向量加法的几何意义
向量的加法及几何意义
向量加法运算及其几何意义我们是否可以根据飞机从甲地飞往乙地的方向与距离以及从乙地飞往丙地的方向与距离来确定甲地到丙地的方向与距离呢？1．向量的加法(1)定义：求两个向量__和__的运算，叫做向量的加法．两个向量的和仍然是一个__向量__．(2)三角形法则：如图甲所示，已知非零向量a 、b ，在平面内任取一点，作AB →＝a ，BC →＝b ，则向量 AC →叫做向量a 与b 的和，记作a ＋b .这种求__向量和__的方法叫做向量加法的三角形法则．(3)平行四边形法则：已知两个不共线向量a 、b (如图乙所示)，作AB →＝a ，AD →＝b ，则A 、B 、D 三点不共线，以AB →、AD →为邻边作平行四边形ABCD ，则向量 AC →＝a ＋b ，这种作两个向量和的方法叫做向量加法的平行四边形法则．[知识点拨]向量加法的平行四边形法则和三角形法则(1)在使用向量加法的三角形法则时，要注意“首尾相接”，即第一个向量的终点与第二个向量的起点重合，则以第一个向量的起点为起点，并以第二个向量的终点为终点的向量即两向量的和；向量加法的平行四边形法则的应用前提是“共起点”，即两个向量是从同一点出发的不共线向量．(2)三角形法则适用于所有的两个非零向量求和，而平行四边形法则仅适用于不共线的两个向量求和．当向量不共线时，三角形法则和平行四边形法则的实质是一样的，三角形法则作出的图形是平行四边形法则作出的图形的一半．但当两个向量共线时，平行四边形法则便不再适用了．(3)向量求和的多边形法则①已知n 个向量，依次首尾相接，则由起始向量的起点指向末尾向量的终点的向量即为这n 个向量的和，这称为向量求和的多边形法则．即A 0A 1→＋A 1A 2→＋A 2A 3→＋…＋A n －2A n －1＋A n －1A n ＝A 0A n →②首尾顺次相接的若干向量求和，若构成一个封闭图形，则它们的和为0． 2．向量加法的交换律已知向量a 、b ，如图所示，作AB →＝a ，BC →＝b ，如果A 、B 、C 不共线，则AC →＝a ＋b ． 作AD →＝b ，连接DC ，如果我们能证明DC →＝a ，那么也就证明了加法交换律成立． 由作图可知，AD →＝BC →＝b ，所以四边形ABCD 是平行四边形，这就证明了DC →＝a ，即a ＋b ＝b ＋a .向量的加法满足交换律．3．向量加法的结合律如图，作AB →＝a ，BC →＝b ，CD →＝c ，由向量加法的定义，知AC →＝AB →＋BC →＝a ＋b ，BD →＝BC →＋CD →＝b ＋c ，所以AD →＝AC →＋CD →＝(a ＋b )＋c ，AD →＝AB →＋BD →＝a ＋(b ＋c )． 从而(a ＋b )＋c ＝a ＋(b ＋c )，即向量的加法满足结合律．[知识点拨]1.我们可以从位移的物理意义理解向量加法的交换律： 一质点从点A 出发，①先走过的位移为向量a ，再走过的位移为向量b ，②先走过的位移为向量b ，再走过的位移为向量a ，则方案①②中质点A 一定会到达同一终点．2．多个向量的加法运算可按照任意的次序与任意的组合进行．如(a ＋b )＋(c ＋d )＝(b ＋d )＋(a ＋c )；a ＋b ＋c ＋d ＋e ＝[d ＋(a ＋c )]＋(b ＋e )．1．在平行四边形ABCD 中，下列结论中错误的是( C )A ．AB →＝DC →B ．AD →＋AB →＝AC → C ．AB →＝BD →＋AD → D ．AD →＋CB →＝0[解析] 因为AB →＝AD →＋DB →≠BD →＋AD →，所以，C 错误． 2．化简PB →＋OP →＋BO →＝ 0 ．[解析] PB →＋OP →＋BO →＝(OP →＋PB →)＋BO →＝OB →＋BO →＝0．3．如图所示，已知向量a 、b 、c 不共线，求作向量a ＋b ＋c ．[解析] a 、b 、c 不共线中隐含着a ，b ，c 均为非零向量，因为零向量与任一向量都是共线的．利用三角形法则或平行四边形法则作图．解法一：(三角形法则)：如图(1)所示，作AB →＝a ，BC ＝b ，则AC →＝a ＋b ，再作CD →＝c ，则AD →＝AC →＋CD →＝(a ＋b )＋c ，即AD →＝a ＋b ＋c ．解法二：(平行四边形法则)：∵a 、b 、c 不共线，如图(2)所示． 在平面内任取一点O ，作OA →＝a ，OB →＝b ， 以OA →、OB →为邻边作▱OADB ， 则对角线OD →＝a ＋b ，再作OC →＝c ， 以OC →、OD →为邻边作▱OCED ． 则OE →＝a ＋b ＋c ．命题方向1 ⇨向量的加法及几何意义 典例1 (1)如图，已知a 、b ，求作a ＋b ．(2)如图所示，已知向量a 、b 、c ，试作出向量a ＋b ＋c ．[思路分析] (2)本题是求作三个向量的和向量的问题，首先应作出两个向量的和，由于这两个向量的和仍为一个向量，然后再作出这个向量与另一个向量的和，方法是多次使用三角形法则或平行四边形法则．[解析] (1)①AC →＝a ＋b ②AC →＝a ＋b(2)作法1：如图1所示，首先在平面内任取一点O ，作向量OA →＝a ，接着作向量AB →＝b ，则得向量OB →＝a ＋b ；然后作向量BC →＝c ，则向量OC →＝(a ＋b )＋c ＝a ＋b ＋c 即为所求．作法2：如图2所示，首先在平面内任取一点O ，作向量OA →＝a ，OB →＝b ，OC →＝c ，以OA 、OB 为邻边作▱OADB ，连接OD ，则OD →＝OA →＋OB →＝a ＋b .再以OD 、OC 为邻边作▱ODEC ，连接OE ，则OE →＝OD →＋OC →＝a ＋b ＋c 即为所求．『规律总结』 (1)当两个不共线向量求和时，三角形法则和平行四边形法则都可以用． (2)多个向量求和时，可先求两个向量的和，再和其他向量求和． 〔跟踪练习1〕如下图中(1)、(2)所示，试作出向量a 与b 的和．[解析] 如下图中(1)、(2)所示，首先作OA →＝a ，然后作AB →＝b ，则OB →＝a ＋b ． 命题方向2 ⇨向量加法运算律的应用 典例2 化简下列各式： (1)AB →＋DF →＋CD →＋BC →＋F A →； (2)(AB →＋DE →)＋CD →＋BC →＋EA →．[思路分析] 首先根据向量加法的交换律变为各向量首尾相连，然后利用向量加法的结合律求和．[解析] (1)AB →＋DF →＋CD →＋BC →＋F A →＝AB →＋BC →＋CD →＋DF →＋F A →＝AC →＋CD →＋DF →＋F A →＝AD →＋DA →＝0．(2)(AB →＋DE →)＋CD →＋BC →＋EA → ＝(AB →＋BC →)＋(CD →＋DE →)＋EA → ＝AC →＋CE →＋EA → ＝AE →＋EA →＝0．『规律总结』 向量运算中化简的两种方法：(1)代数法：借助向量加法的交换律和结合律，将向量转化为“首尾相接”，向量的和即为第一个向量的起点指向最后一个向量终点的向量．有时也需将一个向量拆分成两个或多个向量．(2)几何法：通过作图，根据三角形法则或平行四边形法则化简．〔跟踪练习2〕如图，在△ABC 中，D ，E 分别是AB ，AC 上的点，F 为线段DE 延长线上一点，DE ∥BC ，AB ∥CF ，连接CD ，那么(在横线上只填上一个向量)：(1)AB →＋DF →＝ AC →； (2)AD →＋FC →＝ AB →； (3)AD →＋BC →＋FC →＝ AC →．[解析] 由已知可得四边形DFCB 是平行四边形． (1)易知DF →＝BC →．由三角形法则得：AB →＋DF →＝AB →＋BC →＝AC →． (2)易知FC →＝DB →，所以AD →＋FC →＝AD →＋DB →＝AB →． (3)AD →＋BC →＋FC →＝AD →＋DF →＋FC →＝AC →． 向量加法的实际应用向量加法的实际应用中，要注意如下应用技巧：①准确画出几何图形，将几何图形中的边转化为向量；②将所求问题转化为向量的加法运算，进而利用向量加法的几何意义进行求解．典例3 在某地抗震救灾中，一架飞机从A 地按北偏东35°的方向飞行800km 到达B 地接到受伤人员，然后又从B 地按南偏东55°的方向飞行800km 送往C 地医院，求这架飞机飞行的路程及两次位移的和．[思路分析] 解答本题首先正确画出方位图，再根据图形借助于向量求解．[解析] 如图所示，设AB →，BC →分别表示飞机从A 地按北偏东35°的方向飞行800km ，从B 地按南偏东55°的方向飞行800km ．则飞机飞行的路程指的是|AB →|＋|BC →|；两次飞行的位移的和指的是AB →＋BC →＝AC →． 