2018_2019学年高中数学第二章平面向量第1节平面向量的实际背景及基本概念教案（含解析）.docx

2.1平面向量的实际背景及基本概念核心必知1预习教材，问题导入根据以下提纲，预习教材P74P76的内容，回答下列问题(1)我们在物理中学习了位移、速度、力等，这些量与我们日常生活中的年龄、身高、体重、面积、体积等有什么区别？提示：位移、速度、力是既有大小又有方向的量，而年龄、身高、体重、面积、体积等只有大小，没有方向(2)对既有大小，又有方向的量，如何形象、直观地表示出来？提示：用有向线段(3)若向量a与向量b相等，则它们应具备什么条件？提示：长度相等且方向相同2归纳总结，核心必记(1)向量的概念数学中，我们把像力、位移等这种既有大小，又有方向的量叫做向量(2)有向线段带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(3)向量的表示方法向量可以用有向线段表示向量的大小，也就是向量的长度(或称模)，记作| |.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，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，例如， .(4)几种特殊的向量零向量：长度为0的向量，叫做零向量，记作0.单位向量：长度等于1个单位的向量叫做单位向量相等向量：长度相等且方向相同的向量，叫做相等向量平行向量：方向相同或相反的非零向量叫做平行向量，如果向量a和b平行，记作ab；规定：零向量与任一向量平行，即对于任意向量a，都有0a.问题思考(1)两个向量能比较大小吗？提示：不能因为向量是具有方向的量(2)向量就是有向线段，这种说法对吗？提示：不对，向量与有向线段是两个不同的概念，可以用有向线段表示向量(3)“若ab，且bc，则ac”这个说法对吗？提示：不对，若b0，则a、c均可以是任意向量，所以a、c不一定平行平面几何中平行的传递性：ab，且bc，则ac，在向量的平行中并不适用解题时我们也要充分考虑0的特殊性课前反思(1)向量的概念： ；(2)有向线段： ；(3)向量的表示方法： ；(4)零向量： ；(5)单位向量： ；(6)相等向量： ；(7)平行向量(共线向量)： .知识点1向量的有关概念讲一讲1(1)下列说法中正确的是()A数量可以比较大小，向量也可以比较大小B方向不同的向量不能比较大小，但同向的向量可以比较大小C向量的大小与方向有关D向量的模可以比较大小(2)下列说法中正确的有()单位向量的长度大于零向量的长度；零向量与任一单位向量平行；因为平行向量也叫作共线向量，所以平行向量所在的直线也一定共线；因为相等向量的相等关系具有传递性，所以平行向量的平行关系也具有传递性；因为相等向量一定是平行向量，所以平行向量也一定是相等向量AB C D尝试解答(1)不管向量的方向如何，它们都不能比较大小，故A，B不正确；向量的大小即为向量的模，指的是有向线段的长度，与方向无关，故C不正确；向量的模是一个数量，可以比较大小，故D正确(2)正确，因为单位向量的长度为1，零向量的长度为0.正确错误，平行向量所在的直线可能不共线错误，平行向量的平行关系不具有传递性错误，平行向量不一定是相等向量答案：(1)D(2)A类题通法解决与向量概念有关问题的方法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，如：共线向量的核心是方向相同或相反，长度没有限制；相等向量的核心是方向相同且长度相等；单位向量的核心是方向没有限制，但长度都是一个单位长度；零向量的核心是方向没有限制，长度是0；规定零向量与任一向量共线只有紧紧抓住概念的核心才能顺利解决与向量概念有关的问题练一练1下列说法错误的有_(填上你认为所有符合的序号)(1)两个单位向量不可能平行；(2)两个非零向量平行，则它们所在直线平行；(3)当两个向量a，b共线且方向相同时，若|a|b|，则ab.解析：(1)错误，单位向量也可以平行；(2)错误，两个非零向量平行，则它们所在直线还可能重合；(3)错误，两个向量是不能比较大小的，只有模可以比较大小答案：(1)(2)(3)知识点2向量的表示讲一讲2(1)如图，B，C是线段AD的三等分点，分别以图中各点为起点和终点，可以写出_个向量(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：，使|4，点A在点O北偏东45；，使| |4，点B在点A正东；，使|6，点C在点B北偏东30.