课时6向量的概念及表示
【学习目标】
要求学生掌握向量的意义、表示方法以及有关概念,并能作一个向量与已知向量相等,根据图形判定向量是否平行、共线、相等。
一、知识梳理
1.数量:仅用一个实数就可以表示的量叫数量。如距离、时间、面积等。
2.向量:叫向量。如物理中的位移、速度、力等。
3.向量的表示:常用一条有向线段来表示,
有向线段的长度表示向量的大小,箭头表示所指的方向。
以A为起点。以B为终点的向量记为,也可以用来表示。如
注:两个向量的模可以比较大小,但向量不能比较大小。
4.向量的叫向量的模。记为
5.特殊向量:零向量:
单位向量:
6、平行向量:
规定:零向量与任一向量平行
7、相等向量:
8、共线向量:任意一组平行向量都可以平移到同一条直线上。故平移向量又称共线向量
9、相反向量:我们把与的向量叫做的相反向量-
规定:零向量的相反向量仍是零向量
二、基础训练
1.下列各题中,哪些是数量,哪些是向量?
质量,密度,角,位移,距离,浮力,速度,功,加速度,温度,电流强度,浓度,向心力
2.判断下列说法是否正确,并说明理由。
(1)温度有零上和零下之分。所以温度是向量()
(2)=0()
(3)共线向量就是平行向量()
(4)若,为非零向量,且=,则=()
(5)若=-则∥()
(6)对任意向量,,,若=,=,则=()
(7)对任意向量,,,若∥,∥,则∥()
(8)平行向量方向一定相同()
(9)共线向量一定在同一条直线上()
(10)若=则∥()
三、典型例题
例1.已知O为正六边形ABCDEF的中心,在图中所标出的向量中;
(1)试找出与共线的向量
(2)确定与相等的向量
(3)与相等吗?
例2、如图,△ABC和△是在各边的相交的
两个全等的正三角形,设正△ABC的边长为a,图
中列出了长度均为的若干个向量。
求:(1)与相等的向量;
(2)与共线的向量;
(3)与平行的向量。
例3、在图45的方格纸中有一个向量,分别以图中的格点为起点和终点,其中:(1)与相等的向量有多少?(2)与长度相等的共线向量有多少?(3)与共线的向量有多少?(除外)
三.课后作业:
1、下列命题中,正确的是
AB
CD
2、下列命题中真命题为
①向量的长度与向量的长度相等;②,则的方向相同或相反;
③两个有共起点且相等的向量,其终点必相同;④两个有共起点且相等的向量,一定是共线向量;⑤与是共线向量,则点A、B、C、D必在同一直线上;
⑥有向线段就是向量,向量就是有向线段。
3、设O为的重心,则是
A相等向量B平行向量C模相等向量D终点相同的向量
4、设ABCD为正方形,则可用同一条有向线段表示的两个向量为
A和B和C和D和
5、若是两个不平行的非零向量,并且,则=
6、已知ABCD为菱形,=1,,求,
7、在梯形ABCD中,若E,F分别为腰AB、DC的三等分点,且=2,=5,求。
8、在直角坐标系中,画出下列向量:
(1)=2,的方向与x轴正方向的夹角为,与y轴正方向的夹角为;
(2)=4,的方向与x轴正方向的夹角为,与y轴正方向的夹角为;
(3)=4,的方向与x轴正方向的夹角为,与y轴正方向的夹角为;
9、如图,D、E、F分别是的三边AB、BC、AC的中点,以A、B、C、D、E、F中的一点为始点,而另一点为终点的向量中:
(1)写出与相等的向量;
(2)写出与共线的向量。
10、如下图,每格点边长为0.5,以图中各格点为起点和终点的向量中,与向量相等的向量共有几个?与向量平行且模为的向量共有几个?与向量方向相同且模为的向量共有几个?
11、一辆汽车从A点出发向西行驶了100公里到达B点,然后又改变方向向西偏北走了200公里到达C点,最后又改变方向,向东行驶了100公里到达D点。(1)作出向量;(2)求。
问题统计与分析
《向量的概念及表示》教学实录
1基本情况分析
1.1授课对象
学生来自四星级普通高中,学生基础相对较好,进入高中后,经过培养,课堂上初步具有思考、交流、探究的意识和能力.
