内容正文:
第2课时 向量的减法[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,掌握平面向量的减法运算.
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.向量的减法
定义
若b+x=a,则向量x叫作a与b的差,记为a-b.求两个向量差的运算,叫作向量的减法
减法法则
在平面内任取一点O,作=a,=b,则=a-b,
如图所示.这就是说,当向量a,b起点相同时,从b的终点指向a的终点的向量就是a-b
2.向量减法的性质
(1)零向量的相反向量仍是零向量,于是-0=0.
(2)互为相反向量的两个向量的和为0,即a+(-a)=(-a)+a=0.
(3)若a+b=0,则a=-b,b=-a.
|微|点|助|解|
(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)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.
基础落实训练
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)两个向量的差仍是一个向量. ( )
(2)=-. ( )
(3)a-b的相反向量是b-a. ( )
(4)|a-b|<|a+b|. ( )
答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)×
2.在△ABC中,=a,=b,则= ( )
A.|a+b| B.a-b
C.b-a D.-a-b
答案:C
3.在▱ABCD中,-+= ( )
A. B.
C. D.
答案:A
题型(一) 向量减法法则的应用
[例1] (1)如图,已知向量a,b,c,d,求作向量a-b,c-d.
(2)如图,已知向量a,b,c不共线,求作向量a+b-c.
解:(1)如图所示,在平面内任取一点O,作=a,=b,=c,=d,则a-b=,c-d=.
(2)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.
|思|维|建|模|
利用向量减法进行几何作图的方法
(1)已知向量a,b,如图①所示,作=a,=b,利用向量减法的三角形法则可得a-b,利用此方法作图时,把两个向量的起点放在一起,则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.
(2)利用相反向量作图,通过向量求和的平行四边形法则作出a-b.如图②所示,作=a,=b,=-b,则=a+(-b),即=a-b.
[针对训练]
1.如图,已知正方形ABCD的边长等于1,=a,=b,=c,试作向量a-b+c.
解:如图,连接BD,
则=a-b,
作向量=c,
连接DE,
则=+=a-b+c.
题型(二) 向量的加、减运算
[例2] 化简下列各式:
(1)(+)+(--);
(2)--;
(3)(-)-(-).
解:(1)法一 原式=+++
=(+)+(+)
=+=.
法二 原式=+++
=+(+)+
=++
=+0=.
(2)法一 原式=-=.
法二 原式=-(+)
=-=.
(3)法一 (-)-(-)
=(+)-(+)
=-=0.
法二 (-)-(-)
=(-)-(-)
=-=0.
法三 在平面内任取一点O,
则(-)-(-)=(-)-(-)-[(-)-(-)]=--+-++-=0.
|思|维|建|模|
化简向量和差的方法
(1)如果式子中含有括号,括号里面能运算的直接运算,不能运算的去掉括号.
(2)可以利用相反向量把差统一成和,再利用三角形法则进行化简.
(3)化简向量的差时注意共起点,由减数向量的终点指向被减数向量的终点.
[提醒] 利用图形中的相等向量代入、转化是向量化简的重要技巧.
[针对训练]
2.在▱ABCD中,设=a,=b,=c,=d,则下列等式不正确的是 ( )
A.a+b=c B.a-b=d
C.b-a=d D.c-a=b
解析:选B a+b=+==c,故A正确;a-b=-=+==-d,故B错误;b-a=-==d,故C正确;c-a=-===b,故D正确.
3.化简:(1)--++;
(2)(++)-(--).
解:(1)--++=++++=+=.
(2)(++)-(--)=++-++=(+)+(-)+(+)=++0=0.
题型(三) 用已知向量表示未知向量
[例3] 如图,在五边形ABCDE中,若四边形ACDE是平行四边形,且=a,=b,=c,试用a,b,c表示向量及.
解:∵四边形ACDE是平行四边形,∴==c,=-=b-a,=-=c-a,=-=c-b.∴=+=b-a+c.
|思|维|建|模|
用已知向量表示未知向量的基本步骤
第一步:观察各向量的位置;
第二步:寻找(或作)相应的平行四边形或三角形;
第三步:运用法则找关系;
第四步:化简结果.
[针对训练]
4.如图,已知=a,=b,=c,=d,=e,=f,试用a,b,c,d,e,f表示-+-++.
解:=-=c-a,
=-=d-a,
-==-=d-b,
+=-+-=b-a+f-c,
-==-=f-d,
++=0.
题型(四) 向量加减法的综合应用
[例4] 如图,在▱ABCD中,=a,=b,用向量a,b表示,并回答下面几个问题.
(1)当a,b满足什么条件时,AC⊥BD?
(2)当▱ABCD满足什么条件时,|a+b|=|a-b|?
解:∵=a,=b,∴=a+b,=a-b.
(1)当|a|=|b|时,▱ABCD为菱形,因为菱形的对角线互相垂直,所以AC⊥BD.
(2)当▱ABCD为长方形时,因为长方形的对角线相等,所以|a+b|=|a-b|.
[变式拓展]
若将本例中的条件变为“设平面内四边形ABCD及任一点O,=a,=b,=c,=d,若a+c=b+d且|a-b|=|a-d|”.试判断四边形ABCD的形状.
解:由a+c=b+d,得a-b=d-c,
即-=-.
∴=.于是ABCD,
∴四边形ABCD为平行四边形.
又|a-b|=|a-d|,
从而|-|=|-|,
∴||=||.
∴四边形ABCD为菱形.
|思|维|建|模|
(1)以向量=a,=b为邻边作平行四边形ABCD,则两条对角线的向量为=a+b,=b-a.
(2)在▱OACB中,=a,=b.
①若|a|=|b|,则▱OACB为菱形.
②若|a+b|=|a-b|,则▱OACB为矩形.
③若|a|=|b|,且|a+b|=|a-b|,
则▱OACB为正方形.
[针对训练]
5.在四边形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,且||=||=1,+=+=0,cos∠DAB=,求|+|与|+|.
解:因为+=+=0,所以=-=-,即四边形ABCD为平行四边形.
又因为||=||=1,
所以四边形ABCD为菱形,如图所示,cos∠DAB=,0<∠DAB<π,所以∠DAB=.所以|+|=|+|=||=2||=,|+|=|-|=||=1.
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