高中数学第二章平面向量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知识巧解学案
高中数学 第二章 平面向量 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课前引导素材 新人教A版
2.2.1 向量加法运算及其几何意义
课前导引
问题导入
200m到达C点;
一人从A点出发向东走了400 m到达B点;接着向东偏北45°走2
然后再向北走400 m到达D点,选择适当比列尺,用向量表示这个人的位移.
思路分析:如下图,一个单位表示100 m,则这个人的位移是AD.
由物理知识我们知道这个人的位移是由几个分位移、、的合位移,在物理上记作=++.将这个问题抽象成数学知识即:向量等于向量、向量、向量的和,记作=++,这就是我们这节课要研究的向量的加法.
知识预览
1.求两个向量和的运算叫做向量的加法
2.向量加法的运算法则有三角形法则和平行四边形法则.
3.对任一向量a和零向量规定0+a=a+0=a.
4.向量加法的交换律:a+b=b+a;结合律:(a+b)+c=a+(b+c).。
2019-2020学年高中数学第二章平面向量2.2.1向量加法运算及其几何意义
③当两个非零向量a与b反向且|a|<|b|时(如图2),则a+b与b方向相同 (与a方向相反),且|a+b|=||a|-|b||. ④当两个向量a与b中至少有一个为0时,则必有|a+b|=|a|+|b|=||a||b||. 综上可知任意两个向量a,b恒有||a|-|b||≤|a+b|≤|a|+|b|.
uuur uuur 则飞机飞行的路程指的是| AB |+| BC |;
uuur uuur uuur 两次飞行的位移的和指的是 AB + BC = AC .
uuur uuur 依题意,有| AB |+| BC |=800+800=1 600(km), 又α=35°,β=55°,∠ABC=35°+55°=90°,
新知导学 课堂探究
新知导学·素养养成
1.向量加法的定义 定义:求两个向量 和 的运算,叫做向量的加法. 对于零向量与任一向量a,规定0+a=a+ 0 = a .
2.向量求和的法则
三角形 法则
法则
前提 作法
结论
已知非零向量a,b,在平面内任取一点A
uuur uuur
uuur
作 AB =a, BC =b,再作向量 AC
uuur uuur uuur uuur uuur uuur uuur uuur (1)解析:a=( AB + CD )+( BC + DA )= AB + BC + CD + DA =0, 所以 0∥b,①正确;0+b=b,③正确;|0+b|=|0|+|b|,⑤正确.故选 C.
uuur uuur uuur (2)化简:① AB + CD + BC ;
高中数学第二章平面向量2.2.1向量加法运算及其几何意义课件3新人教A必修4
【即时小测】
1.思考下列问题.
(1)两个向量相加结果可能是一个数量吗? 提示:不能,实数相加结果是数,而向量具有方向,所以相加的结果 是向量. (2)两个向量相加实际上就是两个向量的模相加,这种说法对吗? 提示:这种说法是不正确的.向量既有大小又有方向,在进行向量相 加时,不仅要确定长度还要确定向量的方向.
答案:CF
知识点1 向量的加法
【知识探究】
观察图形,回答下列问题:
问题1:三角形法则和平行四边形法则的使用条件有何不同? 问题2:共线向量怎样进行求和? 问题3:当涉及多个向量相加时,运用哪个法则求解?
【总结提升】 1.对向量加法的三角形法则和平行四边形法则的三点说明 (1)两个法则的使用条件不同. 三角形法则适用于任意两个非零向量求和,平行四边形法则只适用于 两个不共线的向量求和. (2)当两个向量不共线时,两个法则是一致的. (3)在使用三角形法则时要注意“首尾相连”,在使用平行四边形法 则时需要注意两个向量的起点相同.
3.如图,在正六边形ABCDEF中BuuAur
uuur CD
uur EF
=______.
【解析】根据正六边形的性质,对边平行且相等,我们容易得到
uuur uuur uur uuur uuur uur uur uuur uur BA CD EF BA AF EF BF CB CF.
uur
【解题探究】典例图1中a与b有何关系,图2两向量相加可采用哪种方
法进行?图3三向量相加可采用哪种方法进行? 提示:图1中向量a与向量b共线,图2中两向量相加可采用三角形法则 或平行四边形法则进行.图3中三向量相加可采用三角形法则或平行四 边形法则进行.
【解析】如图中(1),(2)所示, 首先作OuuAu=r a,然后作 Auu=Burb,则 Ou=uBura+b.
