高中向量的教案
發(fā)表時間:2020-09-27平面向量的基本定理及坐標(biāo)表示。
一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗,會提前做好準(zhǔn)備,作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生更好地進入課堂環(huán)境中來,幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。那么,你知道高中教案要怎么寫呢?下面是小編精心收集整理,為您帶來的《平面向量的基本定理及坐標(biāo)表示》,希望能對您有所幫助,請收藏。
平面向量的基本定理及坐標(biāo)表示
第4課時
§2.3.1平面向量基本定理
教學(xué)目的:
(1)了解平面向量基本定理;
(2)理解平面里的任何一個向量都可以用兩個不共線的向量來表示,初步掌握應(yīng)用向量解決實際問題的重要思想方法;
(3)能夠在具體問題中適當(dāng)?shù)剡x取基底,使其他向量都能夠用基底來表達.
教學(xué)重點:平面向量基本定理.
教學(xué)難點:平面向量基本定理的理解與應(yīng)用.
授課類型:新授課
教具:多媒體、實物投影儀
教學(xué)過程:
一、復(fù)習(xí)引入:
1.實數(shù)與向量的積:實數(shù)λ與向量的積是一個向量,記作:λ
(1)|λ|=|λ|||;(2)λ0時λ與方向相同;λ0時λ與方向相反;λ=0時λ=
2.運算定律
結(jié)合律:λ(μ)=(λμ);分配律:(λ+μ)=λ+μ,λ(+)=λ+λ
3.向量共線定理向量與非零向量共線的充要條件是:有且只有一個非零實數(shù)λ,使=λ.
二、講解新課:
平面向量基本定理:如果,是同一平面內(nèi)的兩個不共線向量,那么對于這一平面內(nèi)的任一向量,有且只有一對實數(shù)λ1,λ2使=λ1+λ2.
探究:
(1)我們把不共線向量e1、e2叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基底;
(2)基底不惟一,關(guān)鍵是不共線;
(3)由定理可將任一向量a在給出基底e1、e2的條件下進行分解;
(4)基底給定時,分解形式惟一.λ1,λ2是被,,唯一確定的數(shù)量
三、講解范例:
例1已知向量,求作向量2.5+3.
例2如圖ABCD的兩條對角線交于點M,且=,=,用,表示,,和
例3已知ABCD的兩條對角線AC與BD交于E,O是任意一點,求證:+++=4
例4(1)如圖,,不共線,=t(tR)用,表示.
(2)設(shè)不共線,點P在O、A、B所在的平面內(nèi),且.求證:A、B、P三點共線.
例5已知a=2e1-3e2,b=2e1+3e2,其中e1,e2不共線,向量c=2e1-9e2,問是否存在這樣的實數(shù)與c共線.
四、課堂練習(xí):
1.設(shè)e1、e2是同一平面內(nèi)的兩個向量,則有()
A.e1、e2一定平行
B.e1、e2的模相等
C.同一平面內(nèi)的任一向量a都有a=λe1+μe2(λ、μ∈R)
D.若e1、e2不共線,則同一平面內(nèi)的任一向量a都有a=λe1+ue2(λ、u∈R)
2.已知矢量a=e1-2e2,b=2e1+e2,其中e1、e2不共線,則a+b與c=6e1-2e2的關(guān)系
A.不共線B.共線C.相等D.無法確定
3.已知向量e1、e2不共線,實數(shù)x、y滿足(3x-4y)e1+(2x-3y)e2=6e1+3e2,則x-y的值等于()
A.3B.-3C.0D.2
4.已知a、b不共線,且c=λ1a+λ2b(λ1,λ2∈R),若c與b共線,則λ1=.
5.已知λ1>0,λ2>0,e1、e2是一組基底,且a=λ1e1+λ2e2,則a與e1_____,a與e2_________(填共線或不共線).
五、小結(jié)(略)
六、課后作業(yè)(略):
七、板書設(shè)計(略)
八、課后記:
相關(guān)知識
2.3.3平面向量的正交分解及坐標(biāo)表示平面向量的坐標(biāo)運算
2.3.22.3.3平面向量的正交分解及坐標(biāo)表示
平面向量的坐標(biāo)運算
預(yù)習(xí)課本P94~98,思考并完成以下問題
(1)怎樣分解一個向量才為正交分解?
(2)如何由a,b的坐標(biāo)求a+b,a-b,λa的坐標(biāo)?
[新知初探]
1.平面向量正交分解的定義
把一個平面向量分解為兩個互相垂直的向量.
2.平面向量的坐標(biāo)表示
(1)基底:在平面直角坐標(biāo)系中,分別取與x軸、y軸方向相同的兩個單位向量i,j作為基底.
(2)坐標(biāo):對于平面內(nèi)的一個向量a,有且僅有一對實數(shù)x,y,使得a=xi+yj,則有序?qū)崝?shù)對(x,y)叫做向量a的坐標(biāo).
(3)坐標(biāo)表示:a=(x,y).
(4)特殊向量的坐標(biāo):i=(1,0),j=(0,1),0=(0,0).
[點睛](1)平面向量的正交分解實質(zhì)上是平面向量基本定理的一種應(yīng)用形式,只是兩個基向量e1和e2互相垂直.
(2)由向量坐標(biāo)的定義,知兩向量相等的充要條件是它們的橫、縱坐標(biāo)對應(yīng)相等,即a=bx1=x2且y1=y(tǒng)2,其中a=(x1,y1),b=(x2,y2).
3.平面向量的坐標(biāo)運算
設(shè)向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),λ∈R,則有下表:
文字描述符號表示
加法兩個向量和的坐標(biāo)分別等于這兩個向量相應(yīng)坐標(biāo)的和a+b=(x1+x2,y1+y2)
減法兩個向量差的坐標(biāo)分別等于這兩個向量相應(yīng)坐標(biāo)的差a-b=(x1-x2,y1-y2)
數(shù)乘實數(shù)與向量的積的坐標(biāo)等于用這個實數(shù)乘原來向量的相應(yīng)坐標(biāo)λa=(λx1,λy1)
重要結(jié)論一個向量的坐標(biāo)等于表示此向量的有向線段的終點的坐標(biāo)減去起點的坐標(biāo)已知A(x1,y1),
B(x2,y2),則=(x2-x1,y2-y1)
[點睛](1)向量的坐標(biāo)只與起點、終點的相對位置有關(guān),而與它們的具體位置無關(guān).
(2)當(dāng)向量確定以后,向量的坐標(biāo)就是唯一確定的,因此向量在平移前后,其坐標(biāo)不變.
[小試身手]
1.判斷下列命題是否正確.(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)相等向量的坐標(biāo)相同與向量的起點、終點無關(guān).()
(2)當(dāng)向量的始點在坐標(biāo)原點時,向量的坐標(biāo)就是向量終點的坐標(biāo).()
(3)兩向量差的坐標(biāo)與兩向量的順序無關(guān).()
(4)點的坐標(biāo)與向量的坐標(biāo)相同.()
答案:(1)√(2)√(3)×(4)×
2.若a=(2,1),b=(1,0),則3a+2b的坐標(biāo)是()
A.(5,3)B.(4,3)
C.(8,3)D.(0,-1)
答案:C
3.若向量=(1,2),=(3,4),則=()
A.(4,6)B.(-4,-6)
C.(-2,-2)D.(2,2)
答案:A
4.若點M(3,5),點N(2,1),用坐標(biāo)表示向量=______.
答案:(-1,-4)
平面向量的坐標(biāo)表示
[典例]
如圖,在邊長為1的正方形ABCD中,AB與x軸正半軸成30°角.求點B和點D的坐標(biāo)和與的坐標(biāo).
[解]由題知B,D分別是30°,120°角的終邊與單位圓的交點.
設(shè)B(x1,y1),D(x2,y2).
由三角函數(shù)的定義,得
x1=cos30°=32,y1=sin30°=12,∴B32,12.
x2=cos120°=-12,y2=sin120°=32,
∴D-12,32.
∴=32,12,=-12,32.
求點和向量坐標(biāo)的常用方法
(1)求一個點的坐標(biāo),可以轉(zhuǎn)化為求該點相對于坐標(biāo)原點的位置向量的坐標(biāo).
(2)在求一個向量時,可以首先求出這個向量的起點坐標(biāo)和終點坐標(biāo),再運用終點坐標(biāo)減去起點坐標(biāo)得到該向量的坐標(biāo).
[活學(xué)活用]
已知O是坐標(biāo)原點,點A在第一象限,||=43,∠xOA=60°,
(1)求向量的坐標(biāo);
(2)若B(3,-1),求的坐標(biāo).
解:(1)設(shè)點A(x,y),則x=43cos60°=23,
y=43sin60°=6,即A(23,6),=(23,6).
