高中数学第二章平面向量2.2.2向量减法运算及其几何意义学案新人教A版必修4(2021年整理)
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(浙江专版)2017-2018学年高中数学第二章平面向量2.2.2 向量减法运算及其几何意义学案新人教A版必修4
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2.2。
2 向量减法运算及其几何意义
预习课本P85~86,思考并完成以下问题
(1)a的相反向量是什么?
(2)向量的减法运算及其几何意义是什么?
[新知初探]
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:零向量的相反向量仍是仍是零向量;
(2)-(-a)=a;
(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.
[点睛] 相反向量与相等向量一样,从“长度”和“方向”两方面进行定义,相反向量必为平行向量.
2.向量的减法
(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)几何意义:以O为起点,作向量OA=a,OB=b,则BA=a-b,如图所示,即a-b 可表示从向量b的终点指向向量a的终点的向量.
[点睛]在用三角形法则作向量减法时,只要记住“连接向量终点,箭头指向被减向量"即可.
错误!
1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√",错误的打“×”)
(1)两个向量的差仍是一个向量.( )
(2)向量的减法实质上是向量的加法的逆运算.( )
(3)向量a与向量b的差与向量b与向量a的差互为相反向量.( )(4)相反向量是共线向量.( )
答案:(1)√(2)√(3)√(4)√
2.非零向量m与n是相反向量,下列不正确的是()
A.m=n B.m=-n
C.|m|=|n|D.方向相反
答案:A
3.化简OP-QP+PS+SP的结果等于()
A.QP B.OQ C.SP D.SQ
答案:B
4.在平行四边形ABCD中,向量AB的相反向量为______.
答案:BA,CD
向量的减法运
算
[典例]化简:(1)(AB-CD)-(AC-BD);
(2)(AC+BO+OA)-(DC-DO-OB).
[解](1)(AB-CD)-(AC-BD)
=(AB+BD)-(AC+CD)=AD-AD=0.
(2)(AC+BO+OA)-(DC-DO-OB)
=(AC+BA)-(OC-OB)=BC-BC=0。
(1)向量减法运算的常用方法
(2)向量加减法化简的两种形式
①首尾相连且为和;
②起点相同且为差.
做题时要注意观察是否有这两种形式,同时要注意逆向应用.
[活学活用]
化简下列各式:
(1)AB-AC-DB;
(2)AB+BC-AD;
(3)AB-CD-DB。
解:(1)AB-AC-DB=CB+BD=CD。
(2)AB+BC-AD=AC-AD=DC.
(3)AB-CD-DB=AB+DC+BD=AB+BD+DC=AC.
向量的减法及其几何
意义
[典例] 如图,已知向量a,b,c不共线,求作向量a+b-c。
[解] 法一:如图①所示,在平面内任取一点O,作OA=a,AB=b,则OB=a+b,再作OC =c,则CB=a+b-c。
法二:如图②所示,在平面内任取一点O,作OA=a,AB=b,则OB=a+b,再作CB=c,连接OC,则OC=a+b-c。
求作两个向量的差向量的两种思路
(1)可以转化为向量的加法来进行,如a-b,可以先作-b,然后作a+(-b)即可.
(2)也可以直接用向量减法的三角形法则,即把两向量的起点重合,则差向量为连接两个向量的终点,指向被减向量的终点的向量.
在本例的条件下作出向量:
①a-b+c;②a-b-c.
解:如图所示.
利用已知向量表示未知
向量
[典例]如图所示,四边形ACDE是平行四边形,B是该平行四边形外一点,且AB=a,AC=b,AE=c,试用向量a,b,c表示向量CD,BC,BD。
[解] 因为四边形ACDE是平行四边形,
所以CD=AE=c,BC=AC-AB=b-a,
故BD=BC+CD=b-a+c.
[一题多变]
1.[变设问]本例条件不变,试用向量a,b,c表示BE与CE。
解:BE=AE-AB=c-a,
CE=AE-AC=c-b。
2.[变条件]
本例中的条件“点B是该平行四边形ACDE外一点”若换为“点B是平行四边形ACDE内一点",其他条件不变,其结论又如何呢?
解:因为四边形ACDE是平行四边形,
所以CD=AE=c,BC=AC-AB=b-a,
BD=BC+CD=b-a+c.
用几个基本向量表示其他向量的一般步骤
(1)观察待表示的向量位置;
(2)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.
层级一学业水平达标
1.在三角形ABC中,BC=a,CA=b,则AB=( )
A.a-b B.b-a
C.a+b D.-a-b
解析:选D AB=CB-CA=-BC-CA=-a-b.
2.在△ABC中,|AB|=|BC|=|CA|=1,则|BC-AC|的值为()
A.0 B.1
C。
错误!D.2
解析:选B |BC-AC|=|BC+CA|=|BA|=1。
3.若O,E,F是不共线的任意三点,则以下各式中成立的是( )
A.EF=OF+OE B.EF=OF-OE
C.EF=-OF+OE D.EF=-OF-OE
解析:选B EF=EO+OF=OF-OE.故选B.
4.已知一点O到▱ABCD的3个顶点A,B,C的向量分别是a,b,c,则向量OD等于( ) A.a+b+c B.a-b+c
C.a+b-c D.a-b-c
解析:选B 如图,点O到平行四边形的三个顶点A,B,C的向量分别是a,b,c,结合图形有OD=OA+AD=OA+BC=OA+OC-OB=a-b+c。
5.下列各式能化简为AD的个数是()
①(AB-DC)-CB
②AD-(CD+DC)
③-(CD+MC)-(DA+DM)
④-BM-DA+MB
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选C ①中,(AB-DC)-CB=AB+CD+BC=AB+BD=AD;
②中,AD-(CD+DC)=AD-0=AD;
③中,-(CD+MC)-(DA+DM)=-MD-DA-DM=DM+AD-DM=AD;
④中,-BM-DA+MB=MB+AD+MB=AD+2MB。
6.下列四个等式:
①a+b=b+a;②-(-a)=a;③AB+BC+CA=0;
④a+(-a)=0,
其中正确的是______(填序号).
