2019-2020年高二数学第二章平面向量复习课教案北师大版必修4
高中数学 第二章《平面向量》复习教案 北师大版必修4

第二章平面向量复习课(2课时)[第一部分:知识归纳]1.知识结构中的应用中的应用何中的应用何中的应用平面向量2.重要公式、定理①.平面向量基本定理:如果1e,2e是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量a,有且只有一对实数λ1,λ2使a=λ11e+λ22e.②. 向量共线的两种判定方法:a∥b(0≠b)01221=-=⇔yxyxbaλ③. a = (x, y) |a|2 = x2 + y2 |a| =22yx+④.若A = (x1, y1),B = (x2, y2),则−→−AB=221221)()(yyxx-+-⑤.cos =||||baba∙∙222221212121yxyxyyxx+++=⑥.a b a•b = 0 即x1x2 + y1y2 = 0(注意与向量共线的坐标表示)3.学习本章应注意的问题及高考展望①.在平面向量的应用中,用平面向量解决平面几何问题时,首先将几何问题中的几何元素和几何关系用向量表示,然后选择适当的基底向量,将相关向量表示为基向量的线性组合,把问题转化为基向量的运算问题,最后将运算的结果再还原为几何关系,注意用向量的语言和方法来表述和解决物理问题。
②.向量是数形结合的载体,在本章的学习中,一方面通过数形结合来研究向量的概念和运算;另一方面,我们又以向量为工具,运用数形结合的思想解决数学问题和物理的相关问题.同时向量的坐标表示为我们用代数方法研究几何问题提供了可能,丰富了我们研究问题的范围和手段。
③.以选择、填空题型考查本章的基本概念和性质,这类题一般难度不大,用以解决有关长度、夹角、垂直、判断多边形形状等问题。
④.以解答题出现的题目,一般结合其它数学知识,综合性较强,难度大,以解决几何问题为主.在学习本章时应立足于课本,掌握双基,精读课本是关键. [第二部分:基础测试](供选用) 教材P125—126第1、2、3题[第三部分:应用举例](供选用)例1.如图△ABC 中,−→−AB = c ,−→−BC = a ,−→−CA = b ,则下列推导不正确的是……………( )A .若a •b < 0,则△ABC 为钝角三角形。
北师大版高中数学必修4第二章《平面向量》平面向量小结与复习

几何意义: 数量积 a · 等于 a 的长度 |a|与 b 在 b
a 的方向上的投影 |b| cosθ的乘积。
B b B b
B
b
O θ
a
B1 A B1
θ
O a
θ
A O (B1)
a
16
A
5、数量积的运算律: ⑴交换律: a b b a ⑵对数乘的结合律: ( a ) b ( a b ) a ( b ) ⑶分配律: ( a b ) c a c b c
= (λ x , λ y)
14
1、平面向量的数量积 (1)a与b的夹角:
a θ b
共同的起点
[00 ,1800] •(2)向量夹角的范围:
• (3)向量垂直:
B B A A O B A O A O B
15
B A
a O θ
O
b
(4)两个非零向量的数量积:
a · = |a| |b| cosθ b
3)向量的表示 4)向量的模(长度)
4
二、向量的运算
1)加法:①两个法则 ②坐标表示
减法: ①法则 ②坐标表示
运算律
注:
AB a , AD b
(1) a
b , 则四边形是什么图形
? ?
( 2) a b
a b , 则四边形是什么图形
5
2)实数λ与向量 a 的积
3)平面向量的数量积:
(1)两向量的交角定义 (2)平面向量数量积的定义 (3)a在b上的投影 (4)平面向量数量积的几何意义 (5)平面向量数量积的运算律
2019-2020学年度高中数学第二章平面向量本章复习教案

——教学资料参考参考范本——2019-2020学年度高中数学第二章平面向量本章复习教案______年______月______日____________________部门本章复习知识网络教学分析向量的重要性可与函数相比,函数思想是整个中学数学的最重要的思想之一,它贯穿于整个中学的每一个学习阶段;而向量可作为一种重要的解题方法,渗透于高中数学的许多章节,它与函数、三角、复数、立体几何、解析几何等知识的联系是显而易见的.因此复习时,要特别重视向量概念、向量运算,并善于与物理中、生活中的模型进行模拟和联想,利用直观的教学手段和方法,帮助学生正确理解、掌握向量的有关概念、运算及几何意义.变抽象为形象,变被动接受为主动运用向量的知识分析问题、解决问题,从而提高本章复习的教学质量.数与形的紧密结合是本章的显著特点,向量与几何之间存在着对应关系;向量又有加减、数乘积及数量积等运算,也有平面向量的坐标运算,因而向量具有几何和代数的双重属性,能沟通几何与代数,从而给了我们一种新的数学方法——向量法.向量方法宜于把几何从思辩数学化成算法数学,将技巧性解题化成算法解题,因此是一种通法.在教学中引导学生搞清向量是怎样用有向线段表示的,掌握向量运算法则的基本依据,搞清向量运算和实数运算的联系和区别,认识向量平移是平面向量坐标运算的基础.将一个实际问题转化为向量之间的关系问题,用向量建立一个数学模型是一个难点问题.在复习课教学中应注意多举例,引导学生思考并及时总结,逐步培养学生用向量工具解题的思维方向.学习本章应注意类比,如向量的运算法则及运算律可与实数相应的运算法则及运算律进行横向类比.而一维情形下向量的共线条件,到二维情形下的平面向量基本定理,进而今后推广到三维情形下的空间向量基本定理,又可进行纵向类比.向量是数形结合的载体,在本章学习中,一方面通过数形结合来研究向量的概念和运算;另一方面,我们又以向量为工具,数形结合地解决数学和物理的有关问题.同时,向量的坐标表示为我们用代数方法研究几何问题提供了可能,丰富了我们研究问题的范围和手段.充分发挥多媒体的作用,向量是建立在平面上的,平移是向量的常见现象,而给学生直观、动态的演示能使学生理解、掌握问题.在复习完本章内容后,还要引导学生反思,重新概括研究思路,这样可以使学生体会数学中研究问题的思想方法,提升学生的数学思维水平.三维目标1.通过展示本章知识网络结构,列出复习提纲,引导学生补充相关内容,加深理解向量概念,平面向量的基本定理,两向量平行与垂直的条件,平面向量的坐标表示及其坐标运算,向量的数量积及其性质,向量的实际应用等知识.提高分析问题、解决问题的能力.2.通过本节对向量有关内容的复习,使学生进一步认识事物之间的相互转化.培养学生的数学应用意识.深刻领悟数形结合思想,转化与化归思想.3.通过一题多解的活动,培养学生的发散性思维能力,同时通过多种方法间的沟通,让学生体验数学的统一美、内在美,逐渐学会用美的心态来看待数学.重点难点教学重点:向量的运算,向量平行、垂直的条件,平面向量的坐标表示及其运算、数量积的理解运用.教学难点:向量的概念、运算法则的理解和利用向量解决物理问题和几何问题.对于本章内容的学习,要注意体会数形结合的数学思想方法的应用.课时安排2课时第1课时导入新课思路 1.(直接导入)前面一段,我们一起探究学习了向量的有关知识,并掌握了一定的分析问题与解决问题的方法,提高了我们的思维能力.这一节,我们一起对本章进行小结与复习,进一步巩固本章所学的知识,强化向量的综合应用.思路 2.(问题导入)由于向量具有几何形式和代数形式的双重身份,与代数、几何都有着密切的关系,因而成为中学数学知识网络的一个交汇点.在中学数学教材中的地位也越来越重要,也成为近几年全国及各省高考命题的重点和热点,根据你所学的本章知识解释一下,它是怎样具有代数、几何双重身份的?向量是怎样进行代数运算的?又是怎样进行几何运算的?你对向量的哪种运算掌握得最好?由此展开全章的复习.推进新课向量的概念、运算及其综合应用.活动:本章概念较多,学生可能不知如何进行复习,从头到尾重新翻看教材,学生兴趣不大,效果也不好.教师要点拨学生不仅要善于学习知识,而且还要善于归纳整理所学的知识.首先教师引导学生回忆从前所学,指导学生归类比较.比较是最好的学习方法,如向量的表示法有:几何表示法为,a(手写时为),坐标表示法为a=xi+yj =(x,y).有哪些特殊的向量:a=0 |a|=0.向量a0为单位向量|a0|=1.相等的向量:大小相等,方向相同.a=b (x1,y1)=(x2,y2) 等等.⇔⇔⇔⇔指导学生从代数运算和几何运算两方面展开思考归纳,引导学生把向量的运算类比数的运算.向量的加减法,数与向量的乘积,向量的数量积及其各运算的坐标表示和性质较杂乱,教师可以利用多媒体课件或投影仪打出下表让学生填写相关内容:运算类型几何方法坐标方法运算性质向量的加法1.平行四边形法则(共起点构造平行四边形)2.三角(多边)形法则(向量首尾相连)a+b=(x1+x2,y1+y2)a+b=b+a(a+b)+c=a+(b+c)AB→+BC→=AC→向量的减法三角形法则(共起点指向被减)a-b=(x1-x2,y1-y2)a-b=a+(-b)AB→=-BA→OB→-OA→=AB→数乘向量1.λa是一个向量,满足|λa|=|λ||a|.2.λ>0时,λa与a同向;λ<0时,λa与a异λa=(λx,λy)λ(μa)=(λμ)a(λ+μ)a=λa+μaλ(a+b)=λa+λba∥b⇔a=λb(b≠0)向;λ=0时,λa=0向量的数量积a·b是一个实数1.a=0或b=0或a⊥b时,a·b=02.a≠0且b≠0时,a·b=|a||b|cos〈a,b〉a·b=x1x2+y1y2a·b=b·a(λa)·b=a·(λb)=λ(a·b)(a+b)·c=a·c+b·ca2=|a2|,|a|=x2+y2|a·b|≤|a||b|本章的重要定理及公式:(1)平面向量基本定理:e1、e2是同一平面内两个不共线的向量,那么,对于这个平面内任一向量,有且仅有一对实数λ1、λ2,使a =λ1e1+λ2e2.(2)两个向量平行的条件:a∥b(b≠0) 存在惟一的实数λ使得a =λb;⇔若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a∥b x1y2-x2y1=0(b可以为0).⇔(3)两个向量垂直的条件当a、b≠0时,a⊥b a·b=0 x1x2+y1y2=0.⇔⇔讨论结果:①~③略.例1已知a=(1,2),b=(-3,2),当k为何值时,(1)ka+b与a-3b垂直?(2)ka+b与a-3b平行?平行时它们是同向还是反向?活动:向量的垂直、平行关系是向量间最基本、最重要的位置关系,是高考考查的重要内容之一.在解决本题时,教师首先引导学生思考回顾,如何用数量积及有关的定理解决有关长度,角度,垂直的问题;共线的向量和平面向量的两条基本定理,揭示了共线向量和平面向量的基本结构,它们是进一步研究向量的基础,那么怎样应用向量共线这个条件呢?让学生通过例题仔细体会,进一步熟练、提高.解:(1)ka +b =k(1,2)+(-3,2)=(k -3,2k +2),a -3b =(1,2)-3(-3,2)=(10,-4).当(ka +b)·(a-3b)=0时,这两个向量垂直. 由(k -3)×10+(2k +2)×(-4)=0,解得k =19, 即当k =19时,ka +b 与a -3b 垂直.(2)当ka +b 与a -3b 平行时,存在惟一实数λ, 使ka +b =λ(a -3b).由(k -3,2k +2)=λ(10,-4),得⎩⎨⎧k -3=10λ,2k +2=-4λ.这是一个以k 、λ为未知数的二元一次方程组.解这个方程组得k =-,λ=-,即当k =-时,ka +b 与a -3b 平行,这时ka +b =-a +b.