一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助高中教师能够井然有序的进行教学。所以你在写高中教案时要注意些什么呢?以下是小编为大家收集的“高二数学矩阵的概念001”供大家借鉴和使用,希望大家分享!
课题矩阵的概念时间
教学目的学习矩阵相关的概念
重点难点1.矩阵概念;2特殊矩阵
时间
分配教学过程教学方法
教学手段
30ˊ一、导言
矩阵是从实际问题的计算中抽象出来的一个数学概念,是数学研究中常用的工具,它不仅在数学中的地位十分重要,而且在工程技术各领域中也有着广泛的应用。
二、新授
1.矩阵定义:由个数排成的行列的表
称为行列矩阵(matrix),简称矩阵。
2.特殊形式矩阵:
(1)n阶方阵:在矩阵中,当时,称为阶方阵
(2)行矩阵:只有一行的矩阵叫做行矩阵
列矩阵:只有一列的矩阵
叫做列矩阵
(3)零矩阵:元素都是零的矩阵称作零矩阵
3.相等矩阵:对应位置上的元素相等的矩阵称作零矩阵
4.常用特殊矩阵:
(1)对角矩阵:
(2)数量矩阵:
讲授法
板演
时间
分配教学过程教学方法
教学手段
(3)单位矩阵:
(4)三角矩阵:
称作上三角矩阵(
称作下三角矩阵。
四、小结:本节主要介绍敌阵概念和矩阵的特殊形式和特殊矩阵,要求掌握这些内容。
课后记事注意矩阵与行列式从形式上的区别。
一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备,作为教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生更好的消化课堂内容,让教师能够快速的解决各种教学问题。你知道如何去写好一份优秀的教案呢?下面是小编精心收集整理,为您带来的《2.2矩阵的运算及其性质》,相信您能找到对自己有用的内容。
课题2.2矩阵的运算及其性质
时间
教学目的
学习矩阵相关的概念
重点难点
1.矩阵概念;2特殊矩阵
时间
分配
教学过程
教学方法
教学手段
90ˊ一、导言:
矩阵的运算在矩阵的理论中起着重要的作用。它虽然不是数,但用来处理实际问题时往往要进行矩阵的代数运算。
二、新授:
2.2.1矩阵的加法
1.定义2.2:两个矩阵相加等于把这两个矩阵的对应元素相加。应注意,并非任何两个矩阵都可以相加,只有当两个矩阵具有相同的行数和相同的列数时才能相加。2.矩阵的加法满足下列运算律(设,,都是矩阵):(1)(2)。两个矩阵相减等于把这两个矩阵的对应元素相减。2.2.2数与矩阵的乘法
1.定义2.3:一个数与矩阵相乘等于用这个数去乘矩阵的每一个元素。2.数与矩阵的乘法满足下列运算律(设,,为矩阵,,为数):(1)(2)(3)例3设,求。解:讲授法板演2.2.3.矩阵的乘法
1.定义2.4:设两个矩阵,,则矩阵与矩阵的乘积记为,规定,其中2矩阵的乘法满足下列运算律(假设运算都是成立的):(1)结合律:(2)分配律:(3)设是数,。例2设,,求,与。解:从例题中我们可以得出下面的结论:(1)矩阵的乘法不满足交换律。即一般地说,。(2)两个非零矩阵的乘积可能等于零。一般说来,不能推出或。(3)矩阵乘法中消去律不成立。即,且,不能推出
3.设是一个阶方阵,定义:(是正整数)称为的次方幂。由于矩阵的乘法适合结合律,所以方阵的幂满足下列运算律:;,
时间
分配
教学过程
教学方法
教学手段
其中,为正整数。又因为矩阵乘法一般不满足交换律,所以对两个阶方阵与,一般说来,。设是的一个多项式,为任意方阵,则称为矩阵的多项式2.2.4矩阵的转置1.定义2.5:设则矩阵称为的转置矩阵2.矩阵的转置是一种运算,它满足下列运算律(假设运算都是可行的):(1)(2)(3)(是数)(4)例9设BT=B,证明(ABAT)T=ABAT证明:因为BT=B,所以(ABAT)T=[(AB)AT]T=(AT)T(AB)T=ABTAT=ABAT3.定义2.6:设为阶方阵,如果,即有则称为对称矩阵。如果,即有,,则说为反对称矩阵。2.2.5n阶方阵的行列式1.定义2.7:由阶方阵所有元素构成的行列式(各元素的位置不变),称为阶方阵的行列式(determinantofamatrixA),记作||或。2.阶行列式的运算满足下列运算律(设,为阶方阵,为数):(1);(2);(3)。三、练习:习题2.22~4四、小结:本节介绍了矩阵的加、减、数乘、乘法、转置、方阵行列式的运算,这些运算矩阵理论中占有重要地位,特别是乘法运算,要熟练掌握这些运算。五、作业:课后记事本节应注重矩阵乘法的练习和证明题的训练,这始终是一个难点的地方。
平面向量的实际背景及基本概念
预习课本P74~76,思考并完成以下问题
(1)向量是如何定义的?向量与数量有什么区别?