尝试解答(1)由向量的几何表示可知，可以写出12个向量，它们分别是， .(2)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位置可以确定，画出向量如图所示答案：(1)12类题通法用有向线段表示向量的方法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(即夹角)或长度(即模)，选择合适的比例关系作出向量练一练2一辆汽车从A出发向西行驶了100 km到达B点，然后改变方向向西偏北50走了200 km到达C点，又改变方向，向东行驶了100 km到达D点(1)作出向量、；(2)求汽车从A点到D点的位移大小|.解：(1)向量、如图所示(2)由题意，易知与方向相反，故与共线又| |，所以在四边形ABCD中，AB綊CD，所以四边形ABCD为平行四边形，所以|200 km.知识点3相等向量与共线向量思考1两个向量相等的条件是什么？提示：方向相同，模相等思考2两个向量共线的条件是什么？名师指津：两个非零向量的方向相同或相反，则这两个向量为平行向量，也叫做共线向量.0与任意向量共线讲一讲3如图所示，已知点O为正方形ABCD的对角线的交点，四边形OAED，OCFB都是正方形(1)与相等的向量有_，与相等的向量有_；(2)与共线的向量有_；(3)与的模相等的向量有_尝试解答(1)根据相等向量定义可知，.(2)根据共线向量的定义可知，与共线的向量为， ， .(3)易知|.答案：(1) (2) ，(3) ， 类题通法寻找共线向量或相等向量的方法(1)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(2)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，再确定哪些是与已知向量方向相同的向量练一练3如图，ABC和ABC是在各边的处相交的两个全等的等边三角形，设ABC的边长为a，图中列出了长度均为的若干个向量，则(1)与向量相等的向量有_；(2)与向量共线，且模相等的向量有_；(3)与向量共线，且模相等的向量有_解析：向量相等向量方向相同且模相等向量共线表示有向线段所在的直线平行或重合答案：(1) ，(2) ，(3) ， 课堂归纳感悟提升1本节课的重点是向量的概念、向量的表示方法及几种特殊的向量，难点是几种特殊向量的概念及应用2要重点掌握向量的三个问题(1)向量有关概念的辨析，见讲1；(2)向量的表示，见讲2；(3)相等向量与共线向量的应用，见讲3.3本节课要注意两个区别(1)向量与数量数量只有大小没有方向，向量既有大小又有方向数量可以比较大小，向量不能比较大小(2)向量与有向线段区别：从定义上看，向量有大小和方向两个要素，而有向线段有起点、方向和长度三个要素，因此它们是两个不同的量在空间中，有向线段是固定的，而向量是可以自由移动的联系：向量可以用有向线段表示，但并不能说向量就是有向线段课下能力提升(十三)学业水平达标练题组1向量的有关概念1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以上都不对解析：选C速度和位移是向量，由向量不能比较大小可知A，B错；汽车走的路程为240 km，摩托车走的路程为90 km，故C正确2.如图，在圆O中，向量， ，是()A有相同起点的向量B单位向量C模相等的向量D相等的向量解析：选C由题图可知三向量方向不同，但长度相等3下列命题：若a是单位向量，b也是单位向量，则a与b的方向相同或相反；若向量是单位向量，则向量也是单位向量；以坐标平面上的定点A为起点，所有单位向量的终点P的集合是以A为圆心的单位圆其中正确的个数为()A0 B1 C2 D3解析：选C由单位向量的定义知，凡长度为1的向量均称为单位向量，对方向没有任何要求，故不正确因为| |，所以当是单位向量时，也是单位向量，故正确因为向量是单位向量，故|1，所以点P是以A为圆心的单位圆上的一点；反过来，若点P是以A为圆心的单位圆上的任意一点，则因为|1，所以向量是单位向量，故正确题组2向量的表示4一个人先向东行进了5千米，而后又向西行进了3千米，那么这个人总共()A向东行进了8千米 B向东行进了2千米C向东行进了5千米 D向西行进了3千米解析：选B记向东方向为正，则向东行进了5千米为5千米，向西行进了3千米为3千米，则5(3)2，表示向东行进了2千米5如图，在矩形ABCD中，可以用一条有向线段表示的向量是()A和B和C和D和解析：选B和方向相同且大小相等，是相等向量，故可以用一条有向线段表示6.