高中向量教案
發(fā)表時間:2020-12-01平面向量教案2。
1、三角形中的特殊位置(四心)所滿足的向量方程:(1)重心滿足的向量方程:;
(2)內(nèi)心滿足的向量方程:或;
(3)外心滿足的向量方程:;
(4)垂心滿足的向量方程:;(斜三角形中)
2、已知是所在平面上的一點,若,則是的垂心。
3、若為的外心,若為的重心,若H為的垂心,則O,G,H三點共線,且,,若O為坐標原點,則重心和外心的坐標分別為:
,。
4、已知是所在平面上的一點,若,則是的外心。
5、點為三角形的重心的充要條件是對平面上的任意一點,。
6、為方向上與同向的單位向量。
7、設、是直線上兩點,點是上不同于、的任意一點,且,則。
特別地,當時,(向量的中點公式)。
8、若、、三點不共線,已知,則、、三點共線的充要條件是。
9、若、不共線,且,則必有。
10、向量平移后與原向量相等,即向量平移后坐標是不變的。
11、若直線的方向向量為,則直線的斜率與該向量的關(guān)系為。
12、若、、分別為、、的中點,則。
13、若向量、、滿足條件,且,則為正三角形。
14、若為的重心,且,則為正三角形。
15、三角形中一些特殊直線的向量表示:
(1)是的中線;
(2)是的高線;
(3)是的內(nèi)角平分線;
(4)是的外角平分線。
16、兩向量的夾角為銳角不是兩向量數(shù)量積為正的充要條件,因為要排除夾角為0的情形;
兩向量的夾角為鈍角也不是兩向量數(shù)量積為負的充要條件,因為要排除夾角為的情形。
17、設是與的夾角,則稱作為在方向上的投影。
。夾角
18、在平行四邊形中,若則平行四邊形是菱形;
在平行四邊形中,若,則平行四邊形是矩形;
在平行四邊形中,(變形即中線定理)。
精選閱讀
平面向量教案
二、復習要求
1、向量的概念;
2、向量的線性運算:即向量的加減法,實數(shù)與向量的乘積,兩個向量的數(shù)量積等的定義,運算律;
3、向量運算的運用
三、學習指導
1、向量是數(shù)形結(jié)合的典范。向量的幾何表示法--有向線段表示法是運用幾何性質(zhì)解決向量問題的基礎。在向量的運算過程中,借助于圖形性質(zhì)不僅可以給抽象運算以直觀解釋,有時甚至更簡捷。
向量運算中的基本圖形:①向量加減法則:三角形或平行四邊形;②實數(shù)與向量乘積的幾何意義--共線;③定比分點基本圖形--起點相同的三個向量終點共線等。
2、向量的三種線性運算及運算的三種形式。
向量的加減法,實數(shù)與向量的乘積,兩個向量的數(shù)量積都稱為向量的線性運算,前兩者的結(jié)果是向量,兩個向量數(shù)量積的結(jié)果是數(shù)量。每一種運算都可以有三種表現(xiàn)形式:圖形、符號、坐標語言。
主要內(nèi)容列表如下:
運算圖形語言符號語言坐標語言
加法與減法
=
-=
記=(x1,y1),=(x1,y2)
則=(x1x2,y1y2)
-=(x2-x1,y2-y1)=
實數(shù)與向量
的乘積
=λ
λ∈R記=(x,y)
則λ=(λx,λy)兩個向量
的數(shù)量積
·=||||
cos,
記=(x1,y1),=(x2,y2)
則·=x1x2y1y2
3、運算律
加法:=,()=()
實數(shù)與向量的乘積:λ()=λλ;(λμ)=λμ,λ(μ)=
(λμ)
兩個向量的數(shù)量積:·=·;(λ)·=·(λ)=λ(·),()·=··
說明:根據(jù)向量運算律可知,兩個向量之間的線性運算滿足實數(shù)多項式乘積的運算法則,正確遷移實數(shù)的運算性質(zhì)可以簡化向量的運算,例如(±)2=
4、重要定理、公式
(1)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,那么對于該平面內(nèi)任一向量,有且只有一對數(shù)數(shù)λ1,λ2,滿足=λ1λ2,稱λ1λλ2為,的線性組合。
根據(jù)平面向量基本定理,任一向量與有序數(shù)對(λ1,λ2)一一對應,稱(λ1,λ2)為在基底{,}下的坐標,當取{,}為單位正交基底{,}時定義(λ1,λ2)為向量的平面直角坐標。
向量坐標與點坐標的關(guān)系:當向量起點在原點時,定義向量坐標為終點坐標,即若A(x,y),則=(x,y);當向量起點不在原點時,向量坐標為終點坐標減去起點坐標,即若A(x1,y1),B(x2,y2),則=(x2-x1,y2-y1)
(2)兩個向量平行的充要條件
符號語言:若∥,≠,則=λ
坐標語言為:設=(x1,y1),=(x2,y2),則∥(x1,y1)=λ(x2,y2),即,或x1y2-x2y1=0
在這里,實數(shù)λ是唯一存在的,當與同向時,λ0;當與異向時,λ0。
|λ|=,λ的大小由及的大小確定。因此,當,確定時,λ的符號與大小就確定了。這就是實數(shù)乘向量中λ的幾何意義。
(3)兩個向量垂直的充要條件
符號語言:⊥·=0
坐標語言:設=(x1,y1),=(x2,y2),則⊥x1x2y1y2=0
(4)線段定比分點公式
如圖,設
則定比分點向量式:
定比分點坐標式:設P(x,y),P1(x1,y1),P2(x2,y2)
則
特例:當λ=1時,就得到中點公式:
,
實際上,對于起點相同,終點共線三個向量,,(O與P1P2不共線),總有=uv,uv=1,即總可以用其中兩個向量的線性組合表示第三個向量,且系數(shù)和為1。
(5)平移公式:
①點平移公式,如果點P(x,y)按=(h,k)平移至P(x,y),則
分別稱(x,y),(x,y)為舊、新坐標,為平移法則
在點P新、舊坐標及平移法則三組坐標中,已知兩組坐標,一定可以求第三組坐標
②圖形平移:設曲線C:y=f(x)按=(h,k)平移,則平移后曲線C對應的解析式為y-k=f(x-h)
當h,k中有一個為零時,就是前面已經(jīng)研究過的左右及上下移
利用平移變換可以化簡函數(shù)解析式,從而便于研究曲線的幾何性質(zhì)
(6)正弦定理,余弦定理
正弦定理:
余弦定理:a2=b2c2-2cbcosA
b2=c2a2-2cacosB
c2=a2b2-2abcosc
定理變形:cosA=,cosB=,cosC=
正弦定理及余弦定理是解決三角形的重要而又基本的工具。通過閱讀課本,理解用向量法推導正、余弦定理的重要思想方法。
5、向量既是重要的數(shù)學概念,也是有力的解題工具。利用向量可以證明線線垂直,線線平行,求夾角等,特別是直角坐標系的引入,體現(xiàn)了向量解決問題的程序性特點。
四、典型例題
例1、如圖,,為單位向量,與夾角為1200,與的夾角為450,||=5,用,表示。
分析:
以,為鄰邊,為對角線構(gòu)造平行四邊形
把向量在,方向上進行分解,如圖,設=λ,=μ,λ0,μ0
則=λμ
∵||=||=1
∴λ=||,μ=||
△OEC中,∠E=600,∠OCE=750,由得:
∴
∴
說明:用若干個向量的線性組合表示一個向量,是向量中的基本而又重要的問題,通常通過構(gòu)造平行四邊形來處理
例2、已知△ABC中,A(2,-1),B(3,2),C(-3,-1),BC邊上的高為AD,求點D和向量坐標。
分析:
用解方程組思想
設D(x,y),則=(x-2,y1)
∵=(-6,-3),·=0
∴-6(x-2)-3(y1)=0,即2xy-3=0①
∵=(x-3,y-2),∥
∴-6(y-2)=-3(x-3),即x-2y1=0②
由①②得:
∴D(1,1),=(-1,2)
例3、求與向量=,-1)和=(1,)夾角相等,且模為的向量的坐標。
分析:
用解方程組思想
法一:設=(x,y),則·=x-y,·=xy
∵,=,
∴
(2)若∠PED=450,求證:P、D、C、E四點共圓。
分析:
利用坐標系可以確定點P位置
如圖,建立平面直角坐標系
則C(2,0),D(2,3),E(1,0)
設P(0,y)
∴=(1,3),=(-1,y)
∴
·=3y-1
代入cos450=
解之得(舍),或y=2
∴點P為靠近點A的AB三等分處
(3)當∠PED=450時,由(1)知P(0,2)