高中数学第二章平面向量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同步优化训练新人教A版必修4
2.2.1向量加法运算及其几何意义5分钟训练(预习类训练,可用于课前)1.如图2-2-1所示,在圆O中,向量OB、OC、AO是( )图2-2-1A.有相同起点的向量B.单位向量C.模相等的向量D.相等的向量解析:指定大小和方向后就可以确定一个向量,不能说某些向量是有相同起点的,A错;本题中没有给定向量的长度是1,所以不能说它们是单位向量,B错;这三个向量的方向是不同的,所以不是相等的向量,D错;这三个向量的模都是圆的半径,所以它们的模相等.答案:C2.(1)把平面上所有单位向量的起点平行移动到同一点P,则这些向量的终点构成的几何图形为_____________________.(2)把平行于直线l的所有单位向量的起点平行移动到直线l上的点P,这些向量的终点构成的几何图形为___________________.(3)把平行于直线l的所有向量的起点平行移动到直线l上的点P,这些向量的终点构成的几何图形为___________________.解析:向量是自由向量,根据向量相等,可以把向量的起点平移到同一点.(1)因为单位向量的模都是单位长度,所以同起点时,终点构成单位圆.应填:一个圆.(2)因为平行于直线l的所有单位向量只有两个方向,故这样的单位向量只有两个,起点为P,则终点应为:直线l上与P的距离相等的两个点.(3)因为平行于直线l的向量只有两个方向,但长度不同,任何长度都有,所以终点应为:直线l上的任意一点.答案:(1)一个圆.(2)直线l上与点P的距离相等的两个点.(3)直线l上的任意一点.3.如图2-2-2,试作出向量a与b的和a+b.图2-2-2解析:如图,首先作=a,再作=b,则=a+b.4.若a =“向北走8 km”,b =“向东走8 km”,则|a +b |=__________;a +b 的方向是___________. 解析:如图所示.答案:28 东北方向10分钟训练(强化类训练,可用于课中)1.如图2-2-3,正方形ABCD 的边长为1,则|+++|等于( )图2-2-3A.1B.2C.3D.22解析:|AD DC BC AB +++|=|AC 2|=2|AC |=22.答案:D2.如图2-2-4,四边形ABCD 为菱形,则下列等式中成立的是( )图2-2-4 A.=+ B.=+ C.=+ D.=+解析:由三角形法则和平行四边形法,可知AC BC AB =+,A 错;BC AC BA =+,B 错;DC AD CA =+,D 错.只有C 是正确的.答案:C3.已知向量a ∥b ,且|a |>|b |>0,则向量a +b 的方向( ).A.与向量a 方向相同B.与向量a 方向相反C.与向量b 方向相同D.与向量b 方向相反解析:已知a 平行于b ,如果a 和b 方向相同,则它们的和的方向应该与a 的方向相同;如果它们的方向相反,因为a 的模大于b 的模,所以它们的和仍然与a 的方向相同. 答案:A4.如图2-2-5所示,已知向量a ,b ,c ,d ,求向量a +b +c +d .图2-2-5解:在空间中任取一点O,作=a,=b,=c,=d,则=a+b+c+d.5.如图2-2-6所示,已知向量a、b、c,求作向量a+b+c.图2-2-6解:如图,首先作=b,再作=a,=c则=a+b+c.30分钟训练(巩固类训练,可用于课后)1.已知平行四边形ABCD,设(+)+(+)=a,而b是一非零向量,则下列结论正确的有( )①a∥b ②a+b=a ③a+b=b ④|a+b|<|a|+|b|A.①③B.②③C.②④D.①②解析:在平行四边形ABCD中,+=0,+=0,所以a为零向量,零向量和任何向量都平行,零向量和任意向量的和等于这个向量本身,所以①③正确.答案:A2.向量a、b都是非零向量,下列说法不正确的是( )A.向量a与b同向,则向量a+b与a的方向相同B.向量a与b同向,则向量a+b与b的方向相同C.向量a与b反向,且|a|<|b|,则向量a+b与a的方向相同D.向量a与b反向,且|a|>|b|,则向量a+b与a的方向相同解析:向量a与b反向,且|a|<|b|,则向量a+b的方向应该和模较大的向量相同,即和b 的方向相同,所以C错.答案:C3.a、b为非零向量,且|a+b|=|a|+|b|,则下列说法正确的是( )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 |.答案:A4.在平行四边形ABCD 中,下列式子: ①+=;②CD AC AD +=;③AC AB AD =+;④AC BC AB =+;⑤CD BC AB AD ++=;⑥CA DC AD +=.其中不正确的个数是( )A.1B.2C.4D.6 解析:=+,所以⑥错,其他各项都是正确的.答案:A5.下列命题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 、b 之一的方向相同; ②△ABC 中,必有++=0; ③若++=0,则A 、B 、C 为一个三角形的三个顶点;④若a 、b 均为非零向量,则|a +b |与|a |+|b |一定相等.其中真命题的个数为( )A.0B.1C.2D.3解析:①假命题.当a +b =0时,命题不成立;②真命题;③假命题.当A 、B 、C 三点共线时也可以有++=0;④假命题.只有当a 与b 同向时,相等,其他情况均为|a +b | >|a |+|b |. 答案:B6.如图2-2-7所示,在平行四边形ABCD 中,O 是对角线的交点.下列结论正确的是( )图2-2-7 A.=,= B.=+ C.CD AC OD AO +=+ D.DA CD BC AB =++解析:因为AD OD AO =+,AD CD AC =+,所以CD AC OD AO +=+.答案:C7.