1.2教材分析
所用教材为《普通高中课程标准实验教科书数学(必修4)》(苏教版).本节内容为第2章第1节第1课时.向量是近代数学中重要和基本的数学概念之一,它是沟通代数、几何与三角函数的一种工具,有着极其丰富的实际背景.
在教学中,我们通过位移、力等实例,了解向量的实际背景,通过物理中矢量和标量的区别,认识向量和数量的区别,理解平面向量的含义.向量是数形结合的载体,教科书一直坚持从形和数两个方面来建构和研究向量,且这种数形结合的方法一直贯穿本章的始终.
教学目标(1)了解向量的物理实际背景,理解平面向量的一些基本概念,能正确进行平面向量的几何表示;(2)经历类比方法学习向量及其几何表示的过程,体验对比理解向量基本概念的简易性,从而养成科学的学习方法;(3)通过本节的学习,让学生感受向量的概念、方法源于现实世界,从而激发学生学习数学的热情,培养学生学习数学的兴趣.
教学重点向量及其几何表示,相等向量、平行向量的概念.
教学难点向量的概念,对平行向量(也叫做共线向量)的理解.
2教学过程
2.1创设情境,引入概念
问题1由于大陆和台湾没有直航,因此2006年春节探亲,乘飞机要先从台北到香港,再从香港到上海,这里发生了两次位移.
在物理学中,我们用一条带箭头的线段表示位移.位移是矢量,矢量有什么特征?
设计意图通过物理课中学过的位移这一矢量,抽象形成数学中的向量概念,建立学习向量的认知基础.
2.2学生活动,理解概念
师:能否再举一些既有距离又有方向的量?
生:力,速度,加速度等.
设计意图通过实例使学生认识理解向量概念的实质,让学生大量举例,体验到数学中的向量源于现实.
2.3建构数学,完善概念
师:我们把既有大小又有方向的量称为向量.向量常用一条有向线段来表示,有向线段的长度表示向量的大小,箭头所指的方向表示向量的方向.以A为起点、B为终点的向量记为,向量也可用小写字母a,b,c来表示.
师:向量的大小称为向量的长度(或称为模),记作.
师:既然向量只有大小和方向这两个要素,接下来我们就抓住这两要素来研究向量.如果从向量的大小角度来考虑,同学们觉得有哪些向量比较特殊?
生:我觉得有两类向量比较特殊,一类是模为1的向量,还有一类是模为0的向量.
师:在实数中我们有两个特殊的数:0和1.类似的,我们在向量中也有两类比较特殊的向量:模为1和0的向量.我们把1个单位长度的向量称为单位向量.单位向量的模为1,它的方向确定吗?
生:方向不能确定,是任意的.
师:单位向量有且只有一个吗?
生:不是.各个方向上都有单位向量.
师:在平面直角坐标系内,起点在原点的单位向量,它们的终点的轨迹是什么图形?
生:它们终点的轨迹是以原点为圆心,1为半径的圆.
师:很好,这位同学观察地非常仔细!在PPT屏幕(图1)上我们可以看到任何一方向上都有单位向量,如果我们将这些向量的模不断缩小(动画演示),直至模为0时,得到一个新的向量,大家觉得这样的向量怎么命名比较合理?
生:零向量.
师:很好,我们把长度为0的向量称为零向量,记作0.
师:0与0有什么区别呢?
生:数0只有大小;而0是个向量,既有大小又有方向.
师:0的大小是0,而方向又如何呢?
生:它的方向是任意的.
师:很好!因为它的起点与终点重合,所以方向是任意的.
概念辨析:
辨析1:单位向量有且只有一个吗?
辨析2:零向量有且只有一个吗?
设计意图教师在课堂教学时应结合教学内容,让学生经历知识的发现过程,体验获得知识与能力的成功与喜悦.笔者从特殊实数0和1的研究类比到特殊向量(零向量、单位向量)的研究,抓住向量概念中的关键词“大小”,引出单位向量与零向量这两个特殊向量,利用单位向量变零向量的动画演示,使学生直观感受零向量的方向是任
意的,真正理解教材中零向量方向规定的合理性.通过概念辨析,进一步理解单位向量和零向量这两个概念.
师:刚刚我们是从向量的大小角度来考虑的,如果仅从向量的方向角度来研究,你觉得还有哪些特殊关系的向量呢?
生:方向相同或相反向量.比如图2中a与b方向相反,a与c方向相同.
师:我们把方向相同或相反的非零向量称为平行向量.
