高中向量的教案
發(fā)表時(shí)間:2020-10-13高中數(shù)學(xué)必修四2.1平面向量的實(shí)際背景及基本概念導(dǎo)學(xué)案。
2.1平面向量的實(shí)際背景及基本概念
編審:周彥魏國(guó)慶
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解平面向量的實(shí)際背景,理解平面向量的概念,掌握向量的幾何表示,學(xué)會(huì)用字母表示向量;
2.理解向量的模、零向量、單位向量、平行向量、相等向量、共線向量等概念.
【新知自學(xué)】
新知梳理
1.向量的概念:我們把既有又有的量叫向量.
2、叫做有向線段.以A為起點(diǎn),B為終點(diǎn)的有向線段記作.有向線段包括三個(gè)要素:、、.
3、向量的表示方法有兩種,即或
4、向量的大小,也就是向量的(或模),記作.長(zhǎng)度為0的向量叫做;長(zhǎng)度為1的向量叫做.
5、的向量叫做平行向量.向量與向量平行,通常記作.規(guī)定零向量與向量平行.
6、的向量叫做相等向量,若向量與向量相等,記作
7、共線向量與相等向量的關(guān)系是
思考感悟
1、數(shù)量與向量有何區(qū)別?
2、有向線段和線段有何區(qū)別和聯(lián)系?分別可以表示向量的什么?
3、共線向量用有向線段表示時(shí)必須在同一直線上嗎?
對(duì)點(diǎn)練習(xí):
1.判斷正誤:
(1)不相等的向量一定不平行.
(2)平行向量一定方向相同.
(3)共線向量一定在同一直線上.
2.填空:
(1)與零向量相等的向量必定是________向量
(2)與任意向量都平行的向量是_________向量
(3)兩個(gè)非零向量相等,當(dāng)且僅當(dāng)__________
(4)若兩個(gè)向量在同一直線上,則這兩個(gè)向量一定是_______向量
3.給出下列物理量:①密度;②溫度;③速度;④質(zhì)量;⑤功;⑥位移.正確的是()
A.①②③是數(shù)量,④⑤⑥是向量
B.②④⑥是數(shù)量,①③⑤是向量
C.①④是數(shù)量,②③⑤⑥是向量
D.①②④⑤是數(shù)量,③⑥是向量
4.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.向量與的長(zhǎng)度相同
B.單位向量的長(zhǎng)度都相等
C.向量的模是一個(gè)非負(fù)實(shí)數(shù)
D.非零向量與是平行向量,則直線與直線平行
【合作探究】
典例精析:
例1.如圖,設(shè)是正六邊形的中心,
分別寫(xiě)出圖中與向量、、相等的向量.
變式練習(xí)1:例1中,與向量長(zhǎng)度相等的向量有多少個(gè)?
變式練習(xí)2:例1中,是否存在與向量、、長(zhǎng)度相等、方向相反的向量?
例2..如圖,D、E、F分別是ΔABC的邊AB、BC、CA的中點(diǎn),寫(xiě)出以A、B、C、D、E、F這六個(gè)點(diǎn)中任意兩個(gè)點(diǎn)為起點(diǎn)和終點(diǎn)的向量中,與平行的所有向量.
變式練習(xí)3:例2中,與向量共線的向量有哪些?
【課堂小結(jié)】
【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】
1.關(guān)于零向量,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()
A.零向量是沒(méi)有方向的
B.零向量的長(zhǎng)度是0
C.零向量與任一向量平行
D.零向量的方向是任意的
2.若向量與任意向量都平行,則=___;若||=1,則向量是.
3.把平面上一切單位向量的起點(diǎn)放在同一點(diǎn),那么這些向量的終點(diǎn)所構(gòu)成的圖形是.
4.把平行于某一直線的一切向量平移到同一起點(diǎn),則這些向量的終點(diǎn)構(gòu)成的圖形是_______.
5.如圖,ABCD的對(duì)角線交于點(diǎn)O,則在以A、B、C、D、O這五個(gè)點(diǎn)中任意兩個(gè)點(diǎn)為起點(diǎn)和終點(diǎn)的向量中,與和都不平行的向量有哪些?
【課時(shí)作業(yè)】
1.給出下列命題:
①向量的大小是實(shí)數(shù)②平行向量的方向一定相同③向量可以用有向線段表示④單位向量都相等正確的有.
2.給出下列命題:①若||=0,則=0;②若是單位向量,則||=1;③與不平行,則與都是非零向量.④如果//,//,那么//其中真命題是
(填序號(hào))
3.下列各組中的兩個(gè)量是不是向量?如果是向量,說(shuō)明它們是不是平行向量.
(1)兩個(gè)平面圖形各自的面積.
(2)停放在廣場(chǎng)上的兩輛小汽車(chē)各自受到的重力.
(3)小船駛向河對(duì)岸的速度與水流速度.
(4)浮在水面的物體受到的重力與與浮力.
4.如圖所示,已知矩形,對(duì)角線上向量與的關(guān)系是
5.如圖所示,四邊形ABCD和BCED都是平行四邊形,
(1)寫(xiě)出與BC→相等的向量:_______.
(2)寫(xiě)出與BC→共線的向量:_______.