已知向量a 、b ,比较|a +b |与|a |+|b |的大小.解:(1)当a 、b 至少有一个为零向量时,有|a +b |=|a |+|b |;(2)当a 、b 为非零向量且a 、b 不共线时,有|a +b |<|a |+|b |;(3)当a 、b 为非零向量且a 、b 同向共线时,有|a +b |=|a |+|b |;(4)当a 、b 为非零向量且a 、b 异向共线时,有|a +b |<|a |+|b |.8.已知四边形ABCD ,对角线AC 与BD 交于点O ,且AO=OC ,DO=OB.求证:四边形ABCD 是平行四边形.证明:由已知得=,=.∵=+=+=,且A 、D 、B 、C 不在同一直线上.故四边形ABCD 是平行四边形.9.轮船从A 港沿东偏北30°方向行驶了40 n mile(海里)到达B 处,再由B 处沿正北方向行驶40 n mile 到达C 处.求此时轮船与A 港的相对位置.解:设、分别表示轮船的两次位移,则表示轮船的合位移,+=. 在Rt △ADB 中,∠ADB=90°,∠DAB=30°,||=40 n mile ,所以|DB |=20 n mile ,|AD |=320n mile.在Rt △ADC 中,∠ADC=90°,||=60 n mile ,所以|34060)320(22=+ n mile.因为|AC |=2||,所以∠CAD=60°.答:轮船此时位于A 港东偏北60 °,且距A 港340 n mile 的C 处.。
高中数学必修4第二章:平面向量2.2平面向量的线性运算
向量的表示:AB或a
有向线段
向量
向量的大小 (长度、模)
向量的方向
单位向量 与零向量
相等向量与 平行向量 相反向量 (共线向量)
既有大小又有方向的量叫向量; 向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小。
新课导入
大三通之前,由 于大陆和台湾没有直 航,因此要从台湾去 上海探亲,乘飞机要 先从台北到香港,再 从香港到上海,这两 次位移之和是什么?
解:(1)OA OC OB;
(2)BC FE AD;
E
D
FO
C
(3)OA FE 0.
A
B
(1)向量加法交换律: a b b a
D
a
C
b
b a+b
A
a
B
(2)向量加法结合律:
(a+b)+c a (b c)
D
c
C
D
c
C
(a + b) + c
a+b
a + (b + c) b
b+c b
B
B
A
a
-c.
通法提炼 两个向量的减法可以转化为向量的加法来进行.例如, 作a-b,可以先作-b,然后作a+-b即可,也可以直接 用向量减法的三角形法则,把两向量的起点重合,则差向 量就是连接两个向量的终点,指向被减向量的终点的向量.
如图,已知不共线的两个非零向量a,b,求作向量a- b,b-a,-a-b.
2(2008安徽)若 AB (2,4), AC (1, 3),
则BC ( B )
A.(1,1) C.(3,7)
B.(-1,-1) D.(-2,-4)
2018-2019学年高中数学 第二章 平面向量 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 2.2.2 向
3.向量加法的三角形法则可以推广到多边形法则, 即 n 个首尾相连的向量的和所对应的向量就是从第一个 向量的起点指向第 n 个向量的终点的向量.
4.在△ABC 中,A→B+B→C+C→A=0.
[变式训练] 如图,O 为正六边形 ABCDEF 的中心, 求:
(1)O→A+O→E; (2)A→O+A→B; (3)A→E+A→B.
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.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).
4.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.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)两向量相加,就是将它们的模相加.( ) (2)两向量首尾相连,和向量由第一个向量的始点指 向第二个向量的终点.( ) (3)两个向量的差仍是一个向量.( ) (4)向量的减法实质上是向量的加法的逆运算.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)√
[变式训练] 在△ABC 中,D 是 BC 的中点,设A→B= c,A→C=b,B→D=a;A→D=d,则 d-a=________,d+a =________.
解:根据题意画出图形,如下图所示,d-a=A→D-B→D =A→D+D→B=A→B=c;
d+a=A→D+B→D=A→D+D→C=A→C=b. 答案:c b
法二:三个向量不共线,用平行四边形法则来作.如 下图所示,
(1)在平面内任取一点 O,作O→A=a,O→B=b;(2)作平 行四边形 AOBC,则O→C=a+b;(3)再作向量O→D=c;(4) 作▱CODE,则O→E= O→C+c=a+b+c.
高中数学第二章平面向量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课件新人教A版必修4 (1)
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知识拓展1.向量加法的多边形法则:n个向量经过平移,顺次使前 一个向量的终点与后一个向量的起点重合,组成一组向量折线,这n 个向量的和等于从折线起点到终点的向量.这个法则叫做向量加法 的多边形法则.多边形法则的实质就是三角形法则的连续应用.
2.三角形法则和平行四边形法则就是向量加法的几何意义. (4)规定:a+0=0+a=a. (5)结论:|a+b|≤|a|+|b|.