依题意，有|AB →|＋|BC →|＝800＋800＝1 600(km)． 又α＝35°，β＝55°，∠ABC ＝35°＋55°＝90°． 所以|AC →|＝|AB →|2＋|BC →|2＝8002＋8002＝8002(km)．其中∠BAC ＝45°，所以方向为北偏东35°＋45°＝80°．从而飞机飞行的路程是1600km ，两次飞行的位移和的大小为8002km ，方向为北偏东80°．〔跟踪练习3〕如图，用两根绳子把重10 N 的物体W 吊在水平杆子AB 上，∠ACW ＝150°，∠BCW ＝120°，求A 和B 处所受力的大小(绳子的重量忽略不计)．[解析] 如图，设CE →、CF →分别表示A ，B 所受的力，10 N 的重力用CG →表示，则CE →＋CF →＝CG →．易得∠ECG ＝180°－150°＝30°， ∠FCG ＝180°－120°＝60°， ∴|CE →|＝|CG →|cos30°＝10×32＝53．|CF →|＝|CG →|cos60°＝10×12＝5．∴A 处所受的力的大小为53N ，B 处所受的力的大小为5 N ． 用平行四边形法则作平行向量的和 典例4如图，已知平行向量a ，b ，求作a ＋b ． [错解]作OA →＝a ，OB →＝b ，则AB →＝a ＋b 就是求作的向量．[辨析] 由于a ∥b ，所以不适合用平行四边形法则，应该用三角形法则． [正解]作OA →＝a ，AB →＝b ，则OB →＝a ＋b 就是求作的向量．[点评] 1.当a 与b 同向共线时，a ＋b 与a ，b 同向，且|a ＋b |＝|a |＋|b |．2．当a 与b 反向共线时，若|a |>|b |，则a ＋b 与a 的方向相同，且|a ＋b |＝|a |－|b |；若|a |<|b |，则a ＋b 与b 的方向相同，且|a ＋b |＝|b |－|a |；若|a |＝|b |，则a ＋b ＝0．〔跟踪练习4〕已知向量a ∥b ，且|a|>|b|>0，则向量a ＋b 的方向( A ) A ．与向量a 的方向相同B ．与向量a 的方向相反C ．与向量b 的方向相同D ．不确定1．设a 表示“向东走5 km ”，b 表示“向南走5 km ”，则a ＋b 表示( D ) A ．向东走10 km B ．向南走10 km C ．向东南走10 km D ．向东南走5 2km[解析] 如图所示，AC →＝a ＋b ，|AB →|＝5，|BC →|＝5，且AB ⊥BC ，则|AC →|＝52，∠BAC ＝45°． 2．若O 、E 、F 是不共线的任意三点，则以下各式成立的是( B ) A ．EF →＝OF →＋OE →B ．EF →＋OE →＝OF →C ．EF →＝FO →＋OE →D ．EF →＝FO →＋EO →[解析] 可以画出图形，用三角形法则找出正确答案． 3．向量(AB →＋MB →)＋(BO →＋BC →)＋OM →化简结果为( C ) A ．BC → B ．AB → C ．AC →D ．AM →[解析] 原式＝AB →＋BO →＋MB →＋BC →＋OM →＝AO →＋OM →＋MC →＝AM →＋MC →＝AC →． 4．已知P 为△ABC 所在平面内一点，当P A →＋PB →＝PC →成立时，点P 位于( D ) A ．△ABC 的AB 边上 B ．△ABC 的BC 边上 C ．△ABC 的内部D ．△ABC 的外部[解析] 如图P A →＋PB →＝PC →，则P 在△ABC 的外部．5．在平行四边形ABCD 中，O 是对角线的交点．下列结论正确的是( C ) A ．AB →＝CD →，BC →＝AD → B ．AD →＋OD →＝DA → C ．AO →＋OD →＝AC →＋CD →D ．AB →＋BC →＋CD →＝DA →[解析] 因为AO →＋OD →＝AD →，AC →＋CD →＝AD →，所以AO →＋OD →＝AC →＋CD →．A 级 基础巩固一、选择题1．下列等式中不正确的是( C ) A ．a ＋0＝a B ．a ＋b ＝b ＋a C ．|a ＋b |＝|a |＋|b |D ．AC →＝DC →＋AB →＋BD →[解析] 当a 与b 方向不同时，|a ＋b |≠|a |＋|b |． 2．在△ABC 中，AB →＝a ，BC →＝b ，则a ＋b 等于( D ) A ．CA → B ．BC → C ．AB →D ．AC →[解析] AB →＋BC →＝AC →．3．a 、b 为非零向量，且|a ＋b |＝|a |＋|b |，则( A ) A ．a ∥b ，且a 与b 方向相同 B ．a 、b 是共线向量 C ．a ＝－bD ．a 、b 无论什么关系均可[解析] 当两个非零向量a 与b 不共线时，a ＋b 的方向与a 、b 的方向都不相同，且|a ＋b |<|a |＋|b |；向量a 与b 同向时，a ＋b 的方向与a 、b 的方向都相同，且|a ＋b |＝|a |＋|b |；向量a 与b 反向且|a |<|b |时，a ＋b 的方向与b 的方向相同(与a 方向相反)，且|a ＋b |＝|b |－|a |．4．如图，正六边ABCDEF 中，BA →＋CD →＋FE →＝( B )A ．0B ．BE →C ．AD →D ．CF →[解析] 连结CF ，取CF 中点O ，连结OE ，CE ． 则BA →＋CD →＋FE →＝(BA →＋AF →)＋FE →＝BE →．5．在△ABC 中，|AB →|＝|BC →|＝|AB →＋BC →|，则△ABC 是( B ) A ．直角三角形 B ．等边三角形 C ．钝角三角形D ．等腰直角三角形[解析] AB →＋BC →＝AC →，则|AB →|＝|BC →|＝|AC →|， 则△ABC 是等边三角形．6．设P 是△ABC 所在平面内的一点，BC →＋BA →＝2BP →，则( C ) A ．P A →＋PB →＝0 B ．PB →＋PC →＝0 C ．PC →＋P A →＝0D ．P A →＋PB →＋PC →＝0[解析] ∵BC →＋BA →＝2BP →，∴由平行四边形法则，点P 为线段AC 的中点， ∴PC →＋P A →＝0.故选C ． 二、填空题 7．化简下列各式： (1)AB →＋BC →＋CA →＝ O →； (2)OA →＋OC →＋BO →＋CO →＝ BA →；(3)化简(AB →＋MB →)＋(BO →＋BC →)＋OM →＝ AC →． [解析] (1)AB →＋BC →＋CA →＝AC →＋CA →＝0；(2)OA →＋OC →＋BO →＋CO →＝(CO →＋OA →)＋(BO →＋OC →)＝CA →＋BC →＝BA →． (3)AC →．8．如图所示，四边形ABCD 是梯形，AD ∥BC ，则OA →＋BC →＋AB →＝ OC →．[解析] OA →＋BC →＋AB →＝OA →＋AB →＋BC →＝OC →． 三、解答题 9．如图所示，求：(1)a ＋d ； (2)c ＋b ； (3)e ＋c ＋b ； (4)c ＋f ＋b ．[解析] (1)a ＋d ＝d ＋a ＝DO →＋OA →＝DA →； (2)c ＋b ＝CO →＋OB →＝CB →；(3)e ＋c ＋b ＝e ＋(c ＋b )＝e ＋CB →＝DC →＋CB →＝DB →； (4)c ＋f ＋b ＝CO →＋OB →＋BA →＝CA →．10．如图，点D ，E ，F 分别为△ABC 的三边AB ，BC ，CA 的中点．求证：(1)AB →＋BE →＝AC →＋CE →； (2)EA →＋FB →＋DC →＝0．[证明] (1)由向量加法的三角形法则， ∵AB →＋BE →＝AE →，AC →＋CE →＝AE →， ∴AB →＋BE →＝AC →＋CE →．(2)由向量加法的平行四边形法则，∵EA →＝EF →＋ED →，FB →＝FE →＋FD →，DC →＝DF →＋DE →， ∴EA →＋FB →＋DC →＝EF →＋ED →＋FE →＋FD →＋DF →＋DE → ＝(EF →＋FE →)＋(ED →＋DE →)＋(FD →＋DF →) ＝0＋0＋0＝0．B 级 素养提升一、选择题1．已知|AB →|＝10，|AC →|＝7，则|BC →|的取值范围是( A ) A ．[3,17] B ．(3,17) C ．(3,10)D ．[3,10][解析] 利用三角形两边之和大于第三边，两边之差小于第三边的性质及AB →与AC →共线时的情况求解．即|AB →|－|AC →|≤|BC →|≤|AC →|＋|AB →|，故3≤|BC →|≤17．2．向量a 、b 均为非零向量，下列说法中不正确的是( B ) A ．向量a 与b 反向，且|a |>|b |，则向量a ＋b 与a 的方向相同 B ．