高中数学 必修4 第二章 2.2 平面向量的线性运算 教学课件(共32+32+39张PPT)

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名称 高中数学 必修4 第二章 2.2 平面向量的线性运算 教学课件(共32+32+39张PPT)
格式 zip
文件大小 2.0MB
资源类型 教案
版本资源 人教新课标A版
科目 数学
更新时间 2020-02-01 13:48:25

文档简介

(共32张PPT)


相等向量与相反向量
单位向量与零向量

向 量





向量的大小
(长度、模)
向量的方向
有向线段


平行向量(共线向量)
既有大小又有方向的量叫向量;
向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小。

知识回顾
大三通之前,由于大陆和台湾没有直航,因此要从台湾去上海探亲,乘飞机要先从台北到香港,再从香港到上海,这两次位移之和是什么?

新课导入

2.2.1 向量加法运算及其几何意义
知识与能力
理解向量的和,掌握向量加法的三角形法则和平行四边形法则,向量加法的运算律
过程与方法
情感态度与价值观
提高学生观察、归纳、迁移能力和动手能;培养学生的转化思想
注重培养学生积极思考、勇于探索的科学精神以及总结规律、尊重规律的观念

教学目标
重点:
难点:
向量加法的三角形法则和平行四边形法则,向量加法的运算律
对向量和的理解

教学重难点



E






O
O
E
例如:橡皮条在力 与 的作用下,从E点伸长到了O点.
同时橡皮条在力F的作用下也从E点伸长到了O点。







问:合力 与力 、 有怎样的关系?



 









E






O
O
E


 是以 与 为邻边所形成的平行四边形的对角线.



力 对橡皮条产生的效果,与力 和 共同作用产生的效果相同,物理学中把力 叫做 和 的合力。



例如:某人从A点向东走到B。
日常生活中会遇到许多向量加法问题:
然后从B点向北走到C。
思考:这个人所走过的位移是多少?



A
B
C
分析 :由物理知识可以知道:
从A点到B点然后到C点的
合位移,就是从A点到C点
的位移。
AB

BC

AC

=
+
向量加法的定义:
我们把求两个向量 的和的运算,叫做向量的加法, 叫做
的和向量。

作法(1)在平面内任取一点O




A
B

位移的合成可以看作向量加法
三角形法则的物理模型。
还有没有其他的做法?
1、向量加法的三角形法则
2、向量加法的平行四边形法则





A
B


C

力的合成可以看作向量加法的
平行四边形法则的物理模型。
作法:(1)在平面内任取一点O
向量加法的三角形法则:
1.将向量平移使得它们首尾相连
2.和向量即是第一个向量的首指向第二个向量的尾
向量加法的平行四边形法则:
1.将向量平移到同一起点
2.和向量即以它们作为邻边平行四边形的共起点的对角线

a


b


a


b



a + b



b



a


a + b




问题:除了零向量,有没有不能用平行四边形法则求和向量的情况?

向量加法的三角形法则可推广到多个向量相加,如: 这时也必须“首尾相连”.可结合物理模型“位移的合成”理解.
特例:共线向量
思考???











(1)向同
(2)反向

请选用合适符号连接:
探究







(1)向量加法交换律:




a
b


A
C
D


a + b





a

b

B
向量加法满足交换律和结合律






a
b
c










a
b
c



A
B
C
D
A
B
C
D





a + b


(a + b) + c



a + (b + c)



b + c


(2)向量加法结合律:
以上两个运算律可以推广到任意多个向量。
例2:化简



D
C
B
A
例3:长江两岸之间没有大桥的地方,常常通过轮渡进行运输.一艘船从长江南岸A点出发,以5km/h的速度向垂直于对岸的方向行驶,同时江水的速度为向东2km/h.
(1)试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和方向.










