向量的运算(加法)
苟且偷安-走读
向量的运算:加法
教学目标:
1.理解向量加法的含义,会用向量加法的三角形法则和平行四边形法则作两个向量的和。
2
.通过将向量运算与熟悉的数的运算进行类比,使学生掌握向量加法运算的交换律和结合律,表
述两个运
算律的几何意义,并会用它们进行向量计算,渗透类比的数学方法;培养数形结合解
决问题的能力;
3.掌握有特殊位置关系的两个向量的和,比如共线向量、共起点向量、共终点向量等.
重点:如何作两个向量的和向量
难点:对向量加法定义的理解.
教学过程:
一、创设情景,揭示课题
【复习】:1.向量的概念
2.平行向量、相等向量的概念。
【情景设置】:利用向量的表示,从景点
O
到景点
A
的位移为
OA
,从景点
A
到景点
B的位移为
AB
,那么经过这两次位移后游艇的合位移是OB
●这里,向量
OA
,
OB
,
OC
三者之间有什么关系?
二、研探新知
1.向量的加法
向量的加法:求两个向量和的运算叫做向量的加法。
表示:
AB
BC
=
AC
.
规定:零向量与任一向量
a
,都有
a00aa
.
<
br>
【
注意
】
:两个向量的和仍旧是向量(简称和向
量)
作法:在平面内任意取一点
O
,作
OA
=
a
,
AB
=
a
,则
OB
=
OA
+
A
B
=
a
+
b
2.向量的加法法则
(1)共线向量的加法
同向向量 反向向量
O
O
a
A
b
B
a
b
a
b
A
B
a
b
B
O
A
OB
a
+
b
OB
a
+
b
(2)不共线向量的加法
几何中向量加法是用几何作图来定义的,一般有两种方法,即向量加
法的三角形法则(“首尾相
接,首尾连”)和平行四边形法则(对于两个向量共线不适应)。
三角形法则:根据向量加法定义得到的求向量和的方法,称为向量加法的三角形法则。表示:
AB
BC
=
AC
.
平行四边
形法则:以同一点
A
为起点的两个已知向量
a
,
b
为邻边作
平行四边形
ABCD
,则以
A
为起点的对角线
AC
就是a
与
b
的和,这种求向量和的方法称为向量加法的平行四边形法则。
如
图,已知向量
a
、
b
在平面内任取一点
A
,作
AB
=
a
,
BC
b
,则向量
AC
叫做
a
与
b
的和,
记作<
br>a
+
b
,即
a
+
b
AB
BC
AC
C C
a
a
+
b
b
A
b
B
D
a
三角形法则
b
a
+
b
a
A
B
平行四边形法则
【说明】:教材中采用了三角形法则来定义,这种定义,对两向量
共线时同样适用,当向量不共
线时,向量加法的三角形法则和平行四边形法则是一致的
特殊情况:
探究:(1)两相向量的和仍是一个向量;
(2)当向量
a<
br>与
b
不共线时,
a
+
b
的方向不同向,且|
a
+
b
|
|
a
|+|
b
|;
(3)当
a
与
b
同向时,则
a
+
b
、
a
、
b
同向,且|
a
+
b
|=|a
|+|
b
|,当
a
与
b
反向时,若
|
a
|
|
b
|,则
a
+
b的方向与
a
相同,且|
a
+
b
|=|
a
|-|
b
|;若|
a
|
|
b
|,则<
br>a
+
b
的方向与
b
相
同,且|
a
+
b
|=|
b
|-|
a
|.
(4)“向量平移”:
使前一个向量的终点为后一个向量的起点,可以推广到
n
个向量连加
3.向量加法的运算律
(1)向量加法的交换律:
a
+
b
=
b
+
a
(2)向量加法的结合律:(
a
+
b
)
+
c
=
a
+(
b
+
c
)
证明:如图:使
AB
a
,
BC
b
,
CD
c
则
(
a
+
b
)+
c
=
AC
+
CD
AD
,
a
+ (
b
+
c
)=
ABBDAD
,∴(
a
+
b
)+
c
=
a
+(<
br>b
+
c
)
从而,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
例如
:
(ab)(cd)(bd)(ac)
;
abcde[d
(ac)](be)
.
数学应用:
例1:如图,O为正六边形的中心,作出下列向量:
(1)
OAOC
;
(2)
BCFE
; (3)
OAFE
E
F
练习:
A
D
O
C
B
1. 如图,已知向量
a,b
,作出
ab
(1) (2)
a
a
b
b
2. 如图,在三角形ABC中,作出下列向量:
(1)
CACB
;
(2)
CAAB
(3)
CABA
3. 在平行四边形
ABCD
中,
(1)
ABAD
,(2)
ACCDDO
(3)
ABADCD
,(
4)
ACBADA
4. 化简:
ABMBBOBCOM
5.
已知正三角形ABC中,下列等式成立的有
(1)
|ABBC||BCCA|
(2)
|ACCB||BCBA|
(3)
|ABAC||CBCA|
(4)
|ABBCAC||CBBACA|
例2.在长江南岸某渡口处,
江水以
12.5kmh
的速度向东流,渡般的速度为
25kmh
,渡般要垂<
br>直地渡过长江,其航向应如何确定?
B
C
A
例3 已知矩形
ABCD
中,宽为
2
,长为
23
,
AB
a
,BC
=
b
,
AC
=
c
,试作出向量
a
bc
,
并求出其模的大小。
练习:(1) 一架飞机向北飞行
200
千米后,改变航向向东飞行
200<
br>千米,则飞行的路程为
_____
;两次位移的和的方向为北偏东
45
,大小为__________千米.
(2)如图,一艘船从
A
点出发以
23kmh
的速度向垂
直于对岸的方向行驶,同时水的流速为
2kmh
,求船实际航行的速度的大小与方向。