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《41第一节平面向量的概念及其线性运算》教案

教学过程课堂导入以前台胞春节期间来大陆探亲,乘飞机先从台北到香港,再从香港到上海.20XX年7月4日,两岸直航包机启航.若台北到香港的位移用向量a表示,香港到上海的位移用向量b表示,台北到上海的位移用向量c表示.想一想,向量a、b、c有何关系?复习预习1.我们已经学习过位移、速度、力等,你能总结出它们的特点吗?特点为________________________________.2.在学习三角函数线时,我们已经学习过有向线段了,你还记得吗?所谓有向线段就是________________________,三角函数线都是_____________.知识讲解考点1 向量的有关概念考点2 向量的线性运算向量运算定义法则(或几何意义)运算律加法求两个向量和的运算(1)交换律:a+b=b+a(2)结合律:(a+b)+c=a +(b+c)减法求a与b的相反向量-b的和的运算叫做a与b的差a-b=a+(-b)数乘求实数λ与向量a的积的运算(1)|λa|=|λ||a|(2)当λ>0时,λa与a的方向相同;当λ<0时,λa与a的方向相反;当λ=0时,λa=0λ(μa)=(λμ) a(λ+μ)a=λa+μaλ(a+b)=λa+λb考点3 共线向量定理向量a(a≠0)与b共线的充要条件是存在唯一一个实数λ,使得b=λa.例题精析 【例题1】【题干】设a 0为单位向量,①若a 为平面内的某个向量,则a =|a |a 0;②若a 与a 0平行,则a =|a |a 0;③若a 与a 0平行且|a |=1,则a =a 0.上述命题中,假命题的个数是( )A .0B .1C .2D .3【答案】D【解析】向量是既有大小又有方向的量,a 与|a |a 0的模相同,但方向不一定相同,故①是假命题;若a 与a 0平行,则a 与a 0的方向有两种情况:一是同向,二是反向,反向时a =-|a |a 0,故②③也是假命题.综上所述,假命题的个数是3.【例题2】【题干】如图,在△OAB 中,延长BA 到C ,使AC =BA ,在OB 上取点D ,使DB =13OB .设OA uu u r =a ,OB uuu r =b ,用a ,b 表示向量OC u u u r ,DC u u u r .【解析】OC u u u r =OB uuu r +BC uuu r =OB uuu r +2BA uu u r=OB uuu r +2(OA uu u r -OB uuu r )=2OA uu u r -OB uuu r=2a -b . DC u u u r =OC u u u r -OD u u u r =OC u u u r -23OB uuu r=(2a -b )-23b=2a -53b .【例题3】【题干】已知a ,b 不共线,OA uu u r =a ,OB uuu r =b ,OC u u u r =c ,OD u u u r =d ,OE uuu r=e ,设t ∈R ,如果3a =c,2b =d ,e =t (a +b ),是否存在实数t 使C ,D ,E 三点在一条直线上?若存在,求出实数t 的值,若不存在,请说明理由.【解析】由题设知,CD uuu r =d -c =2b -3a ,CE uuu r=e -c =(t -3)a +t b ,C ,D ,E 三点在一条直线上的充要条件是存在实数k ,使得CE uuu r =k CD uuu r,即(t -3)a +t b =-3k a +2k b ,整理得(t -3+3k )a =(2k -t )b .因为a ,b 不共线,所以有⎩⎪⎨⎪⎧t -3+3k =0,t -2k =0,解之得t =65.故存在实数t =65使C ,D ,E 三点在一条直线上.课堂运用 【基础】1.如图,已知AB u u u r =a ,AC uuu r =b ,BD u u u r =3DC u u u r ,用a ,b 表示AD u u u r ,则AD u u u r=( ) A .a +34b B.14a +34b C.14a +14bD.34a +14b解析:选B ∵CB u u u r =AB u u u r -AC uuu r =a -b ,又BD u u u r=3DC u u u r ,∴CD uuu r =14CB u u u r =14(a -b ),∴AD u u u r =AC uuu r +CD uuu r =b +14(a -b )=14a +34b .2.已知向量p =a |a |+b|b |,其中a 、b 均为非零向量,则|p |的取值范围是( ) A .[0,2] B .[0,1] C .(0,2]D .[0,2]解析:选D a |a |与b|b |均为单位向量,当它们同向时,|p |取得最值2,当它们反向时,|p |取得最小值0.故|p |∈[0,2].3.(2013·保定模拟)如图所示,已知点G 是△ABC 的重心,过G 作直线与AB ,AC 两边分别交于M ,N 两点,且AMu u u u r=x AB u u u r ,AN uuu r =y AC uuu r ,则x ·y x +y的值为( )A .3 B.13 C .2D.12解析:选B (特例法)利用等边三角形,过重心作平行于底面BC 的直线,易得x ·y x +y =13.【巩固】4.在▱ABCD 中,AB u u u r =a ,AD u u u r=b ,AN uuu r =3NC uuu r ,M 为BC 的中点,则MN u u u u r =________(用a ,b 表示).解析:由AN uuu r =3NC uuu r 得4AN uuu r =3AC uuu r =3(a +b ),AM u u u u r =a +12b , 所以MN u u u u r =34(a +b )-⎝⎛⎭⎪⎫a +12b =-14a +14b . 答案:-14a +14b5.(2013·淮阴模拟)已知△ABC 和点M 满足MA u u u r +MB u u u r +MC u u u u r =0.若存在实数m 使得AB u u u r +AC uuu r =m AM u u u u r 成立,则m =________.解析:由题目条件可知,M 为△ABC 的重心,连接AM 并延长交BC 于D ,则AM u u u u r =23AD u u u r ,因为AD 为中线,则ABu u u r +AC uuu r =2AD u u u r =3AM u u u u r ,所以m =3.答案:3【拔高】6.如图所示,在五边形ABCDE 中,点M 、N 、P 、Q 分别是AB 、CD 、BC 、DE 的中点,K 和L 分别是MN 和PQ 的中点,求证:KL uu u r =14AE u u u r.证明:任取一点O ,KL uu u r =OL u u u r -OK uuu r .∵K 、L 为MN 、PQ 的中点.∴OK uuu r =12(OM uu u u r +ON uuu r ),OL u u u r =12(OP uuu r +OQ uuu r).又∵M ,N ,P ,Q 分别为AB ,CD ,BC ,DE 中点,∴OM u u u u r =12(OA u u u r +OB uuu r ),ON uuu r =12(OC uuu r +OD uuu r),OP uuu r =12(OB uuu r +OC uuu r ),OQ uuu r =12(OD uuu r +OE uuu r).∴KL uu u r =OL u u u r -OK uuu r =12[-(OM u u u u r +ON uuu r )+(OP uuu r +OQ uuu r)]=14[-(OA u u u r +OB uuu r +OC uuu r +OD uuu r )+(OB uuu r +OC uuu r +OD uuu r +OE uuu r)]=14(-OA u u u r +OE uuu r )=14AE u u u r .7.设两个非零向量e 1和e 2不共线.(1)如果AB u u u r =e 1-e 2,BC uuu r =3e 1+2e 2,CD uuu r =-8e 1-2e 2,求证:A 、C 、D 三点共线;(2)如果AB u u u r =e 1+e 2,BC uuu r =2e 1-3e 2,CD uuu r =2e 1-k e 2,且A 、C 、D 三点共线,求k 的值.解:(1)证明:∵AB u u u r =e 1-e 2,BC uuu r =3e 1+2e 2,CD uuu r =-8e 1-2e 2,∴AC uuu r =AB u u u r +BC uuu r =4e 1+e 2=-12(-8e 1-2e 2)=-12CD uuu r ,∴AC uuu r 与CD uuu r 共线.又∵AC uuu r 与CD uuu r 有公共点C ,∴A 、C 、D 三点共线.(2) AC uuu r =AB u u u r +BC uuu r =(e 1+e 2)+(2e 1-3e 2)=3e 1-2e 2,∵A 、C 、D 三点共线,∴AC uuu r 与CD uuu r 共线,从而存在实数λ使得AC uuu r =λCD uuu r ,即3e 1-2e 2=λ(2e 1-k e 2),得⎩⎪⎨⎪⎧3=2λ,-2=-λk ,解得λ=32,k =43.课程小结(1)向量共线的充要条件中要注意“a ≠0”,否则λ可能不存在,也可能有无数个.(2)证明三点共线问题,可用向量共线来解决,但应注意向量共线与三点共线的区别与联系,当两向量共线且有公共点时,才能得出三点共线;另外,利用向量平行证明向量所在直线平行,必须说明这两条直线不重合.。

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