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6．3平面向量线性运算的应用第六章平面向量初步考点学习目标核心素养几何应用通过本节课学习理解向量在处理有关平面几何问题中的优越性并体会向量在几何和现实生活中的意义数学抽象、数学建模物理应用运用向量的有关知识(向量加减法与向量数量积的运算法则等)解决简单的物理问题数学抽象、数学建模第六章平面向量初步问题导学预习教材P168－P170的内容，思考以下问题：1．平面向量是如何体现在几何问题中的？2．平面向量是如何体现在物理问题中的？1．用向量方法解决平面几何问题的步骤(1)转化：建立平面几何与向量的联系，用向量表示问题中涉及的几何元素，将平面几何问题转化为向量问题．(2)运算：通过向量运算，研究几何元素之间的关系，如距离、夹角等问题．(3)翻译：把运算结果“翻译”成几何关系．2．向量方法解决物理问题的步骤(1)问题的转化，把物理问题转化成数学问题．(2)模型的建立，建立以向量为主体的数学模型．(3)参数的获取，求出数学模型的相关解．(4)问题的答案，回到物理现象中，用已经获取的数学结果去解释一些物理现象．已知向量a＝(－2，m)与向量b＝(1－m，1)平行，则实数m的值为()A．－1B．1C．2D．－1或2解析：选D.由11－m＝－m2，得m＝－1或m＝2，故选D.已知三个力f1＝(－2，－1)，f2＝(－3，2)，f3＝(4，－3)同时作用于某物体上一点，为使物体保持平衡，现加上一个力f4，则f4等于()A．(－1，－2)B．(1，－2)C．(－1，2)D．(1，2)解析：选D.由物理学知识知，要使物体保持平衡，则有－f4＝f1＋f2＋f3＝(－2，－1)＋(－3，2)＋(4，－3)＝(－1，－2)，所以f4＝(1，2)．故选D.如图，已知点A(4，0)，B(4，4)，C(2，6)，则AC与OB的交点P的坐标为________．解析：设点P(x，y)，则OP→＝(x，y)，OB→＝(4，4)，AP→＝(x－4，y－0)＝(x－4，y)，AC→＝(2－4，6－0)＝(－2，6)，由OP→与OB→共线得4x－4y＝0①，由AP→与AC→共线得6(x－4)－(－2)y＝0②，联立①②，解得x＝3，y＝3，即点P的坐标为(3，3)．答案：(3，3)如图，已知两个力的大小和方向，则合力的大小为________N；若用坐标表示合力F，则F＝________.解析：由图可知F1＝(2，3)，F2＝(3，1)，则合力F＝F1＋F2＝(2，3)＋(3，1)＝(5，4)，所以|F|＝52＋42＝41.答案：41(5，4)已知O，A，B是平面上不共线的三点，直线AB上有一点C，满足2AC→＋CB→＝0.(1)用OA→，OB→表示OC→；(2)若点D是OB的中点，证明四边形OCAD是梯形．向量在平面几何中的应用【解】(1)因为2AC→＋CB→＝0，所以2(OC→－OA→)＋(OB→－OC→)＝0，2OC→－2OA→＋OB→－OC→＝0，所以OC→＝2OA→－OB→.(2)证明：如图，由题得，DA→＝DO→＋OA→＝－12OB→＋OA→＝12(2OA→－OB→)．结合(1)知，DA→＝12OC→.所以DA→∥OC→，即DA∥OC，故四边形OCAD是梯形．用向量方法解决平面几何问题的步骤如图，在直角梯形ABCD中，DC→＝14AB→，BE→＝2EC→，且AE→＝rAB→＋sAD→，则2r＋3s＝()A．1B．2C．3D．4解析：选C.根据图形由题意可得AE→＝AB→＋BE→＝AB→＋23BC→＝AB→＋23(BA→＋AD→＋DC→)＝13AB→＋23(AD→＋DC→)＝13AB→＋23(AD→＋14AB→)＝12AB→＋23AD→.因为AE→＝rAB→＋sAD→，所以r＝12，s＝23，所以2r＋3s＝1＋2＝3.某人骑车以akm/h的速度向东行驶，感到风从正北方向吹来，而当速度为2akm/h时，感到风从东北方向吹来，试求实际风速和方向．