第五教时
教材:实数与向量的积
目的:要求学生掌握实数与向量的积的定义、运算律,理解向量共线的充要条件。
过程:一、复习:向量的加法、减法的定义、运算法则。
二、1.引入新课:已知非零向量 作出
+
+
和(-
)+(-
)+(-
)
![]() | ![]() | ||
=
=
+
+
=3
=
=(-
)+(-
)+(-
)=-3
讨论:1°3与
方向相同且3
=3
2°-3与
方向相反且-3
=3
2.从而提出课题:实数与向量的积
实数λ与向量的积,记作:λ
定义:实数λ与向量的积是一个向量,记作:λ
1°λ=λ
2°λ>0时λ与
方向相同;λ<0时λ
与
方向相反;λ=0时λ
=
3.运算定律:结合律:λ(μ)=(λμ)
①
第一分配律:(λ+μ)=λ
+μ
②
第二分配律:λ(+
)=λ
+λ
③
结合律证明:
如果λ=0,μ=0,=
至少有一个成立,则①式成立
如果λ¹0,μ¹0,¹
有:λ(μ
)=λμ
=λμ
(λμ)=λμ
=λμ
∴λ(μ)=(λμ)
如果λ、μ同号,则①式两端向量的方向都与同向;
如果λ、μ异号,则①式两端向量的方向都与反向。
从而λ(μ)=(λμ)
第一分配律证明:
如果λ=0,μ=0,=
至少有一个成立,则②式显然成立
如果λ¹0,μ¹0,¹
当λ、μ同号时,则λ和μ
同向,
∴(λ+μ)=λ+μ
=(λ+μ)
λ+μ
=λ
+μ
=λ
+μ
=(λ+μ)
∵λ、μ同号 ∴②两边向量方向都与同向
即:(λ+μ)=λ
+μ
当λ、μ异号,当λ>μ时 ②两边向量的方向都与λ同向
当λ<μ时 ②两边向量的方向都与μ同向
还可证:(λ+μ)=λ
+μ
∴②式成立
第二分配律证明:
如果=
,
=
中至少有一个成立,或λ=0,λ=1则③式显然成立
当
¹
,
¹
且λ¹0,λ¹1时
1°当λ>0且λ¹1时在平面内任取一点O,
作
λ
λ
则+
λ
+λ
由作法知:∥
有ÐOAB=ÐOA1B1
=λ
∴λ ∴△OAB∽△OA1B1
∴λ ÐAOB=Ð
A1OB1
因此,O,B,B1在同一直线上,=λ
与λ
方向也相同
λ(
+
)=λ
+λ
当λ<0时 可类似证明:λ(+
)=λ
+λ
∴ ③式成立
4.例一 (见P104)略
三、向量共线的充要条件(向量共线定理)
1.若有向量(
¹
)、
,实数λ,使
=λ
则由实数与向量积的定义知:
与
为共线向量
若与
共线(
¹
)且
:
=μ,则当
与
同向时
=μ
当与
反向时
=-μ
从而得:向量与非零向量
共线的充要条件是:有且只有一个非零实数λ
使=λ
2.例二(P104-105 略)
三、小结:
四、作业: 课本 P105 练习 P107-108 习题5.3 1、2