A.3
B.4
答案:D
C.7
D.5
【做一做 1-3】在边长为 1 的正方形 ABCD 中,|������������ + ������������ + ������������|
等于( )
A.0
B.1
C. 2D. 3
解析: |������������ + ������������ + ������������| = |������������ + ������������| = |������������| = 1.
∴(a+b)+c=a+(b+c).
(3)运算的意义:向量加法的几何意义是向量加法的三角形法则和 平行四边形法则;实数加法的意义是实数的加法法则.
由此可见,向量的加法与实数的加法不相同,其根本原因是向量 不仅有大小而且还有方向,而实数仅有大小,是数量,所以向量的运 算不能按实数的运算法则来进行.
题型一
图①
图②
再以 OD,OC 为邻边作▱ODEC,连接 OE,则������������ = ������������ +
������������ =a+b+c 即为所求.
高中数学必修四 第2章 平面向量课件 2.2.1 向量加法运算及其几何意义
③A→B+A→D+C→D=________; ④A→C+B→A+D→A=________. [思路探索] 首先观察各向量字母的排列顺序,再进行恰当的组 合,利用向量加法法则运算求解. 解 (1)C→D+B→C+A→B=(A→B+B→C)+C→D=A→C+C→D=A→D. (2)A→B+D→F+C→D+B→C+F→A =(A→B+B→C)+(C→D+D→F)+FA =A→C+C→F+F→A=A→F+F→A=0.
(3)①A→D+A→B=A→C,
②C→D+A→C+D→O=C→O+A→C=A→O,
③A→B+A→D+C→D=A→C+C→D=A→D,
④A→C+B→A+D→A=D→C+B→A=0.
答案
→ (1)AD
(2)0
(3)①A→C
②A→O
③A→D
④0
[规律方法] (1)解决该类题目要灵活应用向量加法运算,注意各 向量的起、终点及向量起、终点字母排列顺序,特别注意勿将0 写成0. (2)运用向量加法求和时,在图中表示“首尾相接”时,其和向量 是从第一个向量的起点指向最后一个向量的终点.
类型一 向量的加法运算 【例 1】 化简或计算:(1)C→D+B→C+A→B=________. (2)A→B+D→F+C→D+B→C+F→A=________.
(3)在平行四边形 ABCD 中(如图),对角线 AC、BD 交于点 O. 则①A→D+A→B=________; ②C→D+A→C+D→O=________;
类型二 利用向量证明几何问题 【例 2】 在平行四边形 ABCD 的对角线 BD 的延长线及反向延长线上,取点 F、E,使 BE=DF(如图).用向量的方法证明:四边 形 AECF 也是平行四边形.
[思路探索] 本题主要考查利用向量方法证明几何问题,只需证明 一组对边对应的向量相等即可.
(整理)向量加法运算及其几何意义.
2.2.1向量加法运算及其几何意义一、学习背景:向量是近代数学中重要和基本的数学概念之一,是解决几何问题的有力工具.向量引入后,把好多图形的基本性质转化为向量的运算体系.向量是沟通代数、几何的工具。
在本章中,学生学习平面向量及其运算的意义,能用向量语言和方法表述和解决数学和物理中的一些问题。
二、教材分析《普高中课程标准数学教科书(必修(4))》(人教(版))。
第二章2.2平面向量的线性运算的第一节“向量的加法及其几何意义”,教材的第2.1节通过物理实例引入了向量的概念,介绍了向量的一些基本概念,向量的加法是向量的第一运算,是最基本、最重要的运算,在本单元的教学中起着承前启后的作用,它在实际生活中也有广泛的应用,正如第二章的引言中所说:如果没有运算,向量只是一个“路标”,因为有了运算,向量的力量无限。
三、教学目标知识目标:1、掌握向量的加法运算,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作两个向量的和向量。
能力目标:1、通过向量加法的运算,培养数形结合解决问题的能力;2、通过将向量运算与数的运算进行类比,使学生掌握向量加法运算的交换律和结合律,渗透类比的数学方法。
情感目标:通过师生、生生互动,形成学生的体验性认识,体会成功的愉悦,培养学生勇于探索的精神和合作交流的科学态度。
四、重点与难点重点:理解向量加法的意义;掌握向量加法三角形法则和平行四边形法则;难点:理解向量的加法法则及其几何意义.五、教学方法启发探究、小组合作式教学和多媒体辅助教学法六、教学过程1、创设情境引入课题两个数的加法,我们早已学会。
例如“1+2=3”等,那么对于两个向量是否还能象数一样进行加法运算呢?百度搜索(中国地图)/比如大陆和台湾通航之前,从台湾到石家庄探亲,得先从台北到香港,再从香港到石家庄,这两次位移之和怎样运算?(教师在地图上一边问一边画箭头)如今通航后,我们可以直接从台湾到达石家庄,这次位移是什么?由此导入新课.2、小组探究,学习新知请思考问题1:问题1:通航之前两次位移的位置关系是什么?如何作出它们的和位移?它与通航后的直接位移是什么关系?学生讨论、探究得出结论:——两次位移首尾相连,其和位移是由起点指向终点.和位移与通航后的直接位移相等。