向量a 与b 反向，且|a |<|b |，则向量a ＋b 与a 的方向相同 C ．向量a 与b 同向，则向量a ＋b 与a 的方向相同 D ．向量a 与b 同向，则向量a ＋b 与b 的方向相同[解析] 当a 与b 反向，且|a |<|b |时，向量a ＋b 与b 的方向相同．3．设a ＝(AB →＋CD →)＋(BC →＋DA →)，b 是任一非零向量，则在下列结论中，正确的为( C ) ①a ∥b ②a ＋b ＝a ③a ＋b ＝b ④|a ＋b |<|a |＋|b | ⑤|a ＋b |＝|a |＋|b | ⑥|a ＋b |>|a |＋|b |A ．①②⑥B ．①③⑥C ．①③⑤D ．②③④⑤[解析] ∵a ＝(AB →＋CD →)＋(BC →＋DA →) ＝AB →＋BC →＋CD →＋DA →＝AC →＋CD →＋DA → ＝AD →＋DA →＝0， ∴①③⑤均正确．4．若M 为△ABC 的重心，则下列各向量中与AB →共线的是( C ) A ．AB →＋BC →＋AC → B ．AM →＋MB →＋BC → C ．AM →＋BM →＋CM →D ．3AM →＋AC → [解析] 由三角形重心性质得AM →＋BM →＋CM →＝0． 二、填空题5．某人在静水中游泳，速度为4 3 km /h.如要他向垂直于河对岸的方向游向河对岸，水的流速为 4 km/h ，他实际沿__沿与水流方向成60°的(答案不唯一)__方向前进，速度为__8_km/h__．[解析] ∵OB ＝43，OA ＝4， ∴OC ＝8，∴∠COA ＝60°．6．在菱形ABCD 中，∠DAB ＝60°，向量|AB →|＝1，则|BC →＋CD →|＝__1__．[解析] 在△ABD 中，AD ＝AB ＝1，∠DAB ＝60°，△ABC 是等边三角形，则BD ＝1，则|BC →＋CD →|＝|BD →|＝1．三、解答题7．如图所示，∠AOB ＝∠BOC ＝120°，|OA →|＝|OB →|＝|OC →|，求OA →＋OB →＋OC →．[解析] 如图所示，以OA ，OB 为邻边作平行四这形OADB ，由向量加法的平行四边形法则知OA →＋OB →＝OD →．由|OA →|＝|OB →|，∠AOB ＝120°， 知∠BOD ＝60°，|OB →|＝|OD →|． 又∠COB ＝120°，且|OB →|＝|OC →|． ∴OD →＋OC →＝0， 故OA →＋OB →＋OC →＝0．8．如图所示，已知矩形ABCD 中，|AD →|＝43，设AB →＝a ，BC →＝b ，BD →＝c ，试求|a ＋b ＋c |的大小．[解析] 如图所示，过D 作AC 的平行线，交BC 的延长线于点E ．∵DE ∥AC ，AD ∥BE ，∴四边形ADEC 为平行四边形， ∴DE →＝AC →，CE →＝AD →， 于是a ＋b ＋c ＝AB →＋BC →＋BD →＝AC →＋BD →＝DE →＋BD →＝BE →＝AD →＋AD →， ∴|a ＋b ＋c |＝|AD →＋AD →|＝83．C 级 能力拔高如图，已知△ABC 是直角三角形，且∠A ＝90°，则在下列结论中正确的是__①②③④__．①|AB →＋AC →|＝|BC →|； ②|AB →＋BC →|＝|CA →|； ③|AB →＋CA →|＝|BC →|； ④|AB →|2＋|AC →|2＝|BC →|2．。
向量的加法及其几何意义
（1）通过物理中位移的合成、力的合成的实例，掌握 向量加法的运算并理解其几何意义；
（2）会用向量加法的三角形法则和平行四边形法则， 培养数形结合解决问题的能力； （3）通过类比实数加法的运算律，掌握向量加法运算 的交换律和结合律，渗透类比的数学思想.
引入新课
C
上海 台北 香港
B 位移和
A
思考:当两个向量是一般的非零共线向量时， 三角形法则还适用吗？
共线向量的加法
(Ⅰ)方向相同
a
(Ⅱ)方向相反
b
b
a+b
a
A
.
B
C
a + b.
C A
B
当两向量共线时，三角形法则仍适用
探究
C
a
a
a＋b A
ｂ
a
B
ｂ
a＋b
ｂ
a＋b
AB BC CD DE JK ? AK 探究：
AB BC AC
F1 G
它们之间有什 么关系
E
O
C
F为F1与F2 的 合 力
G
E
O F1
A
F2 F
G
E
O
F F2
B
C
“位移”和“速度”的求和：
和位移 向量的和 合力
一、向量加法的定义
定义：求两个向量和的运算叫向量的加法，其结果称 为和向量.
二、向量加法的几何意义
D
C
B A
16
思考：要使船的实际航行方向垂直于对岸的 方向行驶，那么船的航行方向如何确定？
17
课堂小结，归纳提炼
1、向量的加法:求两个向量和的运算 2、向量加法法则:（1）三角形法则 （2）平行四边形法则 3、向量加法运算律: 4、向量模长关系: 首尾相连 起点一致
向量的加法运算及其几何意义
向量加法的性质
结合律
向量加法满足结合律，即(a+b)+c=a+(b+c)， 表明向量的加法不依赖于其组合的顺序。
交换律
向量加法满足交换律，即a+b=b+a，表明向量加法 的结果与元素的组合顺序无关。
分配律
向量加法不满足分配律，即a×(b+c)不等于 a×b+a×c。
02
向量加法的几何意义
向量加法的平行四边形法则
总结词
向量加法的平行四边形法则是向量的基本加法规则之一，它 表示将两个向量首尾相接，并连接它们的起点和终点，所形 成的平行四边形的对角线向量即为这两个向量的和。
详细描述
根据平行四边形法则，向量加法满足交换律和结合律，即不 论向量的顺序如何，也不论如何分组，向量加法的结果都相 同。
向量加法的三角形法则
分配律
总结词
向量加法的分配律是指向量加法满足分配性 ，即向量加法可以分配到括号内的各个向量 上。
详细描述
分配律是向量加法的另一个重要运算律。根 据分配律，对于任意两个向量$vec{a}$和任
意标量$k$，有$k(vec{a} + vec{b}) = kvec{a} + kvec{b}$。这意味着标量可以与括
总结词
向量加法的三角形法则是向量的另一种加法规则，它表示将一个向量的起点平 移到另一个向量的终点，所形成的向量即为这两个向量的和。
详细描述
三角形法则在几何中常用于表示力的合成或速度的合成等物理现象。通过三角 形法则，可以直观地理解向量加法的几何意义，并用于解决实际问题。
向量加法的向量场意义
总结词
向量加法的向量场意义是指向量加法可以看作是向量场中点的运动变化。在向量场中，任意两点之间 的连线可以表示为向量，而这个向量的加法运算则反映了这两点之间的相对运动关系。
向量加法运算和几何意义
02
向量加法的几何意义
向量加法的平行四边形法则
总结词
向量加法的平行四边形法则是向量的基本运 算规则之一，表示两个向量在二维平面上的 合成。
详细描述
根据平行四边形法则，两个向量 $overset{longrightarrow}{A}$和 $overset{longrightarrow}{B}$可以合成一个 向量$overset{longrightarrow}{C}$，其长度 和方向由$overset{longrightarrow}{A}$和 $overset{longrightarrow}{B}$共同决定。具 体来说，$overset{longrightarrow}{C}$的长 度等于$overset{longrightarrow}{A}$和 $overset{longrightarrow}{B}$的长度之和， 而方向则与平行四边形的对角线相同。
05
向量加法的运算性质
向量加法的模的性质
总结词
向量加法的模的性质是指两个向量之和的模 等于两个向量模的和。
详细描述
向量加法的模的性质是向量加法的一个重要 性质，它表明两个向量的和的模长等于两个 向量模长的和。具体地，如果$vec{A}$和 $vec{B}$是两个向量，那么$|vec{A} + vec{B}| = |vec{A}| + |vec{B}|$。这个性质 在解决物理问题、解析几何问题等方面有着 广泛的应用。
向量加法的定义及性质
向量加法的定义
两个向量$mathbf{A}$和 $mathbf{B}$的加法定义为平行四边 形的对角线向量，记作$mathbf{A} + mathbf{B}$。
向量加法的几何意义
在平面上，向量加法可以理解为将一 个向量按另一个向量的方向和大小进 行平移。在三维空间中，向量加法可 以理解为将一个向量绕另一个向量旋 转一定的角度。
向量加法运算及其几何意义 课件
【核心素养培优区】 【易错案例】向量的加法在向量化简中的应用 【典例】如图,在正六边形ABCDEF中, BA CD EF=( B )
A.0 B.BE C.AD D.CF
【失误案例】BA CD EF (BA AF) EF BF EF BE.
