第五章 平面向量第一教时教材:向量目的:要求学生掌握向量的意义、表示方法以及有关概念,并能作一个向量与已知向量相等,根据图形判定向量是否平行、共线、相等。
过程:一、开场白:课本P93(略)实例:老鼠由A 向西北逃窜,猫在B 处向东追去, 问:猫能否追到老鼠?(画图)结论:猫的速度再快也没用,因为方向错了。
二、 提出课题:平面向量1.意义:既有大小又有方向的量叫向量。
例:力、速度、加速度、冲量等注意:1数量与向量的区别:数量只有大小,是一个代数量,可以进行代数运算、比较大小;向量有方向,大小,双重性,不能比较大小。
2从19世纪末到20世纪初,向量就成为一套优良通性的数学体系,用以研究空间性质。
2. 向量的表示方法: 1几何表示法:点—射线 有向线段——具有一定方向的线段 有向线段的三要素:起点、方向、长度 记作(注意起讫)2字母表示法:可表示为 P95 例 用1cm 表示5n mail (海里)3. 模的概念:向量 记作:|| 模是可以比较大小的4. 两个特殊的向量:1零向量——长度(模)为0的向量,记作。
的方向是任意的。
注意与0的区别2单位向量——长度(模)为1个单位长度的向量叫做单位向量。
例:温度有零上零下之分,“温度”是否向量?答:不是。
因为零上零下也只是大小之分。
例:与是否同一向量?A B A(起点) B (终点) a答:不是同一向量。
例:有几个单位向量?单位向量的大小是否相等?单位向量是否都相等? 答:有无数个单位向量,单位向量大小相等,单位向量不一定相等。
三、 向量间的关系:1.平行向量:方向相同或相反的非零向量叫做平行向量。
记作:∥∥ 规定:与任一向量平行2. 相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量。
记作:= 规定:=任两相等的非零向量都可用一有向线段表示,与起点无关。
3. 共线向量:任一组平行向量都可移到同一条直线上 , 所以平行向量也叫共线向量。
= = =例:(P95)略变式一:与向量长度相等的向量有多少个?(11个)变式二:是否存在与向量长度相等、方向相反的向量?(存在)变式三:与向量共线的向量有哪些?(,,)四、 小结: 五、 作业:P96 练习 习题5.1第二教时教材:向量的加法目的:要求学生掌握向量加法的意义,并能运用三角形法则和平行四边形法则作几个向量的和向量。
能表述向量加法的交换律和结合律,并运用它进行向量计算。
过程:六、复习:向量的定义以及有关概念强调:1向量是既有大小又有方向的量。
长度相等、方向相同的向量相等。
2正因为如此,我们研究的向量是与起点无关的自由向量,即任何向量可以在不改变它的方向和大小的前提下,移到任何位置。
七、 提出课题:向量是否能进行运算?5.某人从A 到B ,再从B 按原方向到C ,a bcA B C则两次的位移和:=+6.若上题改为从A 到B ,再从B 按反方向到C , 则两次的位移和:=+ 7.某车从A 到B ,再从B 改变方向到C , 则两次的位移和:=+ 8.船速为,水速为, 则两速度和:=+提出课题:向量的加法三、1.定义:求两个向量的和的运算,叫做向量的加法。
注意:;两个向量的和仍旧是向量(简称和向量) 2.三角形法则:强调:1“向量平移”(自由向量):使前一个向量的终点为后一个向量的起点2可以推广到n 个向量连加 3=+=+4不共线向量都可以采用这种法则——三角形法则3.例一、已知向量a 、b ,求作向量a +b 作法:在平面内取一点, 作= = 则b a OB +=4.加法的交换律和平行四边形法则上题中+的结果与+是否相同 验证结果相同 从而得到:1向量加法的平行四边形法则 2向量加法的交换律:+=+9.向量加法的结合律:(+) +=+ (+)A BCA BCAA AB B BC C OABaaabbba +b a +b a a b b b a a ACDca +b+ca +bb+c证:如图:使=, =, =则(+) +==+ + (+) ==+ ∴(+) +=+ (+)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。
四、例二(P98—99)略五、小结:1向量加法的几何法则 2交换律和结合律 3注意:|+| > || + ||不一定成立,因为共线向量不然。
六、作业:P99—100 练习 P102 习题5.2 1—3第三教时教材:向量的减法目的:要求学生掌握向量减法的意义与几何运算,并清楚向量减法与加法的关系。
过程:八、复习:向量加法的法则:三角形法则与平行四边形法则向量加法的运算定律:例:在四边形中,=++BA BA CB CD 解:=++=++九、 提出课题:向量的减法1.用“相反向量”定义向量的减法1“相反向量”的定义:与a 长度相同、方向相反的向量。
记作a2规定:零向量的相反向量仍是零向量。
(a ) = a任一向量与它的相反向量的和是零向量。
a + (a ) = 0 如果a 、b 互为相反向量,则a = b , b = a , a + b = 0 3向量减法的定义:向量a 加上的b 相反向量,叫做a 与b 的差。
即:a b = a + (b ) 求两个向量差的运算叫做向量的减法。
2.用加法的逆运算定义向量的减法: 向量的减法是向量加法的逆运算:若b + x = a ,则x 叫做a 与b 的差,记作a b 3.求作差向量:已知向量a 、b ,求作向量 ∵(a b ) + b = a + (b ) + b = a + 0 = a作法:在平面内取一点O , 作= a , = bA BO a bBa bab则= a b即a b 可以表示为从向量b 的终点指向向量a 的终点的向量。
注意:1AB 表示ab 。
强调:差向量“箭头”指向被减数2用“相反向量”定义法作差向量,a b = a + (b ) 显然,此法作图较繁,但最后作图可统一。
4.a ∥b ∥ca b = a + (b ) a b十、例题:例一、(P101 例三)已知向量a 、b 、c 、d ,求作向量a b 、c d 。
解:在平面上取一点O ,作OA = a , OB = b , OC = c , OD = d , 作BA , , 则BA = a b , = cd例二、平行四边形中,,用表示向量, 解:由平行四边形法则得: = a + b, DB = AD AB = ab变式一:当a , b 满足什么条件时,a +b 与a b 垂直?(|a | = |b |) 变式二:当a , b 满足什么条件时,|a +b | = |a b |?(a , b 互相垂直) 变式三:a +b 与a b 对角线方向不同)十一、 小结:向量减法的定义、作图法|OA Ba B’b bB a + (b ) a b ABCbad cDOa b A B B’ a ba ab b O A O Ba b B A O b十二、 作业: P102 练习P103 习题5.2 4—8第四教时教材:向量、向量的加法、向量的减法综合练习《教学与测试》64、65、66课 目的:通过练习要求学生明确掌握向量的概念、几何表示、共线向量的概念,掌握向量的加法与减法的意义与几何运算。
过程:十三、 复习:1︒向量的概念:定义、表示法、模、零向量、单位向量、平行向量、 相等向量、共线向量2︒向量的加法与减法:定义、三角形法则、平行四边形法则、运算定律 十四、 1.处理《教学与测试》P135—136 第64课 (略)2.处理《教学与测试》P137—138 第65课例一、设a 表示“向东走3km ”,b 表示“向北走3km ”,则a + b 表示向东北走23km 解:= +233322=+=OB (km )例二、试用向量方法证明:对角线互相平分的四边形是平行四边形。
证:由向量加法法则: = +, = + 由已知:AO =OC , DO =OB∴= 即AB 与CD 平行且相等 ∴ABCD 为平行四边形例三、在正六边形中,若OA = a , OE = b ,试用 向量a 、b 将、、表示出来。
解:设正六边形中心为P则=++=+=OA OE OA PB OP OB )(a + b=+=PC OP OC a + b + a + b由对称性:= b + b + a3.处理《教学与测试》P139—140 第66课 (略)十五、 有时间可处理“备用题”:Ba +b bO a AA BC例一、化简++++解:++++= ++++ =+++=++=+= 0例二、在静水中划船的速度是每分钟40,水流的速度是每分钟20,如果船从岸边出发,径直沿垂直与水流的航线到达对岸,那么船行进的方向应该指向何处? 解:如图:船航行的方向是与河岸垂直方向成30︒夹角,即指向河的上游。
十六、 作业:上述三课中的练习部分(选)第五教时教材:实数与向量的积目的:要求学生掌握实数与向量的积的定义、运算律,理解向量共线的充要条件。
过程:一、复习:向量的加法、减法的定义、运算法则。
二、1.引入新课:已知非零向量a 作出a +a +a和(a)+(a )+(a )=++=a +a +a =3a=++=(a )+(a )+(a )=3a讨论:13a 与a 方向相同且|3a |=3|a|23a 与a 方向相反且|3a |=3|a| 2.从而提出课题:实数与向量的积实数λ与向量a 的积,记作:λa定义:实数λ与向量a 的积是一个向量,记作:λa1|λa |=|λ||a|2λ>0时λa 与a 方向相同;λ<0时λa 与a 方向相反;λ=0时λa=03.运算定律:结合律:λ(μa )=(λμ)a①第一分配律:(λ+μ)a =λa +μa②第二分配律:λ(a +b )=λa+λb ③上游 下游 a a a a O A B C a -a-a-a-NMQP结合律证明:如果λ=0,μ=0,a=至少有一个成立,则①式成立 如果λ0,μ0,a有:|λ(μa )|=|λ||μa |=|λ||μ||a||(λμ)a |=|λμ|| a |=|λ||μ||a|∴|λ(μa )|=|(λμ)a|如果λ、μ同号,则①式两端向量的方向都与a同向;如果λ、μ异号,则①式两端向量的方向都与a反向。
从而λ(μa )=(λμ)a第一分配律证明:如果λ=0,μ=0,a=至少有一个成立,则②式显然成立 如果λ0,μ0,a当λ、μ同号时,则λa 和μa同向,∴|(λ+μ)a |=|λ+μ||a |=(|λ|+|μ|)|a| |λa +μa |=|λa |+|μa |=|λ||a |+|μ||a |=(|λ|+|μ|)|a |∵λ、μ同号 ∴②两边向量方向都与a同向即:|(λ+μ)a |=|λa +μa|当λ、μ异号,当λ>μ时 ②两边向量的方向都与λa同向当λ<μ时 ②两边向量的方向都与μa同向还可证:|(λ+μ)a |=|λa +μa|∴②式成立第二分配律证明:如果a=,b =中至少有一个成立,或λ=0,λ=1则③式显然成立当a ,b且λ0,λ1时1当λ>0且λ1时在平面内任取一点O ,作=a =b =1λa=11B A λb则=a +b =1OB λa+λb由作法知:AB ∥11B A 有OAB=OA 1B 1 |AB |=λ|11B A |==||||111AB OA λ ∴△OAB ∽△OA 1B 1OAB B 1A 11λ AOB= A 1OB 1因此,O ,B ,B 1在同一直线上,|1OB |=|λ| 1OB 与λ方向也相同λ(a +b )=λa+λb当λ<0时 可类似证明:λ(a +b )=λa+λb ∴ ③式成立4.例一 (见P104)略三、向量共线的充要条件(向量共线定理)1.若有向量a (a 0)、b ,实数λ,使b =λa则由实数与向量积的定义知:a 与b为共线向量 若a 与b 共线(a)且|b |:|a |=μ,则当a 与b 同向时b =μa当a 与b 反向时b =μa从而得:向量b 与非零向量a共线的充要条件是:有且只有一个非零实数λ使b =λa2.例二(P104-105 略) 三、小结:四、作业: 课本 P105 练习 P107-108 习题5.3 1、2第六教时教材:平面向量基本定理目的:要求学生掌握平面向量的基本定理,能用两个不共线向量表示一个向量;或一个向量分解为两个向量。