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文檔簡介
1、第二章 平面向量本章內(nèi)容介紹向量這一概念是由物理學(xué)和工程技術(shù)抽象出來的,是近代數(shù)學(xué)中重要和基本的數(shù)學(xué)概念之一,有深刻的幾何背景,是解決幾何問題的有力工具.向量概念引入后,全等和平行(平移)、相似、垂直、勾股定理就可轉(zhuǎn)化為向量的加(減)法、數(shù)乘向量、數(shù)量積運算,從而把圖形的基本性質(zhì)轉(zhuǎn)化為向量的運算體系.向量是溝通代數(shù)、幾何與三角函數(shù)的一種工具,有著極其豐富的實際背景.在本章中,學(xué)生將了解向量豐富的實際背景,理解平面向量及其運算的意義,學(xué)習(xí)平面向量的線性運算、平面向量的基本定理及坐標(biāo)表示、平面向量的數(shù)量積、平面向量應(yīng)用五部分內(nèi)容.能用向量語言和方法表述和解決數(shù)學(xué)和物理中的一些問題. 本節(jié)從物理上的
2、力和位移出發(fā),抽象出向量的概念,并說明了向量與數(shù)量的區(qū)別,然后介紹了向量的一些基本概念. (讓學(xué)生對整章有個初步的、全面的了解.)第1課時§2.1 平面向量的實際背景及基本概念教學(xué)目標(biāo):1. 了解向量的實際背景,理解平面向量的概念和向量的幾何表示;掌握向量的模、零向量、單位向量、平行向量、相等向量、共線向量等概念;并會區(qū)分平行向量、相等向量和共線向量.2. 通過對向量的學(xué)習(xí),使學(xué)生初步認(rèn)識現(xiàn)實生活中的向量和數(shù)量的本質(zhì)區(qū)別.3. 通過學(xué)生對向量與數(shù)量的識別能力的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識客觀事物的數(shù)學(xué)本質(zhì)的能力.教學(xué)重點:理解并掌握向量、零向量、單位向量、相等向量、共線向量的概念,會表示向量.
3、教學(xué)難點:平行向量、相等向量和共線向量的區(qū)別和聯(lián)系.學(xué) 法:本節(jié)是本章的入門課,概念較多,但難度不大.學(xué)生可根據(jù)在原有的位移、力等物理概念來學(xué)習(xí)向量的概念,結(jié)合圖形實物區(qū)分平行向量、相等向量、共線向量等概念.教 具:多媒體或?qū)嵨锿队皟x,尺規(guī)授課類型:新授課教學(xué)思路:一、情景設(shè)置:ABCD如圖,老鼠由A向西北逃竄,貓在B處向東追去,設(shè)問:貓能否追到老鼠?(畫圖)結(jié)論:貓的速度再快也沒用,因為方向錯了.分析:老鼠逃竄的路線AC、貓追逐的路線BD實際上都是有方向、有長短的量.引言:請同學(xué)指出哪些量既有大小又有方向?哪些量只有大小沒有方向?二、新課學(xué)習(xí): (一)向量的概念:我們把既有大小又有方向的量叫
4、向量(二)請同學(xué)閱讀課本后回答:(可制作成幻燈片)1、數(shù)量與向量有何區(qū)別?2、如何表示向量?3、有向線段和線段有何區(qū)別和聯(lián)系?分別可以表示向量的什么?4、長度為零的向量叫什么向量?長度為1的向量叫什么向量?5、滿足什么條件的兩個向量是相等向量?單位向量是相等向量嗎?6、有一組向量,它們的方向相同或相反,這組向量有什么關(guān)系?7、如果把一組平行向量的起點全部移到一點O,這是它們是不是平行向量?這時各向量的終點之間有什么關(guān)系? (三)探究學(xué)習(xí)1、數(shù)量與向量的區(qū)別:數(shù)量只有大小,是一個代數(shù)量,可以進行代數(shù)運算、比較大?。幌蛄坑蟹较?,大小,雙重性,不能比較大小. A(起點) B(終點)a2.向量的表示方
5、法:用有向線段表示;用字母、(黑體,印刷用)等表示;用有向線段的起點與終點字母:;向量的大小長度稱為向量的模,記作|. 3.有向線段:具有方向的線段就叫做有向線段,三個要素:起點、方向、長度.向量與有向線段的區(qū)別:(1)向量只有大小和方向兩個要素,與起點無關(guān),只要大小和方向相同,則這兩個向量就是相同的向量;(2)有向線段有起點、大小和方向三個要素,起點不同,盡管大小和方向相同,也是不同的有向線段.4、零向量、單位向量概念:長度為0的向量叫零向量,記作0. 0的方向是任意的.注意0與0的含義與書寫區(qū)別.長度為1個單位長度的向量,叫單位向量.說明:零向量、單位向量的定義都只是限制了大小.5、平行向
6、量定義:方向相同或相反的非零向量叫平行向量;我們規(guī)定0與任一向量平行.說明:(1)綜合、才是平行向量的完整定義;(2)向量、平行,記作.6、相等向量定義:長度相等且方向相同的向量叫相等向量.說明:(1)向量與相等,記作;(2)零向量與零向量相等;(3)任意兩個相等的非零向量,都可用同一條有向線段來表示,并且與有向線段的起點無關(guān).7、共線向量與平行向量關(guān)系:平行向量就是共線向量,這是因為任一組平行向量都可移到同一直線上(與有向線段的起點無關(guān)).說明:(1)平行向量可以在同一直線上,要區(qū)別于兩平行線的位置關(guān)系;(2)共線向量可以相互平行,要區(qū)別于在同一直線上的線段的位置關(guān)系.(四)理解和鞏固: 例