在如图的方格纸中，画出下列向量(1)| |3，点A在点O的正西方向；(2)| |3，点B在点O北偏西45方向；(3)求出|的值解：取每个方格的单位长为1，依题意，结合向量的表示可知，(1)(2)的向量如图所示(3)由图知，AOB是等腰直角三角形，所以| |3.题组3相等向量与共线向量7在ABC中，点D、E分别为边AB、AC的中点，则如图所示的向量中，相等向量有()A一组 B二组C三组 D四组解析：选A由向量相等的定义可知，只有一组向量相等，即.8如图，点O是正六边形ABCDEF的中心，则以图中点A，B，C，D，E，F，O中的任意一点为起点，与起点不同的另一点为终点的所有向量中，与向量共线的向量共有()A2个 B3个 C6个 D9个解析：选D与向量共线的向量有， ，共9个9如图，四边形ABCD为正方形，BCE为等腰直角三角形，那么以图中各点为起点或终点的向量中：(1)与共线的向量有_；(2)与相等的向量有_；(3)与模相等的向量有_解析：(1)与已知向量在同一直线上或平行的向量都是它的共线向量，根据题意，与共线的向量有， ，.(2)与已知向量相等的向量与已知向量方向相同、长度相等，于是与相等的向量有，.(3)向量的模相等，只需长度相等，与方向无关，根据正方形和等腰直角三角形的性质，可知与模相等的向量有，.答案：(1) ，(2) ，(3) ， 10如图是43的矩形(每个小方格的边长都是1)，在起点和终点都在小方格的顶点处的向量中，与向量平行且模为的向量共有几个？与向量方向相同且模为3的向量共有几个？解：(1)依题意，每个小方格的两条对角线中，有一条对角线对应的向量及其相反向量都和平行且模为.因为共有12个小方格，所以满足条件的向量共有24个(2)易知与向量方向相同且模为3的向量共有2个能力提升综合练1如图所示，在正三角形ABC中，P、Q、R分别是AB、BC、AC的中点，则与向量 相等的向量是()A与B与C与D与解析：选B向量相等要求模相等，方向相同，因此与都是和相等的向量2已知在边长为2的菱形ABCD中，ABC60，则|()A1 B. C2 D2解析：选D易知ACBD，且ABD30，设AC与BD交于点O，则AOAB1.在RtABO中，易得|，则|2|2.故选D.3下列说法中正确的是()A| |与线段BA的长度不相等B对任一向量a，|a|0总是成立的C| |D若ab，且|a|1 005，|b|1 013，则|ab|2 018解析：选C| |，|分别与线段AB，BA的长度相等，所以A不正确，C正确；|0|0，对任一向量a，|a|0总成立，所以B不正确；对于D，当a与b方向相反时，|ab|8，故D不正确4给出下列命题：若|a|0，则 a0；若|a|b|，则ab或ab；若ab，则|a|b|.其中，正确的命题有()A0个 B1个 C2个 D3个解析：选A忽略了0与0的区别，a0；混淆了两个向量的模相等和两个实数相等，两个向量的模相等，只能说明它们的长度相等，它们的方向并不确定；两个向量平行，可以得出它们的方向相同或相反，未必得到它们的模相等5设a0，b0分别是a，b的单位向量，则下列结论中正确的是_(填序号)a0b0；a0b0；|a0|b0|2；a0b0.解析：因为a0，b0是单位向量，|a0|1，|b0|1，所以|a0|b0|2.答案：6.如图，四边形ABCD和ABDE都是平行四边形(1)与向量相等的向量有_；(2)若| |3，则|_.解析：(1)根据向量相等的定义以及四边形ABCD和ABDE都是平行四边形，可知与向量相等的向量有，.(2)因为| |3，|2| |，所以|6.答案：(1) ，(2)67有下列说法：若ab，则a一定不与b共线；若，则A，B，C，D四点是平行四边形的四个顶点；在ABCD中，一定有；若ab，bc，则ac；共线向量是在一条直线上的向量其中，正确的说法是_解析：对于，两个向量不相等，可能是长度不相等，方向相同或相反，所以a与b有共线的可能，故不正确；对于，A，B，C，D四点可能在同一条直线上，故不正