6.2.3 向量的数乘运算
[目标] 1.记住向量数乘的定义及其规定;2.能够利用向量共线基本定理解决共线问题;3.记住向量数乘运算法则并能进行相关运算.
[重点] 向量数乘的定义.
[难点] 向量共线基本定理.
要点整合夯基础
知识点一 向量数乘的定义
[填一填]
一般地,我们规定实数λ与向量a的积是一个向量,这种运算叫做向量的数乘,记作λa,它的长度与方向规定如下:
(1)|λa|=|λ||a|;
(2)当λ>0时,λa的方向与a的方向相同;当λ<0时,λa的方向与a的方向相反;λ=0时,λa=0.
[答一答]
1.数乘向量与数乘数有什么区别?
提示:数乘向量与数乘数的区别:前者结果为一个向量,后者结果为一个实数.
2.-2a与a有什么关系?
提示:-2a与a方向相反,-2a的长度是a长度的2倍.
知识点二 向量数乘的运算律
[填一填]
实数与向量的积的运算律中,结合律是λ(μa)=(λμ)a,它的几何意义是将表示向量a的有向线段先伸长或压缩|μ|倍,再伸长或压缩|λ|倍,与直接将表示向量a的有向线段伸长或压缩|λμ|倍所得结果相同.
第一分配律是(λ+μ)a=λa+μa,几何意义是将表示向量a的有向线段伸长或压缩|λ|倍后,再与表示向量a的有向线段伸长或压缩|μ|倍后相加,与直接将表示向量a的有向线段伸长或压缩|λ+μ|倍所得结果相同.
第二分配律是λ(a+b)=λa+λb,几何意义是将表示向量a、b的有向线段先相加,再伸长或压缩|λ|倍,与将表示向量a、b的有向线段先伸长或压缩|λ|倍,再相加所得结果相同.
[答一答]
3.向量数乘的运算律与实数乘法的运算律有什么不同?
提示:向量数乘运算的运算律与实数乘法的运算律很相似,只是数乘运算的分配律有两种不同的形式:(λ+μ)a=λa+μa和λ(a+b)=λa+λb,数乘运算的关键是等式两边向量的模相等,方向相同.
知识点三 向量共线基本定理
[填一填]
向量a(a≠0)与b共线的充要条件是:存在唯一一个实数λ,使b=λa.
[答一答]
4.定理中条件a≠0能漏掉吗?
提示:定理中a≠0不能漏掉.若a=b=0,实数λ仍然存在,但λ是任意实数,不唯一;若a=0,b≠0,则不存在实数λ,使b=λa.
5.与非零向量a共线的单位向量是±.
知识点四 线性运算
[填一填]
(1)向量的加、减、数乘运算统称为向量的线性运算.
(2)任意向量a,b,以及任意实数λ,μ1,μ2恒有λ(μ1a±μ2b)=λμ1a±λμ2b.
[答一答]
6.向量的线性运算类似于代数多项式的运算,实数运算中常用的一些变形手段能否在向量的线性运算中应用?
提示:实数运算中去括号、移项、合并同类项、提取公因式等变形手段在向量线性运算中也可以使用.