内容正文:
第2课时 向量的减法运算
课标要求
1.了解向量加法与减法的关系(逻辑推理).
2.掌握向量的减法运算,并理解其几何意义(直观想象).
在实数的运算中,减法是加法的逆运算,其运算法则是:减去一个数等于加上这个数的相反数.如图,向量是向量与向量x的和.
【问题】 (1)类比实数的运算,向量的减法与加法有什么关系?
(2)图中,结合向量加法的几何表示,你能作出向量x吗?
知识点 向量的减法
1.定义:平面上任意两个向量a,b,如果向量x满足 ,则向量x叫作a与b的差,记为 .求两个向量差的运算,叫作向量的减法.
2.作法:如图,在平面内任取一点O,作=a,=b,则向量a-b= .
3.法则:当向量 时,向量a,b,a-b正好能构成一个三角形,因此求两 的作图方法也常称为向量作差的 .
4.几何意义:如果把两个向量的起点放在一起,那么这两个向量的差是以减向量的终点为起点,被减向量的终点为终点的向量.
提醒:对向量减法的三点说明:①向量减法的实质是向量加法的逆运算.利用相反向量的定义,-=,就可以把减法转化为加法,即a-b=a+(-b);②两个向量作差的前提是将两个向量移到共同的起点;③在用三角形法则作向量减法时,要注意“共起点,连终点,指向被减”.
5.|a+b|与|a-b|的几何意义
若a,b是不共线的向量,则|a+b|与|a-b|的几何意义分别是:
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=( )
A.a B.a+b
C.b-a D.a-b
2.下列计算正确的是( )
A.-= B.-=
C.-= D.+=
3.化简:++-= .
题型一|向量减法及其几何意义
【例1】 (链接教科书第13页例3)如图,已知向量a,b,c不共线,求作向量a+b-c.
通性通法
求作两个向量的差向量的两种思路
(1)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)用向量减法的三角形法则,即通过平移使两个向量的起点重合,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.
【跟踪训练】如图所示,O为△ABC内一点,=a,=b,=c,求作:
(1)向量b+c-a;
(2)向量a-b-c.
题型二|向量的减法运算
【例2】 (链接教科书第15页练习4题)(1)如图,P,Q是△ABC的边BC上的两点,且BP=QC,则化简+--的结果为( )
A.0 B. C. D.
(2)化简:(++)-(--).
通性通法
向量减法运算的常用方法
【跟踪训练】
化简:(1)--++;
(2)(-)-(-).
题型三|向量加、减法法则的综合应用
【例3】 (链接教科书第14页例4)如图,点O是▱ABCD的两条对角线的交点,=a,=b.
(1)试用向量a,b表示向量,;
(2)若=c,求证:c-b-a=.
【母题探究】
(变设问)本例条件不变,当a,b满足什么条件时,|a+b|=|a-b|.
通性通法
利用已知向量表示其他向量的一个关键及三点注意
(1)一个关键:一定要将两个向量之间的运算放在同一个三角形中,可以通过平移其中的一个向量来达到此目的;
(2)三点注意:①注意相等向量、相反向量、共线向量以及构成三角形三向量之间的关系;②注意应用向量加法、减法的几何意义以及它们的运算律;③注意在封闭图形中利用多边形法则.
【跟踪训练】如图所示,四边形ACDE是平行四边形,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,,.
题型四|向量加减法几何意义的应用
【例4】 (链接教科书第16页习题14题)已知||=6,||=9,求:
(1)|-|的取值范围;
(2)|+|的取值范围.
通性通法
向量加减法几何意义的应用
(1)由题意作出相应的几何图形,构造有关向量,一般作图思路为①首尾相连对应和;②起点相同对应差;
(2)利用三角形法则或平行四边形法则,对向量进行加减运算;
(3)弄懂a+b,a-b的几何意义,正确理解|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|的几何含义及等号成立的条件.