∴=(2,1),=(-1,2)
∴·=0
∴∠DPE=900
又∠DCE=900
∴D、P、E、C四點共圓
說明:利用向量處理幾何問題一步要驟為:①建立平面直角坐標系;②設點的坐標;③求出有關(guān)向量的坐標;④利用向量的運算計算結(jié)果;⑤得到結(jié)論。
同步練習
(一)選擇題
1、平面內(nèi)三點A(0,-3),B(3,3),C(x,-1),若∥,則x的值為:
A、-5B、-1C、1D、5
2、平面上A(-2,1),B(1,4),D(4,-3),C點滿足,連DC并延長至E,使||=||,則點E坐標為:
A、(-8,)B、()C、(0,1)D、(0,1)或(2,)
2、點(2,-1)沿向量平移到(-2,1),則點(-2,1)沿平移到:
3、A、(2,-1)B、(-2,1)C、(6,-3)D、(-6,3)
4、△ABC中,2cosB·sinC=sinA,則此三角形是:
A、直角三角形B、等腰三角形C、等邊三角形D、以上均有可能
5、設,,是任意的非零平面向量,且相互不共線,則:
①(·)-(·)=0
②||-|||-|
③(·)-(·)不與垂直
④(32)·(3-2)=9||2-4|2中,
真命題是:
A、①②B、②③C、③④D、②④
6、△ABC中,若a4b4c4=2c2(a2b2),則∠C度數(shù)是:
A、600B、450或1350C、1200D、300
7、△OAB中,=,=,=,若=,t∈R,則點P在
A、∠AOB平分線所在直線上B、線段AB中垂線上
C、AB邊所在直線上D、AB邊的中線上
8、正方形PQRS對角線交點為M,坐標原點O不在正方形內(nèi)部,且=(0,3),=(4,0),則=
A、()B、()C、(7,4)D、()
(二)填空題
9、已知{,|是平面上一個基底,若=λ,=-2λ-,若,共線,則λ=__________。
10、已知||=,||=1,·=-9,則與的夾角是________。
11、設,是兩個單位向量,它們夾角為600,
則(2-)·(-32)=____________。
12、把函數(shù)y=cosx圖象沿平移,得到函數(shù)___________的圖象。
(三)解答題
13、設=(3,1),=(-1,2),⊥,∥,試求滿足=的的坐 14、若=(2,-8),-=(-8,16),求、及與夾角θ的余弦值。
15、已知||=,||=3,和夾角為450,求當向量λ與λ夾角為銳角時,λ的取值范圍。
參考答案
(一)1、C2、B3、D4、B5、D6、B7、A8、A
(二)9、10、11、12、y=sinx1
(三)13、(11,6)
14、=(-3,4),=(5,-12),
15、λ,或λ且λ≠
平面向量的應用
課時12平面向量的應用
一、學習目標:
1.經(jīng)歷用向量的方法解決某些簡單的幾何問題、力學問題的過程,體會向量是某一種數(shù)學工具。
2.發(fā)展學生的運算能力和解決實際問題的能力
二、重點與難點:
1.利用向量數(shù)量積的相關(guān)知識解決平面幾何、物理學中的垂直、夾角、模長和質(zhì)點運動等相關(guān)問題。
2.用向量的共線定理解決三點共線、動點的軌跡問題。
3.提高學生對所學知識和方法的遷移(轉(zhuǎn)化)能力。
三、基礎訓練:
1、已知向量,若點C在函數(shù)的圖象上,實數(shù)的值為
2、平面向量=(x,y),=(x2,y2),=(1,1),=(2,2),若==1,則這樣的向量有
3、如果向量與的夾角為,那么我們稱為向量與的“向量積”,是一個向量,它的長度為,如果,則的值為
4.在平行四邊形ABCD中,,則=______________
5.設中,,且,判斷的形狀。
6、=(cosθ,-sinθ),=(-2-sinθ,-2+cosθ),其中θ∈[0,π2],則||的最大值為
7、有兩個向量,,今有動點,從開始沿著與向量相同的方向作勻速直線運動,速度為;另一動點,從開始沿著與向量相同的方向作勻速直線運動,速度為.設、在時刻秒時分別在、處,則當時,秒.
四、例題研究
例1.已知向量滿足條件,且,求證是正三角形。
例2、已知,.求證:
思考:能否畫一個幾何圖形來解釋例2
變題:用向量方法證明梯形中位線定理。
例3、已知在△ABC中BC,CA,AB的長分別為a,b,c,試用向量方法證明:
(1)(2)
五、課后作業(yè):
1.設=(1,3),A、B兩點的坐標分別為(1,3)、(2,0),則與的大小關(guān)系為
2.當|a|=|b|≠0且a、b不共線時,a+b與a-b的關(guān)系是
3.下面有五個命題,①單位向量都相等;②長度不等且方向相反的兩個向量不一定是共線向量;③若a,b滿足|a|>|b|且a與b同向,則a>b;④由于零向量方向不確定,故0不能與任何向量平行;⑤對于任意向量a,b,必有|a+b|≤|a|+|b|。其中正確的命題序號為
4.已知正方形ABCD的邊長為1,=a,=b,=c,則a+b+c的模等于
5.下面有五個命題,①|(zhì)a|2=a2;②;③(ab)2=a2b2;④(a-b)2=a2-2ab+b2;⑤若ab=0,則a=0或b=0其中正確命題的序號是
6.已知m,n是夾角為60°的兩個單位向量,則a=2m+n和b=-3m+2n的夾角是
7.如圖,平面內(nèi)有三個向量,其中的夾角是120°,的夾角為30°,,若,
則=。
8.已知△ABC中,A(2,-1),B(3,2),C(-3,-1),BC邊上的高為AD,求點D和向量AD的坐標.
9.設i,j是平面直角坐標系內(nèi)x軸,y軸正方向上的兩個單位向量,且=4i+2j,=3i+4j,證明△ABC是直角三角形,并求它的面積.
10.已知△ABC頂點的直角坐標分別為A(3,4),B(0,0)C(c,0)
(1)若c=5,求sinA的值;(2)若A為鈍角,求c的取值范圍。
11.已知向量,,
(1)向量、是否共線?并說明理由;(2)求函數(shù)的最大值
12.在平面直角坐標系中,已知向量又點A(8,0),,(1)若,且,求向量;
(2)向量與共線,當,且取最大值4,求
問題統(tǒng)計與分析
平面向量坐標表示
平面向量坐標表示
年級高一學科數(shù)學課題平面向量坐標表示
授課時間撰寫人
學習重點平面向量的坐標運算.
學習難點對平面向量坐標運算的理解
學習目標
1.會用坐標表示平面向量的加減與數(shù)乘運算;
2.能用兩端點的坐標,求所構(gòu)造向量的坐標;
教學過程
一自主學習
思考1:設i、j是與x軸、y軸同向的兩個單位向量,若設=(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)向量的坐標表示,向量+,-,λ的坐標分別如何?
+=();-=();
λ=().
兩個向量和與差的坐標運算法則:
兩個向量和與差的坐標分別等于這兩個向量相應坐標的和與差.
實數(shù)與向量的積的坐標等于用這個實數(shù)乘原來向量的相應坐標.
思考3:已知點A(x1,y1),B(x2,y2),那么向量的坐標如何?
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.
變式:若與的交點為,試求點的坐標.
練1.已知向量的坐標,求,的坐標.
⑴
⑵
⑶
⑷
練2.已知、兩點的坐標,求,的坐標.
⑴
⑵
⑶
⑷
三鞏固練習
1.若向量與向量相等,則()
A.B.
