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人教版数学高一学案2.1平面向量的实际背景及基本概念

人教版数学高一学案2.1平面向量的实际背景及基本概念
人教版数学高一学案2.1平面向量的实际背景及基本概念

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.会用有向线段作向量的几何表示,了解有向线段与向量的联系与区别,会用字母表示向量.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

思考1在日常生活中有很多量,如面积、质量、速度、位移等,这些量有什么区别?

思考2两个数量可以比较大小,那么两个向量能比较大小吗?

梳理向量与数量

(1)向量:既有________,又有________的量叫做向量.

(2)数量:只有________,没有________的量称为数量.

知识点二向量的表示方法

思考1向量既有大小又有方向,那么如何形象、直观地表示出来?

思考2 0的模长是多少?0有方向吗?

思考3 单位向量的模长是多少?

梳理 (1)向量的几何表示:向量可以用一条有向线段表示.带有________的线段叫做有向线段,它包含三个要素:________、________、________,如图所示.

以A 为起点、B 为终点的有向线段记作AB →

.

(2)向量的字母表示: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)向量AB →的大小,也就是向量AB →的长度(或称模),即有向线段AB →

的长度,记作________.________________的向量叫做零向量,记作________;____________________的向量,叫做单位向量.

知识点三 相等向量与共线向量

思考1 已知A ,B 为平面上不同两点,那么向量AB →和向量BA →

相等吗?它们共线吗?

思考2 向量平行、共线与平面几何中的直线、线段平行、共线相同吗?

思考3 若a ∥b ,b ∥c ,那么一定有a ∥c 吗?

梳理 (1)相等向量:______________且______________的向量叫做相等向量. (2)平行向量:方向________________的________向量叫做平行向量. ①记法:向量a 平行于b ,记作________. ②规定:零向量与________________平行.

(3)共线向量:由于任意一组平行向量都可移动到同一直线上,所以________向量也叫做共线向量.也就是说,平行向量与共线向量是等价的,因此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.

类型一 向量的概念

例1 下列说法正确的是( ) 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.零向量没有方向

D.任意两个单位向量都相等

反思与感悟 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 下列说法正确的有________. (1)若|a |=|b |,则a =b 或a =-b ;

(2)向量AB →与CD →

是共线向量,则A 、B 、C 、D 四点必在同一条直线上; (3)向量AB →与BA →

是平行向量. 类型二 共线向量与相等向量

例2 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)写出与EF →

的模大小相等的向量; (3)写出与EF →

相等的向量.

反思与感悟 (1)非零向量共线是指向量的方向相同或相反.(2)共线的向量不一定相等,但相等的向量一定共线.

跟踪训练2 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 →

共线的向量有哪些?

类型三 向量的表示及应用

例3 一辆汽车从A 点出发向西行驶了100km 到达B 点,然后又改变方向,向西偏北50°的方向走了200km 到达C 点,最后又改变方向,向东行驶了100km 到达D 点. (1)作出向量AB →、BC →、CD →; (2)求|AD →|.

反思与感悟 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3 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?

1.下列结论正确的个数是( )

①温度含零上和零下温度,所以温度是向量; ②向量的模是一个正实数;

③向量a 与b 不共线,则a 与b 都是非零向量; ④若|a |>|b |,则a >b . A.0B.1C.2D.3

2.下列说法错误的是( ) A.若a =0,则|a |=0 B.零向量是没有方向的 C.零向量与任一向量平行 D.零向量的方向是任意的

3.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 →

4.如图所示,以1×2方格纸中的格点(各线段的交点)为起点和终点的向量中.

(1)写出与AF →、AE →

相等的向量; (2)写出与AD →

模相等的向量.

1.向量是既有大小又有方向的量,从其定义可以看出向量既有代数特征又有几何特征,因此借助于向量,我们可以将某些代数问题转化为几何问题,又将几何问题转化为代数问题,故向量能起到数形结合的桥梁作用.

2.共线向量与平行向量是一组等价的概念.两个共线向量不一定要在一条直线上.当然,同一直线上的向量也是平行向量.

3.注意两个特殊向量——零向量和单位向量,零向量与任何向量都平行,单位向量有无穷多个,起点相同的所有单位向量的终点在平面内形成一个单位圆.

答案精析

问题导学 知识点一

思考1 面积、质量只有大小,没有方向;而速度和位移既有大小又有方向. 思考2 数量之间可以比较大小,而两个向量不能比较大小. 梳理 (1)大小 方向 (2)大小 方向 知识点二

思考1 可以用一条有向线段表示. 思考2 0的模长为0,方向任意. 思考3 单位向量的模长为1个单位长度.

梳理 (1)方向 起点 方向 长度 (3)|AB →

| 长度为0 0 长度等于1个单位 知识点三

思考1 因为向量AB →和向量BA →

方向不同,所以二者不相等.又表示它们的有向线段在同一直线上,所以两向量共线.

思考2 不相同,由相等向量定义可知,向量可以任意移动.由于任意一组平行向量都可以移动到同一直线上,所以平行向量也叫做共线向量.因此共线向量所在的直线可以平行,也可以重合.

思考3 不一定.因为当b =0时,a ,c 可以是任意向量.

梳理 (1)长度相等 方向相同 (2)相同或相反 非零 ①a ∥b ②任一向量 (3)平行 题型探究

例1 A 跟踪训练1 (3)

例2 解 (1)因为E 、F 分别是AC 、AB 的中点, 所以EF 綊1

2

BC .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)与EF →模相等的向量有FE →,BD →,DB →,DC →,CD →. (3)与EF →相等的向量有DB →与CD →.

跟踪训练2 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. 例3 解 (1)向量AB →、BC →、CD →

如图所示.

(2)由题意,易知AB →与CD →方向相反,故AB →与CD →

共线, ∵|AB →|=|CD →|,

∴在四边形ABCD 中,AB 綊CD , ∴四边形ABCD 为平行四边形, ∴AD →=BC →,∴|AD →|=|BC →

|=200km.

跟踪训练3 解 (1)根据相等向量的定义,所作向量与向量a 平行,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). 当堂训练 1.B 2.B 3.B

4.(1)AF →=BE →=CD →,AE →=BD → (2)DA →,CF →,FC →

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