高中数学 第二章 平面向量 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互动课堂
2.2.1 向量加法运算及其几何意义互动课堂疏导引导1.向量求和的三角形法则已知向量a、b,在平面内任取一点A,作AB=a,BC=b,则向量AC叫做a与b的和向量,记作a+b,即a+b=AB+BC=AC.这种求两个向量和的方法,叫做向量加法的三角形法则.(如图2-2-1所示)图2-2-1疑难疏引①由向量求和的三角形法则可知,两个向量的和仍为向量.②向量求和的三角形法则的本质是两个加数向量的首尾相接,和向量是从一个向量的起点指向另一个向量的终点.③当两个向量共线(平行)时,向量加法的三角形法则同样适用.2.向量加法的运算性质(1)对于零向量与任一向量a的和有a+0=0+a=a.(2)向量加法的交换律:a+b=b+a.简证如下:①若a、b不共线,作AB=a,BC=b,则A、B、C三点不共线,AC=a+b.作AD=b,连结DC,(如图2-2-2),由于AD=BC,∴四边形ABCD为平行四边形.∴DC AB.∴|DC|=|AB|=|a|,又DC与AB同向,∴AB=DC,此时有b+a=AD+DC=AC,即有a+b=b+a.②当a与b共线且同向时,a+b及b+a都与a同向,且|a+b|=|a|+|b|;|b+a|=|b|+|a|.a+b与b +a 同向,故有a +b =b +a .③当a 与b 共线且反向时,不妨设|a |>|b |,a +b 与a 同向,且|a +b |=|a |-|b |,b +a 与a 同向,且|b +a |=|a |-|b |.故a +b 与b +a 同向,因此a +b =b +a .综合①②③知a +b =b +a .图2-2-2 图2-2-3(3)向量加法的结合律:(a +b )+c =a +(b +c ). 验证如下:如图2-2-3.(a +b )+c =OB +BC =OC ,a +(b +c )= OC AC OA =+. ∴(a +b )+c =a +(b +c ).疑难疏引向量加法的运算律同实数加法的运算律一致,都满足交换律与结合律.由于向量的加法具有这两个运算律,因此,对于多个向量加法的运算就可以按照任意的次序与组合来进行了.3.向量求和的平行四边形法则已知两个不共线的向量a ,b ,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 ,则对角线上的向量AC =a +b .这个法则叫做向量求和的平行四边形法则.疑难疏引 两个向量不共线时,向量加法的三角形法则与平行四边形法则是一致的,当两向量为共线向量时,三角形法则同样适用,而平行四边形法则就不适用了.因此在选用两个法则进行向量求和时应熟练、灵活.4.向量加法的实际应用向量的加法在日常生产、生活中应用广泛,主要体现在求两个或多个向量的和向量,可选用灵活的法则解决.案例1一艘船以5 km/h 的速度向垂直于对岸的方向行驶,该船实际航行方向与水流方向成30°角,求水流速度和船实际速度.【探究】 本题是用向量解决物理问题,可先用向量表示速度,再用向量的加法合成速度即可.图2-2-4【解】 如图2-2-4.OA 表示水流速度,OB 表示船垂直于对岸的方向行驶的速度,OC 表示船实际航行的速度,∠AOC=30°,|OB |=5 km/h. ∵四边形OACB 为矩形, ∴|OA |=︒==︒30sin ||||,3530tan ||OB OC AC =10. ∴水流速度大小为35km/h,船实际速度为10 km/h ,与水流速度的夹角为30°.【规律总结】 用向量解决实际问题的步骤为:①用向量表示实际量;②进行向量运算;③回扣实际问题,作出回答.活学巧用1.已知a ∥b ,试用向量加法的三角形法则作出向量a +b .图2-2-5解析:a ∥b 时,也可用向量加法的三角形法则求出其和向量.(1)作AB =a ,BC =b .则a +b =AB +BC =AC .如图2-2-6所示.图2-2-6 图2-2-7(2)作11B A =a ,11C B =b ,则a +b =11B A +11C B =11C A ,如图2-2-7所示.2.已知非零向量a ,b ,试说明|a +b |与|a |+|b |的大小.解析:解答本题可用向量加法的三角形法则作出图形辅助解决,并且要注意分类讨论.(1)当a,b不共线时,根据向量求和的三角形法则显然有|a+b|<|a|+|b|.(2)当a,b方向相同时,有|a+b|=|a|+|b|.(3)当a,b方向相反时,有|a+b|<|a|+|b|.综上有|a+b|≤|a|+|b|.3.在矩形ABCD中,AC等于()A.BC+BAB.AB+ADC.AD+CDD.DC+AD解析:画出图形,帮助分析.若对向量求和的本质理解深刻了,也可直接按照向量加法的交换律运算.显然D选项中,DC+AD=AD+DC=AC.而其他的选项运算的结果不是AC. 答案:D4.化简下列各式.(1)CD+BC+AB;(2)AB+BC+CA;(3)AB+BC+CD+DE+EF.分析:根据向量加法的运算律,对于多个向量求加法时,可以按照需要将向量组合,使之构成首尾相接,进行运算.