1、6.1平面向量的概念学 习 任 务核 心 素 养1理解向量的有关概念及向量的几何表示(重点)2理解共线向量、相等向量的概念(难点)3正确区分向量平行与直线平行(易混点)1从物理背景、几何背景入手,从矢量概念引入向量的概念,提升数学抽象的核心素养2类比实数在数轴上的表示,给出向量的几何意义,培养数学抽象和直观想象的核心素养3通过相等向量和平行向量的学习,提升逻辑推理的核心素养高尔夫球是一项非常有趣的运动,这项运动需要全身器官的整体协调,而击球的关键在于两个“D”,即方向(Direction)和距离(Distance),初学者中有不少人只想把球打远,而忽视方向的重要性,其实,把球打直要比打远更重要
2、!所以擅长打高尔夫的人都会谨记这样一个原则:“方向比距离更重要” 方向走对了,哪怕走得慢却能一步一步靠近成功;可倘若走错了方向,不仅白忙活一场,更可能离成功越来越远问题:你能从数学的角度来解释高尔夫球运动中“方向比距离更重要”的原因吗?知识点1向量与数量(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量(2)数量:只有大小没有方向的量称为数量1海平面以上的高度(海拔)用正数表示,海平面以下的高度用负数表示,那么海拔是向量吗?温度也有正负之分,那么它是向量吗?为什么?提示海拔不是向量,它只有大小没有方向温度也是只有大小没有方向,不是向量海拔的正负、温度的零上或零下都只是相对规定的标准来说的,不是指方向1给
3、出下列物理量:质量;速度;位移;力;加速度;路程;密度;功;时间其中是向量的有_(填序号)质量、路程、密度、功、时间只有大小,没有方向,所以是数量,不是向量速度、位移、力、加速度既有大小,又有方向,所以是向量知识点2向量的几何表示(1)具有方向的线段叫做有向线段它包含三个要素:起点、方向、长度(2)向量可以用有向线段来表示向量的大小称为向量的长度(或称模),记作|向量也可以用字母a,b,c,表示,或用表示向量的有向线段的起点和终点字母表示,例如:,2(1)向量可以比较大小吗?(2)有向线段就是向量吗?提示(1)向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小(2)有向线段只是表示向量的一个图形工具,它
4、不是向量2如图,B、C是线段AD的三等分点,分别以图中不同的点为起点和终点,可以写出_个向量12由向量的几何表示,知可以写出12个向量,它们分别是,知识点3向量的有关概念零向量长度为0的向量,记做0单位向量长度等于1个单位长度的向量平行向量(共线向量)方向相同或相反的非零向量向量a,b平行,记作ab规定:零向量与任意向量平行相等向量长度相等且方向相同的向量a与向量b相等,记作ab3“向量平行”与“几何中的直线平行”一样吗?提示向量平行与几何中的直线平行不同,向量平行包括所在直线重合的情况,故也称向量共线3思考辨析(正确的画“”,错误的画“”)(1)长度为0的向量都是零向量()(2)零向量的方向
5、都是相同的()(3)单位向量的长度都相等()(4)单位向量都是同方向 ()(5)任意向量与零向量都共线()答案(1)(2)(3)(4)(5)4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(1)(4)由平行四边形的性质和相等向量的定义可知:, 类型1向量的有关概念【例1】判断下列命题是否正确,请说明理由:(1)若向量a与b同向,且|a|b|,则ab;(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ab;(4)由于0方向不确定,故0不与任意向量平行;(5)向量a与向量b平行,则
6、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ab(4)不正确依据规定:0与任意向量平行(5)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,不要忽略其方向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
7、,与平面几何中的直线平行不同提醒:解决与向量概念有关题目的关键是突出向量的核心方向和长度1给出下列命题:若ab,bc,则ac;若单位向量的起点相同,则终点相同;起点不同,但方向相同且模相等的几个向量是相等向量;向量与是共线向量,则A,B,C,D四点必在同一直线上其中正确命题的序号是_错误若b0,则不成立;错误起点相同的单位向量,终点未必相同;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;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 类型2向量的表示及应用【例2】(对接教材P5T1)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
