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第六章
6.1 平面向量的概念
6.1.1 向量的实际背景与概念
6.1.2 向量的几何表示
6.1.3 相等向量与共线向量
1.通过对力、速度、位移等的分析,了解平面向量的实际背景,理解平面向量的意义和两个向量相等的含义.
2.理解平面向量的几何表示和基本要素.
课标要求
素养要求
从力、速度、位移等实际情景入手,经历从具体到抽象的知识发展过程,发展学生的数学抽象素养及直观想象素养.
课前预习
知识探究
1
1.向量与数量
(1)向量:既有______又有______的量叫做向量.
(2)数量:只有______没有______的量称为数量.
大小
方向
大小
方向
2.向量的几何表示
(1)__________ 的线段叫做有向线段.它包含三个要素:______、______、______.
具有方向
起点
方向
长度
有向线段
长度
点睛
(1)向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小。
(2)有向线段只是表示向量的一个图形工具,它不是向量.
3.向量的有关概念
向量名称 定义
零向量 长度为0的向量,记作0
单位向量 长度等于__________长度的向量
平行向量 (共线向量) 方向____________的非零向量,向量a,b平行,记作a∥b,规定:零向量与任意向量______
相等向量 长度______且方向______的向量;向量a,b相等,记作a=b
1个单位
相同或相反
平行
相等
相同
点睛
(1)单位向量有无数个,它们大小相等,但方向不一定相同.
(2)在平面内,将所有单位向量的起点平移到同一点,则它们的终点构成一个半径为1的圆.
1.思考辨析,判断正误
×
(2)若a,b都是单位向量,则a=b.( )
(3)若a=b,且a与b的起点相同,则终点也相同.( )
(4)零向量的大小为0,没有方向.( )
×
√
×
提示 (1)向量的模可以比较大小,但向量不能比较大小.
(2)a与b都是单位向量,则|a|=|b|=1,但a与b方向可能不同.
(4)任何向量都有方向,零向量的方向是任意的.
2.给出下列物理量:
①质量;②速度;③位移;④力;⑤加速度;⑥路程;⑦密度;⑧功;⑨时间.
其中不是向量的有( )
A.3个 B.4个
C.5个 D.6个
解析 质量、路程、密度、功、时间只有大小,没有方向,所以是数量,不是向量.
C
D
∵B,O,D三点在一条直线上,
4.给出下列命题:
③
解析 两个向量相等只要模相等且方向相同即可,而与起点和终点的位置无关,故①不正确.
单位向量只要求长度等于1个单位长度,但方向未确定,故②不正确.
课堂互动
题型剖析
2
题型一 向量的有关概念
【例1】 下列说法正确的是( )
A
解析 两个有共同起点,且长度相等的向量,它们的方向不一定相同,终点也不一定相同;C选项,当b=0时,a与c可能不共线;两个单位向量平行也可能反向,则不相等,故B,C,D都错误,A正确.
思维升华 对于向量的相关概念问题,关键是把握好概念的内涵与外延,对于一些似是而非的概念一定要分辨清楚,如有向线段与向量,有向线段是向量的表示形式,并不等同于向量,还有如单位向量,单位向量只是从模的角度定义的,与方向无关.零向量的模为零,方向则是任意的.
思维升华
【训练1】 下列说法正确的是( )
A.温度有零上和零下之分,所以温度是向量
B.共线向量一定在同一直线上
C.向量a≠b,则a与b的方向必不相同
D.单位向量的长度为1
解析 A中,温度虽有大小却无方向,故不是向量,B中,共线向量不一定在同一直线上,C中,a≠b,但a与b的方向可以相同,因此A,B,C均不正确.
D
题型二 相等向量与共线向量
(1)与a的长度相等、方向相反的向量有哪些?
(2)与a共线的向量有哪些?
(3)请一一列出与a,b,c相等的向量.
【迁移】 在本例中,若|a|=1,则正六边形的边长为多少?
解 由正六边形中,相邻两顶点与中心连接成的三角形均为正三角形,
∴△FOA为等边三角形,所以边长AF=|a|=1,即正六边形的边长为1.
相等向量与共线向量的探求方法
(1)寻找相等向量:先找与表示已知向量的有向线段长度相等的线段,再确定哪些是同向共线的向量.
(2)寻找共线向量:先找与表示已知向量的有向线段平行或共线的线段,再确定同向与反向的向量,注意不要漏掉以表示已知向量的有向线段的终点为起点,起点为终点的向量.
思维升华
【训练2】 如图所示,四边形ABCD和ABDE都是平行四边形.
6
解析 (1)在平行四边形ABCD和ABDE中,
【例3】 在蔚蓝的大海上,有一艘巡逻艇在执行巡逻任务.它首先从A点出发向西航行了200 km到达B点,然后改变航行方向,向西偏北50°航行了400 km到达C点,最后又改变航行方向,向东航行了200 km到达D点.此时,它完成了此片海域的巡逻任务.
题型三 向量的表示及应用
(2)由题意知AB∥CD,AB=CD,
所以四边形ABCD是平行四边形,
所以AD=BC=400 km,
平面向量在实际生活中的应用
生活中很多问题可以归结为向量的问题,如力、速度、位移等,因此运用向量的知识进行解答可使问题简化,易于求解.解答时,一般先把实际问题用图示表示出来,然后围绕线段的长度(即向量的模)和方向(求某个角)进行求解.
思维升华
【训练3】 一艘海上巡逻艇从港口向北航行了30 n mile,这时接到求救信号,在巡逻艇的正东方向40 n mile处有一艘渔船抛锚需救助.试求:
(1)巡逻艇从港口出发到渔船出事点所航行的路程;
(2)巡逻艇从港口出发到渔船出事点的位移.(参考数据:sin 53°≈0.8)
解 (1)画出示意图,如图所示,易得所求路程为巡逻艇两次路程的和,
即AB+BC=70 n mile.
(2)巡逻艇从港口出发到渔船出事点的位移是向量,既有大小又有方向,其大小为
1.向量是既有大小又有方向的量,从其定义可以看出向量既有代数特征又有几何特征,因此借助向量,我们可以将某些代数问题转化为几何问题,又可将几何问题转化为代数问题,故向量能起到数形结合的桥梁作用.
2.共线向量和平行向量是同一概念,都是指方向相同或相反的向量,理解时要注意与平面几何中的“共线”“平行”的区别.要特别注意零向量与任意向量平行,忽视这一点就会出现错误.
课堂小结