因为λ=-<0,所以-a +b 与a -3b 反向.点评:向量共线的条件有两种不同的表示形式,但其本质是一样的,在运用中各有特点,解题时可灵活选择.在本例中,也可以根据向量平行条件的坐标形式,从(k -3)×(-4)-10×(2k+2)=0,先解出k =-,然后再求λ.变式训练1.已知向量a 、b 是两非零向量,在下列四个条件中,能使a 、b 共线的条件是( )①2a -3b =4e 且a +2b =-3e②存在相异实数λ、μ,使λa +μb =0 ③x a +y b =0(其中实数x 、y 满足x +y =0) ④已知梯形ABCD 中,AB →=a 、CD →=bA .①②B .①③C .②D .③④解析:A 、B 均含有①,而C 、D 均含有④,所以可先判定①或④.若①能使a 、b 共线,则只有从A 、B 中进一步作出选择,若①不能使a 、b 共线,则应从C 、D 中进一步作出选择.首先判定①能否使a 、b 共线.由向量方程组⎩⎨⎧2a -3b =4e ,a +2b =-3e ,可求得a =-17e ,b =-107e .∴b =10a .∴a 、b 共线,因此可排除C 、D.而由②可得λ、μ是相异实数,所以λ、μ不同时为0,不妨设μ≠0,∴b =-λμa ,故a 、b 共线,∴排除B ,选择A.答案:A2.设坐标平面上有三点A 、B 、C ,i 、j 分别是坐标平面上x 轴、y 轴正方向上的单位向量,若向量AB →=i -2j ,BC →=i +m j ,那么是否存在实数m ,使A 、B 、C 三点共线?解:方法一:假设满足条件的m 存在,由A 、B 、C 三点共线,即AB →∥BC →, ∴存在实数λ,使AB →=λBC →,i -2j =λ(i +m j ),⎩⎨⎧λ=1,λm =-2,∴m=-2,即当m =-2时,A 、B 、C 三点共线.方法二:假设满足条件的m 存在,根据题意可知:i =(1,0),j =(0,1),∴AB→=(1,0)-2(0,1)=(1,-2), BC →=(1,0)+m(0,1)=(1,m). 由A 、B 、C 三点共线,即AB →∥BC →, 故1×m-1×(-2)=0,解得m =-2. ∴当m =-2时,A 、B 、C 三点共线.例2如图1,已知在△ABC 中,=a ,=b ,=c.若a ·b =b ·c =c ·a.求证:△ABC 为正三角形.图1活动:引导学生回顾,向量具有二重性,一方面具有“形”的特点,因此有了几何运算;另一方面又具有一套优良的代数运算性质,因此又有了代数运算.对于这两种运算,前者难度大,灵活多变,对学生来说是个难点,后者学生感到熟悉,易于掌握,但应让学生明了,这两种方法都要掌握好,近几年高考题的解答都是以两种解法给出.本题给出的是三角形,对于某些几何命题的抽象的证明,自然可以转化为向量的几何运算问题来解决,请同学们在探究中要注意仔细体会,领悟其实质.教学中,教师要放手大胆地让学生自己去探究,鼓励学生从不同的角度去观察、去发现.真正做到一题多用,一题多变,串联知识、串联方法,使学生在探究过程中掌握了知识,提高了思维能力和复习效率.证法一:由题意得a +b +c =0,∴c=-(a +b). 又∵b·c=c·a,∴c·(a-b)=0.∴-a2+b2=0.∴|a|2=|b|2,即|a|=|b|. 同理可得|c|=|b|,∴|a|=|b|=|c|. ∴△ABC 为正三角形.证法二:由题意得a+b+c=0,∴a=-b-c,b=-a-c.∴a2=b2+c2+2b·c,b2=a2+c2+2a·c.而b·c=c·a(已知),∴a2-b2=b2-a2.∴a2=b2.∴|a|2=|b|2.∴|a|=|b|.同理可得|c|=|b|,∴|a|=|b|=|c|.∴△ABC为正三角形.证法三:如图2,以AB、BC为邻边作平行四边形ABCD,则=a,=-,图2∴=a-c.又∵a·b=b·c,∴b·(a-c)=0.∴b·=0.∴b⊥.∴平行四边形ABCD为菱形,∴AB=BC.同理可得BC=AC,∴△ABC为正三角形.证法四:取的中点E,连结AE,则→=(+)=(c-b),AE∴·a=(c-b)·a=0.∴⊥a.∴AB=AC.同理可得BC=AC,∴△ABC为正三角形.点评:本题给出了四种证法,教师要善于引导学生进行一题多解,这是一种很有效的办法.数学教学中,一题多解训练是培养学生思维灵活的一种良好手段.通过一题多解的训练能沟通知识之间的内在联系,提高学生应用所学的基础知识与基本技能解决实际问题的能力,逐步学会举一反三的本领,在教材安排的例题中,有相当一部分题目存在一题多解的情况.教师要引导学生善于挖掘.变式训练1.若AB →·BC →+AB →2=0,则△AB C 是( )A .直角三角形B .锐角三角形C .钝角三角形D .等腰直角三角形答案:A2.在四边形ABCD 中,AB →·BC →=BC →·CD →=CD →·DA →=DA →·AB →,试证明四边形ABCD 是矩形.证明:设AB →=a ,BC →=b ,CD →=c ,DA →=d ,∵a +b +c +d =0,∴a +b =-(c +d ).两边平方,得|a|2+2a·b +|b|2=|c|2+2c·d +|d|2,又a·b =c·d ,∴|a|2+|b|2=|c|2+|d |2.①同理|a|2+|d|2=|b|2+|c |2.②由①②得|a|2=|c|2,|d|2=|b |2,∴|a|=|c|,|d|=|b|,即AB =CD ,BC =DA.∴四边形ABCD 是平行四边形.于是AB →=-CD →,即a =-c .又a·b =b·c ,故a·b =b·(-a ),∴a·b =0.∴AB →⊥BC →.∴四边形ABCD 为矩形.点评:要证明四边形ABCD 是矩形,可以先证四边形ABCD 为平行四边形,再证明其一组邻边互相垂直.为此我们可以从四边形边的长度和位置两方面的关系来进行思考.例3已知a =(,-1),b =(,),且存在实数k 和t ,使得x =a +(t2-3)b ,y =-ka +tb 且x ⊥y.试求的最小值.活动:本例是一道平面向量综合应用的经典例题,具有一定的综合性,但难度不大,可以先让学生自己探究,独立地去完成.对找不到思路的学生,教师要引导学生注意挖掘题目中的隐含条件,然后根据垂直的条件列出方程,得出k与t之间的关系,再利用二次函数的知识来求最值.根据垂直的条件和坐标运算列方程是解决本例的关键.解:由已知,得|a|==2,|b|==1.∵a·b=×-1×=0,∴a⊥b.∵x⊥y,∴x·y=0,即[a+(t2-3)b]·(-ka+tb)=0.化简,得k=,∴=(t2+4t-3)=(t+2)2-,即t=-2时,有最小值-.点评:本题主要训练学生综合运用所学向量知识解决问题的能力,训练学生利用转化的思想以及建立函数模型的建模能力.变式训练1.如图3,M是△ABC内一点,且满足条件+2+3=0,延长CM交AB于N,令=a,试用a表示.图3解:∵=+,=+,∴由+2+3=0,得(+)+2(+)+3=0.∴+3+2+3=0.又∵A、N、B三点共线,C、M、N三点共线,由平行向量基本定理,设=λ,=μ,∴λ+3+2+3μ=0.∴(λ+2)+(3+3μ)=0.由于和不共线,∴∴⎩⎨⎧ λ=-2,μ=-1.∴=-=.∴=+=2=2a.2.将函数y =2x2进行平移,使得到的图形与抛物线y =-2x2+4x +2的两个交点关于原点对称,求平移后的函数解析式.解法一:设平移向量a =(h ,k),则将y =2x2按a 平移之后得到的图象的解析式为y =2(x -h)2+k.设M(m ,n)和M′(-m ,-n)是y =-2x2+4x +2与y =2(x -h)2+k 的两个交点,则解得或⎩⎨⎧ m =-1,n =-4.∴点(1,4)和点(-1,-4)在函数y =2(x -h)2+k 的图象上. ∴ ⇒⎩⎨⎧ h =-1,k =-4.故所求解析式为y =2(x +1)2-4,即y =2x2+4x -2.解法二:将y =2x2按向量a =(h ,k)平移,设P(x ,y)为y =2x2上任一点,按a 平移之后的对应点为P′(x′,y′),则故⎩⎨⎧ x =x′-h ,y =y′-k.∴y-k =2(x -h)2是平移之后的函数图象解析式.由消去y ,得4x2-4(h +1)x +2h2+k -2=0.又∵两交点关于原点对称,∴x1+x2=0,即=0,h =-1.又y1+y2=0,∴2x-4hx1+2h2+k +2x -4hx2+2h2+k =0.∴2(x+x)+4(x1+x2)=-4-2k.∴2(x1+x2)2+4(x1+x2)-4x1x2=-4-2k.∵x1x2=,x1+x2=0,∴-4×=-4-2k.∴k=-4.∴y=2(x+1)2-4,即y=2x2+4x-2.课本复习题1~6.1.先由学生回顾本节都复习了哪些向量知识,用了哪些方法,在原来的基础上你有哪些提高.对本章的知识网络结构了然于胸了吗?2.教师点拨,通过本节复习,要求大家在了解向量知识网络结构的基础上,进一步熟悉基本概念及运算律,并能熟练运用重要定理、公式解决一些综合问题,加强数学应用意识,提高分析问题、解决问题的能力.1.课本复习题7、8、9、10.2.每人搜集一道向量应用的题目或向量创新题.1.本节复习课的设计容量较大,要求应用多媒体课件.教师在引导学生探究的过程中,始终抓住向量具有几何与代数的双重属性这一特征和向量具有数与形紧密结合的特点.让学生在了解向量知识网络结构的基础上,进一步熟悉基本概念及运算律,并能熟练重要定理、公式的应用,并加强数学应用意识,提高分析问题、解决问题的能力.2.本设计教案中一题多解应用较多.因为在数学知识的学习中,作为扮演教学活动的组织者、引导者和合作者角色的教师,在组织学生学习各数学知识点的同时,如果能善于引导学生沟通各知识点之间的联系,不仅能达到激发学生的发散性思维和多角度的解题思路的目的,而且更重要的是通过注重多种方法间的联系与沟通,学生能深切感受到各种解题方法之间是有联系的,是相通的,而不是孤立的、割裂的,从而体会数学的统一美和简洁美,进一步增强对数学学习的兴趣,这样的美在一题多解中是随处可见的.一、备用习题1.下列四个等式中正确的是( )A.+=0B.=-OB→C.a·b-b·a=0D.(+)+++=AB→2.若直线y=2x按向量a平移得到直线y=2x+6,那么a( ) A.只能是(-3,0) B.只能是(0,6) C.只能是(-3,0)或(0,6) D.有无数个3.已知向量a=(3,4),b=(-3,1),a与b的夹角为θ,则tanθ等于( )A. B.-C.-3 D.34.已知三个点M(-1,0),N(5,6),P(3,4)在一条直线上,P分的比为λ,则λ的值为( )A. B.C.2 D.35.以A(2,7),B(-4,2),C(-1,-3)为顶点的三角形,其内角为钝角的是( )A.∠A B.∠BC.∠C D.不存在6.平面上有三个点C(2,2)、M(1,3)、N(7,k),若∠MCN=90°,那么k的值为…()A.6 B.7C.8 D.97.有下列五个命题:①若a≠0,且a·b=0,则b=0;②若a≠0,且a·b=b·c,则a=c;③若a2=b2,则a=b或a=-b;④(a·b)c=a(b·c);⑤若|a·b|=|a||b|,则a∥b.其中正确命题的序号是________.(请把你认为正确的命题的序号全部填上)8.已知P(1,cosx),Q(cosx,1),x∈[-,].(1)若用f(x)表示向量与的夹角θ的余弦,求f(x);(2)若t=cosx,将f(x)表示成t的函数φ(t),并求φ(t)的定义域.参考答案:1.D 2.D 3.C 4.C 5.B 6.B 7.