6.2.1 向量的加法运算—— (教学方式:深化学习课—梯度进阶式教学)
[课时目标]
1.借助实例和平面向量的几何表示,掌握平面向量加法运算及运算规则.
2.理解平面向量加法的几何意义,会用向量的三角形法则和平行四边形法则作两个向量的和向量.
3.掌握向量加法的交换律和结合律,并会用它们进行向量的计算.
1.向量加法的定义及三角形法则
(1)向量加法的定义:求______________的运算,叫做向量的加法.
(2)三角形法则:如图,已知非零向量a,b,在平面内取任意一点A,作=a,=b,则向量______叫做a与b的和,记作a+b,即a+b=+B=________.
2.向量加法的平行四边形法则
如图,以同一点O为起点的两个已知向量a,b,以OA,OB为邻边作 OACB,则以O为起点的向量______(OC是 OACB的对角线)就是向量a与b的和.
3.规定
对于零向量与任意向量a,规定a+0______=______.
4.向量加法的运算律
(1)|a+b|与|a|,|b|之间的关系
一般地,我们有|a+b|≤__________,当且仅当a,b中有一个是零向量或a,b是方向相同的非零向量时,等号成立.
(2)向量加法的运算律
交换律 a+b=______
结合律 (a+b)+c=________
|微|点|助|解|
(1)对向量加法的三角形法则的两点说明
①适用范围:任意向量.
②注意事项:两个向量一定首尾相连;和向量的起点是第一个向量的起点,终点是第二个向量的终点;当多个向量相加时,可以使用三角形法则.
(2)运用向量加法的平行四边形法则作图时,要强调两个向量起点相同.
(3)多个向量的加法运算可按照任意的次序与任意的组合进行,如(a+b)+(c+d)=(b+d)+(a+c);a+b+c+d+e=[d+(a+c)]+(b+e).
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)两个向量相加,结果可能是一个数量.( )
(2)两个向量相加实际上就是两个向量的模相加.( )
(3)任意两个向量的和向量不可能与这两个向量共线.( )
(4)+=.( )
2.在△ABC中,=a,=b,则a+b等于( )
A. B.
C. D.
3.已知a,b,c是非零向量,则(a+c)+b,b+(a+c),b+(c+a),c+(a+b),c+(b+a)中,与向量a+b+c相等的向量的个数为( )
A.5 B.4
C.3 D.2
4.人骑自行车的速度为v1,风速为v2,则逆风行驶的速度为( )
A.|v1|+|v2| B.v1+v2
C.|v1|-|v2| D.
题型(一) 向量加法的平行四边形法则和三角形法则
[例1] (1)如图①所示,求作向量a+b;
(2)如图②所示,试用三角形法则作向量a+b+c.
听课记录:
[变式拓展]
本例(2)条件不变,试用平行四边形法则作向量a+b+c.
|思|维|建|模|
应用三角形法则和平行四边形法则应注意的问题
(1)三角形法则可以推广到n个向量求和,作图时要求“首尾相连”,即n个首尾相连的向量的和对应的向量是第一个向量的起点指向第n个向量的终点的向量.
(2)平行四边形法则只适用于不共线的向量求和,作图时要求两个向量的起点重合.
(3)求作三个或三个以上的向量的和时,用三角形法则更简单.
[针对训练]
1.(1)如图①,利用向量加法的平行四边形法则作出a+b;
(2)已知向量a,b,c,如图②,求作a+b+c.
题型(二) 向量加法运算律的应用
[例2] 如图,在△ABC中,D,E分别是AB,AC上的点,F为线段DE延长线上一点,DE∥BC,AB∥CF,连接CD,化简下列各式:
(1)+;
(2)+;
(3)++.
听课记录:
[变式拓展]
1.在本例条件下,求+ .
