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1、2.2.3向量的数乘运算1.向量加法的三角形法则作法:在平面中任取一点O,o回顾旧知:过O作OA=a过A作AB=b则OB=a+b.a+bbaA如图,已知向量a和向量b,作向量a+b.bBa首尾相接首尾连2.向量加法的平行四边形法则作法:在平面中任取一点O,o以OA,OB为边作平行四边形C如图,已知向量a和向量b,作向量a+b.baaAbB过O作OA=a过O作OB=ba+b则对角线OC=a+b共起点3.向量的减法(三角形法则)如图,已知向量a和向量b,作向量a-b.ab作法:在平面中任取一点o,过O作OA=a过O作OB=boaAbB则BA=a-ba-b共
2、起点实际背景探索1:aCaABaO-aQ-aMN-aP已知非零向量a(如图)a试作出:a+a+a和(-a)+(-a)+(-a)根据向量加法的法则可得思考:相同向量相加以后,和的长度与方向有什么变化?OABC由图可知,向量OC=OA+AB+BC=a+a+a,我们把a+a+a记作3a,即OC=3a.显然,3a的方向与a的方向相同,3a的长度是a的长度的3倍,即
3、3a
4、=3
5、a
6、.PQMN由图可知,PN=PQ+QM+MN=(-a)+(-a)+(-a),把(-a)+(-a)+(-a)记作-3a,即PN=-3a显然,-3a的方向与a的方向相反,-3a的长度是a的
7、长度的3倍,即
8、-3a
9、=3
10、a
11、。(1)一般地,我们规定实数λ与向量的积是一个向量,这种运算叫做向量的数乘,记作,它的长度和方向规定如下:(2)当时,的方向与的方向相同;当时,的方向与的方向相反。特别的,当时,思考:向量数乘和实数乘法有那些相同点?那些不同点?①a是一个向量;②a的长度等于的绝对值与向量a的长度的乘积。=探索2:(1)根据定义,求作向量3(2a)和(6a)(a为非零向量),并进行比较。(2)已知向量a,b,求作向量2(a+b)和2a+2b,并进行比较。设为实数,那么特别的,我们有第一分配律第二分配律向量的加、减、数乘运算统称为向
12、量的线形运算.对于任意向量,以及任意实数,恒有例1.计算:解:DC=AB=aBC=BD+DC=(AD-AB)+DC=b-a+a=b-aMN=DN-DM=a-b-a=a-bDANMCB例1:梯形ABCD,且
13、AB
14、=2
15、DC
16、M、N分别为DC、AB中点。AB=aAD=b用a,b表示DC、BC、MN。巩固练习:设D、E、F分别是ABC的边BC、CA、AB上的点,且AF=(1/2)AB,BD=(1/3)BC,CE=(1/4)CA.若记AB=m,CA=n.试用m,n表示DE、EF、FDABC·DE·F·思考:问题2:如果向量a与b共线那么,b=λa?问题1:如
17、果b=λa,那么,向量a与b是否共线?对于向量a(a≠0),b,以及实数λ,向量共线定理对于向量a(a≠0)、b,如果有一个实数,使b=a,那么由实数与向量的积的定义知,a与b共线.反过来,已知向量a与b共线,a≠0,且向量b的长度是向量a的λ倍,即
18、b
19、︰
20、a
21、=λ,那么当向量a与b同方向时,有b=λa,当向量a与b反方向时,有b=-λa.也就是说:如果a与b共线,那么有且只有一个实数,使b=a.例2:如图,在平行四边形ABCD中,M是AB的中点,点N是BD上的一点,,求证M、N、C三点共线.AMBCDN提示:设AB=aBC=b则MN=…=a
22、+bMC=…=a+b所以M.N.C三点共线一、①λa的定义及运算律②向量共线定理(a≠0)b=λa向量a与b共线二、定理的应用:1.证明向量共线2.证明三点共线:AB=λBCA,B,C三点共线3.证明两直线平行:AB=λCDAB∥CDAB与CD不在同一直线上直线AB∥直线CD练习1设a,b是两个不共线向量。AB=2a+kbBC=a+bCD=a-2bA、B、D共线则k=_____(k∈R)解:BD=BC+CD=a+b+a-2b=2a-b2a+kb=λ(2a-b)=2λa-λb2=2λλ=-1k=-λk=-1∴k=-1∴练习2:e1、e2不共线,a=e1+
23、e2,b=3e1-3e2.a与b是否共线。解:假设,a与b共线则e1+e2=λ(3e1-3e2)=3λe1-3λe21=3λ1=-3λ这样λ不存在。∴a与b不共线。练习3:设两非零向量a和b不共线,如果AB=a+b,CD=3(a-b),BC=2a+8b求证:A、B、D三点共线。例2:(2003辽宁)已知四边形ABCD是菱形,P点在对角线AC上(不包括端点A、C),则AP等于()A、B、C、D、A变形1:(2003全国)O是平面上一定点,A、B、C是平面上不共线的三个点,动点P满足则P的轨迹一定通过△ABC的()A.外心B.内心C.重心D.垂心B变形2:
24、OA、OB不共线,AP=tAB,用OA、OB表示OP所以:OABP因为OP=OA+AP=OA+