⑤8.解:(1)∵=(1,cosx),=(cosx,1),与的夹角为θ,∴f(x)=cosθ===.(2)∵t=cosx,∴φ(t)=f(x)=.∵x∈[-,],观察余弦曲线y=cosx在[-,]上的图象可知,t =cosx∈[-,1],∴函数φ(t)的定义域为[-,1].二、关于一题多解培养学生思维的灵活性是数学教学工作者的一个重要教学环节,它主要表现在使学生能根据事物的变化,运用已有的经验灵活地进行思维,及时地改变原定的方案,不局限于过时或不妥的假设之中.因为客观世界时时处处在发展变化,所以它要求学生用变化、发展的眼光去认识、解决问题.数学教学中,一题多解的训练,是培养学生思维灵活的一种良好手段,通过一题多解的训练能沟通知识之间的内在联系,提高学生应用所学的基础知识与基本技能解决实际问题的能力,逐步学会举一反三的本领,在本节安排的例题中,多数采用了一题多解模式.通过一题多解的教学,不仅能使学生掌握新知识,还能起到复习巩固旧知识的作用,使学生对所学的方法有了更进一步的明确,同时能活跃课堂气氛,使学生对数学学习产生浓厚的兴趣,也培养了学生的一种钻研精神,使学生在思考问题上具有灵活性、多变性,避免了学生在公式、定理的应用中钻死胡同的现象.所以教师在教学过程中,要重视一题多解的教学,特别是在备课中要根据教学内容、学生情况适当地进行教材处理和钻研,要对知识进行横向和纵向联系,这样课堂效果才能做到丰富多彩.一题多解也是灵活应用所学知识、培养发散思维的有效途径和方法.充分运用学过的知识,从不同的角度思考问题,采用多种方法解决问题,这有利于学生加深理解各部分知识间的纵、横方向的内在联系,掌握各部分知识之间的相互转化,所以教师在教学过程中要多挖掘一些行之有效的一题多解的例题和习题,使学生的思维应变能力能得到充分的锻炼和提高.使未来多出现具有高思维层次的国际型人才.第2课时导入新课思路 1.(直接导入)请同学们回忆上一节复习的内容,教师点出,上一节我们一起复习了本章向量的基本概念、运算性质及重要定理、公式,这一节我们将通过例题分析,继续探讨向量的有关应用,重点是复习向量的一些独特方法和应用.思路 2.(投影导入)投影展示上节布置的、同学们搜集到的一道向量应用题或创新题,教师选出最有代表性的、最典型的题目引导学生进行探讨,由此展开新课.推进新课向量的坐标运算及其综合应用.通过幻灯出示题目让学生思考讨论:设向量e1、e2满足|e1|=2,|e2|=1,e1、e2的夹角为60°,若向量2te1+7e2与向量e1+te2的夹角为钝角,求实数t的取值范围.解:由题意得e1·e2=|e1||e2|cos60°=1,∴(2te1+7e2)·(e1+te2)=2te+(2t2+7)e1·e2+7te=2t2+15t+7.∵向量2te1+7e2与向量e1+te2的夹角为钝角,∴2t2+15t+7<0,即-7<t<-.活动:引导学生回忆向量的数量积概念,点拨学生结合钝角考虑:向量的数量积是一个数.当两个向量的夹角是锐角时,它们的数量积大于0;当两个向量的夹角是钝角时,它们的数量积小于0;当两个向量的夹角是90°时,它们的数量积等于0.零向量与任何向量的数量积等于0.向量的数量积,可以计算向量的长度、平面内两点间的距离、两个向量的夹角、判断相应的两条直线是否垂直.教师引导学生探究讨论:对于两个非零向量a、b,若a与b的夹角θ为钝角,则a·b<0,反之,却不一定成立.因为当a·b=|a||b|cosθ<0时,a与b的夹角也可能为π,因此,a与b的夹角为钝角a·b<0且a≠λb(λ<0),所以,正确的解答应在上述t的范围中去掉夹角为π的情形,即设2te1+7e2=λ(e1+te2)(λ<0),所以其中λ<0,解得t=-.故所求实数t的取值范围为(-7,-)∪(-,-).⇔比较是最好的老师,反例更能澄清概念的本质,使我们深刻理解概念的内涵和外延,教师应引导学生多做这方面的探讨.如由a·b=0不能推出a=0或b=0,尽管由ab=0 a=0或b=0.又如|a·b|≤|a||b|,尽管|ab|=|a||b|.再如(a·b)c≠a(b·c),尽管(ab)c=a(bc).因此,学习向量的数量积应与代数中实数间的乘积严加区分,切勿混淆.⇒1已知向量a是以点A(3,-1)为起点,且与向量b=(-3,4)垂直的单位向量,求a的终点坐标.活动:关于向量的坐标与表示此有向线段的点的坐标,概念虽小学生却极易混淆.教师引导学生回忆思考:一个向量的坐标与表示此向量的有向线段的点的坐标是什么关系?对此题来说,若要利用两向量垂直的条件,则需设a的终点坐标,然后表示a的坐标,再根据两向量垂直的条件建立方程.解:设a的终点坐标为(m,n),则a=(m-3,n+1),由题意,⎩⎨⎧ --++=0,-++=1, ①②由①得n =(3m -13),代入②得25m2-150m +209=0.解得或∴a 的终点坐标是(,-)或(,-).点评:通过训练要使学生明了,一个向量的坐标等于表示此向量的有向线段的终点坐标减去起点坐标,所以向量的坐标与点的坐标既有联系又有区别,二者不能混淆.向量的概念较多,且容易混淆,在复习中教师要引导学生理清主线,分清、理解各概念的本质属性.变式训练1.已知点A(-3,-4)、B(5,-12),(1)若=+,=-,求及的坐标;(2)求·.解:(1)=(2,-16),=(-8,8).(2)·=33.2.如图4所示,=(6,1),=(x ,y),=(-2,-3).图4(1)若∥,求x 与y 间的关系式;(2)若又有⊥,求x 、y 的值及四边形ABCD 的面积.解:(1)∵=++=(x +4,y -2),=-=(-x -4,2-y), 又∥且=(x ,y),∴x(2-y)-y(-x -4)=0,即x +2y =0.①(2)由于=+=(x +6,y +1),BD →=+=(x -2,y -3),又⊥,∴·=0,即(x +6)(x -2)+(y +1)(y -3)=0.②联立①②化简,得y2-2y -3=0,∴y=3或y =-1.故当y=3时,x=-6,此时=(0,4),=(-8,0),∴S四边形ABCD=||||=16;当y=-1时,x=2,此时=(8,0),=(0,-4),∴S四边形ABCD=||||=16.点评:引入平面向量的坐标可使向量运算完全代数化,平面向量的坐标成了数与形结合的载体.例2设向量a=(cosα,sinα),b=(cosβ,sinβ),且a、b满足|ka+b|=|a-kb|(k为正实数).(1)求证:(a+b)⊥(a-b);(2)把a与b的数量积表示为关于k的函数f(k),求f(k);(3)求函数f(k)的最小值及取得最小值时a与b的夹角.活动:本题是一道向量应用的经典例题,难度不大但综合性较强,体现平面向量与函数、三角函数的交汇,是近几年高考的热点问题.解决这类问题必须熟知平面向量的概念、运算性质、定理、公式等基础知识.教师可以充分让学生自己去探究解决.对有困难的学生教师引导其回忆相关的知识,并适时地点拨学生注意条件地转化及解答的规范.(1)证明:|a|==1,|b|==1,∵(a+b)·(a-b)=|a|2-|b|2=0,∴(a+b)⊥(a-b).(2)解:由|ka+b|=|a-kb|,得(ka+b)2=3(a-kb)2,化简,得a·b=,故f(k)=(k>0).(3)解:由y=(y>0),得k2-4yk+1=0.∵k>0,方程有解,∴Δ=16y2-4≥0,解得y≥,即k=1时,f(k)取最小值为.这时,设a与b的夹角为θ,则cosθ==,又0≤θ≤π,∴a 与b的夹角为.点评:解决本题,我们首先要根据题意画出图形,借助对图形的观察,实现实际问题向数学问题的转化.转化与化归思想是解决数学问题的一种重要的策略和方法.以向量为工具,通过转化,可以为函数中的许多问题提供新颖、简捷的解法,请同学们注意体会.例3有两根柱子相距20 m,分别位于电车的两侧,在两柱之间连结一条水平的绳子,电车的送电线就悬挂在绳子的中点,如果送电线在这点垂直向下的作用力是17.8 N,则这条成水平的绳子的中点下降0.2 m,求此时绳子所受的张力.活动:教师应引导学生回忆向量的应用举例的处理方法:向量起源于物理,是从物理学中抽象出来的数学概念.物理学中的许多问题,如位移、速度、加速度等都可以利用向量来解决.用数学知识解决物理问题,首先要把物理问题转化为数学问题,即根据题目的条件建立数学模型,再转化为数学中的向量运算来完成.本题仍可由学生自己去探究,点拨学生先画出受力分析图,认真分析题意,创建数学模型,对感到困难的学生教师给予指导,帮助其复习相关的知识,逐步提高分析问题及解决问题的能力.解:如图5所示,设重力作用点为C,绳子AC、BC所承受的力分别记、,重力记为.图5由C为绳子的中点知||=||.由+=,知四边形CFGE为菱形.又∵cos∠FCG=cos∠DCB=≈0.02,∴||=||=≈=445,即绳子所受的张力为445 N.点评:本题是向量知识在物理中的应用,培养了学生动手操作绘图能力、分析问题及解决问题的能力.对学生来说这是一个难点,突破这个难点的关键是教师引导学生把物理问题转化为数学问题.课本复习题11、12、13.1.先由学生回顾本节都复习了哪些主要内容,用到了哪些数学思想方法.向量在函数、三角函数中的重要作用,两向量的数量积的应用,向量平行与垂直条件在解题中的重要作用,向量的几何运算在解决平面几何问题和物理问题中的重要作用.2.教师点睛,要注意解题方法的灵活性,尤其是向量的坐标化思路在解题时的应用,将几何与代数知识沟通起来,同时注意向量与其他学科的联系.如图6,已知AC 、BD 是梯形ABCD 的对角线,E 、F 分别为BD 、AC 的中点,求证:EF∥BC.图6证明:设=a ,=b ,∵AD∥BC,∴=λ=λb ,则=-=b -a.∵E 为BD 中点,==(b -a),F 为AC 中点,BF →=+=+12CA → =+(-)=(+)=(-)。
2019-2020年新版高中数学北师大版必修4课件:第二章平面向量 2.2.2

答案:13
目标导航
知识梳理
题型一
题型二
题型三
题型四
题型一 向量减法的几何意义
【例 1】 如图,已知向量 a,b,c,求作 a-b-c.
典例透析
随堂演练
分析任选起点→平移向量→共起点,连终点→方向指向被减向量 解如图,在平面内任取一点 O,作������������ =a, ������������ =b, ������������ =c,则由向 量减法的三角形法则,得������������ =a-b, ������������ =a-b-c.
【做一做1-1】 下列各式中不正确的是( ) A.a-b=b-a B.0-a=-a C.-(-a)=a D.a+(-a)=0 答案:A
12
目标导航
知识梳理
典例透析
随堂演练
【做一做1-2】 已知a,b分别表示“方向向南,大小为5 m/s的风 速”“竖直向上,大小为10 N的力”,请说明向量-a,-b的意义.
2.2 向量的减法
-1-
目标导航
知识梳理
典例透析
随堂演练
1.了解相反向量的含义,掌握向量的减法运算,会利用向量减法的 三角形法则表示两个向量的差.
2.理解向量的减法要结合图形,通过相反向量揭示向量加、减法 之间的内在联系,并通过对向量加法的三角形法则的理解来学习向 量减法的三角形法则.
3.能进行向量加、减法的混合运算.
目标导航
题型一
题型二
题型三
题型四
知识梳理
典例透析
随堂演练
反思应用三角形法则进行向量减法运算时,必须平移向量使之共起 点,则终点与终点所确定的向量就是两个向量的差向量,此时差向 量的方向指向被减向量的终点.对于多个向量的减法运算,一般通 过两两相减依次运算.
