内容正文:
6.2 平面向量的运算
6.2.1 向量的加法运算
学习目标
1.理解并掌握向量加法的概念. 2.了解向量加法的几何意义及运算律,掌握向量加法运算法则,能熟练地进行向量加法运算. 3.能用向量加法解决实际问题.
新知学习 探究
新课导学
如图所示,小王上午从家(点)到达了公司(点),下午从公司(点)到达了舅舅家(点).
思考1.分别用向量表示出小王上午的位移、下午的位移以及这一天的位移.
思考2.这一天的位移与上、下午的位移有什么关系?
【答案】思考1 提示:;;.
思考2 提示: .
一 向量的加法
1.向量加法的定义
(1) 定义:求两个向量①__的运算,叫做向量的加法.
(2) 对于零向量与任意向量,规定②______③______.
【答案】(1) 和
(2) ;
2.向量求和的法则
三角形法则
已知非零向量,,在平面内取任意一点,作,,则向量叫做与的和,记作④________,即⑤________
平行四边形法则
以同一点为起点的两个已知向量,,以,为邻边作,则以为起点的向量(是的对角线)就是向量与的和
【答案】;
3. 与 , 之间的关系
一般地,我们有⑥____,当且仅当,中有一个是零向量或,是方向相同的非零向量时,等号成立.
【答案】
例1
(1) 如图1,用向量加法的三角形法则作出;
(2) 如图2,用向量加法的平行四边形法则作出.
【答案】
(1) 【解】在平面内任取一点,作,,再作向量,则.如图1所示.
(2) 在平面内任取一点,作,,以,为邻边作,则.如图2所示.
求作和向量的方法
(1)利用三角形法则:在平面内任取一点,以该点为起点,将两向量平移到首尾相接,从该起点到另外一个向量的终点的向量就是这两个向量的和.一定要注意首尾相接.
(2)利用平行四边形法则:在平面内任取一点,从此点出发分别作两个向量等于已知向量,以这两个向量所在线段为邻边作平行四边形,以所取的点为起点的对角线所对应的向量就是这两个向量的和.
[跟踪训练1].
(1) [2024·河北张家口模拟]在如图所示的坐标纸中有定点,,,,,,,则( )
A. B. C. D.
(2) 某人向正东方向走后,再向正南方向走,则此人位移的方向是________________________________________.
【答案】(1) B
(2) 南偏东 (或东偏南)
【解析】
(1) 选B.以,为邻边作平行四边形(图略),可知 为所作平行四边形的对角线.故由平行四边形法则可知向量 即为所求向量.
(2) 如图所示,此人从点 出发,经点,到达点,则,因为 是三角形的内角.所以 ,则位移的方向是南偏东 (或东偏南).
二 向量加法的运算律
(1)交换律:①________.
(2)结合律:②______________.
【答案】;
例2
(1) (多选)如图,在平行四边形中,下列计算正确的是( )
A. B.
C. D.
(2) 根据图示填空,其中,,,.
________;
________.
【答案】(1) ACD
(2) ;
【解析】
(1) 由平行四边形法则可得,,A正确;由三角形法则可得,,B错误;,C正确;,D正确.故选.
(2) ..
向量加法运算律的应用策略
(1)多个向量的加法运算可按照任意的次序与任意的组合进行,如;.
(2)应用原则:通过向量加法的交换律,使各向量“首尾相接”,通过向量加法的结合律调整向量相加的顺序.
[跟踪训练2].
(1) ( )
A. B. C. D.
(2) 已知正方形的边长等于1,则________.
【答案】(1) B
(2)
【解析】
(1) 选B..故选B.
(2) .
三 向量加法的实际应用
例3 (对接教材例2)已知在静水中船的速度为,水流的速度为,如果船从岸边出发沿垂直于水流的航线到达对岸,求船行进的方向.
【解】 作出图形,如图.设船速 的方向与岸的方向成 角,由图可知,结合已知条件可知,四边形 为平行四边形,
在 中,
,
,
所以,又 ,
所以 ,从而船速的方向与水流方向成 角.
故船行进的方向是与水流的方向成 角的方向.
【变式探究】
1.(设问变式)若本例条件不变,求经过,该船的实际航程是多少千米?
解:由本例解图可知,则经过,该船的实际航程是.
2.(综合变式)若本例改为若船沿垂直于水流的方向航行,其他条件不变,求船实际行进的方向与河岸的夹角的正切值.
解:如图所示,,
,
则.所以船实际行进的方向与河岸的夹角的正切值为2.
应用向量加法解决实际问题的基本步骤
(1)表示:用向量表示有关量,将所要解答的问题转化为向量问题.
(2)运算:应用向量加法的平行四边形法则和三角形法则,将相关向量进行运算,解答向量问题.
(3)还原:根据向量的运算结果,结合共线向量、相等向量等概念回答原问题.
[跟踪训练3].若向量表示“向东航行”,向量表示“向北航行”,则向量表示( )
A. 向东北方向航行 B. 向北偏东 方向航行
C. 向北偏东 方向航行 D. 向东北方向航行
【答案】B
【解析】选B.如图,,,易知,所以 .故 的方向是北偏东 .可知.故选B.
课堂巩固 自测
1.(教材P22T4(1)(2)改编) ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】选B..
2.如图,在矩形中,( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】选B.在矩形 中,.
3.(教材P22习题6.2T1改编)若向量表示向东走,表示向南走,则向量表示____________________________.
【答案】向东南方向走
【解析】由题意知向量 表示方向为东南方向,大小为 的向量,即 表示向东南方向走.
4.在如图所示的坐标纸(规定小方格的边长为1)中,有,两点.若,在的东偏北 方向.
(1) 作出;
(2) 作出,使其与的模相等,方向相反.
【答案】
(1) 解:根据 的模及方向作出 如图所示.
(2) 由题得,又 在 的东偏北 方向,故 在 的西偏南 方向,故可作出 如图所示.
1.已学习:向量加法的三角形法则、平行四边形法则、加法运算律.
2.须贯通:三角形法则和平行四边形法则都可用于求向量的和,体现了数形结合的思想方法.
3.应注意:(1)三角形法则需要向量首尾相接;
(2)平行四边形法则需要向量共起点.
学科网(北京)股份有限公司
$