内容正文:
2.2 向量的减法
课程标准 素养解读
1.理解相反向量的含义,向量减法的意义及减法法则
2.掌握向量减法的几何意义.能熟练进行向量的加、减运算
通过本节向量减法的学习,重点培养
学生的逻辑推理,数学运算素养
[情境引入]
如图所示,两个班级举行
一项热身运动:拔河比赛.
如果一方的力记为 F1,另一
方的力记为F2.
问题 那么它们的合力的大
小是多少? 方向如何?
[知识梳理]
[知识点一] 向量的减法
1.定义:a-b=a+ ,即向量a减向量b
等于向量a加上向量b的 .
2.几何意义:以O为起点,作向量OA
→
=a,OB
→
=
b,则 =a-b,如图所示,即a-b可表
示从向量 的终点B指向向量 的终点
A的向量.
[知识点二] 非零向量a,b的差向量的三角不
等式
1.当a,b不共线时,
如图①,作OA
→
=a,OB
→
=b,
则a-b=OA
→
-OB
→
= .
2.当a,b同向时,
若|a|>|b|,则a-b与a,b同向(如图②),
于是|a-b|=|a|-|b|,
若|a|<|b|,则a-b与a,b反向(如图③),
于是|a-b|=|b|-|a|.
3.当a,b反向时,a-b与a同向,与b反向.于是
|a-b|=|a|+|b|(如图④).
4.可见,对任意两个非零向量,总有下列向量不
等式成立:
||a|-|b||≤|a-b|≤|a|+|b|.
说明:①若a、b至少有一个为零向量时,向量
不等式的等号成立.
②由于|a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b|,将-b代入
b得:|a|-|-b|≤|a-b|≤|a|+|b|,
即|a|-|b|≤|a-b|≤|a|+|b|.
[预习自测]
1.设b是a 的相反向量,则下列说法一定错误
的是 ( )
A.a与b的长度相等
B.a∥b
C.a与b一定相等
D.a是b的相反向量
2.下列等式:①0-a=-a;②-(-a)=a;③a+
(-a)=0;④a+0=a;⑤a-b=a+(-b);⑥a-a
=0.
正确的个数是 ( )
A.3 B.4
C.5 D.6
3.AB
→
+BC
→
-AC
→
= .
16
第二章 平面向量及其应用
向量减法法则的应用
[例1] 如图所示,已知向量a、b、c、d,求作向量
a-b,c-d.
[思路点拨] 利用减法的几何意义作图.
利用向量减法进行几何作图的方法
(1)已知向量a、b,如图①所示.作OA
→
=a,
OB
→
=b,利用向量减法的三角形法则可得
a-b,利用此方法作图时,把两个向量的起
点放在一起,则这两个向量的差是以减向
量的终点为起点,被减向量的终点为终点
的向量.
(2)利用相反向量作图,通过向量求和的平
行四边形法则作出a-b.如图②所示,作
OA
→
=a,OB
→
=b,AC
→
=-b,则OC
→
=a+(-b),
即BA
→
=a-b.
[变式训练]
1.如图所示,已知向量a,b,c,求作
向量a+b-c.
向量减法的运算
[例2] 化简下列式子:
(1)NQ
→
-PQ
→
-NM
→
-MP
→;
(2)(AB
→
-CD
→)-(AC
→
-BD
→).
[思路点拨] 利用向量减法的运算律进行
化简
化简向量的和差的方法
(1)如果式子中含有括号,括号里面能运算
的直接运算,不能运算的去掉括号.
(2)可以利用相反向量把差统一成和,再利
用三角形法则进行化简.
(3)化简向量的差时注意共起点、由减向量
的终点指向被减向量的终点.
[特别提醒] 利用图形中的相等向量代入、转化
是向量化简的重要技巧.
[变式训练]
2.化简:
(1)(BA
→
-BC
→)-(ED
→
-EC
→);
(2)AB
→
-AD
→
-DC
→
.