【数学】2020版高中数学第二章平面向量章末复习课学案北师大版必修4

【关键字】数学第二章平面向量学习目标 1.理解向量、零向量、向量的模、单位向量、平行向量、相反向量、相等向量、两向量的夹角等概念.2.了解平面向量基本定理.3.向量加法的平行四边形法则(共起点)和三角形法则(首尾相接).4.了解向量形式的三角形不等式:||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|和向量形式的平行四边形定理:2(|a|2+|b|2)=|a-b|2+|a+b|2.5.了解实数与向量的乘法(即数乘的意义).6.向量的坐标概念和坐标表示法.7.向量的坐标运算(加、减、实数和向量的乘法、数量积).8.数量积(点乘或内积)的概念:a·b=|a||b|cos θ=x1x2+y1y2,注意区别“实数与向量的乘法,向量与向量的乘法”.1.向量的运算:设a=(x1,y1),b=(x2,y2).(1)平面向量基本定理①定理:如果e1,e2是同一平面内的两个________向量,那么对于这一平面内的________向量a,存在唯一对实数λ1,λ2,使a=______________________.②基底:把____________的向量e1,e2叫作表示这一平面内________向量的一组基底.(2)向量共线定理向量a(a≠0)与b共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使________.3.向量的平行与垂直a,b为非零向量,设a=(x1,y1),b=(x2,y2).类型一例1 如图所示,在△ABC中,=,P是BN上的一点,若=m+,则实数m的值为________.反思与感悟向量共线定理和平面向量基本定理是进行向量合成与分解的核心,是向量线性运算的关键所在,常应用它们解决平面几何中的共线、共点问题.追踪训练1 在△ABC中,E为线段AC的中点,试问在线段AC上是否存在一点D,使得=+,若存在,说明D点位置;若不存在,说明理由.类型二向量的数量积运算例2 已知a=(cos α,sin α),b=(cos β,sin β),且|ka+b|=|a-kb|(k>0).(1)用k表示数量积a·b;(2)求a·b的最小值,并求出此时a与b的夹角θ的大小.反思与感悟数量积运算是向量运算的核心,利用向量数量积可以解决以下问题:(1)设a=(x1,y1),b=(x2,y2),a∥b⇔x1y2-x2y1=0,a⊥b⇔x1x2+y1y2=0.(2)求向量的夹角和模的问题①设a=(x1,y1),则|a|=.②两向量夹角的余弦(0≤θ≤π)cos θ== .追踪训练2 已知向量=(3,-4),=(6,-3),=(5-m,-(3+m)).(1)若点A,B,C能构成三角形,求实数m应满足的条件;(2)若△ABC为直角三角形,且∠A为直角,求实数m的值.类型三向量坐标法在平面几何中的应用例3 已知在等腰△ABC中,BB′,CC′是两腰上的中线,且BB′⊥CC′,求顶角A的余弦值的大小.反思与感悟把几何图形放到适当的坐标系中,就赋予了有关点与向量具体的坐标,这样就能进行相应的代数运算和向量运算,从而解决问题.这样的解题方法具有普遍性.追踪训练3 如图,半径为的扇形AOB的圆心角为120°,点C在上,且∠COB=30°,若=λ+μ,则λ+μ等于( )A. B. C. D.21.在菱形ABCD中,若AC=2,则·等于( )A.2 B.-2C.||cos A D.与菱形的边长有关2.设四边形ABCD为平行四边形,||=6,||=4.若点M,N满足=3,=2,则·等于( )A .20B ..9 D .63.已知向量a =(1,),b =(3,m).若向量a ,b 的夹角为,则实数m 等于( )A .2 B. C .0 D .-4.若向量=(1,-3),||=||,·=0,则||=________.5.平面向量a =(,-1),b =,若存在不同时为0的实数k 和t ,使x =a +(t2-3)b ,y =-ka +tb ,且x ⊥y ,试求函数关系式k =f(t).1.由于向量有几何法和坐标法两种表示方法,它的运算也因为这两种不同的表示方法而有两种方式,因此向量问题的解决,理论上讲总共有两个途径,即基于几何表示的几何法和基于坐标表示的代数法,在具体做题时要善于从不同的角度考虑问题.2.向量是一个有“形”的几何量,因此,在研究向量的有关问题时,一定要结合图形进行分析判断求解,这是研究平面向量最重要的方法与技巧.答案精析知识梳理1.三角形 平行四边行 (x1+x2,y1+y2) 三角形 (x1-x2,y1-y2) 相同 相反 (λx1,λy1) x1x2+y1y22.(1)①不共线 任一 λ1e1+λ2e2 ②不共线 所有 (2)b =λa3.b =λa(a ≠0) a ·b =0 x1x2+y1y2=0题型探究例1 311跟踪训练1 解 假设存在D 点,使得BD →=13BC →+23BE →. BD →=13BC →+23BE →⇒BD →=13BC →+23(BC →+CE →) =BC →+23CE → ⇒BD →-BC →=23CE →⇒CD →=23CE → ⇒CD →=23×⎝ ⎛⎭⎪⎫12CA →⇒CD →=13CA →,所以当点D 为AC 的三等分点⎝⎛⎭⎪⎫CD →=13CA →时,BD →=13BC →+23BE →. 例2 解 (1)由|k a +b |=3|a -k b |,得(k a +b )2=3(a -k b )2,∴k 2a 2+2k a ·b +b 2=3a 2-6k a ·b +3k 2b 2,∴(k 2-3)a 2+8k a ·b +(1-3k 2)b 2=0.∵|a |=cos 2α+sin 2α=1,|b | =cos 2β+sin 2β=1,∴k 2-3+8k a ·b +1-3k 2=0,∴a ·b =2k 2+28k =k 2+14k . (2)a ·b =k 2+14k =14(k +1k). 由函数的单调性可知,f (k )=14(k +1k)在(0,1]上是减少的,在[1,+∞)上是增加的, ∴当k =1时,f (k )min=f (1)=14×(1+1)=12, 此时a 与b 的夹角θ的余弦值cos θ=a ·b |a ||b |=12, ∴θ=60°.跟踪训练2 解 (1)若点A ,B ,C 能构成三角形,则这三点不共线,∵OA →=(3,-4),OB →=(6,-3),OC →=(5-m ,-(3+m )),∴AB →=(3,1),BC →=(-m -1,-m ).∵AB →与BC →不平行,∴-3m ≠-m -1,解得m ≠12, ∴当实数m ≠12时满足条件. (2)若△ABC 为直角三角形,且∠A 为直角,则AB →⊥AC →,而AB →=(3,1),AC →=(2-m ,1-m ),∴3(2-m )+(1-m )=0,解得m =74.例3 解 建立如图所示的平面直角坐标系,设A (0,a ),C (c,0),则B (-c,0),OA →=(0,a ),BA →=(c ,a ),OC →=(c,0),BC →=(2c,0).因为BB ′,CC ′为AC ,AB 边上的中线,所以BB ′→=12(BC →+BA →)=⎝ ⎛⎭⎪⎫3c 2,a 2, 同理CC ′→=⎝ ⎛⎭⎪⎫-3c 2,a 2. 因为BB ′→⊥CC ′→,所以BB ′→·CC ′→=0,即-9c 24+a 24=0,化简得a 2=9c 2. 又因为cos A =AB →·AC→|AB →||AC →|=a 2-c 2a 2+c 2 =9c 2-c 29c 2+c 2=45, 所以顶角A 的余弦值为45. 跟踪训练3 A当堂训练1.B 2.C 3.B 4.2 55.解 由a =(3,-1),b =⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32, 得a·b =0,|a |=2,|b |=1.由x ⊥y ,得[a +(t 2-3)b ]·(-k a +t b )=0,-k a 2+t a·b -k (t 2-3)a·b +t (t 2-3)b 2=0,即-4k +t 3-3t =0,所以k =14(t 3-3t ),令f (t )=14(t 3-3t ), 所以函数关系式为k =f (t )=14(t 3-3t ).此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word 可编辑版本!。
北师大版高中数学必修4第二章《平面向量》全部教案姚连省编制

北师大版高中数学必修4第二章《平面向量》全部教案扶风县法门高中姚连省第一课时 2.1从位移、速度、力到向量一、教学目标1.知识与技能:(1)理解向量与数量、向量与力、速度、位移之间的区别;(2)理解向量的实际背景与基本概念,理解向量的几何表示,并体会学科之间的联系.(3)通过教师指导发现知识结论,培养学生抽象概括能力和逻辑思维能力。
2.过程与方法:通过力与力的分析等实例,引导学生了解向量的实际背景,帮助学生理解平面向量与向量相等的含义以及向量的几何表示;最后通过讲解例题,指导学生能够发现问题和提出问题,善于独立思考,学会分析问题和创造地解决问题.3.情感态度价值观:通过本节的学习,使同学们对向量的实际背景、几何表示有了一个基本的认识;激发学生学习数学的兴趣和积极性,陶冶学生的情操,培养学生坚忍不拔的意志,实事求是的科学学习态度和勇于创新的精神.二.教学重、难点:重点: 向量及向量的有关概念、表示方法.难点: 向量及向量的有关概念、表示方法.三.学法与教法学法:(1)自主性学习+探究式学习法:(2)反馈练习法:以练习来检验知识的应用情况,找出未掌握的内容及其存在的差距.教法:探究交流法.四.教学过程(一)、创设情境实例:老鼠由A向西北逃窜,猫在B处向东追去。
问:猫能否追到老鼠?(画图)结论:猫的速度再快也没用,因为方向错了.(二)、探究新知1.学生阅读教材思考如下问题A B[展示投影](学生先讲,教师提示或适当补充)(1). 举例说明什么是向量?向量与数量有何区别?既有大小又有方向的量叫向量。
例:力、速度、加速度、冲量等。
注意:①数量与向量的区别:数量只有大小,是一个代数量,可以进行代数运算、比较大小;向量有方向,大小,双重性,不能比较大小。
②从19世纪末到20世纪初,向量就成为一套优良通性的数学体系,用以研究空间性质。
2.向量的表示方法有哪些?①几何表示法:有向线段有向线段:具有方向的线段叫做有向线段。
(完整版)高中数学必修4第二章平面向量教案完整版

第1课时§2.1 平面向量的实际背景及基本概念1、数量与向量的区别:数量只有大小,是一个代数量,可以进行代数运算、比较大小; 向量有方向,大小,双重性,不能比较大小. 2.向量的表示方法: ①用有向线段表示; ②用字母a、b(黑体,印刷用)等表示;③用有向线段的起点与终点字母:AB ;④向量AB 的大小――长度称为向量的模,记作|AB |.3.有向线段:具有方向的线段就叫做有向线段,三个要素:起点、方向、长度. 向量与有向线段的区别:(1)向量只有大小和方向两个要素,与起点无关,只要大小和方向相同,则这两个向量就是相同的向量;(2)有向线段有起点、大小和方向三个要素,起点不同,尽管大小和方向相同,也是不同的有向线段.4、零向量、单位向量概念:①长度为0的向量叫零向量,记作0. 0的方向是任意的. 注意0与0的含义与书写区别.②长度为1个单位长度的向量,叫单位向量. 说明:零向量、单位向量的定义都只是限制了大小. 5、平行向量定义:①方向相同或相反的非零向量叫平行向量;②我们规定0与任一向量平行.说明:(1)综合①、②才是平行向量的完整定义;(2)向量a、b、c平行,记作a∥b∥c.6、相等向量定义:长度相等且方向相同的向量叫相等向量.说明:(1)向量a与b相等,记作a=b;(2)零向量与零向量相等;(3)任意两个相等的非零向量,都可用同一条有向线段来表示,并且与有..向线段的起点无关......... A(起点)B(终点)aOABaaa bb b7、共线向量与平行向量关系:平行向量就是共线向量,这是因为任一组平行向量都可移到同一直线上(与有向线段的......起点无关)...... 说明:(1)平行向量可以在同一直线上,要区别于两平行线的位置关系;(2)共线向量可以相互平行,要区别于在同一直线上的线段的位置关系.第2课时§2.2.1 向量的加法运算及其几何意义二、探索研究:1、向量的加法:求两个向量和的运算,叫做向量的加法. 