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第六章 平面向量及其应用
6.2 平面向量的运算
6.2.1 向量的加法运算
一
二
三
学习目标
向量加法的三角形法则
向量加法的平行四边形法则
向量加法的运算律
学习目标
复习回顾
1、什么叫向量?
既有大小又有方向的量叫向量
方向相同或相反的非零向量叫共线向量
3、什么叫相等向量?
长度相等且方向相同的向量叫相等向量。
2、什么叫共线向量?
新课导入
我们知道,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?人们从向量的物理背景和数的运算中得到启发,引进了向量的运算.本节我们就来研究平面向量的运算,探索其运算性质,体会向量运算的作用.
下面先学习向量的加法.
我们知道,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?
新知探究
问题1 如图示,某质点从点A经过点B到点C,这个质点的位移如何表示?
物理知识告诉我们,这个质点两次位移
的结果,与从点直接到点的位移结果相同.
因此,位移可以看作位移与合成的.
数的加法启发我们,从运算的角度看,可以看作与的和,即位移的合成可以看作向量的加法.
C
B
A
位移:
上述分析表明,两个向量可以相加,并且两个向量的和还是一个向量.
新知探究
问题2 如图,已知向量,,求作向量+.
位移的合成可以看作向量加法三角形法则的物理模型.
在平面内任取一点O,
①
作 , ,
②
则向量 叫做 和 的和,
记作 .
即 .
③
求两个向量和的运算,叫做向量的加法.
这种求向量和的方法,称为向量加法的三角形法则.
首尾相连,连首尾
(1)
(2)
(3)
(4)
1. 如图,在下列各小题中已知向量 ,分别用两种方法求作向量 .
巩固练习
课本P8
新知探究
我们再来看下力的合成问题
问题3 如图示,在光滑的平面上,一个物体同时受到两个外力 F1 和 F2 的作用,你能做出这个物体所受的合力 F 吗?
A
B
F1
F2
A
B
O
C
我们知道,合力在以
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.
从运算角度看, 可以认为是 与 的和,即力的合成可以看作向量的加法.
新知探究
问题4 如图,已知向量,类比力的合成,还可以怎样作出向量+
①在平面内任取一点O,
②作 , ,
③以 为邻边作 ,
连结OC,则
我们把这种作两个向量和的方法叫做向量加法的平行四边形法则.
共起点,连对角
新知探究
问题5 向量加法的平行四边形法则和三角形法则一致吗?为什么?
b
b
a
b
a
三 角 形 法 则:
平行四边形法则:
A
C
B
a + b
B
O
A
C
a + b
b
首尾相连,连首尾
共起点,连对角
一致。平行四边形法则中利用了相等向量的平移。
我们规定:对与零向量与任意向量规定
作法一:用三角形法则
作法二:用平行四边形法则
例1 如图示,已知向量 ,求作向量
A
O
B
O
A
B
C
典例解析
新知探究
问题6 如果向量,共线,如何作出向量?与数的加法有什么关系
(1)同向
(2)反向
A
B
C
B
C
A
三角形法则适用于任意两个非零向量求和.
平行四边形法则只适用于两个不共线向量求和.
当两个向量不共线时,两个法则一致.
新知探究
问题7 结合例1和问题4,探索之间的关系。
①同向
A
B
C
②反向
B
C
A
(1)当,共线时
(2)当,不共线时
A
B
C
向量的三角不等式:
反向取等
同向取等
新知探究
问题8 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?
是否成立?
b
a
c
b
a
c
如图,已知 , , ,请作出 , ,
, .
a
b
c
b
a
+
a
b
b
a
+
b
a
交换律:
结合律:
向量加法的运算律
典例解析
例2 长江两岸之间没什么大桥的地方,常常通过轮渡进行运输. 如图示,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6 km/h.
(1) 用向量表示江水速度、船速以及船实际的 航行速度;
(2) 求船实际航行的速度大小(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°).
A
D
B
C
解:(1)
如右图,
表示江水速度;
表示船速;
巩固练习
课本P8
3. 根据图示填空:
①
②
③
④
2. 当向量 满足什么条件时,
A
D
C
B
E
A
D
C
B
P
4. 如图,四边形ABCD是平行四边形,点P在CD上,判断下列各式是否正确(正确打“√”,错误打“×”).
×
×
√
巩固练习
课本P8
5. 有一条东西向的小河,一艘小船从河南岸的渡口出发渡河. 小船航行速度的大小为15 km/h,方向为北偏西30°,河水的速度为向东7.5 km/h,求小船实际航行速度的大小与方向.
A
D
C
B
E
课堂小结
本节课你学会了哪些主要内容?
向量的加法法则:
A
C
b
a
B
a + b
(2)平行四边形法则
(1)三角形法则
a + b
b
a
B
A
C
O
(3)向量加法满足
交换律及结合律