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6.2.2 向量的减法运算
学习指导 核心素养
借助实例和平面向量的几何表示,掌握平面向量的减法运算及运算法则,理解向量减法的几何意义. 1.数学抽象:相反向量的概念及向量减法的概念的理解. 2.直观想象:向量减法的几何意义.
知识点一 相反向量
定义 与向量a长度相等,方向相反的向量,叫做a的相反向量,记作-a
规定 零向量的相反向量仍是零向量
结论 a和-a互为相反向量,于是-(-a)=a
a+(-a)=(-a)+a=0
如果a,b互为相反向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0
相反向量与相等向量一样,从“长度”和“方向”两方面进行定义,相反向量必为平行向量.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)相反向量就是方向相反的向量.( )
(2)向量与是相反向量.( )
(3)相反向量是共线向量.( )
2.如图,四边形ABCD是平行四边形,AC与BD相交于点O,下列互为相反向量的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
知识点二 向量的减法
定义 求两个向量差的运算,a-b=a+(-b),即减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量
作法 已知向量a,b,在平面内任取一点O,作=a,=b,则=a-b.如图所示
几何意义 如果把两个向量a,b的起点放在一起,则a-b可以表示为从向量b的终点指向向量a的终点的向量
(1)两个向量的差仍是一个向量.
(2)向量的减法可以转化为向量的加法,减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量.
化简下列各式:
(1)(+)+(--);
(2)--.
(1)向量减法运算的常用方法
(2)向量加减法化简的两种形式
①首尾相连且为和;
②起点相同且为差.
解题时要注意观察是否有这两种形式,同时注意逆向应用.
1.如图,D,E,F分别是△ABC的边AB,BC,CA的中点,则-等于( )
A. B.
C. D.
2.化简(-)-(-)的结果为________.
考点一 向量减法及其几何意义
如图,已知向量a,b,c不共线,求作向量a+b-c.
关于向量的减法
(1)作两向量的差向量的步骤:
(2)求两个向量的减法可以通过转化为向量的加法来进行运算,如a-b,可以先作-b,然后用加法a+(-b)即可.
如图,已知向量a,b,c,求作向量a-b-c.
考点二 用已知向量表示其他向量
如图所示,四边形ACDE是平行四边形,点B是该平行四边形外一点,且=a,=b,=c,试用向量a,b,c表示向量,,.
用向量表示其他向量的方法
(1)解决此类问题要搞清楚图形中的相等向量、相反向量、共线向量以及构成三角形的三个向量之间的关系,确定已知向量与被表示向量的转化渠道.
(2)主要应用向量加法、减法的几何意义以及向量加法的结合律、交换律来分析解决问题,在封闭图形中可利用向量加法的多边形法则,提升逻辑推理素养.
在四边形ABCD中,设=a,=b,=c,则=( )
A.a-b+c B.b-(a+c)
C.a+b+c D.b-a+c
考点三 向量减法几何意义的应用
已知||=6,||=9,求|-|的取值范围.
使用向量形式的三角不等式的注意点
当向量a,b不共线时,向量a,b分别与向量a+b,a-b构成三角形,由“三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边”可以得到||a|-|b||<|a±b|<|a|+|b|.
若向量a与b满足|a|=5,|b|=12,则|a+b|的最小值为________,|a-b|的最大值为________.
1.在△ABC中,D是BC边上的一点,则-=( )
A. B.
C. D.
2.化简-++=( )
A. B.
C. D.
3.(多选)下列式子可以化简为的是( )
A.+-
B.-
C.+
D.-
4.若菱形ABCD的边长为2,求|-+|的值.
[A 基础达标]
1.若O,A,B是平面上不共线的任意三点,则以下各式中成立的是( )
A.=+ B.=-
C.=-+ D.=--
2.在边长为1的正三角形ABC中,|-|的值为( )
A.1 B.2
C. D.
3.已知在四边形ABCD中,-=-,则四边形ABCD一定是( )
A.平行四边形 B.菱形
C.矩形 D.正方形
4.(多选)下列结果恒为零向量的是( )
A.-(+) B.-+-
C.-+ D.++-
5.(多选)对于菱形ABCD,下列各式正确的是( )
A.=
B.||=||
C.|-|=|+|
D.|+|=|-|
6.在梯形ABCD中,AB∥DC,AC与BD交于点O,则-+-+=________.
7.若a,b为相反向量,且|a|=1,|b|=1,则|a+b|=________,|a-b|=________.
8.已知 ABCD的对角线AC和BD相交于点O,且=a,=b,则=________,=________.(用a,b表示)
9.化简下列向量的表达式:
(1)-+-;
(2)(-)+(-).