2、三角形法则(“首尾相接,首尾连”)如图,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,记作a +b,即 a +b=+=,规定: a + 0-= 0 + a探究:(1)两相向量的和仍是一个向量;(2)当向量a 与b 不共线时,a +b 的方向不同向,且|a +b |<|a |+|b |; (3)当与同向时,则+、、同向,且|+|=||+||,当与反向时,若||>||,则+的方向与相同,且|+|=||-||;若||<||,则+的方向与相同,且|+b|=||-||.(4)“向量平移”(自由向量):使前一个向量的终点为后一个向量的起点,可以推广到A BCa +ba +baa b b abb aan 个向量连加3.例一、已知向量a 、b ,求作向量a +b作法:在平面内取一点,作a OA = b AB =,则b a OB +=. 4.加法的交换律和平行四边形法则问题:上题中b +a 的结果与a +b 是否相同? 验证结果相同 从而得到:1)向量加法的平行四边形法则(对于两个向量共线不适应)2)向量加法的交换律:a +b =b +a 5.向量加法的结合律:(a +b ) +c =a + (b +c ) 证:如图:使a AB =, b BC =, c CD =则(a +b ) +c =AD CD AC =+,a + (b +c ) =AD BD AB =+ ∴(a +b ) +c =a + (b +c )从而,多个向量的加法运算可以按照任意的次序、任意的组合来进行.第3课时§2.2.2 向量的减法运算及其几何意义1. 用“相反向量”定义向量的减法(1) “相反向量”的定义:与a 长度相同、方向相反的向量.记作 -a (2) 规定:零向量的相反向量仍是零向量.-(-a ) = a. 任一向量与它的相反向量的和是零向量.a + (-a ) = 0 如果a 、b 互为相反向量,则a = -b , b = -a , a + b = 0 (3) 向量减法的定义:向量a 加上的b 相反向量,叫做a 与b 的差. 即:a - b = a + (-b ) 求两个向量差的运算叫做向量的减法. 2. 用加法的逆运算定义向量的减法: 向量的减法是向量加法的逆运算:若b + x = a ,则x 叫做a 与b 的差,记作a - b 3. 求作差向量:已知向量a 、b ,求作向量 ∵(a -b ) + b = a + (-b ) + b = a + 0 = aOabBa ba -b作法:在平面内取一点O , 作= a , = b 则BA = a - b即a - b 可以表示为从向量b 的终点指向向量a 的终点的向量. 注意:1︒AB 表示a - b .强调:差向量“箭头”指向被减数 2︒用“相反向量”定义法作差向量,a - b = a + (-b ) 显然,此法作图较繁,但最后作图可统一.4. 探究:1)如果从向量a 的终点指向向量b 的终点作向量,那么所得向量是b - a.2)若a ∥b , 如何作出a - b ?2.3平面向量的基本定理及坐标表示第4课时§2.3.1 平面向量基本定理复习引入:1.实数与向量的积:实数λ与向量a ρ的积是一个向量,记作:λa ρ(1)|λa ρ|=|λ||a ρ|;(2)λ>0时λa ρ与a ρ方向相同;λ<0时λa ρ与a ρ方向相反;λ=0时λO ABa B’b-b bBa + (-b )a b a -bA ABBB’Oa -b a a bbO AOBa -ba -b BA O-ba ρ=2.运算定律结合律:λ(μa ρ)=(λμ)a ρ ;分配律:(λ+μ)a ρ=λa ρ+μa ρ, λ(a ρ+b ρ)=λa ρ+λb ρ3. 向量共线定理 向量b ρ与非零向量a ρ共线的充要条件是:有且只有一个非零实数λ,使b ρ=λa ρ.平面向量基本定理:如果1e ,2e 是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量a ρ,有且只有一对实数λ1,λ2使a ρ=λ11e +λ22e . 探究:(1) 我们把不共线向量e1、e2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底; (2) 基底不惟一,关键是不共线;(3) 由定理可将任一向量a 在给出基底e1、e2的条件下进行分解; (4) 基底给定时,分解形式惟一. λ1,λ2是被a ρ,1e ,2e 唯一确定的数量第5课时§2.3.2—§2.3.3 平面向量的正交分解和坐标表示及运算一、复习引入:1.平面向量基本定理:如果1e ,2e 是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量a ρ,有且只有一对实数λ1,λ2使a ρ=λ11e +λ22e(1)我们把不共线向量e1、e2叫做表示这一平面内所有向量的一组基底; (2)基底不惟一,关键是不共线;(3)由定理可将任一向量a在给出基底e1、e2的条件下进行分解; (4)基底给定时,分解形式惟一. λ1,λ2是被a ρ,1e ,2e 唯一确定的数量 二、讲解新课: 1.平面向量的坐标表示如图,在直角坐标系内,我们分别取与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量i 、j 作为基底.任作一个向量a ,由平面向量基本定理知,有且只有一对实数x 、y ,使得yj xi a +=…………○1 我们把),(y x 叫做向量a 的(直角)坐标,记作),(y x a =…………○2 其中x 叫做a 在x 轴上的坐标,y 叫做a 在y 轴上的坐标,○2式叫做向量的坐标表示.与.a 相等的向量的坐标也为..........),(y x . 特别地,)0,1(=i ,)1,0(=j ,)0,0(0=.如图,在直角坐标平面内,以原点O 为起点作a OA =,则点A 的位置由a 唯一确定.设yj xi OA +=,则向量OA 的坐标),(y x 就是点A 的坐标;反过来,点A 的坐标),(y x 也就是向量OA 的坐标.因此,在平面直角坐标系内,每一个平面向量都是可以用一对实数唯一表示.2.平面向量的坐标运算(1) 若),(11y x a =,),(22y x b =,则ba +),(2121y y x x ++=,b a -),(2121y y x x --=两个向量和与差的坐标分别等于这两个向量相应坐标的和与差.设基底为i 、j ,则b a +)()(2211j y i x j y i x +++=j y y i x x )()(2121+++= 即b a +),(2121y y x x ++=,同理可得b a -),(2121y y x x --= (2) 若),(11y x A ,),(22y x B ,则()1212,y y x x AB --=一个向量的坐标等于表示此向量的有向线段的终点坐标减去始点的坐标.AB =OB -OA =( x 2, y 2) - (x 1,y 1)= (x 2- x 1, y 2- y 1)(3)若),(y x a =和实数λ,则),(y x a λλλ=.实数与向量的积的坐标等于用这个实数乘原来向量的相应坐标.设基底为i 、j ,则a λ)(yj xi +=λyj xi λλ+=,即),(y x a λλλ=第6课时§2.3.4 平面向量共线的坐标表示一、复习引入: 1.平面向量的坐标表示分别取与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量i 、j 作为基底.任作一个向量a ,由平面向量基本定理知,有且只有一对实数x 、y ,使得yj xi a += 把),(y x 叫做向量a 的(直角)坐标,记作),(y x a =其中x 叫做a 在x 轴上的坐标,y 叫做a 在y 轴上的坐标, 特别地,)0,1(=i ,)1,0(=j ,)0,0(0=.2.平面向量的坐标运算若),(11y x a =,),(22y x b =,则b a +),(2121y y x x ++=,b a -),(2121y y x x --=,),(y x a λλλ=. 若),(11y x A ,),(22y x B ,则()1212,y y x x AB --= 二、讲解新课:a ρ∥b ρ (b ρ≠0)的充要条件是x 1y 2-x 2y 1=0设a ρ=(x 1, y 1) ,b ρ=(x 2, y 2) 其中b ρ≠a ρ.由a ρ=λb ρ得, (x 1, y 1) =λ(x 2, y 2) ⎩⎨⎧==⇒2121y y x x λλ 消去λ,x 1y 2-x 2y 1=0探究:(1)消去λ时不能两式相除,∵y 1, y 2有可能为0, ∵b ρ≠0 ∴x 2, y 2中至少有一个不为0(2)充要条件不能写成2211x y x y = ∵x 1, x 2有可能为0 (3)从而向量共线的充要条件有两种形式:a ρ∥b ρ (b ρ≠0)01221=-=⇔y x y x ba λ§2.4平面向量的数量积第7课时一、 平面向量的数量积的物理背景及其含义一、复习引入:1. 向量共线定理 向量b ρ与非零向量a ρ共线的充要条件是:有且只有一个非零实数λ,使b ρ=λa ρ.2.平面向量基本定理:如果1e ,2e 是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量a ρ,有且只有一对实数λ1,λ2使a ρ=λ11e +λ22e 3.平面向量的坐标表示分别取与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量i 、j 作为基底.任作一个向量a ,由平面向量基本定理知,有且只有一对实数x 、y ,使得yj xi a += 把),(y x 叫做向量a 的(直角)坐标,记作),(y x a = 4.平面向量的坐标运算若),(11y x a =,),(22y x b =,则b a +),(2121y y x x ++=,b a -),(2121y y x x --=,),(y x a λλλ=.若),(11y x A ,),(22y x B ,则()1212,y y x x AB --=5.a ρ∥b ρ (b ρ≠0)的充要条件是x 1y 2-x 2y 1=06.线段的定比分点及λP 1, P 2是直线l 上的两点,P 是l 上不同于P 1, P 2的任一点,存在实数λ,使 P P 1=λ2PP ,λ叫做点P 分21P P 所成的比,有三种情况:λ>0(内分) (外分) λ<0 (λ<-1) ( 外分)λ<0 (-1<λ<0)7. 定比分点坐标公式:若点P 1(x 1,y 1) ,P2(x 2,y 2),λ为实数,且P P 1=λ2PP ,则点P 的坐标为(λλλλ++++1,12121y y x x ),我们称λ为点P 分21P P 所成的比.8. 点P 的位置与λ的范围的关系:①当λ>0时,P P 1与2PP 同向共线,这时称点P 为21P P 的内分点.②当λ<0(1-≠λ)时,P P 1与2PP 反向共线,这时称点P 为21P P 的外分点. 9.线段定比分点坐标公式的向量形式:在平面内任取一点O ,设1OP =a,2OP =b, 可得OP =b a b a λλλλλ+++=++1111.10.力做的功:W = |F |⋅|s |cos θ,θ是F 与s 的夹角. 二、讲解新课:1.两个非零向量夹角的概念已知非零向量a与b,作OA =a,OB =b,则∠AOB=θ(0≤θ≤π)叫a与b的夹角.说明:(1)当θ=0时,a与b同向;(2)当θ=π时,a与b反向; (3)当θ=2π时,a与b垂直,记a⊥b; (4)注意在两向量的夹角定义,两向量必须是同起点的.范围0︒≤θ≤180︒2.平面向量数量积(内积)的定义:已知两个非零向量a与b,它们的夹角是θ,则数量|a ||b |cos θ叫a与b的数量积,记作a ⋅b ,即有a ⋅b = |a ||b |cos θ,(0≤θ≤π).并规定0与任何向量的数量积为0. ⋅探究:两个向量的数量积与向量同实数积有很大区别(1)两个向量的数量积是一个实数,不是向量,符号由cos θ的符号所决定.(2)两个向量的数量积称为内积,写成a ⋅b ;今后要学到两个向量的外积a ×b ,而a ⋅b 是两C个向量的数量的积,书写时要严格区分.符号“· ”在向量运算中不是乘号,既不能省略,也不能用“×”代替.(3)在实数中,若a ≠0,且a ⋅b =0,则b =0;但是在数量积中,若a ≠0,且a ⋅b =0,不能推出b =0.因为其中cos θ有可能为0.(4)已知实数a 、b 、c (b ≠0),则ab=bc ⇒ a=c .