*(3)寫(xiě)出與的模相等的向量:
*6.如圖,四邊形ABCD為正方形,△BCE為等腰直角三角形.以圖中各點(diǎn)為起點(diǎn)和終點(diǎn),寫(xiě)出與向量的模相等的所有向量.
*7.某人從A點(diǎn)出發(fā)向西走了200m到達(dá)B點(diǎn),然后改變方向,向西偏北的方向走450m到達(dá)C點(diǎn),最后又改變方向,向東走200m到達(dá)D點(diǎn).
(1)做出向量(1cm表示200米);
(2)求的模.
【延伸探究】
在矩形ABCD中,AB=2BC=2,M、N分別是AB和CD的中點(diǎn),在以A、B、C、D、M、N為起點(diǎn)和終點(diǎn)的所有向量中,回答下列問(wèn)題:
(1)與向量相等的向量有哪些?向量的相反向量有哪些?
(2)與向量相等的向量有哪些?向量的相反向量有哪些?
(3)在模為的向量中,相等的向量有幾對(duì)?
(4)在模為1的向量中,相等的向量有幾對(duì)?
相關(guān)推薦
第二章2.1平面向量的實(shí)際背景及基本概念講義
平面向量的實(shí)際背景及基本概念
預(yù)習(xí)課本P74~76,思考并完成以下問(wèn)題
(1)向量是如何定義的?向量與數(shù)量有什么區(qū)別?
(2)怎樣表示向量?向量的相關(guān)概念有哪些?
(3)兩個(gè)向量(向量的模)能否比較大???
(4)如何判斷相等向量或共線向量?向量與向量是相等向量嗎?
(5)零向量與單位向量有什么特殊性?0與0的含義有什么區(qū)別?
[新知初探]
1.向量的概念和表示方法
(1)概念:既有大小,又有方向的量稱為向量.
(2)向量的表示:
表示法
幾何表示:用有向線段來(lái)表示向量,有向線段的長(zhǎng)度表示向量的大小,箭頭所指的方向表示向量的方向,即用有向線段的起點(diǎn)、終點(diǎn)字母表示,如,…
字母表示:用小寫(xiě)字母a,b,c,…表示,手寫(xiě)時(shí)必須加箭頭
[點(diǎn)睛]向量可以用有向線段表示,但向量不是有向線段.向量是規(guī)定了大小和方向的量,有向線段是規(guī)定了起點(diǎn)和終點(diǎn)的線段.
2.向量的長(zhǎng)度(或稱模)與特殊向量
(1)向量的長(zhǎng)度定義:向量的大小叫做向量的長(zhǎng)度.
(2)向量的長(zhǎng)度表示:向量,a的長(zhǎng)度分別記作:||,|a|.
(3)特殊向量:
①長(zhǎng)度為0的向量為零向量,記作0;
②長(zhǎng)度等于1個(gè)單位的向量,叫做單位向量.
[點(diǎn)睛]定義中的零向量和單位向量都是只限制大小,沒(méi)有確定方向.我們規(guī)定零向量的方向是任意的;單位向量有無(wú)數(shù)個(gè),它們大小相等,但方向不一定相同.
3.向量間的關(guān)系
(1)相等向量:長(zhǎng)度相等且方向相同的向量,叫做相等向量,記作:a=b.
(2)平行向量:方向相同或相反的非零向量,也叫共線向量;a平行于b,記作a∥b;規(guī)定零向量與任一向量平行.
[點(diǎn)睛]共線向量?jī)H僅指向量的方向相同或相反;相等向量指大小和方向均相同.
[小試身手]
1.判斷下列命題是否正確.(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)兩個(gè)向量能比較大?。?)
(2)向量的模是一個(gè)正實(shí)數(shù).()
(3)單位向量的模都相等.()
(4)向量與向量是相等向量.()
答案:(1)×(2)×(3)√(4)×
2.有下列物理量:①質(zhì)量;②溫度;③角度;④彈力;⑤風(fēng)速.
其中可以看成是向量的個(gè)數(shù)()
A.1B.2C.3D.4
答案:B
3.已知向量a如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是()
A.也可以用表示B.方向是由M指向N
C.始點(diǎn)是MD.終點(diǎn)是M
答案:D
4.如圖,四邊形ABCD和ABDE都是平行四邊形,則與相等的向量有______.
答案:,
向量的有關(guān)概念
[典例]有下列說(shuō)法:①向量和向量長(zhǎng)度相等;②方向不同的兩個(gè)向量一定不平行;③向量是有向線段;④向量0=0,其中正確的序號(hào)為_(kāi)_______.
[解析]對(duì)于①,||=||=AB,故①正確;
對(duì)于②,平行向量包括方向相同或相反兩種情況,故②錯(cuò)誤;
對(duì)于③,向量可以用有向線段表示,但不能把二者等同起來(lái),故③錯(cuò)誤;
對(duì)于④,0是一個(gè)向量,而0是一個(gè)數(shù)量,故④錯(cuò)誤.
[答案]①
(1)判斷一個(gè)量是否為向量應(yīng)從兩個(gè)方面入手
①是否有大??;②是否有方向.
(2)理解零向量和單位向量應(yīng)注意的問(wèn)題
①零向量的方向是任意的,所有的零向量都相等.
②單位向量不一定相等,易忽略向量的方向.