(2)=(23,6)-(3,-1)=(3,7).
平面向量的坐標(biāo)運算
[典例](1)已知三點A(2,-1),B(3,4),C(-2,0),則向量3+2=________,-2=________.
(2)已知向量a,b的坐標(biāo)分別是(-1,2),(3,-5),求a+b,a-b,3a,2a+3b的坐標(biāo).
[解析](1)∵A(2,-1),B(3,4),C(-2,0),
∴=(1,5),=(4,-1),=(-5,-4).
∴3+2=3(1,5)+2(4,-1)
=(3+8,15-2)
=(11,13).
-2=(-5,-4)-2(1,5)
=(-5-2,-4-10)
=(-7,-14).
[答案](11,13)(-7,-14)
(2)解:a+b=(-1,2)+(3,-5)=(2,-3),
a-b=(-1,2)-(3,-5)=(-4,7),
3a=3(-1,2)=(-3,6),
2a+3b=2(-1,2)+3(3,-5)
=(-2,4)+(9,-15)
=(7,-11).
平面向量坐標(biāo)運算的技巧
(1)若已知向量的坐標(biāo),則直接應(yīng)用兩個向量和、差及向量數(shù)乘的運算法則進行.
(2)若已知有向線段兩端點的坐標(biāo),則可先求出向量的坐標(biāo),然后再進行向量的坐標(biāo)運算.
(3)向量的線性坐標(biāo)運算可完全類比數(shù)的運算進行.
[活學(xué)活用]
1.設(shè)平面向量a=(3,5),b=(-2,1),則a-2b=()
A.(7,3)B.(7,7)
C.(1,7)D.(1,3)
解析:選A∵2b=2(-2,1)=(-4,2),
∴a-2b=(3,5)-(-4,2)=(7,3).
2.已知M(3,-2),N(-5,-1),=12,則P點坐標(biāo)為______.
解析:設(shè)P(x,y),=(x-3,y+2),=(-8,1),
∴=12=12(-8,1)=-4,12,
∴x-3=-4,y+2=12.∴x=-1,y=-32.
答案:-1,-32
向量坐標(biāo)運算的綜合應(yīng)用
[典例]已知點O(0,0),A(1,2),B(4,5)及=+t,t為何值時,點P在x軸上?點P在y軸上?點P在第二象限?
[解]因為=+t=(1,2)+t(3,3)=(1+3t,2+3t),
若點P在x軸上,則2+3t=0,
所以t=-23.
若點P在y軸上,則1+3t=0,
所以t=-13.
若點P在第二象限,則1+3t<0,2+3t>0,
所以-23<t<-13.
[一題多變]
1.[變條件]本例中條件“點P在x軸上,點P在y軸上,點P在第二象限”若換為“B為線段AP的中點”試求t的值.
解:由典例知P(1+3t,2+3t),
則1+1+3t2=4,2+2+3t2=5,解得t=2.
2.[變設(shè)問]本例條件不變,試問四邊形OABP能為平行四邊形嗎?若能,求出t值;若不能,說明理由.
解:=(1,2),=(3-3t,3-3t).若四邊形OABP為平行四邊形,則=,
所以3-3t=1,3-3t=2,該方程組無解.
故四邊形OABP不能成為平行四邊形.
向量中含參數(shù)問題的求解
(1)向量的坐標(biāo)含有兩個量:橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo),如果橫或縱坐標(biāo)是一個變量,則表示向量的點的坐標(biāo)的位置會隨之改變.
(2)解答這類由參數(shù)決定點的位置的題目,關(guān)鍵是列出滿足條件的含參數(shù)的方程(組),解這個方程(組),就能達到解題的目的.
層級一學(xué)業(yè)水平達標(biāo)
1.如果用i,j分別表示x軸和y軸方向上的單位向量,且A(2,3),B(4,2),則可以表示為()
A.2i+3jB.4i+2j
C.2i-jD.-2i+j
解析:選C記O為坐標(biāo)原點,則=2i+3j,=4i+2j,所以=-=2i-j.
2.已知=a,且A12,4,B14,2,又λ=12,則λa等于()
A.-18,-1B.14,3
C.18,1D.-14,-3
解析:選A∵a==14,2-12,4=-14,-2,
∴λa=12a=-18,-1.
3.已知向量a=(1,2),2a+b=(3,2),則b=()
A.(1,-2)B.(1,2)
C.(5,6)D.(2,0)
解析:選Ab=(3,2)-2a=(3,2)-(2,4)=(1,-2).
4.在平行四邊形ABCD中,AC為一條對角線,=(2,4),=(1,3),則=()
A.(2,4)B.(3,5)
C.(1,1)D.(-1,-1)
解析:選C=-=-=-(-)=(1,1).
5.已知M(-2,7),N(10,-2),點P是線段MN上的點,且=-2,則P點的坐標(biāo)為()
A.(-14,16)B.(22,-11)
C.(6,1)D.(2,4)
解析:選D設(shè)P(x,y),則=(10-x,-2-y),=(-2-x,7-y),
由=-2得10-x=4+2x,-2-y=-14+2y,所以x=2,y=4.
6.(江蘇高考)已知向量a=(2,1),b=(1,-2),若ma+nb=(9,-8)(m,n∈R),則m-n的值為________.
解析:∵ma+nb=(2m+n,m-2n)=(9,-8),
∴2m+n=9,m-2n=-8,∴m=2,n=5,∴m-n=2-5=-3.
答案:-3
7.若A(2,-1),B(4,2),C(1,5),則+2=________.
解析:∵A(2,-1),B(4,2),C(1,5),
∴=(2,3),=(-3,3).
∴+2=(2,3)+2(-3,3)=(2,3)+(-6,6)=(-4,9).
答案:(-4,9)
8.已知O是坐標(biāo)原點,點A在第二象限,||=6,∠xOA=150°,向量的坐標(biāo)為________.
解析:設(shè)點A(x,y),則x=||cos150°=6cos150°=-33,
y=||sin150°=6sin150°=3,
即A(-33,3),所以=(-33,3).
答案:(-33,3)
9.已知a=,B點坐標(biāo)為(1,0),b=(-3,4),c=(-1,1),且a=3b-2c,求點A的坐標(biāo).
解:∵b=(-3,4),c=(-1,1),
∴3b-2c=3(-3,4)-2(-1,1)=(-9,12)-(-2,2)=(-7,10),
即a=(-7,10)=.
又B(1,0),設(shè)A點坐標(biāo)為(x,y),
則=(1-x,0-y)=(-7,10),
∴1-x=-7,0-y=10x=8,y=-10,
即A點坐標(biāo)為(8,-10).
10.已知向量=(4,3),=(-3,-1),點A(-1,-2).
(1)求線段BD的中點M的坐標(biāo).
(2)若點P(2,y)滿足=λ(λ∈R),求λ與y的值.
解:(1)設(shè)B(x1,y1),
因為=(4,3),A(-1,-2),
所以(x1+1,y1+2)=(4,3),
所以x1+1=4,y1+2=3,所以x1=3,y1=1,
所以B(3,1).
同理可得D(-4,-3),
設(shè)BD的中點M(x2,y2),
則x2=3-42=-12,y2=1-32=-1,
所以M-12,-1.
(2)由=(3,1)-(2,y)=(1,1-y),
=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4),
又=λ(λ∈R),
所以(1,1-y)=λ(-7,-4)=(-7λ,-4λ),
所以1=-7λ,1-y=-4λ,所以λ=-17,y=37.
層級二應(yīng)試能力達標(biāo)
1.已知向量=(2,4),=(0,2),則12=()
A.(-2,-2)B.(2,2)
C.(1,1)D.(-1,-1)
解析:選D12=12(-)=12(-2,-2)=(-1,-1),故選D.
2.已知向量a=(1,2),b=(2,3),c=(3,4),且c=λ1a+λ2b,則λ1,λ2的值分別為()
A.-2,1B.1,-2
C.2,-1D.-1,2
解析:選D∵c=λ1a+λ2b,
∴(3,4)=λ1(1,2)+λ2(2,3)=(λ1+2λ2,2λ1+3λ2),
∴λ1+2λ2=3,2λ1+3λ2=4,解得λ1=-1,λ2=2.
3.已知四邊形ABCD的三個頂點A(0,2),B(-1,-2),C(3,1),且=2,則頂點D的坐標(biāo)為()
A.2,72B.2,-12
C.(3,2)D.(1,3)
解析:選A設(shè)點D(m,n),則由題意得(4,3)=2(m,n-2)=(2m,2n-4),故2m=4,2n-4=3,解得m=2,n=72,即點D2,72,故選A.