2.在本例图形中求作向量++ .
|思|维|建|模| 向量加法运算律的意义和应用原则
意义 由于向量的加法满足交换律和结合律,故多个向量的加法运算可以按照任意的次序、任意的组合来进行
应用原则 利用代数方法通过向量加法的交换律,使各向量“首尾相连”,通过向量加法的结合律调整向量相加的顺序
[针对训练]
2.如图,在矩形ABCD中,O为AC与BD的交点,则++=( )
A. B.
C. D.
3.已知正方形ABCD的边长等于1,则|+++|=________.
题型(三) 向量加法的实际应用
[例3] 如图,用两根绳子把重10 N的物体W吊在水平杆子AB上,∠ACW=150°,∠BCW=120°,求A和B处所受力的大小(绳子的质量忽略不计).
听课记录:
|思|维|建|模| 利用向量加法解实际应用题的步骤
[针对训练]
4.河水自西向东流动的速度为10 km/h,小船在静水中的速度为10 km/h,小船自南岸沿正北方向航行,求小船的实际航行速度和方向.
6.2.1 向量的加法运算
课前预知教材
1.(1)两个向量和 (2)
2. 3.0a a
4.(1)|a|+|b| (2)b+a a+(b+c)
[基础落实训练]
1.(1)× (2)× (3)× (4)√
2.D
3.选A 向量加法满足交换律,所以五个向量均等于a+b+c.故选A.
4.选B 因为速度是既有大小又有方向的量,由向量的加法法则可知,逆风行驶的速度为v1+v2.故选B.
课堂题点研究
[题型(一)]
[例1] 解:(1)首先作向量=a,然后作向量=b,则向量=a+b.如图所示.
(2)如图所示,首先在平面内任取一点O,作向量=a,再作向量=b,则向量=a+b.然后作向量=c,则向量=a+b+c,即为所求.
[变式拓展]
解:首先在平面内任取一点O,作向量=a,=b,=c,以OA,OB为邻边作 OADB,连接OD,则=+=a+b.再以OD,OC为邻边作 ODEC,连接OE,则=+=a+b+c,即为所求.
[针对训练]
1.解:(1)如图a,过点O作=a,=b,以OA,OB为邻边作 OACB,连接OC,则=+=a+b.
(2)如图b,在平面内任取一点O,作=a,=b,=c,则由向量加法的三角形法则,得=a+b,=a+b+c.
[题型(二)]
[例2] 解:如题图,由已知得四边形DFCB为平行四边形,由向量加法的运算法则可知:
(1)+=+=.
(2)+=+=.
(3)++=++=.
[变式拓展]
1.解:因为BC∥DF,BD∥CF,所以四边形BCFD是平行四边形,所以+=.
2.解:过A作AG∥DF交CF的延长线于点G,则+=,作=,连接DH,
则=++,如图所示.
[针对训练]
2.选B 由平面向量加法的三角形法则和平行四边形法则,得++=+=.
3.解析:|+++|=|+++|=|+|=2||=2.
答案:2
[题型(三)]
[例3] 解:如图所示,设,分别表示A,B所受的力,10 N的重力用表示,则+=.
易得∠ECG=180°-150°=30°,
∠FCG=180°-120°=60°.
∴||=||·cos 30°=10×=5,
||=||·cos 60°=10×=5.
∴A处所受的力的大小为5 N,B处所受的力的大小为5 N.
[针对训练]
4.解:设a,b分别表示水流的速度和小船在静水中的速度,过平面内任意一点O作=a,=b,以OA,OB为邻边作矩形OACB,连接OC,如图,则=a+b,并且即为小船的实际航行速度.
∴||===20(km/h).
∵tan∠AOC==,∴∠AOC=60°,∴小船的实际航行速度为20 km/h,沿北偏东30°的方向航行.
4 / 5(共51张PPT)
6.2.1
向量的加法运算
(教学方式:深化学习课——梯度进阶式教学)
课时目标
1.借助实例和平面向量的几何表示,掌握平面向量加法运算及运算规则.
2.理解平面向量加法的几何意义,会用向量的三角形法则和平行四边形法则作两个向量的和向量.
3.掌握向量加法的交换律和结合律,并会用它们进行向量的计算.
CONTENTS
目录
1
2
3
课前预知教材·自主落实基础
课堂题点研究·迁移应用融通
课时跟踪检测
课前预知教材·自主落实基础
01
1.向量加法的定义及三角形法则
(1)向量加法的定义:求____________的运算,叫做向量的加法.
(2)三角形法则:
如图,已知非零向量a,b,在平面内取任意一点A,作=a,=b,则向量____叫做a与b的和,记作a+b,即a+b=+=.
两个向量和
2.向量加法的平行四边形法则
如图,以同一点O为起点的两个已知向量a,b,以OA,OB为邻边作 OACB,则以O为起点的向量(OC是 OACB的对角线)就是向量a与b的和.
3.规定
对于零向量与任意向量a,规定a+0=_____=___.
4.向量加法的运算律
(1)|a+b|与|a|,|b|之间的关系
一般地,我们有|a+b|≤_______,当且仅当a,b中有一个是零向量或a,b是方向相同的非零向量时,等号成立.
0+a
a
|a|+|b|
(2)向量加法的运算律
交换律 a+b=______
结合律 (a+b)+c=_________
b+a
a+(b+c)
|微|点|助|解|
(1)对向量加法的三角形法则的两点说明
①适用范围:任意向量.
②注意事项:两个向量一定首尾相连;和向量的起点是第一个向量的起点,终点是第二个向量的终点;当多个向量相加时,可以使用三角形法则.
(2)运用向量加法的平行四边形法则作图时,要强调两个向量起点相同.
(3)多个向量的加法运算可按照任意的次序与任意的组合进行,如(a+b)+(c+d)=(b+d)+(a+c);a+b+c+d+e=[d+(a+c)]+(b+e).
基础落实训练
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)两个向量相加,结果可能是一个数量. ( )
(2)两个向量相加实际上就是两个向量的模相加. ( )
(3)任意两个向量的和向量不可能与这两个向量共线. ( )
(4)+=. ( )
×
×
×
√
2.在△ABC中,=a,=b,则a+b等于( )
A. B.
C. D.
√
3.已知a,b,c是非零向量,则(a+c)+b,b+(a+c),b+(c+a),c+(a+b),c+(b+a)中,与向量a+b+c相等的向量的个数为 ( )
A.5 B.4
C.3 D.2
解析:向量加法满足交换律,所以五个向量均等于a+b+c.故选A.
√
4.人骑自行车的速度为v1,风速为v2,则逆风行驶的速度为 ( )
A.|v1|+|v2| B.v1+v2
C.|v1|-|v2| D.
解析:因为速度是既有大小又有方向的量,由向量的加法法则可知,逆风行驶的速度为v1+v2.故选B.
√
课堂题点研究·迁移应用融通
02
题型(一) 向量加法的平行四边形法则和三角形法则
[例1] (1)如图①所示,求作向量a+b;
解:首先作向量=a,然后作向量=b,则向量=a+b.如图所示.
(2)如图②所示,试用三角形法则作向量a+b+c.
解:如图所示,首先在平面内任取一点O,作向量=a,再作向量=b,则向量=a+b.然后作向量=c,则向量=a+b+c,即为所求.
变式拓展
本例(2)条件不变,试用平行四边形法则作向量a+b+c.
解:首先在平面内任取一点O,作向量=a,=b,=c,以OA,OB为邻边作 OADB,连接OD,则=+=a+b.再以OD,OC为邻边作 ODEC,连接OE,则=+=a+b+c,即为所求.
|思|维|建|模|
应用三角形法则和平行四边形法则应注意的问题
(1)三角形法则可以推广到n个向量求和,作图时要求“首尾相连”,即n个首尾相连的向量的和对应的向量是第一个向量的起点指向第n个向量的终点的向量.