第(1)个可以使用结合律转化为求AB+BC+CD的和;第(2)个则可以直接运算;第(3)个各向量首尾相接,恰好构成一个向量链,因此可直接计算. 解:(1)CD+BC+AB=AB+BC+CD=AD.(2)AB+BC+CA=0.(3) AB+BC+CD+DE+EF=AF.5.如图2-2-8,在ABCD中,已知有以下4个等式:①AB+AD=AC;②AC+DO+CD =AD;③AB+AD+CD=CB;④AC+BA+DA=0,其中正确的式子有___________个.()A.1B.2C.3D.4解析:本题要结合图形及向量加法的运算律对选项中的等式一一验证.图2-2-8①AB+AD=AB+BC=AC,故①正确;②AC+DO+CD=AC+CD+DO=AO≠AD,故②不正确;③AB+AD+CD=AC+CD=AD≠CB,故③不正确;④AC+BA+DA=BA+AC+DA=BC +DA=AD+DA=0,故④正确.答案:B6.在正六边形中,若OA=a,OE=b,试用向量a、b将OB、OC、OF表示出来.分析:如图2-2-9所示,在正六边形中,有很多菱形、三角形,这就为使用向量求和的三角形法则或平行四边形法则创造了条件.图2-2-9解:设正六边形的中心为P,则OB=OP+OA=(OA+OE)+OA=2a+b,OC=OP+PC =OP+OP=2a+2b,OF=OE+OP=2b+a.7.轮船从A港沿东偏北30°方向行驶了40 km到达B处,再由B处沿正北方向行驶40 km 到达C处,求此时轮船与A港的相对位置.图2-2-10解:如图2-2-10所示,设AB、BC分别是轮船两次位移,则AC表示两次位移的和位移,20km.在Rt△ACD中, 即AC=AB+BC.在Rt△ABD中,|DB|=20 km,|AD|=3|AC 340=km,∠CAD=60°,即此时轮船位于A 港东偏北60°,且距离A 港340km 处.。
高中数学第二章平面向量第2节平面向量的线性运算2.2.1向量加法运算及其几何意义aa高一数学
(3)数的加法启发我们,从运算的角度看,F 可以认为是 F1 与 F2 的什么运算?
提示:F 可以认为是 F1 与 F2 的和,即位移、力的合成 可看作向量的加法.
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二、归纳总结·核心必记 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.向量加法的运算法则
2.2.1 向量加法运算及其几何意义
12/13/2021
一、预习教材·问题导入
根据以下提纲,预习教材 P80~P83 的内容,回答下列问题.
(1)观察教材 P80 图 2.2-1,思考:某对象从 A 点经 B 点到
C 点,两次位移
的结果是什么?与从 A 点直接到 C 点
的位移有什么关系?
提示:从 A 点经 B 点到 C 点,两次位移
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[典例精析] 2.化简下列各式:
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[类题通法] 解决向量加法运算时应关注两点
(1)可以利用向量的几何表示,画出图形进行化简或计算. (2)要灵活应用向量加法运算律,注意各向量的起、终点 及向量起、终点字母的排列顺序,特别注意勿将 0 写成 0.
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3.向量加法的运算律 (1)交换律:a+b= b+a ; (2)结合律:a+b+c=(a+b)+c = a+(b+c) .
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三、综合迁移·深化思维 (1)两个向量相加就是两个向量的模相加吗?
提示:因为向量既有大小,又有方向,所以两个向量相加不 是模的相加.两个向量相加应满足三角形法则或平行四边形法则.
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[尝试解答] (1)如图ⓐ所示,设 =a,∵a 与 b 有公
2.2.1向量的加法运算
例2 已知向量 、 ,如图(1)所示,试分别用向量加法的三角形法则
和平行四边形法则作向量 + .
解:(1)运用三角形法则.如图(2)所示,在平面内任取一点
,作 = , = ,,则 = +
例2 已知向量 、 ,如图(1)所示,试分别用向量加法的三角形法则
到成都.因此我们可以把位移看作两次位移 的和.
(1)定义:求两个向量和的运算称为向量的加法.
(2)三角形法则
一般地,对于平面内给定的两个不平行的非零向量 、,在平面上任取一
点,依次作 = , = ,得到一个∆,称向量为向量与向量的和,
也称为向量与向量的和向量,记作 + ,如图所示. 即 + = + =
何意义,如右图所示 .
记忆口诀:加向量,首尾连;和向量,起点到终点.
计算:() + + + +
(2) + + +
例1 如图所示,在⏥中,用向量、表示向量.
解:
∵ = +
且 =
∴ = +
(1)
(2)
(3)
(4)
2. 如图所示,已知向量、、,则
(1) + =
.