[活學(xué)活用]
有下列說(shuō)法:
①若向量a與向量b不平行,則a與b方向一定不相同;
②若向量,滿足||>||,且與同向,則>;
③若|a|=|b|,則a,b的長(zhǎng)度相等且方向相同或相反;
④由于零向量方向不確定,故其不能與任何向量平行.
其中正確說(shuō)法的個(gè)數(shù)是()
A.1B.2
C.3D.4
解析:選A對(duì)于①,由共線向量的定義,知兩向量不平行,方向一定不相同,故①正確;對(duì)于②,因?yàn)橄蛄坎荒鼙容^大小,故②錯(cuò)誤;對(duì)于③,由|a|=|b|,只能說(shuō)明a,b的長(zhǎng)度相等,確定不了它們的方向,故③錯(cuò)誤;對(duì)于④,因?yàn)榱阆蛄颗c任一向量平行,故④錯(cuò)誤.
向量的表示
[典例]在如圖所示的坐標(biāo)紙上(每個(gè)小方格邊長(zhǎng)為1),用直尺和圓規(guī)畫(huà)出下列向量:
①,使||=42,點(diǎn)A在點(diǎn)O北偏東45°;
②,使||=4,點(diǎn)B在點(diǎn)A正東;
③,使||=6,點(diǎn)C在點(diǎn)B北偏東30°.
[解](1)由于點(diǎn)A在點(diǎn)O北偏東45°處,所以在坐標(biāo)紙上點(diǎn)A距點(diǎn)O的橫向小方格數(shù)與縱向小方格數(shù)相等.又||=42,小方格邊長(zhǎng)為1,所以點(diǎn)A距點(diǎn)O的橫向小方格數(shù)與縱向小方格數(shù)都為4,于是點(diǎn)A位置可以確定,畫(huà)出向量如圖所示.
(2)由于點(diǎn)B在點(diǎn)A正東方向處,且||=4,所以在坐標(biāo)紙上點(diǎn)B距點(diǎn)A的橫向小方格數(shù)為4,縱向小方格數(shù)為0,于是點(diǎn)B位置可以確定,畫(huà)出向量如圖所示.
(3)由于點(diǎn)C在點(diǎn)B北偏東30°處,且||=6,依據(jù)勾股定理可得:在坐標(biāo)紙上點(diǎn)C距點(diǎn)B的橫向小方格數(shù)為3,縱向小方格數(shù)為33≈5.2,于是點(diǎn)C位置可以確定,畫(huà)出向量如圖所示.
用有向線段表示向量的方法
用有向線段表示向量時(shí),先確定起點(diǎn),再確定方向,最后依據(jù)向量模的大小確定向量的終點(diǎn).
必要時(shí),需依據(jù)直角三角形知識(shí)求出向量的方向(即夾角)或長(zhǎng)度(即模),選擇合適的比例關(guān)系作出向量.
[活學(xué)活用]
一輛汽車(chē)從A點(diǎn)出發(fā)向西行駛了100千米到達(dá)B點(diǎn),然后改變方向,向北偏西40°方向行駛了200千米到達(dá)C點(diǎn),最后又改變方向,向東行駛了100千米到達(dá)D點(diǎn).作出向量,,,.
解:如圖所示.
共線向量或相等向量
[典例]如圖所示,O是正六邊形ABCDEF的中心,且=a,=b,=c.
(1)與a的長(zhǎng)度相等、方向相反的向量有哪些?
(2)與a共線的向量有哪些?
(3)請(qǐng)一一列出與a,b,c相等的向量.
[解](1)與a的長(zhǎng)度相等、方向相反的向量有,,,.
(2)與a共線的向量有,,,,,,,,.
(3)與a相等的向量有,,;與b相等的向量有,,;與c相等的向量有,,.
[一題多變]
1.[變?cè)O(shè)問(wèn)]本例條件不變,試寫(xiě)出與向量相等的向量.
解:與向量相等的向量有,,.
2.[變條件,變?cè)O(shè)問(wèn)]在本例中,若|a|=1,則正六邊形的邊長(zhǎng)如何?
解:由正六邊形性質(zhì)知,△FOA為等邊三角形,所以邊長(zhǎng)AF=|a|=1.
尋找共線向量或相等向量的方法
(1)尋找共線向量:先找與表示已知向量的有向線段平行或共線的線段,再構(gòu)造同向與反向的向量,注意不要漏掉以表示已知向量的有向線段的終點(diǎn)為起點(diǎn),起點(diǎn)為終點(diǎn)的向量.
(2)尋找相等向量:先找與表示已知向量的有向線段長(zhǎng)度相等的向量,再確定哪些是同向共線.
層級(jí)一學(xué)業(yè)水平達(dá)標(biāo)
1.下列說(shuō)法正確的是()
A.向量∥就是所在的直線平行于所在的直線
B.長(zhǎng)度相等的向量叫做相等向量
C.若a=b,b=c,則a=c
D.共線向量是在一條直線上的向量
解析:選C向量∥包含所在的直線與所在的直線平行和重合兩種情況,故A錯(cuò);相等向量不僅要求長(zhǎng)度相等,還要求方向相同,故B錯(cuò);C顯然正確;共線向量可以是在一條直線上的向量,也可以是所在直線互相平行的向量,故D錯(cuò).
2.如圖,在圓O中,向量,,是()
A.有相同起點(diǎn)的向量
B.共線向量
C.模相等的向量
D.相等的向量
解析:選C由圖可知,,是模相等的向量,其模均等于圓的半徑,故選C.
3.向量與向量共線,下列關(guān)于向量的說(shuō)法中,正確的為()
A.向量與向量一定同向
B.向量,向量,向量一定共線
C.向量與向量一定相等
D.以上說(shuō)法都不正確
解析:選B根據(jù)共線向量定義,可知,,這三個(gè)向量一定為共線向量,故選B.
4.如圖,在ABCD中,點(diǎn)E,F(xiàn)分別是AB,CD的中點(diǎn),圖中與平行的向量有()
A.1個(gè)B.2個(gè)
C.3個(gè)D.4個(gè)
解析:選C根據(jù)向量的基本概念可知與平行的向量有,,,共3個(gè).
5.已知向量a,b是兩個(gè)非零向量,,分別是與a,b同方向的單位向量,則下列各式正確的是()
A.=B.=或=-
C.=1D.||=||
解析:選D由于a與b的方向不知,故與無(wú)法判斷是否相等,故A、B選項(xiàng)均錯(cuò).又與均為單位向量.∴||=||,故C錯(cuò)D對(duì).
6.已知||=1,||=2,若∠ABC=90°,則||=________.
解析:由勾股定理可知,BC=AC2-AB2=3,所以||=3.
答案:3
7.設(shè)a0,b0是兩個(gè)單位向量,則下列結(jié)論中正確的是________(填序號(hào)).
①a0=b0;②a0=-b0;③|a0|+|b0|=2;④a0∥b0.
解析:因?yàn)閍0,b0是單位向量,|a0|=1,|b0|=1,
所以|a0|+|b0|=2.
答案:③
8.給出下列四個(gè)條件:①a=b;②|a|=|b|;③a與b方向相反;④|a|=0或|b|=0.其中能使a∥b成立的條件是________(填序號(hào)).
解析:若a=b,則a與b大小相等且方向相同,所以a∥b;若|a|=|b|,則a與b的大小相等,而方向不確定,因此不一定有a∥b;方向相同或相反的向量都是平行向量,因此若a與b方向相反,則有a∥b;零向量與任意向量平行,所以若|a|=0或|b|=0,則a∥b.
答案:①③④
9.如圖,O是正方形ABCD的中心.
(1)寫(xiě)出與向量相等的向量;
(2)寫(xiě)出與的模相等的向量.
解:(1)與向量相等的向量是.
(2)與的模相等的向量有:,,,,,,.
10.一輛消防車(chē)從A地去B地執(zhí)行任務(wù),先從A地向北偏東30°方向行駛2千米到D地,然后從D地沿北偏東60°方向行駛6千米到達(dá)C地,從C地又向南偏西30°方向行駛2千米才到達(dá)B地.
(1)在如圖所示的坐標(biāo)系中畫(huà)出,,,.
(2)求B地相對(duì)于A地的位移.
解:(1)向量,,,如圖所示.
(2)由題意知=.
所以AD綊BC,
則四邊形ABCD為平行四邊形.
所以=,則B地相對(duì)于A地的位移為“在北偏東60°的方向距A地6千米”.
層級(jí)二應(yīng)試能力達(dá)標(biāo)
1.如圖所示,梯形ABCD中,對(duì)角線AC與BD交于點(diǎn)P,點(diǎn)E,F(xiàn)分別在兩腰AD,BC上,EF過(guò)點(diǎn)P,且EF∥AB,則下列等式成立的是()
A.=B.=
C.=D.=
解析:選D根據(jù)相等向量的定義,分析可得:
A中,與方向不同,故=錯(cuò)誤;
B中,與方向不同,故=錯(cuò)誤;
C中,與方向相反,故=錯(cuò)誤;
D中,與方向相同,且長(zhǎng)度都等于線段EF長(zhǎng)度的一半,故=正確.
2.下列說(shuō)法正確的是()
A.若a∥b,b∥c,則a∥c
B.終點(diǎn)相同的兩個(gè)向量不共線
C.若a≠b,則a一定不與b共線
D.單位向量的長(zhǎng)度為1
解析:選DA中,因?yàn)榱阆蛄颗c任意向量平行,若b=0,則a與c不一定平行.B中,兩向量終點(diǎn)相同,若夾角是0°或180°,則共線.C中,對(duì)于兩個(gè)向量不相等,可能是長(zhǎng)度不相等,但方向相同或相反,所以a與b可能共線.
3.若a為任一非零向量,b為單位向量,下列各式:
①|(zhì)a|>|b|;②a∥b;③|a|>0;④|b|=±1.
其中正確的是()
A.①④B.③
C.③④D.②③
解析:選Ba為任一非零向量,所以|a|>0,故③正確;由向量、單位向量、平行向量的概念易判斷其他式子均錯(cuò)誤.故選B.
4.在△ABC中,點(diǎn)D,E分別為邊AB,AC的中點(diǎn),則如圖所示的向量中相等向量有()
A.一組B.二組
C.三組D.四組
解析:選A由向量相等的定義可知,只有一組向量相等,即=.
5.四邊形ABCD滿足=,且||=||,則四邊形ABCD是______(填四邊形ABCD的形狀).
解析:∵=,∴AD∥BC且||=||,∴四邊形ABCD是平行四邊形.又||=||知該平行四邊形對(duì)角線相等,故四邊形ABCD是矩形.
