【高中数学】(教案)平面向量的运算122358.pdf
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1、欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!平面向量的运算 【第一课时】向量的加法运算【教学重难点】【教学目标】【核心素养】平面向量加法的几何意义 理解向量加法的概念以及向量加法的几何意义 数学抽象、直观想象 平行四边形法则 和三角形法则 掌握向量加法的平行四边形法则和三角形法则,会用它们解决实际问题 数学抽象、直观想象 平面向量加法的运算律 掌握向量加法的交换律和结合律,会用它们进行计算 数学抽象、数学运算【教学过程】一、问题导入 预习教材内容,思考以下问题:1在求两向量和的运算时,通常使用哪两个法则?2向量加法的运算律有哪两个?二、新知
2、探究 探究点 1:平面向量的加法及其几何意义 例 1:如图,已知向量 a,b,c,求作和向量 abc 解:法一:可先作 ac,再作(ac)b,即 abc如图,首先在平面内任取一点O,作向量OAa,接着作向量ABc,则得向量OBac,然后作向量BCb,则向量OCabc 为所求 法二:三个向量不共线,用平行四边形法则来作如图,(1)在平面内任取一点 O,作OA欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!a,OBb;(2)作平行四边形 AOBC,则OCab;(3)再作向量ODc;(4)作平行四边形 CODE,则OEOCcabcOE即为所求 规律方
3、法:(1)应用三角形法则求向量和的基本步骤 平移向量使之“首尾相接”,即第一个向量的终点与第二个向量的起点重合;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,即为两个向量的和 (2)应用平行四边形法则求向量和的基本步骤 平移两个不共线的向量使之共起点;以这两个已知向量为邻边作平行四边形;平行四边形中,与两向量共起点的对角线表示的向量为两个向量的和 探究点 2:平面向量的加法运算 例 2:化简:(1)BCAB;(2)DBCDBC;(3)ABDFCDBCFA 解:(1)BCABABBCAC(2)DBCDBC BCCDDB(BCCD)DB BDDB0(3)ABDFCDBCFA ABBC
4、CDDFFA ACCDDFFA ADDFFAAFFA0 欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!规律方法:向量加法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(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 探究点 3:向量加法的实际应用 例 3:某人在静水中游泳,速度为 4 3千米/小时,他在水流速度为 4 千米/小时的河中游泳若他垂直游向河对岸,则他实际沿什么方向前进?实际前进的速度大小为多少?解:如图,设此人游泳的速度为O
5、B,水流的速度为OA,以OA,OB为邻边作OACB,则此人的实际速度为OAOBOC 由勾股定理知|OC|8,且在 RtACO 中,COA60,故此人沿与河岸成 60的夹角顺着水流的方向前进,速度大小为 8 千米/小时 规律方法:应用向量解决平面几何和物理学问题的基本步骤(1)表示:用向量表示有关量,将所要解答的问题转化为向量问题(2)运算:应用向量加法的平行四边形法则和三角形法则,将相关向量进行运算,解答向量问题(3)还原:根据向量的运算结果,结合向量共线、相等等概念回答原问题 三、课堂总结 1向量加法的定义及运算法则 定义 求两个向量和的运算,叫做向量的加法 法则 三角形法则 前提 已知非零
6、向量 a,b 作法 在平面内任取一点 A,作ABa,BCb,再作向量AC 结论 向量AC叫做 a 与 b 的和,记作 ab,即 abABBCAC 欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!图形 法则 平行四边形法则 前提 已知不共线的两个向量 a,b 作法 在平面内任取一点 O,以同一点 O 为起点的两个已知向量 a,b 为邻边作OACB 结论 对角线OC就是 a 与 b 的和 图形 规定 对于零向量与任一向量 a,我们规定 a00aa 2|ab|,|a|,|b|之间的关系 一般地,|ab|a|b|,当且仅当 a,b 方向相同时等号成立