(2) + =
.
(3) + + =
.
3.化简.
(1) + + ;
解:原式=( + ) + ( + )
= +
=
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
答案:8 2
北偏东 45°
答案:8 2 北偏东 45° 答案:8 2 北偏东 45°
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知识要点一:准确理解向量加法的三角形法则和平行四边形法则 1.两个法则的使用条件不同 三角形法则适用于任意两个非零向量求和,平行四边形法则只适用于两个不共线的向量 求和.
3.以同一点 O 为起点的两个已知向量 a,b 为邻边作▱OACB,则以 O 为起点的对角线 OC― →就是 a 与 b 的和,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. 4.对任意两个向量 a、b,均有|a+b|≤|a|+|b|. 当 a、b 同向时有|a+b|=|a|+|b|;当 a、b 反向时有|a+b|=|a|-|b|(或|b|-|a|). 5.向量的加法满足交换律和结合律, 即 a+b=b+a;(a+b)+c=a+(b+c). a+0=0+a=a.
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知识要点二:向量 a+b 与非零向量 a,b 的模及方向的关系 1.当向量 a 与 b 不共线时,a+b 的方向与 a,b 都不相同,且|a+b|<|a|+|b|,几何背 景是三角形两边之和大于第三边. 2.当 a 与 b 同向时,a+b 与 a,b 的方向相同,且|a+b|=|a|+|b|. 3.当 a 与 b 反向时,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|. 知识要点三:向量加法的运算律 1.向量加法的交换律:将 a 的起点移至 A 点,将 b 的起点移至 a 的终点,则由 a 的起 点 A 指向 b 的终点 C 的向量 AC― →=a+b;同样将 b 的起点移至 A 点,将 a 的起点移至 b 的终点,则由 b 的起点 A 指向 a 的终点 C′的向量 AC′― →=b+a,由平行四边形法则知 C 必然和 C′重合,即 a+b=b+a. 2.向量的加法满足交换律和结合律,因此在进行多个向量的加法运算时,就可以按照 任意的次序和任意的组合去进行.如(a+b)+(c+d)=(a+d)+(b+c). 3.向量加法运算满足:A1A2―→+A2A3― →+„+An- 1An― →=A1An―→.
高中数学第二章平面向量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课后集训
2.2.1 向量加法运算及其几何意义课后集训基础达标1.在四边形ABCD中,CB+AD+BA等于()A.DBB.CAC.CDD.DC解析:CB+AD+BA=(CB+BA)+AD=CA+AD=CD,故选 C.答案:C2.在△ABC中,必有AB+CA+BC等于()A.0B.0C.任一向量D.与三角形形状有关解析:AB+CA+BC=AC+CA=0.故应选 B.答案:B3.如右图,在△ABC中,D、E、F分别为AB、BC、CA的中点,则AF+BD( )A.FDB.FCC.FED.BE解析:由于D、E、F分别是△ABC三边的中点,∴AF=DE则AF+BD=BD+DE=BE,故应选 D.答案:D4.已知正方形ABCD的边长为1(如右图),AB=a,AC=c,BC=b,则|a+b+c|等于()2A.0B.3C.2D.2解析:如右图所示,a+b=c,2.∴|a+b+c|=2|c|=2∴应选 D.答案:D5.如右图所示,O是四边形ABCD对角线的交点,若a+d=c+b则四边形ABCD形状为()A.等腰梯形B.菱形C.平行四边形D.矩形解析:c+b=CB,a+d=d+a=DA∴DA=CB.∴ABCD为平行四边形.答案:C6.(1)CD+BC+AB=_______________;(2)OB+AO+OC+CO=_______________;(3)(AC+BA)+CB=_______________;(4)(AB+CB)+BD+DC=_______________.解析:(1)CD+BC+AB=CD+(AB+BC)=CD+AC=AC+CD=AD.(2)OB+AO+OC+CO=AO+OB=AB.(3)(AC+BA)+CB=AC+BA+CB=AC+(CB+BA)=AC+CA=0.(4)(AB+CB)+BD+DC=(AB+BD)+DC+CB=AD+DB=AB.答案:(1)AD(2)AB(3)0(4)AB综合运用7.下列各式中不能化简为AD的是()A.(AB+CD)+BCB.(AD+MB)+(BC+CM)C.MB+AD+MBD.OC+AO+CD答案:C8.向量a、b满足|a|=6,|b|=10,则|a+b|的最大值是_____________,最小值是_____________.。
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2.2.1 向量加法运算及其几何意义
疱工巧解牛
知识•巧学
一、向量的加法
求任意两个向量和的运算,叫做向量的加法,两个向量的和仍是向量.由于向量是自由平移的对两个向量进行求和的过程,可按以下两个法则进行.
1.三角形法则
已知非零向量a、b,在平面内任取一点A,作AB=a,BC=b,则向量AC叫做向量a、b的
和,记作a+b,即a+b=AB+BC=AC.
