
6.4.1平面几何中的向量方法 & 6.4.2向量在物理中的应用举例 1.会用向量法解决简单的平面几何问题,体会向量在数学问题的作用. 2.掌握用向量知识解决一些简单的平面几何问题的方法. 3.会用向量法解决简单的力学问题以及实际问题,把物理问题转化为数学问题. 共线向量定理 平面向量基本定理 ∥ A、P、B三点共线? 线性运算 且方向相同 数量积 坐标运算 如何运用这些向量知识解决平面几何和物理中的问题呢? 例1 DE是△ABC的中位线,用向量方法证明: DE//BC,DE=12BC. ? 想一想:我们要证明的结论可以转化为怎样的向量问题? 解决这一向量问题的思路是怎样的? 证明DE//BC,DE=12BC可以归结为证明????????=12????????,利用向量的共线来解决. ? 可以把问题进行转化,选取{????????,????????}为基底,用????????,???????? 分别表示????????,????????进行证明. ? 一、平行问题 转化 运算 翻译 三步曲 用向量解决平面几何问题的“三步曲”: (1)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,讲平面几何问题转化为向量问题; (2)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)将运算结果“翻译”成几何关系. 方法归纳 二、长度问题 第一步,建立平面几何与向量的联系,用向量表示问题中的几何元素,将平面几何问题转化为向量问题: 例2 如图示,已知平行四边形ABCD,你能发现对角线AC和BD的长度与两条邻边AB和AD的长度之间的关系吗? 解: 第二步,通过向量运算,研究几何元素之间的关系: 第三步,把运算结果“翻译”成几何关系: 追问:还可以选择其他基底吗?还可以用什么方法解决以下问题? 如图,以A为坐标原点, AB所在直线为x轴,建立平面直角坐标系. x y 例2 如图示,已知平行四边形ABCD,你能发现对角线AC和BD的长度与两条邻边AB和AD的长度之间的关系吗? 用向量方法解决平面几何问题的“三步曲” (1) 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; 基底法 坐标法 (2) 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) 把运算结果“翻译”成几何关系. 转化 ①选取基底; ②用基底表示相关向量; ③利用向量的线性运算或数量积找相应关系; ④把几何问题向量化. ①建立适当的平面直角坐标系; ②把相关向量坐标化; ③用向量的坐标运算找相应关系; ④把几何问题向量化. 方法归纳 √ 练一练 解: 2. 如图示,正方形ABCD的边长为a,E是AB的中点,F是BC边上靠近点B的三等分点,AF与DE交于点M,求∠EMF的余弦值. x y 练一练 平面几何中的向量方法 1. 证明线段相等,转化为证明向量的长度相等;求线段的长,转化为求向量的模. 2. 证明线段、直线平行,转化为证明向量平行. 3. 证明线段、直线垂直,转化为证明向量垂直. 4. 几何中与角相关的问题,转化为向量的夹角问题. 5. 对于有关长方形、正方形、直角三角形等平面几何问题,通常以相互垂直的两边所在直线分别为x轴和y轴建立平面直角坐标系,通过向量的坐标运算解决平面几何问题. 方法归纳 例3 在日常生活中,我们有这样的经验:两个人共提一个旅行包、两个拉力夹角越大越费力如何从数学的角度解释这种现象? 思考: (1)当θ为何值时,|F1|最小,最小值是多少? (2)|F1|能等于|G|吗?为什么? 用向量法解决物理问题的一般步骤: (1) 把物理问题中的相关量用向量表示; (2) 转化为向量问题的模型,通过向量运算使问题解决; (3) 将结果还原为物理问题,解释物理现象. 要点归纳 用向量法解决物理问题时,正确做出相应的几何图形有助于我们建立数学模型.向量在物理中的应用,如求力的合力与分解,力做的功等. A 练一练 例4 如图,一条河两岸平行,河的宽度d=500 m,一艘船从 ... ...
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