7、3向量加法的运算律 交换律 abba 结合律(ab)ca(bc)四、课堂检测 1化简OPPQPSSP的结果等于()AQP BOQ CSP DSQ 解析:选 BOPPQPSSPOQ0OQ 2在四边形 ABCD 中,ACABAD,则一定有()A四边形 ABCD 是矩形 B四边形 ABCD 是菱形 C四边形 ABCD 是正方形 D四边形 ABCD 是平行四边形 解析:选 D由ACABAD得ADBC,即 ADBC,且 ADBC,所以四边形 ABCD 的一组对边平行且相等,故为平行四边形 3已知非零向量 a,b,|a|8,|b|5,则|ab|的最大值为_ 解析:|ab|a|b|,所以|ab|的最大值为
8、13 答案:13 4已知ABCD,O 是两条对角线的交点,E 是 CD 的一个三等分点(靠近 D 点),求作:欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!(1)AOAC;(2)DEBA 解:(1)延长 AC,在延长线上截取 CFAO,则向量AF为所求 (2)在 AB 上取点 G,使 AG13AB,则向量BG为所求【第二课时】向量的减法运算【教学重难点】【教学目标】【核心素养】相反向量 理解相反向量的概念 数学抽象 向量的减法 掌握向量减法的运算法则及其几何意义 数学抽象、直观想象【教学过程】一、问题导入 预习教材内容,思考以下问题:1a 的
9、相反向量是什么?2向量减法的几何意义是什么?二、新知探究 探究点 1:向量的减法运算 例 1:化简下列各式:(1)(ABMB)(OBMO);(2)ABADDC 解:(1)法一:原式ABMBBOOM(ABBO)(OMMB)AOOBAB 法二:原式ABMBBOOM AB(MBBO)OMABMOOMAB0 AB(2)法一:原式DBDCCB 欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!法二:原式AB(ADDC)ABACCB 规律方法:向量减法运算的常用方法 探究点 2:向量的减法及其几何意义 例 2:如图,已知向量 a,b,c 不共线,求作向量 a
10、bc 解:法一:如图,在平面内任取一点 O,作OAa,OBb,OCc,连接 BC,则CBbc 过点 A 作 AD 綊 BC,连接 OD,则ADbc,所以ODOAADabc 法二:如图,在平面内任取一点 O,作OAa,ABb,连接 OB,则OBab,再作OCc,连接 CB,则CBabc 法三:如图,在平面内任取一点 O,作OAa,ABb,连接 OB,则OBab,再作CBc,连接 OC,则OCabc 规律方法: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 ab,可以先作b,然后作 a(b)即可(2)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
11、终点,指向被减向量的终点的向量 探究点 3:欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!用已知向量表示其他向量 例 3:如图所示,四边形 ACDE 是平行四边形,点 B 是该平行四边形外一点,且ABa,ACb,AEc,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CDAEc,BCACABba,故BDBCCDbac 规律方法:用已知向量表示其他向量的三个关注点(1)搞清楚图形中的相等向量、相反向量、共线向量以及构成三角形的三个向量之间的关系,确定已知向量与被表示向量的转化渠道(2)注意综合应用向量
12、加法、减法的几何意义以及向量加法的结合律、交换律来分析解决问题(3)注意在封闭图形中利用向量加法的多边形法则 例如,在四边形 ABCD 中,ABBCCDDA0 三、课堂总结 1相反向量(1)定义:与 a 长度相等,方向相反的向量,叫做 a 的相反向差,记作a,并且规定,零向量的相反向量仍是零向量(2)结论(a)a,a(a)(a)a0;如果 a 与 b 互为相反向量,那么 ab,ba,ab0 2向量的减法(1)向量 a 加上 b 的相反向量,叫做 a 与 b 的差,即 aba(b)求两个向量差的运算叫做向量的减法(2)作法:在平面内任取一点 O,作OAa,OBb,则向量BAab,如图所示 (3)
13、几何意义:ab 可以表示为从向量 b 的终点指向向量 a 的终点的向量 欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!四、课堂检测 1在ABC 中,D 是 BC 边上的一点,则ADAC等于()ACB BBC CCD DDC 解析:选 C在ABC 中,D 是 BC 边上一点,则由两个向量的减法的几何意义可得ADACCD 2化简:ABACBDCDAD_ 解析:原式CBBDDCADCDDCAD0ADAD 答案:AD 3已知错误!10,|错误!|7,则|错误!|的取值范围为_ 解析:因为CBABAC,所以|CB|ABAC|又错误!|错误!错误!|错误
