内容正文:
课题6.2.2 向量的减法运算
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【学习目标】
1、理解相反向量的概念;
2、掌握向量减法的运算法则及其几何意义.
【问题导学】
预习教材P11-P12的内容,思考以下问题:
1.a的相反向量是什么?
2.向量减法的几何意义是什么?
【知识梳理】
1.相反向量
(1)定义:与a长度相等,方向相反的向量,叫做a的相反向差,记作-a,并且规定,零向量的相反向量仍是零向量.
(2)结论
①-(-a)=a,a+(-a)=(-a)+a=0;
②如果a与b互为相反向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0.
温馨提示:
相反向量与相等向量一样,从“长度”和“方向”两方面进行定义,相反向量必为平行向量.
2.向量的减法
(1)向量a加上b的相反向量,叫做a与b的差,即a-b=a+(-b).求两个向量差的运算叫做向量的减法.
(2)作法:在平面内任取一点O,作=a,=b,则向量=a-b,如图所示.
(3)几何意义:a-b可以表示为从向量b的终点指向向量a的终点的向量.
温馨提示:
(1)减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量.
(2)在用三角形法则作向量减法时,只要记住“连接向量终点,箭头指向被减向量”即可.
(3)对于任意两个向量a,b,都有||a|-|b||≤|a+b|≤|a|+|b|.
【核心任务】
探究一 向量的减法运算
例1 化简下列各式:
(1)(+)+(--);
(2)--.
【解】 (1)法一:原式=+++=(+)+(+)=+=.
法二:原式=+++=+(+)+=++=+0=.
(2)法一:原式=-=.
法二:原式=-(+)=-=.
向量减法运算的常用方法
训练1 (1)下列四个式子中可以化简为的是( )
①+-;②-;③+;④-.
A.①④ B.①② C.②③ D.③④
解析:选A.因为+-=-=+=,所以①正确,排除C,D;因为-=,所以④正确,排除B.故选A.
(2)化简下列向量表达式:
(1)-+-;
(2)(-)+(-).
解:(1)-+-=+-=-=.
(2)(-)+(-)=+++=+(++)=+0=.
探究二 向量的减法及其几何意义
例2 (1)如图(1),已知向量,求作向量.
(2)如图,已知向量a,b,c不共线,求作向量a+b-c.
【解】 法一:如图①,在平面内任取一点O,作=a,=b,
=c,连接BC,则=b-c.
过点A作AD綊BC,连接OD,则=b-c,所以=+=a+b-c.
法二:如图②,在平面内任取一点O,作=a,=b,
连接OB,则=a+b,再作=c,连接CB,则=a+b-c.
法三:如图③,在平面内任取一点O,作=a,=b,连接OB,
则=a+b,再作=c,连接OC,则=a+b-c.
求作两个向量的差向量的两种思路
(1)可以转化为向量的加法来进行,如a-b,可以先作-b,然后作a+(-b)即可.
(2)可以直接用向量减法的三角形法则,即把两向量的起点重合,则差向量为连接两个向量的终点,指向被减向量的终点的向量.
训练2 如图,已知向量a,b,c,求作向量a-b-c.
解:在平面内任取一点O,作向量=a,=b,则向量=a-b,再作向量=c,
则向量=a-b-c.
探究三 用已知向量表示其他向量
例3 如图所示,四边形ACDE是平行四边形,点B是该平行四边形外一点,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.
用已知向量表示其他向量的三个关注点
(1)搞清楚图形中的相等向量、相反向量、共线向量以及构成三角形的三个向量之间的关系,确定已知向量与被表示向量的转化渠道.
(2)注意综合应用向量加法、减法的几何意义以及向量加法的结合律、交换律来分析解决问题.
(3)注意在封闭图形中利用向量加法的多边形法则.
例如,在四边形ABCD中,+++=0.
训练3 (1)如图,O为平行四边形ABCD内一点,=a,=b,=c,则=________.
解析:因为=,=-,=-,所以-=-,=-+,所以=a-b+c.
答案:a-b+c
(2)已知O是平行四边形ABCD的对角线AC与BD的交点,若=a,=b,=c.试证明:a-b+c=.
证明:如图,a+c=+=+=,
+b=+=,
所以a+c=+b,
即a-b+c=.
【课堂达标检测】
1.在△ABC中,D是BC边上的一点,则-等于( )
A. B.
C. D.
解析:选C.在△ABC中,D是BC边上一点,则由两个向量的减法的几何意义可得-=.
2.化简:-+-+=________.
解析:原式=+++=++=0+=.
答案:
3.已知=10,||=7,则||的取值范围为______.
解析:因为=-,
所以||=|-|.
又≤|-|≤||+||,
3≤|-|≤17,
所以3≤||≤17.
答案:[3,17]
4.若O是△ABC所在平面内一点,且满足|-|=|-+-|,试判断△ABC的形状.
解:因为-+-=+,-==-.
又|-|=|-+-|,
所以|+|=|-|,所以以AB,AC为邻边的平行四边形的两条对角线的长度相等,所以该平行四边形为矩形,所以AB⊥AC,所以△ABC是直角三角形.
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