【跟踪训练】
若非零向量a,b满足|a-b|=|b|,则( )
A.|2a|>|2a-b| B.|2a|<|2a-b|
C.|2b|>|a-2b| D.|2b|≤|a-2b|
1.如图,已知平行四边形ABCD的对角线AC和BD相交于点O,且=a,=b,则可以表示为( )
A.a+b B.a-b
C.b-a D.-a-b
2.〔多选〕下列四个等式中正确的是( )
A.a-b=b-a B.-(-a)=a
C.++=0 D.a+(-a)=0
3.已知非零向量a,b满足|a|=|b|=|a-b|,则a与b的夹角为 .
4.已知|a|=8,|b|=6,且|a+b|=|a-b|,求|a-b|.
提示:完成课后作业 第九章 9.2 9.2.1 第2课时
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第2课时 向量的减法运算
【基础落实】
知识点
1.b+x=a a-b
2.
3.a,b不共线 向量差 三角形法则
自我诊断
1.D =-=a-b.故选D.
2.B ∵-=,∴B正确,A错误;∵-=+=,∴C错误,D错误.故选B.
3.0 解析:原式=++=++=0.
【典例研析】
【例1】 解:法一 如图①所示,在平面内任取一点O,作=a,=b,则=a+b,再作=c,则=a+b-c.
法二 如图②所示,在平面内任取一点O,作=a,=b,则=a+b,再作=c,连接OC,则=a+b-c.
跟踪训练
解:(1)以,为邻边作▱OBDC,
如图,连接OD,AD,
则=+=b+c,
=-=b+c-a.
(2)由a-b-c=a-(b+c),如图,作▱OBEC,连接OE,则=+=b+c,连接AE,则=a-(b+c)=a-b-c.
【例2】 (1)A +--=-+-=+=0,故选A.
(2)解:(++)-(--)=+-+=+++=0.
跟踪训练
解:(1)--++=++++=+=-=.
(2)法一 (-)-(-)=--+=+++=+++=0.
法二 (-)-(-)=--+=(-)-+=-+=+=0.
法三 设O是平面内任意一点,则(-)-(-)=--+=(-)-(-)-(-)+(-)=--+-++-=0.
【例3】 解:(1)由向量加法的平行四边形法则,得=a+b;
同样,由向量减法的三角形法则,知=-=a-b.
(2)证明:c-b-a=--=+-=+-=-==.
母题探究
解:|a+b|=|a-b|表示平行四边形的两条对角线长度相等,这样的平行四边形为矩形,故a,b应互相垂直.
跟踪训练
解:由平行四边形的性质可知==c,
由向量的减法可知=-=b-a,
由向量的加法可知=+=b-a+c.
【例4】 解:(1)∵|||-|||≤|-|≤||+||,且||=9,||=6,
∴3≤|-|≤15,
当与同向时,|-|=3;当与反向时,|-|=15.
∴|-|的取值范围为[3,15].
(2)由|||-|||≤|+|≤||+||,且||=6,||=9,
∴3≤|+|≤15.
当与同向时,|+|=15;当与反向时,|+|=3.
∴|+|的取值范围为[3,15].
跟踪训练
C ∵|a-b|=|b|,∴|a-2b|=|a-b-b|≤|a-b|+|b|=|2b|.若|a-2b|=|2b|,由|a-b|=|b|,则a必为零向量,∴这与a,b非零向量矛盾,即|a-2b|≠|2b|,∴|2b|>|a-2b|.同理知无法判断|2a|,|2a-b|之间的大小关系.故选C.
随堂检测
1.D 在平行四边形ABCD中,依题意,=-=-a,而=b,所以=-=-a-b.故选D.
2.BC A中,a-b=-(b-a),故A错误;D中,a+(-a)=0,故D错误;B、C正确.故选B、C.
3.60° 解析:由题意可知a,b,a-b所在有向线段可构成等边三角形,故a,b的夹角为60°.
4.解:设=a,=b,以AB,AD为邻边作平行四边形ABCD,如图所示,
则=a+b,=a-b,因为|a+b|=|a-b|,所以||=||.
又因为四边形ABCD为平行四边形,所以四边形ABCD为矩形,故AD⊥AB.
在Rt△DAB中,||=|a|=8,||=|b|=6,
由勾股定理,得||===10,所以|a-b|=10.
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