平面向量的概念
学习重难点 学习目标 核心素养
平面向量的相关概念 了解平面向量的实际背景,理解平面向量的相关概念 数学抽象
平面向量的几何表示 掌握向量的表示方法,理解向量的模的概念 数学抽象
相等向量与共线向量 理解两个向量相等的含义以及共线向量的概念 数学抽象、逻辑推理
【学习过程】
一、问题导学
预习教材P2-P4的内容,思考以下问题:
1.向量是如何定义的?向量与数量有什么区别?
2.怎样表示向量?向量的相关概念有哪些?
3.两个向量(向量的模)能否比较大小?
4.如何判断相等向量或共线向量?向量与向量是相等向量吗?
二、合作探究
探究点1:
向量的相关概念
例1:给出下列命题:
①若=,则A,B,C,D四点是平行四边形的四个顶点;
②在 ABCD中,一定有=;
③若a=b,b=c,则a=c.
其中所有正确命题的序号为________.
解析:=,A,B,C,D四点可能在同一条直线上,故①不正确;在 ABCD中,||=||,与平行且方向相同,故=,故②正确;a=b,则|a|=|b|,且a与b的方向相同;b=c,则|b|=|c|,且b与c的方向相同,则a与c长度相等且方向相同,故a=c,故③正确.
答案:②③
探究点2:
向量的表示
例2:在如图所示的坐标纸上(每个小方格的边长为1),用直尺和圆规画出下列向量:
(1),使||=4,点A在点O北偏东45°方向上;
(2),使||=4,点B在点A正东方向上;
(3),使||=6,点C在点B北偏东30°方向上.
解:(1)由于点A在点O北偏东45°方向上,所以在坐标纸上点A距点O的横向小方格数与纵向小方格数相等.又||=4,小方格的边长为1,所以点A距点O的横向小方格数与纵向小方格数都为4,于是点A的位置可以确定,画出向量,如图所示.
(2)由于点B在点A正东方向上,且||=4,所以在坐标纸上点B距点A的横向小方格数为4,纵向小方格数为0,于是点B的位置可以确定,画出向量,如图所示.
(3)由于点C在点B北偏东30°方向上,且||=6,依据勾股定理可得,在坐标纸上点C距点B的横向小方格数为3,纵向小方格数为3≈5.2,于是点C的位置可以确定,画出向量,如图所示.
探究点3:
共线向量与相等向量
例3:如图所示,O是正六边形ABCDEF的中心,且=a,=b,在每两点所确定的向量中.
(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?
解:(1)与a的长度相等、方向相反的向量有,,,.
(2)与a共线的向量有,,,,,,,,.
互动探究
1.变条件、变问法:本例中若=c,其他条件不变,试分别写出与a,b,c相等的向量.
解:与a相等的向量有,,;与b相等的向量有,,;与c相等的向量有,,.
2.变问法:本例条件不变,与共线的向量有哪些?
解:与共线的向量有,,,,,,,,.
三、学习小结
1.向量的概念及表示
(1)概念:既有大小又有方向的量.
(2)有向线段
①定义:具有方向的线段.
②三个要素:起点、方向、长度.
③表示:在有向线段的终点处画上箭头表示它的方向.以A为起点、B为终点的有向线段记作.
④长度:线段AB的长度也叫做有向线段的长度,记作||.
(3)向量的表示
■名师点拨
(1)判断一个量是否为向量,就要看它是否具备大小和方向两个因素.
(2)用有向线段表示向量时,要注意的方向是由点A指向点B,点A是向量的起点,点B是向量的终点.
2.向量的有关概念
(1)向量的模(长度):向量的大小,称为向量的长度(或称模),记作||.
(2)零向量:长度为0的向量,记作0.
(3)单位向量:长度等于1个单位长度的向量.
3.两个向量间的关系
(1)平行向量:方向相同或相反的非零向量,也叫做共线向量.若a,b是平行向量,记作a∥b.
规定:零向量与任意向量平行,即对任意向量a,都有0∥a.
(2)相等向量:长度相等且方向相同的向量,若a,b是相等向量,记作a=b.
■名师点拨
(1)平行向量也称为共线向量,两个概念没有区别.
(2)共线向量所在直线可以平行,与平面几何中的共线不同.
(3)平行向量可以共线,与平面几何中的直线平行不同.
四、精炼反馈
1.如图,在 ABCD中,点E,F分别是AB,CD的中点,图中与平行的向量的个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选C.图中与平行的向量为,,共3个.
2.下列结论中正确的是( )
①若a∥b且|a|=|b|,则a=b;
②若a=b,则a∥b且|a|=|b|;
③若a与b方向相同且|a|=|b|,则a=b;
④若a≠b,则a与b方向相反且|a|≠|b|.
A.①③ B.②③
C.③④ D.②④
解析:选B.两个向量相等需同向等长,反之也成立,故①错误,a,b可能反向;②③正确;④两向量不相等,可能是不同向或者长度不相等或者不同向且长度不相等.
3.已知O是正方形ABCD对角线的交点,在以O,A,B,C,D这5点中任意一点为起点,另一点为终点的所有向量中,写出:
(1)与相等的向量;
(2)与长度相等的向量;
(3)与共线的向量.
解:画出图形,如图所示.
(1)易知BC∥AD,BC=AD,
所以与相等的向量为.
(2)由O是正方形ABCD对角线的交点知OB=OD=OA=OC,
所以与长度相等的向量为,,,,,,.
(3)与共线的向量为,,.
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