人教A版高中数学必修4第二章:2.2.3《向量数乘及几何意义》课件
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2021-12-21 11:30:20
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2.2.3向量数乘运算及其几何意义,问题提出1.如何求作两个非零向量的和向量、差向量?2.相同的几个数相加可以转化为数乘运算,如3+3+3+3+3=5×3=15.那么相等的几个向量相加是否也能转化为数乘运算呢?这需要从理论上进行探究.abaabba+ba-b,探究一:向量的数乘运算及其几何意义思考1:已知非零向量a,如何求作向量a+a+a和(-a)+(-a)+(-a)?aaOaaABC-a-a-aOMNPa+a+a(-a)+(-a)+(-a),思考2:向量a+a+a和(-a)+(-a)+(-a)分别如何简化其表示形式?a+a+a记为3a,(-a)+(-a)+(-a)记为-3a.思考3:向量3a和-3a与向量a的大小和方向有什么关系?aaOaaABC-a-a-aOMNP,思考4:设a为非零向量,那么a和a还是向量吗?它们分别与向量a有什么关系?aaa,思考5:一般地,我们规定:实数λ与向量a的积是一个向量,这种运算叫做向量的数乘.记作λa,该向量的长度与方向与向量a有什么关系?(1)|λa|=|λ||a|;(2)λ>0时,λa与a方向相同;λ<0时,λa与a方向相反;λ=0时,λa=0.,思考6:如图,设点M为△ABC的重心,D为BC的中点,那么向量与,与分别有什么关系?ABCDM,探究二:向量的数乘运算性质思考1:你认为-2×(5a),2a+2b,a可分别转化为什么运算?-2×(5a)=-10a;2a+2b=2(a+b);(3+)a=3a+a.,思考2:一般地,设λ,μ为实数,则λ(μa),(λ+μ)a,λ(a+b)分别等于什么?λ(μa)=(λμ)a;(λ+μ)a=λa+μa;λ(a+b)=λa+λb.,思考3:对于向量a(a≠0)和b,若存在实数λ,使b=λa,则向量a与b的方向有什么关系?思考4:若向量a(a≠0)与b共线,则一定存在实数λ,使b=λa成立吗?思考5:综上可得向量共线定理:向量a(a≠0)与b共线,当且仅当有唯一一个实数λ,使b=λa.若a=0,上述定理成立吗?,思考6:若存在实数λ,使,则A、B、C三点的位置关系如何?思考7:如图,若P为AB的中点,则与、的关系如何?ABPO,思考8:向量的加、减、数乘运算统称为向量的线性运算,对于任意向量a、b,以及任意实数λ、x、y,λ(xa±yb)可转化为什么运算?λ(xa±yb)=λxa±λyb.,理论迁移例1计算(1)(-3)×4a;(2)3(a+b)-2(a-b)-a;(3)(2a+3b-c)-(3a-2b+c).,2b3babO例2如图,已知任意两个非零向量a,b,试作=a+b,=a+2b,=a+3b.你能判断A、B、C三点之间的位置关系吗?为什么?abABC,例3如图,平行四边形ABCD的两条对角线相交于点M,且=a,=b,试用a,b表示向量、、、MABDCab,小结作业1.实数与向量可以相乘,其积仍是向量,但实数与向量不能相加、相减.实数除以向量没有意义,向量除以非零实数就是数乘向量.2.若λa=0,则可能有λ=0,也可能有a=0.3.向量的数乘运算律,不是规定,而是可以证明的结论.向量共线定理是平面几何中证明三点共线,直线平行,线段数量关系的理论依据.,作业:P90练习:3,4,5,6.