8、列向量:(1),使|4,点A在点O北偏东45;(2),使|4,点B在点A正东;(3),使|6,点C在点B北偏东30解(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正东方向处,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35.2,于是点C位置可以确
9、定,画出向量如图所示用有向线段表示向量的基本思路是什么?提示用有向线段表示向量时,先确定起点,再确定方向,最后依据向量模的大小确定有向线段的终点必要时,需依据三角形的相关知识求出向量的方向或长度,选择合适的比例关系作出向量2飞机从A地按北偏西15的方向飞行1 400 km到达B地,再从B地按南偏东75的方向飞行1 400 km到达C地,那么C地在A地的什么方向上?C地距A地多远?解如图所示,表示飞机从A地按北偏西15方向飞行到B地的位移,则|1 400 km表示飞机从B地按南偏东75方向飞行到C地的位移,则|1 400 km所以为飞机从A地到C地的位移在ABC中,ABBC1 400 km,且A
10、BC751560,故ABC为等边三角形,所以BAC60,AC1 400 km601545,所以C地在A地北偏东45方向上,距离A地1 400 km 类型3相等向量和共线向量【例3】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1两个相等的非零向量的起点与终点是否都分别重合?提示不一定因为向量都是自由向量,只要大小相等,方向相同就是相等向量,与起点和终点位置无关2若,则从直线AB与直线CD的关系和与的方向关系两个方面考虑有哪些情况?提示分四种情况(1)直线AB和直线CD重合,与同
11、向;(2)直线AB和直线CD重合,与反向;(3)直线AB直线CD,与同向;(4)直线AB直线CD,与反向解(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,(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,1本例条件不变,写出与向量相等的向量解相等向量是指长度相等、方向相同的向量,所以题图中与相等的向量有,2本例条件不变,写出与向量长度相等的共线向量解与长度相等的共线向量有:,3在本例中,若|a|1,则正六边形的边长如何?解由正六边形中,每边与中心连接成的三角形均为正三角形,所以FOA为等边三角形,所以边长AF|a|1相等向量与共线向量的探求方法(1)寻找相等向量:
12、先找与表示已知向量的有向线段长度相等的向量,再确定哪些同向共线(2)寻找共线向量:先找与表示已知向量的有向线段平行或共线的线段,再构造同向与反向的向量,注意不要漏掉以表示已知向量的有向线段的终点为起点,起点为终点的向量提醒:与向量平行相关的问题中,不要忽视零向量3如图所示,ABC的三边长均不相等,E,F,D分别是AC,AB,BC的中点(1)写出与共线的向量;(2)写出与长度相等的向量;(3)写出与相等的向量解(1)E,F分别是AC,AB的中点,EFBC,与共线的向量为,(2)E,F,D分别是AC,AB,BC的中点,EFBC,BDDCBC,EFBDDCAB,BC,AC均不相等,与长度相等的向量为
13、,(3)与相等的向量为,1正n边形有n条边,它们对应的向量依次为a1,a2,a3,an,则这n个向量()A都相等B都共线C都不共线 D模都相等D因为多边形为正多边形,所以边长相等,所以各边对应向量的模都相等2汽车以120 km/h的速度向西走了2 h,摩托车以45 km/h的速度向东北方向走了2 h,则下列命题中正确的是()A汽车的速度大于摩托车的速度B汽车的位移大于摩托车的位移C汽车走的路程大于摩托车走的路程D以上都不对C速度、位移是向量,既有大小,又有方向,不能比较大小,路程可以比较大小3(多选题)下列条件,能使ab成立的有()Aab B|a|b|Ca与b方向相反 D|a|0或|b|0AC
14、D若ab,则a与b大小相等且方向相同,所以ab;若|a|b|,则a与b的大小相等,方向不确定,因此不一定有ab;方向相同或相反的向量都是平行向量,若a与b方向相反,则有ab;零向量与任意向量都平行,所以若|a|0或|b|0,则ab4如图,在圆O中,向量,是()A有相同起点的向量B共线向量C模相等的向量D相等的向量C由题图可知,三向量方向不同,但长度相等,即这三个向量的模相等5如图所示,菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于O点,DAB60,分别以A,B,C,D,O中的不同两点为始点与终点的向量中,(1)与平行的向量有_;(2)与模相等的向量有_答案(1),(2),回顾本节知识,自我完成以下问题:(1)向量的概念是什么?如何用有向线段表示一个向量?(2)如何区别零向量、单位向量、平行向量与相等向量的概念?