(2)怎样表示向量?向量的相关概念有哪些?
(3)两个向量(向量的模)能否比较大小?
(4)如何判断相等向量或共线向量?向量与向量是相等向量吗?
(5)零向量与单位向量有什么特殊性?0与0的含义有什么区别?
[新知初探]
1.向量的概念和表示方法
(1)概念:既有大小,又有方向的量称为向量.
(2)向量的表示:
表示法
几何表示:用有向线段来表示向量,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,即用有向线段的起点、终点字母表示,如,…
字母表示:用小写字母a,b,c,…表示,手写时必须加箭头
[点睛]向量可以用有向线段表示,但向量不是有向线段.向量是规定了大小和方向的量,有向线段是规定了起点和终点的线段.
2.向量的长度(或称模)与特殊向量
(1)向量的长度定义:向量的大小叫做向量的长度.
(2)向量的长度表示:向量,a的长度分别记作:||,|a|.
(3)特殊向量:
①长度为0的向量为零向量,记作0;
②长度等于1个单位的向量,叫做单位向量.
[点睛]定义中的零向量和单位向量都是只限制大小,没有确定方向.我们规定零向量的方向是任意的;单位向量有无数个,它们大小相等,但方向不一定相同.
3.向量间的关系
(1)相等向量:长度相等且方向相同的向量,叫做相等向量,记作:a=b.
(2)平行向量:方向相同或相反的非零向量,也叫共线向量;a平行于b,记作a∥b;规定零向量与任一向量平行.
[点睛]共线向量仅仅指向量的方向相同或相反;相等向量指大小和方向均相同.
[小试身手]
1.判断下列命题是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)两个向量能比较大小.()
(2)向量的模是一个正实数.()
(3)单位向量的模都相等.()
(4)向量与向量是相等向量.()
答案:(1)×(2)×(3)√(4)×
2.有下列物理量:①质量;②温度;③角度;④弹力;⑤风速.
其中可以看成是向量的个数()
A.1B.2C.3D.4
答案:B
3.已知向量a如图所示,下列说法不正确的是()
A.也可以用表示B.方向是由M指向N
C.始点是MD.终点是M
答案:D
4.如图,四边形ABCD和ABDE都是平行四边形,则与相等的向量有______.
答案:,
向量的有关概念
[典例]有下列说法:①向量和向量长度相等;②方向不同的两个向量一定不平行;③向量是有向线段;④向量0=0,其中正确的序号为________.
[解析]对于①,||=||=AB,故①正确;
对于②,平行向量包括方向相同或相反两种情况,故②错误;
对于③,向量可以用有向线段表示,但不能把二者等同起来,故③错误;
对于④,0是一个向量,而0是一个数量,故④错误.
[答案]①
(1)判断一个量是否为向量应从两个方面入手
①是否有大小;②是否有方向.
(2)理解零向量和单位向量应注意的问题
①零向量的方向是任意的,所有的零向量都相等.
②单位向量不一定相等,易忽略向量的方向.
[活学活用]
有下列说法:
①若向量a与向量b不平行,则a与b方向一定不相同;
②若向量,满足||>||,且与同向,则>;
③若|a|=|b|,则a,b的长度相等且方向相同或相反;
④由于零向量方向不确定,故其不能与任何向量平行.