[B 能力提升]
10.已知O是平面上一点,=a,=b,=c,=d,且四边形ABCD为平行四边形,则下列等式一定正确的是( )
A.a+b+c+d=0 B.a-b+c-d=0
C.a+b-c-d=0 D.a-b-c+d=0
11.(多选)已知a,b为非零向量,则下列命题中正确的是( )
A.若|a|+|b|=|a+b|,则a与b方向相同
B.若|a|+|b|=|a-b|,则a与b方向相反
C.若|a|+|b|=|a-b|,则a与b有相等的模
D.若||a|-|b||=|a-b|,则a与b方向相同
12.已知=a,=b,若||=12,||=5,且∠AOB=90°,则|a-b|=________.
13.
如图,已知=a,=b,=c,=d,=f,试用a,b,c,d,f表示以下向量:
(1);(2);
(3)-;(4)+;
(5)-.
[C 拓展冲刺]
14.(多选)下列结论正确的是( )
A.若线段AC=AB+BC,则向量=+
B.若向量=+,则线段AC=AB+BC
C.若向量与共线,则线段AC=AB+BC
D.若向量与反向共线,则|-|=AB+BC
15.如图,O为△ABC内一点,=a,=b,=c.求作:
(1)b+c-a;
(2)a-b-c.
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6.2.2 向量的减法运算
学习指导 核心素养
借助实例和平面向量的几何表示,掌握平面向量的减法运算及运算法则,理解向量减法的几何意义. 1.数学抽象:相反向量的概念及向量减法的概念的理解. 2.直观想象:向量减法的几何意义.
知识点一 相反向量
定义 与向量a长度相等,方向相反的向量,叫做a的相反向量,记作-a
规定 零向量的相反向量仍是零向量
结论 a和-a互为相反向量,于是-(-a)=a
a+(-a)=(-a)+a=0
如果a,b互为相反向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0
相反向量与相等向量一样,从“长度”和“方向”两方面进行定义,相反向量必为平行向量.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)相反向量就是方向相反的向量.( )
(2)向量与是相反向量.( )
(3)相反向量是共线向量.( )
答案:(1)× (2)√ (3)√
2.如图,四边形ABCD是平行四边形,AC与BD相交于点O,下列互为相反向量的是( )
A.与 B.与
C.与 D.与
解析:选C.向量与的模相等,方向相反,互为相反向量.
知识点二 向量的减法
定义 求两个向量差的运算,a-b=a+(-b),即减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量
作法 已知向量a,b,在平面内任取一点O,作=a,=b,则=a-b.如图所示
几何意义 如果把两个向量a,b的起点放在一起,则a-b可以表示为从向量b的终点指向向量a的终点的向量
(1)两个向量的差仍是一个向量.
(2)向量的减法可以转化为向量的加法,减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量.
化简下列各式:
(1)(+)+(--);
(2)--.
【解】 (1)方法一:原式=+++
=(+)+(+)
=+=.
方法二:原式=+++
=+(+)+
=++=+0
.
(2)方法一:原式=-=.
方法二:原式=-(+)
=-=.
(1)向量减法运算的常用方法
(2)向量加减法化简的两种形式
①首尾相连且为和;
②起点相同且为差.
解题时要注意观察是否有这两种形式,同时注意逆向应用.
1.如图,D,E,F分别是△ABC的边AB,BC,CA的中点,则-等于( )
A. B.
C. D.
解析:选D.-=-==.
2.化简(-)-(-)的结果为________.
解析:原式=--+=+++=(+)+(+)=+=0.
答案:0
考点一 向量减法及其几何意义
如图,已知向量a,b,c不共线,求作向量a+b-c.
【解】 方法一:如图①,在平面内任取一点O,作=a,=b,则=a+b,再作=c,
则=a+b-c.
方法二:如图②,在平面内任取一点O,
作=a,=b,
则=a+b,
再作=c,连接OC,
则=a+b-c.
关于向量的减法
(1)作两向量的差向量的步骤:
(2)求两个向量的减法可以通过转化为向量的加法来进行运算,如a-b,可以先作-b,然后用加法a+(-b)即可.
如图,已知向量a,b,c,求作向量a-b-c.
解:如图,在平面内任取一点O,作向量=a,=b,则向量=a-b,再作向量=c,
则向量=a-b-c.
考点二 用已知向量表示其他向量
如图所示,四边形ACDE是平行四边形,点B是该平行四边形外一点,且=a,=b,=c,试用向量a,b,c表示向量,,.
【解】 因为四边形ACDE是平行四边形,
所以==c,=-=b-a.
故=+=b-a+c.
用向量表示其他向量的方法
(1)解决此类问题要搞清楚图形中的相等向量、相反向量、共线向量以及构成三角形的三个向量之间的关系,确定已知向量与被表示向量的转化渠道.
(2)主要应用向量加法、减法的几何意义以及向量加法的结合律、交换律来分析解决问题,在封闭图形中可利用向量加法的多边形法则,提升逻辑推理素养.
