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- 2021-06-12 发布
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6.1 平面向量的概念
学习目标 1.能结合物理中的力、位移、速度等具体背景认识向量,掌握向量与数量的
区别.
2.会用有向线段、字母表示向量,了解有向线段与向量的联系与区别.3.理解零向量、单位向
量、平行向量、共线向量、相等向量及向量的模等概念,会辨识图形中这些相关的概念.
知识点一 向量的概念
1.向量:既有大小又有方向的量叫做向量.
2.数量:只有大小没有方向的量称为数量.
知识点二 向量的几何表示
1.有向线段
具有方向的线段叫做有向线段,它包含三个要素:起点、方向、长度,如图所示.
以 A 为起点、B 为终点的有向线段记作AB→,线段 AB 的长度叫做有向线段AB→的长度记作|AB→|.
2.向量的表示
(1)几何表示:向量可以用有向线段表示,有向线段的长度表示向量的大小,有向线段的方
向表示向量的方向.
(2)字母表示:向量可以用字母 a,b,c,…表示(印刷用黑体 a,b,c,书写时用 a→,b→, c→).
3.模、零向量、单位向量
向量AB→的大小,称为向量AB→的长度(或称模),记作|AB→|.长度为 0 的向量叫做零向量,记作 0;
长度等于 1 个单位长度的向量,叫做单位向量.
思考 “向量就是有向线段,有向线段就是向量”的说法对吗?
答案 错误.理由是:①向量只有长度和方向两个要素;与起点无关,只要长度和方向相同,
则这两个向量就是相同的向量;②有向线段有起点、长度和方向三个要素,起点不同,尽管
长度和方向相同,也是不同的有向线段.
知识点三 相等向量与共线向量
1.平行向量:方向相同或相反的非零向量叫做平行向量.
(1)记法:向量 a 与 b 平行,记作 a∥b.
(2)规定:零向量与任意向量平行.
2.相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量.
3.共线向量:由于任一组平行向量都可以平移到同一直线上,所以平行向量也叫做共线向量.
要注意避免向量平行、共线与平面几何中的直线、线段的平行和共线相混淆.
思考 (1)平行向量是否一定方向相同?(2)不相等的向量是否一定不平行?(3)与任意向量都
平行的向量是什么向量?(4)若两个向量在同一直线上,则这两个向量一定是什么向量?
答案 (1)不一定;(2)不一定;(3)零向量;(4)平行(共线)向量.
1.如果|AB→|>|CD→ |,那么AB→>CD→ .( × )
提示 向量的模可以比较大小,但向量不能比较大小.
2.若 a,b 都是单位向量,则 a=b.( × )
提示 a 与 b 都是单位向量,则|a|=|b|=1,但 a 与 b 的方向可能不同.
3.力、速度和质量都是向量.( × )
提示 质量不是向量.
4.零向量的大小为 0,没有方向.( × )
提示 任何向量都有方向,零向量的方向是任意的.
一、向量的概念
例 1 (多选)下列说法错误的有( )
A.向量AB→与向量BA→的长度相等
B.两个有共同起点,且长度相等的向量,它们的终点相同
C.零向量都是相等的
D.若两个单位向量平行,则这两个单位向量相等
答案 BCD
解析 两个有共同起点,且长度相等的向量,它们的方向不一定相同,终点也不一定相同;
零向量的模都是 0,但方向不确定;两个单位向量也可能反向,则不相等,故 B,C,D 都
错误,A 正确.
反思感悟 解决向量概念问题一定要紧扣定义,对单位向量与零向量要特别注意方向问题.
跟踪训练 1 下列说法中正确的是( )
A.数量可以比较大小,向量也可以比较大小
B.方向不同的向量不能比较大小,但同向的向量可以比较大小
C.向量的大小与方向有关
D.向量的模可以比较大小
答案 D
解析 不管向量的方向如何,它们都不能比较大小,故 A,B 不正确;向量的大小即为向量
的模,指的是有向线段的长度,与方向无关,故 C 不正确;向量的模是一个数量,可以比
较大小,故 D 正确.