其中正确说法的个数是()
A.1B.2
C.3D.4
解析:选A对于①,由共线向量的定义,知两向量不平行,方向一定不相同,故①正确;对于②,因为向量不能比较大小,故②错误;对于③,由|a|=|b|,只能说明a,b的长度相等,确定不了它们的方向,故③错误;对于④,因为零向量与任一向量平行,故④错误.
向量的表示
[典例]在如图所示的坐标纸上(每个小方格边长为1),用直尺和圆规画出下列向量:
①,使||=42,点A在点O北偏东45°;
②,使||=4,点B在点A正东;
③,使||=6,点C在点B北偏东30°.
[解](1)由于点A在点O北偏东45°处,所以在坐标纸上点A距点O的横向小方格数与纵向小方格数相等.又||=42,小方格边长为1,所以点A距点O的横向小方格数与纵向小方格数都为4,于是点A位置可以确定,画出向量如图所示.
(2)由于点B在点A正东方向处,且||=4,所以在坐标纸上点B距点A的横向小方格数为4,纵向小方格数为0,于是点B位置可以确定,画出向量如图所示.
(3)由于点C在点B北偏东30°处,且||=6,依据勾股定理可得:在坐标纸上点C距点B的横向小方格数为3,纵向小方格数为33≈5.2,于是点C位置可以确定,画出向量如图所示.
用有向线段表示向量的方法
用有向线段表示向量时,先确定起点,再确定方向,最后依据向量模的大小确定向量的终点.
必要时,需依据直角三角形知识求出向量的方向(即夹角)或长度(即模),选择合适的比例关系作出向量.
[活学活用]
一辆汽车从A点出发向西行驶了100千米到达B点,然后改变方向,向北偏西40°方向行驶了200千米到达C点,最后又改变方向,向东行驶了100千米到达D点.作出向量,,,.
解:如图所示.
共线向量或相等向量
[典例]如图所示,O是正六边形ABCDEF的中心,且=a,=b,=c.
(1)与a的长度相等、方向相反的向量有哪些?
(2)与a共线的向量有哪些?
(3)请一一列出与a,b,c相等的向量.
[解](1)与a的长度相等、方向相反的向量有,,,.
(2)与a共线的向量有,,,,,,,,.
(3)与a相等的向量有,,;与b相等的向量有,,;与c相等的向量有,,.
[一题多变]
1.[变设问]本例条件不变,试写出与向量相等的向量.
解:与向量相等的向量有,,.
2.[变条件,变设问]在本例中,若|a|=1,则正六边形的边长如何?
解:由正六边形性质知,△FOA为等边三角形,所以边长AF=|a|=1.
寻找共线向量或相等向量的方法
(1)寻找共线向量:先找与表示已知向量的有向线段平行或共线的线段,再构造同向与反向的向量,注意不要漏掉以表示已知向量的有向线段的终点为起点,起点为终点的向量.
(2)寻找相等向量:先找与表示已知向量的有向线段长度相等的向量,再确定哪些是同向共线.
层级一学业水平达标
1.下列说法正确的是()
A.向量∥就是所在的直线平行于所在的直线
B.长度相等的向量叫做相等向量
C.若a=b,b=c,则a=c
D.共线向量是在一条直线上的向量
解析:选C向量∥包含所在的直线与所在的直线平行和重合两种情况,故A错;相等向量不仅要求长度相等,还要求方向相同,故B错;C显然正确;共线向量可以是在一条直线上的向量,也可以是所在直线互相平行的向量,故D错.
2.如图,在圆O中,向量,,是()
A.有相同起点的向量
B.共线向量
C.模相等的向量
D.相等的向量
解析:选C由图可知,,是模相等的向量,其模均等于圆的半径,故选C.
3.向量与向量共线,下列关于向量的说法中,正确的为()
A.向量与向量一定同向
B.向量,向量,向量一定共线
C.向量与向量一定相等
D.以上说法都不正确
解析:选B根据共线向量定义,可知,,这三个向量一定为共线向量,故选B.
4.如图,在ABCD中,点E,F分别是AB,CD的中点,图中与平行的向量有()
A.1个B.2个
C.3个D.4个
解析:选C根据向量的基本概念可知与平行的向量有,,,共3个.
5.已知向量a,b是两个非零向量,,分别是与a,b同方向的单位向量,则下列各式正确的是()
A.=B.=或=-
C.=1D.||=||
解析:选D由于a与b的方向不知,故与无法判断是否相等,故A、B选项均错.又与均为单位向量.∴||=||,故C错D对.
