内容正文:
第六章 平面向量及其应用
6.1 平面向量的概念
【学习目标】
1. 能结合物理中的力、位移、速度等具体背景认知向量,掌握向量与数量的区别.
1. 会用有向线段、字母表示向量,了解有向线段与向量的联系与区别.
1. 理解向量的模、零向量、单位向量、相等向量、相反向量、平行向量(共线向量)等概念,会在图形中进行辨识.
【学习重点】
1. 向量的概念、表示方法.
2. 零向量、单位向量、相等向量、相反向量、平行(共线)向量的定义.
【学习难点】
1. 理解向量与有向线段的区别与联系.
2. 平行向量与共线向量的等价性.
学习任务一 向量的概念及其表示
【合作探究】
1. 问题引入:
· 在物理中,我们学过位移、速度、力等量.它们与长度、质量、时间等量有什么不同?
(1) 长度、质量等只用大小就能描述;
(2) 位移、速度等既有大小,又有方向.
· 在数学中,我们把既有大小又有方向的量称为向量,而只有大小没有方向的量称为数量.
1. 向量与数量的区别:
(1) 向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小.
(2) 数量可以比较大小.
1. 向量的表示:
(1)
几何表示:用有向线段表示向量,有向线段的长度表示向量的大小,箭头表示方向.起点和终点分别记为 ,,则向量记作 .
(2)
字母表示:用小写字母 ,, 等表示.
1.
向量的模:向量 的大小称为向量的长度或模,记作 或 .
1. 两个特殊向量:
(1)
零向量:长度为 的向量,记作 ,方向任意.
(2)
单位向量:长度等于 个单位的向量,记作 .
【自主梳理】
1. 向量的定义:既有大小又有方向的量叫做向量.
1. 向量的表示:
(1)
有向线段:(起点 ,终点 ).
(2)
字母:, 等.
1.
向量的模: 或 .
1.
零向量:,,方向任意.
1.
单位向量:,方向任意(有无数个).
学习任务二 向量间的关系
【合作探究】
1. 相等向量:
(1) 定义:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量.
(2)
记法:.
(3) 性质:向量可以自由平移,与起点无关.
1. 相反向量:
(1) 定义:长度相等、方向相反的向量互为相反向量.
(2)
记法: 或 .
1. 平行向量(共线向量):
(1) 定义:方向相同或相反的非零向量叫做平行向量.
(2)
记法:.
(3) 规定:零向量与任何向量平行.
(4) 因为向量可以平移,所以平行向量也叫做共线向量.
1. 思考:
(1) 两个单位向量一定相等吗?为什么?
· (不一定,方向可能不同.)
(2)
若 且 ,则 一定成立吗?
· (不一定,方向可能相反.)
【自主梳理】
1.
相等向量: 且方向相同.
1.
相反向量: 且方向相反.
1. 平行向量:方向相同或相反;零向量与任何向量平行.
1. 共线向量:平行向量即为共线向量(因为可平移至同一直线).
学习任务三 概念辨析与简单应用
【合作探究】
1. 例1:下列说法正确的是( )
· A. 数量可以比较大小,向量也可以比较大小
· B. 方向不同的向量不能比较大小,但同向的向量可以比较大小
· C. 向量的大小与方向有关
· D. 向量的模可以比较大小
· 解:向量的模是数量,可以比较大小,但向量本身不能比较大小,故只有 D 正确.
1.
例2:在同一平面内,把所有长度为 的向量的起点固定在同一点,这些向量的终点形成的轨迹是( )
· A. 单位圆 B. 一段弧 C. 线段 D. 直线
·
解:长度为 的向量即单位向量,起点固定,终点构成半径为 的圆,故 A 正确.
1. 判断题(口头或书写):
· 两个有共同起点且长度相等的向量,终点相同.( )
· 零向量的方向是确定的.( )
· 两个单位向量一定相等.( )
· 答案:×,×,×.
【自主梳理】
易错点提醒:
1. 向量不能比较大小,但模可以比较.
2. 零向量方向任意,但不是没有方向.
3. 单位向量有无数个,它们不一定相等.
【自查自纠】(正误判断)
1.
向量 的长度就是 . ( )
1. 零向量与任何向量都平行. ( )
1.
若 ,则 与 的长度相等且方向相同. ( )
1. 相反向量就是方向相反的向量. ( )
1. 共线向量一定在同一直线上. ( )
答案:1.√ 2.√ 3.√ 4.×(还需长度相等) 5.×(可平移至同一直线)
【典例分析】
例1:判断下列命题的真假:
(1) 两个向量相等,则它们的起点相同,终点相同.
(2) 若 ,则 .
(3) 若 ,则 .
(4) 若 ,则 或 .
解:
(1) 假.向量可以平移,相等向量起点不一定相同.
(2) 真.相等向量方向相同,故平行.
(3) 假.长度相等但方向不一定相同.
(4) 假.平行向量方向相同或相反,但长度不一定相等.
例2:若点 ,,, 是正方形 的四个顶点, 为中心.写出与 相等的向量,与 平行的向量,与 相反的向量.
解:
1.
与 相等的向量:(因为正方形对边平行且等长,方向相同).
2.
与 平行的向量:,,,,以及零向量(默认包含).
3.
与 相反的向量:,.
【习题巩固】
1. 下列命题中,正确的是( )
· A. 向量的模是一个正实数
· B. 零向量没有方向
· C. 单位向量都相等
· D. 零向量与任何向量平行
1. 给出下列四个命题:
·
① 若 ,则 ;
·
② 若 ,则 ;
·
③ 若 ,则 ;
·
④ 若 ,则 .
· 其中正确的命题个数是( )
· A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
1.
在 中,, 分别是边 , 的中点,则下列向量中与 相等的是( )
·
A. B. C. D.
1.
已知 是正方形 的中心,则与 平行的向量有________(写出所有可能).
1.
(选做)设 为正六边形 的中心,以 为起点,各顶点为终点的向量中,与 相等的向量有哪些?与 相反的向量有哪些?
【参考答案】
自查自纠:已附.
习题巩固:
1. D(A:模可以为0;B:零向量方向任意;C:单位向量方向不一定相同)
1. B(①正确,③正确;②④错误)
1.
B(由三角形中位线性质, 且方向相同,故 )
1.
与 平行的向量有 ,, 的相反向量等,具体:,,,,还有零向量.
正六边形中心到顶点的向量模相等,相邻夹角 .与 相等的向量:只有 本身(因为方向相同且模相等);与 相反的向量:( 到对顶点的向量).
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