14、!|错误!|,3|ABAC|17,所以 3|CB|17 答案:3,17 4若 O 是ABC 所在平面内一点,且满足|OBOC|OBOAOCOA|,试判断ABC的形状 解:因为OBOAOCOAABAC,OBOCCBABAC 又|OBOC|OBOAOCOA|,所以|ABAC|ABAC|,所以以AB,AC为邻边的平行四边形的两条对角线的长度相等,所以该平行四边形为矩形,所以 ABAC,所以ABC 是直角三角形【第三课时】向量的数乘运算【教学重难点】【教学目标】【核心素养】向量数乘运算的定义及运算律 理解向量数乘的定义及几何意义,掌握向量数乘的运算律 数学抽象、直观想象 向量共线定理 掌握向量共线定理
15、,会判断或证明两个向量共线 逻辑推理【教学过程】一、问题导入 欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!预习教材内容,思考以下问题:1向量数乘的定义及其几何意义是什么?2向量数乘运算满足哪三条运算律?3向量共线定理是怎样表述的?4向量的线性运算是指的哪三种运算?二、新知探究 探究点 1:向量的线性运算 例 1:(1)计算:4(ab)3(ab)8a;(5a4bc)2(3a2bc);23(4a3b)13b14(6a7b)(2)设向量 a3i2j,b2ij,求13ab a23b(2ba)解:(1)原式4a4b3a3b8a 7a7b 原式5a4b
16、c6a4b2c ac 原式234a3b13b32a74b 2352a1112b 53a1118b(2)原式13aba23b2ba 1311 a1232 b 53a53b53(3i2j)53(2ij)5103i10353j 53i5j 规律方法:向量线性运算的基本方法 (1)类比方法:向量的数乘运算可类似于代数多项式的运算例如,实数运算中的去括欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!号、移项、合并同类项、提取公因式等变形手段在数与向量的乘积中同样适用,但是在这里的“同类项”“公因式”指向量,实数看作是向量的系数 (2)方程方法:向量也可以
17、通过列方程来解,把所求向量当作未知数,利用代数方程的方法求解,同时在运算过程中要多注意观察,恰当运用运算律,简化运算 探究点 2:向量共线定理及其应用 例 2:已知非零向量 e1,e2不共线(1)如果ABe1e2,BC2e18e2,CD3(e1e2),求证:A、B、D 三点共线;(2)欲使 ke1e2和 e1ke2共线,试确定实数 k 的值 解:(1)证明:因为ABe1e2,BDBCCD2e18e23e13e25(e1e2)5AB 所以AB,BD共线,且有公共点 B,所以 A、B、D 三点共线(2)因为 ke1e2与 e1ke2共线,所以存在实数,使 ke1e2(e1ke2),则(k)e1(k
18、1)e2,由于 e1与 e2不共线,只能有k0,k10,所以 k1 规律方法:向量共线定理的应用(1)若 ba(a0),且 b 与 a 所在的直线无公共点,则这两条直线平行 (2)若 ba(a0),且 b 与 a 所在的直线有公共点,则这两条直线重合例如,若ABAC,则AB与AC共线,又AB与AC有公共点 A,从而 A,B,C 三点共线,这是证明三点共线的重要方法 探究点 3:用已知向量表示其他向量 例 3:如图,ABCD 是一个梯形,ABCD且|AB|2|CD|,M,N 分别是 DC,AB 的中点,已知ABe1,ADe2,试用 e1,e2表示下列向量(1)AC_;(2)MN_ 解析:因为AB
19、CD,|AB|2|CD|,欢迎您阅读并下载本文档,本文档来源于互联网整理,如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档!所以AB2DC,DC12AB(1)ACADDCe212e1(2)MNMDDAAN 12DCAD12AB 14e1e212e114e1e2 答案:(1)e212e1(2)14e1e2 互动探究 变条件:在本例中,若条件改为BCe1,ADe2,试用 e1,e2表示向量MN 解:因为MNMDDAAN,MNMCCBBN,所以 2MN(MDMC)DACB(ANBN)又因为 M,N 分别是 DC,AB 的中点,所以MDMC0,ANBN0 所以 2MNDACB,所以MN12(ADBC)
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