高一数学 向量的概念及表示导学案
苏教版数学高一-必修4学案 2.1 向量的概念及表示
2．1 向量的概念及表示1.能结合物理中的力、位移、速度等具体背景认识向量，掌握向量与数量的区别.2.会用有向线段作向量的几何表示，了解有向线段与向量的联系与区别，会用字母表示向量.3.理解零向量、单位向量、平行向量、共线向量、相等向量及向量的模等概念，会辨识图形中这些相关的概念．1．力和位移都是既有大小，又有方向的量，在物理学中常称为矢量，在数学中叫做向量；而把那些只有大小，没有方向的量称为数量，在物理学中常称为标量．2．已知下列各量：①力；②功；③速度；④质量；⑤温度；⑥位移；⑦加速度；⑧重力；⑨路程；⑩密度．其中是数量的有②④⑤⑨⑩，是向量的有①③⑥⑦⑧. 3．向量与数量有什么联系和区别？答 联系是向量与数量都是有大小的量；区别是向量有方向且不能比较大小，数量无方向且能比较大小．1．向量：既有大小又有方向的量称为向量．2．向量的几何表示：以A 为起点、B 为终点的向量记作AB →. 3．向量的有关概念(1)零向量：长度为0的向量，叫做零向量，记作0.(2)单位向量：长度等于1个单位长度的向量，叫做单位向量． (3)相等向量：长度相等且方向相同的向量叫做相等向量．(4)相反向量：与向量a 长度相等且方向相反的向量叫做a 的相反向量．(5)平行向量(共线向量)：方向相同或相反的非零向量叫做平行向量，也叫共线向量． ①记法：向量a 平行于b ，记作a ∥b . ②规定：零向量与任一向量平行.要点一 向量的概念 例1 给出下列各命题： (1)零向量没有方向； (2)若|a |＝|b |，则a ＝b ； (3)单位向量都相等； (4)向量就是有向线段；(5)两相等向量若其起点相同，则终点也相同； (6)若a ＝b ，b ＝c ，则a ＝c ； (7)若a ∥b ，b ∥c ，则a ∥c ；(8)若四边形ABCD 是平行四边形，则AB →＝CD →，BC →＝DA →. 其中正确命题的序号是________． 答案 (5)(6)解析 (1)该命题不正确，零向量不是没有方向，只是方向不确定； (2)该命题不正确，|a |＝|b |只是说明这两向量的模相等，但其方向未必相同； (3)该命题不正确，单位向量只是模为单位长度1，而对方向没要求；(4)该命题不正确，有向线段只是向量的一种表示形式，但不能把两者等同起来；(5)该命题正确，因两相等向量的模相等，方向相同，故当它们的起点相同时，其终点必重合； (6)该命题正确．由向量相等的定义知，a 与b 的模相等，b 与c 的模相等，从而a 与c 的模相等；又a 与b 的方向相同，b 与c 的方向相同，从而a 与c 的方向也必相同，故a ＝c ； (7)该命题不正确．因若b ＝0，则对两不共线的向量a 与c ，也有a ∥0，0∥c ，但a ∥c 不成立；(8)该命题不正确．如图所示，显然有AB →≠CD →，BC →≠DA →.规律方法 要充分理解与向量有关的概念，明白它们各自所表示的含义，搞清楚它们之间的区别是解决与向量概念有关问题的关键．跟踪演练1 下列命题中，正确的是________． ①a ，b 是两个单位向量，则a 与b 相等； ②若向量a 与b 不共线，则a 与b 都是非零向量； ③两个相等的向量，起点、方向、长度必须都相同； ④共线的单位向量必是相等向量． 答案 ②解析 若a 与b 中有一个是零向量，则a 与b 是平行向量． 要点二 向量的表示例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)OA →，使|OA →|＝42，点A 在点O 北偏东45°； (2)AB →，使|AB →|＝4，点B 在点A 正东； (3)BC →，使|BC →|＝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|OA →|＝42，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OA →如图所示．(2)由于点B 在点A 正东方向处，且|AB →|＝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AB →如图所示．(3)由于点C 在点B 北偏东30°处，且|BC →|＝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33≈5.2，于是点C 位置可以确定，画出向量BC →如图所示．规律方法 在画图时，向量是用有向线段来表示的，用有向线段的长度表示向量的大小，用箭头所指的方向表示向量的方向．应该注意的是有向线段是向量的表示，并不是说向量就是有向线段．跟踪演练2 中国象棋中规定：马走“日”字．下图是中国象棋的半个棋盘，若马在A 处，可跳到A 1处，也可跳到A 2处，用向量AA 1→或AA 2→表示马走了“一步”．试在图中画出马在B ，C 处走了“一步”的所有情况．解 根据规则，画出符合要求的所有向量． 马在B 处走了“一步”的情况如图(1)所示； 马在C 处走了“一步”的情况如图(2)所示．要点三 相等向量与共线向量例3 如图，在正方形ABCD 中，M ，N 分别为AB 和CD 的中点，在以A ，B ，C ，D ，M ，N 为起点和终点的所有向量中，相等的向量分别有多少对？解 不妨设正方形的边长为2，则以A ，B ，C ，D ，M ，N 为起点和终点的向量中： ①模为2的相等向量共有8对，AB →＝DC →，BA →＝CD →，AD →＝BC →，DA →＝CB →，AD →＝MN →，DA →＝NM →，BC →＝MN →，CB →＝NM →.②模为1的相等向量有12对，其中与AM →同向的有MB →，DN →，NC →，这四个向量组成相等的向量有6对，即AM →＝MB →，AM →＝DN →，AM →＝NC →，MB →＝DN →，MB →＝NC →，DN →＝NC →，同理与AM →反向的也有6对．③模为5的相等向量共有4对，AN →＝MC →，NA →＝CM →，MD →＝BN →，DM →＝NB →.规律方法 判断一组向量是否相等，关键是看这组向量是否方向相同，长度相等，与起点和终点的位置无关．对于共线向量，则只要判断它们是否同向或反向即可．跟踪演练3 如图所示，O 为正方形ABCD 对角线的交点，四边形OAED 、OCFB 都是正方形．(1)写出与AO →相等的向量； (2)写出与AO →共线的向量； (3)向量AO →与CO →是否相等？解 (1)与AO →相等的向量有：OC →、BF →、ED →.(2)与AO →共线的向量有：OA →、OC →、CO →、AC →、CA →、ED →、DE →、BF →、FB →. (3)向量AO →与CO →不相等，因为AO →与CO →的方向相反，所以它们不相等.1．下列说法正确的是________． ①零向量没有大小，没有方向； ②零向量是唯一没有方向的向量； ③零向量的长度为0；④任意两个单位向量方向相同． 答案 ③解析 零向量的长度为0，方向是任意的，故①②错误，③正确．任意两个单位向量的长度相等，但方向不一定相同，故④错误．2．如图，在△ABC 中，若DE ∥BC ，则图中向量是共线向量的有________．答案 ED →与CB →，AD →与BD →，AE →与CE →3．在四边形ABCD 中，AB →∥CD →且|AB →|≠|CD →|，则四边形ABCD 的形状是________． 答案 梯形解析 ∵AB →∥CD →且|AB →|≠|CD →|，∴AB ∥DC ，但AB ≠DC ，∴四边形ABCD 是梯形．4．如图所示，以1×2方格纸中的格点(各线段的交点)为起点和终点的向量中．(1)写出与AF →、AE →相等的向量； (2)写出与AD →模相等的向量． 解 (1)AF →＝BE →＝CD →，AE →＝BD →. (2)DA →，CF →，FC →.1.向量是既有大小又有方向的量，从其定义看出向量既有代数特征又有几何特征，因此借助于向量，我们可以将某些代数问题转化为几何问题，也可以将几何问题转化为代数问题，故向量能起数形结合的桥梁作用．2．共线向量与平行向量是一组等价的概念．平行向量是指向量所在直线平行或重合即可，是一种广义平行．3．注意两个特殊向量——零向量和单位向量，零向量与任何向量都平行，单位向量有无穷多个，起点相同的所有单位向量的终点在平面内形成一个单位圆．一、基础达标1.如图，等腰梯形ABCD 中，对角线AC 与BD 交于点P ，点E ，F 分别在两腰AD ，BC 上，EF 过点P ，且EF ∥AB ，则下列正确的是______．①AD →＝BC →；②AC →＝BD →；③PE →＝PF →；④EP →＝PF →. 答案 ④解析 由平面几何知识知，AD →与BC →方向不同，故AD →≠BC →；AC →与BD →方向不同，故AC →≠BD →；PE →与PF →模相等而方向相反，故PE →≠PF →；EP →与PF →模相等且方向相同，所以EP →＝PF →. 2．下列说法正确的有________．(填相应的序号) ①方向相同的向量叫相等向量； ②零向量的长度为0；③共线向量是在同一条直线上的向量； ④零向量是没有方向的向量； ⑤共线向量不一定相等； ⑥平行向量方向相同． 答案 ②⑤解析 ②与⑤正确，其余都是错误的．3．若a 为任一非零向量，b 为模为1的向量，下列各式：①|a |＞|b |；②a ∥b ；③|a |＞0；④|b |＝±1.