【错解分析】分析解题过程,请找出错误之处. 提示:本题错误的原因是未能结合正六边形边的关系, 得到 EF CB, 在化简的过程中代入.
【点拨】 (1)对向量加法三角形法则的两点说明 ①适用范围:任意向量. ②注意事项:(ⅰ)两个向量一定首尾相连. (ⅱ)和向量的始点是第一个向量的始点,终点是第二个 向量的终点. (ⅲ)当多个向量相加时,可以使用三角形法则.
(2)对向量加法的平行四边形法则的三点说明 ①适用范围:任意两个非零向量,且不共线. ②注意事项:(ⅰ)两个非零向量一定要有相同的始点; (ⅱ)平行四边形中的一个对角线所对应的向量为和向 量.
【变式训练】(荆州高一检测)设正六边形
ABCDEF,AB m，AE n, 则AD =________. 【解析】如图,
ED AB所 m以， 答案:n+m
AD AE ED n m．
类型三 向量加法的实际应用 【典例】长江两岸之间没有大桥的地方,常常通过轮渡 进行运输。现有一艘船从长江南岸A点出发,以5km/h的 速度向垂直于对岸的方向行驶,同时江水的速度为向东 2km/h.
列结论中,正确的是 ( ) ①a∥b;②a+b=a;③a+b=b;④|a+b|<|a|+|b|; ⑤|a+b|=|a|+|b|. A.①② B.①③ C.①③⑤ D.③④⑤
3.如图,E,F,G,H分别是梯形ABCD的边AB,BC,CD,DA的中 点,化简下列各式:
向量的坐标表示与运算公式
向量的坐标表示与运算公式向量的坐标表示：1. 在二维平面中，一个向量可以用有序实数对 (x, y) 表示，其中 x 和 y 分别表示向量的横坐标和纵坐标。
2. 在三维空间中，一个向量可以用有序实数三元组 (x, y, z) 表示，其中 x、y 和 z 分别表示向量的三个坐标分量。
向量的运算公式：1. 向量的加法：- 定义：如果向量 A = (x₁, y₁) 和向量 B = (x₂, y₂)，则 A + B = (x₁ + x₂, y₁ + y₂)。
- 几何意义：向量加法就是把两个向量的起点放在一起，然后把两个向量终点连起来的向量。
2. 向量的数乘：- 定义：对于任意实数 k，如果向量 A = (x, y)，则 kA = (kx, ky)。
- 几何意义：数乘就是把向量按比例放大或缩小。
3. 向量的减法：- 定义：如果向量 A = (x₁, y₁) 和向量 B = (x₂, y₂)，则 A - B = (x₁ - x₂, y₁- y₂)。
- 几何意义：向量减法就是从第一个向量的终点指向第二个向量的终点的向量。
4. 向量的数量积（点乘）：- 定义：如果向量 A = (x, y) 和向量 B = (x', y')，则A · B = xx' + yy'。
- 几何意义：数量积等于两向量的长度之积和它们夹角的余弦值的乘积。
5. 向量的向量积（叉乘）：- 定义：如果向量 A = (x, y) 和向量 B = (x', y')，则A × B 是一个垂直于A 和B 的向量，其大小等于A × B × sin(θ)，其中θ 是 A 和 B 之间的夹角，方向按照右手定则确定。
- 几何意义：向量积表示一个向量相对于另一个向量的旋转。
以上是向量的基本坐标表示和运算公式，是解析几何和线性代数中的基础概念。
2.2.1《向量加法运算及其几何意义》
E
D
（2） FE AD; BC
（3） FE 0. OA
F A
O
B
C
数学应用
例2 如图，一艘船从 A点出发以 2 3km/h的速度向垂直于 对岸的方向行驶，同时河水以２km/h的速度向东流, 求船实际行驶速度 的大小与方向.
解:如图,设用向量 AC表示船向垂直于对岸
方向相反
如图，已知 a , b , c ，请作出 a + b , b a + ( b + c ) , ( a + b ) + c. a c
+
a ,b
+
c
b
a
b b a a+ b
ab
abc
c bc
b+ a
b
a
向量加法的运算律
交换律： a b b a 结合律：(a b) c a (b c) 想一想
≦ ≦ 何时取得等号?
练一练
AD １.化简 (1) AB CD BC ________
(2) MA BN AC CB ________ MN
(3) AB BD CA DC ________ 0
２.根据图示填空
E
g
e
f
D d
(1)a b (2)c d
的速度,用向量 AB 表示水流的速度
C
ห้องสมุดไป่ตู้
D
以AC,AB为邻边作平行四边形,则 AD
就是船实际行驶的速度
AD AB BD
第二章 2.2.1 向量加法运算及其几何意义
§2.2 平面向量的线性运算 2．2.1 向量加法运算及其几何意义学习目标 1.理解并掌握向量加法的概念，了解向量加法的物理意义及其几何意义.2.掌握向量加法的三角形法则和平行四边形法则，并能熟练地运用这两个法则作两个向量的加法运算.3.了解向量加法的交换律和结合律，并能依据几何意义作图解释向量加法运算律的合理性．知识点一 向量加法的定义及其运算法则 1．向量加法的定义求两个向量和的运算，叫做向量的加法． 2．向量求和的法则为起点的两个已知向量a ，OC →就是a 与b 的和．把这种作两个向量向量加法的三角形法则和平行四边形法则实际上就是向量加法的几何意义． 知识点二 向量加法的运算律 向量加法的运算律思考 |a ＋b |与|a |，|b |有什么关系？答案 (1)当向量a 与b 不共线时，a ＋b 的方向与a ，b 不同，且|a ＋b |<|a |＋|b |.(2)当a 与b 同向时，a ＋b ，a ，b 同向，且|a ＋b |＝|a |＋|b |.(3)当a 与b 反向时，若|a |>|b |，则a ＋b 的方向与a 相同，且|a ＋b |＝|a |－|b |；若|a |<|b |，则a ＋b 的方向与b 相同，且|a ＋b |＝|b |－|a |.1．0＋a ＝a ＋0＝a .( √ ) 2.AB →＋BC →＝AC →.( √ ) 3.AB →＋BA →＝0.( √ ) 4.AB →＋BC →>AC →.( × ) 5．|AB →|＋|BC →|＝|AC →|.( × )题型一 向量加法的三角形法则和平行四边形法则例1 如图(1)(2)，已知向量a ，b ，c ，求作向量a ＋b 和a ＋b ＋c .考点 向量加法的三角形法则和平行四边形法则 题点 向量加法的平行四边形法则解 (1)作法：在平面内任意取一点O ，作OA →＝a ，AB →＝b ，则OB →＝a ＋b .(2)在平面内任意取一点O ，作OA →＝a ，AB →＝b ，BC →＝c ，则OC →＝a ＋b ＋c .反思感悟 向量加法的平行四边形法则和三角形法则的区别和联系．区别：(1)三角形法则中强调“首尾相接”，平行四边形法则中强调的是“共起点”．(2)三角形法则适用于任意两个非零向量求和，而平行四边形法则仅适用于不共线的两个向量求和． 联系：(1)当两个向量不共线时，向量加法的三角形法则和平行四边形法则是统一的．(2)三角形法则作出的图形是平行四边形法则作出的图形的一半．跟踪训练1 如图所示，O 为正六边形ABCDEF 的中心，化简下列向量． (1)OA →＋OC →＝________；(2)BC →＋FE →＝________； (3)OA →＋FE →＝________.考点 向量加法的三角形法则和平行四边形法则 题点 向量加法的平行四边形法则 答案 (1)OB → (2)AD →(3)0 题型二 向量加法运算律的应用 例2 化简：(1)BC →＋AB →；(2)DB →＋CD →＋BC →； (3)AB →＋DF →＋CD →＋BC →＋F A →. 