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第6章 平面向量及其应用
6.2 向量的加法运算
课题引入
向量:既有大小又有方向的量.
向量的表示:用有向线段表示向量
A(起点)
B(终点)
有向线段三要素:起点、方向、长度.
平行向量(共线向量):方向相同或相反的非零向量.
规定:零向量与任一向量平行.
相等向量:长度相等且方向相同的向量.
教学新知
我们知道,数能进行运算,因为有了运算而使数的威力无穷.那么,向量是否也能像数一样进行运算呢?人们从向量的物理背景和数的运算中受到启发,引进了向量的运算,本节课我们就来研究平面向量的运算,探索其运算性质,体会向量运算的作用。
下面来学习向量的加法运算。
知识梳理
思考:如图6.2-1,某质点从点A经过点B到点C,这个质点的位移如何表示?
A
B
C
图6.2-1
1 向量加法的三角形法则
导引 位移是向量,它们可以合成,我们能否从位移的合成中得到启发,引进向量的加法呢?
知识梳理
如下图,在平面内任取一点A,作 ,则向量 叫做 和 的和,记作 ,即
A
B
C
A
B
C
所以两个向量可以相加,并且两个向量的和还是一个向量。
一般地,求两个向量和的运算,叫做向量的加法.
这种求向量和的方法,称为向量加法的三角形法则.
位移的合成可以看作向量加法三角形法则的物理模型.
口诀:“首尾相接连端点”
知识梳理
知识梳理
F1
F2
F
力F对橡皮条产生的效果,与力F1和F2共同作用产生的效果相同,物理学中把力F叫做F1和F2的合力.
2 向量加法的平行四边形法则
思考:如图6.2-3,一个物体同时受到两个外力 F1 和 F2 的作用,你能做出这个物体所受的合力 F 吗?
O
O
知识梳理
F1
F2
F1
F2
F
F
E
O
O
E
F是以F1与F2为邻边所形成的平行四边形的对角线.
从运算的角度看,F可以看作是F1与F2的和,即力的合成可以看作向量的加法.
我们把这种两个向量和的方法叫做向量的平行四边形法则。力的合成可以看作向量加法平行四边形法则的物理模型。
口诀:“起点相同连对角“
【1】两个法则的使用条件不同:
【2】当两个向量不共线时,两个法则是一致的.
三角形法则适用于任意两个非零向量求和;
平行四边形法则只适用于两个不共线的相量求和;
【3】三角形法则中强调“首尾相接”;
平行四边形法则中强调的是“共起点,不共线”.
又因为AC=OB,所以OC=OA+AC(三角形法则)
如图所示,OC=OA+OB(平行四边形法则),
O
A
B
思考:向量的平行四边形法则与三角形法则是一致的吗?
小练习
例题1:如图6.2-5,已知向量 ,求作向量 .
O
作法1:
在平面内取任意一点O,作 ,则向量 .
小练习
例题1:如图6.2-5,已知向量 ,求作向量 .
O
作法2:
在平面内取任意一点O,作 ,以OA,OB为邻边作 OACB,连接AC,则向量 .
合作探究
【探究1】
如果向量 共线,你能作出向量 吗
合作探究
【探究2】
结合例1,探索 之间的关系.
1.当 共线时
当 同向时,有
当 反向时,有
合作探究
【探究2】
结合例1,探索 之间的关系.
O
2.当 不共线时
当 不共线时,由三角形两边之和大于第三边,可知:
综上所述:
当且仅当 方向相同时等号成立.
合作探究
探究3 数的加法满足交换律、结合律,即对任意的都有那么向量的加法是否也满足交换律与结合律呢?
合作探究
探究3 数的加法满足交换律、结合律,即对任意的都有那么向量的加法是否也满足交换律与结合律呢?
课堂练习
例题2:长江两岸之间没什么大桥的地方,常常通过轮渡进行运输.如图6.2-8,一艘船从长江南岸A地出发,垂直于对岸航行,航行速度的大小为15km/h,同时江水的速度为向东6km/h.
(1)用向量表示江水速度、船速以及船实际的航行速度;
(2)求船实际航行的速度大小(结果保留小数点后一位)与方向(用与江水速度间的夹角表示,精确到1°)
课堂练习
C
A
D
B
水速6km/h
船实际航行速度
船速15km/h
(2)在中,
答:船实际航行速度大小约为km/h,方向与水的流速呈68°夹角。
因为
利用计算工具可得
四、新问:点拨归纳,提升思维
1.向量加法的定义
定义:求两个向量和的运算,叫做向量的加法。
2.向量求和的法则
三角形法则 平行四边形法则
3.向量加法的运算律
(1)交换律:a+b=b+a.
(2)结合律:(a+b)+c=a+(b+c).