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第六章 平面向量及其应用
向量的加法运算
6.2.1
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?
一.平面向量的概念
几何表示
实际背景
与概念
相等向量与共线向量
二.平面向量的运算
加法运算
数量积
减法运算
数乘运算
思维导图 整体感知
平面向量
及其应用
三.平面向量基本定理
及坐标表示
未完待续
四.平面向量的应用
未完待续
情境引入
位移、力是向量,它们可以合成.能否从位移、力的合成中得到启发,引进向量的加法呢?
问题1:
如图所示,某质点从点A经过点B到点C
A
C
B
这个质点的位移如何表示?
因此,位移 可以看成是位移 与 合成的
从运算的角度看, 可以看作是 与 的和,即位移的合成可以看作向量的加法.
这个质点两次位移 的结果,与从点A直接到C的位移 相同
新知探究
一.向量加法的三角形法则:
A
B
C
已知非零向量 ,
在平面内取任意一点A,作
则向量 叫做 与 的和,记作
即
位移的合成可以看作向量加法三角形法则的物理模型
求两个向量和的运算,叫做向量的加法
新知探究
如图所示,在光滑平面上,一个物体同时受到两个两个外力 与 的作用.
问题2:
O
A
B
你能做出这个物体所受的合力 吗?
合力 在以OA、OB为邻边的平行四边形的对角线上,并且大小等于这条对角线的长
可以看作是 与 的和.即力的合成可以看作向量的加法
二.向量加法的平行四边形法则:
新知探究
已知非零向量 ,
在平面内取任意一点O,作
O
A
B
C
则以O为起点的向量
就是向量 与 的和
(1)力的合成可以看作向量加法平行四边形法则的物理模型
新知探究
回顾向量加法的三角形法则与平行四边形法则,它们一致吗,为什么?
问题3:
O
A
B
C
A
B
C
(1)三角形法则中强调“首尾相接”
(2)平行四边形法则中强调“共起点”
(3)三角形法则适用于所有的两个非零向量求和
(4)平行四边形法则仅适用于两个不共线向量求和
(5)当两个向量不共线时,两个法则本质上是一样的,
你能说说为什么吗
(6)对于零向量与任意向量 ,规定
(1)如图,已知向量 ,求作向量
新知探究
作法1:在平面内任取一点O,作
O
A
B
作法2:在平面内任取一点O,作
以OA,OB
为邻边作平行四边形OACB,连接OC,则
O
A
B
C
向量 共线,那么它们的加法与数的加法类似.
新知探究
如果向量 共线,它们的加法与数的加法有什么关系?你能作出向量 吗?
(2)
解:
当 同向时,作
O
A
B
当 反向时,作
O
A
B
结合(1)(2),你能探索
之间的关系吗?
新知探究
三. 之间的关系
一般地,我们有
当且仅当 方向相同时等号成立.
证明:(1)
当 不共线时,由三角形两边之和大于第三边可得
O
A
B
(2)
当 共线时,有
,证毕.
新知探究
数的加法满足交换律、结合律,向量的加法是否也满足交换律和结合律呢?
问题4:
如图,你能否验证
综上所述,向量的加法满足交换律和结合律
典型例题
例1.长江两岸之间没有大桥的地方,常常通过轮渡进行运输。如图,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15 km/h,同时江水的速度为向东6km/h。
(1)用向量表示江水速度、船速以及船实际航行的速度;
(2)求船实际航行的速度的大小 (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°。
答:船实际航行速度约为,方向与水的流速间的夹角约为°。
B
水速
C
A
D
船速
题型一 求作向量的和
例题讲解
解:(1)如图所示,在平面内任取一点O
(2)如图所示,在平面内任取一点O
在平面内任取一点,三角形法则注意首尾相接;平行四边形法则注意共起点
如图,用向量加法的三角形法 则作出 .
例2.
如图,用向量加法的平行四边形法则作出 .
(1)
(2)
题型二 向量加法的运算律
例题讲解
例2.
化简:(1)
(2)
解: (1)法一:
(2)
法二:
题型三 向量加法的实际应用
例题讲解
例3.
在静水中船的速度为20m/min,水流的速度为10m/min。
如果船从岸边出发沿垂直于水流的航线到达对岸,求行进的方向。
如果船沿垂直于水流的方向航行,求船实际行进方向的正切值(相当于与河岸的夹角)
在(1)问的基础上,求经过3小时,该船的实际航程是多少km
(2)
(1)
(3)
解:(1)
如图,船速 与岸的方向成 角,由
图可知
所以船行进的方向与水流方向成120°角的方向
题型三 向量加法的实际应用
例题讲解
例3.
在静水中船的速度为20m/min,水流的速度为10m/min。
如果船从岸边出发沿垂直于水流的航线到达对岸,求行进的方向。
如果船沿垂直于水流的方向航行,求船实际行进方向的正切值(相当于与河岸的夹角)
在(1)问的基础上,求经过3小时,该船的实际航程是多少km
(2)
(1)
(3)
解:(2)
如图所示
题型三 向量加法的实际应用
例题讲解
例3.
在静水中船的速度为20m/min,水流的速度为10m/min。
如果船从岸边出发沿垂直于水流的航线到达对岸,求行进的方向。
如果船沿垂直于水流的方向航行,求船实际行进方向的正切值(相当于与河岸的夹角)
在(1)问的基础上,求经过3小时,该船的实际航程是多少km
(2)
(1)
(3)
解:(3)
所以经过3小时,该船的实际航程是
布置作业
1.基础性作业:
2.提升性作业:
3.拓展性作业: