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时间:2020-11-23
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1、数学(基础模块)下册第七章平面向量平面向量是一种既有大小、又有方向的量,它的应用非常广泛.例如,汽车从A点出发向东行驶3km到达B点,再向南行驶4km到达C点,如图所示.此时若要描述汽车与A点的位置关系,不仅需要给出汽车与A点之间的距离,还需要指明汽车相对A点的方向.这就需要大家了解平面向量的知识.7.1平面向量的概念标量是指只有大小、没有方向的量,如长度、质量、温度、面积等;向量是指既有大小、又有方向的量,如速度、位移、力等.规定:模为0的向量称为零向量,记作0,零向量的方向是任意的.模为1的向量称为单位向量.如图所示,规定了起点和终点的线段称为有向线段,记作
2、,其箭头由A指向B,A称为起点,B称为终点.向量的大小称为向量的模,记作.例题解析例1一辆汽车从A处向正北方向行驶100m,另一辆汽车从A处向正东方向行驶100m,请问两辆汽车的位移相同吗?分别用有向线段表示两辆汽车的位移.解位移是向量,它包括大小和方向两个要素.本题中,虽然这两个向量的模相等,但它们的方向不同,所以,两辆汽车的位移不相同.如图所示为用有向线段表示两辆汽车的位移.规定:零向量与任何一个向量平行.方向相同或相反的两个非零向量称为平行向量.向量a与b平行记作.如图所示,向量平行,任意作一条与向量a所在直线平行的直线l,在l上任取一点O,则可在l上分别
3、作出,.也就是说,任意一组平行向量都可以平移到同一直线上,因此,平行向量又称为共线向量.规定:零向量的负向量仍为零向量.例题解析例2在图所示向量中,找出:(1)平行向量;(2)模相等的向量;(3)相等向量;(4)互为负向量的向量.解(1)平行向量为.(2)模相等的向量为.(3)相等向量为.(4)互为负向量的向量为.7.2平面向量的线性运算7.2.1平面向量的加法如右图所示,一人从A点出发,走到B点,又从B点走到C点,则他的最终位移可以看作是位移与的和.如右图所示,已知向量a与b,在平面内任取一点O,作,,则向量称为向量a与b的和,记作,即根据三角形法则进行向量a
4、与b的加法运算,其结果仍然是向量,称为a与b的和向量.和向量的起点是向量a的起点,终点是向量b的终点.求向量和的运算称为向量的加法.上述求向量和的方法称为向量加法的三角形法则.例题解析例1如图所示,已知向量,分别作出向量.(a)(b)(c)解在平面内任取一点O,作,,则,如图所示.(a)(b)(c)如图所示,ABCD为平行四边形,由于,则根据三角形法则可得可以看出,在平行四边形ABCD中,所表示的向量即为与的和.这种求和的方法称为向量加法的平行四边形法则.平行四边形法则不适用于共线向量.向量的加法具有以下性质:例题解析例2一艘船以4km/h的速度向垂直于对岸的方
5、向行驶,已知河水的水流速度为3km/h,求该船的实际航行速度.解如图所示,设表示船向垂直于对岸方向行驶的速度,表示水流的速度.由向量加法的平行四边形法则可知,就是船的实际航行速度.根据题意可得因为所以故船的实际航行速度大小为5km/h,方向与水流方向的夹角约为53°.7.2.2平面向量的减法向量a加上向量b的负向量称为向量a与b的差,记作,即求向量差的运算称为向量的减法.如图所示,已知向量a与b,在平面内任取一点O,作,则向量即为向量a与b的差,即起点相同的两个向量a与b,其差仍然是一个向量,称为a与b的差向量.差向量的起点是向量b的终点,终点是向量a的终点.例
6、题解析例3如图(a)所示,已知向量c与d,求作差向量.(a)(b)解如图(b)所示,在平面内任取一点O,作,则例4如图所示,平行四边形ABCD的对角线AC和BD交于点O,且,试用a和b表示向量.解7.2.3平面向量的数乘运算如图所示,已知非零向量a,和,可以看出,向量a与向量,共线,且.一般地,实数λ与向量a的积是一个向量,记作λa,它的模为当时,λa的方向与a的方向相同;当时,λa的方向与a的方向相反;当时,.数与向量相乘的运算称为向量的数乘运算.可以验证,对于任意向量及任意实数,向量的数乘运算满足如下法则:例题解析例5如图所示,已知平行四边形ABCD的两条对
7、角线交于点O,若,试用a和b表示向量.解因为所以因为所以例6计算下列各式.(1);(2);(3).解(1).(2).(3)我们将称为的一个线性组合(均为系数).如果,则称l可以用线性表示.向量的加法、减法、数乘运算都称为向量的线性运算.例5中,等都称为向量线性组合,或者说,等可以用向量线性表示.7.3平面向量的坐标表示7.3.1平面向量的直角坐标在平面直角坐标系中,每一个平面向量也都可以用一对实数来表示.例题解析解它们的坐标分别为因为所以它的坐标为解7.3.2向量线性运算的坐标表示所以类似可得例题解析解即于是消去λ,得所以,7.3.3共线向量的坐标表示解例题解析
8、7.4平面向量的内积7.
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