二、向量的几何表示及应用
例 2 一辆汽车从 A 点出发向西行驶了 100 km 到达 B 点,然后又改变方向,向西偏北 50°
的方向走了 200 km 到达 C 点,最后又改变方向,向东行驶了 100 km 到达 D 点.
(1)作出向量AB→,BC→,CD→ ;
(2)求|AD→ |.
解 (1)向量AB→,BC→,CD→ 如图所示.
(2)由题意,可知AB→与CD→ 方向相反,故AB→与CD→ 共线,
∵|AB→|=|CD→ |,
∴在四边形 ABCD 中,AB∥CD 且 AB=CD,
∴四边形 ABCD 为平行四边形,
∴AD→ =BC→,∴|AD→ |=|BC→|=200 km.
反思感悟 作向量的方法
准确画出向量的方法是先确定向量的起点,再确定向量的方向,然后根据向量的大小确定向
量的终点.
跟踪训练 2 在如图的方格纸上,已知向量 a,每个小正方形的边长为 1.
(1)试以 B 为终点画一个向量 b,使 b=a;
(2)在图中画一个以 A 为起点的向量 c,使|c|= 5,并说出向量 c 的终点的轨迹是什么?
解 (1)根据相等向量的定义,所作向量 b 与向量 a 方向相同,且长度相等(作图略).
(2)由平面几何知识可知所有这样的向量 c 的终点的轨迹是以 A 为圆心,半径为 5的圆(作图
略).
三、相等向量与共线向量
例 3 如图所示,△ABC 的三边均不相等,E,F,D 分别是 AC,AB,BC 的中点.
(1)写出与EF→共线的向量;
(2)写出模与EF→的模相等的向量;
(3)写出与EF→相等的向量.
解 (1)因为 E,F 分别是 AC,AB 的中点,
所以 EF∥BC,EF=1
2BC.
又因为 D 是 BC 的中点,
所以与EF→共线的向量有FE→,BD→ ,DB→ ,DC→ ,CD→ ,BC→,CB→.
(2)模与EF→的模相等的向量有FE→,BD→ ,DB→ ,DC→ ,CD→ .
(3)与EF→相等的向量有DB→ ,CD→ .
反思感悟 相等向量与共线向量的探求方法
(1)寻找相等向量:先找与表示已知向量的有向线段长度相等的向量,再确定哪些是同向共
线.
(2)寻找共线向量:先找与表示已知向量的有向线段平行或共线的线段,再构造同向与反向
的向量,注意不要漏掉以表示已知向量的有向线段的终点为起点,起点为终点的向量.
跟踪训练 3 如图所示,O 是正六边形 ABCDEF 的中心.
(1)与OA→ 的模相等的向量有多少个?
(2)是否存在与OA→ 长度相等、方向相反的向量?若存在,有几个?
(3)与OA→ 共线的向量有几个?
解 (1)与OA→ 的模相等的线段是六条边和六条半径(如 OB),而每一条线段可以有两个向量,
所以这样的向量共有 23 个.
(2)存在.由正六边形的性质可知,BC∥AO∥EF,所以与OA→ 的长度相等、方向相反的向量有
AO→ ,OD→ ,FE→,BC→,共 4 个.
(3)由(2)知,BC∥OA∥EF,线段 OD,AD 与 OA 在同一条直线上,所以与OA→ 共线的向量有
BC→,CB→,EF→,FE→,AO→ ,OD→ ,DO→ ,AD→ ,DA→ ,共 9 个.
特殊向量的作用
典例 给出下列命题:
①若 a∥b,则 a 与 b 的方向相同或相反;
②若 a∥b,b∥c,则 a∥c;
③若两个模相等的向量互相平行,则这两个向量相等;
④若 a=b,b=c,则 a=c,
其中正确的是________.(填序号)
答案 ④
解析 由于零向量的方向是任意的,且规定与任意向量平行,故取 a=0,则对于任意的向
量 b,都有 a∥b,知①错误;取 b=0,则对于任意的向量 a,c 都有 a∥b,b∥c,知②错误;
两个模相等的向量互相平行,方向可能相反,知③错误;由两个向量相等的概念可知④正确.