其中正确的是________．(填相应的序号) 答案 ③解析 a 任一非零向量，故|a |＞0. 4．有下列说法：①若向量a 与向量b 不平行，则a 与b 方向一定不相同； ②若向量AB →，CD →满足|AB →|>CD →|，且AB →与CD →同向，则AB →>CD →； ③若|a |＝|b |，则a ，b 的长度相等且方向相同或相反； ④由于零向量方向不确定，故其不能与任何向量平行． 其中，正确说法的个数是________． 答案 1解析 对于①，由共线向量的定义知，两向量不平行，方向一定不相同，故①正确； 对于②，因为向量不能比较大小，故②错误；对于③，由|a |＝|b |，只能说明a ，b 的长度相等，不能确定它们的方向，故③错误；对于④，因为零向量与任一向量平行，故④错误．5．给出下列四个条件：①a ＝b ；②|a |＝|b |；③a 与b 方向相反；④|a |＝0或|b |＝0.其中能使a ∥b 成立的条件是________． 答案 ①③④解析 因为a ＝b ⇒a ∥b ，即①能够使a ∥b 成立；由于|a |＝|b |并没有确定a 与b 的方向，即②不能够使a ∥b 成立；因为a 与b 方向相反时，a ∥b ，即③能够使a ∥b 成立；因为零向量与任意向量共线，所以|a |＝0或|b |＝0时，a ∥b 能够成立．故使a ∥b 成立的条件是①③④. 6．下列结论中，正确的是________．(填相应的序号) ①若向量AB →，CD →共线，则向量AB →∥CD →； ②若向量AB →∥CD →，则向量AB →与DC →共线； ③若向量AB →＝CD →，则向量BA →＝DC →； ④若AB →＝DC →，则四边形ABCD 是正方形． 答案 ①②③解析 根据平行向量(或共线向量)定义知①②均正确；根据向量相等的概念知③正确；④不正确．7．如图，在四边形ABCD 中，AB →＝DC →，N 、M 分别是AD 、BC 上的点，且CN →＝MA →.求证：DN →＝MB →.证明 ∵AB →＝DC →， ∴|AB →|＝|CD →|且AB ∥CD ， ∴四边形ABCD 是平行四边形， ∴|DA →|＝|CB →|，且DA ∥CB . 又∵DA →与CB →的方向相同，∴CB →＝DA →.同理可证，四边形CNAM 是平行四边形， ∴CM →＝NA →.∵|CB →|＝|DA →|，|CM →|＝|NA →|，∴|DN →|＝|MB →|.∵DN ∥MB 且DN →与MB →的方向相同，∴DN →＝MB →. 二、能力提升8．下列说法正确的是________．(填相应的序号)①向量AB →∥CD →就是AB →所在的直线平行于CD →所在的直线；②长度相等的向量叫做相等向量；③零向量长度等于0；④共线向量是在一条直线上的向量． 答案 ③解析 向量AB →∥CD →包含AB →所在的直线平行于CD →所在的直线和AB →所在的直线与CD →所在的直线重合两种情况；相等向量不仅要求长度相等，还要求方向相同；共线向量也称为平行向量，它们可以是在一条直线上的向量，也可以是所在直线互相平行的向量，所以①②④均错． 9.如图，已知四边形ABCD 为正方形，△CBE 为等腰直角三角形，回答下列问题：(1)图中与AB →共线的向量有____________； (2)图中与AB →相等的向量有____________； (3)图中与AB →模相等的向量有____________． 答案 (1)BA →，BE →，EB →，AE →，EA →，CD →，DC →(2)DC →，BE →(3)BA →，BE →，EB →，DC →，CD →，AD →，DA →，BC →，CB →10．一辆汽车从A 点出发向西行驶了100 km 到达B 点，然后又改变方向向北偏西40°走了200 km 到达C 点，最后又改变方向，向东行驶了100 km 到达D 点． (1)作出向量AB →、BC →、CD →； (2)求|AD →|.解 (1)向量AB →、BC →、CD →如图所示．(2)由题意，易知AB →与CD →方向相反，故AB →与CD →共线，又|AB →|＝|CD →|，∴在四边形ABCD 中，AB ∥CD 且AB ＝CD . ∴四边形ABCD 为平行四边形． ∴AD →＝BC →，∴|AD |→＝|BC →|＝200 km.11．一位模型赛车手遥控一辆赛车沿正东方向向前行进1米，逆时针方向转变α度，继续按直线向前行进1米，再逆时针方向转变α度，按直线向前行进1米，按此方法继续操作下去． (1)按1∶100比例作图说明当α＝45°时，操作几次时赛车的位移为零； (2)按此法操作使赛车能回到出发点，α应满足什么条件？ 解 (1)如图所示，操作8次后，赛车的位移为零；(2)要使赛车能回到出发点，只需赛车的位移为零，按(1)的方式作图，则所作图形是内角为180°－α的正多边形， 故有n ·(180°－α)＝(n －2)·180°. 即α＝360°n，n 为不小于3的整数．12．如图平面图形中，已知AA ′→＝BB ′→＝CC ′→.求证：(1)△ABC ≌△A ′B ′C ′； (2)AB →＝A ′B ′→，AC →＝A ′C ′→. 证明 (1)∵AA ′→＝BB ′→， ∴|AA ′→|＝|BB ′→|，且AA ′→∥BB ′→. 又∵A 不在BB ′→上，∴AA ′∥BB ′. ∴四边形AA ′B ′B 是平行四边形． ∴|AB →|＝|A ′B ′→|.同理|AC →|＝|A ′C ′→|，|BC →|＝|B ′C ′→|.∴△ABC ≌△A ′B ′C ′.(2)∵四边形AA ′B ′B 是平行四边形，∴AB →∥A ′B ′→，且|AB →|＝|A ′B ′→|.∴AB →＝A ′B ′→.同理可证AC →＝A ′C ′→.三、探究与创新13.如图，在平行四边形ABCD 中，O 是两对角线AC ，BD 的交点，设点集S ＝{A ，B ，C ，D ，O }，向量集合T ＝{MN →|M ，N ∈S ，且M ，N 不重合}，试求集合T 中元素的个数．解 由题意知，集合T 中的元素实质上是S 中任意两点连成的有向线段，共有20个， 即AB →，AC →，AD →，AO →；BA →，BC →，BD →，BO →；CA →，CB →，CD →，CO →；DA →，DB →，DC →，DO →；OA →，OB →，OC →，OD →.由平行四边形的性质可知，共有8对向量相等，即AB →＝DC →，BA →＝CD →，AD →＝BC →，DA →＝CB →，AO →＝OC →，OA →＝CO →，DO →＝OB →，OD →＝BO →.∵集合中元素具有互异性，∴集合T 中的元素共有12个．。
高一必修一向量教案(精心整理)
高一必修一向量教案(精心整理)高一必修一向量教案完整版(精心整理)导言本教案旨在帮助高一学生全面了解和掌握向量的基本概念、运算方法和应用技巧，从而打下坚实的数学基础。
教学目标1. 理解向量的概念及其表示方法；2. 掌握向量的加法和数乘运算；3. 能够解决与向量相关的几何和物理问题；4. 培养分析问题、推理和解决问题的能力。
教学内容1. 向量的定义和性质- 向量的概念- 向量的模长和方向- 向量的共线与共面2. 向量的表示方法- 坐标表示法- 分量表示法3. 向量的运算- 向量的加法- 向量的数乘- 向量的减法和负向量4. 向量的应用- 几何问题的向量解法- 物理问题的向量解法教学步骤1. 导入：通过引入一些真实问题引起学生对向量的兴趣，并提出相关的问题。
2. 理论讲解：简要介绍向量的定义和性质，通过示例帮助学生理解和掌握相关概念。
3. 案例分析：通过具体的几何和物理问题，引导学生运用向量的运算方法解决问题。
4. 练巩固：提供一系列练题，让学生在课堂上进行解答，检验他们的研究成果。
5. 提高拓展：引导学生思考更复杂的问题，拓展他们的思维和应用能力。
6. 总结归纳：梳理向量的重要概念和运算法则，帮助学生理解和记忆。
7. 课后作业：布置相关的作业，提醒学生对所学知识进行巩固和回顾。
教学评价1. 课堂表现：考察学生对向量概念的理解和应用能力。
2. 练成绩：通过练题的答案判断学生是否掌握了相关知识和技巧。
3. 作业完成情况：检验学生对课堂内容的掌握程度。
教学资源1. 教材：高中数学教材必修一2. 辅助工具：黑板、多媒体设备、练题集等教学反思在教学过程中，需要根据学生的实际情况和反馈及时调整教学策略，提供适合他们的案例和练题。
同时，加强与学生的互动和思维碰撞，激发他们对数学的兴趣和求知欲。
请根据需要自行修改或添加具体的内容。
苏教版数学高一必修4教案 2.1向量的概念及表示
2．1向量的概念及表示●三维目标1．知识与技能(1)理解、掌握向量的概念．(2)掌握向量的模、零向量、单位向量、平行向量、相等向量、共线向量等的概念．2．过程与方法在理解向量等有关概念的基础上，充分联系实际，培养学生解决生活实际问题的能力．3．情感、态度与价值观(1)通过对向量的学习，使学生对现实生活中的向量和数量有一个清楚的认识，培养学生对现实生活中的真善美的识别能力．(2)对学生进行辩证思维的教育.●重点难点重点：向量的概念、相等向量的概念、向量的几何表示．难点：向量的概念和共线向量的概念．●教学建议1．关于向量概念的教学教学时，建议教师从向量的物理背景出发，借助物理学中的位移、速度、力等矢量引出向量的概念，并指出向量具有“数”和“形”的双重特征．2．关于零向量、单位向量、相等向量和共线向量的教学教学时，建议教师类比数及向量的概念给出零向量、单位向量的概念；结合向量的两要素给出相等向量的定义；强调指出共线向量未必是在同一直线上的向量．由于零向量、单位向量、相等向量和共线向量是研究向量的基础，为增加学生对上述概念的感性认识，学习时建议教师对该知识点进行适当训练．●教学流程创设问题情境，引入向量的概念.⇒引导学生结合物理学中的位移、速度、力等矢量理解向量具有“数”和“形”的双重特征.⇒通过类比数与向量的概念，引导学生理解零向量、单位向量、相等向量、共线向量等概念.⇒通过例1及其变式训练，使学生掌握利用向量有关概念判断有关命题真假的方法.⇒通过例2及其变式训练，使学生掌握利用有向线段表示向量的方法，并注意向量模的大小.⇒通过例3及其变式训练，使学生掌握写出图形中的相等共线向量的方法.⇒归纳整理，进行课堂小结，整体认识本节课所学知识.⇒完成当堂双基达标，巩固所学知识并进行反馈矫正.课标解读1.了解向量的实际背景，理解平面向量的概念．2.理解零向量、单位向量、相等向量、共线(平行)向量、相反向量的含义．(重点、难点)3.理解向量的几何表示.向量及其有关概念(1)火车向正南方向行驶了50 km，行驶速度的大小为120 km/h，方向是正南．(2)起重机吊装物体时，物体既受到竖直向下的重力作用，同时又受到竖直向上的起重机拉力的作用．1．上述两个实例中涉及的物理量的特点是什么？【提示】它们的大小和方向都是确定的．2．上述实例中的速度和力，如何表示？【提示】可以用有向线段表示，也可以用字母表示．1．向量的概念向量：既有大小，又有方向的量叫向量．2．向量的表示(1)用有向线段表示向量常用一条有向线段来表示，有向线段的长度表示向量的大小，箭头所指的方向表示向量的方向．以A 为起点、B 为终点的向量记作AB →.向量AB →的大小称为向量的长度(或称为模)，记作|AB →|. (2)用字母表示向量通常在印刷时，用黑体小写字母a ，b ，c …表示向量，在手写时用带箭头的小写字母a →， b →， c →…表示向量．也可用表示向量的有向线段的起点和终点字母表示，如AB →，CD →. 3．与向量有关的概念(1)零向量：长度为0的向量叫做零向量，记作0.(2)单位向量：长度等于1个单位长度的向量叫做单位向量． (3)相等向量：长度相等且方向相同的向量叫做相等向量． (4)相反向量：长度相等且方向相反的向量叫相反向量．(5)平行向量(共线向量)：方向相同或相反的非零向量叫做平行向量，也叫共线向量．规定零向量与任一向量平行.向量的有关概念(1)单位向量一定相等； (2)若a ＝b ，b ＝c ，则a ＝c ；(3)若AB →＝CD →，则点A 与点C 重合，点B 与点D 重合； (4)若向量a 与b 同向，且|a |>|b |，则a >b ； (5)若向量a ＝b ，则a ∥b ； (6)若a ∥b ，b ∥c ，则a ∥c .【思路探究】 从概念的理解出发，结合具体实例进行判断．【自主解答】 (1)不正确．向量有大小和方向两个要素，单位向量的模一定是1，但方向不一定相同，所以单位向量不一定相等．(2)正确．∵a ＝b ，∴a ，b 的长度相等且方向相同；又∵b ＝c ，∴b ，c 的长度相等且方向相同，∴a ，c 的长度相等且方向相同，故a ＝c .(3)不正确．这是因为AB →＝CD →时，应有|AB →|＝|CD →|及由A 到B 与由C 到D 的方向相同，但不一定有A 与C 重合，B 与D 重合．(4)不正确．“大于”、“小于”对于向量来说是没有意义的．(5)正确．相等向量一定是共线向量，但共线向量不一定相等．(6)不正确．对于非零向量命题正确，但当b ＝0时，满足a ∥b ，b ∥c ，但a 与c 不一定共线．1．在判断与向量有关的命题时，既要立足向量的数(即模的大小)，又要考虑其形(即方向性)．2．涉及共线向量或平行向量的问题，一定要明确所给向量是否为非零向量． 3．对于判断命题的正误，应该熟记有关概念，理解各命题，逐一进行判断，对于错误命题，只要举一反例即可．下列说法：①方向相同或相反的向量是平行向量；②零向量的长度是0；③长度相等的向量叫相等向量；④共线向量是在一条直线上的向量．其中正确的命题是________．(填序号)【解析】 方向相同或相反的非零向量才是平行向量，所以①不正确；长度相等，方向相同的向量才叫相等向量，所以③不正确；共线向量也叫平行向量，它们不一定在一条直线上，也可能在平行直线上，所以④不正确；零向量的长度为0，所以②正确．【答案】 ②向量的表示50°行驶了200千米到达点C ，最后又改变方向，向东行驶了100千米到达点D.(1)作出向量AB →，BC →，CD →； (2)求|AD →|.【思路探究】 解答本题应首先确定指向标，然后再根据行驶方向确定有关向量，进而求解．【自主解答】 (1)如图．(2) 由题意，易知AB →与CD →方向相反，故AB →与CD →共线，即AB ∥CD. 又∵|AB →|＝|CD →|，∴在四边形ABCD 中，AB 綊CD. ∴四边形ABCD 为平行四边形．∴|AD →|＝|BC →|＝200(千米)．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向量的终点．必要时，需依据直角三角形知识求出向量的方向或长度(模)，选择合适的比例关系作出向量．在如图2－1－1的方格纸中，画出下列向量．图2－1－1(1)|OA →|＝3，点A 在点O 正西方向； (2)|OB →|＝32，点B 在点O 北偏西45°方向．【解】 取每个方格的单位长为1，依题意，结合向量的表示可知，相应的向量如图所示：相等向量与共线向量图2－1－2如图2－1－2所示，在△ABC 中，三边长均不相等，D ，E ，F 分别是BC ，AC ，AB 的中点，在以A ，B ，C ，D ，E ，F 这6点中任意一点为起点，另一点为终点的所有向量中，写出：(1)与EF →共线的向量； (2)与EF →长度相等的向量； (3)与EF →相等的向量．【思路探究】 (1)与EF →共线的向量即与之方向相同或相反的向量；(2)与EF →长度相等即表示向量的线段与EF 长度相等；(3)与EF →相等的向量即与之共线且长度相等的向量．【自主解答】 (1)∵E ，F 分别是AC ，AB 的中点，∴EF ∥BC ， ∴与EF →共线的向量为FE →，BD →，DB →，DC →，CD →，BC →，CB →.(2)∵D ，E ，F 分别是BC ，AC ，AB 的中点，∴BD ＝DC ＝12BC ，EF ＝12BC.∵AB ，BC ，AC 均不相等，∴与EF →长度相等的向量为FE →，BD →，DB →，DC →，CD →. (3)与EF →相等的向量为DB →，CD →.1．寻找相等向量：先找与表示已知向量的有向线段长度相等的向量，再确定哪些是同向共线．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．图2－1－3如图2－1－3，D ，E ，F 分别是△ABC 各边上的中点，四边形BCMF 是平行四边形，请分别写出：(1)与CM →模相等且共线的向量； (2)与ED →相等的向量； (3)与BF →相反的向量．【解】 (1)DE →，ED →，BF →，FB →，FA →，AF →，MC →. (2)FB →，AF →，MC →. (3)FB →，AF →，ED →，MC →.对向量的有关概念理解不透彻致误判断下列说法是否正确： (1)向量就是有向线段； (2)AB →＝BA →；(3)若向量AB →与向量CD →平行，则线段AB 与CD 平行； (4)若|a |＝|b |，则a ＝±b ；(5)若AB →＝DC →，则ABCD 是平行四边形． 【错解】 以上说法都正确．【错因分析】 (1)向量常用一条有向线段来表示，有向线段的长度表示向量的大小，箭头所指的方向表示向量的方向．因此，有向线段是向量的一种表示方法，不能说向量就是有向线段．(2)AB →与BA →的长度相等，但方向相反，故当AB →是非零向量时，AB →与BA →不相等． (3)方向相同或相反的非零向量叫做平行向量，故若AB →与CD →平行，则线段AB 与CD 可能平行，也可能共线．(4)由|a |＝|b |，仅能说明两向量的模相等，但方向却不能确定，故(4)不正确．而(5)中，A ，B ，C ，D 可能落在同一条直线上，故(5)不正确．【防范措施】 首先，要清楚向量的两要素：大小和方向；其次，要对共线向量、单位向量、相等向量、零向量有深入的理解，考虑问题要全面，注意零向量的特殊性．【正解】 以上说法都不正确．1．如果有向线段AB 表示一个向量，通常我们就说向量AB →，但有向线段只是向量的表示，并不是说向量就是有向线段．2．共线向量也就是平行向量，其要求是几个非零向量的方向相同或相反，当然向量所在的直线可以平行，也可以重合，其中“共线”的含义不同于平面几何中“共线”的含义．1．下列说法正确的是________． ①若|a |＝0，则a ＝0； ②若|a |＝|b |，则a ＝b ；③向量AB →与向量BA →是相反向量； ④若a ∥b ，则a ＝b .【解析】 ①不正确，若|a |＝0，则a ＝0；由于相等向量的长度相等且方向相同，故②④不正确；③显然正确．【答案】 ③图2－1－42．如图2－1－4所示，E ，F 分别为△ABC 的边AB ，AC 的中点，则与向量EF →共线的向量有________(将图中适合条件的向量全写出来)．