内容正文:
第六章 平面向量及其应用
6.1 平面向量的概念
学习目标
1.了解平面向量的实际背景,理解平面向量的相关概念. 2.掌握向量的表示方法,理解向量的模的概念. 3.理解两个向量相等的含义以及共线向量的概念.
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大海中,两地相距,位置如图.小船欲由地航行到达地.
思考1 怎样下达航行指令,小船才能到达地?
思考2 此过程中小船的位移的大小和方向是什么?
【答案】 提示:沿东南方向,航行.
提示:小船位移的大小是,方向是东南方向.
一 向量的概念及几何表示
1.概念:既有①____又有②____的量叫做向量.
【答案】大小; 方向
2.表示:
(1) 有向线段:具有③____的线段,它包含三个要素:④____、⑤____、⑥____.
(2) 向量的表示:
【答案】(1) 方向;起点;方向;长度
(2) 长度;
例1 [2024·河北石家庄检测]如图,某人从点出发,向西走了后到达点,然后沿北偏西一定角度的某方向行走了后到达点,最后向东走了后到达点,发现点在点的正北方.
(1) 作出,,,;
(2) 求的模.
【答案】
(1) 【解】根据题意可知,点 在坐标系中的坐标为.因为点 在点 的正北方,点 在点 的正西方,所以,.
又,,所以,即,两点在坐标系中的坐标分别为,.
作出,,,如图所示.
(2) 由题意可知,且,
所以四边形 是平行四边形,
则.
用有向线段表示向量的方法
(1)画图思路
在画图时,向量是用有向线段来表示的,用有向线段的长度表示向量的大小,用箭头所指的方向表示向量的方向.
(2)具体步骤
[跟踪训练1].
(1) 如图,,是线段的三等分点,分别以图中不同的点为起点和终点,可以写出向量的个数为__.
(2) 如图,某人上午从到达了,下午从到达了,请在图上用有向线段表示出该人上午的位移、下午的位移以及这一天内的位移.
【答案】(1) 12
(2) 解:上午的位移为,下午的位移为,这一天内的位移为,如图.
【解析】
(1) 由向量的几何表示知,可以写出的向量如下:,,,,,,,,,,,,共12个.
二 零向量与单位向量
向量名称
定义
零向量
长度为 ①________的向量,记作 ②______
单位向量
长度等于③______________长度的向量
【答案】; ; 个单位
【即时练】
1.下列说法中正确的是( )
A. 向量的模都是正实数
B. 单位向量只有一个
C. 向量的大小与方向无关
D. 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
【答案】C
【解析】选C.零向量的模为0,故A不正确;长度等于1个单位长度的向量叫做单位向量,不止一个,故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正确;不管向量的方向如何,它们都不能比较大小,故D不正确.
2.(多选)下列说法中正确的是( )
A. 零向量没有大小,没有方向 B. 零向量的长度都为0
C. 单位向量方向相同 D. 单位向量的长度都相等
【答案】BD
【解析】选.对于A,B,零向量的长度为0,方向是任意的,故A错误,B正确;对于C,D,单位向量是长度等于1个单位长度的向量,方向不一定相同,故C错误,D正确.
理解零向量和单位向量应注意的问题
(1)零向量的方向是任意的,所有的零向量的模都相等.
(2)单位向量的模都相等,平面内同一起点的单位向量有无数个,当起点为原点时,它们的终点构成一个单位圆.
三 相等向量与共线向量
向量名称
定义
平行向量(共线向量)
方向①____________的非零向量.向量与平行,记作.规定:零向量与任意向量②____,即对于任意向量,都有
相等向量
长度③____且方向④____的向量.向量与相等,记作
【答案】相同或相反; 平行; 相等; 相同
例2 (对接教材例2)如图所示,和是两个在各边的三等分点处相交的全等的等边三角形,图中画出了若干个向量.
(1) 写出与向量相等的向量;
(2) 写出与向量共线,且模相等的向量.
【答案】(1) 【解】与向量 相等的向量:,.
(2) 与向量 共线,且模相等的向量:,,,,.
【变式探究】
(设问变式)在本例条件下,写出与向量方向相同的向量.
解:与向量 方向相同的向量:,,,,,,.
相等向量与共线向量的探求方法
(1)寻找相等向量:先找与表示已知向量的有向线段长度相等的向量,再确定哪些是同向共线.
(2)寻找共线向量:先找与表示已知向量的有向线段平行或共线的线段,再确定同向与反向的向量,注意不要漏掉以表示已知向量的有向线段的终点为起点、起点为终点的向量.
[跟踪训练2].
(1) 设点是正三角形的中心,则向量,,是( )
A. 共起点的向量 B. 模相等的向量
C. 共线向量 D. 相等向量
(2) 如图所示,四边形和都是平行四边形.
① 与向量相等的向量为________________;
② 若,则向量的模等于______.
【答案】(1) B
(2) ① ,
②
【解析】
(1) 选B.因为 的起点为A,与 的起点为,所以不是共起点的向量.因为点 是正三角形 的中心,所以,,是模相等的向量,不是共线向量,也不是相等向量.
(2) ① 在平行四边形 和 中,因为,,所以.
② 因为,,且 与 有公共点,所以,,三点共线,所以.
课堂巩固 自测
1.(教材P4T1改编)下列量中是向量的为( )
A. 频率 B. 拉力 C. 体积 D. 距离
【答案】B
【解析】选B.显然频率、体积、距离,它们只有大小,没有方向,不是向量,而拉力既有大小,又有方向,所以拉力是向量.
2.(教材P5T4改编)如图,在正六边形中,点为其中心,则下列选项错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】选D.由题图可知,但,方向不同,故,故D错误,易知A,B,C正确.
3.若一架飞机向西飞行,再向南飞行,记飞机飞行的路程为,位移为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】选A.由题意,作图如下:
则该飞机由A先飞到B,再飞到C,则,,,则飞机飞行的路程为, ,所以.
4.(教材P5T1改编)在如图所示的坐标纸中,小方格的边长为1,画出下列向量.
(1) ,点在点的正西方向;
(2) ,点在点的北偏西 方向.
【答案】
(1) 解:因为,点 在点 的正西方向,所以向量 如图所示.
(2) 因为,点 在点 的北偏西 方向,所以向量 如图所示.
1.已学习:(1)向量的概念及表示.
(2)向量的相关概念:零向量、单位向量、相等向量、共线向量(平行向量).
2.须贯通:向量是既有大小又有方向的量,共线向量和平行向量是同一概念,都是指方向相同或相反的向量,与平面几何中的“共线”、“平行”是不同的.
3.应注意:(1)零向量的模为零,方向不确定,不是没有方向;
(2)所有的单位向量模都是1个单位长度,方向未必相同.
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