第一讲 平面向量的概念与加减运算
专题一 平面向量的概念
1.向量的实际背景与概念
(1)向量的实际背景
物理中,质点A到A’的位移表示从起点到终点相对位置的变化,与具体的路线无关,既有大小又有方向;速度是表示物体运动快慢的量,既有大小又有方向;力也是这样.这样的量在物理学中称为矢量.
向量的概念
在数学中,我们把既有大小又有方向的量叫作向量,而把只有大小没有方向的量称为数量,如年龄、身高、长度、面积、体积、质量等都是数量.
向量与数量的区别
数量是一个代数量,可以比较大小,物理学中称为标量,向量不能比较大小,物理学中称为矢量.
题型1 向量的概念
例1. 下列物理量:①质量;②速度;③力;④加速度;⑤路程;⑥密度;⑦功,其中不是向量的有( )
A. 1个 B.2个 C.3个 D.4个
练习1.以下选项都是向量的为( )
A. 加速度、海拔 B.质量、摩擦力 C.面积、体积 D.重力、速度
练习2.下列说法正确的是( )
向量可以比较大小 B.坐标平面上的轴和轴都是向量
C.向量就是有向线段 D.体积、面积和时间都不是向量
2.向量的几何表示
(1)有向线段:具有方向的线段叫作有向线段.通常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.
线段的长度也叫作有向线段的长度,记作.
有向线段包含三个要素:起点、方向、长度.
(2)向量的几何表示:向量可以用有向线段表示,有向线段的长度表示向量的大小,有向线段的方向表示向量的方向.
(3)向量的字母表示:向量可以用字母表示,或用表示向量的有向线段的起点和终点的字母表示,如,.
(4)向量的模:向量的大小称为向量的长度(或称模),记作.
(任意向量的模都是非负数,即,所以向量的模可以比较大小.)
(5)两个特殊向量:
①零向量:长度为0的向量叫作零向量,记作0,它的方向是任意的.
②单位向量:长度等于1个单位长度的向量,叫作单位向量.
题型2 向量的几何表示
例2.下列说法正确的有___________.
①向量的长度与向量的长度相等;
②有向线段就是向量,向量就是有向线段;
③向量的大小与方向有关;
④向量的模可以比较大小.
例3.下列命题不正确的是( )
A.零向量的方向是任意的
B.单位向量的方向是任意的
C.零向量的模为0
D.起点为原点的所有单位向量,终点构成单位圆
3.相等向量与共线向量
(1)相等向量:长度相等且方向相同的向量叫作相等向量.用有向线段表示的向量与相等,记作.所有的零向量都相等
(2)平行向量:方向相同或相反的非零向量叫做平行向量.向量平行,记作.我们规定:零向量与任意向量平行,即对任意向量,都有.
(3)共线向量:任一组平行向量都可以平移到同一条直线上,因此,平行向量也叫做共线向量.
题型3 相等向量与共线向量
例4.下列说法正确的是( )
A.两个有共同起点而且相等的向量,其终点必相同
B.长度相等的向量叫作相等向量
C.共线向量(均为非零向量)是在一条直线上的向量
D.向量与向量平行,则与的方向相同或相反
练习4.(多选)下列说法中正确的是( )
A.零向量与任一向量平行
B.方向相反的两个非零向量不一定共线
C.零向量的长度为0
D.方向相反的两个非零向量必不相等
例5.如图所示,的三边均不相等,分别是边的中点.
(1)写出与共线的向量;
(2)写出与长度相等的向量;
(3)写出与相等的向量
专题二 平面向量加减运算
1.向量的加法运算
探究二:如图,某人从北京到武汉再到重庆,则两次行程的位移可用哪个向量表示?从这里可以得到什么结论?
1.向量加法的定义:求两个向量和的运算,叫作向量的加法
①两个向量的和仍是向量
②规定:
2.向量加法的三角形法则
已知两个非零向量,求.
在平面内任取一点A,作,,连接AC
则
3.向量加法的平行四边形法则
还有其他方法求吗?
作,连接CD
则
4.向量加法的三角形法则与平行四边形法则的区别
三角形法则 平行四边形法则
两向量的位置关系 两向量共线或不共线都可以 只适用于两向量不共线
两向量起点、终点的特点 (首尾相接) (共起点)
2.向量加法的运算律
结论:交换律: 结合律:
题型1 向量的加法运算
例1.在平行四边形中,等于( )
A. B. C. D.
练习1.在四边形中, ,则四边形是( )
A.菱形 B.矩形 C.正方形 D.平行四边形
题型2 向量加法的运算律
例2.
例3.(多选)如图,在平行四边形中,下列计算正确的是( )
A. B.
C. D.
3.向量的减法运算
1.相反向量:与向量长度相等,方向相反的向量,叫作的相反向量,记作.
2.相反向量的性质:
①零向量的相反向量仍是零向量.
②任一向量与其相反向量的和是零向量,即.
③如果向量互为相反向量,那么,,.
3.向量减法的定义:向量加上的相反向量,叫作与的差,即
4.向量减法的三角形法则与平行四边形法则
题型3 向量的减法运算
例4.下列运算中正确的是( )
B.
C. D.
例5.平行四边形中,,,,若,求.
课后作业
1.设是两个平面向量,则“”是“”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2.若四边形是矩形,则下列说法不正确的是( )
A.与共线 B.与共线
C.与模相等,方向相反 D.与模相等
3.下列命题正确的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
4.如图,已知正方形的边长等于单位长度1,,,,试着写出向量.
(1);
(2),并求出它的模.
5.如图,设是边长为1的正六边形的中心,写出图中与向量相等的向量________________.(写出两个即可)