【解析】 ∵E ，F 分别为AB ，AC 的中点，∴EF ∥BC ， ∴适合条件的向量为FE →，BC →，CB →. 【答案】 FE →，BC →，CB →3．若四边形ABCD 是矩形，则下列命题中不正确的是________． ①AB →与CD →共线；②AC →与BD →相等；③AD →与CB →是相反向量；④AB →与CD →的模相等．【解析】 ∵四边形ABCD 是矩形，∴AB ∥CD ，AB ＝CD ，故①，④正确； AC ＝BD ，但AC →与BD →的方向不同，故②不正确； AD ＝CB 且AD ∥CB ，AD →与CB →的方向相反，故③正确． 【答案】 ②4．在直角坐标系中，画出下列向量，使它们的起点都是原点O. (1)|a |＝2，a 的方向与x 轴正方向成60°，与y 轴正方向成30°；(2)|a |＝4，a 的方向与x 轴正方向成30°，与y 轴正方向成120°. 【解】 所求向量及其向量的终点坐标如图所示：一、填空题1．若a 为任一非零向量，b 为单位向量，下列各式：①|a |＞|b |；②a ∥b ；③|a |＞0；④|b |＝±1；⑤a |a |＝b .其中正确的是________．(填序号)【解析】 |a |不一定大于1，|b |＝1，∴①④不正确；a 和b 不一定平行.a|a |是与a 方向相同的单位向量，所以②⑤不正确；a 为非零向量，显然有|a |＞0. 只有③正确． 【答案】 ③2．若a ＝b ，且|a |＝0，则b ＝________. 【解析】 ∵a ＝b ，且|a |＝0，∴a ＝b ＝0. 【答案】 0图2－1－53．如图2－1－5所示，四边形ABCE 为等腰梯形，D 为CE 的中点，且EC ＝2AB ，则与AB →相等的向量有________．【解析】 易知四边形ABDE 为平行四边形，则AB →＝ED →， 又∵D 是CE 的中点，则ED →＝DC →. 【答案】 DC →，ED →4．某人向正东方向行进100米后，再向正南方向行进1003米，则此人位移的方向是________．【解析】 如图所示，此人从点A 出发，经点B ，到达点C ，则tan ∠BAC ＝1003100＝3，∴∠BAC ＝60°，即位移的方向是东偏南60°，即南偏东30°.【答案】 南偏东30°5．给出以下4个条件：①a ＝b ；②|a |＝|b |；③a 与b 的方向相反；④|a |＝0或|b |＝0，其中能使a 与b 共线成立的是________．【解析】 两向量共线只需两向量方向相同或相反．①a ＝b ，两向量方向相同；②|a |＝|b |两向量方向不确定；④|a |＝0或|b |＝0即为a ＝0或b ＝0 ，因为零向量与任一向量平行，所以④成立．综上所述，答案应为①③④. 【答案】 ①③④图2－1－66．如图2－1－6，已知正方形ABCD 边长为2，O 为其中心，则|OA →|＝________. 【解析】 正方形的对角线长为22， ∴|OA →|＝ 2. 【答案】27．四边形ABCD 满足AD →＝BC →且|AC →|＝|BD →|，则四边形ABCD 的形状是________． 【解析】 由四边形ABCD 满足AD →＝BC →可知，四边形ABCD 为平行四边形． 又|AC →|＝|BD →|，即平行四边形ABCD 对角线相等，从而可知四边形ABCD 为矩形． 【答案】 矩形8．设O 是正方形ABCD 的中心，则①AO →＝OC →；②AO →∥AC →；③AB →与CD →共线；④AO →＝BO →.其中，所有表示正确的序号为________．【解析】 如图，正方形的对角线互相平分，∴AO →＝OC →，①正确；AO →与AC →的方向相同，所以AO →∥AC →，②正确；AB →与CD →的方向相反，所以AB →与CD →共线，③正确；尽管|AO →|＝|BO →|，然而AO →与BO →的方向不相同，所以AO →≠BO →，④不正确．【答案】 ①②③二、解答题图2－1－79．设在平面上给定了一个四边形ABCD ，如图2－1－7所示，点K ，L ，M ，N 分别是边AB ，BC ，CD ，DA 的中点，求证：KL →＝NM →.【证明】 ∵N ，M 分别是AD ，DC 的中点，则NM →＝12AC →，同理KL →＝12AC →，故KL →＝NM →.图2－1－810．如图2－1－8所示菱形ABCD 中，对角线AC ，BD 相交于O 点，∠DAB ＝60°，分别以A ，B ，C ，D ，O 中的不同两点为起点与终点的向量中，(1)写出与DA →平行的向量；(2)写出与DA →模相等的向量．【解】 由题意可知，(1)与DA →平行的向量有：AD →，BC →，CB →；(2)与DA →模相等的向量有：AD →，BC →，CB →，AB →，BA →，DC →，CD →，BD →，DB →.11．一架飞机从A 点向西北飞行200 km 到达B 点，再从B 点向东飞行100 2 km 到达C 点，最后从C 点向南偏东60°飞行50 2 km 到达D 点，求飞机从D 点飞回A 点的位移．【解】 如图所示，由|AB →|＝200 km ，|BC →|＝100 2 km ，知C 在A 的正北100 2 km 处．又由|CD →|＝50 2 km ，∠ACD ＝60°，知∠CDA ＝90°，所以∠DAC ＝30°，所以|DA →|＝50 6 km.故DA →的方向为南偏西30°，长度为50 6 km.如图，已知四边形ABCD 中，M ，N 分别是BC ，AD 的中点，又AB →＝DC →.求证：CN綊MA.【思路探究】 要证CN ∥MA 且CN ＝MA ，只需证四边形AMCN 是平行四边形，而四边形AMCN 是平行四边形，可以通过AN →＝MC →得证．【自主解答】 由条件AB →＝DC →可知AB ＝DC 且AB ∥DC ，从而四边形ABCD 为平行四边形，从而AD →＝BC →.又M ，N 分别是BC ，AD 的中点，于是AN →＝MC →，所以AN ＝MC 且AN ∥MC ，所以四边形AMCN 是平行四边形，从而CN ＝MA 且CN ∥MA ，即CN 綊MA.1．若AB →＝DC →，且四点A ，B ，C ，D 不共线，则四边形ABCD 为平行四边形，反之，若四边形ABCD 为平行四边形，则AB →＝DC →.2．利用向量相等或共线证明平行、相等问题：(1)证明线段相等，只需证明相应向量的长度(模)相等．(2)证明线段平行，先证明相应的向量共线，再说明线段不共线．在四边形ABCD 中，AB →＝DC →，N 、M 分别是AD ，BC 上的点，且CN →＝MA →，证明：四边形DNBM 是平行四边形．【证明】 ∵AB →＝DC →，∴四边形ABCD 为平行四边形，∴AD ，BC 平行且相等．又∵CN →＝MA →，∴四边形CNAM 为平行四边形，∴AN ，MC 平行且相等，∴DN ，MB 平行且相等，∴四边形DNBM 是平行四边形．。
向量的概念及表示教案
向量的概念及表示一、教学目标：1. 让学生理解向量的概念，知道向量是有大小和方向的量。
2. 让学生掌握向量的表示方法，包括字母表示和坐标表示。
3. 让学生学会向量的加减法和数乘运算。
二、教学内容：1. 向量的概念：向量是有大小和方向的量，可以用来表示物体的位移、速度等。
2. 向量的表示方法：（1）字母表示：用大写字母表示向量，如\( \vec{a} \)，\( \vec{b} \) 等。
（2）坐标表示：用小写字母加上坐标轴上的坐标表示，如\( \vec{a} = (a_x, a_y) \)，\( \vec{b} = (b_x, b_y) \) 等。
3. 向量的加减法：（1）向量加法：\( \vec{a} + \vec{b} = (\vec{a}_x + \vec{b}_x, \vec{a}_y + \vec{b}_y) \)。
（2）向量减法：\( \vec{a} \vec{b} = (\vec{a}_x \vec{b}_x, \vec{a}_y \vec{b}_y) \)。
4. 向量的数乘：（1）数乘向量：\( k\vec{a} = (ka_x, ka_y) \)，其中\( k \) 是实数。
三、教学重点与难点：1. 重点：向量的概念、表示方法以及向量的加减法和数乘运算。
2. 难点：向量的坐标表示以及向量的加减法和数乘运算的坐标表示。
四、教学方法：1. 采用讲解法，引导学生理解向量的概念和表示方法。
2. 采用练习法，让学生通过例题和练习掌握向量的加减法和数乘运算。
3. 采用提问法，检查学生对向量知识的理解和掌握程度。
五、教学过程：1. 导入：通过生活中的实例，如物体位移、速度等，引入向量的概念。
2. 讲解向量的概念，引导学生理解向量有大小和方向。
3. 讲解向量的表示方法，包括字母表示和坐标表示。
4. 讲解向量的加减法，让学生掌握向量加减法的运算规则。
5. 讲解向量的数乘，让学生掌握向量数乘的运算规则。
苏教版数学高一《向量的概念及表示》名师导学案
四、课中研学
变题： 的相反向量有几个？
（10）若|a|=|b|，则
2.课本57页习题2.1 题 23．课本57页练习1、2、3、4
六、课堂小结
七、课后作业：教学与测试19课时
三、课前预习
1.向量的概念：
2.向量的表示方法记作：
3.向量的模：记作
4.两种特殊向量
零向量：单位向量：
注意：零向量的方向是任意的.零向量与零不一样.