但是a ⋅b = b ⋅c a = c如右图:a ⋅b = |a ||b |cos β = |b ||OA|,b ⋅c = |b ||c |cos α = |b ||OA|⇒ a ⋅b = b ⋅c 但a ≠ c(5)在实数中,有(a ⋅b )c = a (b ⋅c ),但是(a ⋅b )c ≠ a (b ⋅c )显然,这是因为左端是与c 共线的向量,而右端是与a 共线的向量,而一般a 与c 不共线.3.“投影”的概念:作图定义:|b |cos θ叫做向量b 在a 方向上的投影.投影也是一个数量,不是向量;当θ为锐角时投影为正值;当θ为钝角时投影为负值;当θ为直角时投影为0;当θ = 0︒时投影为 |b |;当θ = 180︒时投影为 -|b |. 4.向量的数量积的几何意义:数量积a ⋅b 等于a 的长度与b 在a 方向上投影|b |cos θ的乘积. 5.两个向量的数量积的性质:设a 、b 为两个非零向量,e 是与b 同向的单位向量. 1︒ e ⋅a = a ⋅e =|a |cos θ 2︒ a ⊥b ⇔ a ⋅b = 03︒ 当a 与b 同向时,a ⋅b = |a ||b |;当a 与b 反向时,a ⋅b = -|a ||b |. 特别的a ⋅a = |a |2或a a a ⋅=||4︒ cos θ =||||b a ba ⋅5︒ |a ⋅b | ≤ |a ||b |第8课时二、平面向量数量积的运算律一、复习引入:1.两个非零向量夹角的概念已知非零向量a与b,作OA =a,OB =b,则∠AOB=θ(0≤θ≤π)叫a与b的夹角. 2.平面向量数量积(内积)的定义:已知两个非零向量a与b,它们的夹角是θ,则数量|a ||b |cos θ叫a与b的数量积,记作a ⋅b ,即有a ⋅b = |a ||b |cos θ,(0≤θ≤π).并规定0与任何向量的数量积为0.3.“投影”的概念:作图定义:|b |cos θ叫做向量b 在a 方向上的投影. 投影也是一个数量,不是向量;当θ为锐角时投影为正值;当θ为钝角时投影为负值;当θ为直角时投影为0;当θ = 0︒时投影为 |b |;当θ = 180︒时投影为 -|b |.4.向量的数量积的几何意义:数量积a ⋅b 等于a 的长度与b 在a 方向上投影|b |cos θ的乘积.5.两个向量的数量积的性质:设a 、b 为两个非零向量,e 是与b 同向的单位向量.1︒ e ⋅a = a ⋅e =|a |cos θ; 2︒ a ⊥b ⇔ a ⋅b = 03︒ 当a 与b 同向时,a ⋅b = |a ||b |;当a 与b 反向时,a ⋅b = -|a ||b |. 特别的a ⋅a = |a |2或a a a ⋅=|| 4︒cos θ =||||b a b a ⋅ ;5︒|a ⋅b | ≤ |a ||b | 二、讲解新课:平面向量数量积的运算律1.交换律:a ⋅ b = b ⋅ a证:设a ,b 夹角为θ,则a ⋅ b = |a ||b |cos θ,b ⋅ a = |b ||a |cos θ∴a ⋅ b = b ⋅ a2.数乘结合律:(λa )⋅b =λ(a ⋅b ) = a ⋅(λb )C证:若λ> 0,(λa )⋅b =λ|a ||b |cos θ, λ(a ⋅b ) =λ|a ||b |cos θ,a ⋅(λb ) =λ|a ||b |cos θ,若λ< 0,(λa )⋅b =|λa ||b |cos(π-θ) = -λ|a ||b |(-cos θ) =λ|a ||b |cos θ,λ(a ⋅b ) =λ|a ||b |cos θ, a ⋅(λb ) =|a ||λb |cos(π-θ) = -λ|a ||b |(-cos θ) =λ|a ||b |cos θ.3.分配律:(a + b )⋅c = a ⋅c + b ⋅c在平面内取一点O ,作OA = a , AB = b ,OC = c , ∵a + b (即OB )在c 方向上的投影等于a 、b 在c 方向上的投影和,即 |a + b | cos θ = |a | cos θ1 + |b | cos θ2∴| c | |a + b | cos θ =|c | |a | cos θ1 + |c | |b | cos θ2, ∴c ⋅(a + b ) = c ⋅a + c ⋅b 即:(a + b )⋅c = a ⋅c + b ⋅c说明:(1)一般地,(a·b)с≠a(b·с)(2)a·с=b·с,с≠0a=b(3)有如下常用性质:a2=|a|2,(a+b)(с+d)=a·с+a·d+b·с+b·d(a+b)2=a2+2a·b+b2第9课时三、平面向量数量积的坐标表示、模、夹角一、复习引入:1.两个非零向量夹角的概念已知非零向量a与b,作OA =a,OB =b,则∠AOB=θ(0≤θ≤π)叫a与b的夹角.2.平面向量数量积(内积)的定义:已知两个非零向量a与b,它们的夹角是θ,则数量|a ||b |cos θ叫a与b的数量积,记作a ⋅b ,即有a ⋅b = |a ||b |cos θ,(0≤θ≤π).并规定0与任何向量的数量积为0.3.向量的数量积的几何意义:数量积a ⋅b 等于a 的长度与b 在a 方向上投影|b |cos θ的乘积. 4.两个向量的数量积的性质:设a 、b 为两个非零向量,e 是与b 同向的单位向量.1︒ e ⋅a = a ⋅e =|a |cos θ; 2︒ a ⊥b ⇔ a ⋅b = 03︒ 当a 与b 同向时,a ⋅b = |a ||b |;当a 与b 反向时,a ⋅b = -|a ||b |. 特别的a ⋅a = |a |2或a a a ⋅=||4︒ cos θ =||||b a b a ⋅ ;5︒|a ⋅b | ≤ |a ||b | C5.平面向量数量积的运算律交换律:a ⋅ b = b ⋅ a数乘结合律:(λa )⋅b =λ(a ⋅b ) = a ⋅(λb )分配律:(a + b )⋅c = a ⋅c + b ⋅c二、讲解新课:⒈ 平面两向量数量积的坐标表示已知两个非零向量),(11y x a =,),(22y x b =,试用a 和b 的坐标表示b a ⋅. 设i 是x 轴上的单位向量,j 是y 轴上的单位向量,那么j y i x a 11+=,j y i x b 22+= 所以))((2211j y i x j y i x b a ++=⋅2211221221j y y j i y x j i y x i x x +⋅+⋅+= 又1=⋅i i ,1=⋅j j ,0=⋅=⋅i j j i ,所以b a ⋅2121y y x x += 这就是说:两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和.即b a ⋅2121y y x x +=2. 平面内两点间的距离公式一、 设),(y x a =,则222||y x a +=或22||y x a +=.(2)如果表示向量a 的有向线段的起点和终点的坐标分别为),(11y x 、),(22y x ,那么221221)()(||y y x x a -+-=(平面内两点间的距离公式)二、 向量垂直的判定设),(11y x a =,),(22y x b =,则b a ⊥ ⇔02121=+y y x x三、 两向量夹角的余弦(πθ≤≤0)co s θ =||||b a b a ⋅⋅222221212121y x y x y y x x +++=。
2019_2020学年高中数学第2章平面向量章末复习课学案北师大版必修4

第2章 平面向量【例1】 ( )A .(7,-2)B .(1,-2)C .(1,-3)D .(7,2)(2)设D 为△ABC 所在平面内一点,则BD →=3CD →,则( ) A.AD →=-13AB →+43AC →B.AD →=43AB →-13AC →C.AD →=32AB →-12AC →D.AD →=-12AB →+32AC →(1)A (2)D [(1)∵a =(2,1),b =(-3,4),∴2a -b =2(2,1)-(-3,4)=(4,2)-(-3,4)=(4+3,2-4)=(7,-2),故选A.(2)∵BD →=3CD →,∴AD →-AB →=3(AD →-AC →),∴2AD →=3AC →-AB →,∴AD →=32AC →-12AB →.]向量线性运算的基本原则和求解策略 (1)基本原则:向量的加法、减法和数乘运算统称为向量的线性运算.向量的线性运算的结果仍是一个向量,因此,对它们的运算法则、运算律的理解和运用要注意向量的大小和方向两个方面.(2)求解策略:①向量是一个有“形”的几何量,因此在进行向量线性运算时,一定要结合图形,这是研究平面向量的重要方法与技巧.②字符表示线性运算的常用技巧:,首尾相接用加法的三角形法则,如AB →+BC →=AC →;共起点两个向量作差用减法的几何意义,如OB →-OA →=AB →.③平行向量(共线向量)、相等向量与相反向量、单位向量等,理解向量的有关概念并进行恰当地应用.④注意常见结论的应用.如△ABC 中,点D 是BC 的中点,则AB →+AC →=AD →.1.(1)设向量a ,b 不平行,向量λa +b 与a +2b 平行,则实数λ=________. (2)在△ABC 中,点M ,N 满足AM →=2MC →,BN →=NC →.若MN →=xAB →+yAC →,则x =________;y =________.(1)12 (2)12 -16 [(1)因为λa +b 与a +2b 平行, 所以λa +b =t (a +2b ),即λa +b =t a +2t b ,所以⎩⎪⎨⎪⎧λ=t ,1=2t ,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=12,t =12.(2)因为AM →=2MC →,所以AM →=23AC →.因为BN →=NC →,所以AN →=12(AB →+AC →),所以MN →=AN →-AM →=12(AB →+AC →)-23AC →=12AB →-16AC →. 又MN →=xAB →+yAC →,所以x =12,y =-16.]【例2】 y |=________. (2)已知两个单位向量a ,b 的夹角θ为60°,c =t a +(1-t )b ,若b·c =0,则t =________.(1) 5 (2)2 [(1)因为单位向量m =(x ,y ), 则x 2+y 2=1.① 若m ⊥b ,则m·b =0,即2x -y =0.② 由①②解得x 2=15,所以|x |=55,|x +2y |=5|x |= 5. (2)法一:因为b·c =0, 所以b ·[t a +(1-t )b ]=0, 即t a·b +(1-t )b 2=0. 又因为|a |=|b |=1,θ=60°, 所以12t +1-t =0,所以t =2.法二:由t +(1-t )=1知向量a ,b ,c 的终点A 、B 、C 共线,在平面直角坐标系中设a =(1,0),b =⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32,则c =⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-32.把a 、b 、c 的坐标代入c =t a +(1-t )b ,得t =2.]向量数量积的两种运算方法(1)当已知向量的模和夹角时,可利用定义法求解,即a ·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉.(2)当已知向量的坐标时,可利用坐标法求解,即若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ·b =x 1x 2+y 1y 2.运用两向量的数量积解决长度、夹角、垂直等问题,解题时应灵活选择相应公式求解.2.已知两个单位向量e 1,e 2的夹角为π3,若向量b 1=e 1-2e 2,b 2=3e 1+4e 2,则b 1·b 2=________.-6 [b 1·b 2=(e 1-2e 2)·(3e 1+4e 2)=3e 21-2e 1·e 2-8e 22=3-2×1×1×12-8=-6.][探究问题1.怎样求两个不共线向量的夹角?[提示] 对两个不共线向量a ,b ,通过平移使它们的起点相同,这两个有公共起点的向量的夹角就是a 与b 的夹角.2.两向量所成的角与两直线所成角的区别是什么?[提示] 两向量所成的角,不一定是两向量所在的直线所成的角,因为前者的取值范围为[0°,180°],而后者的取值范围为[0°,90°].这一点经常容易混淆,一定要注意.3.用数量积判断两向量夹角时应注意什么?[提示] 当θ=0°时,有a ·b >0,此时a 与b 共线且同向,即a ·b >0,不能说向量的夹角一定为锐角,同理当θ=180°时,有a·b <0,但a ·b <0,不能说向量的夹角一定为钝角.