6.已知||=1,||=2,若∠ABC=90°,则||=________.
解析:由勾股定理可知,BC=AC2-AB2=3,所以||=3.
答案:3
7.设a0,b0是两个单位向量,则下列结论中正确的是________(填序号).
①a0=b0;②a0=-b0;③|a0|+|b0|=2;④a0∥b0.
解析:因为a0,b0是单位向量,|a0|=1,|b0|=1,
所以|a0|+|b0|=2.
答案:③
8.给出下列四个条件:①a=b;②|a|=|b|;③a与b方向相反;④|a|=0或|b|=0.其中能使a∥b成立的条件是________(填序号).
解析:若a=b,则a与b大小相等且方向相同,所以a∥b;若|a|=|b|,则a与b的大小相等,而方向不确定,因此不一定有a∥b;方向相同或相反的向量都是平行向量,因此若a与b方向相反,则有a∥b;零向量与任意向量平行,所以若|a|=0或|b|=0,则a∥b.
答案:①③④
9.如图,O是正方形ABCD的中心.
(1)写出与向量相等的向量;
(2)写出与的模相等的向量.
解:(1)与向量相等的向量是.
(2)与的模相等的向量有:,,,,,,.
10.一辆消防车从A地去B地执行任务,先从A地向北偏东30°方向行驶2千米到D地,然后从D地沿北偏东60°方向行驶6千米到达C地,从C地又向南偏西30°方向行驶2千米才到达B地.
(1)在如图所示的坐标系中画出,,,.
(2)求B地相对于A地的位移.
解:(1)向量,,,如图所示.
(2)由题意知=.
所以AD綊BC,
则四边形ABCD为平行四边形.
所以=,则B地相对于A地的位移为“在北偏东60°的方向距A地6千米”.
层级二应试能力达标
1.如图所示,梯形ABCD中,对角线AC与BD交于点P,点E,F分别在两腰AD,BC上,EF过点P,且EF∥AB,则下列等式成立的是()
A.=B.=
C.=D.=
解析:选D根据相等向量的定义,分析可得:
A中,与方向不同,故=错误;
B中,与方向不同,故=错误;
C中,与方向相反,故=错误;
D中,与方向相同,且长度都等于线段EF长度的一半,故=正确.
2.下列说法正确的是()
A.若a∥b,b∥c,则a∥c
B.终点相同的两个向量不共线
C.若a≠b,则a一定不与b共线
D.单位向量的长度为1
解析:选DA中,因为零向量与任意向量平行,若b=0,则a与c不一定平行.B中,两向量终点相同,若夹角是0°或180°,则共线.C中,对于两个向量不相等,可能是长度不相等,但方向相同或相反,所以a与b可能共线.
3.若a为任一非零向量,b为单位向量,下列各式:
①|a|>|b|;②a∥b;③|a|>0;④|b|=±1.
其中正确的是()
A.①④B.③
C.③④D.②③
解析:选Ba为任一非零向量,所以|a|>0,故③正确;由向量、单位向量、平行向量的概念易判断其他式子均错误.故选B.
4.在△ABC中,点D,E分别为边AB,AC的中点,则如图所示的向量中相等向量有()
A.一组B.二组
C.三组D.四组
解析:选A由向量相等的定义可知,只有一组向量相等,即=.
5.四边形ABCD满足=,且||=||,则四边形ABCD是______(填四边形ABCD的形状).
解析:∵=,∴AD∥BC且||=||,∴四边形ABCD是平行四边形.又||=||知该平行四边形对角线相等,故四边形ABCD是矩形.
答案:矩形
6.如图,O是正三角形ABC的中心,四边形AOCD和AOBE均为平行四边形,则与向量相等的向量为________;与向量共线的向量为__________;与向量的模相等的向量为________.(填图中所画出的向量)
解析:∵O是正三角形ABC的中心,∴OA=OB=OC,易知四边形AOCD和四边形AOBE均为菱形,∴与相等的向量为;与共线的向量为,;与的模相等的向量为,,,,.
答案:,,,,,
7.如图,D,E,F分别是正三角形ABC各边的中点.
(1)写出图中所示向量与向量长度相等的向量.
(2)写出图中所示向量与向量相等的向量.