7、1 書本86頁例1.例2判斷:(1)平行向量是否一定方向相同?(不一定)(2)不相等的向量是否一定不平行?(不一定)(3)與零向量相等的向量必定是什么向量?(零向量)(4)與任意向量都平行的向量是什么向量?(零向量)(5)若兩個向量在同一直線上,則這兩個向量一定是什么向量?(平行向量)(6)兩個非零向量相等的當(dāng)且僅當(dāng)什么?(長度相等且方向相同)(7)共線向量一定在同一直線上嗎?(不一定)例3下列命題正確的是( )A.與共線,與共線,則與c也共線B.任意兩個相等的非零向量的始點與終點是一平行四邊形的四頂點C.向量與不共線,則與都是非零向量D.有相同起點的兩個非零向量不平行解:由于零向量與任一向量
8、都共線,所以A不正確;由于數(shù)學(xué)中研究的向量是自由向量,所以兩個相等的非零向量可以在同一直線上,而此時就構(gòu)不成四邊形,根本不可能是一個平行四邊形的四個頂點,所以B不正確;向量的平行只要方向相同或相反即可,與起點是否相同無關(guān),所以不正確;對于C,其條件以否定形式給出,所以可從其逆否命題來入手考慮,假若與不都是非零向量,即與至少有一個是零向量,而由零向量與任一向量都共線,可有與共線,不符合已知條件,所以有與都是非零向量,所以應(yīng)選C.例4 如圖,設(shè)O是正六邊形ABCDEF的中心,分別寫出圖中與向量、相等的向量.變式一:與向量長度相等的向量有多少個?(11個)變式二:是否存在與向量長度相等、方向相反的向
9、量?(存在)變式三:與向量共線的向量有哪些?()課堂練習(xí):1判斷下列命題是否正確,若不正確,請簡述理由.向量與是共線向量,則A、B、C、D四點必在一直線上;單位向量都相等;任一向量與它的相反向量不相等;四邊形ABCD是平行四邊形當(dāng)且僅當(dāng) 一個向量方向不確定當(dāng)且僅當(dāng)模為0;共線的向量,若起點不同,則終點一定不同.解:不正確.共線向量即平行向量,只要求方向相同或相反即可,并不要求兩個向量、在同一直線上.不正確.單位向量模均相等且為1,但方向并不確定.不正確.零向量的相反向量仍是零向量,但零向量與零向量是相等的. 、正確.不正確.如圖與共線,雖起點不同,但其終點卻相同.2書本88頁練習(xí)三、小結(jié) :1
10、、 描述向量的兩個指標(biāo):模和方向.2、 平行向量不是平面幾何中的平行線段的簡單類比.3、 向量的圖示,要標(biāo)上箭頭和始點、終點.四、課后作業(yè): 書本88頁習(xí)題2.1第3、5題(吳春霞)第2課時§2.2.1 向量的加法運算及其幾何意義教學(xué)目標(biāo):1、 掌握向量的加法運算,并理解其幾何意義; 2、 會用向量加法的三角形法則和平行四邊形法則作兩個向量的和向量,培養(yǎng)數(shù)形結(jié)合解決問題的能力; 3、 通過將向量運算與熟悉的數(shù)的運算進行類比,使學(xué)生掌握向量加法運算的交換律和結(jié)合律,并會用它們進行向量計算,滲透類比的數(shù)學(xué)方法;教學(xué)重點:會用向量加法的三角形法則和平行四邊形法則作兩個向量的和向量.教學(xué)難點
11、:理解向量加法的定義.學(xué) 法:數(shù)能進行運算,向量是否也能進行運算呢?數(shù)的加法啟發(fā)我們,從運算的角度看,位移的合成、力的合成可看作向量的加法.借助于物理中位移的合成、力的合成來理解向量的加法,讓學(xué)生順理成章接受向量的加法定義.結(jié)合圖形掌握向量加法的三角形法則和平行四邊形法則.聯(lián)系數(shù)的運算律理解和掌握向量加法運算的交換律和結(jié)合律.教 具:多媒體或?qū)嵨锿队皟x,尺規(guī)授課類型:新授課教學(xué)思路:一、設(shè)置情景:1、 復(fù)習(xí):向量的定義以及有關(guān)概念強調(diào):向量是既有大小又有方向的量.長度相等、方向相同的向量相等.因此,我們研究的向量是與起點無關(guān)的自由向量,即任何向量可以在不改變它的方向和大小的前提下,移到任何位置
12、A B C2、 情景設(shè)置:(1)某人從A到B,再從B按原方向到C,C A B 則兩次的位移和:(2)若上題改為從A到B,再從B按反方向到C,A BC 則兩次的位移和:(3)某車從A到B,再從B改變方向到C,A BC 則兩次的位移和:(4)船速為,水速為,則兩速度和:二、探索研究:、向量的加法:求兩個向量和的運算,叫做向量的加法.、三角形法則(“首尾相接,首尾連”)如圖,已知向量a、.在平面內(nèi)任取一點,作a,則向量叫做a與的和,記作a,即 a,規(guī)定: a + 0-= 0 +aa aABCa+ba+baabbaa探究:(1)兩相向量的和仍是一個向量;(2)當(dāng)向量與不共線時,+的方向不同向,且|+|