考点 向量加法运算及运算律 题点 化简向量解 (1)BC →＋AB →＝AB →＋BC →＝AC →. (2)DB →＋CD →＋BC →＝BC →＋CD →＋DB → ＝(BC →＋CD →)＋DB →＝BD →＋DB →＝0. (3)AB →＋DF →＋CD →＋BC →＋F A → ＝AB →＋BC →＋CD →＋DF →＋F A → ＝AC →＋CD →＋DF →＋F A → ＝AD →＋DF →＋F A → ＝AF →＋F A →＝0.反思感悟 (1)根据向量加法的交换律使各向量首尾连接，再运用向量的结合律调整向量顺序后相加．(2)向量求和的多边形法则：A 1A 2—→＋A 2A 3—→＋A 3A 4—→＋…＋A n －1A n ———→＝A 1A n —→.特别地，当A n 和A 1重合时，A 1A 2—→＋A 2A 3—→＋A 3A 4—→＋…＋A n －1A 1———→＝0.跟踪训练2 向量(AB →＋PB →)＋(BO →＋BM →)＋OP →化简后等于( ) A.BC → B.AB →C.AC →D.AM →考点 向量加法运算及运算律 题点 化简向量 答案 D解析 向量(AB →＋PB →)＋(BO →＋BM →)＋OP →＝AB →＋BO →＋OP →＋PB →＋BM →＝AM →. 题型三 向量加法的实际应用例3 在静水中船的速度为20 m /min ，水流的速度为10 m/min ，如果船从岸边出发沿垂直于水流的航线到达对岸，求船行进的方向． 考点 向量加法的定义及几何意义的应用 题点 向量的加法在运动学中的应用解 作出图形，如图所示．船速v 船与岸的方向成α角，由图可知v 水＋v 船＝v 实际，结合已知条件，四边形ABCD 为平行四边形，在Rt △ACD 中，|CD →|＝|AB →|＝|v 水|＝10 m/min ， |AD →|＝|v 船|＝20 m/min ， ∴cos α＝|CD →||AD →|＝1020＝12，∴α＝60°，从而船与水流方向成120°的角． ∴船是沿与水流的方向成120°的角的方向行进的． 引申探究1．若本例中条件不变，则经过1 h ，该船的实际航程是多少？ 解 由例3知v 船＝20 m/min ，v 实际＝20×sin 60°＝103(m/min)， 故该船1 h 行驶的航程为103×60＝6003(m)＝335(km)． 2．若本例中其他条件不变，改为若船沿垂直水流的方向航行，求船实际行进的方向与岸方向的夹角的正切值．解 如图，作平行四边形ABDC ，则AD →＝v 实际，设船实际航向与岸方向的夹角为α，则tan α＝|BD →||AB →|＝2010＝2.即船实际行进的方向与岸方向的夹角的正切值为2.反思感悟 向量既有大小又有方向的特性在实际生活中有很多应用，准确作出图象是解题关键．跟踪训练3 如图，用两根绳子把重10 N 的物体W 吊在水平杆子AB 上，∠ACW ＝150°，∠BCW ＝120°，求A 和B 处所受力的大小．(绳子的重量忽略不计)考点 向量加法的定义及几何意义的应用 题点 向量的加法在物理学中的应用解 如图所示，设CE →，CF →分别表示A ，B 所受的力，10 N 的重力用CG →表示，则CE →＋CF →＝CG →.由题意可得∠ECG ＝180°－150°＝30°，∠FCG ＝180°－120°＝60°. ∴|CE →|＝|CG →|cos 30°＝10×32＝53(N)，|CF →|＝|CG →|cos 60°＝10×12＝5(N)．∴A 处所受的力为5 3 N ，B 处所受的力为5 N.三角形形状的判断典例 已知|AB →|＝1，|AC →|＝1，且|AB →＋AC →|＝3，判断△ABC 的形状．解 由向量加法的平行四边形法则及|AB →|＝|AC →|＝1，知构成的四边形为菱形，且最长的对角线长度为|AB →＋AC →|＝3，则∠BAC ＝60°，故△ABC 为等边三角形．[素养评析] 本题主要考查向量加法的应用，突出考查直观想象的核心素养，培养学生从图形与图形关系中抓住问题本质，从而更好地理解向量加法的平行四边形法则．1．化简AE →＋EB →＋BC →等于( ) A.AB → B.BA → C ．0 D.AC → 考点 向量加法运算及运算律 题点 化简向量 答案 D解析 AE →＋EB →＋BC →＝AB →＋BC →＝AC →.2.如图，在正六边形ABCDEF 中，BA →＋CD →＋EF →等于( )A ．0 B.BE → C.AD →D.CF →考点 向量加法运算及运算律 题点 几何图形中的向量加法运算 答案 D解析 BA →＋CD →＋EF →＝DE →＋CD →＋EF →＝CE →＋EF →＝CF →. 3．若正方形ABCD 的边长为1，则|AB →＋AD →|等于( ) A ．1 B. 2 C ．3D ．2 2 考点 向量加法的三角形法则和平行四边形法则 题点 利用向量的加法求模长 答案 B解析 在正方形ABCD 中，AB ＝1，可知AC ＝2， 所以|AB →＋AD →|＝|AC →|＝AC ＝ 2.4.如图所示，在四边形ABCD 中，AC →＝AB →＋AD →，则四边形为( )A ．矩形B ．正方形C ．平行四边形D ．菱形考点 向量加法的三角形法则和平行四边形法则 题点 利用向量的加法求模长 答案 C解析 ∵AC →＝AB →＋AD →，∴DC →＝DA →＋AC →＝DA →＋AB →＋AD →＝DA →＋AD →＋AB →＝AB →， 即DC →＝AB →，∴AB ＝DC ，AB ∥DC ， ∴四边形ABCD 为平行四边形．5．已知向量a 表示“向东航行3 km ”，b 表示“向南航行3 km ”，则a ＋b 表示__________． 考点 向量加法的定义及几何意义的应用 题点 向量的加法在物理学中的应用 答案 向东南航行3 2 km解析 根据题意由于向量a 表示“向东航行3 km ”，向量b 表示“向南航行3 km ”，那么可知a ＋b 表示向东南航行3 2 km.1．三角形法则和平行四边形法则都是求向量和的基本方法，两个法则是统一的，当两个向量首尾相连时，常选用三角形法则；当两个向量共起点时，常选用平行四边形法则． 2．向量的加法满足交换律，因此在进行多个向量的加法运算时，可以按照任意的次序和任意的组合去进行．3．使用向量加法的三角形法则时要特别注意“首尾相接”．和向量的特征是从第一个向量的起点指向第二个向量的终点．向量相加的结果是向量，如果结果是零向量，一定要写成0，而不应写成0.一、选择题1．化简CB →＋AD →＋BA →等于( ) A.DB → B.CA →C.DC →D.CD →考点 向量加法运算及运算律 题点 化简向量 答案 D2.如图，四边形ABCD 是梯形，AD ∥BC ，对角线AC 与BD 相交于点O ，则OA →＋BC →＋AB →＋DO →等于( )A.CD →B.DC →C.DA →D.DO → 考点 向量加法运算及运算律 题点 几何图形中的向量加法运算 答案 B解析 OA →＋BC →＋AB →＋DO →＝DO →＋OA →＋AB →＋BC →＝DA →＋AB →＋BC →＝DB →＋BC →＝DC →. 3．下列说法正确的个数为( )①如果非零向量a 与b 的方向相同或相反，那么a ＋b 的方向必与a 或b 的方向相同； ②在△ABC 中，必有AB →＋BC →＋CA →＝0；③若AB →＋BC →＋CA →＝0，则A ，B ，C 一定为一个三角形的三个顶点； ④若a ，b 均为非零向量，则|a ＋b |＝|a |＋|b |. A ．0 B ．1 C ．2 D ．