5向量间的特殊关系
（1）平行向量：
规定0与任一向量平行.
（2）相等向量定义：
说明：（1）向量ａ与ｂ相等，记作ａ＝ｂ；（2）零向量与零向量相等；
（3）共线向量：
§2.1 向量的概念及表示
一、学习目标：
1.了解向量的实际背景，理解平面向量的概念和向量的几何表示；掌握向量的
2.模、零向量、单位向量、平行向量、相等向量、共线向量等概念；并会区分
3.平行向量、相等向量和共线向量.
二、学习重点：
（1）向ห้องสมุดไป่ตู้概念的引入，会表示向量.
（2）理解并掌握向量、零向量、单位向量、相等向量、共线向量的概念，
高中数学必修四导学案：2.1.1向量的概念
数学中，把既有，又有的量叫做，把只有大小，没有方向的量称为数量.那么年龄、身高、体重、面积、体积、温度、时间、路程等是向量吗？
（探究三：向量的几何表示）
思考1：一条小船从A地出发，向西北方向航行15km到达B地，可以用什么方式表示小船的位移？
课题
2.1.1向量的概念
课型
合作课
学习目标
（一）知识与技能：
了解向量的实际背景，理解平面向量和向量相等的含义，理解向量的几何表示。
（二）过程与方法：
经历概念的形成过程，解题的思维过程，体验数形结合思想的指导作用。
（三）情感、态度与价值观：
通过实例，体会向量语言或运算在解决数学问题和实际问题中的工具作用。
（1）画图表示向量；
（2）求飞机从A地到达D地的位移所对应的向量的模和方向.
☆我的收获与困惑
反思：
（探究四：相等向量）大小方向的向量是相等向量。记作 。
（探究五：共线向量），叫做向量 的基线。
则称这些向量共线或平行。
共线向量的方向向量 平行与 ，记作
（探究六：零向量）模为0的向量叫做，记作，零向量的方向模为1个单位的向量叫做.
☆基础训练
已知飞机从A地按北偏东30°方向飞行2000km到达B地，再从B地按南偏东30°方向飞行2000km到达C地，再从C地按西南方向飞行1000 km到达D地.
思考4：用有向线段 表示向量，有向线段的方向表示向量的，有向线段 的长度就是指线段AB的长度，也称为向量 的或，它表示向量 的大小，记作，两个不同的向量可以比较大小吗？向量的模可以为0吗？可以为1吗？可以为负数吗？
思考5：如果表示向量的有向线段没有标注起点和终点字母，向量也可以用黑体字母a，b，c，…，表示向量，手写时写成
苏教版数学高一《向量的概念及表示》 精品导学案 苏教
若存在,分别写出这些向量.
教后反思：本堂课主要是让学生掌握向量的基本概念和表示。向量的基本要素为：大小和方向。本节课抓住这两方面让学生进行探究。在本节课中，我感到开始的概念对学生而言，应该多强调注意点，揭示本质特征，注意它的形成过程。本节课在举例方面做的较少，这在以后的教学中要重点关注.
（2）模相等的两个平行向量是相等的向量；
（3）若 和 都是单位向量，则 ；
（4）两个相等向量的模相等。
2、设O是正△ABC的中心，则向量 是________ .
1)相等向量 2)模相等的向量 3)共线向量
4)共起点的向量 5)相反向量
3.在如图所示的向量中 (小正方形的边长为1),是否存在:
(1)共线向量? (2)相反向量?
（1）试找出与 共线的向量；
（2）确定与 相等的向量；
（3） 与 向量相等吗？
例3.如图，在4×5的方格纸中有一个向量 ，分别以图中的格点为起点和终点作向量，其中与 相等的向量有多少个？与 长度相等的共线向量有多少个？（ 除外）
三．学以致用：
1、在下列结论中，正确的是____________
（1）若两个向量相等，则它们的起点和终点分别重合；
盐都区2011年优质课评比数学学科课堂设计活页
上课时间：2011年12月27日 星期：二
课题：2.1向量的概念及表示
学习目标：：1.了解向量的实际背景，理解平面向量的基本概念和几何表示；
2.理解零向量、单位向量、平行向量、共线向量、相等向量、相反向量等概念．
【使用说明】
阅读课本55～56页，回答下列问题
一．新课导学：
1．向量的定义
2．向量的表示方法
高一数学导学案全套
高一数学导学案第1课时向量的概念及表示数学建构(一)生成概念引导学生思考、讨论上面的问题,从而引出以下概念.(1)定义:既有大小又有方向的量叫向量,如位移、力、速度、加速度等.(2)向量的表示方法1°几何表示法:有向线段——具有一定方向的线段,如;2°字母表示法:如a.(3)模的概念:向量的大小称为向量的模,记作||,模是可以比较大小的.(4)两个特殊的向量1°零向量:长度(模)为0的向量,记作0.0的方向是任意的.2°单位向量:长度(模)为1个单位长度的向量叫做单位向量.(5)平行向量:方向相同或相反的非零．．向量叫做平行向量.向量a,b平行, 记作a∥b.规定:0与任一向量平行.(6)相等向量:长度相等且方向相同的向量叫做相等向量.向量a,b相等,记作a=b.规定:0=0.(7)相反向量:长度相等且方向相反的向量叫做相反向量.(8)共线向量:任一组平行向量都可移到同一条直线上,所以平行向量也叫共线向量.如图3,=a,=b,=c,且a∥b∥c,则向量a,b,c可以平移到一条直线上.(图3)(二)理解概念(1)数量与向量的区别:数量只有大小,可以比较大小;向量既有方向又有大小,不能比较大小(2)0与0的区别:0是向量,是有方向的(虽然方向是任意的);0是数量,没有方向.(3)任意两个相等的非零向量都可用同一条有向线段表示,与起点无关.数学运用【例1】下列命题中正确的是(填序号).①向量a与b共线,b与c共线,则a与c也共线;②任意两个相等的非零向量的始点与终点是一平行四边形的四顶点;③向量a与b不共线,则a与b都是非零向量;④有相同起点的两个非零向量不平行.[3]【例2】已知O为正六边形ABCDEF的中心,在下图所标出的向量中:(例2)(1)试找出与共线的向量;(2)确定与相等的向量;(3)与相等吗?[4](变式1在图中标出的向量中,与向量模相等的向量有多少个?变式2如图,在以1cm×3cm方格纸中的格点为起点和终点的所有向量中,请写出以A为起点的不同向量,并求其大小.[5](变式2)课堂练习1.有下列命题:①向量的模是一个正实数;②两个相等向量必是两个平行向量;③坐标平面上的x轴和y轴都是向量;④温度有零上温度和零下温度,所以温度是向量.其中真命题的个数是.2.设点O为正方形ABCD的中心,在以正方形的顶点及点O为起点或终点的向量中,分别与,相等的向量是————————,3.某人从A点出发向东走了5m到达B点,然后改变方向往东北方向走了10m到达C点,到达C点后又改变方向向西走了10m到达D点,求的模.课堂小结1.向量的概念:定义、表示方法、零向量、单位向量.(三个定义,两种表示)2.向量的关系:平行向量(共线向量)、相等向量、相反向量.(三个关系)3.两种思想:数形结合思想、分类讨论思想.第2课时向量的加法数学建构一般地,如何定义向量的加法运算?1.向量的加法的含义如图2,已知向量a和b,在平面内任取一点O,作=a,=b,则向量叫做a与b 的和,记作a+b.即a+b=+=.(图2)求两个向量的和的运算叫做向量的加法.2.向量加法的三角形法则根据向量加法的定义得出的求向量和的方法,称为向量加法的三角形法则.说明三角形法则使用时应该“首尾相连”,即其中一个向量的起点应该与另一个向量的终点相连,若不“首尾相连”可通过平移使之“首尾相连”.3.向量运算(类比于数的加法)的法则对于零向量和任一向量a,有a+0=0+a=a.对于相反向量,有a+(-a)=(-a)+a=0.向量的加法满足交换律、结合律:a+b=b+a,(a+b)+c=a+(b+c).通过作图方式验证向量的加法满足交换律.如图3,作▱OABC,使=a,=b,则==a,==b.因为=+=a+b,=+=b+a,所以a+b=b+a.(图3)4.向量加法的平行四边形法则图3还表明,对于两个不共线的非零向量a,b,我们还可以作平行四边形来求两个向量的和.分别记作=a,=b,以OA,OB为邻边作▱OABC,则以O为起点的对角线就是向量a与b的和.我们把这种方法叫做向量加法的平行四边形法则.说明平行四边形法则使用时应该“共起点”,即其中一个向量的起点应该与另一个向量的起点相同,若不“共起点”可通过平移使之“共起点”.同样,根据图4可以验证,向量的加法满足结合律.(图4)思考如果平面内有n个向量依次首尾连接组成一条封闭折线,那么这n个向量的和是什么?数学运用)【例2】如图,已知D,E,F分别是△ABC三边AB,BC,CA的中点,求证:++ =0.(例2)【例3】在长江南岸某渡口处,江水以12.5km/h的速度向东流,渡船的速度为25km/h.渡船要垂直地渡过长江,其航向应如何确定?(例3)四、课堂练习1.在矩形ABCD中,||=,||=1,则向量的模等于______2.化简:(1)++=_____-; (2)++++=___3.在正六边形ABCDEF中,=a,=b,则=________(用a,b表示).4.在Rt△ABC中,∠A=90°,若||=3,||=4,则|+|=_______.