(3)分别写出图中所示向量与向量,共线的向量.
解:(1)与长度相等的向量是,
,,,,,,.
(2)与相等的向量是,.
(3)与共线的向量是,,;
与共线的向量是,,.
8.如图,已知函数y=x的图象l与直线m平行,A0,-22,B(x,y)是m上的点.求
(1)x,y为何值时,=0;
(2)x,y为何值时,为单位向量.
解:(1)要使=0,当且仅当点A与点B重合,于是x=0,y=-22.
(2)如图,要使得是单位向量,必须且只需||=1.
由已知,l∥m且点A的坐标是0,-22,
所以B1点的坐标是22,0.在Rt△AOB1中,有
||2=||2+||2=222+222=1,
即||=1.
上式表示,向量是单位向量.
同理可得,当B2的坐标是-22,-2时,向量AB2―→也是单位向量.
综上有,当x=22,y=0或x=-22,y=-2时,向量是单位向量.
第1课时§2.1向量的概念及表示
【教学目标】
一、知识与技能
1.理解向量的概念,掌握向量的二要素(长度、方向),能正确地表示向量;
2.注意向量的特点:可以平行移动(长度、方向确定,起点不确定);
3.理解零向量、单位向量、平行向量、共线向量、相等向量、相反向量等概念。
二、过程与方法
(1)从对不同问题的思考中感受什么是向量。
(2)通过师生互动、交流与学习,培养学生探求新知识的学习品质.
三、情感、态度与价值观
(1)通过向量包含大小和方向,概念的学习感知数学美。
(2)向量的方向包含正反两方面,正反关系的对照培养学生辨证唯物主义思维
【教学重点难点】:1.向量、相等向量、共线向量等概念;
2.向量的几何表示
【教学过程】
一、问题情境:
问题1、湖面上有3个景点O,A,B,如图所示.一游艇将游客从景点O送至景点A,半小时后,游艇再将游客送至景点B,从景点O到景点A有一个位移,从景点A到景点B也有一个位移.位移与距离这两个量有什么不同?
问题2、下列物理量中,那些量分别与位移和距离这两个量类似:
(1)物体在重力作用下发生位移,重力所做的功;
(2)物体所受重力;
(3)物体的质量为a千克;
(4)1月1日的4级偏南风的风速。
问题3、上述的物理量中有什么区别吗?
二、新课讲解:
(一)概念辨析:
(1)向量的定义:
(2)向量的表示:
(3)向量的大小及表示
(4)零向量:
(5)单位向量:
(二)向量的关系:
问题4:在平行四边形ABCD中,向量与,与有什么关系?
(1)平行向量
(2)相等向量
(3)相反向量
说明:(1)规定:零向量与任一向量平行,记作;
(2)零向量与零向量相等,记作;
(3)任意二个非零相等向量可用同一条有向线段表示,与有向线段的起点无关。
问题5:1.向量能否平移?
2.要确定一个向量必须确定什么?要确定一个有向线段必须确定什么?两者有何区别?
二、例题分析:
例1、已知O为正六边形ABCDEF的中心,如图,所标出的向量中:
(1)试找出与FE共线的向量;
(2)确定与FE相等的向量;
(3)OA与BC向量相等么?
例2、判断:
(1)平行向量是否一定方向相同?
(2)不相等的向量是否一定不平行?
(3)与零向量相等的向量必定是什么向量?
(4)与任意向量都平行的向量是什么向量?
(5)若两个向量在同一直线上,则这两个向量一定是什么向量?
(6)两个非零向量相等的当且仅当什么?
(7)共线向量一定在同一直线上吗?
例3、如图,在4×5的方格纸中有一个向量AB,分别以图中的格点为起点和终点作向量,其中与AB相等的向量有多少个?与AB长度相等的共线向量有多少个?(AB除外)
课时小结:
(1)向量是既有大小又有方向的量,向量有两个要素:方向和长度,称为自由向量;有向线段具有三个要素:起点,方向和长度;
(2)数量(标量)与向量的区别与联系:向量不同于数量。数量是只有大小的量,而向量是既有大小又有方向的量;数量可以比较大小,而向量不能比较大小,只有它的模可以比较大小;记号“”是没有意义的,而||>||才有意义。
文章来源:http://m.jab88.com/j/45379.html
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