师:这里定义的平行向量全面吗?
生:还少了0.
师:很好!我们规定0与任意向量都平行.因此平行向量这个定义是分两类来说明的,今后我们谈到向量平行时同学们不能忘记零向量的情况.
概念辨析:
辨析3:由上述结论可知a0,b0,那么ab吗?
辨析4:若ab,bc,则ac,这个结论对吗?
辨析5:若a,b是不平行的两个向量,若存在一个c使得ac,bc,则c=.
设计意图:通过概念辨析,对“零向量与任一向量平行”这一规定有全面正确的理解.
教师接下来出示了一道练习题:如图3,a与b是平行向量吗?
生:这两个向量的方向相反,所以它们是平行向量.
师:很好.在平行向量里如果再把大小考虑在内,大家觉得又会有什么更加特殊的平行向量呢?
生:模相等的平行向量.
师:我们把长度相等且方向相同的向量称为相等向量.同学们,你能构造一个图形其中有相等向量吗?
生:如图4,在平行四边形ABCD中,.
师:在此平行四边形ABCD中,可以看作是平移得到的.虽然这两个向量对应的有向线段的起点不同,一个是A,另一个是D,但平移过程中它们的大小和方向都未改变,因此这两个向量相等.由此它能说明什么?
F
C
D
E
BA
A
图5
生:向量与表示它的有向线段的起点无关,只与向量的大小和方向有关.
师:不错.我们可以通过这个办法将向量随意平移,比如图5中我们可再将上述的平移,得到一个,.由此通过这个办法我们可得到一系列的相等向量.
师:在图4的平行四边形ABCD中,与是什么关系呢?
生:这两个向量长度相等方向相反.
师:很好.我们把与a长度相等,方向相反的向量叫作a的相反向量,记作-a.规定:-0=0.
师:刚才提到向量与表示它的有向线段的起点是无关的,即它们是“自由”的.如果一直线与三个向量都平行(图6),那么我们可以将这三个向量都平移到直线上.因此,“平行向量”我们又可以称什么?
生:共线向量.
师:很好.“平行向量”与“共线向量”是同一个概念.
设计意图笔者抓住向量概念中的关键词“方向”,引出向量间的特殊关系:平行向量.抓住向量的“大小”和“方向”,引出了向量间的另两种特殊关系:相等向量与相反向量.通过学生举例找相等向量的过程,发现向量与表示它的有向线段的起点没有关系,进而引出共线向量的概念.
概念辨析:
辨析6:若向量,则直线ABCD对吗?
辨析7:若直线ABCD,则向量对吗?
设计意图针对平行向量与共线向量的理解不易到位,笔者创设了一串辨析题,让学生类比联想平面几何中的“平行”与“共线”,明确向量平行(共线)与直线平行(共线)的区别与联系,深化了学生对概念的理解.
2.4例题示范,运用概念
例1:已知为正六边形ABCDEF的中心,在图7所标出的向量中:(1)确定与相等的向量;(2)确定与相反的向量;(3)找出与共线的向量;(4)找出与长度相等且平行的向量.
B
图8
A
例2:在图8中的方格纸中有一个向量,分别以图中的格点为起点和终点作向量,其中与相等的向量有多少个?与长度相等的共线向量有多少个?(除外)
设计意图这一环节主要是让学生巩固所学的向量概念.
2.5回顾反思,总结提升
向量主要是从两个方面来刻画的:一个是大小,一个是方向.
设计意图通过小结,既让学生巩固本课重点、难点,又让学生进一步体会利用数学认识问题、解决问题的一般方法,培养其思维能力.
2.6课外作业,巩固概念
概念辨析
(1)模相等的两个平行向量是相等的向量;
(2)若和都是单位向量,则;
(3)任一向量与它的相反向量都不相等;
(4)共线的向量,若起点不同,则终点也不同;
(5)若,则ABCD;
(6)若ABCD,则;
(7)与共线,与共线,则与也共线;
(8)向量与不共线,则与都不是零向量.
书本P59,感受理解3.