【例3】 已知三个点A (2,1),B (3,2),D (-1,4). (1)求证:AB ⊥AD ;(2)若四边形ABCD 为矩形,求点C 的坐标以及矩形ABCD 两对角线所夹锐角的余弦值. [思路探究] (1)利用AB →·AD →=0即可; (2)利用夹角公式cos θ=AC →·BD→|AC →|·|BD →|求解.[解] (1)证明:∵A (2,1),B (3,2),D (-1,4), ∴AB →=(1,1),AD →=(-3,3). ∵AB →·AD →=1×(-3)+1×3=0, ∴AB →⊥AD →,即AB ⊥AD .(2)∵AB →⊥AD →,四边形ABCD 为矩形, ∴AB →=DC →.设C 点坐标为(x ,y ),则DC →=(x +1,y -4),∴⎩⎪⎨⎪⎧x +1=1,y -4=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =5.∴点C 坐标为(0,5).从而AC →=(-2,4),BD →=(-4,2),且|AC →|=25,|BD →|=25,AC →·BD →=8+8=16, 设AC →与BD →的夹角为θ,则|cos θ|=|AC →·BD →||AC →|·|BD →|=1620=45.∴矩形ABCD 的两条对角线所夹锐角的余弦值为45.将例3中的条件变为OA →=(3,-4),OB →=(6,-3),OC →=(5-m ,-(3+m )),试求:(1)若A 、B 、C 能构成三角形,求m 应满足的条件;(2)若△ABC 为直角三角形,且∠A 为直角,求实数m 的值. [解] (1)若点A ,B ,C 能构成三角形,则这三点不共线, ∵OA →=(3,-4),OB →=(6,-3), OC →=(5-m ,-(3+m )),∴AB →=(3,1),BC →=(-m -1,-m ),而AB →与BC →不平行,即-3m ≠-m -1,得m ≠12,∴实数m ≠12时满足条件.(2)若△ABC 为直角三角形,且∠A 为直角,则AB →⊥AC →,而AB →=(3,1),AC →=(2-m,1-m ), ∴3(2-m )+(1-m )=0,解得m =74.1.求夹角问题:求向量a ,b 夹角θ的步骤:(1)求|a |,|b |,a·b ;(2)求cos θ=a·b|a||b|(夹角公式);(3)结合θ的范围[0,π]确定θ的大小.因此求向量的夹角先转化为求向量夹角的余弦值,再结合夹角的范围确定夹角的大小.若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则cos θ=a ·b |a ||b |=x 1x 2+y 1y 2x 21+y 21·x 22+y 22. 2.垂直问题:这类问题主要考查向量垂直的条件:若向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ⊥b ⇔a ·b =0⇔x 1x 2+y 1y 2=0.3.向量的模:(1)|a |2=a 2,|a |=a 2.(2)若a =(x ,y ),则a 2=x 2+y 2,|a |=x 2+y 2.【例4】 [解] 法一:∵|3a -2b |=3, ∴9a 2-12a ·b +4b 2=9. 又∵|a |=|b |=1,∴a ·b =13.∴|3a +b |2=(3a +b )2=9a 2+6a ·b +b 2=9+6×13+1=12.∴|3a +b |=2 3.法二:设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2). ∵|a |=|b |=1,∴x 21+y 21=x 22+y 22=1. ∵3a -2b =(3x 1-2x 2,3y 1-2y 2),∴|3a -2b |=(3x 1-2x 2)2+(3y 1-2y 2)2=3. ∴x 1x 2+y 1y 2=13.∴|3a +b |=(3x 1+x 2)2+(3y 1+y 2)2=9+1+6×13=2 3.向量的模不仅是研究向量的一个重要量,而且是利用向量的方法解决几何问题的一个交汇点.一般地,求向量的模主要利用公式|a |2=a 2,将它转化为向量的数量积问题,再利用数量积的运算律和运算性质进行展开、合并,使问题得以解决,或利用公式|a |=x 2+y 2,将它转化为实数问题,使问题得以解决.3.在△ABC 中,已知A (4,1),B (7,5),C (-4,7),则BC 边的中线AD 的长是( )A .2 5B .52 5C .3 5D .725 B [BC 中点为D ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,6,AD →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-52,5, ∴|AD →|=52 5.]。
(完整版)高中数学必修4第二章平面向量教案完整版

第1课时§2。
1 平面向量的实际背景及基本概念1、数量与向量的区别:数量只有大小,是一个代数量,可以进行代数运算、比较大小; 向量有方向,大小,双重性,不能比较大小。
2.向量的表示方法: ①用有向线段表示; ②用字母a、b(黑体,印刷用)等表示;③用有向线段的起点与终点字母:AB ;④向量AB 的大小――长度称为向量的模,记作|AB |.3.有向线段:具有方向的线段就叫做有向线段,三个要素:起点、方向、长度. 向量与有向线段的区别:(1)向量只有大小和方向两个要素,与起点无关,只要大小和方向相同,则这两个向量就是相同的向量; (2)有向线段有起点、大小和方向三个要素,起点不同,尽管大小和方向相同,也是不同的有向线段. 4、零向量、单位向量概念:①长度为0的向量叫零向量,记作0。
0的方向是任意的. 注意0与0的含义与书写区别.②长度为1个单位长度的向量,叫单位向量。
说明:零向量、单位向量的定义都只是限制了大小。
5、平行向量定义:①方向相同或相反的非零向量叫平行向量;②我们规定0与任一向量平行。
说明:(1)综合①、②才是平行向量的完整定义;(2)向量a、b、c平行,记作a∥b∥c. 6、相等向量定义:长度相等且方向相同的向量叫相等向量.说明:(1)向量a与b相等,记作a=b;(2)零向量与零向量相等;(3)任意两个相等的非零向量,都可用同一条有向线段来表示,并且与有向线段.....的起点无关...... 7、共线向量与平行向量关系:平行向量就是共线向量,这是因为任一组平行向量都可移到同一直线上(与有向线段的起点无关..........).。
说明:(1)平行向量可以在同一直线上,要区别于两平行线的位置关系;(2)共线向量可以相互平行,要区别于在同一直线上的线段的位置关系。
A(起点)B(终点)aOABaaa bb b第2课时§2。
2.1 向量的加法运算及其几何意义二、探索研究:1、向量的加法:求两个向量和的运算,叫做向量的加法。
高中数学必修四第二章平面向量复习教案课时训练练习教案课件

第二章 平面向量复习课(一)一、教学目标1. 理解向量.零向量.向量的模.单位向量.平行向量.反向量.相等向量.两向量的夹角等概念。
2. 了解平面向量基本定理.3. 向量的加法的平行四边形法则(共起点)和三角形法则(首尾相接)。
4. 了解向量形式的三角形不等式:||a |-|b |≤|a ±b |≤|a |+|b |(试问:取等号的条件是什么?)和向量形式的平行四边形定理:2(|a |2+|b |2)=|a -b |2+|a +b |2.5. 了解实数与向量的乘法(即数乘的意义):6. 向量的坐标概念和坐标表示法7. 向量的坐标运算(加.减.实数和向量的乘法.数量积)8. 数量积(点乘或内积)的概念,a ·b =|a ||b |cos θ=x 1x 2+y 1y 2注意区别“实数与向量的乘法;向量与向量的乘法”二、知识与方法向量知识,向量观点在数学.物理等学科的很多分支有着广泛的应用,而它具有代数形式和几何形式的“双重身份”能融数形于一体,能与中学数学教学内容的许多主干知识综合,形成知识交汇点,所以高考中应引起足够的重视. 数量积的主要应用:①求模长;②求夹角;③判垂直三、教学过程(一)重点知识:1. 实数与向量的积的运算律:b a b a a a a a a λλλμλμλλμμλ+=++=+=)( (3) )( (2) )()( (1)2. 平面向量数量积的运算律:)1(a b b a ⋅=⋅ )()()( )2(b a b a b a λλλ⋅=⋅=⋅ c b c a c b a ⋅+⋅=⋅+ )( )3(3. 向量运算及平行与垂直的判定:).0(),,(),,(2211≠==b y x b y x a 设 则),(2121y y x x b a ++=+ ),(2121y y x x b a --=- 2121y y x x b a +=⋅.0//1221=-⇔y x y x b a .02121=+⇔⊥y y x x b a4. 两点间的距离:221221)()(||y y x x AB -+-=5. 夹角公式:222221212121cos y x y x y y x x b a +⋅++==θ6. 求模:= 22y x += 221221)()(y y x x -+-=(二)习题讲解:第二章 复习参考题(三)典型例题例1. 已知O 为△ABC 内部一点,∠AOB=150°,∠BOC=90°,设OA =a ,OB =b ,OC =c ,且|a |=2,|b |=1,| c |=3,用a 与b 表示c解:如图建立平面直角坐标系xoy ,其中i , j 是单位正交基底向量, 则B (0,1),C (-3,0),设A (x ,y ),则条件知x=2cos(150°-90°),y=-2sin(150°-90°),即A (1,-3),也就是a =i -3j , b =j , c =-3i 所以-3a =33b +c |即c =3a -33b(四)基础练习:(五)、小结:掌握向量的相关知识。
2019-2020年新版高中数学北师大版必修4课件:第二章平面向量 2.7.1

随堂演练
目标导航
知识梳理
典例透析
12
【做一做2-1】 直线2x-y-1=0的一个法向量是( )
A.(2,-1) B.(2,1) C.(-1,2) D.(1,2)
答案:A 【做一做2-2】 已知直线l经过点A(1,-2),且直线l的一个法向量
∵ ������������ = (������ − 2, ������ + 1),a=(5,1),
∴5(x-2)+(y+1)=0,即5x+y-9=0. 故过点A且与向量a=(5,1)垂直的直线方程为5x+y-9=0. (方法二)∵所求直线与向量a=(5,1)垂直, ∴所求直线的斜率为-5. 又所求直线过点A(2,-1), ∴所求直线方程为y-(-1)=-5(x-2),即5x+y-9=0.
由题意,知������������与n 平行, 所以2(y+3)-(-3)·x=0,
即所求直线方程为3x+2y+6=0.
答案:3x+2y+6=0
12345
目标导航
知识梳理
典例透析
5.已知A(-2,-3),B(2,-1),C(0,2),求△ABC的面积. 解:由两点式可求出直线AB的方程为x-2y-4=0.
三、课后“静思2分钟”大有学问
我们还要注意课后的及时思考。利用课间休息时间,在心中快速把刚才上课时刚讲过的一些关键思路理一遍,把老师讲解的题目从题意到解答整个过程 详细审视一遍,这样,不仅可以加深知识的理解和记忆,还可以轻而易举地掌握一些关键的解题技巧。所以,2分钟的课后静思等于同一学科知识的课后 复习30分钟。
2019-2020学年高中数学北师大版必修4课件:第二章 平面向量 本章整合

-3-
本章整合
专题一 专题二 专题三
知识网 整合构建
小专题 概括总结
【例1】如图,四边形ABCD是梯形,AB∥DC,且AB=2CD,M,N分别 是DC和AB的中点,已知
-16-
本章整合
专题一 专题二 专题三
知识网 整合构建
小专题 概括总结
(2)建立如图所示的平面直角坐标系, 由题意知a⊥b,且a与b是单位向量,
∴c-a-b=(x-1,y-1),∵|c-a-b|=1, ∴(x-1)2+(y-1)2=1,即点C(x,y)的轨迹是以M(1,1)为圆心,1为半径 的圆,
数形结合思想是研究平面向量的线性运算和数量积运算的定义 及运算法则、运算律的推导的基本思想方法.向量的坐标表示的引 入,使向量运算完全代数化,将数与形紧密地结合在一起.处理两直 线平行、垂直的问题是几何问题,但可通过向量的坐标运算这种代 数手段使问题解决,还可以利用向量的数量积处理线段的长度、两 直线夹角问题.