解析:由向量的运算律及相反向量的性质可知①②④是正确的,③符合向量的加法法则,也是正确的.
答案:①②③④
7.若a,b为相反向量,且|a|=1,|b|=1,则|a+b|=__________,|a-b|=________.
解析:若a,b为相反向量,则a+b=0,∴|a+b|=0,
又a=-b,∴|a|=|-b|=1,∵a与-b共线,∴|a-b|=2。
答案:0 2
8.在△ABC中,D是BC的中点,设AB=c,AC=b,BD=a,AD=d,则d-a=______,d +a=______.
解析:根据题意画出图形,如图所示,则d-a=AD-BD=AD+DB=AB=c;
d+a=AD+BD=AD+DC=AC=b。
答案:c b
9.化简:
(1)MN-MP+NQ-PQ;
(2)BD+DC+AB-AC.
解:(1)MN-MP+NQ-PQ
=(MN+NQ)-(MP+PQ)
=MQ-MQ=0.
(2)BD+DC+AB-AC=(BD+DC)+(AB-AC)
=BC+CB=0。
10.设O是△ABC内一点,且OA=a,OB=b,OC=c,若以线段OA,OB为邻边作平行四边形,第四个顶点为D,再以OC,OD为邻边作平行四边形,其第四个顶点为H。
试用a,b,c表示DC,OH,BH。
解:由题意可知四边形OADB为平行四边形,
∴OD=OA+OB=a+b,
∴DC=OC-OD=c-(a+b)=c-a-b.
又四边形ODHC为平行四边形,
∴OH=OC+OD=c+a+b,
∴BH=OH-OB=a+b+c-b=a+c.
层级二应试能力达标
1.已知OA=a,OB=b,OC=c,OD=d,且四边形ABCD为平行四边形,则()A.a+b+c+d=0 B.a-b+c-d=0
C.a+b-c-d=0 D.a-b-c+d=0
解析:选B
如图,a-b=OA-OB=BA,c-d=OC-OD=DC,又四边形ABCD
为平行四边形,则BA=CD,即BA-CD=0,所以BA+DC=0,即a-b+c-d=0.故选B.
2.平面上有三点A,B,C,设m=AB+BC,n=AB-BC,若m,n的长度恰好相等,则有()
A.A,B,C三点必在同一直线上
B.△ABC必为等腰三角形且∠B为顶角
C.△ABC必为直角三角形且∠B=90°
D.△ABC必为等腰直角三角形
解析:选C
∵|m|=|n|,AB+BC=AB-CB,AB-BC=AB+CB,∴|AB-CB|=|AB+CB|,如图.
即▱ABCD的对角线相等,
∴▱ABCD是矩形,∴∠B=90°,选C。
3.在菱形ABCD中,∠DAB=60°,|AB|=2,则|BC+DC|=( )
A。
错误!B.2错误!
C.错误!D.2错误!
解析:选B 如图,设菱形对角线交点为O,
∵BC+DC=AD+DC=AC,
∠DAB=60°,
∴△ABD为等边三角形.
又∵AB=2,
∴OB=1。
在Rt△AOB中,
|AO|=错误!=错误!,
∴|AC|=2|AO|=2错误!。
4.已知△ABC为等腰直角三角形,且∠A=90°,给出下列结论:
(1)|AB-AC|=|AB+AC|;
(2)|BC-BA|=|CB-CA|;
(3)|AB-CB|=|AC-BC|;
(4)|AB-AC|2=|BC-AC|2+|CB-AB|2.
其中正确的个数为()
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:选D 如图,以AB,AC为邻边作平行四边形ABDC,则它是正方形,根据向量加减法的几何意义可知题中四个结论都正确.
5。
如图,已知ABCDEF是一正六边形,O是它的中心,其
中OB=b,OC =c,则EF等于________.
解析:EF=OA=CB=OB-OC=b-c.
答案:b-c
6.对于向量a,b,当且仅当____________________________________________时,有|a -b|=||a|-|b||.
解析:当a,b不同向时,根据向量减法的几何意义,知一定有|a-b|>||a|-|b||,所以只有两向量共线且同向时,才有|a-b|=||a|-|b||。
答案:a与b同向
7。
如图,已知OA=a,OB=b,OC=c,OD=d,OE=e,OF=f,试用a,b,c,d,e,f表示以下向量:
(1)AC;(2)AD;(3)DF+FE+ED.
解:(1)AC=OC-OA=c-a。
(2)AD=AO+OD=-OA+OD=-a+d.
(3)DF+FE+ED=DO+OF+FO+OE+EO+OD=0.
8.如图所示,已知正方形ABCD的边长等于1,AB=a,BC=b,AC=c,试作出下列向量,并分别求出其长度:
(1)a+b+c.(2)a-b+c。
解:(1)由已知得a+b=AB+BC=AC=c,所以延长AC到E,使|CE|=|AC|。
则a+b+c=AE,且|AE|=2错误!。
所以|a+b+c|=2错误!。
(浙江专版)2017-2018学年高中数学 第二章 平面向量 2.2.2 向量减法运算及其几何意义学案 新人教A 版必
修4
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(2)作BF =AC ,连接CF , 则DB +BF =DF , 而DB =AB -AD =a -b ,
所以a -b +c =DB +BF =DF ,
且|DF |=2,所以|a -b +c |=2.。