向量加法、减法的综合运算
[例3]如图所示,已知OA
→
=a,
OB
→
=b,OC
→
=c,OD
→
=d,OE
→
=
e,OF
→
=f,试用a,b,c,d,e,f
表示:
(1)AD
→
-AB
→;
(2)AB
→
+CF
→;
(3)BF
→
-BD
→
.
26
数学(BS)必修第二册
[思路点拨] 寻找图形中已知向量与所表
示向量的关系,再灵活运用三角形或平行四
边形法则表示即可.
(1)解决此类问题应搞清楚图形中的相等
向量、相反向量、平行向量以及构成三
角形三向量之间的关系,确定已知向量
与被表示向量的转化渠道.
(2)通过表示向量的有向线段的字母符号
运算 来 解 决 问 题 时,运 算 过 程 中,将
“-”改为“+”,只需把表示向量的两个
字母的顺序颠倒一下即可,如“-AB
→”
改为“+BA
→”.
[变式训练]
3.如图,已知O为平行四边形
ABCD 内一点,OA
→
=a,OB
→
=b,OC
→
=c,求OD
→
.
1.下列等式成立的个数是 ( )
①a+b=b+a;
②a-b=b-a;
③0-a=-a;
④-(-a)=a;
⑤a+(-a)=0.
A.5 B.4 C.3 D.2
2.下列四个式子中可以化简为AB
→
的是 ( )
①AC
→
+CD
→
-BD
→;②AC
→
-CB
→;③OA
→
+OB
→;
④OB
→
-OA
→
A.①④ B.①② C.②③ D.③④
3.如图,D,E,F分别是△ABC的边AB,BC,CA
的中点,则 ( )
A.AD
→
+BE
→
+CF
→
=0
B.BD
→
-CF
→
+DF
→
=0
C.AD
→
+CE
→
-CF
→
=0
D.BD
→
-BE
→
-FC
→
=0
4.化简:(1)PB
→
+OP
→
-OB
→
= ;
(2)OB
→
-OA
→
-OC
→
-CO
→
= .
5.化简:(1)(AB
→
-CD
→)+(BE
→
-DE
→);
(2)AB
→
+DA
→
+BD
→
-BC
→
-CA
→
.
学习至此,请完成配套训练
36
第二章 平面向量及其应用
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
[例3] [解] (1)∵OB→=b,OD→=d,
∴AD→-AB→=BD→=OD→-OB→=d-b.
(2)∵OA→=a,OB→=b,OC→=c,OF→=f,
∴AB→+CF→=(OB→-OA→)+(OF→-OC→)
=b+f-a-c.
(3)∵OD→=d,OF→=f,
∴BF→-BD→=DF→=OF→-OD→=f-d.
变式训练
3.解:在△AOD 中,OD→=OA→+AD→,
在△BOC中,BC→=OC→-OB→,
又∵四边形ABCD 是平行四边形,∴AD→=BC→,
∴OD→=OA→+OC→-OB→=a+c-b.
随堂步步夯实
1.B [由题意知,①③④⑤成立.]
2.A [因为AC→+CD→-BD→=AD→-BD→=AD→+DB→=AB→,所以
①正确,排除C、D;因为OB→-OA→=AB→,所以④正确,排除B,
故选 A.]
3.A [AD→+BE→+CF→=12AB
→+12BC
→+12CA
→=12(AB
→+BC→
+CA→)=0.]
4.解析:(1)PB→+OP→-OB→=PB→+BP→=0.
(2)OB→-OA→-OC→-CO→=(OB→-OA→)-(OC→+CO→)=AB→-0
=AB→
答案:(1)0 (2)AB→
5.解:(1)原式=(AB→+BE→)-(CD→+DE→)
=AE→-CE→=AE→+EC→=AC→.
(2)AB→+DA→+BD→-BC→-CA→
=(AB→+BD→)+DA→-(BC→+CA→)
=AD→+DA→-BA→
=-BA→=AB→.