4.對于任意的兩個向量m=(a,b),n=(c,d),規(guī)定運算“?”為m?n=(ac-bd,bc+ad),運算“?”為m?n=(a+c,b+d).設(shè)f=(p,q),若(1,2)?f=(5,0),則(1,2)?f等于()
A.(4,0)B.(2,0)
C.(0,2)D.(0,-4)
解析:選B由(1,2)f=(5,0),得p-2q=5,2p+q=0,解得p=1,q=-2,所以f=(1,-2),所以(1,2)?f=(1,2)?(1,-2)=(2,0).
5.已知向量i=(1,0),j=(0,1),對坐標(biāo)平面內(nèi)的任一向量a,給出下列四個結(jié)論:
①存在唯一的一對實數(shù)x,y,使得a=(x,y);
②若x1,x2,y1,y2∈R,a=(x1,y1)≠(x2,y2),則x1≠x2,且y1≠y2;
③若x,y∈R,a=(x,y),且a≠0,則a的起點是原點O;
④若x,y∈R,a≠0,且a的終點坐標(biāo)是(x,y),則a=(x,y).
其中,正確結(jié)論有________個.
解析:由平面向量基本定理,可知①正確;例如,a=(1,0)≠(1,3),但1=1,故②錯誤;因為向量可以平移,所以a=(x,y)與a的起點是不是原點無關(guān),故③錯誤;當(dāng)a的終點坐標(biāo)是(x,y)時,a=(x,y)是以a的起點是原點為前提的,故④錯誤.
答案:1
6.已知A(-3,0),B(0,2),O為坐標(biāo)原點,點C在∠AOB內(nèi),|OC|=22,且∠AOC=π4.設(shè)=λ+(λ∈R),則λ=________.
解析:過C作CE⊥x軸于點E,
由∠AOC=π4知,|OE|=|CE|=2,所以=+=λ+,即=λ,所以(-2,0)=λ(-3,0),故λ=23.
答案:23
7.在△ABC中,已知A(7,8),B(3,5),C(4,3),M,N,D分別是AB,AC,BC的中點,且MN與AD交于點F,求的坐標(biāo).
解:∵A(7,8),B(3,5),C(4,3),
∴=(3-7,5-8)=(-4,-3),
=(4-7,3-8)=(-3,-5).
∵D是BC的中點,
∴=12(+)=12(-4-3,-3-5)
=12(-7,-8)=-72,-4.
∵M,N分別為AB,AC的中點,∴F為AD的中點.
∴=-=-12=-12-72,-4=74,2.
8.在直角坐標(biāo)系xOy中,已知點A(1,1),B(2,3),C(3,2),
(1)若++=0,求的坐標(biāo).
(2)若=m+n(m,n∈R),且點P在函數(shù)y=x+1的圖象上,求m-n.
解:(1)設(shè)點P的坐標(biāo)為(x,y),
因為++=0,
又++=(1-x,1-y)+(2-x,3-y)+(3-x,2-y)=(6-3x,6-3y).
所以6-3x=0,6-3y=0,解得x=2,y=2.
所以點P的坐標(biāo)為(2,2),
故=(2,2).
(2)設(shè)點P的坐標(biāo)為(x0,y0),因為A(1,1),B(2,3),C(3,2),
所以=(2,3)-(1,1)=(1,2),
=(3,2)-(1,1)=(2,1),
因為=m+n,
所以(x0,y0)=m(1,2)+n(2,1)=(m+2n,2m+n),所以x0=m+2n,y0=2m+n,
兩式相減得m-n=y(tǒng)0-x0,
又因為點P在函數(shù)y=x+1的圖象上,
所以y0-x0=1,所以m-n=1.
平面向量坐標(biāo)表示
平面向量坐標(biāo)表示
年級高一學(xué)科數(shù)學(xué)課題平面向量坐標(biāo)表示
授課時間撰寫人
學(xué)習(xí)重點平面向量的坐標(biāo)運算.
學(xué)習(xí)難點對平面向量坐標(biāo)運算的理解
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.會用坐標(biāo)表示平面向量的加減與數(shù)乘運算;
2.能用兩端點的坐標(biāo),求所構(gòu)造向量的坐標(biāo);
教學(xué)過程
一自主學(xué)習(xí)
思考1:設(shè)i、j是與x軸、y軸同向的兩個單位向量,若設(shè)=(x1,y1)=(x2,y2)則=x1i+y1j,=x2i+y2j,根據(jù)向量的線性運算性質(zhì),向量+,-,λ(λ∈R)如何分別用基底i、j表示?