答案:矩形
6.如圖,O是正三角形ABC的中心,四邊形AOCD和AOBE均為平行四邊形,則與向量相等的向量為_(kāi)_______;與向量共線的向量為_(kāi)_________;與向量的模相等的向量為_(kāi)_______.(填圖中所畫(huà)出的向量)
解析:∵O是正三角形ABC的中心,∴OA=OB=OC,易知四邊形AOCD和四邊形AOBE均為菱形,∴與相等的向量為;與共線的向量為,;與的模相等的向量為,,,,.
答案:,,,,,
7.如圖,D,E,F(xiàn)分別是正三角形ABC各邊的中點(diǎn).
(1)寫(xiě)出圖中所示向量與向量長(zhǎng)度相等的向量.
(2)寫(xiě)出圖中所示向量與向量相等的向量.
(3)分別寫(xiě)出圖中所示向量與向量,共線的向量.
解:(1)與長(zhǎng)度相等的向量是,
,,,,,,.
(2)與相等的向量是,.
(3)與共線的向量是,,;
與共線的向量是,,.
8.如圖,已知函數(shù)y=x的圖象l與直線m平行,A0,-22,B(x,y)是m上的點(diǎn).求
(1)x,y為何值時(shí),=0;
(2)x,y為何值時(shí),為單位向量.
解:(1)要使=0,當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)A與點(diǎn)B重合,于是x=0,y=-22.
(2)如圖,要使得是單位向量,必須且只需||=1.
由已知,l∥m且點(diǎn)A的坐標(biāo)是0,-22,
所以B1點(diǎn)的坐標(biāo)是22,0.在Rt△AOB1中,有
||2=||2+||2=222+222=1,
即||=1.
上式表示,向量是單位向量.
同理可得,當(dāng)B2的坐標(biāo)是-22,-2時(shí),向量AB2―→也是單位向量.
綜上有,當(dāng)x=22,y=0或x=-22,y=-2時(shí),向量是單位向量.
高中數(shù)學(xué)必修四2.3.1平面向量基本定理導(dǎo)學(xué)案
2.3平面向量的基本定理及坐標(biāo)表示
2.3.1平面向量基本定理
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解平面向量基本定理;
2.理解平面里的任何一個(gè)向量都可以用兩個(gè)不共線的向量來(lái)表示,初步掌握應(yīng)用向量解決實(shí)際問(wèn)題的重要思想方法;
3.能夠在具體問(wèn)題中適當(dāng)選取基底,使其他向量都能夠用基底來(lái)表達(dá).
【新知自學(xué)】
知識(shí)回顧:
1、實(shí)數(shù)與向量的積:實(shí)數(shù)λ與向量的積是一個(gè),記作;規(guī)定:
(1)|λ|=
(2)λ0時(shí),λ與方向;
λ0時(shí),λ與方向;
λ=0時(shí),λ=
2.運(yùn)算定律:
結(jié)合律:λ(μ)=;
分配律:(λ+μ)=,
λ(+)=
3.向量共線定理:向量與非零向量共線,則有且只有一個(gè)非零實(shí)數(shù)λ,使=λ.
新知梳理:
1.給定平面內(nèi)兩個(gè)向量,,請(qǐng)你作出向量3+2,-2,
2.由上,同一平面內(nèi)的任一向量是否都可以用形如λ1+λ2的向量表示?
平面向量基本定理:如果,是同一平面內(nèi)的兩個(gè)向量,那么對(duì)于這一平面內(nèi)的任一向量,有且只有一對(duì)實(shí)數(shù)λ1,λ2使
不共線的向量,叫做這一平面內(nèi)表示所有向量的一組基底。
思考感悟:
(1)基底不惟一,關(guān)鍵是;不同基底下,一個(gè)向量可有不同形式表示;
(2)基底給定時(shí),分解形式惟一.λ1,λ2是被,,唯一確定的數(shù).
3.向量的夾角:平面中的任意兩個(gè)向量之間存在夾角嗎?若存在,向量的夾角與直線的夾角一樣嗎?
已知兩個(gè)非零向量、,作,,則∠AOB=,叫向量、的夾角。
當(dāng)=,、同向;
當(dāng)=,、反向;統(tǒng)稱為向量平行,記作
如果=,與垂直,記作⊥。
對(duì)點(diǎn)練習(xí):
1.設(shè)、是同一平面內(nèi)的兩個(gè)向量,則有()
A.、一定平行
B.、的模相等
C.同一平面內(nèi)的任一向量都有=λ+μ(λ、μ∈R)
D.若、不共線,則同一平面內(nèi)的任一向量都有=λ+u(λ、u∈R)
2.已知向量=-2,=2+,其中、不共線,則+與=6-2的關(guān)系()
A.不共線B.共線
C.相等D.無(wú)法確定
3.已知λ1>0,λ2>0,、是一組基底,且=λ1+λ2,則與,
與.(填共線或不共線).
【合作探究】
典例精析:
例1:已知向量,求作向量2.5+3
變式1:已知向量、(如圖),求作向量:
(1)+2.?(2)-+3
例2:如圖,,不共線,且
,用,來(lái)表示
變式2:已知G為△ABC的重心,設(shè)=,=,試用、表示向量.