答案:(1)B (2)C
-17-
本章整合
专题一 专题二 专题三
知识网 整合构建
小专题 概括总结
变式训练3(1)已知向量a与b不共线,且|a|=|b|≠0,则下列结论正确
的是( )
A.向量a+b与a-b垂直 B.向量a-b与a垂直 C.向量a+b与a垂直 D.向量a+b与a-b共线 (2)已知e1,e2是平面单位向量,且e1·e2= .若平面向量b满足
-4-
本章整合
专题一 专题二 专题三
解:如图,连接DN,CN.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2019-2020年高二数学第二章平面向量复习课教案北师大版必修4 [第一部分:知识归纳]1.知识结构中的应用中的应用何中的应用何中的应用平面向量2.重要公式、定理①.平面向量基本定理:如果,是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任一向量,有且只有一对实数λ1,λ2使=λ1+λ2.②. 向量共线的两种判定方法:∥()③. a = (x, y) ⇒|a|2 = x2 + y2 ⇒ |a| =④.若A = (x1, y1),B = (x2, y2),则=⑤.co sθ =222221212121yxyxyyxx+++=⑥.a⊥b⇔a•b = 0 即x1x2 + y1y2 = 0(注意与向量共线的坐标表示)3.学习本章应注意的问题及高考展望①.在平面向量的应用中,用平面向量解决平面几何问题时,首先将几何问题中的几何元素和几何关系用向量表示,然后选择适当的基底向量,将相关向量表示为基向量的线性组合,把问题转化为基向量的运算问题,最后将运算的结果再还原为几何关系,注意用向量的语言和方法来表述和解决物理问题。
②.向量是数形结合的载体,在本章的学习中,一方面通过数形结合来研究向量的概念和运算;另一方面,我们又以向量为工具,运用数形结合的思想解决数学问题和物理的相关问题.同时向量的坐标表示为我们用代数方法研究几何问题提供了可能,丰富了我们研究问题的范围和手段。
③.以选择、填空题型考查本章的基本概念和性质,这类题一般难度不大,用以解决有关长度、夹角、垂直、判断多边形形状等问题。
④.以解答题出现的题目,一般结合其它数学知识,综合性较强,难度大,以解决几何问题为主.在学习本章时应立足于课本,掌握双基,精读课本是关键.[第二部分:基础测试](供选用)教材P 125—126第1、2、3题[第三部分:应用举例](供选用)例1.如图△ABC 中,= c ,= a ,= b ,则下列推导不正确的是……………( ) A .若a •b < 0,则△ABC 为钝角三角形。
B .若a •b = 0,则△ABC 为直角三角形。
C .若a •b = b ⋅c ,则△ABC 为等腰三角形。
D .若c • (a + b + c ) = 0,则△ABC 为正三角形。
解:A .a •b = |a ||b |cos θ < 0,则cos θ < 0,θ为钝角B .显然成立C .由题设:|a |cos C = |c |cos A ,即a 、c 在b 上的投影相等D .∵a + b + c = 0, ∴上式必为0,∴不能说明△ABC 为正三角形 例2.设非零向量a 、b 、c 、d ,满足d = (a •c) b (a •b)c ,求证:a d 证:内积a •c 与a •b 均为实数,∴a •d = a • [(a •c) b (a •b)c] = a • [(a •c) b] a • [(a •b)c]= (a •b)(a •c) (a •c)(a •b) = 0∴a d例3.已知|a| = 3,b = (1,2),且a ∥b ,求a 的坐标。
解:设a = (x,y) ∵|a| = 3 ∴…①又:∵a ∥b ∴1•y 2•x = 0 …② 解之:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==556553y x 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=556553y x 即:a = () 或a = ()例4.已知a 、b 都是非零向量, a + 3b 与7a - 5b 垂直,且a - 4b 与7a - 2b 垂直,求a 与b 的夹角。
解:由(a + 3b)(7a - 5b) = 0 ⇒ 7a 2 + 16a •b -15b 2 = 0 ①(a - 4b)(7a - 2b) = 0 ⇒ 7a 2 - 30a •b + 8b 2 = 0 ②两式相减:2a ⋅b = b 2代入①或②得:a 2 = b 2设a 、b 的夹角为θ,则cos θ = ∴θ = 60︒例5.已知:|a | =,|b | = 3,a 与b 夹角为45︒,求使a +b 与a +b 夹角为锐角的的取值范围。
解:由题设:a •b = |a||b|cos α = 3××= 3(a+b)⋅(a+b) =|a|2 +|b|2 + (2 + 1)a •b = 32 + 11 + 3∵夹角为锐角 ∴必得32 + 11 + 3 > 0A C ac b∴或例6.a、b为非零向量,当a + tb(t R)的模取最小值时,①求t的值;②求证:b与a + tb垂直解:① |a + tb|2 = |a|2 + t2|b|2 + 2t|a||b|∴当t =时, |a + tb|最小②∵b• (a + tb) = a•b = 0 ∴b与a + tb垂直例7.证明:三角形重心与顶点的距离等于它到对边中点的距离的两倍。
证:设= b,= a,则=+= b+a, =a +b∵A, G, D共线,B, G, E共线∴可设=λ,= μ,则=λ=λ(b+a)=λb+λa,= μ= μ(b+a)=μb+μa,∵即:b + (μb+μa) =λb+λ a∴(μλ)a + (μλ+)b = 0 ∵a, b∴⇒⎪⎩⎪⎨⎧==⇒⎪⎩⎪⎨⎧=+-=-3132212121μλλμλμ=例8.设=(a+5b),=2a + 8b,=3(a b),求证:A,B,D三点共线。
证:=++=(a+5b) + ( 2a + 8b) + 3(a b)= (1+)a + (5 + 5)b = (1+)(a + 5b)而=(a+5b) ∴= (+ 1)又∵, 有公共点∴A,B,D三点共线例9.已知:A(1,2),B(2,1),C(3,2),D(2,3),①求证:A,B,C三点不共线②以、为一组基底来表示++解:①∵=(1,3), =(2,4) ∵1×43×20 ∴∴A,B,C三点不共线②++=(3,5)+(4,2)+(5,1) = (12,8)设:++= m+ n即:(12,8) = (m + 2n, 3m + 4n)∴⎩⎨⎧-==⇒⎩⎨⎧+=+=-2232438212nmnmnm∴++= 3222例10.求证:|a + b |≤|a| + |b|证:|a + b |2 = (a + b)2 = |a|2 + |b|2 + 2a•b = |a|2 + |b|2 + 2|a||b|cos ≤ |a|2 + |b|2 + 2|a||b| = ( |a| + |b| )2即:|a + b |≤|a| + |b|例11.设作用于同一点O的三个力F1、F2、F3处于平衡状态,如果| F1|=1,|F2|=2,F1与F2的夹角为.求①.F3的大小;②.∠F3OF2的大小.解:①F1、F2、F3三个力处于平衡状态,故F1+F2+F3=0,即F3= -(F1+F2).∴| F3|=| F1+F2|=2122212212)(FFFFFF∙++=+C332cos 21241=⨯⨯++=π ②如图:以F 2所在直线为x 轴,合力作用点为坐标原点,建立直角坐标系.将向量F 1、F 3正交分解,设∠F 3OM= 由受力平衡知⎪⎩⎪⎨⎧-==-+)232cos(||sin ||||)32cos(||cos ||13213ππθππθF F F F F 解之得于是∠F 3OF 2作业设计:1、写出你学习本章的复习小结或心得体会以及对今后的学习有何计划.2、完成教材P 126---127中A 组习题第4---14题.3、(选做)复习题2的B 、C 组试题.[课后反思]2019-2020年高二数学第八章圆锥曲线方程教材分析 新课标 人教版 本章是在学生学习了直线和圆的方程的基础上,进一步学习用坐标法研究曲线。
这一章主要学习椭圆、双曲线、抛物线的定义、方程、简单几何性质以及它们的简单应用 全章共分6个小节,教学时间约为18课时,各小节的教学时间分配如下:8.1椭圆及其标准方程 3课时8.2椭圆的简单几何性质 4课时8.3双曲线及其标准方程 2课时8.4双曲线的简单几何性质 3课时8.5抛物线及其标准方程 2课时8.6抛物线的简单几何性质 2课时小结与复习 2课时一、内容与要求(一)本章的教学内容圆锥曲线这一章研究的对象是图形,包括三种曲线:椭圆、双曲线、抛物线,使用的方法是代数方法,它的基础是第七章学过的曲线和方程的概念我们知道,曲线可以看成是符合某种条件的点的轨迹,在解析几何里用坐标法研究曲线的一般程序是:建立适当的坐标系;求出曲线的方程;利用方程讨论曲线的几何性质;说明这些性质在实际中的应用 在第七草里学生已经初步学习了这种方法,不过,“圆锥曲线”这一章中,这种研究曲线的方法和过程以及它的优势体现得最突出 所以,“圆锥曲线”一直是解析几何的重点内容,特别是在对学生掌握坐标法的训练方面有着不可替代的作用本章研究的椭圆、双曲线、抛物线的方程,主要是它们在直角坐标系中的标准方程,所谓标准方程就是曲线在标准位置时的方程,即曲线的中心或顶点在坐标原点,对称轴在坐标轴上时的方程,通过对这种方程的讨论得到的曲线的性质,可以利用平移图形推广到曲线的其他位置上去,所以,曲线的标准方程及它们在标准位置上的性质是本章的重点(二)教学要求本章的教学要求归纳起来有以下几点:1.掌握椭圆、双曲线、抛物线的定义、标准方程和几何性质;2.能够根据条件利用工具画圆锥曲线的图形,并了解圆锥曲线的初步应用;3.进一步掌握坐标方法;4.结合本章内容的教学,使学生进一步领会运动变化、对立统一的观点解析几何是用代数的方法解决几何问题,体现了形数结合的思想,因而这一部分的题目的综合性比较强,它要求学生既能分析图形,又能灵活地进行各种代数式和三角函数式的变形,这对学生能力的要求较高坐标方法是要求学生掌握的,但是,作为普通高中的必修课的教学要求不能过高,只能以绝大多数学生所能达到的程度为标准二、本章的主要特点(一)突出重点1.突出重点内容本章所研究的三种圆锥曲线,都是重要的曲线因为对这几种曲线研究的问题基本一致,方法相同,所以教材对这三种曲线没有平均使用时间和力量,而是把重点放在椭圆上通过求椭圆的标准方程,使学生掌握列这一类轨迹方程的一般规律,化简的常用办法这样,在求双曲线、抛物线方程的时候,学生就可以独立地,或在教师的指导下比较顺利地完成在讨论椭圆的几何性质时,教材以椭圆为例详细地说明了在解析几何中讨论曲线几何性质的一般程序,以及怎样利用方程研究曲线的范围、对称性,怎样确定曲线上的点的位置等,这样,学生在学习双曲线和抛物线时,就可以练习使用这些方法,从而在掌握解析几何基本方法上得到锻炼和提高在讨论曲线的几何性质时,不求全,有选择地介绍主要性质以便学生集中精力掌握圆锥曲线的最基本的性质2.突出坐标方法要重视数学思想方法的教学,结合教学内容,把反映出来的数学思想方法的教学,作为高中数学教学的一项重要任务来完成根据圆锥曲线这部分内容的特点,在这一章里把训练学生掌握坐标法作为这一章数学方法教学的重点例如教材在第8.6节中选择了一个求正三角形边长的例题,解这个题目时,首先要证明正三角形的对称轴就是抛物线的对称轴,这是用方程证明图形性质的问题,并且是比较典型的(二)注意内容的整体性和训练的阶段性高中数学教材是一个整体,各部分知识和技能之间是有机联系着的,特别是教材采用了“混编”的形式,将代数、立体几何、解析几何合成统一的高中数学,这就更需要加强各章之间的联系,互相配合,发挥整体的效益(三)注意调动学生学习的主动性教材是为教学服务的,归根结底是为学生服务的学生是学习的主人,只有他们有主动性,才能达到学会学好的目的目前,高中学生被动学习的现象比较突出,在调动学生学习的主动性方面,注意交代知识的来龙去脉,教给学生解决问题的思路例如,在讲椭圆的几何性质时,由于这是第一次出现,所以教材增加了一些说明性的文字,首先说明解析几何里讨论曲线性质时,通常要讨论哪些性质,然后说明用方程讨论这些性质时的一般方法,这就使学生知道为什么学习,怎样去学习,学习就会变得主动又如,学生学习中遇到的另一个问题是不会分析问题,遇到问题不知从什么地方入手,只好被动地听讲教材注意提高例题的质量,在一些例题中给出了分析或小结(例题解后的注),通过对一些典型例题的分析,使学生学会分析解题思路,找出问题的关键,减少解题的盲目性;通过小结,指出解决问题的一般规律,提高学生解决问题的能力,提高学习效率三、教学中应注意的问题(一)注意准确地把握教学要求准确地把握教学要求包括两个方面,第一是把握好大纲的精神,第二是学生的实际根据大纲的精神,圆锥曲线部分是属于控制教学要求的内容,但目前由于考试的影响,这一部分教学的要求比较高,题目的难度很大如何控制教学要求是个难点高中的教学时间有限,作为全体学生都必须掌握的必修课程,应以最基础的知识和最基本的技能、能力为主,要使学生切实把基础打好不要过分重视技巧性很强的难题从学生的学习规律来说,训练不能一次完成,要循序渐进,打好基础才能有较大的发展余地,急于求成是不可取的;学生的基础、兴趣、志向都是不同的,要根据学生的实际提出恰当的教学要求,这样学生才有学习的积极性,才能使学生达到预定的教学要求(二)注意形数结合的教学解析几何的特点就是形数结合,而形数结合的思想是一种重要的数学思想,是教学大纲中要求学生学习的内容之一,所以在这一章的教学过程中,要时刻注意这种数学思想的教学,并注意以下几点:1.注意训练学生将几何图形的特征,用数或式表达出来,反过来,要使他们能根据点的坐标或曲线的方程,确定点的位置或曲线的性质,使学生能比较顺利地将形的问题转化为数或式的问题,将数或式的问题转化为形的问题。