第3课时向量的减法数学建构问题1类似于实数的减法,你能定义向量的减法吗?向量的减法是向量的加法的逆运算.若b+x=a,则向量x叫做a与b的差,记为a-b,求两个向量差的运算,叫做向量的减法.问题2类似于向量的加法,你能作出向量减法的几何表示吗?作法:如图1、图2,在平面内任取一点O,作=a,=b.(图1)(图2)因为+=,即b+=a,所以=a-b.这就是说,当向量a,b起点相同时,从b的终点指向a的终点的向量就是a-b.由向量加法结合律可知,[a+(-b)]+b=a+[(-b)+b]=a,所以a-b=a+(-b).这表明:减去一个向量等于加上这个向量的相反向量.三、数学运用【例1】如图,已知向量a,b,求作a-b.[3](例1)(例2)【例2】如图,O是▱ABCD对角线的交点,若=a,=b,=c,试证明:b+c-a=.四、课堂练习【例3】证明:对于任意两个向量a,b都有||a|-|b||≤|a+b|≤|a|+|b|.1.在四边形ABCD中,=+,则四边形ABCD 的形状为____________2.下列各式中,能化简为的是__________(填序号).①+(-);②(-)+(-);③--;④-+.3.在△ABC中,D,E分别为AB,AC的中点,则-=_______4.设D是正三角形ABC的BC边中点,若|-|=1,则|-|=______.第4课时向量的数乘一、问题情境一艘船上午8点从某港口出发,以v km/h的速度向南偏东45°的方向航行,下午1点半该船到达何处?若设该船每小时的位移为a,则该船5.5小时的位移应如何表示?二、数学建构问题1位移为5.5a,它是向量吗,有什么特点?问题2向量5.5a可以看成什么运算的结果?问题3一般地,实数λ与向量a的积是一个向量,记作λa,叫做向量的数乘, 那它的方向、大小与向量a有什么关系?(1)|λa|=|λ‖a|;(2)当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;当λ<0时,λa的方向与a的方向相反;特别地,当λ=0或a=0时,λa=0.问题4类比于实数的运算,向量的数乘有哪些运算律?根据向量数乘的定义,可以验证向量的数乘满足下列运算律:(1)λ(μa)=(λμ)a; (2)(λ+μ)a=λa+μa; (3)λ(a+b)=λa+λb.三、数学运用【例1】如图(1),已知向量a,b,c,求作向量3a-2b+c.【例2】计算:(1) 3(a-b)-2(a+2b);(2) 2(2a+6b-3c)-3(-3a+4b-2c).【例3】如图,在平行四边形ABCD中,M是AB的中点,N在BD上且BN=BD, 求证:M,N,C三点共线.[4]一般地,对于两个向量a(a≠0)和b,有如下的向量共线定理:如果有一个实数λ,使b=λa(a≠0),那么b与a(a≠0)是共线向量;反之,如果b与a(a≠0)是共线向量,那么有且只有一个实数λ,使b=λa.证明根据向量数乘的定义可知,对于两个向量a(a≠0)和b,如果有一个实数λ,使b=λa(a≠0),那么b与a(a≠0)是共线向量.反过来,如果向量b与a是共线向量,当b与a同方向时,令λ=;当b与a反方向时,令λ=-;若b=0,则令λ=0.从而有一个实数λ,使b=λa.假设有两个实数λ,λ',使b=λa,b=λ'a,则b-b=(λ-λ')a=0,即|λ-λ'‖a|=0.因为|a|≠0,所以λ-λ'=0,即λ=λ'.从而有且只有一个实数λ,使b=λa.四、课堂练习1.计算:-3(4a-5b)=-_________,2(2a-3b)-4(3a-2b)= -_________,.2.若向量a,b,c满足(4a-3c)+3(5c-4b)=0,则c=-_________,.3.已知点R在线段PQ上,且=,设=λ,则λ=-_________,.4.已知向量a=e1-e2,b=-3(e2-2e1),求证:a与b是共线向量.五、课堂小结1.理解并掌握向量数乘的定义及运算律.2.理解向量共线定理,并能运用它判断两个向量是否共线.第5课时向量线性运算习题课问题情境梳理知识结构数学运用【例1】设e是非零向量,若a+b=2e,2a-b=-3e,向量a与b是否平行?【例2】如图,设P,Q是线段AB的三等分点,若=a,=b,试用a,b表示向量, .(例2)【例3】如图,在△OAB中,C为直线AB上一点,=λ(λ≠-1),求证:=.(例3)【例4】已知点G为△ABC的重心,过G作直线与AB,AC两边分别交于M,N 两点,且=x,=y,求+的值.四、课堂练习1.下列命题中真命题的个数为1.①若|a|=|b|,则a=b或a=-b;②若=,则A,B,C,D是一个平行四边形的四个顶点;③若a=b,b=c,则a=c;④若a∥b,b∥c,则a∥c.2.在△ABC中,=a,=b,M是CB的中点,N是AB的中点,且CN,AM交于点P,则可用a,b 表示为________________3.设=x+y,且A,B,C三点共线(该直线不过点O),则x+y=_____-4.已知x,y∈R,向量a,b不共线,若(x+y-2)a+(x-y)b=0,则x=_____,y=_____.五、课堂小结1.平面向量线性运算法则的巩固、强化,线性运算几何意义的理解.2.通过向量线性运算进一步体会“向量是既有大小又有方向的量”,同时感受向量在求解平面几何问题中的灵活应用.第6课时平面向量基本定理一、问题情境[3]1.情境:火箭在升空的某一时刻,速度可以分解成竖直向上和水平向前的两个分速度(如下图所示).在力的分解的平行四边形法则中,我们看到一个力可以分解为两个不共线方向的力的和.(图1)2.问题:平面内任一向量是否可以用两个不共线的向量来表示?二、数学建构设e1,e2是平面内两个不共线的向量.活动1请同学们作出向量=2.5e1+1.5e2.[4]活动2a是平面内的任一向量,能否通过作图用e1,e2表示呢?[5]如图2,在平面内任取一点O,作=e1,=e2,=a.过点C作平行于OB的直线,交直线OA于M;过点C作平行于OA的直线,交直线OB于N,则有且只有一对实数λ1,λ2,使得=λ1e1,=λ2e2.因为=+,所以a=λ1e1+λ2e2.(图2)问题1是不是平面内每一个向量都可以分解成两个不共线的向量?这样的分解是否唯一?问题2对于平面上两个不共线的向量e1,e2,是不是平面上所有的向量都可以用它们来表示?[6]平面向量基本定理如果e1,e2是同一平面内两个不共线的向量,那么对于这一平面内的任一向量a,有且只有一对实数λ1,λ2,使a=λ1e1+λ2e2.我们把不共线的向量e1,e2,叫做表示这一平面内所有向量的一组基底.一个平面向量用一组基底e1,e2表示成a=λ1e1+λ2e2的形式,我们称它为向量的分解.当e1,e2互相垂直时,就称为向量的正交分解.定理理解(1)基底e1,e2必须不共线;(2)λ1,λ2是被e1,e2,a唯一确定的实数对.思考平面向量基本定理与前面所学的向量共线定理,在内容和表述形式上有什么区别和联系?(平面向量基本定理是向量共线定理的推广)三、数学运用【例1】如图,▱ABCD的对角线AC和BD交于点M,=a,=b,试用基底a,b 表示,,和.(例1)变式在▱ABCD中,E和F分别是边CD和BC的中点,=λ+μ,其中λ,μ∈R, 则λ+μ=___【例2】设e1,e2是平面内的一组基底,如果=3e1-2e2,=4e1+e2,=8e1-9e2, 求证:A,B,D三点共线.[9]变式设两个非零向量e1和e2不共线.(1)如果=e1-e2,=3e1+2e2,=-8e1-2e2,求证:A,C,D三点共线;(2)如果=e1+e2,=2e1-3e2,=2e1-k e2,且A,C,D三点共线,求k的值.【例3】如图,在△ABC中,M是BC的中点,点N在AC上,且AN=2NC,AM与BN 相交于点P,求AP∶PM的值.(例3)(例4)【例4】如图,在△OAB中,=,=,AD与BC交于点M,设=a,=b.(1)用a,b表示;(2)在线段AC上取一点E,在线段BD上取一点F,使EF过M点,设=p,=q,求证:+=1.四、 课堂练习 1. 在▱ABCD 中, =a ,=b ,=3, M 为BC 的中点,则=-_________, (用a , b 表示).2. 在△ABC 中,D 是AB 边上一点,若=2, =+λ,则λ=-_________,3. 设a , b 是不共线向量,且a +2b =(x-1)a +y b ,则x=-_________,,y=-_________,.4. 已知非零向量a , b 不共线,若m a +b 与a -n b 平行,则mn=.第7课时 平面向量的坐标运算(1)一、 问题情境我们知道,在平面直角坐标系内,点M 可以用坐标(x , y )表示.这种表示在确定点M 的同时也确定了的长度及的方向.换句话说,向量也可以用坐标来表示.二、 数学建构问题1平面向量基本定理的内容是什么?