【課堂小結(jié)】
知識(shí)、方法、思想
【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】
1.設(shè)是已知的平面向量且,關(guān)于向量的分解,其中所列述命題中的向量,和在同一平面內(nèi)且兩兩不共線,有如下四個(gè)命題:
①給定向量,總存在向量,使;
②給定向量和,總存在實(shí)數(shù)和,使;
③給定單位向量和正數(shù),總存在單位向量和實(shí)數(shù),使;
④給定正數(shù)和,總存在單位向量和單位向量,使;
上述命題中的則真命題的個(gè)數(shù)是()()
A.1B.2C.3D
2.如圖,正六邊形ABCDEF中,=
A.B.C.D.
3.在中,,,,為的中點(diǎn),則____________.(用表示)
【課時(shí)作業(yè)】
1、若、不共線,且λ+μ=(λ、μ),則()
A.=,=B.=0,=0
C.=0,=D.=,=0
2.在△ABC中,AD→=14AB→,DE∥BC,且DE與AC相交于點(diǎn)E,M是BC的中點(diǎn),AM與DE相交于點(diǎn)N,若AN→=xAB→+yAC→(x,y∈R),則x+y等于()
A.1B.12C.14D.18
3.在如圖所示的平行四邊形ABCD中,AB→=a,AD→=b,AN=3NC,M為BC的中點(diǎn),則MN→=________.(用a,b表示).
4.如圖ABCD的兩條對(duì)角線交于點(diǎn)M,且=,=,用,表示,,和
5.設(shè)與是兩個(gè)不共線向量,=3+4,=-2+5,若實(shí)數(shù)λ、μ滿足λ+μ=5-,求λ、μ的值.
6如圖,在△ABC中,AN→=13NC→,P是BN上一點(diǎn),若AP→=mAB→+211AC→,求實(shí)數(shù)m的值.
7.如圖所示,P是△ABC內(nèi)一點(diǎn),且滿足條件AP→+2BP→+3CP→=0,設(shè)Q為CP延長(zhǎng)線與AB的交點(diǎn),令CP→=p,用p表示CQ→.
【延伸探究】
已知ABCD的兩條對(duì)角線AC與BD交于E,O是任意一點(diǎn),求證:+++=4
高中數(shù)學(xué)必修四2.3平面向量基本定理及坐標(biāo)表示小結(jié)導(dǎo)學(xué)案
2.3平面向量基本定理及坐標(biāo)表示小結(jié)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解平面向量的基本定理及其意義;掌握平面向量的正交分解及其坐標(biāo)表示.
2.會(huì)用坐標(biāo)表示平面向量的線性運(yùn)算;會(huì)用坐標(biāo)表示的平面向量共線的條件.
【知識(shí)重溫】
1.平面向量基本定理
如果,是同一平面內(nèi)的兩個(gè)______向量,那么對(duì)于這一平面內(nèi)的任意向量,有且只有一對(duì)實(shí)數(shù),,使=__________.向量,叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基底.
2.平面向量的坐標(biāo)表示
在平面直角坐標(biāo)系內(nèi),分別取與x軸、y軸______的兩個(gè)單位向量、作為基底,對(duì)于平面內(nèi)的一個(gè)向量,有且只有一對(duì)實(shí)數(shù)x,y,使得=__________,則有序數(shù)對(duì)(x、y)叫做向量的坐標(biāo),記作__________,其中x,y分別叫做在x軸、y軸上的坐標(biāo),=(x,y)叫做向量的坐標(biāo)表示。相等的向量其______相同,______相同的向量是相等向量.
3.平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
(1)已知點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),則
=__________________,
2)已知=(x1,y1),=(x2,y2),則
+=____________,
-=___________,
λ=___________;
∥(≠0)______________.
(3)=(x1,y1),=(x2,y2),=________________.
思考感悟
1.基底的不唯一性
只要兩個(gè)向量不共線,就可以作為平面的一組基底,故基底的選取是不唯一。
平面內(nèi)任意向量都可被這個(gè)平面的一組基底,線性表示,且在基底確定后,這樣的表示是唯一的.
2.向量坐標(biāo)與點(diǎn)的坐標(biāo)區(qū)別
在平面直角坐標(biāo)系中,以原點(diǎn)為起點(diǎn)的向量=,此時(shí)點(diǎn)A的坐標(biāo)與的坐標(biāo)統(tǒng)一為(x,y),但應(yīng)注意其表示形式的區(qū)別,如點(diǎn)A(x,y),向量==(x,y).
當(dāng)平面向量平行移動(dòng)到時(shí),向量不變即==(x,y),但的起點(diǎn)O1和終點(diǎn)A1的坐標(biāo)都發(fā)生了變化.
對(duì)點(diǎn)練習(xí):
1.已知向量=(1,-2),=(-3,4),則12等于()
A.(-2,3)B.(2,-3)
C.(2,3)D.(-2,-3)
2.已知向量=(1,1),=(2,x),若+與4-2平行,則實(shí)數(shù)x的值是()
A.-2B.0
C.1D.2
3.已知向量=(1,2),=(1,0),=(3,4).若λ為實(shí)數(shù),(+λ)∥,則λ=()
A.14B.12
C.1D.2
4.下列各組向量中,能作為基底的是()
①=(1,2),=(2,4)
②=(1,1),=(-1,-1)
③=(2,-3),=(-3,2)
④=(5,6),=(7,8).
