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6.1 平面向量的概念
高一
必修二
本节目标
1.理解向量的有关概念及向量的几何表示.
2.理解共线向量、相等向量的概念.
3.正确区分向量平行与直线平行.
课前预习
预习课本P2~4,思考并完成以下问题
(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?
(5)零向量与单位向量有什么特殊性?0与0的含义有什么区别?
课前小测
1.正n边形有n条边,它们对应的向量依次为a1,a2,a3,…,an,则这n个向量( )
A.都相等 B.都共线
C.都不共线 D.模都相等
D
边长相等
2.有下列物理量:
①质量;②温度;③角度;④弹力;⑤风速.
其中可以看成是向量的有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
×
×
×
√
√
B
3.已知||=1,||=2,若∠ABC=90°,则||=________.
A
B
C
1
2
||=
4.如图,四边形ABCD是平行四边形,则图中相等的向量是________(填序号).
(1) 与; (2) 与;
(3) 与; (4) 与.
√
×
×
√
(1)
(4)
新知探究
1.向量与数量
向量
数量
既有______又有______的量.
大小
方向
只有______没有______的量.
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
A(起点)
B(终点)
以A为起点,B为终点的有向线段记作,线段AB的长度也叫做有向线段的长度,记作.
2.向量的几何表示
(2)向量可以用_________ 来表示.向量的大小称为向量的______(或称模),记作_____.向量也可以用字母a,b,c,…表示,或用表示向量的有向线段的起点和终点字母表示,例如: , .
有向线段
长度
||
注意:用字母a表示向量时,印刷用黑体a,书写用.
(1)向量可以比较大小吗?
有向线段只是表示向量的一个图形工具,它不是向量.
思考
(2)有向线段就是向量吗?
向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小.
3.向量的有关概念
零向量 长度为0的向量,记作0
单位向量 长度等于____个单位长度的向量
平行向量 (共线向量) 方向___________的非零向量
向量a,b平行,记作________
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与b相等,记作__________
1
相同或相反
a∥b
平行
相等
相同
a=b
题型突破
典例深度剖析 重点多维探究
题型一 向量的有关概念
[例1] 判断下列命题是否正确,请说明理由:
(1)若向量a与b同向,且|a|>|b|,则a>b;
(2)若向量|a|=|b|,则a与b的长度相等且方向相同或相反;
(3)对于任意向量|a|=|b|,若a与b的方向相同,则a=b;
(4)由于0方向不确定,故0不与任意向量平行;
(5)向量a与向量b平行,则向量a与b方向相同或相反.
解答本题应根据向量的有关概念,注意向量的大小、方向两个要素.
[例1] 判断下列命题是否正确,请说明理由:
(1)若向量a与b同向,且|a|>|b|,则a>b;
(2)若向量|a|=|b|,则a与b的长度相等且方向相同或相反;
(3)对于任意向量|a|=|b|,若a与b的方向相同,则a=b;
(4)由于0方向不确定,故0不与任意向量平行;
(5)向量a与向量b平行,则向量a与b方向相同或相反.
向量由两个因素来确定,即大小和方向,所以两个向量不能比较大小.
×
由|a|=|b|只能判断两向量长度相等,不能确定它们的方向关系.
×
因为|a|=|b|,且a与b同向,由两向量相等的条件,可得a=b.
√
依据规定:0与任意向量平行.
×
因为向量a与向量b若有一个是零向量,则其方向不定.
×
反思感悟
(1)零向量的方向是任意的,所有的零向量都相等.
1.理解零向量和单位向量应注意的问题
(2)单位向量不一定相等,不要忽略其方向.
反思感悟
(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.
2.共线向量与平行向量
解决与向量概念有关题目的关键是突出向量的核心——方向和长度.
要点提醒
跟踪训练
①若a∥b,b∥c,则a∥c;
②若单位向量的起点相同,则终点相同;
③起点不同,但方向相同且模相等的几个向量是相等向量;
④向量与是共线向量,则A,B,C,D四点必在同一直线上.
共线向量即平行向量,只要求方向相同或相反即可,并不要求两个向量,必须在同一直线上.
×
若b=0,则①不成立
×
起点相同的单位向量,终点未必相同
√
对于一个向量只要不改变其大小和方向,是可以任意移动的
×
1.给出下列命题:
其中正确命题的序号是________.
③
题型二 向量的表示及应用
[例2] (1)如图,B,C是线段AD的三等分点,分别以图中各点为起点和终点,可以写出________个向量.
12
[例2]
(2)在如图所示的坐标纸上(每个小方格边长为1),用直尺和圆规画出下列向量:
③ ,使||=6,点C在点B北偏东30°.