[2]问题2 如图1,分别取与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量i , j 作为基底,那么如何用i , j 表示呢?(=3i +4j )(图1)(图2)对于向量a ,如图2,根据平面向量基本定理又如何表示?(由平面向量基本定理可知有且只有一对实数x , y ,使得a =x i +y j )归纳1 平面向量的坐标表示一般地,对于向量a ,如图2,当它的起点移至原点O 时,其终点坐标(x , y )称为向量a 的(直角)坐标,记作a =(x , y ).探究1 相等向量的坐标有关系吗?探究2 将表示向量的有向线段的起点移至坐标原点后有何结论呢?[3] 问题3 当向量用坐标表示时,向量的加、减、数乘运算也都可以用相应的坐标来表示吗?[4]设a =(x 1, y 1), b =(x 2, y 2),那么a +b =(x 1, y 1)+(x 2, y 2)=(x 1i +y 1j )+(x 2i +y 2j )=(x 1+x 2)i +(y 1+y 2)j =(x 1+x 2, y 1+y 2).同理得a -b =(x 1-x 2, y 1-y 2),λa =(λx 1,λy 1).归纳2 已知向量a =(x 1, y 1), b =(x 2, y 2)和实数λ,那么a +b =(x 1+x 2, y 1+y 2),a -b =(x 1-x 2, y 1-y 2), λa =(λx 1,λy 1).问题4 向量的坐标与它对应的有向线段的起点、终点坐标有何关系?如图3,已知A(x1,y1),B(x2,y2),则=-=(x2,y2)-(x1,y1)=(x2-x1,y2-y1).(图3)归纳3一个向量的坐标等于该向量终点的坐标减去起点的坐标.三、数学运用【例1】如图,已知O是坐标原点,点A在第一象限,||=4,∠xOA=60°,求向量的坐标.【例2】已知a=(2, 1),b=(-3, 4),求a+b,a-b, 3a+4b的坐标.变式已知a=(x, 2),A(1,-1),B(-2,y),且a=,求x,y的值.【例3】(1)已知a=(-1, 2),b=(1,-1),c=(3,-2),且有c=p a+q b,试求实数p,q的值;(2)已知a=(2, 1),b=(1,-3),c=(3, 5),把a,b作为一组基底,试用a,b表示c.变式已知a=(2,-4),b=(-1, 3),c=(6, 5),p=a+2b-c,试以a,b为基底求p.【例4】已知P1(x1,y1),P2(x2,y2),P是直线P1P2上一点,且=λ(λ≠-1), 求点P的坐标.[8]*【例5】已知平行四边形ABCD的三个顶点的坐标分别是A(-2, 1),B(-1, 3),C(3, 4),求顶点D的坐标.(例5)变式已知平面上三点的坐标分别为A(-2, 1),B(-1, 3),C(3, 4),求点D的坐标,使这四点构成平行四边形的四个顶点.四、课堂练习1.已知向量a=(1, 1),b=(1,-1),则向量a-b=________.2.已知O是坐标原点,A(-2, 1),B(4,-3),且-3=0,则=_______3.在平面直角坐标系xOy中,四边形ABCD的边AB∥DC,AD∥BC,已知点A(-2,0),B(6,8),C(8,6),则点D的坐标为____________.第8课时平面向量的坐标运算(2)一、问题情境前面我们如何判定向量a,b平行(或共线)?向量a=(1,-4)与b=(-2, 8)是否平行?二、数学建构活动1引导学生回顾平面向量共线定理.如果有一个实数λ,使b=λa(a≠0),那么b与a是共线向量;反之,如果b与a(a≠0)是共线向量,那么有且只有一个实数λ,使b=λa.活动2判断向量a=(1,-4)与b=(-2, 8)是否平行?[3]归纳一般地,设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2)(a≠0),如果a∥b,那么x1y2-x2y1=0;反过来,如果x1y2-x2y1=0,那么a∥b.概念理解当a=0时,由于0与任意向量平行,故x1y2-x2y1=0恒成立.三、数学运用【例1】(教材第80页例5)已知a=(1, 0),b=(2, 1),当实数k为何值时,向量k a-b 与a+3b平行?并确定此时它们是同向还是反向.[5]变式1已知a=(2, 3),b=(-1, 2).若k a-b与a-k b平行,求实数k的值.变式2已知点A(-1,-1),B(1, 3),C(1, 5),D(2, 7),向量与平行吗?直线AB平行与直线CD吗?【例2】已知点O,A,B,C的坐标分别为(0, 0),(3, 4),(-1, 2),(1, 1),是否存在常数t,使得+t=成立?解释你所得结论的几何意义.[6]变式已知O(0, 0),A(1, 2),B(4, 5),点P坐标满足=+t(t∈R).(1)t为何值时,点P在x轴上?t为何值时,点P在y轴上?(2)四边形OABP能否构成一个平行四边形?若能,求t的值;若不能,请说明理由.【例3】已知点A(x, 0),B(2x, 1),C(2,x),D(6, 2x).(1)求实数x的值,使向量与共线;(2)当向量与共线时,点A,B,C,D是否在一条直线上?[【例4】在平面直角坐标系中,O为坐标原点,点A(-2, 1),B(1, 3),求线段AB的中点M和三等分点P,Q(点P靠近点A)的坐标.四、课堂练习1.当x=_____时,向量a=(2,-3)与b=(x, 9)平行.2.已知向量a=(1, 1),b=(2,x).若a+b与4b-2a平行,则实数x的值是_______.3.已知向量=(3,-4),=(6,-3),=(5-m,-3-m),若点A,B,C构成三角形,则实数m的取值范围为____________第9课时向量的数量积(1)一、问题情境问题1前面已经学过向量加法、减法和实数与向量的乘法,它们有一个共同的特点,即运算的结果还是向量,那么向量与向量之间有没有“乘法”运算呢?如果有,这种“乘法”运算的结果是什么量呢?问题2物理学中,一个物体在力F的作用下发生了位移s,那么该力对此物体所做的功是如何计算的?(图1)通过对物理公式:W=|F‖s|cosθ(其中θ是F与s的夹角)的分析,得到如下结论:(1)功W是两个向量F和s的某种运算结果,而且这个结果是一个数量;(2)功不仅与力和位移的大小有关,而且还与它们的方向有关,具体地,它和力F与位移s的夹角有关.二、数学建构1.平面向量数量积(内积)已知两个非零向量a和b,它们的夹角是θ,我们把数量|a‖b|cosθ叫做向量a和b 的数量积(内积),记作a·b,即a·b=|a‖b|cosθ.规定:零向量与任一向量的数量积为零.可见,功W就是两个向量F和s的数量积.2.两个向量的夹角问题3向量数量积(内积)的定义中,提到了“两个向量的夹角”的概念,它究竟代表什么意义呢?从问题情境中的力和位移的夹角出发,得到下面的结论:对于两个非零向量a和b,作=a,=b,则∠AOB=θ(0°≤θ≤180°)叫做向量a与b 的夹角.(这里要特别强调找向量的夹角两向量要移到共同的起点)当θ=0°时,a与b同向;当θ=180°时,a与b反向;当θ=90°时,则称向量a与b垂直, 记作a⊥b.理解概念(1)当a≠0且b≠0时,a·b=|a‖b|cosθ;而当a=0或b=0时,由于零向量的方向是不确定的,因此我们不定义零向量与其他向量的夹角,为了定义的完整性.特别规定:零向量与任一向量的数量积为零.(2)两个向量的数量积的结果是一个实数,而不是向量,符号由cosθ的符号所决定.(3)向量的数量积a·b中的符号“·”,既不能省略,也不能写成“×”,a×b是向量的另外一种运算,不是数量积.三、数学运用【例1】已知向量a与b的夹角为θ,|a|=2,|b|=3,分别在下列条件下求a·b:(1)θ=135°;(2)a∥b;(3)a⊥b.问题1在理解例1的基础上,思考数量积有哪些性质?[3]由平面向量数量积的定义和向量夹角的定义可知:(1)当a与b同向时,a·b=|a‖b|;(2)当a与b反向时,a·b=-|a‖b|;(3)a·a=a2=|a|2,|a|=;(4)当a⊥b时,a·b=0.问题2定义了向量的数量积运算,那么它的运算遵循什么规律呢?即向量数量积的运算律是什么?设向量a,b,c和实数λ,向量的数量积满足下列运算律:(1)a·b=b·a;(2)(λa)·b=a·(λb)=λ(a·b)=λa·b;(3)(a+b)·c=a·c+b·c.【例2】已知向量a与b的夹角为120°,|a|=2,|b|=3,求: (1)(a+b)·(a-b);(2)|a-b|.变式根据例2中的条件求|a+2b|.【例3】已知x=a+b,y=2a+b,且|a|=|b|=1,a⊥b.(1)求|x|,|y|;(2)若x与y的夹角为θ,求cosθ的值.四、课堂练习1.有下列命题:①若a·b=0,则a=0,或b=0;②若a⊥b,则a·b=0;③若a≠0,且a·b=a·c,则b=c;④对任意向量a,都有a2=|a|2.其中正确的是_________.2.