D

5
C

解:
如图,设  表示水流的速度, 表示渡船的速度, 
表示渡船实际过江的速度.(由平行四边形法则可以得到)
若水流速度和船速的大小保持不变,最后要能使渡船垂直过江,则船的航向应该如何?在白纸上作图探究。



D

5
C

探索
1、一个概念: 向量的和;
2、两个法则: 向量加法的三角形法则和平行四
边形法则;
3、两条运算律: 向量加法的交换律
结合律
+
+
=
+
+
( )
=
+
+
( )
知识方面:
+
+
=

=

课堂小结
数学思想方法方面:

1、具体与抽象的数学思维方法;
2、类比的思想方法。

针对练习
1、若向量a=(1,1),b=(-1,1),c=( )
3a+b B.3a-b
C.-a+3b D.a+3b
B
解析:
本题考查向量的线性运算、逐个验证,3a+b=(2,4),3a-b=(4,2),a+3b=(-2,4)故选B
2 、若
则 ( )
A.(1,1) B.(-1,-1)
C.(3,7) D.(-2,-4)
B
解析:
故选B




1.如图:已知向量 , ,求作:



(1)
(4)
(3)
(2)

要求:利用向量加法的三角形法则作出两向量的和.





课堂练习



2.如图:已知向量 , ,求作:
(1)
(2)

要求:利用向量加法的平行四边形法则作出两向量的和.






3.如图:已知平行四边形ABCD,填空



D
C
B
A
+
(1)
=

+
(2)
=

+
+
+
( )
( )
+
(4)
(5)
=

=

+
=

(3)
向南偏西60°走20km
解:


当 的方向相同时, 取得最大值,最大值为8。
(共32张PPT)


B
A


C

问题??
向量 如图,当两个向量相加时,能轻易的在图中表示出来,但是当两个向量想减时,在现有的知识的基础上,能表示出来吗?
它是否是 呢?

新课导入


There is no elevator to success—only stairs.
成功没有电梯,只有一步一个脚印的楼梯。
2.2.2向量减法运算及其几何意义
  了解相反向量的概念;会作两个向量的减向量,并理解其几何意义

教学目标
过程与方法
情感态度与价值观
提高学生观察、归纳、迁移能力和动手能;培养学生的转化思想
注重培养学生积极思考、勇于探索的科学精神以及总结规律、尊重规律的观念
知识与能力
重点:
向量的减法运算及其几何意义
难点:
向量减法的理解

教学重难点
  复习向量加法运算及其几何意义
温故知新
1、向量加法的三角形法则

b



a

O
B

b



a
A

a+b





b



a

A
B

b



a
D


a

C

b


a+b


2、向量加法的平行四边形法则
注意起点相同.共线向量不适用
相反向量定义:
与 长度相同、方向相反的向量记作

A
C

如图:
规定:零向量的相反向量仍是零向量
任一向量与它的相反向量的和是零向量
如果 互为相反向量,则
向量的减法定义:
即减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量
  在实数的运算中,减去一个数等于加上这个数的相反数.据此原理,向量   可以怎样理解?


A
B
C
D


E









O
B
A

起点相同
指向被减向量
向量的减法几何意义:
?特殊情况
1.共线同向
2.共线反向


B
A


C



A
B

C






a
b
c
d





a


b


c


d







O
A
B
C
D


作法:
在平面内任取一点O,作

例2:选择题
D
C
由向量的减法知
例3:如图,平行四边形ABCD,AB=a,AD=b,用a、b表示向量AC、DB。








由向量加法的平行四边形法则,我们得到
解:
AC=a+b



DB=a-b









A
D
B
C







证明:
1、理解相反向量的概念
2、 理解向量减法的定义
3、 正确理解掌握根据定义作向量减法,如(3)
4、 正确熟练地掌握向量减法的三角形法则,如(4)

课堂小结





C


D


O
A
B

a


b




.
注意:
1、两个向量相减,则表示两个向量起点的字母必须相同;
2、差向量的终点指向被减向量的终点。
(4)向量减法的三角形法则

针对练习
1、已知平面向量a=(1,1),b=(1,-1),则向量
( )
A.(-2,-1) B.(-2,1)
C.(-1,0) D.(-1,2)
D
解析:
2、若O、E、F是不共面的任意三点,则以下各式中成立的是( )
D.
A.
B.
C.
B
解析:
本题考察了向量的减法法则。由向量的减法知
练习1

课堂练习
练习2








(1)
(2)
(3)
(4)








(1)
(2)
(3)
(4)




作图:
练习3

120o



A
D
B
练习4
120o



A
D
B


C


O`
120o



A
D
B


C


O`
(共39张PPT)
如何求作两个非零向量的和向量、差向量?









