内容正文:
6.2.2 向量的减法运算 [教学方式:深化学习课——梯度进阶式教学]
[课时目标]
1.借助实例和平面向量的几何表示,理解相反向量和向量减法的概念.
2.理解平面向量减法的几何意义,掌握向量减法的三角形法则.
3.利用相反向量的概念,理解减法运算是加法运算的逆运算.
1.相反向量
定义
与向量a长度相等,方向相反的向量,叫做a的相反向量,记作-a
性质
-(-a)=a
零向量的相反向量仍是零向量
a+(-a)=(-a)+a=0
如果a,b互为相反向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0
|微|点|助|解|
对于相反向量的两点说明
(1)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)避免一个误区:即将相反向量等同于方向相反的向量,而是方向相反且模相等的向量.
2.向量的减法运算及其几何意义
定义
求两个向量差的运算叫做向量的减法,a-b=a+(-b),即减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量
作法
在平面内任取一点O,作=a,=b,则向量a-b=,如图所示
几何
意义
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的终点指向向量a的终点的向量
|微|点|助|解|
(1)对于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.
②两个向量作差的前提是将两个向量移到共同的起点.
③向量减法满足三角形法则,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”.解题时要结合图形,准确判断,防止混淆.
(2)向量加法和减法几何意义的联系
①如图,在平行四边形ABCD中,若=a,=b,则=a+b,=a-b.
②类比||a|-|b||≤|a+b|≤|a|+|b|,可知||a|-|b||≤|a-b|≤|a|+|b|.
基础落实训练
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)两个相等向量之差等于0. ( )
(2)两个相反向量之差等于0. ( )
(3)两个向量的差仍是一个向量. ( )
(4)向量的减法实质上是向量的加法的逆运算. ( )
答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)√
2.若非零向量m与n是相反向量,则下列结论不正确的是 ( )
A.m=n B.m=-n
C.|m|=|n| D.方向相反
答案:A
3.在平行四边形ABCD中,下列结论错误的是 ( )
A.-=0 B.-=
C.-= D.+=0
答案:C
题型(一) 向量减法及其几何意义
[例1] 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,则=a+b,再作=c,则=a+b-c.
法二:如图②,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.
[变式拓展]
若本例条件不变,求作向量a-b-c.
解:如图,在平面内任取一点O,
作=a,=b,
则=a-b.
再作=c,则=a-b-c.
|思|维|建|模|
求作两个向量的差向量的两种思路
(1)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.
(2)转化为向量的加法来进行运算,如a-b,可以先作-b,然后作a+(-b)即可.
[针对训练]
1.如图,O为△ABC内一点,=a,=b,=c.求作向量b+c-a.
解:法一:如图,以,为邻边作▱OBDC,连接OD,AD,
则=+=b+c,
=-=b+c-a.
法二:如图,作==b,
连接AD,
则=-=c-a,
=+=c-a+b=b+c-a.
题型(二) 向量的减法运算
[例2] 化简:(1)+--;
(2)(-)-(-).
解:(1)+--=(-)+(-)=+=.
(2)法一:(统一成加法)
(-)-(-)=--+=+++=(+)+(+)=+=0.
法二:(利用减法)
(-)-(-)=--+=(-)-+=-+=+=0.
|思|维|建|模|
向量减法运算的常用方法
(1)可以通过相反向量,把向量减法的运算转化为加法运算.
(2)运用向量减法的三角形法则,此时要注意两个向量要有共同的起点.
(3)引入点O,逆用向量减法的三角形法则,将各向量起点统一.
[针对训练]
2.化简:(1)--++;
(2)(++)-(--).
解:(1)--++=++++=+=.
(2)(++)-(--)=++-++=(+)+(-)+(+)=++0=0.
3.如图,已知O为平行四边形ABCD内一点,=a,=b,=c,试用a,b,c表示.
解:法一:=+=a+=a+(-)=a+c-b.
法二:=+++=++(+)=++0=+(+)=a+(-b+c)=a-b+c.
题型(三) 向量加减法的应用
[例3] 已知非零向量a,b满足|a|=+1,|b|=-1,且|a-b|=4,求|a+b|的值.
解:如图所示,设=a,=b,则=a-b.以OA,OB为邻边作平行四边形OACB,则=a+b.由于(+1)2+(-1)2=42,故||2+||2=.所以△OAB是以∠AOB为直角的直角三角形,从而OA⊥OB.所以▱OACB为矩形.根据矩形的对角线相等有||=||=4,即|a+b|=4.
|思|维|建|模|
(1)解决向量加减法的应用问题要充分利用平面几何知识,灵活运用平行四边形法则和三角形法则.
(2)平行四边形中有关向量的以下结论,在解题中可以直接使用:①对角线的平方和等于四边的平方和,即|a+b|2+|a-b|2=2(|a|2+|b|2);②若|a+b|=|a-b|,则以a,b为邻边的平行四边形为矩形.
[针对训练]
4.设点M是线段BC的中点,点A在线段BC外,||=4,|+|=|-|,则||= ( )
A.8 B.4
C.2 D.1
解析:选C 以AB,AC为邻边作平行四边形ACDB,则由向量加、减法的几何意义可知=+,=-.
因为|+|=|-|,
所以||=||.
又四边形ACDB为平行四边形,
所以四边形ACDB为矩形,故AC⊥AB.
则AM为Rt△ABC斜边BC上的中线,
因此||=||=2.
5.已知a,b是两个非零向量,且|a|=|b|=|a-b|,求的值.
解:设=a,=b,
则=-=a-b.
∵|a|=|b|=|a-b|,
∴BA=OA=OB.∴△OAB为正三角形.
设其边长为1,则|a-b|=||=1,
|a+b|=2×=.∴==.
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