+=
-=
λ=
思考2:根據(jù)向量的坐標(biāo)表示,向量+,-,λ的坐標(biāo)分別如何?
+=();-=();
λ=().
兩個向量和與差的坐標(biāo)運算法則:
兩個向量和與差的坐標(biāo)分別等于這兩個向量相應(yīng)坐標(biāo)的和與差.
實數(shù)與向量的積的坐標(biāo)等于用這個實數(shù)乘原來向量的相應(yīng)坐標(biāo).
思考3:已知點A(x1,y1),B(x2,y2),那么向量的坐標(biāo)如何?
二師生互動
例1已知,,求和.
例2已知平行四邊形的頂點,,,試求頂點的坐標(biāo).
變式:若與的交點為,試求點的坐標(biāo).
練1.已知向量的坐標(biāo),求,的坐標(biāo).
⑴
⑵
⑶
⑷
練2.已知、兩點的坐標(biāo),求,的坐標(biāo).
⑴
⑵
⑶
⑷
三鞏固練習(xí)
1.若向量與向量相等,則()
A.B.
C.D.
2.已知,點的坐標(biāo)為,則的坐標(biāo)為()
A.B.
C.D.
3.已知,,則等于()
A.B.C.D.
4.設(shè)點,,且
,則點的坐標(biāo)為.
5.作用于原點的兩力,,為使它們平衡,則需加力.
6.已知A(-1,5)和向量=(2,3),若=3,則點B的坐標(biāo)為__________。
A.(7,4)B.(5,4)C.(7,14)D.(5,14)
7.已知點,及,,,求點、、的坐標(biāo)。
四課后反思
五課后鞏固練習(xí)
1.若點、、,且,,則點的坐標(biāo)為多少?點的坐標(biāo)為多少?向量的坐標(biāo)為多少?
2.已知向量,,,試用來表示.
高一數(shù)學(xué)《平面向量的基本定理及坐標(biāo)表示》學(xué)案人教版
高一數(shù)學(xué)《平面向量的基本定理及坐標(biāo)表示》學(xué)案人教版
2.3平面向量的基本定理及坐標(biāo)表示(1)(教學(xué)設(shè)計)
2.3.1平面向量基本定理;2.3.2平面向量的正交分解及坐標(biāo)表示
[教學(xué)目標(biāo)]
一、知識與能力:
1.了解平面向量基本定理。
2.掌握平面向量基本定理,理解平面向量的正交分解及坐標(biāo)表示;
3.能夠在具體問題中適當(dāng)?shù)剡x取基底,使其他向量都能夠用基底來表達.
二、過程與方法:
體會數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想方法;培養(yǎng)學(xué)生轉(zhuǎn)化問題的能力.
三、情感、態(tài)度與價值觀:
培養(yǎng)對現(xiàn)實世界中的數(shù)學(xué)現(xiàn)象的好奇心,學(xué)習(xí)從數(shù)學(xué)角度發(fā)現(xiàn)和提出問題.
教學(xué)重點:平面向量基本定理,向量的坐標(biāo)表示;平面向量坐標(biāo)運算
教學(xué)難點:平面向量基本定理.
一、復(fù)習(xí)回顧:
1.實數(shù)與向量的積:實數(shù)λ與向量的積是一個向量,記作:λ
(1)|λ|=|λ|||;(2)λ0時λ與方向相同;λ0時λ與方向相反;λ=0時λ=
2.運算定律
結(jié)合律:λ(μ)=(λμ);分配律:(λ+μ)=λ+μ,λ(+)=λ+λ
3.向量共線定理向量與非零向量共線的充要條件是:有且只有一個非零實數(shù)λ,使=λ.
二、師生互動,新課講解:
思考:給定平面內(nèi)任意兩個向量e1,e2,請作出向量3e1+2e2、e1-2e2,平面內(nèi)的任一向量是否都可以用形如1e1+2e2的向量表示呢?.
在平面內(nèi)任取一點O,作e1,e2,a,過點C作平行于直線OB的直線,與直線OA交于點M;過點C作平行于直線OA的直線,與直線OB交于點N.由向量的線性運算性質(zhì)可知,存在實數(shù)1、2,使得1e1,2e2.由于,所以a=1e1+2e2,也就是說任一向量a都可以表示成1e1+2e2的形式.
1.平面向量基本定理
(1)定理:如果e1、e2是同一平面內(nèi)的兩個不共線向量,那么對于這一平面內(nèi)的任意向量a,有且只有一對實數(shù)1、2,使得
a=1e1+2e2.
把不共線的向量e1、e2叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基底.
(2)向量的夾角
已知兩個非零向量a和b,作=a,=b,則AOB=(0180)叫做向量a與b的夾角,
當(dāng)=0時,a與b同向;當(dāng)=180時,a與b反向.
如果a與b的夾角是90,則稱a與b垂直,記作ab.
例1(課本P94例1)已知向量e1、e2,求作向量-2.5e1+3e2。
解:
變式訓(xùn)練1:如圖在基底e1、e2下分解下列向量:
解:,
,
,
2.平面向量的正交分解及坐標(biāo)表示
(1)正交分解
把一個向量分解為兩個互相垂直的向量,叫做把向量正交分解.
(2)向量的坐標(biāo)表示
思考:我們知道,在平面直角坐標(biāo)系中,每一個點都可以用一對有序?qū)崝?shù)(即它的坐標(biāo))表示,對平面直角坐標(biāo)系內(nèi)的每一個向量,如何表示呢?
在直角坐標(biāo)系中,分別取與x軸、y軸方向相同的兩個單位向量i、j作為基底,則對于平面內(nèi)的一個向量a,有且只有一對實數(shù)x、y使得
a=xi+yj,
把有序數(shù)對(x,y)叫做向量a的坐標(biāo),記作
a=(x,y),
其中x叫做a在x軸上的坐標(biāo),y叫做a在y軸上的坐標(biāo),
顯然,
i=(1,0),j=(0,1),0=(0,0).
(3)向量與坐標(biāo)的關(guān)系
思考:與a相等的向量坐標(biāo)是什么?
向量與向量坐標(biāo)間建立的對應(yīng)關(guān)系是什么對應(yīng)?(多對一的對應(yīng),因為相等向量對應(yīng)的坐標(biāo)相同)
當(dāng)向量起點被限制在原點時,作=a,這時向量的坐標(biāo)就是點A的坐標(biāo),點A的坐標(biāo)也就是向量的坐標(biāo),二者之間建立的一一對應(yīng)關(guān)系.
例2(課本P96例2)如圖,分別用基底i、j表示向量a、b、c、d,并求出它們的坐標(biāo).
解:a=2i+3j=(2,3),
b=-2i+3j=(-2,3)
c=-2i-3j=(-2,-3)
d=2i-3j=(2,-3).
變式訓(xùn)練2:在直角坐標(biāo)系xOy中,向量a、b、c的方向和長度如圖所示,分別求他們的坐標(biāo).
解:設(shè)a=(a1,a2),b=(b1,b2),c=(c1,c2),則
a1=|a|cos45=,a2=|a|sin45=;
b1=|b|cos120=,b2=|b|sin120;
c1=|c|cos(-30)=,c2=|c|sin(-30)=,
因此.
例3:已知是坐標(biāo)原點,點在第一象限,,,求向量的坐標(biāo).
解:設(shè)點,則
即,所以.
變式訓(xùn)練3:如圖,e1、e2為正交基底,分別寫出圖中向量a、b、c、d的分解式,并分別求出它們的直角坐標(biāo).
解:a=2e1+3e2=(2,3),b=-2e1+3e2=(-2,3),
c=-2e1-3e2=(-2,-3),d=2e1-3e2=(2,-3).
三、課堂小結(jié),鞏固反思:
1.平面向量基本定理;
2.平面向量的正交分解;
3.平面向量的坐標(biāo)表示.
四、課時必記:
1、平面向量的基本定理:如果e1、e2是同一平面內(nèi)的兩個不共線向量,那么對于這一平面內(nèi)的任意向量a,有且只有一對實數(shù)1、2,使得功a=1e1+2e2.把不共線的向量e1、e2叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基底.
2、當(dāng)向量起點被限制在原點時,作=a,這時向量的坐標(biāo)就是點A的坐標(biāo),點A的坐標(biāo)也就是向量的坐標(biāo),二者之間建立的一一對應(yīng)關(guān)系.