在四边形ABCD中,设=a,=b,=c,则=( )
A.a-b+c B.b-(a+c)
C.a+b+c D.b-a+c
解析:选A.=-=+-=a+c-b=a-b+c.
考点三 向量减法几何意义的应用
已知||=6,||=9,求|-|的取值范围.
【解】 因为|||-|||≤|-|≤||+||,
且||=9,||=6,
所以3≤|-|≤15.
当与同向时,|-|=3;
当与反向时,|-|=15;
所以|-|的取值范围为[3,15].
使用向量形式的三角不等式的注意点
当向量a,b不共线时,向量a,b分别与向量a+b,a-b构成三角形,由“三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边”可以得到||a|-|b||<|a±b|<|a|+|b|.
若向量a与b满足|a|=5,|b|=12,则|a+b|的最小值为________,|a-b|的最大值为________.
解析:由向量形式的三角不等式||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|可知,当这两个向量方向相反时,|a+b|取得最小值7,|a-b|取得最大值17.
答案:7 17
1.在△ABC中,D是BC边上的一点,则-=( )
A. B.
C. D.
解析:选C.在△ABC中,D是BC边上一点,则由两个向量的减法的几何意义可得-=.
2.化简-++=( )
A. B.
C. D.
解析:选B.原式=(+)+(+)=+0=.
3.(多选)下列式子可以化简为的是( )
A.+-
B.-
C.+
D.-
解析:选AD.+-=-=+=,-=,故A,D选项正确.
4.若菱形ABCD的边长为2,求|-+|的值.
解:|-+|=|++|=||=2.
[A 基础达标]
1.若O,A,B是平面上不共线的任意三点,则以下各式中成立的是( )
A.=+ B.=-
C.=-+ D.=--
解析:选B.由向量的减法运算知=-.故选B.
2.在边长为1的正三角形ABC中,|-|的值为( )
A.1 B.2
C. D.
解析:选D.如图,作菱形ABCD,则|-|=|-|=||=.故选D.
3.已知在四边形ABCD中,-=-,则四边形ABCD一定是( )
A.平行四边形 B.菱形
C.矩形 D.正方形
解析:选A.由-=-,可得=,
所以四边形ABCD一定是平行四边形.
4.(多选)下列结果恒为零向量的是( )
A.-(+) B.-+-
C.-+ D.++-
解析:选BCD.A项,-(+)=-=+;B项,-+-=+=0;C项,-+=+=0;D项,++-=+=0.
5.(多选)对于菱形ABCD,下列各式正确的是( )
A.=
B.||=||
C.|-|=|+|
D.|+|=|-|
解析:选BCD.由图(图略)可知向量与的方向是不同的,但它们的模是相等的,所以B正确,A错误;因为|-|=|+|=2||,|+|=2||,且||=||,所以|-|=|+|,即C正确;因为|+|=|+|=||,|-|=||,所以D正确.故选BCD.
6.在梯形ABCD中,AB∥DC,AC与BD交于点O,则-+-+=________.
解析:-+-+=+++-=+=0.
答案:0
7.若a,b为相反向量,且|a|=1,|b|=1,则|a+b|=________,|a-b|=________.
解析:若a,b为相反向量,则a+b=0.所以|a+b|=0,又a=-b,所以|a|=|-b|=1.因为a与-b同向共线,所以|a-b|=2.
答案:0 2
8.已知 ABCD的对角线AC和BD相交于点O,且=a,=b,则=________,=________.(用a,b表示)
解析:
如图,==-=b-a,=-=--=-a-b.
答案:b-a -a-b
9.化简下列向量的表达式:
(1)-+-;
(2)(-)+(-).
解:(1)-+-=+-=-=.
(2)(-)+(-)=+++=+(++)=+0=.
[B 能力提升]
10.已知O是平面上一点,=a,=b,=c,=d,且四边形ABCD为平行四边形,则下列等式一定正确的是( )
A.a+b+c+d=0 B.a-b+c-d=0
C.a+b-c-d=0 D.a-b-c+d=0
解析:选B.易知-=,-=,而在平行四边形ABCD中有=,所以-=-,即b-a=c-d,也即a-b+c-d=0.故选B.
11.(多选)已知a,b为非零向量,则下列命题中正确的是( )
A.若|a|+|b|=|a+b|,则a与b方向相同
B.若|a|+|b|=|a-b|,则a与b方向相反
C.若|a|+|b|=|a-b|,则a与b有相等的模
D.若||a|-|b||=|a-b|,则a与b方向相同
解析:选ABD.当a,b方向相同时,有|a|+|b|=|a+b|,||a|-|b||=|a-b|;当a,b方向相反时,有||a|-|b||=|a+b|,|a|+|b|=|a-b|.
因此A,B,D正确.
12.已知=a,=b,若||=12,||=5,且∠AOB=90°,则|a-b|=________.
解析:因为||=12,||=5,∠AOB=90°,所以||2+||2=||2,所以||=13.因为=a,=b,所以a-b=-=,所以|a-b|=||=13.
答案:13
13.
如图,已知=a,=b,=c,=d,=f,试用a,b,c,d,f表示以下向量:
(1);(2);
(3)-;(4)+;
(5)-.
解:(1)=-=c-a.
(2)=+=-=d-a.
(3)-==-=d-b.
(4)+=-+-=b-a+f-c.
(5)-=--(-)=-=f-d.
[C 拓展冲刺]
14.(多选)下列结论正确的是( )
A.若线段AC=AB+BC,则向量=+
B.若向量=+,则线段AC=AB+BC
C.若向量与共线,则线段AC=AB+BC
D.若向量与反向共线,则|-|=AB+BC
解析:选AD.由AC=AB+BC得点B在线段AC上,则=+,A正确.
在△ABC中,=+,但AC≠AB+BC,B错误.
,反向共线时,||=|+|≠||+||,也即AC≠AB+BC,C错误.
,反向共线时,|-|=|+(-)|=AB+BC,D正确.
15.如图,O为△ABC内一点,=a,=b,=c.求作:
(1)b+c-a;
(2)a-b-c.
解:(1)如图所示,以,为邻边作 OBDC,连接OD,AD,
则=+=b+c,
所以b+c-a=-=.
(2)由(1)知,=b+c,
则a-b-c=-=.
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6.2.2 向量的减法运算
第六章 平面向量及其应用
学习指导 核心素养
借助实例和平面向量的几何表示,掌握平面向量的减法运算及运算法则,理解向量减法的几何意义. 1.数学抽象:相反向量的概念及向量减法的概念的理解.
2.直观想象:向量减法的几何意义.
01
必备知识 落实
知识点一 相反向量
定义 与向量a长度_____,方向_____的向量,叫做a的相反向量,记作_____
规定 零向量的相反向量仍是零向量
结论 a和-a互为相反向量,于是-(-a)=__
a+(-a)=(-a)+a=__
如果a,b互为相反向量,那么a=-b,b=-a,a+b=__
相等
相反
-a
a
0
0
相反向量与相等向量一样,从“长度”和“方向”两方面进行定义,相反向量必为平行向量.
×
√
√
√
知识点二 向量的减法
差
相反向量
终点
终点
(1)两个向量的差仍是一个向量.
(2)向量的减法可以转化为向量的加法,减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量.
(1)向量减法运算的常用方法
(2)向量加减法化简的两种形式
①首尾相连且为和;
②起点相同且为差.
解题时要注意观察是否有这两种形式,同时注意逆向应用.
√
0
02
关键能力 提升
关于向量的减法
(1)作两向量的差向量的步骤:
(2)求两个向量的减法可以通过转化为向量的加法来进行运算,如a-b,可以先作-b,然后用加法a+(-b)即可.
用向量表示其他向量的方法
(1)解决此类问题要搞清楚图形中的相等向量、相反向量、共线向量以及构成三角形的三个向量之间的关系,确定已知向量与被表示向量的转化渠道.
(2)主要应用向量加法、减法的几何意义以及向量加法的结合律、交换律来分析解决问题,在封闭图形中可利用向量加法的多边形法则,提升逻辑推理素养.
√
使用向量形式的三角不等式的注意点
当向量a,b不共线时,向量a,b分别与向量a+b,a-b构成三角形,由“三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边”可以得到||a|-|b||<|a±b|<|a|+|b|.
若向量a与b满足|a|=5,|b|=12,则|a+b|的最小值为______,|a-b|的最大值为________.
解析:由向量形式的三角不等式||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|可知,当这两个向量方向相反时,|a+b|取得最小值7,|a-b|取得最大值17.
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课堂巩固 自测
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7.若a,b为相反向量,且|a|=1,|b|=1,则|a+b|=________,|a-b|=________.
解析:若a,b为相反向量,则a+b=0.所以|a+b|=0,又a=-b,所以|a|=|-b|=1.因为a与-b同向共线,所以|a-b|=2.
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√
11.(多选)已知a,b为非零向量,则下列命题中正确的是( )
A.若|a|+|b|=|a+b|,则a与b方向相同
B.若|a|+|b|=|a-b|,则a与b方向相反
C.若|a|+|b|=|a-b|,则a与b有相等的模
D.若||a|-|b||=|a-b|,则a与b方向相同
解析:当a,b方向相同时,有|a|+|b|=|a+b|,||a|-|b||=|a-b|;当a,b方向相反时,有||a|-|b||=|a+b|,|a|+|b|=|a-b|.因此A,B,D正确.
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