向量在物理中的应用(速度)【解】设此人行驶速度为a，则|a|＝a，无风时此人感觉到风速为－a，又设实际风速为v，由题意知，此人所感到的从正北方向吹来的风速为(v－a)，如图所示，令OA→＝－a，OB→＝－2a，由于PO→＋OA→＝PA→，故PA→＝v－a.又PO→＋OB→＝PB→，故PB→＝v－2a，即此人的速度是原来的2倍时所感到的风速，由题意得∠PBO＝45°，PA⊥BO，BA＝AO，从而△BPO为等腰三角形，所以PB＝PO，∠POA＝∠APO＝45°，所以PO＝2a，|v|＝2akm/h.故实际吹来的风是风速为2akm/h的西北风．物理中的矢量主要有力、速度、位移，一般求功、动量及前面的三种只需根据它们的运算特征作出几何图形，即可利用向量求解．已知船在静水中的速度大小为5m/s，且船在静水中的速度大小大于水的速度大小，河宽为20m，船垂直到达对岸用的时间为5s，试用向量的减法来求水流的速度大小．解：设船在静水中的速度为v1，水流速度为v2，船的实际速度为v3，建立如图坐标系．|v1|＝5m/s，|v3|＝205＝4m/s，则v3＝(0，4)，v1＝(－3，4)，v2＝v3－v1＝(0，4)－(－3，4)＝(3，0)．所以|v2|＝3m/s.即水流的速度大小为3m/s.如图，一物体受到两个大小均为60N的力的作用，两力的夹角为60°且有一力方向水平，求合力的大小及方向．向量在物理中的应用(力)【解】以OA→，OB→为邻边作平行四边形OACB，则OC→即为合力．由已知可得△OAC为等腰三角形，且∠COA＝30°，过A作AD⊥OC于点D，则在Rt△OAD中，|OD→|＝|OA→|·cos30°＝60×32＝303，故|OC→|＝2|OD→|＝603，即合力的大小为603N，方向与水平方向成30°角．用向量方法解决物理问题的步骤(1)转化：把物理问题中的相关量用向量表示，转化为向量问题的模型．(2)运算：通过向量的运算使问题得以解决．(3)还原：把结果还原为物理问题．如图所示，若物体的重量为G，且被两根不等长的绳子吊起，绳子两端点A和B保持同一高度，绳子与竖直方向的夹角分别为α和β，试求拉力F1，F2的大小．解：以力的作用点O为原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立平面直角坐标系，将F1，F2分别分解为水平方向和竖直方向上的力F1x，F1y，F2x，F2y，如图所示，所以F1x＋F1y＝F1，F2x＋F2y＝F2.则由受力平衡知物体在水平方向和竖直方向上所受的合力分别为0，得F1x＝－F2x，F1y＋F2y＝－G，所以|F1|sinα＝|F2|sinβ|F1|cosα＋|F2|cosβ＝|G|，解得|F1|＝|G|cosα＋sinαcosβsinβ，|F2|＝|G|cosβ＋sinβcosαsinα.两根绳子的拉力F1，F2的大小分别为|G|cosα＋sinαcosβsinβ，|G|cosβ＋sinβcosαsinα.1．已知点A(2，3)，B(－2，6)，C(6，6)，D(10，3)，则以ABCD为顶点的四边形是()A．梯形B．邻边不相等的平行四边形C．菱形D．两组对边均不平行的四边形解析：选B.因为AD→＝(8，0)，BC→＝(8，0)，所以AD→＝BC→，因为BA→＝(4，－3)，所以|BA→|＝5，而|BC→|＝8，故为邻边不相等的平行四边形．2．已知作用在点A的三个力f1＝(3，4)，f2＝(2，－5)，f3＝(3，1)，且A(1，1)，则合力f＝f1＋f2＋f3的终点坐标为()A．(9，1)B．(1，9)C．(9，0)D．(0，9)解析：选A.f＝f1＋f2＋f3＝(3，4)＋(2，－5)＋(3，1)＝(8，0)，设终点为B(x，y)，则(x－1，y－1)＝(8，0)，所以x－1＝8，y－1＝0，所以x＝9，y＝1，所以终点坐标为(9，1)．3．坐标平面内一只小蚂蚁以速度v＝(1，2)从点A(4，6)处移动到点B(7，12)处，其所用时间为________．解析：设所用时间为t，则AB→＝tv，即(3，6)＝t(1，2)，所以t＝3.答案：3本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放