新课导入
问题提出
  相同的几个数相加可以转化为数乘运算,如3+3+3+3+3=5×3=15.那么相等的几个向量相加是否也能转化为数乘运算呢?这需要从理论上进行探究。

2.2.3向量数乘运算及其几何意义





O
A
B
C


P
Q

M

N
  掌握实数与向量的积的定义及其几何意义;理解实数与向量的积的运算律,并能运用运算律进行化简;理解向量共线的条件,并能判断三点共线。

教学目标
过程与方法
培养学生的转化思想。
知识与能力
情感态度与价值观
注重培养学生积极思考、勇于探索的科学精神以及总结规律、尊重规律的观念。
教学重点:
教学难点:
向量共线的条件。
向量数乘运算的意义及运算律,向量共线的条件。

教学重难点
思考:已知非零向量 ,作出 和 ,你能说明它们的几何意义吗?





O
A
B
C


P
Q

M

N
实数 与向量 的积是一个向量,这种运算叫做向量的数乘。
向量的数乘的定义:
记作:
当    时,  的方向与 的方向相反;
特别地,当   时,
(2)当  时, 的方向与  的方向相同;
它的长度和方向规定如下:
数乘向量的运算律:
结合律
第一分配律
第二分配律













一般地:
=















一般地:









一般地:
特别地,我们有
例1.计算:
(1)
(2)
(3)
解:
  向量 与非零向量 共线的充分必要条件是有且仅有一个实数 ,使    .
定理
综上,如果 与 共线,那么有且只有一个实数 使
证明:(1)对于向量 ,如果有一个实数 使 那么,由向量数乘的定义知, 与 共线.
(2)已知 与 共线, ,且向量 的长度是向量 的 倍,即 ,那么当 同向时,有 ;当 反向时,有
例2:如图:已知 , ,试判断
与 是否共线.






A
B
D
E
C
∴ 与 共线.
解:
例3:如图,已知任意两个向量 ,试作
你能判断A、B、C三点之间的位置关系吗?为什么?













A
B
C



O
例4:如图, 的两条对角线相交于点M,且 ,你能用 、 来表示 .

A
B
D


C


M






B
A
D
M

C







B
A
D
M

C


1、实数与向量可以相乘,其积仍是向量,但实数与向量不能相加、相减.实数除以向量没有意义,向量除以非零实数就是数乘向量.
2、若    ,则可能有λ=0,也可能有  
    .

课堂小结
3、向量的数乘运算律,不是规定,而是可以证明的结论。向量共线定理是平面几何中证明三点共线,直线平行,线段数量关系的理论依据。

针对练习
1对于向量a、b、c和实数λ,下列命题中真命题是( )
A.若a·b=0,则a=0或b=0
B.若λa=0,则λ=0或a=0
C.若a2=b2,则a=b或a=-b
D.若a·b=a·c,则b=c
B
解析:
时也有a·b=0,故A不正确;
由a2=b2,只能得到 ,所以C不正确;
由a·b=a·c得不到b=c,如a为零向量或a与b、c垂直时,故选B。
2已知向量a与向量b的夹角为120°,且 ,那么a·b的值为_________。
-8
解析:
3在平行四边形OABC的对角线OB的两端点分别为O(0,0),B(1,1),则 __________
1
解析:

由题意知A(1,0),C(0,1),
1、若 则化简
2、已知 是不共线向量,
则 与 共线的充要条件是实数

课堂练习
3、给出下列命题:
(1)
存在唯一的实数λ ,使
(2)
存在不全为零的实数 使
(3)
若存在实数 使
(3)
不存在实数 使
其中是真命题的是      (    )

B
A、①和 B、②和③ C、①和② D、③和④
4、如图,在平行四边形ABCD中,点M是AB中点,点N在线段BD上,且有 BN= BD,求证:M、N、C三点共线。
提示:设AB = a BC = b


则MN= … = a + b



MC= … = a+ b



证明:

由已知得



M、N、C三点共线。

5、设   是两个不共线的向量,
,若A,B,C三点共线,求k的值。
解:
若A,B,D三点共线,则
共线,
,即
由于
可得: