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24.6实数与向量相乘
第24章 相似三角形
沪教版 九年级第一学期
实数与向量相乘
01
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我们已经知道,多个向量相加,结果是一个向量.特别地,给定一个向量 a,3 个 a 相加 a + a + a 的结果,是一个模为 3 a 、
方向与 a 相同的向量,如图所示(1),通常这个向量简记为 3a,即 a + a + a = 3a ;3 个 a 相加 a a a 的结果,是一个模为 3 a 、方向与 a 相反的向量,如图(2)所示,通常这个向量简记为 3a,即 a a a = 3a.
a
3a
(1)
a
3a
(2)
探究新知
你能根据上述实例,给出实数 λ 与任意一个向量 a 的乘积 λa 的定义吗?
一般地,给定一个实数 λ 与任意一个向量 a,规定它们的乘积是一个向量,记作 λa,其中:
(1)当 且 a ≠ 0 时,λa 的模为 λ a ,而且 λa 的方向如下:
① 当 λ>0 时,与 a 的方向相同;
② 当 λ<0 时,与 a 的方向相反.
(2)当 λ = 0 或 a = 0 时,λa = 0.
探究新知
上述实数 λ 与向量 a 相乘的运算简称为数乘向量.由定义不难看出,数乘向量的结果是一个向量,而且这个向量与原来的向量共线(平行),即 λa ∥a;数乘向量的几何意义是,把向量沿着它的方向或反方向放大或缩小.特别地,一个向量的相反向量可以看成
1 与这个向量的乘积,即 a = 1 a.
当 λ 和 μ 都是实数,且 a 是向量时: μa 是向量, λ μa 也是向量; λμ 是实数, 但 λμ a 是向量.可以看出
λ μa = λμ a .
探究新知
例如,
a a a ,
.
由此可知, 写成 也不会产生歧义.以后我们常将 简单地写成 λμa.
数乘向量的定义说明,如果存在实数 λ,使得 b = λa,则b∥a .
探究新知
例1
已知 , ,判断 a 与 b 是否平行,并求 的值 .
解
由 得 ,代入 得 .
因此 a∥b,且 ,即 .
典型例题
利用数乘向量,可以方便地研究三点共线的情形.例如,
当 时,A,B,C 三点一定共线,而且点 B 为线段 AC 的中点;当 时,M,N,O 三点共线,而且 N 为线段 OM 的一个三等分点,如图所示
●
●
●
A
B
C
●
●
●
O
N
M
一般地,如果存在实数 λ,使得 ,则 与 平行且有公共点 A,从而 A,B,C 三点一定共线.
探究新知
例2
已知 , ,判断 A,B,C 三点是否共线.如果共线,求出 .
解
由已知可得
,
因此 A,B,C 三点共线,且 ,即
.
典型例题
向量的有关概念辨析
02
向量数乘运算
实数λ与向量a的积是一个____,这种运算叫做向量的____,
记作_____,其长度与方向规定如下:
(1)|λa|=________.
(2)λa(a≠0)的方向
1.
向量
数乘
λa
|λ||a|
当______时,与a方向相同
当______时,与a方向相反
;
λ>0
λ<0
特别地,当λ=0或a=0时,0a=____或λ0 =____.
平行向量
(1)平行向量:方向__________的____向量叫做平行向量.
(2)平行向量的条件:
2.
0
0
相同或相反
非零
探究新知
两个向量平行 其中一个向量是另一个向量的_____倍.
零向量的方向
零向量的方向是______,零向量与所有的向量____.
向量与实数的乘法运算律
(1)设a是任意向量,x,y是任意两个实数,则(x+y)a=xa+ya,x(ya)=(xy)a.
(2)设a,b是任意两个向量,λ是任意实数,则λ(a+b)=λa+λb.
单位向量:长度为_的向量称为单位向量,已知a,则a0=
3.
4.
5.
实数
任意的
平行
1
.
探究新知
提示 表面看来,好像不共线,但眼见不一定为实,还得要让计算来说明问题.
探究新知
方法小结:
1.实数与向量可以进行数乘运算,但不能进行加减运算,例如λ+a,λ-a是没有意义的.
2.λa的几何意义就是把向量a沿着a的方向或反方向扩大或缩小为原来的|λ|倍.向量表示与向量a同向的单位向量.
3.共线向量定理是证明三点共线的重要工具,即三点共线问题通常转化为向量共线问题.
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