内容正文:
2.1向量的概念
高教版(第三版)·拓展模块
第二单元 平面向量
学习目标
知识层面
理解向量的概念,掌握向量的模、零向量、单位向量、相等向量、相反向量及平行(共线)向量的定义
能力层面
能识别向量与数量,能运用有向线段正确表示向量,分析其模与方向判断向量间的关系
核心素养层面
通过向量概念的建构过程,培养抽象概括与直观想象的能力,提升数学抽象与逻辑推理的核心素养
教学流程
教学导入
知识讲授
学以致用
课堂练习
课堂小结
1
教学导入
教学导入
情境1:台球击球
教学导入
情境1:台球击球
我们发现,击打台球时,需要确定好所需的力的大小和方向,如果合适就可以一击即中!
白球
目标球
力
教学导入
情境2:导航
小明从家出发去学校,导航显示:“向 东偏北方向行走米到达".
要正确走到学校,大小和方向缺一不可
2
知识讲授
知识讲授
生活和学习中常会遇到一些量,如
在给定了单位后,它们用实数就可以表示出来, 这样的量称为数量.
数量
长度
质量
时间
温度
面积
年龄
关键特征:数量只有大小,没有方向
知识讲授
向量的概念及表示方法
在数学中,把既有大小又有方向的量,称为向量.
向量常用小写黑体英文字母来表示,
手写体为在字母上方加箭头,如.
一些软件中也是用在字母上方加箭头来表示向量.
向量的两个要素
方向
大小
知识讲授
概念理解
身高
气温
风速
力
面积
位移
速度
选出其中的向量
知识讲授
两个特殊的向量
单位向量
向量的大小也称为该向量的模.
模为的向量称为单位向量.
零向量
规定:模为的向量称为零向量,记作或零向量的方向是任意的.
知识讲授
非零向量的表示方法
平面中由两点所确定的线段有两个方向,即以点为起点、点为终点的方向和以点为起点、点为终点的方向.
起点
终点
起点
终点
一般地, 把具有确定方向的线段称为有向线段.
习惯上, 在有向线段的终点处加一个指向终点的箭头表示方向.
知识讲授
对比辨析
起点
终点
起点
终点
起点:
终点:
模:
起点:
终点:
模:
注意: 与不是同一个向量!它们大小相等,但方向相反.
知识讲授
非零向量的表示方法
一般地, 人们常用有向线段来表示向量, 有向线段的长度表示向量的大小, 有向线段的方向表示向量的方向.这也是向量的 几何表示 .
有向线段
向量
起点
终点
长度(大小)
方向
知识讲授
案例分析
例1
年月, 我国成功举办了第届冬季奥林匹克运动会, 并取得历史最好成绩.冰球是最受关注的项目之一.左图是按比例尺绘制的甲运动员带球、传球的示意图, 甲运动员从点带球到了点, 然后将球传给了位于点的乙运动员.尝试用有向线段分别表示冰球、甲运动员的位移,并指出它们的大小和方向(精确到).
知识讲授
案例分析
例1
甲运动员从点带球到了点, 然后将球传给了位于点的乙运动员.尝试用有向线段分别表示冰球、甲运动员的位移,并指出它们的大小和方向(精确到).
东
西
北
南
东北
东南
西北
西南
知识讲授
案例分析
例1
甲运动员从点带球到了点, 然后将球传给了位于点的乙运动员.尝试用有向线段分别表示冰球、甲运动员的位移,并指出它们的大小和方向(精确到).
如图所示,用有向线段表示甲运动员的位移.
测量可得,.
因此,甲运动员位移的实际大小,方向是正北.
解:
同理:有向线段表示冰球的位移.
因此,冰球位移的实际大小,方向是正东.
知识讲授
案例分析
例2
解:
如图所示, 在坐标纸(正方形小方格的边长为个单位)上, 求各向量的模和方向,并指出其中的单位向量.
方向是东北方.
方向是东北方.
方向是西南方.
方向是东北方.
方向是正北方.
知识讲授
案例分析
例2
解:
如图所示, 在坐标纸(正方形小方格的边长为个单位)上, 求各向量的模和方向,并指出其中的单位向量.
单位向量
方向是正东方.
方向是正北方.
知识讲授
案例分析
观察例中的下列四组向量,每组的两个向量之间有什么关系?
(1)向量与的模相等,但是方向不同
(2)向量的模不相等,但是方向相同
(3)向量的模相等,且方向相同
(4)向量的模相等,但是方向不相同
可以看作一样的向量
类似于相反数的关系
知识讲授
相等向量与相反向量
相等向量
相反向量
定义:模相等且方向相同的两个向量.
记作:
定义:与非零向量模相等、方向相反的向量.
记作:
规定:零向量的相反向量仍是零向量.
知识讲授
平行向量
方向相同或者相反的向量叫做平行向量.
如图,向量 与 平行,记作.
规定:零向量与任何一个向量平行,即对于任意向量,都有
知识讲授
共线向量
对于左图中的平行向量、、,我们可以在平面内作一条与向量所在直线平行的直线.
然后,在上任取一点,并在上分别作出.
这说明,任意一组平行向量都可以平移到同一直线上.
因此,平行向量也称共线向量.
知识讲授
新知速记
1.向量:既有______又有______的量叫做向量,向量的大小叫做向量的______,的模记作_____.
2.向量的表示:①几何表示:有向线段,如;②字母表示:小写字母,如.
3.两个特殊向量
(1)零向量:模为______的向量,其方向是任意的,记作______.
(2)单位向量:模为______的向量.
4.相等向量:模______且方向______的向量.
5.平行向量:方向______________的非零向量.平行向量又叫______向量.________与任一向量______.
6.相反向量:模______且方向______的向量.
大小
方向
模
相等
相同
相同或者相反
共线
零向量
平行
相等
相反
知识讲授
案例分析
例3
解:
如图所示,点为对角线的交点.
(1)写出向量的平行向量;
(2)写出向量的相等向量;(3)写出向量的相反向量
分析:由平行四边形的性质可知,平行四边形的对边平行且相等,对角线互相平分.
(1)因为平行向量是方向相同或相反的两个非零向量,
有.
(2)因为相等向量是模相等且方向相同的两个向量,有.
(3)因为非零向量的相反向量是与该向量模相等、方向相反的向量,与相反的向量有.
3
学以致用
学以致用
练习
解:
1.下列量中:温度、加速度、频率、长度,其中向量有( )
温度 加速度 频率 长度
根据向量的定义判断.
温度、频率、长度,它们只有大小,没有方向,所以不是向量;
加速度既有大小又有方向,是向量.
学以致用
练习
解:
2.某人从起点经过到点的位移用向量表示( )
根据向量的定义求解.
位移是从起点直接指向终点的有向线段;
某人从起点,经过,到点,起点,终点.
则位移向量就表示为.
学以致用
练习
解:
3.关于零向量,下列说法错误的是( )
零向量的方向任意
零向量与任意向量平行 零向量与任意向量相等
根据零向量的性质判断各选项.
零向量的模为,选项正确;
零向量没有固定方向,任意方向都可以,选项正确;
零向量与任意向量平行(共线),选项正确;
零向量与非零向量是不相等的,选项错误.
学以致用
练习
解:
4.如图,在四边形中,若,则图中相等的向量是 ( )
因为,所以四边形是平行四边形,所以互相平分
对于不平行,不可能相等,故错误;
对于大小相同,方向相反,故错误;
对于 不平行,不可能相等,故错误;
对于大小相等,方向相同,即是相等的向量.
4
课堂练习
课堂练习
练习
解:
1.下列量中是向量的为( )
频率 拉力 体积 距离
向量确实需要同时具备大小和方向.
拉力作为力的一种,符合向量的定义.
频率、体积、距离都是只有大小没有方向的量,是数量.
课堂练习
练习
2.试判断下列说法是否正确.
(1)两个单位向量一定是相等向量;
(2)向量与向量相等;
(3)方向分别为竖直向下和竖直向上的两个力是共线向量;
(4)零向量与任一向量共线;
(5)一人向左走的位移和向右走的位移是一对相反向量.
×
×
√
√
√
课堂练习
练习
解:
3.如图,分别指出方格纸(由边长为的正方形格拼成)上向量的方向和大小,并说明这三个向量的方向和大小的关系.
方向相同 ;
方向相反;
方向相反.
课堂练习
练习
4.在图中所示方格纸上用有向线段表示力(个单位长度表示).
(1)方向正北、大小为的力,用向量表示;
(2)方向正东、大小为的力,用向量表示.
课堂练习
练习
解:
5.如图所示,四边形是平行四边形,四边形是矩形,找出与向量相等的向量.
由四边形是平行四边形,四边形是矩形,
知的长度相等且方向相同,
所以与向量相等的向量为.
课堂练习
练习
解:
6.如图所示,分别是各边的中点,连接.试写出下列向量.
(1)向量的共线向量;(2)与向量相等的向量;
(3)向量的相反向量.
(1)
(2)
(3)
5
课堂小结
课堂小结
向量的模
• 单位向量
• 零向量
向量的方向
• 相等向量
• 相反向量
• 平行向量
符号表示
字母
如
几何表示
• 有向线段
• 长度与方向
向量的两要素
向量的表示
向量
课后作业
书面作业
完成《学习指导与练习》相关习题.
查漏补缺
根据个人情况对课堂学习进行复习与回顾.
拓展作业
预习下一节内容,阅读教材扩展延伸内容.
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Content Adaptive Encoding 3.1
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