(2)平行四边形法则只适用于不共线的向量求和,作图时要求两个向量的起点重合.
(3)求作三个或三个以上的向量的和时,用三角形法则更简单.
1.(1)如图①,利用向量加法的平行四边形法则作出a+b;
解:如图a,过点O作=a,=b,以OA,OB为邻边作 OACB,连接OC,则=+=a+b.
针对训练
(2)已知向量a,b,c,如图②,求作a+b+c.
解:如图b,在平面内任取一点O,作=a,=b,=c,则由向量加法的三角形法则,得=a+b,=a+b+c.
题型(二) 向量加法运算律的应用
[例2] 如图,在△ABC中,D,E分别是AB,AC上的点,F为线段DE延长线上一点,DE∥BC,AB∥CF,连接CD,化简下列各式:
(1)+;(2)+;(3)++.
解:如题图,由已知得四边形DFCB为平行四边形,由向量加法的运算法则可知:
(1)+=+=.
(2)+=+=.
(3)++=++=.
1.在本例条件下,求+.
解:因为BC∥DF,BD∥CF,所以四边形BCFD是平行四边形,所以+=.
变式拓展
2.在本例图形中求作向量++.
解:过A作AG∥DF交CF的延长线于点G,则+=,作=,
连接DH,
则=++,如图所示.
|思|维|建|模|
向量加法运算律的意义和应用原则
意义 由于向量的加法满足交换律和结合律,故多个向量的加法运算可以按照任意的次序、任意的组合来进行
应用 原则 利用代数方法通过向量加法的交换律,使各向量“首尾相连”,通过向量加法的结合律调整向量相加的顺序
2.如图,在矩形ABCD中,O为AC与BD的交点,则+
+=( )
A. B.
C. D.
解析:由平面向量加法的三角形法则和平行四边形法则,得++
=+=.
√
针对训练
3.已知正方形ABCD的边长等于1,则|+++|= .
解析:|+++|=|+++|=|+|=2||=2.
2
题型(三) 向量加法的实际应用
[例3] 如图,用两根绳子把重10 N的物体W吊在水平杆子AB上,
∠ACW=150°,∠BCW=120°,求A和B处所受力的大小(绳子的质量忽略不计).
解:如图所示,设,分别表示A,B所受的力,10 N的重力用表示,则+=.
易得∠ECG=180°-150°=30°,
∠FCG=180°-120°=60°.
∴||=||·cos 30°=10×=5,
||=||·cos 60°=10×=5.
∴A处所受的力的大小为5 N,B处所受的力的大小为5 N.
|思|维|建|模|
利用向量加法解实际应用题的步骤
4.河水自西向东流动的速度为10 km/h,小船在静水中的速度为10 km/h,小船自南岸沿正北方向航行,求小船的实际航行速度和方向.
解:设a,b分别表示水流的速度和小船在静水中的速度,过平面
内任意一点O作=a,=b,以OA,OB为邻边作矩形OACB,
连接OC,如图,则=a+b,并且即为小船的实际航行速度.
针对训练
∴||===20(km/h).
∵tan∠AOC==,∴∠AOC=60°,
∴小船的实际航行速度为20 km/h,沿北偏东30°的方向航行.
课时跟踪检测
03
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A级——达标评价
1.++++=( )
A. B.
C. D.
解析:++++=++++=,故选C.
√
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2.某人先向东走3 km,位移记为a,接着再向北走3 km,位移记为b,则a+b表示 ( )
A.向东南走3 km B.向东北走3 km
C.向东南走3 km D.向东北走3 km
解析:由题意和向量的加法,得a+b表示先向东走3 km,再向北走3 km,即向东北走3 km.故选B.
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3.如图为正八边形ABCDEFGH,其中O为正八边形的中心,则+
+=( )
A. B.
C. D.
解析:由平面向量的运算法则,可得++=+=+=.故选A.