在▱ABCD中,已知||=4,||=3,∠DAB=60°,那么·=_____,·=________.3.已知向量a,b满足|a|=2,|b|=1,且a与b的夹角为120°,求b·(2b-3a)的值.第10课时向量的数量积(2)二、数学建构1.投影的概念定义:|b|cosθ叫做向量b在a方向上的投影.(一)理解概念(图1)①投影也是一个数量,不是向量;②当θ为锐角时(图1),与a同向,投影为正值;当θ为钝角时(图2),与a反向,投影为负值;当θ为直角时(图3),投影为0;当θ=0°时,投影为|b|;当θ=180°时,投影为-|b|.(图2)(图3)问题2向量的数量积的几何意义是什么?数量积a·b等于a的长度与b在a方向上的投影|b|cosθ的乘积.(二)巩固概念练习已知向量a,b满足|a|=8,|b|=3,它们的夹角为θ.当θ=30°时,a在b上的投影为_______;当θ=90°时,a在b上的投影为________;当θ=120°时,a在b上的投影为_____-.2.对上节课运算律的简要证明(1)交换律:a·b=b·a.(2)数乘结合律:(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb).(3)分配律:(a+b)·c=a·c+b·c.问题3向量的数量积是否满足结合律? (a·b)c=a(b·c)?三、数学运用【例1】已知|a|=5,|b|=4,a与b的夹角为60°,问:当k为何值时,(k a-b)⊥(a+2b)?【例2】已知a,b都是非零向量,且a+3b与7a-5b垂直,a-4b与7a-2b垂直,求a与b的夹角.【例3】若O为△ABC所在平面内任意一点,且满足(-)·(+-2)=0, 试判断△ABC的形状.变式用向量方法证明:菱形对角线互相垂直.四、课堂练习1.在△ABC中,已知||=||=4,且·=8,则△ABC的形状是________.2.设向量a,b满足|a|=|b|=1,a·b=-,则|a+2b|=________.3.已知向量a,b满足(a+2b)·(a-b)=-6,且|a|=1,|b|=2,则a与b的夹角为________.4.已知a与b为两个不共线的单位向量,k为实数,若向量a+b与k a-b垂直,则k=________五、课堂小结1.向量数量积的几何意义.2.能运用向量数量积处理一些常见的问题,如①向量模的计算;②向量夹角的计算;③判断三角形的形状等.第11课时向量的数量积(3)一、问题情境问题1已知两个向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),如何用a和b的坐标来表示它们的数量积a·b呢?二、数学建构设x轴上的单位向量为i,y轴上的单位向量为j,则i·i=1,j·j=1,i·j=j·i=0.∵a=x1i+y1j,b=x2i+y2j,∴a·b=(x1i+y1j)·(x2i+y2j)=x1i·(x2i+y2j)+y1j·(x2i+y2j)=x1x2i2+x1y2i·j+x2y1j·i+y1y2j2=x1x2+y1y2.这就是说:两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和,即a·b=x1x2+y1y2.问题2已知a=(x,y),如何将|a|用其坐标表示?∵a·a=a2=|a|2=x2+y2,∴|a|==.问题3设A(x1,y1),B(x2,y2),如何将||用A,B的坐标表示?设表示向量a的有向线段的起点是A(x1,y1),终点是B(x2,y2),则=a=(x2,y2)-(x1,y1)=(x2-x1,y2-y1),∴||=|a|=.这就是通过向量求模来推导平面内两点间的距离公式.问题4前面学过的向量的夹角、平行、垂直公式可以用坐标表示吗?(1)两个非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ为a和b的夹角,则由向量数量积的定义得cosθ==.(2)a⊥b⇔a·b=0,可以写成a⊥b⇔x1x2+y1y2=0.(3)a∥b(b≠0)⇔存在唯一的实数λ,使得a=λb,可以写成a∥b⇔x1y2-x2y1=0.[3]三、数学运用【例1】已知向量a=(2, 1),b=(3,-1),求:(1)(3a-b)·(a-2b);(2)a与b的夹角θ.【例2】已知向量a=(1, 1),b=(0,-2),当k为何值时: (1)k a-b与a+b共线;(2)k a-b与a+b的夹角为120°.【例3】在△ABC中,设=(2, 3),=(1,k),且△ABC是直角三角形,求k的值变式将例3中△ABC是直角三角形改为钝角三角形,其他条件不变,求k的取值范围.四、课堂练习1.已知向量a=(-2, 1),b=(1,-3),则a·b=-5,向量a与b的夹角为________.2.已知a+b=(-4, 6),a-b=(2,-8),则a·b=________3.已知向量a=(-3, 2),b=(-1, 0).若λa+b与a-2b垂直,则实数λ=________4.已知平面内四点A(-1, 0),B(0, 2),C(4, 3),D(3, 1),则四边形ABCD________ (填序号,从①正方形,②矩形,③菱形,④平行四边形中选择).5.已知△ABC的3个顶点为A(1, 2),B(4, 1),C(0,-1),求证:△ABC是等腰直角三角形.。
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向量的概念及表示
【学法指导】
1.阅读探究课本P71-P73的基础知识和例题（15分钟），完成课后练习和习题2-1.自主高效预习，提高自己的阅读理解能力；
2.完成预习自学，然后结合课本基础知识和例题，完成预习自测题；对合作探究部分认真审题，做不好的上课时组内讨论。
3.将预习中不能解决的问题标识出来，并写到后面“我的疑惑”处，准备课上讨论质疑。
【学习目标】
1.了解向量的实际背景，会用字母表示向量，理解向量的几何表示。
2.理解零向量、单位向量、平行向量、相等向量、共线向量，相反向量的概念。
【学习过程】
一 . 预习自学（我学习，我主动，我参与，我收获。
）
1.我们把____________的量叫做向量；把 的线段叫做有向线段，以A 为起点，B 为终点的有向线段记作____。
2.向量可以用有向线段表示，向量AB 的长度（或称____）记作_____，长度为零的向量叫做____向量，记作0，长度等于1个单位的向量，叫做__ 向量；
3.______________________的非零向量叫做平行向量，向量a 与b 平行，记作______，规定0与任一向量平行，即对任意向量a 都有 ；
4.由于任一组平行向量可以移动到同一直线上，平行向量也叫_______向量.
5.______________________的向量叫做相等向量；若a 与b 相等，记作__ ； 【预习自测】
1.下列各量中不是向量的是 （ ）（考察向量的概念） A. 浮力 B.风速 C.位移 D.密度 E.温度 F.体积
2.下列说法中错误的是（ ）
（A ）零向量是没有方向的；（B ）向量0=0；
(C) 零向量与任一向量平行； (D) 零向量的方向是任意的。
3.给出下列命题：○1向量AB 和向量BA 的长度相等；○2若|a |=|b |，则a =b ；○3零向量的长度为0；○4 若a 与
b 平行同向,且a ＞b ，则a ＞b
其中正确的个数是（ ）
（A ）0 （B ）1 （C ）2 （D ）3
【我的疑惑】 【我的收获】 二.合作探究（我探究，我分析，我思考，我提高。
） 探究一：判断下列命题是否正确：
（1）共线的向量，若起点不同，则终点一定不同。
（2）AB 与CD 是共线向量，则A 、B 、C 、D 四点必在一直线上； (3)若//a b ，//b c ,则//a c ；
（4）方向为南偏西 的向量与北偏东 的向量是共线向量．
探究二：给出下列六个命题：○1两个向量相等，则它们的起点相同，终点相同；○3若AB =DC ，则四边形ABCD 是平行四边形；○4平行四边形ABCD 中，一定有AB =DC ；○5若m n =，n k =，则m k =；(6)相等的向量一定是共线向量 (7)单位向量都相等
其中不正确的命题是 _______________
探究三 如图O 是正方形ABCD 对角线的交点，四边形OAED ，OCFB 都是正方形。
在图中所示的向量中： （1）分别写出与AO ，BO 相等的向量； （2）写出与AO 共线的向量； （3）写出与AO 的模相等的向量； （4）向量AO 与CO 是否相等？
【课堂小结】
1.知识方面
2.数学思想方法 ※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为 （ ） A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差
F
E
D
C
A
B
O。