(1)利用向量加法的三角形法则求两个向量的和
如图2-2-1(1)、(2)、(3)中,AB=a,BC=b,则AB+BC=AC.
图2-2-1
图2-2-1的(1)、(2)、(3)中各有两个向量,只要把其中一个向量的起点平移,使之与第二个向量的终点重合,则从第一个向量的起点指向第二个向量终点的向量,就是两个向量的和向量.
(2)向量加法的三角形法则适用的范围及应用
①三角形法则对于两个向量共线时也适用.对于零向量,课本规定a+0=0+a=a(a≠0),我们可利用三角形法则,通过几何作图法作出a+0,0+a,a,观察结果,去认识规定的合理性.
图2-2-2
②任何一个向量均可以写成两个任意向量之和,只要注意到这个向量的起点、终点即可,如:
AB=AO+OB,如图2-2-2所示,这里的O点具有任意性.
学法一得对于首尾相连的两个向量的和,等于以第一个向量的起点为起点,以第二个向量的终点为终点的向量,这就是向量加法的三角形法则的几何意义.
记忆要诀不管平面内的点O选在何处,对于首尾相连的两个向量的和向量,它的方向总是由第一个向量的起点指向第二个向量的终点.
二、平行四边形法则
1.以同一点A为起点的两个已知向量a、b为邻边作平行四边形ABCD,则以A为起点的对角线AC 就是a与b的和.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.
图2-2-3
2.用向量加法的平行四边形法则求两个向量的和时要注意以下几点:
(1)当两个向量共线时,不能用平行四边形法则求和,因为不可能以两平行向量为邻边作平行四边形,所以,平行四边形法则对于两个向量共线时是不适用的.
(2)用向量加法的平行四边形法则求两个向量的和时,可在空间任取一点O,使两个向量的起点同时移到点O上去,也可把其中一个向量的起点移到另一个向量的起点上去,再作和.
学法一得以从同一点O出发的两个向量为邻边作平行四边形,则从公共点O出发的对角线表示的向量就是两个向量的和,这就是向量加法的平行四边形法则的几何意义.
三、向量加法的交换律和结合律
1.向量加法的交换律
先看看求两个向量和时,两个向量相加的次序能否交换.
图2-2-4
让我们回到加法的定义.已知向量a、b,如图2-2-4所示,作AB=a,BC=b,如果A、B、C
不共线,则AC=a+b.
再看看b+a等于什么?
作AD=b,连结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(为什么?),这就证明了DC=a,即加法交换律成立.
2.向量加法的结合律
图2-2-5
如图2-2-5,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.
学法一得与实数的运算相类比,向量也满足交换律和结合律,利用向量的运算律,可有效地简化向量的运算.
四、向量加法的多边形法则
由两个向量加法的定义可知,两个向量的和仍是一个向量,这样我们就能把三个、四个或任意多个(有限)向量相加.现以四个向量为例说明,如图2-2-6.
图2-2-6
已知向量a 、b 、c 、d ,在平面上任选一点O ,作OA =a ,AB =b ,BC =c ,CD =d ,则OD =OA +AB +BC +CD =a +b +c +d .
已知n 个向量,依次把这n 个向量首尾相连,以第一个向量的起点为起点,第n 个向量的终点为终点的向量叫做这n 个向量的和向量.这个法则叫做向量求和的多边形法则.当首尾顺次相接的向量构成封闭的向量链时,其中各向量的和就是0.
记忆要诀 n 个向量首尾顺次相连,首起为起,终终为终点的向量叫做n 个向量的和向量. 典题•热题
知识点一 向量加法的三角形法则
例1 某人先位移向量a :“向东走3 km”,接着再位移向量b :“向北走3 km”,求a +b . 解:如图2-2-7所示,适当选取比例尺,作
图2-2-7
OA =a =“向东3 km”, AB =b =“向北3 km”,OB =OA +AB =a +b .
因为△ABC 为直角三角形,
所以|OB |=233322=+(km).
又∠AOB=45°,所以a +b 表示向东北走23 km.
例2 用向量方法证明:对角线互相平分的四边形是平行四边形.
图2-2-8
如图2-2-8,已知四边形ABCD ,对角线AC 与BD 交于点O ,且AO=OC ,DO=OB.
求证:四边形ABCD 是平行四边形.
思路分析:要证明四边形是平行四边形,只要证明某一组对边平行且相等即可.由相等向量的意义可知,只需证明其一组对边对应的向量是相等向量.
解:由已知得AO =OC ,BO =OD . ∵AD =AO +OD =BO +OC =BC ,且A 、D 、B 、C 不在同一直线上.
故四边形ABCD 是平行四边形.
例3 轮船从A 港沿东偏北30°方向行驶了40 n mile(海里)到达B 处,再由B 处沿正北方向行驶40 n mile 到达C 处.求此时轮船与A 港的相对位置.
思路分析:如图2-2-9,设AB 、BC 分别表示轮船发生的位移,轮船到达C 处可由AC 确定,则AC =AB +BC .。