[素养提升] (1)本题主要考查相等向量,共线向量与零向量的概念,需要准确理解概念进
行推理,这正体现了数学中逻辑推理的核心素养.
(2)特殊向量的性质往往与一般向量有所不同,在解题中应单独加以验证,不能混淆.
例如:零向量与任意向量平行,解题时要验证取零向量时是否成立.
1.在同一平面内,把所有长度为 1 的向量的起点固定在同一点,这些向量的终点形成的轨迹
是( )
A.单位圆 B.一段弧
C.线段 D.直线
答案 A
2.(多选)下列说法错误的有( )
A.共线的两个单位向量相等
B.相等向量的起点相同
C.若AB→∥CD→ ,则一定有直线 AB∥CD
D.若向量AB→,CD→ 共线,则点 A,B,C,D 必在同一直线上
答案 ABCD
解析 A 错,共线的两个单位向量的方向可能相反;B 错,相等向量的起点和终点都可能不
相同;C 错,直线 AB 与 CD 可能重合;D 错,AB 与 CD 可能平行,则 A,B,C,D 四点不
共线.
3.若|AB→|=|AD→ |且BA→=CD→ ,则四边形 ABCD 的形状为( )
A.平行四边形 B.矩形
C.菱形 D.等腰梯形
答案 C
解析 因为BA→=CD→ ,
所以四边形 ABCD 为平行四边形,
又|AB→|=|AD→ |,即邻边相等,
所以四边形 ABCD 为菱形.
4.如图所示,设 O 是正方形 ABCD 的中心,则下列结论正确的有________.(填序号)
①AO→ =OC→ ;
②AO→ ∥AC→;
③AB→与CD→ 共线;
④AO→ =BO→ .
答案 ①②③
解析 AO→ 与OC→ 方向相同,长度相等,∴①正确;
∵A,O,C 三点在一条直线上,
∴AO→ ∥AC→,②正确;
∵AB∥DC,∴AB→与CD→ 共线,③正确;
AO→ 与BO→ 方向不同,∴二者不相等,④错误.
5.已知 A,B,C 是不共线的三点,向量 m 与向量AB→是平行向量,与BC→是共线向量,则 m=
________.
答案 0
解析 AB→与BC→不共线,零向量的方向是任意的,它与任意向量平行,所以唯有零向量才能
同时与两个不共线向量平行.
1.知识清单:
(1)向量的基本概念.
(2)向量的几何表示.
(3)相等向量与共线向量(平行向量).
2.方法归纳:数形结合.
3.常见误区:忽视零向量这一特殊向量.
1.给出下列物理量:
①质量;②速度;③位移;④力;⑤路程;⑥功;⑦加速度.
其中是向量的有( )
A.4 个 B.5 个
C.6 个 D.7 个
答案 A
解析 速度、位移、力、加速度,这 4 个物理量是向量,它们都有大小和方向.
2.(多选)下列命题中错误的有
A.温度含零上和零下温度,所以温度是向量
B.向量的模是一个正实数
C.向量 a 与 b 不共线,则 a 与 b 都是非零向量
D.若|a|>|b|,则 a>b
答案 ABD
解析 温度没有方向,所以不是向量,故 A 错;向量的模也可以为 0,故 B 错;向量不可
以比较大小,故 D 错;若 a,b 中有一个为零向量,则 a 与 b 必共线,故若 a 与 b 不共线,
则应均为非零向量,故 C 对.
3.设 O 是△ABC 的外心,则AO→ ,BO→ ,CO→ 是( )
A.相等向量 B.模相等的向量
C.平行向量 D.起点相同的向量
答案 B
解析 因为 O 是△ABC 的外心,所以|AO→ |=|BO→ |=|CO→ |.
4.如图所示,梯形 ABCD 为等腰梯形,则两腰上的向量AB→与DC→ 的关系是( )
A.AB→=DC→ B.|AB→|=|DC→ |
C.AB→>DC→ D.AB→
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