内容正文:
2.2 向量的减法
知识点1 相反向量
与a长度相等、方向相反的向量叫做相反向量,记作-a.对相反向量的把握要注意以下几点:
(1)a与-a互为相反向量,即-(-a)=a.
(2)规定:零向量的相反向量仍是零向量.
(3)任一向量与其相反向量的和是零向量,即a+(-a)=(-a)+a=0.
知识点2 向量的减法
(1)定义:a-b=a+(-b),即减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量.
(2)几何意义:以A为起点,作向量eq \o(AB,\s\up16(→))=a,eq \o(AD,\s\up16(→))=b,则eq \o(DB,\s\up16(→))=a-b,如图所示,即a-b可表示从向量eq \o(AD,\s\up16(→))的终点指向向量eq \o(AB,\s\up16(→))的终点的向量.
讲重点 向量减法的运算法则
(1)向量的减法运算与向量的加法运算是互逆运算,可以灵活转化,减去一个向量等于加上这个向量的相反向量.
(2)两个向量的差也可用平行四边形法则及三角形法则求得:用平行四边形法则时,两个向量也是共起点,和向量是起点与它们的起点重合的那条对角线(eq \o(AC,\s\up16(→))),而差向量是另一条对角线(eq \o(DB,\s\up16(→))),方向是从减向量指向被减向量;用三角形法则时,把减向量与被减向量的起点相重合,则差向量是从减向量的终点指向被减向量的终点.
①
释疑点 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eq \o(OA,\s\up16(→))=a,eq \o(OB,\s\up16(→))=b,
则a-b=eq \o(OA,\s\up16(→))-eq \o(OB,\s\up16(→))=eq \o(BA,\s\up16(→)).
②
(2)当a,b共线且同向时
若|a|>|b|,则a-b与a,b同向(如图②),
于是|a-b|=|a|-|b|.
③
若|a|<|b|,则a-b与a,b反向(如图③),
于是|a-b|=|b|-|a|.
④
(3)当a,b共线且反向时,a-b与a同向,与b反向.
于是|a-b|=|a|+|b|(如图④).
类型一 向量的加减法运算
【例1】 化简(eq \o(AB,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→)))-(eq \o(AC,\s\up16(→))-eq \o(BD,\s\up16(→))).
思维启迪:利用向量加、减法的定义及相关运算律求解.
解析:法一 (统一成加法):
(eq \o(AB,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→)))-(eq \o(AC,\s\up16(→))-eq \o(BD,\s\up16(→)))
=eq \o(AB,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→))-eq \o(AC,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))=eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \o(DC,\s\up16(→))+eq \o(CA,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))
=eq \o(AB,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))+eq \o(DC,\s\up16(→))+eq \o(CA,\s\up16(→))=eq \o(AD,\s\up16(→))+eq \o(DA,\s\up16(→))=0.
法二 (利用eq \o(OA,\s\up16(→))-eq \o(OB,\s\up16(→))=eq \o(BA,\s\up16(→))):
(eq \o(AB,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→)))-(eq \o(AC,\s\up16(→))-eq \o(BD,\s\up16(→)))
=eq \o(AB,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→))-eq \o(AC,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))=(eq \o(AB,\s\up16(→))-eq \o(AC,\s\up16(→)))-eq \o(CD,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))
=eq \o(CB,\s\up16(→))-eq \o(CD,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))=eq \o(DB,\s\up16(→))+eq \o(BD,\s\up16(→))=0.
法三 (利用eq \o(AB,\s\up16(→))=eq \o(OB,\s\up16(→))-eq \o(OA,\s\up16(→))):
设O是平面内任意一点,则
(eq \o(AB,\s\up16