内容正文:
第六章 平面向量及其应用
6.2.2 向量的减法运算
学习目标 1.理解相反向量的概念.
2.借助实例和平面向量的几何表示,掌握平面向量减法运算及运算规则,理解其几何意义.
3.能运用向量的加法与减法解决相关问题.
基础落实·必备知识一遍过
知识点1 相反向量
定义 与向量a长度 ,方向 的向量,叫做a的相反向量
性质 ①零向量的相反向量仍是零向量
②a+(-a)=(-a)+a=
③如果a,b互为相反向量,那么a= ,b=-a,a+b=0
若a+b=0,则|a|=|b|
相等
相反
0
-b
思考辨析
1. 的相反向量是哪个向量?
2.-(-a)=a成立吗?
提示 成立,因为a与-a互为相反向量.
自主诊断
1.下列说法错误的是( )
A.长度相等且方向相反的两个向量是相反向量
B.方向相反的向量是相反向量
C.零向量的相反向量是零向量
D.互为相反向量的两个向量是共线向量
B
解析 相反向量是指长度相等、方向相反的向量,故A正确,B错误;
零向量的相反向量是零向量,故C正确;
共线向量是指方向相同或相反的向量,互为相反向量的两个向量方向相反,故D正确.故选B.
2.如图,四边形ABCD 是平行四边形,AC与BD相交于点O,下列互为相反向量的是( )
C
知识点2 向量减法运算及其几何意义
定义 a-b=a+(-b),即减去一个向量相当于加上这个向量的
作法 已知向量a,b,在平面内任取一点O,作
几何意义 用几何法求两个向量的差时,这一步至关重要
如果把两个向量a,b的起点放在一起,则a-b可以表示为从向量b的
指向向量a的 的向量
相反向量
终点
终点
名师点睛
1.若向量a,b为非零不向量共线,则a,b与a-b围成三角形,故称这种作两向量差的方法为向量减法的三角形法则.
2.求两个向量的差就是要把两个向量的起点放在一起,它们的差是以减向量的终点为起点,以被减向量的终点为终点的向量,可简记为“共起点,连终点,指向被减”.
思考辨析
1.当两个非零向量a,b共线时,如何作图得a-b?
图①
图②
2.若a,b是不共线的向量,则|a+b|与|a-b|的几何意义是什么?
自主诊断
A.a+b B.a-b
C.b-a D.-a-b
C
2.如图所示,
数轴上三个点A,B,C,则= ,||= .
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重难探究·能力素养速提升
探究点一 向量减法的几何意义
A.a-b+c
B.b-(a+c)
C.a+b+c
D.b-a+c
A
(2)(北师大版教材例题)如图,已知向量a,b,c,求作向量a-b+c.
规律方法
变式训练1 (1)如图所示,已知向量a,b,c,求作向量a-b-c.
图①
图②
(2)如图所示,四边形ACDE是平行四边形,B是该平行四边形内一点,且=a,=b,=c,试用向量a,b,c表示向量.
解 因为四边形ACDE是平行四边形,所以=c,=b-a,故=b-a+c.
探究点二 向量的加法与减法运算
【例2】 化简下列各向量的表达式:
规律方法 向量加减法化简的常用方法
(1)首尾相连且为和;
(2)起点相同且为差;
(3)借助相反向量,化向量减法为向量加法.
变式训练2化简:
(1);
(2)-().
解 (1)=0.
(2)-()=-()=-()
==0.
探究点三 向量减法几何意义的应用
【例3】 (1)在四边形ABCD中, ,则四边形ABCD是( )
A.菱形 B.矩形 C.正方形 D.不确定
B
变式探究2本例(2)中条件不变,求||的取值范围.
解 由|||-|||≤||≤||+||,且||=6,||=9,
所以3≤||≤15,当同向时,||=15;当反向时,||=3.
所以||的取值范围为[3,15].
规律方法 1.用向量法解决平面几何问题的步骤
(1)将平面几何问题中的量抽象成向量.