3 考点 向量加法运算及运算律 题点 几何图形中的向量加法运算 答案 B解析 ①错，若a ＋b ＝0，则a ＋b 的方向是任意的；②正确；③错，当A ，B ，C 三点共线时，也满足AB →＋BC →＋CA →＝0；④错，|a ＋b |≤|a |＋|b |. 4．若在△ABC 中，AB ＝AC ＝1，|AB →＋AC →|＝2，则△ABC 的形状是( )A ．正三角形B ．锐角三角形C ．斜三角形D ．等腰直角三角形考点 向量加法的定义及几何意义的应用 题点 向量的加法在平面几何中的应用 答案 D解析 以AB ，AC 为邻边作平行四边形ABDC ，∵AB ＝AC ＝1，AD ＝2，∴∠ABD 为直角，该四边形为正方形，∴∠BAC ＝90°，△ABC 为等腰直角三角形，故选D. 5．已知四边形ABCD 为菱形，则下列等式中成立的是( ) A.AB →＋BC →＝CA → B.AB →＋AC →＝BC → C.AC →＋BA →＝AD →D.AC →＋AD →＝DC →考点 向量的加法运算与运算律 题点 几何图形中的向量加法运算 答案 C解析 对于A ，AB →＋BC →＝AC →≠CA →；对于B ，AB →＋AC →≠BC →；对于C ，AC →＋BA →＝BA →＋AC →＝BC →，又AD →＝BC →，所以AC →＋BA →＝AD →；对于D ，AC →＋AD →≠DC →.6．在矩形ABCD 中，|AB →|＝4，|BC →|＝2，则向量AB →＋AD →＋AC →的长度为( ) A ．2 5 B ．4 5 C ．12 D ．6考点 向量加法的三角形法则和平行四边形法则 题点 利用向量的加法求模长 答案 B解析 因为AB →＋AD →＝AC →，所以AB →＋AD →＋AC →的长度为AC →的模的2倍． 又|AC →|＝42＋22＝25，所以向量AB →＋AD →＋AC →的长度为4 5.7．长度相等的三个非零向量OA →，OB →，OC →满足OA →＋OB →＋OC →＝0，则由A ，B ，C 三点构成的△ABC 是( ) A ．等腰三角形 B ．等边三角形 C ．直角三角形D ．等腰直角三角形 考点 向量加法的定义及几何意义的应用 题点 向量的加法在平面几何中的应用 答案 B解析 如图所示，作OA →，OB →的和向量OD →，因为OA →＋OB →＋OC →＝0， 所以OD →＋OC →＝0，即OD →与OC →长度相等，方向相反． 所以|OA →|＝|OD →|，所以△AOD 为等边三角形， 所以∠OAB ＝12∠OAD ＝30°，同理，∠OAC ＝∠OCA ＝∠OCB ＝∠OBC ＝∠OBA ＝30°， 所以∠BAC ＝∠ABC ＝∠ACB ＝60°，即△ABC 为等边三角形． 二、填空题8．如图，在平行四边形ABCD 中，O 是AC 和BD 的交点．(1)AB →＋AD →＋CD →＝________； (2)AC →＋BA →＋DA →＝________. 考点 向量的加法运算与运算律 题点 几何图形中的向量加法运算 答案 (1)AD →(2)09．已知点G 是△ABC 的重心，则GA →＋GB →＋GC →＝______. 考点 向量的加法运算与运算律 题点 几何图形中的向量加法运算 答案 0解析 如图所示，连接AG 并延长交BC 于点E ，点E 为BC 的中点，延长AE 到点D ，使GE ＝ED ，则GB →＋GC→＝GD →，GD →＋GA →＝0，∴GA →＋GB →＋GC →＝0.10.如图，已知在矩形ABCD 中，|AD →|＝43，设AB →＝a ，BC →＝b ，BD →＝c ，则|a ＋b ＋c |＝________.考点 向量加法的三角形法则和平行四边形法则题点 利用向量的加法求模长答案 8 3解析 因为a ＋b ＋c ＝AB →＋BC →＋BD →＝AC →＋BD →，延长BC 至E ，使CE ＝BC ，连接DE .由于CE→＝BC →＝AD →，所以四边形ACED 是平行四边形，所以AC →＝DE →，所以AC →＋BD →＝DE →＋BD →＝BE →，所以|a ＋b ＋c |＝|BE →|＝2|BC →|＝2|AD →|＝8 3.11．在菱形ABCD 中，∠DAB ＝60°，|AB →|＝1，则|BC →＋CD →|＝________.考点 向量加法的三角形法则和平行四边形法则题点 利用向量的加法求模长答案 1解析 在菱形ABCD 中，连接BD ，∵∠DAB ＝60°，∴△BAD 为等边三角形，又∵|AB →|＝1，∴|BD →|＝1，即|BC →＋CD →|＝|BD →|＝1.12．设非零向量a ，b ，c ，若p ＝a |a|＋b |b|＋c |c|，则|p |的取值范围为____________． 考点 向量加法的三角形法则和平行四边形法则题点 利用向量的加法求模长答案 [0,3]解析 因为a |a|，b |b|，c |c|是三个单位向量，因此当三个向量同向时，|p |取最大值 3.当三个向量两两成120°角时，它们的和为0，故|p |的最小值为0.三、解答题13.如图所示，已知电线AO 与天花板的夹角为60°，电线AO 所受拉力|F 1|＝24 N ，绳BO 与墙壁垂直，所受拉力|F 2|＝12 N ．求F 1和F 2的合力大小．考点 向量加法的定义及几何意义的应用题点 向量的加法在物理学中的应用解 如图，根据向量加法的平行四边形法则，得到合力F ＝F 1＋F 2＝OC →.在△OCA 中，|OA →|＝24，|AC →|＝12，∠OAC ＝60°，∴∠OCA ＝90°，∴|OC →|＝12 3.∴F 1与F 2的合力大小为12 3 N ，方向为与F 2成90°角竖直向上．14.如图所示，P ，Q 是△ABC 的边BC 上两点，且BP ＝QC .求证：AB →＋AC →＝AP →＋AQ →.考点 向量加法运算及运算律题点 证明几何图形中的向量等式证明 AB →＝AP →＋PB →，AC →＝AQ →＋QC →，∴AB →＋AC →＝AP →＋PB →＋AQ →＋QC →.∵PB →与QC →大小相等，方向相反，∴PB →＋QC →＝0，故AB →＋AC →＝AP →＋AQ →＋0＝AP →＋AQ →.15.如图，已知D ，E ，F 分别为△ABC 的三边BC ，AC ，AB 的中点，求证：AD →＋BE →＋CF →＝0.考点 向量加法的定义及几何意义的应用题点 向量的加法在平面几何中的应用证明 由题意知，AD →＝AC →＋CD →，BE →＝BC →＋CE →，CF →＝CB →＋BF →.由平面几何知识可知，EF →＝CD →，BF →＝F A →，所以AD →＋BE →＋CF →＝(AC →＋CD →)＋(BC →＋CE →)＋(CB →＋BF →) ＝(AC →＋CD →＋CE →＋BF →)＋(BC →＋CB →)＝(AE →＋EC →＋CD →＋CE →＋BF →)＋0＝AE →＋CD →＋BF →＝AE →＋EF →＋F A →＝0.。
2.2.1向量加法运算及其几何意义
J
F
E D B
C
AB BC CD DE
0 JK KA ?
A
例2.长江两岸之间没有大桥的地方，常常通过轮船进行运输， 如图所示，一艘船从长江南岸A点出发，以 2 3 km/h的速度向 垂直于对岸的方向行驶，同时江水的速度为向东2km/h. （1）试用向量表示江水速度、船速以及船实际航行的速度； （2）求船实际航行的速度的大小与方向（用与江水速度的夹 角来表示）。 C
船的实际航行的速度的大小为4km/h,方向
与水流间的夹角是60 ，求v1和v2.
o
向量加 法
探究
若水流速度和船速的大小保持不变, 最后要能使渡船垂直过江,则船的 航向应该如何?在白纸上作图探究.
D C
5
A
2
B
向量加 法
只有坚定不移，才能驶向成功彼岸！
向量加 法
(1)向量的相反向量的意义; (2)向量减法运算几何意义;
问题：除了零向量，有没有不能用平行四 边形法则求和向量的情况？
a
特例：共线向量
a
b
A B C
b
B C A
AC a b
方向相同
AC a b
方向相反
课堂练习
教材P84页练习1. 1、（1）
ab
a
ab
b a b
b
（2）
ab
（3）
a
b
b
（4 ） a b
a
b b
向量加 法
课堂练习
二、向量加法的运算法则:
B
a
ba ab a
b
C
D
D
b
A
( a b) c
向量的加法运算及其几何意义课件
在解析几何中，向量加法可以用于线性组合的计算。线性组 合是指一组向量的加权和，即$overset{longrightarrow}{D} = lambdaoverset{longrightarrow}{A} + muoverset{longrightarrow}{B}$，其中$lambda$和$mu$ 为实数。线性组合在解决实际问题中具有广泛的应用。
应用拓展
随着科技的进步，向量加法的应用领域将不断拓展，如人工智能、信号处理、图像处理等，为解 决实际问题提供更多有效的方法。
算法优化
随着计算技术的发展，向量加法的算法将不断优化，提高计算效率和精度，为相关领域的研究和 应用提供更好的支持。
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向量的加法运算及其几何意义
• 向量加法的定义与性质 • 向量加法的几何意义 • 向量加法的运算规则 • 向量加法的应用实例 • 总结与展望
01
向量加法的定义与性质
向量加法的定义
向量加法是由平行四边形法则或三角形法则定义的。在二维空间中，向量加法可以通过连接两个向量 的起点和终点，并绘制一个平行四边形来完成。在三维空间中，向量加法可以通过连接两个向量的起 点和终点，并绘制一个三角形来完成。
物理应用
向量加法在物理中有广泛的应用， 如速度、加速度、力的合成等， 通过向量加法可以更直观地理解 物理现象。
解析几何
向量加法在解析几何中也有重要 的意义，它可以用来描述平面或 空间中的点、线、面等几何对象 的位置和方向。
向量加法的未来发展
理论完善
随着数学和物理学等学科的发展，向量加法的理论体系将进一步完善，为相关领域的研究提供更 坚实的基础。
算。
03
向量加法的运算规则
向量加法运算及其几何意义(一)
已知向量 a，b. 在平面内任A 取 ，一
作ABa， BC b，则向 A叫 C 量 a与 作 b 的
和 ，a 记 b.即 a 作 b： A BBC A， C
a
b
a b C
a
a
b
b
A
B
规a 定 0 0 a ：a b
讲授新课
2. 三角形法则 (“首尾相接，首尾连”)
已知向量 a，b. 在平面内任A 取 ，一
讲授新课
2. 三角形法则 (“首尾相接，首尾连”)
已知向量 a，b. 在平面内任A 取 ，一
作ABa， BC b，则向 A叫 C 量 a与 作 b 的
和 ，a 记 b.即 a 作 b： A BBC A， C
a
b
a b C
a
a
b
b
A
B
规a 定 0 0 a ：a b
讲授新课
2. 三角形法则 (“首尾相接，首尾连”)
2.2.1向量加法运算 及其几何意义
高一一部数学备课组
复习引入
向量的定义以及有关概念.
向量是既有大小又有方向的量.长度 相等、方向相同的向量相等.因此，我们 研究的向量是与起点无关的自由向量， 即任何向量可以在不改变它的方向和大 小的前提下，移到任何位置 .
复习引入
问题 数可进行加法运算：1＋2＝3 ．那
解(： ABBC )CD
D
A C
B
讲授新课
A
B
规a 定 0 0 a ：
讲授新课
2. 三角形法则 (“首尾相接，首尾连”)
已知向量 a，b. 在平面内任A 取 ，一
作ABa， BC b，则向 A叫 C 量 a与 作 b 的
向量的运算和几何意义
向量的运算和几何意义向量是几何学中的重要概念，它不仅可以进行运算，还具有重要的几何意义。
本文将对向量的运算和几何意义进行探讨，并分析其在实际应用中的重要性。
一、向量的定义和表示在数学中，向量可以定义为具有大小和方向的量。
向量可以用箭头来表示，箭头的长度代表向量的大小，箭头的方向代表向量的方向。
一个向量通常用它的起点和终点来表示，也可以用坐标表示。
二、向量的加法和减法向量的加法和减法是指将两个向量相加或相减得到一个新的向量。
1. 向量的加法向量的加法即将两个向量的对应分量相加得到一个新的向量。
设有向量a=(a1, a2)和向量b=(b1, b2)，则它们的和向量c=(a1+b1, a2+b2)。
2. 向量的减法向量的减法即将两个向量的对应分量相减得到一个新的向量。
设有向量a=(a1, a2)和向量b=(b1, b2)，则它们的差向量c=(a1-b1, a2-b2)。
三、向量的数量积和向量积向量的数量积和向量积是向量的两种重要运算。
1. 向量的数量积向量的数量积又称为点积，用符号“·”表示。
设有向量a=(a1, a2)和向量b=(b1, b2)，它们的数量积为a·b = a1*b1 + a2*b2。
在几何上，向量的数量积表示两个向量之间的夹角的余弦值乘以两个向量的模。
2. 向量的向量积向量的向量积又称为叉积，用符号“×”表示。
设有向量a=(a1, a2)和向量b=(b1, b2)，它们的向量积为c=(0, 0, a1*b2 - a2*b1)。
向量的向量积表示两个向量所在平面的法向量，其模为两个向量构成的平行四边形的面积。
四、向量的几何意义向量在几何中具有重要的意义，可以表示平移、旋转、拉伸等几何变换。
1. 平移向量的几何意义之一是表示平移。
当一个向量作用在一个点上时，该点将按照向量的方向和大小发生平移。
2. 旋转向量的几何意义之二是表示旋转。
当一个向量作用在一个平面上时，该平面将按照向量的方向和大小发生旋转。
向量相加应用
向量相加应用
向量相加是向量运算中的基本操作之一，其几何意义可以用平行四边形法则或者三角形法则来描述。
在物理学中，向量相加运算被广泛应用于描述各种物理现象。
例如，在力学中，向量可以用来表示力和加速度，通过向量相加可以计算出物体在多个力作用下的总加速度；在电场中，向量可以用来表示电场强度和电势，通过向量相加可以计算出复合电场的场强和电势。
此外，向量相加在数学、工程学、经济学等领域也有广泛的应用。
例如，在解析几何中，向量相加可以用于描述平面或空间中的位移和方向；在计算机图形学中，向量相加可以用于实现图像的平移和旋转等变换；在经济学中，向量相加可以用于表示多个因素对经济指标的影响。
总之，向量相加作为一种基本的数学运算，在各个领域都有着广泛的应用。
向量的加法运算及其几何意义PPT优秀课件
A2
A3
A1
A4
Aｎ
A1A2+A2A3+…+ Aｎ-１Aｎ+AｎA１ =____０___
例 1 ： 已 知 O 为 正 六 边 形 A B C D E F 的 中 心 ， 作 出 下 列 向 量 u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r
当向 a与 量 b反向 , 若 时 ab, 则 ab的方 向a与 相,同 且 abab;
当向 a与 量 b反向 ,若 时 ab, 则 ab的方 向b与 相,同 且 abba.