A.①②B.②③
C.③④D.②④
【自學(xué)探究】
考點(diǎn)一平面向量基本定理
例1、如圖所示,在平行四邊形ABCD中,M,N分別為DC,BC的中點(diǎn),已知=,=,試用,表示,.
規(guī)律總結(jié):應(yīng)用平面向量基本定理表示向量的實(shí)質(zhì)是利用平行四邊形法則或三角形法則進(jìn)行向量的加、減或數(shù)乘運(yùn)算.解題的一般思路是:先選擇一組基底,并運(yùn)用該基底將條件和結(jié)論表示成向量的形式,再通過(guò)向量的運(yùn)算來(lái)解決.
變式1:如圖,在△ABC中,=13,P是BN上的一點(diǎn),若=m+211,則實(shí)數(shù)m的值為_(kāi)_________.
考點(diǎn)二平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
例2、已知A(-2,4),B(3,-1),C(-3,-4),設(shè)=,=,=,且=3,=-2.
(1)求3+-3;
(2)求滿足=m+n的實(shí)數(shù)m,n;
(3)求M,N的坐標(biāo)及向量的坐標(biāo).
規(guī)律總結(jié):若已知有向線段兩端點(diǎn)的坐標(biāo),則應(yīng)先求出向量的坐標(biāo),解題過(guò)程中要注意方程思想的運(yùn)用及運(yùn)算法則的正確使用.
變式2在ABCD中,AC為一條對(duì)角線,若=(2,4),=(1,3),則=()
A.(-2,-4)B.(-3,-5)
C.(3,5)D.(2,4)
考點(diǎn)三平面向量共線的坐標(biāo)表示
例3、平面內(nèi)給定三個(gè)向量=(3,2),=(-1,2),=(4,1).回答下列問(wèn)題:
(1)若(+k)∥(2-),求實(shí)數(shù)k;
(2)設(shè)=(x,y)滿足(-)∥(+)且|-|=1,求.
規(guī)律總結(jié):用坐標(biāo)來(lái)表示向量平行,實(shí)際上是一種解析幾何(或數(shù)形結(jié)合)的思想,其實(shí)質(zhì)是用代數(shù)(主要是方程)計(jì)算來(lái)代替幾何證明,這樣就把抽象的邏輯思維轉(zhuǎn)化為了計(jì)算.
變式3、
(1)(2013陜西卷)已知向量=(1,m),=(m,2),若∥,則實(shí)數(shù)m等于()
A.-2B.2
C.-2或2D.0
(2)已知梯形ABCD,其中AB∥CD,且DC=2AB,三個(gè)頂點(diǎn)A(1,2),B(2,1),C(4,2),則點(diǎn)D的坐標(biāo)為_(kāi)_________.
【課堂小結(jié)】
1.平面向量基本定理的本質(zhì)是運(yùn)用向量加法的平行四邊形法則,將向量進(jìn)行分解.
2.向量的坐標(biāo)表示的本質(zhì)是向量的代數(shù)表示,其中坐標(biāo)運(yùn)算法則是運(yùn)算的關(guān)鍵,通過(guò)坐標(biāo)運(yùn)算可將一些幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問(wèn)題處理.
3.在向量的運(yùn)算中要注意待定系數(shù)法、方程思想和數(shù)形結(jié)合思想的運(yùn)用.
4.要注意區(qū)分點(diǎn)的坐標(biāo)與向量的坐標(biāo)有可能。
【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】
1.(2014北京卷)已知向量=(2,4),=(-1,1),則2-=()
A.(5,7)B.(5,9)
C.(3,7)D.(3,9)
2.(2014揭陽(yáng)二模)已知點(diǎn)A(-1,5)和向量=(2,3),若=3,則點(diǎn)B的坐標(biāo)為()
A.(7,4)B.(7,14)
C.(5,4)D.(5,14)
3.(2015許昌模擬)在△ABC中,點(diǎn)P在BC上,且=2,點(diǎn)Q是AC的中點(diǎn),若=(4,3),=(1,5),則等于()
A.(-2,7)B.(-6,21)
C.(2,-7)D.(6,-21)
4.已知兩點(diǎn)在直線AB上,求一點(diǎn)P是。
【課時(shí)作業(yè)】
1、若向量=(x+3,x2-3x-4)與相等,已知A(1,2)和B(3,2),則x的值為()
A、-1B、-1或4
C、4D、1或-4
2、一個(gè)平行四邊形的三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別是(5,7),(-3,5),(3,4),則第四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)不可能是()
A、(-1,8)B,(-5,2)
C、(1l,6)D、(5,2)
3、己知P1(2,-1)、P2(0,5)且點(diǎn)P在P1P2的延長(zhǎng)線上,,則P點(diǎn)坐標(biāo)為()
A、(-2,11)B、(
C、(,3)D、(2,-7)
4、平面直角坐標(biāo)系中,O為坐標(biāo)原點(diǎn),已知兩點(diǎn)A(3,1),B(-1,3),若點(diǎn)C滿足,其中α、β∈R,且α+β=1,則點(diǎn)C的軌跡方程為()
A、3x+2y-11=0
B、(x-1)2+(y-2)2=5
C、2x-y=0
D、x+2y-5=0
5、已知點(diǎn)A(-1,5),若向量與向量=(2,3)同向,且=3,則點(diǎn)B的坐標(biāo)為_(kāi)____________
6、平面上三個(gè)點(diǎn),分別為A(2,-5),B(3,4),C(-1,-3),D為線段BC的中點(diǎn),則向量的坐標(biāo)為_(kāi)______________
7、已知點(diǎn)A(-1,2),B(2,8)及,,求點(diǎn)C、D和的坐標(biāo)。
8、已知平行四邊形ABCD的一個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為A(-2,1),一組對(duì)邊AB、CD的中點(diǎn)分別為M(3,0)、N(-1,-2),求平行四邊形的各個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)。
【延伸探究】
如圖,中AD是三角形BC邊上的中線且AE=2EC,BE交AD于G,求及的值。
高中數(shù)學(xué)必修四2.3.3平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算導(dǎo)學(xué)案
2.3.3平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.理解平面向量的坐標(biāo)的概念;掌握平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算;
2.會(huì)根據(jù)向量的坐標(biāo),判斷向量是否共線.