A
① ,使||=4,点A在点O北偏东45°;
② ,使||=4,点B在点A正东;
B
B
C
30°
6
3
C
反思感悟
1.向量的两种表示方法
(2)字母表示法:为了便于运算可用字母a,b,c表示,为了联系平面几何中的图形性质,可用表示向量的有向线段的起点与终点表示向量,如,,等.
(1)几何表示法:先确定向量的起点,再确定向量的方向,最后根据向量的长度确定向量的终点.
2.两种向量表示方法的作用
(1)用几何表示法表示向量,便于用几何方法研究向量运算,为用向量处理几何问题打下了基础.
(2)用字母表示法表示向量,便于向量的运算.
反思感悟
跟踪训练
2.某人从A点出发向东走了5米到达B点,然后改变方向沿东北方向走了10米到达C点,到达C点后又改变方向向西走了10米到达D点.
(1)作出向量,,;
(2)求的模.
2.某人从A点出发向东走了5米到达B点,然后改变方向沿东北方向走了10米到达C点,到达C点后又改变方向向西走了10米到达D点.
(1)作出向量,,;
东
南
西
北
A
B
C
D
2.某人从A点出发向东走了5米到达B点,然后改变方向沿东北方向走了10米到达C点,到达C点后又改变方向向西走了10米到达D点.
(2)求的模.
东
南
西
北
A
B
C
D
5
10
10
10
(米)
在RT△ABD中
米
题型三 相等向量和共线向量
1.两个相等的非零向量的起点与终点是否都分别重合?
不一定.因为向量都是自由向量,只要大小相等,方向相同就是相等向量,与起点和终点位置无关.
探究问题
探究问题
2.若∥,则从直线AB与直线CD的关系和与的方向关系两个方面考虑有哪些情况?
分四种情况
(1)直线AB和直线CD重合, 与同向;
(2)直线AB和直线CD重合, 与反向;
(3)直线AB∥直线CD, 与同向;
(4)直线AB∥直线CD, 与反向.
[例3] 如图所示,O是正六边形ABCDEF的中心,且=a, =b, =c.
(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.
[例3] 如图所示,O是正六边形ABCDEF的中心,且=a, =b, =c.
(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?
[例3] 如图所示,O是正六边形ABCDEF的中心,且=a, =b, =c.
(3)请一一列出与a,b,c相等的向量.
与a相等的向量:
与b相等的向量:
与c相等的向量:
多维探究
变式1 本例条件不变,写出与向量相等的向量.
变式2 本例条件不变,写出与向量长度相等的共线向量.
变式3 在本例中,若|a|=1,则正六边形的边长如何?
由正六边形中,每边与中心连接成的三角形均为正三角形,
所以△FOA为等边三角形,
所以边长AF=|a|=1.
反思感悟
(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,再构造同向与反向的向量,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.
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向量,再确定哪些同向共线.
与向量平行相关的问题中,不要忽视零向量.
易错提醒
随堂检测
1.判断正误
(1)长度为0的向量都是零向量.( )
(2)零向量的方向都是相同的.( )
(3)单位向量的长度都相等.( )
(4)单位向量都是同方向. ( )
(5)任意向量与零向量都共线.( )
√
×
√
×
√
2.汽车以120 km/h的速度向西走了2 h,摩托车以45 km/h的速度向东北方向走了2 h,则下列命题中正确的是( )
A.汽车的速度大于摩托车的速度
B.汽车的位移大于摩托车的位移
C.汽车走的路程大于摩托车走的路程
D.以上都不对
速度、位移是向量,既有大小,又有方向,不能比较大小,路程可以比较大小.
C
3.在下列命题中:
①平行向量一定相等;
②不相等的向量一定不平行;
③共线向量一定相等;
④相等向量一定共线;
⑤长度相等的向量是相等向量;
⑥平行于同一个非零向量的两个向量是共线向量.
正确的命题是________.
×
×
×
√
×
√
④
⑥
4.如图所示,菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于O点,∠DAB=60°,分别以A,B,C,D,O中的不同两点为始点与终点的向量中,
(1)写出与平行的向量;
(2)写出与模相等的向量.
本课小结
1.向量是近代数学重要的和基本的数学概念之一,有深刻的几何和物理背景,它是沟通代数、几何的一种工具,注意向量与数量的区别与联系.
2.从定义上看,向量有大小和方向两个要素,而有向线段有起点、方向和长度三个要素,因此它们是两个不同的量.在空间中,有向线段是固定的,而向量是可以自由移动的.向量可以用有向线段表示,但并不能说向量就是有向线段.
本课小结
3.共线向量与平行向量是一组等价的概念.两个共线向量不一定要在一条直线上.当然,同一直线上的向量也是平行向量.
4.注意两个特殊向量——零向量和单位向量,零向量与任何向量都平行,单位向量有无穷多个,起点相同的所有单位向量的终点在平面内形成一个单位圆.
通过本节课,你学会了什么?