§3.从速度的倍数到向量的数乘
3.1 向量的数乘运算
课前预习学案 情境引入
提示:a+a+a=3a,3a与a 方向相同,且长度是a长度的
3倍.
知识梳理 知识点一
向量 数乘 λa
1.相同 相反 0
2.|λ||a|
[思考]
1.提示:向量3a的几何意义是将表示向量a 的有向线段在原
方向上伸长为原来的3倍.
知识点二
1.λa+μa 2.(λμ)a
3.λa+λb λ(-a) λa-λb
[思考]
2.提示:数乘向量λa 仍是向量,既有大小,又有方向,与向量a
共线;而实数的乘积仍是实数,只有大小,没有方向.
预习自测
1.C 2.D 3.12
(-a-b) 12
(b-a)
课堂互动学案
[例1] [解] (1)真命题.∵2a=a+a与a 方向相同,且|2a|
=|a+a|=|a|+|a|=2|a|.
(2)真命题.∵-2a=(-a)+(-a)与-a同方向,3a=a+a
+a 与a 同 方 向,由 于 -a 与a 反 方 向,故 -2a 与 3a 反
方向,
又∵|-2a|=2|a|,|3a|=3|a|,所以-2a的模是3a模的
2
3
倍.
(3)真命题.∵-2a+2a=(-2+2)a=0.故-2a与2a是一
对相反向量.
(4)假命题.∵-(b-a)与b-a是一对相反向量,a-b与
b-a是一对相反向量,∴-(b-a)与a-b是相等向量.
变式训练
1.D [由λ与向量a 的积λa 的方向规定,易知①②正确,对于
命题③④,当λμ>0时,λ,μ同正或同负,∴λa 与μa 或者都
与a 同向,或者都与a反向.∴λa 与μa 同向,当λμ<0时.则
λ与μ 异号,λa 与μa 中,一个与a同向,一个与a反向,∴λa
与μa 反向,故③④也正确.]
[例2] [解] (1)原式=23 4a-3b+
1
3b-
3
2a+
7
4b( )
=23 4-
3
2( )a+ -3+
1
3+
7
4( )b[ ]
=23
5
2a-
11
12b( )=
5
3a-
11
18b.
(2)原式=[(x+y)-2(x-y)]a+[(x+y)-(x-y)]b
=(3y-x)a+2yb.
(3)原式=13a-b-a+
2
3b+2b-a
= 13-1-1( )a+ -1+
2
3+2( )b=-
5
3a+
5
3b
=-53
(3i+2j)+53
(2i-j)
= -5+103( )i+ -
10
3-
5
3( )j
=-53i-5j.
变式训练
2.解析:∵2 y-13a( )-
1
2
(c+b-3y)+b=0,
∴ 2+32( )y-
2
3a+ -
1
2+1( )b-
1
2c=0
,
∴72y=
2
3a-
1
2b+
1
2c
,
∴y=421a-
1
7b+
1
7c.
答案:4
21a-
1
7b+
1
7c
[例3] [解] 由已知,点A 是BC 的中点,
则OA→=12(OB
→+OC→),从而OC→=2OA→-OB→=2a-b,
又OD=2DB,所以OD→=23OB
→=23b,
DC→=OC→-OD→=2a-b-23b=2a-
5
3b.
变式训练
3.解:连接CN.
∵AN∥DC,且AN=DC=12AB
,
∴四边形ANCD 为平行四边形,
∴CN→=-AD→=-b.
∵CN→+NB→+BC→=0,
∴BC→=-NB→-CN→=b-12a,
MN→=CN→-CM→=CN→+12AN
→=14a-b.
随堂步步夯实
1.D [∵a=-12b
(b≠0),-12<0
,∴a和b方向相反,且|a|
= -12b =
1
2|b|
,∴|b|=2|a|.故选 D.]
2.C [①③④正 确,②错,7(a+b)-8b=7a+7b-8b=7a
-b.]
032
数学(BS)必修第二册