【新知自學(xué)】
知識(shí)回顧:
1.平面向量基本定理:如果,是同一平面內(nèi)的兩個(gè)不共線向量,那么對(duì)于這一平面內(nèi)的任一向量,有且只有一對(duì)實(shí)數(shù)λ1,λ2使=______________
(1)不共線向量,叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一組;
(2)由定理可將任一向量在給出基底,的條件下進(jìn)行分解;分解形式惟一.λ1,λ2是被,,唯一確定的實(shí)數(shù)對(duì);
2.向量的夾角:已知兩個(gè)非零向量、,作,,則∠AOB=,叫向量、的夾角,當(dāng)=,、同向,當(dāng)=,
、反向,當(dāng)=,與垂直,記作⊥。
3.向量的坐標(biāo)表示:在平面直角坐標(biāo)系中,取=(1,0),=(0,1)作為一組基底,設(shè)=x+y,則向量的坐標(biāo)就是點(diǎn)的坐標(biāo)。
新知梳理:
1.平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算
已知:=(),=(),我們考慮如何得出、、的坐標(biāo)。
設(shè)基底為、,
則=
=
即=,
同理可得=
結(jié)論:(1)若=(),=(),
則,
即:兩個(gè)向量和與差的坐標(biāo)分別等于.
(2)若=(x,y)和實(shí)數(shù),則.
實(shí)數(shù)與向量的積的坐標(biāo)等于用這個(gè)實(shí)數(shù)乘原來(lái)向量的相應(yīng)坐標(biāo)。
思考感悟:
已知,,怎樣來(lái)求的坐標(biāo)?
若,,==
則=
結(jié)論:一個(gè)向量的坐標(biāo)等于表示此向量的有向線段的
對(duì)點(diǎn)練習(xí):
1.設(shè)向量,坐標(biāo)分別是(-1,2),(3,-5)則+=__________,
-=________,3=_______,2+5=___________
2.如右圖所示,平面向量的坐標(biāo)是()
A.B.
C.D.
3.若A(0,1),B(1,2),C(3,4),則2=.
【合作探究】
典例精析:
例1:已知=(2,1),=(-3,4),求+,-,3+4的坐標(biāo).
變式1:已知,求:
(1)
(2)
(3)
例2:已知平行四邊形ABCD的三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為A(2,1),B(1,3),C(3,4),求點(diǎn)D的坐標(biāo)。
*變式2:設(shè),,,用表示
【課堂小結(jié)】
【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】
1、設(shè)則=___________
2、已知M(3,-2)N(-5,-1),且,則=()
A.(-8,1)B.
C.(-16,2)D.(8,-1)
3、若點(diǎn)A的坐標(biāo)是,向量=,則點(diǎn)B的坐標(biāo)為()
A.
B.
C.
D.
4、已知
則=()
A.(6,-2)B.(5,0)
C.(-5,0)D.(0,5)
【課時(shí)作業(yè)】
1.如圖,已知,,
點(diǎn)是的三等分點(diǎn),則()
A.B.
C.D.
2.若M(3,-2)N(-5,-1)且,則P點(diǎn)的坐標(biāo)
*3.已知
,
則
*4.在△ABC中,點(diǎn)P在BC上,且BP→=2PC→,點(diǎn)Q是AC的中點(diǎn),若PA→=(4,3),PQ→=(1,5),則BC→=________.
5.已知平行四邊形三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(-1,0),(3,0),(1,-5),則第四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)是()
A.(1,5)或(5,5)
B.(1,5)或(-3,-5)
C.(5,-5)或(-3,-5)
D.(1,5)或(5,-5)或(-3,-5)
6.已知=(1,2),=(-2,3),=(-1,2),以,為基底,試將分解為的形式.
7.已知三個(gè)力=(3,4),=(2,5),=(x,y)的合力++=,求的坐標(biāo).
8.已知平行四邊形的三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,求第四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)。
9.已知點(diǎn),若,
(1)試求為何值時(shí),點(diǎn)P在第一、三象限的交平分線上?
(2)試求為何值時(shí),點(diǎn)P在第三象限?
【延伸探究】
已知點(diǎn)O(0,0),A(1,2),B(4,5),且OP→=OA→+tAB→,試問(wèn):
(1)t為何值時(shí),P在x軸上,P在y軸上,P在第二象限?
(2)四邊形OABP能否成為平行四邊形?若能,求出相應(yīng)的t值;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由.