一名优秀的教师就要对每一课堂负责,高中教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来,有效的提高课堂的教学效率。关于好的高中教案要怎么样去写呢?以下是小编为大家精心整理的“《向量的概念及表示》教学反思”,仅供您在工作和学习中参考。
《向量的概念及表示》教学反思
(1)创设合理的问题情境是课堂教学的基础
本课通过位移的合成,了解向量的实际背景.通过物理中矢量和标量的区别,认识向量和数量的区别,理解平面向量的含义.在学生回答了位移和距离的区别以后,要求学生再举出一些类似的例子,让学生参与建立向量概念的活动.向量既是重要的数学模型,又是重要的物理模型,学生不仅可以掌握一种新的数学工具,而且可以帮助学生体会数学的内部联系,数学与实际生活的联系,以及数学在解决实际问题中的作用.
(2)找准知识点的内在联系
本节课,大多数教师都认为比较难上,原因就在于概念多,关系复杂,如何让概念在学生活动中自然生成出来,是令教师感到为难的地方.比如本节课,向量主要是从两个方面来刻画的:一个是大小,一个是方向.为了认识它,人们就从这两个方面来进行分类:按大小,就有了零向量、单位向量等特殊向量;按方向,就有了平行与不平行之分.由于研究的是自由向量,平行就是共线,于是就出现了共线向量的类别了.这样诸多概念就串在一条线索上了,这样的课堂就不会零碎和散乱了.
(3)通过概念辨析,突破教学难点
从方向上去刻画向量,产生了平行的概念,但由于研究的是自由向量,同时又规定零向量的方向任意,从而造成了“向量的平行”与“直线平行”两者之间有了区别,这就需要学生调整原有的认知结构来适应新的内容,产生“顺应”的心理过程,凡是“顺应”,基本都是难点.针对这些难点,再讲解完知识点后有概念辨析之一环节,帮助学生突破难点.
(4)关注学生的学习
学生的数学学习活动不仅仅是接受,记忆,机械地模仿和练习,还包括自主探索、合作交流和动手实践等学习方式,学生在丰富的活动中以“再创造”的形式学习知识,体验数学生成和发展的创造历程,发展创造能力和创新意识,培养积极的情感.
1.1集合的含义及其表示第2课时
【学习目标】
1.理解并掌握集合三种表示方法;熟练地进行集合表示方法之间的转换;
2.初步理解集合相等的概念,并会初步运用;
3.培养学生的逻辑思维能力和运算能力.
【课前导学】
一、复习回顾:
1、集合的概念描述:
1)一般地,一定范围内某些确定的、不同的对象的全体构成一个集合。
2)集合的元素具有__确定____性、_互异__性和__无序__性.
3)如果a是集合A的元素,记作________.
4)集合的分类:有限集,无限集和空集.
2、常用数集的符号:
自然数集__N____;正整数集__N*____;整数集__Z____;有理数集__Q____;实数集__R___.
二、思考题:
集合A中的元素由x=a+b(a∈Z,b∈Z)组成,判断下列元素与集合A的关系?
(1)0(2)(3)
分析:先把x写成a+b的形式,再观察a,b是否为整数.
【解】(1)因为,所以;
(2)因为,所以;
(3)因为,所以.
点评:要判断某个元素是否是某个集合的元素,就是看这个元素是否满足该集合的特性或具体表达形式.
三、问题情境
观察下列对象能否构成集合
(1)满足x-3>2的全体实数;
(2)本班的全体男生;
(3)我国的四大发明;
(4)2008年北京奥运会中的球类项目;
(5)不等式2x+39的自然数解;
(6)所有的直角三角形;
如果能够,那么这些集合又如何来表示?
【课堂活动】
一、建构数学:
1、列举法:将集合的元素一一列举出来,并置于花括号“{}”内.用这种方法表示集合,元素要用逗号隔开,但与元素的次序无关.
思考:用列举法表示下列对象构成集合:
(1)满足x-3>2的全体实数;
(2)本班的全体男生;
(3)我国的四大发明;
(4)2008年北京奥运会中的球类项目;
(5)不等式2x+39的自然数解;
(6)所有的直角三角形.
【提醒】
(1)如果两个集合所含元素完全相同(即A中的元素都是B中的元素,B中的元素也都是A中的元素),则称这两个集合相等.
(2)a与{a}不同:a表示一个元素,{a}表示一个集合,该集合只有一个元素.
(3)集合{(1,2),(3,4)}与集合{1,2,3,4}不同.
2、描述法:
将集合的所有元素都具有的性质(满足的条件)表示出来,写成{x|p(x)}的形式.
如:{x|x为中国直辖市},{x|x为young中的字母}.
