例1若3m+2n=a,m-3n=b,其中a,b是已知向量,求m,n.
分析:此題可把已知條件看作向量m、n的方程,通過方程組的求解獲得m、n.
解:記3m+2n=a① m-3n=b②
3×②得3m-9n=3b③
①-③得11n=a-3b. ∴n=
a-
b④
將④代入②有:m=b+3n=
a+
b
評述:在此題求解過程中,利用了實數(shù)與向量的積以及它所滿足的交換律、結(jié)合律,從而解向量的二元一次方程組的方法與解實數(shù)的二元一次方程組的方法一致.
例2凸四邊形ABCD的邊AD、BC的中點分別為E、F,求證
=
(
+
).
解法一:構(gòu)造三角形,使EF作為三角形中位線,借助于三角形中位線定理解決.
過點C在平面內(nèi)作
=
,則四邊形ABGC是平行四邊形,故F為AG中點.
∴EF是△ADG的中位線,∴EF =
, ∴
=![]()
.
而
=
+
=
+
,
∴
=
(
+
).
解法二:創(chuàng)造相同起點,以建立向量間關(guān)系
如圖,連EB,EC,則有
=
+
,
=
+
,
又∵E是AD之中點,∴有
+
=0.
即有
+
=
+
;
以
與
為鄰邊作平行四邊形EBGC,則由F是BC之中點,可得F也是EG之中點.
∴
=![]()
=
(
+
)=
(
+
)
4.向量共線的充要條件
若有向量
(
¹
)、
,實數(shù)λ,使
=λ
,則
與
為共線向量![]()
若
與
共線(
¹
)且|
|:|
|=μ,則當
與
同向時
=μ
;
當
與
反向時
=-μ![]()
從而得
向量共線定理 向量
與非零向量
共線的充要條件是:有且只有一個非零實數(shù)λ,使
=λ![]()
![]()
3.運算定律 結(jié)合律:λ(μ
)=(λμ)
、
第一分配律:(λ+μ)
=λ
+μ
②
第二分配律:λ(
+
)=λ
+λ
、
結(jié)合律證明:
如果λ=0,μ=0,
=
至少有一個成立,則①式成立
如果λ¹0,μ¹0,
¹
有:|λ(μ
)|=|λ||μ
|=|λ||μ||
|
|(λμ)
|=|λμ||
|=|λ||μ||
|
∴|λ(μ
)|=|(λμ)
|
如果λ、μ同號,則①式兩端向量的方向都與
同向;
如果λ、μ異號,則①式兩端向量的方向都與
反向![]()
從而λ(μ
)=(λμ)![]()
第一分配律證明:
如果λ=0,μ=0,
=
至少有一個成立,則②式顯然成立
如果λ¹0,μ¹0,
¹![]()
當λ、μ同號時,則λ
和μ
同向,
∴|(λ+μ)
|=|λ+μ||
|=(|λ|+|μ|)|
|
|λ
+μ
|=|λ
|+|μ
|=|λ||
|+|μ||
|=(|λ|+|μ|)|
|
∵λ、μ同號 ∴②兩邊向量方向都與
同向
即 |(λ+μ)
|=|λ
+μ
|
當λ、μ異號,當λ>μ時 ②兩邊向量的方向都與λ
同向;當λ<μ時 ②兩邊向量的方向都與μ
同向,且|(λ+μ)
|=|λ
+μ
|
∴②式成立
第二分配律證明:
如果
=
,
=
中至少有一個成立,或λ=0,λ=1則③式顯然成立
當
¹
,
¹
且λ¹0,λ¹1時
(1)當λ>0且λ¹1時在平面內(nèi)任取一點O,
作![]()
![]()
λ
λ
則![]()
+
λ
+λ![]()
由作法知 ,
∥
有ÐOAB=ÐOA1B1 |
|=λ|
|
∴
λ ∴△OAB∽△OA1B1
∴
λ ÐAOB=Ð A1OB1
因此,O,B,B1在同一直線上,|
|=|λ
|
與λ
方向也相同
∴λ(
+
)=λ
+λ
當λ<0時 可類似證明:λ(
+
)=λ
+λ
∴ ③式成立
2.實數(shù)與向量的積:實數(shù)λ與向量
的積是一個向量,記作:λ![]()
(1)|λ
|=|λ||
|
(2)λ>0時λ
與
方向相同;λ<0時λ
與
方向相反;λ=0時λ
=![]()
1.
示例:已知非零向量
,作出
+
+
和(-
)+(-
)+(-
)
=
=
+
+
=3![]()
=
=(-
)+(-
)+(-
)=-3![]()
(1)3
與
方向相同且|3
|=3|
|;(2)-3
與
方向相反且|-3
|=3|
|
11.差向量的意義:
= a,
= b, 則
= a - b
即a - b可以表示為從向量b的終點指向向量a的終點的向量![]()
10.向量的減法向量a加上的b相反向量,叫做a與b的差
即:a - b = a + (-b)
9.向量加法的結(jié)合律:(
+
) +
=
+ (
+
)
8.
向量加法的交換律:
+
=
+![]()
7.向量的加法:求兩個向量和的運算,叫做向量的加法![]()
向量加法的三角形法則和平行四邊形法則![]()
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