C.D.
2.已知,點的坐標為,則的坐標為()
A.B.
C.D.
3.已知,,則等于()
A.B.C.D.
4.設點,,且
,則點的坐標為.
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的坐標為__________。
A.(7,4)B.(5,4)C.(7,14)D.(5,14)
7.已知點,及,,,求點、、的坐標。
四課后反思
五課后鞏固練習
1.若點、、,且,,則點的坐標為多少?點的坐標為多少?向量的坐標為多少?
2.已知向量,,,試用來表示.
高二數(shù)學平面向量
第二章平面向量復習課(一)
一、教學目標
1.理解向量.零向量.向量的模.單位向量.平行向量.反向量.相等向量.兩向量的夾角等概念。
2.了解平面向量基本定理.
3.向量的加法的平行四邊形法則(共起點)和三角形法則(首尾相接)。
4.了解向量形式的三角形不等式:|||-||≤|±|≤||+||(試問:取等號的條件是什么?)和向量形式的平行四邊形定理:2(||+||)=|-|+|+|.
5.了解實數(shù)與向量的乘法(即數(shù)乘的意義):
6.向量的坐標概念和坐標表示法
7.向量的坐標運算(加.減.實數(shù)和向量的乘法.數(shù)量積)
8.數(shù)量積(點乘或內(nèi)積)的概念,=||||cos=xx+yy注意區(qū)別“實數(shù)與向量的乘法;向量與向量的乘法”
二、知識與方法
向量知識,向量觀點在數(shù)學.物理等學科的很多分支有著廣泛的應用,而它具有代數(shù)形式和幾何形式的“雙重身份”能融數(shù)形于一體,能與中學數(shù)學教學內(nèi)容的許多主干知識綜合,形成知識交匯點,所以高考中應引起足夠的重視.數(shù)量積的主要應用:①求模長;②求夾角;③判垂直
三、教學過程
(一)重點知識:
1.實數(shù)與向量的積的運算律:
2.平面向量數(shù)量積的運算律:
3.向量運算及平行與垂直的判定:
則
4.兩點間的距離:
5.夾角公式:
6.求模:
(二)習題講解:《習案》P167面2題,P168面6題,P169面1題,P170面5、6題,
P171面1、2、3題,P172面5題,P173面6題。
(三)典型例題
例1.已知O為△ABC內(nèi)部一點,∠AOB=150°,∠BOC=90°,設=,=,=,
且||=2,||=1,||=3,用與表示
解:如圖建立平面直角坐標系xoy,其中,是單位正交基底向量,則B(0,1),C(-3,0),
設A(x,y),則條件知x=2cos(150°-90°),y=-2sin(150°-90°),即A(1,-),也就是=-,=,=-3所以-3=3+|即=3-3
(四)基礎練習:
《習案》P178面6題、P180面3題。
(五)、小結(jié):掌握向量的相關(guān)知識。
(六)作業(yè):《習案》作業(yè)二十七。
第二章平面向量復習課(二)
一、教學過程
(一)習題講解:《習案》P173面6題。
(二)典型例題
例1.已知圓C:及點A(1,1),M是圓上任意一點,點N在線段MA的延長線上,且,求點N的軌跡方程。
練習:1.已知O為坐標原點,=(2,1),=(1,7),=(5,1),=x,y=(x,y∈R)求點P(x,y)的軌跡方程;
2.已知常數(shù)a0,向量,經(jīng)過定點A(0,-a)以為方向向量的直線與經(jīng)過定點B(0,a)以為方向向量的直線相交于點P,其中.求點P的軌跡C的方程;
例2.設平面內(nèi)的向量,,,點P是直線OM上的一個動點,求當取最小值時,的坐標及APB的余弦值.
解設.∵點P在直線OM上,
∴與共線,而,∴x-2y=0即x=2y,
有.∵,,
∴
=5y2-20y+12
=5(y-2)2-8.
從而,當且僅當y=2,x=4時,取得最小值-8,
此時,,.
于是,,,
∴
小結(jié):利用平面向量求點的軌跡及最值。
作業(yè):〈習案〉作業(yè)二十八。