所有直角三角形的集合可以表示为:{x|x是直角三角形}等.
3、Venn图法:
用封闭的曲线内部表示集合(形象直观).如:集合{x|x为young中的字母}.
【思考】何时用列举法?何时用描述法?
(1)有些集合的公共属性不明显,难以概括,不便用描述法表示,只能用列举法.
如:集合{3,7,8}.
(2)有些集合的元素不能无遗漏地一一列举出来,或者不便于、不需要一一列举出来,常用描述法.
如:集合{(x,y)|y=x+1};集合{x|x为1000以内的质数}.
4、集合相等:
如果两个集合A,B所含的元素完全相同,则称这两个集合相等,记为:____A=B____.
二、应用数学:
例1用列举法表示下列集合:
①{x∈N|x是15的约数};
②{x|x=,n∈N};
③{(x,y)|x+y=6,x∈N,y∈N};
解:①;②;③.
例2用描述法表示下列集合:
①{1,4,7,10,13};
②奇数的集合.
解:①;
②.
例3用适当的方法表示下列集合:
1)方程x2-2x-3=0的解集;
2)不等式2x-35的解集;
3)方程组的解集.
解:(1);
(2);
(3).
【解后反思】常见题型,常考题型,可以有多种不同的表示方法!
例4已知,求集合M.
解:.
【变式】已知,求集合M.
解:M=.
【解后反思】审题时注意两者代表元素的区别.
例5若
【思路分析】第一个集合中有元素0,分析知,b=0,从而集合可以化简为.
解:第一个集合中有元素0,故必有b=0,从而集合可以化简为,
因此a=1
有集合中元素的互异性知,a=-1,a=1不合,舍去.
故a=-1.
【解后反思】特殊元素优先原则.
例6已知A={x|a+2x+1=0},
(1)若A中有且只有一个元素,求a的取值集合;
(2)若A中至多有一个元素,求a的取值范围.
解:(1)由题意知,A中有且只有一个元素,
当a=0时,对应方程为一次方程,此时A=,符合题意;
当a0时,对应方程a+2x+1=0有两个相等实根,即a=1时也符合题意.
综上所述,a的取值集合为;
(2)由(1)知,a=0或1时,A中有且只有一个元素,符合题意;
当对应方程a+2X+1=0无实根时,即a1时,A=,符合题意;
综上所述,a=0或a1.
【解后反思】
1、注意分类讨论;
2、一元二次方程有两个相等实数根,对应的方程的解集只有一个元素.
三、理解数学:
1、用列举法表示下列集合:
(1)中国国旗的颜色的集合;
(2)单词mathematics中的字母的集合;
(3)自然数中不大于10的质数的集合;
(4)同时满足的整数解的集合.
解:(1){红,黄};
(2){m,a,t,h,e,i,c,s};
(3){2,3,5,7};
(4){-1,0,1,2}.
2、用描述法表示下列集合:
(1)所有被3整除的整数的集合;
(2)使有意义的x的集合;
(3)方程x2+x+1=0所有实数解的集合;
(4)抛物线y=-x2+3x-6上所有点的集合;
(5)图中阴影部分内点的集合.
【解】(1){x|x=3k,k∈Z};
(2){x|x≤2且x≠0};
(3);
(4){(x,y)|y=-x2+3x-6};
(5){(x,y)|或.
3、已知A=,试用列举法表示集合A.
【答案】A={-3,0,1,2}.
【课后提升】
1.下列集合表示法错误的是(1)(2)(4)(6).
(1){1,2,2,3};(2){全体实数};(3){有理数};
(4)不等式x2-5>0的解集为{x2-5>0};(5){Ф};
(6)方程组的解的集合为{2,4}.
2.用列举法表示下列集合:
①{x|x为不大于10的正偶数}=__{2,4,6,8,10}_____;
②=__{(1,1),(1,2),(2,1),(2,2)}___;
③集合{x∈N|-1<x<4}用列举法表示为{0,1,2,3};
④数字和为的两位数=_{14,23,32,41,50}__;
⑤=__{(0,8),(2,5),(4,2)}__;
3.已知集合P={-1,a,b},Q={-1,a2,b2},且Q=P,求1+a2+b2的值.
解:分两种情况讨论:
①1+a2+b2=2;
②这与集合的性质矛盾,
∴1+a2+b2=2.
文章来源:http://m.jab88.com/j/18301.html
更多