13、<|+|;OABaaabbb(3)當(dāng)與同向時,則+、同向,且|+|=|+|,當(dāng)與反向時,若|>|,則+的方向與相同,且|+|=|-|;若|<|,則+的方向與相同,且|+b|=|-|.(4)“向量平移”(自由向量):使前一個向量的終點為后一個向量的起點,可以推廣到n個向量連加例一、已知向量、,求作向量+ 作法:在平面內(nèi)取一點,作 ,則.加法的交換律和平行四邊形法則問題:上題中+的結(jié)果與+是否相同? 驗證結(jié)果相同從而得到:)向量加法的平行四邊形法則(對于兩個向量共線不適應(yīng)) )向量加法的交換律:+=+向量加法的結(jié)合律:(+) +=+ (+)證:如圖:使, , 則(+) +=,+
14、(+) =(+) +=+ (+)從而,多個向量的加法運算可以按照任意的次序、任意的組合來進行.三、應(yīng)用舉例:例二(P9495)略練習(xí):P95四、小結(jié) 1、向量加法的幾何意義;、交換律和結(jié)合律;、注意:|+| | + |,當(dāng)且僅當(dāng)方向相同時取等號.五、課后作業(yè):P103第、題六、板書設(shè)計(略)七、備用習(xí)題1、一艘船從A點出發(fā)以的速度向垂直于對岸的方向行駛,船的實際航行的速度的大小為,求水流的速度.2、一艘船距對岸,以的速度向垂直于對岸的方向行駛,到達對岸時,船的實際航程為8km,求河水的流速.3、一艘船從A點出發(fā)以的速度向垂直于對岸的方向行駛,同時河水的流速為,船的實際航行的速度的大小為,方向與
15、水流間的夾角是,求和.4、一艘船以5km/h的速度在行駛,同時河水的流速為2km/h,則船的實際航行速度大小最大是km/h,最小是km/h、已知兩個力F1,F(xiàn)2的夾角是直角,且已知它們的合力F與F1的夾角是60,|F|=10N求F1和F2的大小.、用向量加法證明:兩條對角線互相平分的四邊形是平行四邊形(吳春霞)第3課時§2.2.2 向量的減法運算及其幾何意義教學(xué)目標(biāo):1. 了解相反向量的概念;2. 掌握向量的減法,會作兩個向量的減向量,并理解其幾何意義;3. 通過闡述向量的減法運算可以轉(zhuǎn)化成向量的加法運算,使學(xué)生理解事物之間可以相互轉(zhuǎn)化的辯證思想.教學(xué)重點:向量減法的概念和向量減法的
16、作圖法.教學(xué)難點:減法運算時方向的確定.學(xué) 法:減法運算是加法運算的逆運算,學(xué)生在理解相反向量的基礎(chǔ)上結(jié)合向量的加法運算掌握向量的減法運算;并利用三角形做出減向量.教 具:多媒體或?qū)嵨锿队皟x,尺規(guī)授課類型:新授課教學(xué)思路:一、 復(fù)習(xí):向量加法的法則:三角形法則與平行四邊形法則A B D C 向量加法的運算定律:例:在四邊形中, .解:二、 提出課題:向量的減法1 用“相反向量”定義向量的減法(1) “相反向量”的定義:與a長度相同、方向相反的向量.記作 -a(2) 規(guī)定:零向量的相反向量仍是零向量.-(-a) = a. 任一向量與它的相反向量的和是零向量.a + (-a) = 0 如果a、b互
17、為相反向量,則a = -b, b = -a, a + b = 0 (3) 向量減法的定義:向量a加上的b相反向量,叫做a與b的差. 即:a - b = a + (-b) 求兩個向量差的運算叫做向量的減法.2 用加法的逆運算定義向量的減法: 向量的減法是向量加法的逆運算:OabBaba-b 若b + x = a,則x叫做a與b的差,記作a - b3 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:在平面內(nèi)取一點O, 作= a, = b 則= a - b 即a - b可以表示為從向量b的終點指向向量a的終點的向量. 注意:1
18、176;表示a - b.強調(diào):差向量“箭頭”指向被減數(shù)OABaBb-bbBa+ (-b)ab 2°用“相反向量”定義法作差向量,a - b = a + (-b) 顯然,此法作圖較繁,但最后作圖可統(tǒng)一.4 探究:) 如果從向量a的終點指向向量b的終點作向量,那么所得向量是b - a.a-bAABBBOa-baabbOAOBa-ba-bBAO-b)若ab, 如何作出a - b?三、 例題:例一、(P 例三)已知向量a、b、c、d,求作向量a-b、c-d. 解:在平面上取一點O,作= a, = b, = c, = d, ABCbadcDO 作, , 則= a-b, = c-dA B D C
19、例二、平行四邊形中,a,b,用a、b表示向量、.解:由平行四邊形法則得: = a + b, = = a-b變式一:當(dāng)a, b滿足什么條件時,a+b與a-b垂直?(|a| = |b|)變式二:當(dāng)a, b滿足什么條件時,|a+b| = |a-b|?(a, b互相垂直)變式三:a+b與a-b可能是相當(dāng)向量嗎?(不可能, 對角線方向不同)練習(xí):98四、 小結(jié):向量減法的定義、作圖法|五、 作業(yè):P103第4、題六、 板書設(shè)計(略)七、 備用習(xí)題:1.在ABC中, =a, =b,則等于( )A.a+b B.-a+(-b) C.a-b D.b-a2.O為平行四邊形ABCD平面上的點,設(shè)=a, =b, =c
20、, =d,則A.a+b+c+d=0 B.a-b+c-d=0 C.a+b-c-d=0 D.a-b-c+d=0.如圖,在四邊形ABCD中,根據(jù)圖示填空:a+b= ,b+c= ,c-d= ,a+b+c-d= .、如圖所示,O是四邊形ABCD內(nèi)任一點,試根據(jù)圖中給出的向量,確定a、b、c、d的方向(用箭頭表示),使a+b=,c-d=,并畫出b-c和a+d. 第題(吳春霞)2.3平面向量的基本定理及坐標(biāo)表示第4課時§2.3.1 平面向量基本定理教學(xué)目的:(1)了解平面向量基本定理;(2)理解平面里的任何一個向量都可以用兩個不共線的向量來表示,初步掌握應(yīng)用向量解決實際問題的重要思想方法;(3)能
21、夠在具體問題中適當(dāng)?shù)剡x取基底,使其他向量都能夠用基底來表達. 教學(xué)重點:平面向量基本定理.教學(xué)難點:平面向量基本定理的理解與應(yīng)用.授課類型:新授課教 具:多媒體、實物投影儀教學(xué)過程:一、 復(fù)習(xí)引入:1實數(shù)與向量的積:實數(shù)與向量的積是一個向量,記作:(1)|=|;(2)>0時與方向相同;<0時與方向相反;=0時=2運算定律結(jié)合律:()=() ;分配律:(+)=+, (+)=+ 3. 向量共線定理 向量與非零向量共線的充要條件是:有且只有一個非零實數(shù),使=.二、講解新課:平面向量基本定理:如果,是同一平面內(nèi)的兩個不共線向量,那么對于這一平面內(nèi)的任一向量,有且只有一對實數(shù)1,2使=1+2
22、.探究:(1) 我們把不共線向量、叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基底;(2) 基底不惟一,關(guān)鍵是不共線;(3) 由定理可將任一向量a在給出基底、的條件下進行分解;(4) 基底給定時,分解形式惟一. 1,2是被,唯一確定的數(shù)量三、講解范例:例1 已知向量, 求作向量-2.5+3.例2 如圖 ABCD的兩條對角線交于點M,且=,=,用,表示,和 例3已知 ABCD的兩條對角線AC與BD交于E,O是任意一點,求證:+=4例4(1)如圖,不共線,=t (tÎR)用,表示. (2)設(shè)不共線,點P在O、A、B所在的平面內(nèi),且.求證:A、B、P三點共線. 例5 已知 a=2e1-3e2,b= 2
23、e1+3e2,其中e1,e2不共線,向量c=2e1-9e2,問是否存在這樣的實數(shù)與c共線.四、課堂練習(xí):1.設(shè)e1、e2是同一平面內(nèi)的兩個向量,則有( )A.e1、e2一定平行 B.e1、e2的模相等C.同一平面內(nèi)的任一向量a都有a =e1+e2(、R)D.若e1、e2不共線,則同一平面內(nèi)的任一向量a都有a =e1+ue2(、uR)2.已知矢量a = e1-2e2,b =2e1+e2,其中e1、e2不共線,則a+b與c =6e1-2e2的關(guān)系A(chǔ).不共線 B.共線 C.相等 D.無法確定3.已知向量e1、e2不共線,實數(shù)x、y滿足(3x-4y)e1+(2x-3y)e2=6e1+3e2,則x-y的
24、值等于( )A.3 B.-3 C.0 D.24.已知a、b不共線,且c =1a+2b(1,2R),若c與b共線,則1= .5.已知10,20,e1、e2是一組基底,且a =1e1+2e2,則a與e1_,a與e2_(填共線或不共線).五、小結(jié)(略) 六、課后作業(yè)(略):七、板書設(shè)計(略)八、課后記: 第5課時§2.3.2§2.3.3 平面向量的正交分解和坐標(biāo)表示及運算教學(xué)目的:(1)理解平面向量的坐標(biāo)的概念;(2)掌握平面向量的坐標(biāo)運算;(3)會根據(jù)向量的坐標(biāo),判斷向量是否共線. 教學(xué)重點:平面向量的坐標(biāo)運算教學(xué)難點:向量的坐標(biāo)表示的理解及運算的準(zhǔn)確性.授課類型:新授課教 具
25、:多媒體、實物投影儀教學(xué)過程:一、復(fù)習(xí)引入:1平面向量基本定理:如果,是同一平面內(nèi)的兩個不共線向量,那么對于這一平面內(nèi)的任一向量,有且只有一對實數(shù)1,2使=1+2(1)我們把不共線向量、叫做表示這一平面內(nèi)所有向量的一組基底;(2)基底不惟一,關(guān)鍵是不共線;(3)由定理可將任一向量在給出基底、的條件下進行分解;(4)基底給定時,分解形式惟一. 1,2是被,唯一確定的數(shù)量二、講解新課:1平面向量的坐標(biāo)表示 如圖,在直角坐標(biāo)系內(nèi),我們分別取與軸、軸方向相同的兩個單位向量、作為基底.任作一個向量,由平面向量基本定理知,有且只有一對實數(shù)、,使得我們把叫做向量的(直角)坐標(biāo),記作其中叫做在軸上的坐標(biāo),叫做
26、在軸上的坐標(biāo),式叫做向量的坐標(biāo)表示.與相等的向量的坐標(biāo)也為.特別地,.如圖,在直角坐標(biāo)平面內(nèi),以原點O為起點作,則點的位置由唯一確定.設(shè),則向量的坐標(biāo)就是點的坐標(biāo);反過來,點的坐標(biāo)也就是向量的坐標(biāo).因此,在平面直角坐標(biāo)系內(nèi),每一個平面向量都是可以用一對實數(shù)唯一表示.2平面向量的坐標(biāo)運算(1) 若,則,兩個向量和與差的坐標(biāo)分別等于這兩個向量相應(yīng)坐標(biāo)的和與差.設(shè)基底為、,則即,同理可得(2) 若,則一個向量的坐標(biāo)等于表示此向量的有向線段的終點坐標(biāo)減去始點的坐標(biāo).=-=( x2, y2) - (x1,y1)= (x2- x1, y2- y1)(3)若和實數(shù),則.實數(shù)與向量的積的坐標(biāo)等于用這個實數(shù)乘原
27、來向量的相應(yīng)坐標(biāo).設(shè)基底為、,則,即三、講解范例:例1 已知A(x1,y1),B(x2,y2),求的坐標(biāo).例2 已知=(2,1), =(-3,4),求+,-,3+4的坐標(biāo).例3 已知平面上三點的坐標(biāo)分別為A(-2, 1), B(-1, 3), C(3, 4),求點D的坐標(biāo)使這四點構(gòu)成平行四邊形四個頂點.解:當(dāng)平行四邊形為ABCD時,由得D1=(2, 2)當(dāng)平行四邊形為ACDB時,得D2=(4, 6),當(dāng)平行四邊形為DACB時,得D3=(-6, 0)例4已知三個力 (3, 4), (2, -5), (x, y)的合力+=,求的坐標(biāo).解:由題設(shè)+= 得:(3, 4)+ (2, -5)+(x, y)
28、=(0, 0)即: (-5,1)四、課堂練習(xí):1若M(3, -2) N(-5, -1) 且 , 求P點的坐標(biāo)2若A(0, 1), B(1, 2), C(3, 4) , 則-2= .3已知:四點A(5, 1), B(3, 4), C(1, 3), D(5, -3) , 求證:四邊形ABCD是梯形.五、小結(jié)(略) 六、課后作業(yè)(略)七、板書設(shè)計(略)八、課后記: (王海)第6課時§2.3.4 平面向量共線的坐標(biāo)表示教學(xué)目的:(1)理解平面向量的坐標(biāo)的概念;(2)掌握平面向量的坐標(biāo)運算;(3)會根據(jù)向量的坐標(biāo),判斷向量是否共線. 教學(xué)重點:平面向量的坐標(biāo)運算教學(xué)難點:向量的坐標(biāo)表示的理解及
29、運算的準(zhǔn)確性授課類型:新授課教 具:多媒體、實物投影儀教學(xué)過程:一、復(fù)習(xí)引入:1平面向量的坐標(biāo)表示分別取與軸、軸方向相同的兩個單位向量、作為基底.任作一個向量,由平面向量基本定理知,有且只有一對實數(shù)、,使得把叫做向量的(直角)坐標(biāo),記作其中叫做在軸上的坐標(biāo),叫做在軸上的坐標(biāo), 特別地,.2平面向量的坐標(biāo)運算若,則,.若,則二、講解新課: (¹)的充要條件是x1y2-x2y1=0設(shè)=(x1, y1) ,=(x2, y2) 其中¹.由=得, (x1, y1) =(x2, y2) 消去,x1y2-x2y1=0探究:(1)消去時不能兩式相除,y1, y2有可能為0, ¹
30、x2, y2中至少有一個不為0(2)充要條件不能寫成 x1, x2有可能為0(3)從而向量共線的充要條件有兩種形式: (¹)三、講解范例:例1已知=(4,2),=(6, y),且,求y.例2已知A(-1, -1), B(1,3), C(2,5),試判斷A,B,C三點之間的位置關(guān)系.例3設(shè)點P是線段P1P2上的一點, P1、P2的坐標(biāo)分別是(x1,y1),(x2,y2).(1) 當(dāng)點P是線段P1P2的中點時,求點P的坐標(biāo); (2) 當(dāng)點P是線段P1P2的一個三等分點時,求點P的坐標(biāo).例4若向量=(-1,x)與=(-x, 2)共線且方向相同,求x解:=(-1,x)與=(-x, 2) 共線
31、 (-1)×2- x(-x)=0 x=± 與方向相同 x= 例5 已知A(-1, -1), B(1,3), C(1,5) ,D(2,7) ,向量與平行嗎?直線AB與平行于直線CD嗎? 解:=(1-(-1), 3-(-1)=(2, 4) , =(2-1,7-5)=(1,2) 又 2×2-4×1=0 又 =(1-(-1), 5-(-1)=(2,6) ,=(2, 4),2×4-2×6¹0 與不平行 A,B,C不共線 AB與CD不重合 ABCD四、課堂練習(xí):1.若a=(2,3),b=(4,-1+y),且ab,則y=( )A.6 B.
32、5 C.7 D.82.若A(x,-1),B(1,3),C(2,5)三點共線,則x的值為( )A.-3 B.-1 C.1 D.33.若=i+2j, =(3-x)i+(4-y)j(其中i、j的方向分別與x、y軸正方向相同且為單位向量). 與共線,則x、y的值可能分別為( )A.1,2 B.2,2 C.3,2 D.2,44.已知a=(4,2),b=(6,y),且ab,則y= .5.已知a=(1,2),b=(x,1),若a+2b與2a-b平行,則x的值為 .6.已知ABCD四個頂點的坐標(biāo)為A(5,7),B(3,x),C(2,3),D(4,x),則x= .五、小結(jié) (略)六、課后作業(yè)(略)七、板書設(shè)計(
33、略)八、課后記: (王海)§2.4平面向量的數(shù)量積第7課時一、 平面向量的數(shù)量積的物理背景及其含義教學(xué)目的:1.掌握平面向量的數(shù)量積及其幾何意義;2.掌握平面向量數(shù)量積的重要性質(zhì)及運算律;3.了解用平面向量的數(shù)量積可以處理有關(guān)長度、角度和垂直的問題;4.掌握向量垂直的條件.教學(xué)重點:平面向量的數(shù)量積定義教學(xué)難點:平面向量數(shù)量積的定義及運算律的理解和平面向量數(shù)量積的應(yīng)用授課類型:新授課教 具:多媒體、實物投影儀內(nèi)容分析: 本節(jié)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是啟發(fā)學(xué)生理解平面向量數(shù)量積的定義,理解定義之后便可引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)數(shù)量積的運算律,然后通過概念辨析題加深學(xué)生對于平面向量數(shù)量積的認(rèn)
34、識.主要知識點:平面向量數(shù)量積的定義及幾何意義;平面向量數(shù)量積的5個重要性質(zhì);平面向量數(shù)量積的運算律.教學(xué)過程:一、復(fù)習(xí)引入:1 向量共線定理 向量與非零向量共線的充要條件是:有且只有一個非零實數(shù),使=.2平面向量基本定理:如果,是同一平面內(nèi)的兩個不共線向量,那么對于這一平面內(nèi)的任一向量,有且只有一對實數(shù)1,2使=1+23平面向量的坐標(biāo)表示 分別取與軸、軸方向相同的兩個單位向量、作為基底.任作一個向量,由平面向量基本定理知,有且只有一對實數(shù)、,使得把叫做向量的(直角)坐標(biāo),記作4平面向量的坐標(biāo)運算若,則,.若,則5 (¹)的充要條件是x1y2-x2y1=06線段的定比分點及 P1,
35、P2是直線l上的兩點,P是l上不同于P1, P2的任一點,存在實數(shù),使 =,叫做點P分所成的比,有三種情況:>0(內(nèi)分) (外分) <0 (<-1) ( 外分)<0 (-1<<0)7. 定比分點坐標(biāo)公式:若點P(x1,y1) ,(x2,y2),為實數(shù),且,則點P的坐標(biāo)為(),我們稱為點P分所成的比.8. 點P的位置與的范圍的關(guān)系:當(dāng)時,與同向共線,這時稱點P為的內(nèi)分點.當(dāng)()時,與反向共線,這時稱點P為的外分點.9.線段定比分點坐標(biāo)公式的向量形式:在平面內(nèi)任取一點O,設(shè),可得=.10力做的功:W = |F|×|s|cosq,q是F與s的夾角.二、講
36、解新課:1兩個非零向量夾角的概念已知非零向量與,作,則()叫與的夾角.說明:(1)當(dāng)時,與同向;(2)當(dāng)時,與反向;(3)當(dāng)時,與垂直,記;(4)注意在兩向量的夾角定義,兩向量必須是同起點的.范圍0°q180°C2平面向量數(shù)量積(內(nèi)積)的定義:已知兩個非零向量與,它們的夾角是,則數(shù)量|a|b|cosq叫與的數(shù)量積,記作a×b,即有a×b = |a|b|cosq,().并規(guī)定0與任何向量的數(shù)量積為0.×探究:兩個向量的數(shù)量積與向量同實數(shù)積有很大區(qū)別(1)兩個向量的數(shù)量積是一個實數(shù),不是向量,符號由cosq的符號所決定.(2)兩個向量的數(shù)量積稱為內(nèi)
37、積,寫成a×b;今后要學(xué)到兩個向量的外積a×b,而a×b是兩個向量的數(shù)量的積,書寫時要嚴(yán)格區(qū)分.符號“· ”在向量運算中不是乘號,既不能省略,也不能用“×”代替.(3)在實數(shù)中,若a¹0,且a×b=0,則b=0;但是在數(shù)量積中,若a¹0,且a×b=0,不能推出b=0.因為其中cosq有可能為0.(4)已知實數(shù)a、b、c(b¹0),則ab=bc Þ a=c.但是a×b = b×c a = c 如右圖:a×b = |a|b|cosb = |b|OA|,b
38、15;c = |b|c|cosa = |b|OA|Þ a×b = b×c 但a ¹ c (5)在實數(shù)中,有(a×b)c = a(b×c),但是(a×b)c ¹ a(b×c) 顯然,這是因為左端是與c共線的向量,而右端是與a共線的向量,而一般a與c不共線.3“投影”的概念:作圖 定義:|b|cosq叫做向量b在a方向上的投影.投影也是一個數(shù)量,不是向量;當(dāng)q為銳角時投影為正值;當(dāng)q為鈍角時投影為負值;當(dāng)q為直角時投影為0;當(dāng)q = 0°時投影為 |b|;當(dāng)q = 180°時投影為 -|b
39、|.4向量的數(shù)量積的幾何意義:數(shù)量積a×b等于a的長度與b在a方向上投影|b|cosq的乘積.5兩個向量的數(shù)量積的性質(zhì):設(shè)a、b為兩個非零向量,e是與b同向的單位向量.1° e×a = a×e =|a|cosq2° ab Û a×b = 03° 當(dāng)a與b同向時,a×b = |a|b|;當(dāng)a與b反向時,a×b = -|a|b|. 特別的a×a = |a|2或4° cosq =5° |a×b| |a|b|三、講解范例:例1 已知|a|=5, |b|=4, a與
40、b的夾角=120o,求a·b.例2 已知|a|=6, |b|=4, a與b的夾角為60o求(a+2b)·(a-3b).例3 已知|a|=3, |b|=4, 且a與b不共線,k為何值時,向量a+kb與a-kb互相垂直. 例4 判斷正誤,并簡要說明理由.·00;0·;0;·;若0,則對任一非零有·;·,則與中至少有一個為0;對任意向量,都有(·)(·);與是兩個單位向量,則.解:上述8個命題中只有正確;對于:兩個向量的數(shù)量積是一個實數(shù),應(yīng)有0·;對于:應(yīng)有·0;對于:由數(shù)量積定義有
41、3;··cos,這里是與的夾角,只有或時,才有··;對于:若非零向量、垂直,有·;對于:由·可知可以都非零;對于:若與共線,記.則·()·(·)(·),(·)·(·)(·)(·)若與不共線,則(·)(·).評述:這一類型題,要求學(xué)生確實把握好數(shù)量積的定義、性質(zhì)、運算律.例6 已知,當(dāng),與的夾角是60°時,分別求·.解:當(dāng)時,若與同向,則它們的夾角°,··cos0°3&
42、#215;6×118;若與反向,則它們的夾角180°,·cos180°3×6×(-1)18;當(dāng)時,它們的夾角90°,·;當(dāng)與的夾角是60°時,有·cos60°3×6×9評述:兩個向量的數(shù)量積與它們的夾角有關(guān),其范圍是0°,180°,因此,當(dāng)時,有0°或180°兩種可能.四、課堂練習(xí):1.已知|a|=1,|b|=,且(a-b)與a垂直,則a與b的夾角是( )A.60° B.30° C.135° D.
43、°2.已知|a|=2,|b|=1,a與b之間的夾角為,那么向量m=a-4b的模為( )A.2 B.2 C.6 D.123.已知a、b是非零向量,則|a|=|b|是(a+b)與(a-b)垂直的( )A.充分但不必要條件 B.必要但不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件4.已知向量a、b的夾角為,|a|=2,|b|=1,則|a+b|·|a-b|= .5.已知a+b=2i-8j,a-b=-8i+16j,其中i、j是直角坐標(biāo)系中x軸、y軸正方向上的單位向量,那么a·b= .6.已知ab、c與a、b的夾角均為60°,且|a|=1,|b|=2,|c|=3,
44、則(a+2b-c)_.7.已知|a|=1,|b|=,(1)若ab,求a·b;(2)若a、b的夾角為°,求|a+b|;(3)若a-b與a垂直,求a與b的夾角.8.設(shè)m、n是兩個單位向量,其夾角為°,求向量a=2m+n與b=2n-3m的夾角.9.對于兩個非零向量a、b,求使|a+tb|最小時的t值,并求此時b與a+tb的夾角.五、小結(jié)(略) 六、課后作業(yè)(略)七、教學(xué)后記: (王海)第8課時二、平面向量數(shù)量積的運算律教學(xué)目的:1.掌握平面向量數(shù)量積運算規(guī)律;2.能利用數(shù)量積的5個重要性質(zhì)及數(shù)量積運算規(guī)律解決有關(guān)問題;3.掌握兩個向量共線、垂直的幾何判斷,會證明兩向量垂
45、直,以及能解決一些簡單問題. 教學(xué)重點:平面向量數(shù)量積及運算規(guī)律.教學(xué)難點:平面向量數(shù)量積的應(yīng)用授課類型:新授課教 具:多媒體、實物投影儀內(nèi)容分析: 啟發(fā)學(xué)生在理解數(shù)量積的運算特點的基礎(chǔ)上,逐步把握數(shù)量積的運算律,引導(dǎo)學(xué)生注意數(shù)量積性質(zhì)的相關(guān)問題的特點,以熟練地應(yīng)用數(shù)量積的性質(zhì). 教學(xué)過程:一、復(fù)習(xí)引入:1兩個非零向量夾角的概念已知非零向量與,作,則()叫與的夾角.2平面向量數(shù)量積(內(nèi)積)的定義:已知兩個非零向量與,它們的夾角是,則數(shù)量|a|b|cosq叫與的數(shù)量積,記作a×b,即有a×b = |a|b|cosq,().并規(guī)定0與任何向量的數(shù)量積為0.
46、 3“投影”的概念:作圖C 定義:|b|cosq叫做向量b在a方向上的投影.投影也是一個數(shù)量,不是向量;當(dāng)q為銳角時投影為正值;當(dāng)q為鈍角時投影為負值;當(dāng)q為直角時投影為0;當(dāng)q = 0°時投影為 |b|;當(dāng)q = 180°時投影為 -|b|.4向量的數(shù)量積的幾何意義:數(shù)量積a×b等于a的長度與b在a方向上投影|b|cosq的乘積.5兩個向量的數(shù)量積的性質(zhì):設(shè)a、b為兩個非零向量,e是與b同向的單位向量.1° e×a = a×e =|a|cosq; 2° ab Û a×b = 03° 當(dāng)a與b同
47、向時,a×b = |a|b|;當(dāng)a與b反向時,a×b = -|a|b|. 特別的a×a = |a|2或4°cosq = ;5°|a×b| |a|b|二、講解新課:平面向量數(shù)量積的運算律1交換律:a × b = b × a證:設(shè)a,b夾角為q,則a × b = |a|b|cosq,b × a = |b|a|cosq a × b = b × a2數(shù)乘結(jié)合律:(a)×b =(a×b) = a×(b)證:若> 0,(a)×b =|a|b|
48、cosq, (a×b) =|a|b|cosq,a×(b) =|a|b|cosq,若< 0,(a)×b =|a|b|cos(p-q) = -|a|b|(-cosq) =|a|b|cosq,(a×b) =|a|b|cosq,a×(b) =|a|b|cos(p-q) = -|a|b|(-cosq) =|a|b|cosq.3分配律:(a + b)×c = a×c + b×c 在平面內(nèi)取一點O,作= a, = b,= c, a + b (即)在c方向上的投影等于a、b在c方向上的投影和,即 |a + b| cosq =
49、 |a| cosq1 + |b| cosq2 | c | |a + b| cosq =|c| |a| cosq1 + |c| |b| cosq2, c×(a + b) = c×a + c×b 即:(a + b)×c = a×c + b×c說明:(1)一般地,(·)(·)(2)··,0(3)有如下常用性質(zhì):,()()····()·三、講解范例:例1 已知a、b都是非零向量,且a + 3b與7a - 5b垂直,a - 4b與7a - 2b垂直,求a與
50、b的夾角.解:由(a + 3b)(7a - 5b) = 0 Þ 7a2 + 16a×b -15b2 = 0 (a - 4b)(7a - 2b) = 0 Þ 7a2 - 30a×b + 8b2 = 0 兩式相減:2a×b = b2代入或得:a2 = b2設(shè)a、b的夾角為q,則cosq = q = 60°例2 求證:平行四邊形兩條對角線平方和等于四條邊的平方和.解:如圖:平行四邊形ABCD中,=|2=而= ,|2=|2 + |2 = 2= 例3 四邊形ABCD中,且····,試問四邊形ABCD是什么
51、圖形?分析:四邊形的形狀由邊角關(guān)系確定,關(guān)鍵是由題設(shè)條件演變、推算該四邊形的邊角量.解:四邊形ABCD是矩形,這是因為:一方面:0,(),()()即··由于··,同理有由可得,且即四邊形ABCD兩組對邊分別相等.四邊形ABCD是平行四邊形另一方面,由··,有(),而由平行四邊形ABCD可得,代入上式得·(2),即·,也即ABBC.綜上所述,四邊形ABCD是矩形.評述:(1)在四邊形中,是順次首尾相接向量,則其和向量是零向量,即0,應(yīng)注意這一隱含條件應(yīng)用;(2)由已知條件產(chǎn)生數(shù)量積的關(guān)鍵是構(gòu)造數(shù)量積,因為數(shù)量積的定義
52、式中含有邊、角兩種關(guān)系.四、課堂練習(xí):1.下列敘述不正確的是( )A.向量的數(shù)量積滿足交換律 B.向量的數(shù)量積滿足分配律C.向量的數(shù)量積滿足結(jié)合律 D.a·b是一個實數(shù)2.已知|a|=6,|b|=4,a與b的夾角為°,則(a+2b)·(a-3b)等于( )A.72 B.-72 C.36 D.-363.|a|=3,|b|=4,向量a+b與a-b的位置關(guān)系為( )A.平行 B.垂直 C.夾角為 D.不平行也不垂直4.已知|a|=3,|b|=4,且a與b的夾角為150°,則(a+b) .5.已知|a|=2,|b|=5,a·b=-3,則|a+b|=_,|a-b|= .6.設(shè)|a|=3,|b|=5,且a+b與ab垂直,則 .五、小結(jié)(略) 六、課后作業(yè)(略)七、板書設(shè)計(
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