已知 a8,b6,则ab的最大值和最1_4小 _, 2_
探究
向量加法的运算律
对于任意的向量 a ， b ，c ：
2.2.1向量的加法 运算及其几何意义
复习回顾:
向量的概念：
既有大小又有方向的量叫向量
向量的表示方法：
（1）几何表示法： 用有向线段表示
B(终点）
a
（2）代数表示法：
A(起点）
AB 或 a
向量的长度(或模)：| AB | 或 | a |
复习回顾:
零向量的概念： 长度（模）为0的向量，记作 0 单位向量概念： 长度（模）为1个单位长度的向量
B A
(2)作 ABa,ADb 共
(3)以AB,AD为邻边 作平行四边形ABCD
起
D
C 则 ACab
点
作平移,共起点,四边形,对角线
课堂练习（一）
１.如图,已知a、b，用向量加法的三角形法则 作出a+b．
(1)
a+b
b
(2)
b
a
a
向量加法运算及几何意义
详细描述
在向量场中，向量表示空间中某点的方向和大小。通过向量的加法运算，可以描述物体在空间中的运动和相互作用。例如，力场中的合力、速度场中的合速度等都可以通过向量的加法运算得到。
向量加法的向量场意义
03
向量加法的性质
VS
向量加法的交换律是指两个向量相加时，交换两个向量的位置，其和向量不变。
详细描述
04
向量加法在实际问题中的应用
力的合成
当一个力产生的效果与多个力共同作用产生的效果相同时，可以将这些力合成为一个力。力的合成可以通过向量加法实现，即平行四边形法则或三角形法则。
力的分解
一个力可以分解为两个或多个分力，这些分力共同作用产生与原力相同的效果。力的分解是力的合成的逆运算，同样可以通过向量加法实现。
几何表示法
字母表示法
向量的表示方法
用有向线段表示向量，线段的长度表示向量的大小，箭头的指向表示向量的方向。
用黑体字母或加下划线的字母表示向量，如$overset{longrightarrow}{AB}$表示向量AB。
定义：将两个向量首尾相接，形成一个新的向量，称为这两个向量的和，记作$\overset{\longrightarrow}{AB} + \overset{\longrightarrow}{CD}$。
向量加法的结合律
向量加法与数乘的结合律
数乘与向量加法的结合律是指数乘向量与另一个向量相加时，改变相加的顺序，其和向量不变。
总结词
数乘与向量加法的结合律也是基本的数学性质之一，表示数乘与向量加法不满足结合律。即，对于任意实数$k$、向量$overset{longrightarrow}{a}$和$overset{longrightarrow}{b}$，有$(koverset{longrightarrow}{a}) + overset{longrightarrow}{b} = k(overset{longrightarrow}{a} + overset{longrightarrow}{b})$。
向量的运算与几何意义解析
向量的运算与几何意义解析向量是数学中重要的概念，它可以用来表示方向和大小。
在实际应用中，我们经常需要对向量进行运算，并通过运算来解析向量的几何意义。
本文将探讨向量的四则运算（加法、减法、数量乘法和点乘）以及各种运算在几何上的意义。
1. 向量的加法（Vector Addition）向量的加法是指将两个向量相加得到一个新的向量。
具体而言，给定两个向量A和A，它们的加法可以表示为：A = A + A。
在几何上，这个运算可以理解为将向量A放在向量A的尾部，从而得到一个新的向量A，如下图所示：图1：向量的加法示意图通过向量的加法，我们可以将多个向量连接起来，从而形成更长的向量。
2. 向量的减法（Vector Subtraction）向量的减法是指将一个向量从另一个向量中减去，得到一个新的向量。
具体而言，给定两个向量A和A，它们的减法可以表示为：A = A - A。
在几何上，这个运算可以理解为从向量A的尾部指向向量A 的尾部，从而得到一个新的向量A，如下图所示：图2：向量的减法示意图通过向量的减法，我们可以计算出两点之间的距离，或者确定一个向量相对于另一个向量的位置关系。
3. 向量的数量乘法（Scalar Multiplication）向量的数量乘法是指将一个向量乘以一个标量，得到一个新的向量。
具体而言，给定一个向量A和一个标量A，它们的数量乘法可以表示为：A = AA。
在几何上，这个运算可以理解为将向量A的大小进行缩放或扩大A倍，从而得到一个新的向量A，如下图所示：图3：向量的数量乘法示意图通过向量的数量乘法，我们可以改变向量的大小，同时保持其方向不变。
4. 向量的点乘（Dot Product）向量的点乘是指将两个向量进行运算得到一个标量。
具体而言，给定两个向量A和A，它们的点乘可以表示为：A = A·A。
计算方法是将两个向量对应位置的元素相乘，然后将相乘的结果相加。
在几何上，点乘的结果是两个向量之间的夹角的余弦值乘以向量的模长乘积，如下图所示：图4：向量的点乘示意图通过向量的点乘，我们可以计算出两个向量之间的夹角，以及一个向量在另一个向量方向上的投影长度。
向量加法的几何意义
Ｂ F2 θ O F1 B
C
所以， 合力大小为50 N， 方向向东偏北37
Ａ
东
例3 在小船过河时,小船沿垂直河岸方向行驶的 速度为v1=3.46km/h，河水流动的速度 v2=2.0km/h，试求小船过河实际航行速度的大 小和方向.
解：如图，设OA表示船向垂直于对岸行驶的速度 OB表示水流的速度，以OA、OB为邻边作平行四边形 ABCD，则OC就是船实际航行的速度。
A
C
O
B
1 试用向量方法证明：对角线互相平分的 四边形必是平行四边形. D C a AM MC 证明 b
BM MD
A
M
B
AD AM MD MC BM BC
AD 与 BC 平行且相等, 结论得证.
2
求向量 AB DF CD BC FA 之和.
在Rt△ ADC中, ADC 90, | DC | 60 n mile， 所以 | AC | | AD |2 | DC |2 (20 3 ) 60 40 3 n mile
2 2
北 C
B 30 A D 东
∵| AC | 2 | AD | ห้องสมุดไป่ตู้AD 60。
向量的加法满足
这种作法叫做三角形法则
练习1 已知向量a、b，用向量加法的三角形法则作向量a+b.
（1）
（2）
（3） b a
a
（4）
a b
b
a
b
C
a+b
b
A B
a
B
b
A
a （1）
a+b （2）
A C
a
B a+b
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向量的加法满足
① 交换律： a+b=b+a
D
② 结合律：（ a + b ) + c = a + ( b + c )
abc
A
c
C
a
B
b
例2 两个力F1和F2同时作用在一个物体上, 其中F1 =40N,方向向东,F2=30N,方向向北, 求它们的合力.
解：如图， 表示F1， 表示F2 .以OA，A， 为邻边作 OA OB 平行四边形OACB， 则OC表示合力F。
Ｂ F2 θ O F1 B
C
所以， 合力大小为50 N， 方向向东偏北37
Ａ
东
例3 在小船过河时,小船沿垂直河岸方向行驶的 速度为v1=3.46km/h，河水流动的速度 v2=2.0km/h，试求小船过河实际航行速度的大 小和方向.
解：如图，设OA表示船向垂直于对岸行驶的速度 OB表示水流的速度，以OA、OB为邻边作平行四边形 ABCD，则OC就是船实际航行的速度。
2.1向量的加法
实例分析
飞机从广州飞往上海,再从上海飞往 北京,这两次位移的结果与飞机从广
北京
州直接飞往北京的位移是相同的.
上海
这时我们就把后面这样一次位移叫做
广州
前面两次位移的合位移.
在大型车间里,一重物被天车从A处搬运到B处.
D
它的实际位移AB,可以看作水平运动 的分位移AC与竖直向上运动的分位移 AD的合位移.
（1）掌握向量求和的三角形法则 （2）掌握向量求和的平行四边形法则 （3）掌握向量加法的运算律
作业
P90 1、2、3、4
在Rt△ ADB中, ADB 90, ADB 30, | AB | 40 n mile， 所以 | DB | 20 n mile，| AD | 20 3 n mile
在Rt△ ADC中, ADC 90, | DC | 60 n mile， 所以 | AC | | AD |2 | DC |2 (20 3 ) 2 602 40 3 n mile ∵| AC | 2 | AD | CAD 60。
这叫做向量加法的平行四边形法则。
共线向量求和
方向相同
a b A B C C
方向相反
a b A B
AC a b
AC a b
例１轮船从Ａ港沿东偏北30方向行驶了40 海里到达B处,再由B处沿正北方向行驶40海 里到达C处.求此时轮船与A港的相对位置.
解：如图，设AB、 C分别表示轮船的两次位 ， 则 AC表示 B 移 轮船的合位移 AC AB BC。 ，
在Rt △OBC 中 | BC | v1 3.46km / h, | OB | v2 2.0km / h | OC | | OB |2 | BC |2 3.46 2 2 2 4.0(km / h) v1 ∵ tan BOC 1.73 v2 CAB 60
B
C A
由分位移求合位移,称为位移的合成 求两个向量和的运算叫向量的加法。
a
b
a
B b
b
C
a A. a+ b
作法：[1]在平面内任取一点A [2]作AB= a , BC= b [3]则向量AC叫 作向量a 与 b 的 和，记作a ＋ b。
这种作法叫做三角形法则
B
C
a+b
a b
a
A
b
D
作法： 作 AB= a, AD =b,以AB，AD为邻边 作平行四边形，则 AC = a + b 。
A
COB来自1 试用向量方法证明：对角线互相平分的 四边形必是平行四边形. D C a 证明 AM MC b
BM MD
A
M
B
AD AM MD MC BM BC
AD 与 BC 平行且相等, 结论得证.
2 求向量 AB DF CD BC FA 之和. 解: AB DF CD BC FA AB BC CD DF FA AC CD DF FA AD DF FA AF FA AA 0 AB DF CD BC FA 0
在Rt △OAC中, | OA | F1 40 N，AC || OB | F2 30 N. | 由勾股定理， 得 F | OC | | OA |2 | AC |2 40 2 30 2 50 N
北
设合力F与F1的夹角为， 则 F2 3 tan 0.75 | OA | F1 4 | AC |