向量的减法
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C
b
ab
ab
a
发现:
以不共线向量a, b为邻边的平行四边形中, 一条对角线表示两个向量的和向量, 另一条对角线表示两个向量的差向量.
例3、不共线向量a, b, 满足什么条件时下列结论成立?
1 a b a b ; a b
b
ab
C
2a b a b ;a b
ab
3
ab
平分a与b之间的夹角; a
CD AE c BC AC AB b a BE AE AB c a CE AE AC c b BD AD AB AC AE AB b c a 或BD BC CD b a c
练习
1.梯形 ABCD 中,AB∥DC,AC 与 BD 交于点 O,则A→D-B→D+
∴D→E=E→A,B→F=F→C. ∴E→F+E→F=E→A+A→O+O→B+B→F+E→A+A→O+O→B+B→F =D→E+A→O+O→B+F→C+E→A+A→O+O→B+B→F =(A→O+O→B)+(D→A+A→O+O→B+B→C) =A→B+(D→O+O→C)=A→B+D→C. [规律方法] (1)本例用向量的加减运算解决,而不必考虑图形是 平面图形还是空间图形,体现了向量的优点. (2)本结论可以看作梯形中位线定理的推广.
类型三 向量加、减法的综合应用 【例 3】 已知任意四边形 ABCD,E 为 AD 的中点,F 为 BC 的 中点,求证:E→F+E→F=A→B+D→C.
[思路探索] 本题主要考查向量加法与相反向量的知识,可以考 虑封闭图形中所有向量的和为 0 或把E→F用不同的向量形式表示 出来,然后相加,即可得证.
4 AC BO OA DC DO OB ___0___;
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2、在 ABCD中,若 AB AD AB AD ,则必有(B )
A. ABCD是菱形 C. ABCD是正方形
B. ABCD是矩形 D.以上结论都不对
类型 用已知向量表示其他向量 【例 1】 如图,解答下列各题:
(1)用 a,d,e 表示D→B; d e a (2)用 b,c 表示D→B; c b (3)用 a,b,e 表示E→C; e a b (4)用 d,c 表示E→C. d c
[规律方法]:用几个基本向量表示其他向量的一般步骤为: ①观察待表示的向量位置;②沿已知向量方向寻找相应的平行 四边形或三角形;③运用法则找关系,化简得结果.
【例 2】 如图,在五边形 ABCDE 中,若四边形 ACDE 是平行 四边形,且A→B=a,A→C=b,A→E=c,试用 a,b,c 表示向量C→D, B→C,B→E,C→E及B→D.
[思路探索] 明确路程和位移的区别和联系是解题的关键, 两次位移之和即为A→C,故需求|A→C|及方向.
解 设A→B,B→C分别表示飞机从 A 地按北偏东 35°的方向飞行 800 km, 从 B 地按南偏东 55°的方向飞行 800 km, 则飞机飞行的路程指的是|A→B|+|B→C|; 两次飞行的位移的和指的是A→B+B→C=A→C. 依题意,有|A→B|+|B→C|=800+800=1 600(km),
(3)口诀:同起点,后指前
互动探究
探究点1 若a+b=c+d,则a-c=d-b成立吗? 提示 成立.移项法则对向量等式适用.
探究点2 类比于向量的加法,我们有||a|-|b||≤|a-b|≤|a|+|b|吗? 提示 当向量a和b不共线时,||a|-|b||<|a-b|<|a|+|b|; 当向量a和b共线且方向相同时,||a|-|b||=|a-b|; 当向量a和b共线且方向相反时,|a-b|=|a|+|b|; 综上所述:一般地,我们有||a|-|b||≤|a-b|≤|a|+|b|(我们称之 为三角形不等式).
∴E→D+E→A=0,C→F +B→F=0.
∴E→F+E→F=A→B+D→C.
法二 如图,在平面内取点 O,连接 AO、EO、DO、CO、FO、 BO,则 E→F=E→O+O→F=E→A+A→O+O→B+B→F,A→B=A→O +O→B, D→C=D→O+O→C =D→E+E→A+A→O+O→B+B→F+F→C. ∵E、F 是 AD、BC 的中点,
B→C-A→O+C→O=____0____.
解析 原式=A→D+D→B+B→C+O→A-O→C=0.
2.如图,在四边形 ABCD 中,设A→B=a,A→D=
b,B→C=c,则D→C用 a,b,c 表示为__a___c___b.
解析 D→C=A→C-A→D=A→B+B→C-A→D=a+c-b.
类型 向量加法的实际应用 【例 3】 如图所示,在抗震救灾中,一 架飞机从 A 地按北偏东 35°的方向飞行 800 km 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 800 km 送往 C 地医院,求这架飞机飞行的路程及两次位移的和.
例1、化简或计算:
1 BO BA __A_O____; 2 AB AD DC ___C_B___;
3 BA BC ED EC __D__A____; 4 AB CD AC BD _0_____;
5 MN MP NQ PQ ___0____ .
例2、已知AB a, AD b, 求作a+b, a b.
课堂小结 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,
-A→B=B→A就可以把减法转化为加法.即:减去一个向量等于加 上这个向量的相反向量.如 a-b=a+(-b). 2.在用三角形法则作向量减法时,要注意“差向量连接两向量的 终点,箭头指向被减向量”.解题时要结合图形,准确判断, 防止混淆. 3.以平行四边形 ABCD 的两邻边 AB、AD 分别表示向量A→B=a, A→D=b,则两条对角线表示的向量为A→C=a+b,B→D=b-a,D→B =a-b,这一结论在以后应用非常广泛,应该加强理解并记住.
2.2.2 向量减法运算及其几何意义
【课标要求】 1.了解相反向量的概念. 2.理解向量减法法则及其几何意义. 【核心扫描】 1.向量减法的运算.(重点) 2.对向量减法法则的理解.(难点)
新知介绍
1.相反向量
与a长度相等,方向相反 的向量,叫做a的相反向量,记作-a.
(1)规定:零向量的相反向量是 0 ; (2)-(-a)=a;
(2)如图所示,设M→A表示水流的速度,M→N表示小船实际过河的 速度. 设 MC⊥MA, |M→A|=|M→B|=10,∠CMN=30°. ∵M→A+M→B=M→N,∴四边形 MANB 为菱形. 则∠AMN=60°, ∴△AMN 为等边三角形. 在△MNB 中,|B→N|=|M→N|=|M→B|=10, ∴∠BMN=60°,而∠CMN=30°,∴∠CMB=30°, 所以小船要由 M 直达码头 N,其航向应为北偏西 30°.
又 α=35°,β=55°,∠ABC=35°+55°=90°, 所以|A→C|= |A→B|2+|B→C|2= 8002+8002=800 2(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 1 600 km,两次飞行的位移和的大小为 800 2 km,方向为北偏东 80°.
a
b
4 若 a 6,b 8,且 a b a b ,求 a b 10
5 a b,与a b可能是相等向量吗?
不可能,因为方向不同.
复习回顾
1.向量的加法:
法则
平行四边形法则
三角形法则
前提 作法 图形
已知不共线向量a, b
已知非零向量a, b
以同一点O为起点,两个已知 作AB a, BC b,连接 AC 向量a,b为邻边作 OACB
证明 法一 如图,在四边形 CDEF 中,
E→F+F→C+C→D+D→E=0,
∴ E→F
=-
→ FC
- C→D
- D→E =
→ CF
+ D→C
+
E→D.①
在四边形 ABFE 中,
E→F+F→B+B→A+A→E=0,
∴E→F=B→F+A→B+E→A.②
①+②得 E→F+E→F=C→F+D→C+E→D+B→F+A→B+E→A=(C→F+B→F)+(E→D+ E→A)+(A→B+D→C). ∵E、F 分别是 AD、BC 的中点,
(3)口诀:同起点,后指前
4.向量三角形法则的运用
(1)OA1 (2)OA1
A1A2 A1A2
A2A3 A2A3
An 1An An 1An
OAn AnO 0
回顾练习
1、化简或计算:
1 BO AB ___A__O__; 2 PM PN NC ___C_M___; 3 AB BC DC AD ___0_____;
结论
口诀 规定
所夹的对角线OC为 a与b的和向量
同起点,连对角
a+0=0+a=a
AC为a与b的和向量
首尾相连,首尾连
复习回顾
2.相反向量
与a长度相等,方向相反 的向量,叫做a的相反向量,记作-a.
a+(-a)= 0 ;
3.向量的减法(三角形法则) (1)定义: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 . (2)作法:以 A 为起点,作向量A→B=a, A→D=b,则D→B=a-b.
[规律方法] 解决与向量有关的实际应用题,应本着如下步骤: 弄清实际问题→转化为数学问题→正确画出示意图→用向量表示 实际量→向量运算→回扣实际问题—作出解答.
【练习】 已知小船在静水中的速度与河水的流速都是10 km/h, 问: (1)小船在河水中行驶的实际速度的最大值与最小值分别是多少? (2)如果小船在河南岸M处,对岸北偏东30°有一码头N,小船的 航向如何确定才能直线到达对岸码头?(河水自西向东流) 解 (1)小船顺流行驶时实际速度最大,最大值为20 km/h;小船 逆流行驶时实际速度最小,最小值为0 km/h,此时小船是静止 的.
(3)a+(-a)= (-a)+a =0;
(4)若a与b互为相反向量,则a= -b ,b= -a ,a+b= 0 .
注意:相反向量必为平行向量;平行向量不一定是相反向量.
2.向量的减法(三角形法则) (1)定义: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 . (2)作法:以 A 为起点,作向量A→B=a, A→D=b,则D→B=a-b.