五、分層作業(yè):
A組:
1、設(shè)e1、e2是同一平面內(nèi)的兩個向量,則有()
A.e1、e2一定平行B.e1、e2的模相等
C.同一平面內(nèi)的任一向量a都有a=λe1+μe2(λ、μ∈R)
D.若e1、e2不共線,則同一平面內(nèi)的任一向量a都有a=λe1+ue2(λ、u∈R)
2、已知矢量a=e1-2e2,b=2e1+e2,其中e1、e2不共線,則a+b與c=6e1-2e2的關(guān)系
A.不共線B.共線C.相等D.無法確定
3、已知向量e1、e2不共線,實數(shù)x、y滿足(3x-4y)e1+(2x-3y)e2=6e1+3e2,則x-y的值等于()
A.3B.-3C.0D.2
4、已知a、b不共線,且c=λ1a+λ2b(λ1,λ2∈R),若c與b共線,則λ1=.
5、已知λ1>0,λ2>0,e1、e2是一組基底,且a=λ1e1+λ2e2,則a與e1_____,a與e2_________(填共線或不共線).
B組:
C組:
平面向量共線的坐標(biāo)表示
平面向量共線的坐標(biāo)表示
教學(xué)目的:
(1)理解平面向量的坐標(biāo)的概念;
(2)掌握平面向量的坐標(biāo)運算;
(3)會根據(jù)向量的坐標(biāo),判斷向量是否共線.
教學(xué)重點:平面向量的坐標(biāo)運算
教學(xué)難點:向量的坐標(biāo)表示的理解及運算的準(zhǔn)確性
授課類型:新授課
教具:多媒體、實物投影儀
教學(xué)過程:
一、復(fù)習(xí)引入:
1.平面向量的坐標(biāo)表示
分別取與軸、軸方向相同的兩個單位向量、作為基底.任作一個向量,由平面向量基本定理知,有且只有一對實數(shù)、,使得
把叫做向量的(直角)坐標(biāo),記作
其中叫做在軸上的坐標(biāo),叫做在軸上的坐標(biāo),特別地,,,.
2.平面向量的坐標(biāo)運算
若,,
則,,.
若,,則
二、講解新課:
∥()的充要條件是x1y2-x2y1=0
設(shè)=(x1,y1),=(x2,y2)其中.
由=λ得,(x1,y1)=λ(x2,y2)消去λ,x1y2-x2y1=0
探究:(1)消去λ時不能兩式相除,∵y1,y2有可能為0,∵∴x2,y2中至少有一個不為0
(2)充要條件不能寫成∵x1,x2有可能為0
(3)從而向量共線的充要條件有兩種形式:∥()
三、講解范例:
例1已知=(4,2),=(6,y),且∥,求y.
例2已知A(-1,-1),B(1,3),C(2,5),試判斷A,B,C三點之間的位置關(guān)系.
例3設(shè)點P是線段P1P2上的一點,P1、P2的坐標(biāo)分別是(x1,y1),(x2,y2).
(1)當(dāng)點P是線段P1P2的中點時,求點P的坐標(biāo);
(2)當(dāng)點P是線段P1P2的一個三等分點時,求點P的坐標(biāo).
例4若向量=(-1,x)與=(-x,2)共線且方向相同,求x
解:∵=(-1,x)與=(-x,2)共線∴(-1)×2-x(-x)=0
∴x=±∵與方向相同∴x=
例5已知A(-1,-1),B(1,3),C(1,5),D(2,7),向量與平行嗎?直線AB與平行于直線CD嗎?
解:∵=(1-(-1),3-(-1))=(2,4),=(2-1,7-5)=(1,2)
又∵2×2-4×1=0∴∥
又∵=(1-(-1),5-(-1))=(2,6),=(2,4),2×4-2×60∴與不平行
∴A,B,C不共線∴AB與CD不重合∴AB∥CD
四、課堂練習(xí):
1.若a=(2,3),b=(4,-1+y),且a∥b,則y=()
A.6B.5C.7D.8
2.若A(x,-1),B(1,3),C(2,5)三點共線,則x的值為()?
A.-3B.-1C.1D.3
3.若=i+2j,=(3-x)i+(4-y)j(其中i、j的方向分別與x、y軸正方向相同且為單位向量).與共線,則x、y的值可能分別為()
A.1,2B.2,2C.3,2D.2,4
4.已知a=(4,2),b=(6,y),且a∥b,則y=.
5.已知a=(1,2),b=(x,1),若a+2b與2a-b平行,則x的值為.
6.已知□ABCD四個頂點的坐標(biāo)為A(5,7),B(3,x),C(2,3),D(4,x),則x=.
五、小結(jié)(略)
六、課后作業(yè)(略)
七、板書設(shè)計(略)
八、課后記: