考点 | 学习目标 | 核心素养 |
向量的概念 | | 数学抽象 |
| 理解共线向量、相等向量的概念 | 数学抽象 |
向量与几何的关系 | | 直观想象 |
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问题导学
预习教材P133-P136的内容,思考以下问题:
1.向量是如何定义的?怎样表示向量?
2.向量的相关概念有哪些?
3.两个向量能比较大小吗?
1.位移与向量
(1)向量的概念
一般地,像位移这样既有大小又有 方向的量称为向量(也称为矢量). 向量的大小也称为向量的模(或长度);只有大小的量称为标量,长度、面积等都是标量.
(2)向量的表示方法
①始点为A终点为B的有向线段表示的向量,可以用符号简记为,此时向量的模用||表示.除了用始点和终点的两个大写字母来表示向量外,还可用一个小写字母来表示向量:在印刷时,通常用加粗的斜体小写字母如a,b,c等来表示向量;在书写时,用带箭头的小写字母如,,等来表示向量.
②始点和终点相同的向量称为零向量.零向量的模为0.零向量的方向是不确定.模不为0的向量通常称为非零向量.模等于1的向量称为单位向量.e是单位向量的充要条件是|e|=1.
■名师点拨
向量可以用有向线段表示,但向量不是有向线段.向量是规定了大小和方向的量,有向线段是规定了起点和终点的线段.
2.向量的相等与平行
一般地,把大小相等、方向相同的向量称为相等的向量.
如果两个非零向量的方向相同或相反,则称这两个向量平行.因为零向量的方向不确定,因此通常规定零向量与任意向量平行.两个向量a和b平行,记作 a∥b.两个向量平行也称为两个向量共线.
■名师点拨
共线向量仅仅指向量的方向相同或相反;相等向量指大小和方向均相同.
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)零向量没有方向.( )
(2)向量的长度和向量的模相等.( )
(3)单位向量都平行.( )
(4)零向量与任意向量都平行.( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)√
在下列物理量:①质量;②温度;③角度;④弹力;⑤风速.其中可以看成是向量的有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
解析:选B.①②③不可以看成向量,④⑤可以看成向量.
关于零向量,下列说法中错误的是( )
A.零向量是没有方向的
B.零向量的长度为0
C.零向量只与零向量相等
D.零向量的方向是任意的
答案:A
如图,四边形ABCD是平行四边形,则图中相等的向量是________(填序号).
①与;②与;
③与;④与.
答案:①④
向量的有关概念
判断下列命题是否正确,请说明理由:
(1)若向量a与b同向继电器延时电路,且|a|>|b|,则a>b;
(2)若向量|a|=|b|,则a与b的长度相等且方向相同或相反;
(3)对于任意向量|a|=|b|,若a与b的方向相同,则a=b;
(4)向量a与向量b平行,则向量a与b方向相同或相反.
【解】 (1)不正确.因为向量由两个因素来确定,即大小和方向,所以两个向量不能比较大小.
(2)不正确.由|a|=|b|只能判断两向量的长度相等,不能确定它们的方向关系.
(3)正确.因为|a|=|b|,且a与b同向,由两向量相等的条件,可得a=b.
(4)不正确.因为向量a与向量b若有一个是零向量,则其方向不定.
(1)理解零向量和单位向量应注意的问题
①零向量的方向是任意的,所有的零向量都相等.
②单位向量不一定相等,易忽略向量的方向.
(2)共线向量与平行向量
①平行向量也称为共线向量,两个概念没有区别.
②共线向量所在直线可以平行,与平面几何中的共线不同.
③平行向量可以共线,与平面几何中的直线平行不同.
给出下列命题:
①若a∥b,b∥门槛记c,则a∥c;
②若单位向量的起点相同,则终点相同;
③起点不同,但方向相同且模相等的几个向量是相等向量;
④向量与是共线向量,则A,B,C,D电线固定座四点必在同一直线上.
其中正确命题的序号是________.
解析:①错误.若b=0,则①不成立.
②错误.起点相同的单位向量,终点未必相同.
③正确.对于一个向量只要不改变其大小和方向,是可以任意移动的.
④错误.共线向量即平行向量,只要求方向相同或相反即可.并不要求两个向量,必须在同一直线上.
答案:③
向量的表示及应用
(1)如图,B,C是线段AD的三等分点,分别以图中各点为起点和终点,可以写出________个向量.
(2)在如图所示的坐标纸上(每个小方格边长为1),用直尺和圆规画出下列向量:
①,使||=4,点A在点O北偏东45°处;
②,使||=4,点B在点A正东处;
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③,使||=6,点C在点B北偏东30°处.
【解】 (1)可以写出12个向量,分别是:,,,,,,,,,,,,故填12.
(2)①由于点A在点O北偏东45°处,所以在坐标纸上点A距点O的横向小方格数与纵向小方格数相等.又||=4,小方格边长为1,所以点A距点O的横向小方格数与纵向小方格数都为4,于是点A位置可以确定,画出向量如图所示.
②由于点B在点A正东处,且||=4,所以在坐标纸上点B距点A的横向小方格数为4,纵向小方格数为0,于是点B位置可以确定,画出向量如图所示.
③由于点C在点B北偏东30°处,且||=6,依据勾股定理可得,在坐标纸上点C距点B的横向小方格数为3,纵向小方格数为3≈5.2,于是点C位置可以确定,画出向量如图所示.
(1)向量的两种表示方法
①几何表示法:先确定向量的起点,再确定向量的方向,最后根据向量的长度确定向量的终点.
②字母表示法:为了便于运算可用字母a,b,c表示,为了联系平面几何中的图形性质,可用表示向量的有向线段的起点与终点表示向量,如,,等.
(2)两种向量表示方法的作用
①用几何表示法表示向量,便于用几何方法研究向量运算,为用向量处理几何问题打下了基础.
②用字母表示法表示向量,便于向量的运算. 钢丝螺套标注
某人从A点出发向东走了5米到达B点,然后改变方向按东北方向走了10米到达C点,到达C点后又改变方向向西走了10米到达D点.
(1)作出向量,,;
(2)求的模.
解:(1)作出向量,,,如图所示:
(2)由题意得,△BCD是直角三角形,其中∠BDC=90°,BC=10米,CD=10米,所以BD=10米.△ABD是直角三角形,其中∠ABD=90°,AB=5米,BD=10米,所以AD==5(米),所以||=5米.
相等向量和共线向量
如图所示,O是正六边形ABCDEF的中心,且=a,=b,=c.
(1)与a的长度相等、方向相反的向量有哪些?
(2)与a共线的向量有哪些?
(3)请一一列出与a,b,c相等的向量.
【解】 (1)与a的长度相等、方向相反的向量有,,,.
(2)与a共线的向量有,,,,,,吸音墙,,.
(3)与a相等的向量有,,;与b相等的向量有,,;与c相等的向量有,,.