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4.如图所示的方格纸中,有定点O,P,Q,E,F,G,H,则+=( )
A. B.
C. D.
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解析:以OP,OQ为邻边作平行四边形OPMQ,如图,则+=.由和的模相等,方向相同,得=,即+=.故选C.
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5.若非零不共线向量a,b满足|a+b|=|b|,则 ( )
A.|2a|>|2a+b| B.|2a|<|2a+b|
C.|2b|>|a+2b| D.|2b|<|a+2b|
解析:|a+2b|=|a+b+b|≤|a+b|+|b|=2|b|.由于a,b是非零不共线向量,所以a+b与b不共线,故等号不成立.
√
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6.(多选)设a=(+)+(+),b是一个非零向量,则下列结论正确的是( )
A.a∥b B.a+b=a
C.a+b=b D.|a+b|<|a|+|b|
解析:因为a=(+)+(+)=(+)+(+)=+=0,又b是一个非零向量,所以a∥b成立,A正确.a+b=0+b=b,B不正确,C正确.由|a+b|=|b|,|a|+|b|=|b|,可得|a+b|=|a|+|b|,D不正确.故选A、C.
√
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7.++等于 .
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8.在边长为1的等边△ABC中,|+|= ,|+|= .
解析:易知|+|=||=1.以AB,AC为邻边作平行四边形ABDC(图略),则|+|=||=2||sin 60°=2×1×=.
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9.已知点G是△ABC的重心,则++= .
解析:如图所示,连接AG并延长交BC于点E,则点E为BC的
中点,延长AE到点D,使ED=GE,连接BD,CD,则+=.
又+=0,
∴++=0.(此题可作为结论直接应用)
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0
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10.(18分)如图,在△ABC中,O为重心,D,E,F分别是BC,
AC,AB的中点,化简下列各式:
(1)++;
解:++=+=.
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(2)++;
解:++=(+)+=+=.
(3)++.
解:++=++=+=.
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B级——重点培优
11.已知向量a∥b,且|a|>|b|>0,则向量a+b的方向( )
A.与向量a的方向相同 B.与向量a的方向相反
C.与向量b的方向相同 D.不确定
解析:若a和b方向相同,则a+b的方向与a(或b)的方向相同;若它们的方向相反,而|a|>|b|,则a+b的方向与a的方向相同.
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12.若在△ABC中,=a,=b,且|a|=|b|=1,|a+b|=,则△ABC的形状是( )
A.正三角形 B.锐角三角形
C.斜三角形 D.等腰直角三角形
解析:因为||=|a|=1,||=|b|=1,||=|a+b|=,所以△ABC为等腰直角三角形.
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2
13.已知△ABC的三个顶点A,B,C及平面内一点P满足+=,则下列结论正确的是( )
A.P在△ABC的内部
B.P在△ABC的边AB上
C.P在AB边所在的直线上
D.P在△ABC的外部
√
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解析:+=,根据向量加法的平行四边形法则,如图,则点P在△ABC的外部.故选D.
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14.(19分)如图,无弹性的细绳OA,OB的一端分别固定在A,B处,同样的细绳OC下端系着一个称盘,且使得OB⊥OC,试分析OA,OB,OC三根绳子受力的大小,并判断哪根绳受力最大.
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2
解:设OA,OB,OC三根绳子所受的力分别为a,b,c,则
a+b+c=0.因为a,b的合力为c'=a+b,所以|c|=|c'|.
如图在平行四边形OBC'A中,
因为⊥,=,所以||>||,||>||,
即|a|>|b|,|a|>|c|.