(2)转化为向量问题,进行向量运算.
(3)将向量问题还原为平面几何问题.
2.||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|.
本节要点归纳
1.知识清单:
(1)向量的减法运算.
(2)向量减法的几何意义.
2.方法归纳:数形结合.
3.常见误区:忽视向量共起点时才可进行向量的减法运算.
学以致用·随堂检测促达标
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1.若非零向量a,b互为相反向量,则下列说法错误的是( )
A.a∥b B.a≠b
C.|a|≠|b| D.b=-a
C
解析 根据相反向量的定义,大小相等,方向相反,可知|a|=|b|.
1
2
3
4
5
A.a+b和a-b
B.a+b和b-a
C.a-b和b-a
D.b-a和b+a
B
1
2
3
4
5
A.等边三角形 B.等腰三角形
C.直角三角形 D.等腰直角三角形
A
1
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3
4
5
2
1
2
3
4
5
解 根据向量加法的平行四边形法则和向量减法的三角形法则,得
当a,b满足|a+b|=|a-b|时,平行四边形的两条对角线相等,四边形ABCD为矩形;
当a,b满足|a|=|b|时,平行四边形的两条邻边相等,四边形ABCD为菱形;
当a,b满足|a+b|=|a-b|且|a|=|b|时,四边形ABCD为正方形.
提示 .
A. B.
C. D.
解析 向量的模相等,方向相反,互为相反向量.
提示 当a,b同向时.如图①,作=a,=-b,则=a-b.
当a,b反向时.如图②,作=a,=-b,则=a+(-b)=a-b.
提示 如图所示,设=a,=b,则=a+b,=a-b.因为四边形OACB是平行四边形,所以|a+b|=||,|a-b|=||,分别是以OA,OB为邻边的平行四边形的两条对角线的长.
1.在△ABC中,若=a,=b,则= ( )
解析 =b-a.
【例1】 (1)如图所示,四边形ABCD中,若=a,=b,=c,则=( )
解析 =()-=a+c-b.故选A.
解 如图,在平面上任取一点O,作=a,=b,则=a-b.
再作=c,连接BD,则=a-b+c.
解 (方法一)先作a-b,再作a-b-c即可.
如图①所示,以A为起点分别作向量,使=a,=b.连接CB,得向量=a-b,再以C为起点作向量,使=c,连接DB,得向量.则向量即所求作的向量a-b-c.
(方法二)先作-b,-c,再作a+(-b)+(-c),如图②.
①作=-b和=-c;
②作=a,则=a-b-c.
(1);
(2)()-();
(3)()-().
解 (1).
(2)()-()=()-()==0.
(3)()-()=()-()==0.
.若||=||
解析 ∵,
∴四边形ABCD为平行四边形,
∵||=||,∴||=||.
∴四边形ABCD为矩形.故选B.
(2)已知||=6,||=9,求||的取值范围.
解 ∵|||-|||≤||≤||+||,
且||=9,||=6,∴3≤||≤15.
当同向时,||=3;
当反向时,||=15.
∴||的取值范围为[3,15].
变式探究1将本例(2)的条件改为“||=8,||=5”,求||的取值范围.
解 ∵,||=8,||=5,
|||-|||≤||≤||+||,
∴3≤||≤13.
当同向时,||=3;当反向时,||=13.
∴||的取值范围是[3,13].
解析 由向量的加法、减法得,=a+b,=b-a.故选B.
2.如图所示,在▱ABCD中,=a,=b,则用a,b表示向量分别是( )
3.在△ABC中,若||=||=||,则△ABC的形状为( )
解析 若||=||=||,则||=||=||=||,则△ABC为等边三角形.故选A.
4.若菱形ABCD的边长为2,则||的长度为 .
解析 ||=||=||=2.
5.在平行四边形ABCD中,=a,=b,用a,b表示向量,并回答:当a,b分别满足什么条件时,四边形ABCD是矩形?菱形?正方形?
=a+b,=a-b.
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