [AB→∥DC→表示AB→所在的直线平行于DC→所在的直线,或
AB→所在的直线与DC→所在的直线重合;相等向量不仅要求长
度相等,还要求方向相同;共线向量也称为平行向量,它们可
以是在一条直线上的向量,也可以是所在直线互相平行的向
量,所以 A,B,D均错误,故选 C.]
3.C [因为BA→=CD→,所以四边形ABCD 为平行四边形,
又|AB→|=|AD→|,即邻边相等,所以四边形ABCD为菱形.]
4.2 3
5.证明:∵AB→=DC→,
∴AB=DC且AB∥DC,
∴四边形ABCD 是平行四边形,∴CB→=DA→,
又CN→=MA→,
∴CN=MA,CN∥MA,
∴四边形CNAM 是平行四边形,
∴CM→=NA→,∴CM=NA,CM∥NA.
∵CB=DA,CM=NA,
∴MB=DN.
又DN∥MB,∴DN→与MB→的模相等且方向相同,
∴DN→=MB→.
§2.从位移的合成到向量的加减法
2.1 向量的加法
课前预习学案 情境引入
1.提示:这涉及到向量的合成问题.即向量的加法.
2.提示:体现了两个向量的加法运算.
知识梳理 知识点一
1.两个向量和
2.0 a
[思考]
1.提示:两个向量相加,和向量还是一个向量,通过三角形法则
或平行四边形法则可得和向量,两个向量的模相加,其和是
一个实数,不是一个向量.
知识点三
3.首尾相接
[思考]
2.提示:AB→+CA→+BC→=AB→+BC→+CA→=AC→+CA→=0,故结果
是0.
预习自测
1.C 2.B 3. 13
课堂互动学案
[例1] [解] (1)在平面内任取一点O,作OA→=a,AB→=b,再
作向量OB→,则OB→=a+b.
(2)在平面内任取一点O,作OA→=a,OB→=b,再作平行OB→的
AC→=b,连 接 BC,则 四 边 形 OACB 为 平 行 四 边 形,OC→=a
+b.
822
数学(BS)必修第二册
变式训练
1.解:在平面内任取一点O,作OA→=a,AB→=b,BC→=c,如图,则
由向量加法的三角形法则,得OB→=a+b,OC→=a+b+c.
[例2] [解] (1)由题图知,OABC为平行四边形,
∴OA→+OC→=OB→.
(2)由图知BC→=FE→=OD→=AO→,
∴BC→+FE→=AO→+OD→=AD→.
(3)∵OD→=FE→,
∴OA→+FE→=OA→+OD→.
又OA→=DO→,∴OA→+FE→=DO→+OD→=0.
变式训练
2.解:(1)CD→+BC→+AB→=(AB→+BC→)+CD→
=AC→+CD→=AD→.
(2)AB→+DF→+CD→+BC→+FA→=(AB→+BC→)+(CD→+DF→)+
FA→=AC→+CF→+FA→=AF→+FA→=0.
[例3] [证明] ∵四边形ABCD 是平行四边形,
∴DACB,
∴DA→=CB→.
又∵DF=BE 且DF 与BE 共线,
∴FD→=BE→.
∴FD→+DA→=BE→+CB→.
即FA→=CE→.
∴FACE.
∴四边形AECF 是平行四边形.
变式训练
3.证明:∵PA→+PB→+PC→+PD→
=PO→+OA→+PO→+OB→+PO→+OC→+PO→+OD→
=4PO→+(OA→+OB→+OC→+OD→)
=4PO→+(OA→+OC→)+(OB→+OD→)
=4PO→+0+0=4PO→.
∴PA→+PB→+PC→+PD→=4PO→.
[例4] [解] 如图所示,BC→=BA→
+AC→,∠BAC=90°,|AB→|=|AC→|
= 300 km, 所 以 |BC→| =
300 2km.又因为∠ABC=45°,
且A 地在B 地的东偏南60°的方
向处,可知C地在B 地的东偏南
15°的方向处.
故飞机从B 地向C 地飞行的方向是东偏南15°,B,C 两地间
的距离为300 2km.
变式训练
4.解:如图所示.设|AB→|=10km/h,
|AC→|=17.3km/h.
在 Rt △ABC 中,| BC→ | =
|AB→|2+|AC→|2 = 102+17.32
≈20(km/h).
又cos∠ABC=|AB
→|
|BC→|
=1020=
1
2
,所以∠ABC=60°.
所以船的实际航行速度大小为20km/h,与水流的方向成
120°角.
随堂步步夯实
1.D [(AB→+PB→)+(BO→+BM→)+OP→=AB→+BO→+OP→+PB→
+BM→=AM→.]
2.D [BA→+CD→+EF→=DE→+CD→+EF→=CE→+EF→=CF→.]
3.C [对于 A,AB→+BC→=AC→≠CA→;对于B,AB→+AC→≠BC→;对
于 C,AC→+BA→=BA→+AC→=BC→,又AD→=BC→,所以AC→+BA→
=AD→;对于 D,AC→+AD→≠DC→.]
4.解析:根据题意由于向量a表示“向东航行3km”,向量b表示
“向南航行3km”,那么可知a+b表示向东南航行3 2km.
答案:向东南航行3 2km
5.证明:AB→=AP→+PB→,
AC→=AQ→+QC→,
∴AB→+AC→=AP→+PB→+AQ→+QC→.
∵PB→与QC→大小相等,方向相反,
∴PB→+QC→=0,
故AB→+AC→=AP→+AQ→+0=AP→+AQ→.
2.2 向量的减法
课前预习学案 情境引入
提示:设|F1|>|F2|,合力大小为||F1|-|F2||=|F1|-|F2|,
方向与力F1 的方向一致.
知识梳理 知识点一
1.(-b) 相反向量
2.BA→ b a
知识点二
1.BA→
预习自测
1.C 2.D 3.0
课堂互动学案
[例1] [解] 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→.
变式训练
1.解:在平面内任取一点O,作OA→=a,OB→=b,OC→=c.
由向量加法的平行四边形法则得OD→=a+b;
由向量的减法法则得CD→=OD→-OC→=a+b-c.
所以CD→就是所要求作的向量a+b-c(如图所示).
[例2] [解] (1)原式=NP→+MN→-MP→=NP→+PN→=NP→
-NP→=0.
(2)原式=AB→-CD→-AC→+BD→
=(AB→-AC→)+(DC→-DB→)=CB→+BC→=0.
变式训练
2.解:(1)(BA→-BC→)-(ED→-EC→)
=CA→-CD→=DA→.
(2)AB
→
-AD
→
-DC
→
=DB
→
-DC
→
=CB
→
.
922
参考答案