故细绳OA受力最大.课时跟踪检测(二) 向量的加法运算
(满分100分,A级选填小题每题5分,B级选填小题每题6分)
A级——达标评价
1.++++=( )
A. B.
C. D.
2.某人先向东走3 km,位移记为a,接着再向北走3 km,位移记为b,则a+b表示( )
A.向东南走3 km B.向东北走3 km
C.向东南走3 km D.向东北走3 km
3.如图为正八边形ABCDEFGH,其中O为正八边形的中心,则++=( )
A. B.
C. D.
4.如图所示的方格纸中,有定点O,P,Q,E,F,G,H,则+=( )
A. B.
C. D.
5.若非零不共线向量a,b满足|a+b||b|,则( )
A.|2a|>|2a+b| B.|2a|<|2a+b|
C.|2b|>|a+2b| D.|2b|<|a+2b|
6.(多选)设a=(+)+(+),b是一个非零向量,则下列结论正确的是( )
A.a∥b B.a+b=a
C.a+b=b D.|a+b|<|a|+|b|
7.++等于________.
8.在边长为1的等边△ABC中,|+|=________,|+|=________.
9.已知点G是△ABC的重心,则++=________.
10.(18分)如图,在△ABC中,O为重心,D,E,F分别是BC,AC,AB的中点,化简下列各式:
(1)++;
(2)++;
(3)++.
B级——重点培优
11.已知向量a∥b,且|a|>|b|>0,则向量a+b的方向( )
A.与向量a的方向相同
B.与向量a的方向相反
C.与向量b的方向相同
D.不确定
12.若在△ABC中,=a,=b,且|a|=|b|=1,|a+b|=,则△ABC的形状是( )
A.正三角形 B.锐角三角形
C.斜三角形 D.等腰直角三角形
13.已知△ABC的三个顶点A,B,C及平面内一点P满足+=,则下列结论正确的是( )
A.P在△ABC的内部
B.P在△ABC的边AB上
C.P在AB边所在的直线上
D.P在△ABC的外部
14.(19分)如图,无弹性的细绳OA,OB的一端分别固定在A,B处,同样的细绳OC下端系着一个称盘,且使得OB⊥OC,试分析OA,OB,OC三根绳子受力的大小,并判断哪根绳受力最大.
课时跟踪检测(二)
1.选C ++++=++++=,故选C.
2.选B 由题意和向量的加法,得a+b表示先向东走3 km,再向北走3 km,即向东北走3 km.故选B.
3.选A 由平面向量的运算法则,可得++=+=+=.故选A.
4.选C 以OP,OQ为邻边作平行四边形OPMQ,如图,则+=.由和的模相等,方向相同,得=,即+=.故选C.
5.选C |a+2b|=|a+b+b|≤|a+b|+|b|=2|b|.由于a,b是非零不共线向量,所以a+b与b不共线,故等号不成立.
6.选AC 因为a=(+)+(+)=(+)+(+)=+=0,又b是一个非零向量,所以a∥b成立,A正确.a+b=0bb,B不正确,C正确.由|a+b|=|b|,|a|+|b|=|b|,可得|a+b|=|a|+|b|,D不正确.故选A、C.
7.
8.解析:易知|+|=||=1.以AB,AC为邻边作平行四边形ABDC(图略),则|+|=||=2||sin 60°=2×1×=.
答案:1
9.解析:如图所示,连接AG并延长交BC于点E,则点E为BC的中点,延长AE到点D,使ED=GE,连接BD,CD,则+=.又+=0,
∴++=0.(此题可作为结论直接应用)
答案:0
10.解:(1)++=+=.
(2)++=(+)+=+=.
(3)++=++=+=.
11.选A 若a和b方向相同,则a+b的方向与a(或b)的方向相同;若它们的方向相反,而|a|>|b|,则a+b的方向与a的方向相同.
12.选D 因为||=|a|=1,||=|b|=1,||=|a+b|=,所以△ABC为等腰直角三角形.
13.选D +=,根据向量加法的平行四边形法则,如图,则点P在△ABC的外部.故选D.
14.解:设OA,OB,OC三根绳子所受的力分别为a,b,c,则a+b+c=0.因为a,b的合力为c′=a+b,所以|c|=|c′|.
如图在平行四边形OBC′A中, 因为⊥,=,所以||>||,||>||,即|a|>|b|,|a|>|c|.故细绳OA受力最大.