視頻簡介:

視頻標(biāo)簽:新教材人教A版
所屬欄目:高中數(shù)學(xué)優(yōu)質(zhì)課視頻
視頻課題:新教材人教A版高中數(shù)學(xué)必修第二冊(省優(yōu)質(zhì)課)6.3.3 平面向量加、減運算的坐標(biāo)表示
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6.3.3 平面向量加、減運算的坐標(biāo)表示
6.3.2平面向量的正交分解及坐標(biāo)表示
6.3.3 平面向量加、減運算的坐標(biāo)表示
【內(nèi)容和內(nèi)容解析】
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內(nèi)容
平面向量的正交分解及坐標(biāo)表示,平面向量加、減運算的坐標(biāo)表示.
2.內(nèi)容解析
本節(jié)內(nèi)容選自《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)教科書》(人教A版)必修第二冊第六章《平面向量及其應(yīng)用》第三節(jié)的第二課時,是在學(xué)生學(xué)習(xí)了平面向量基本定理之后的重要內(nèi)容,平面向量的正交分解及坐標(biāo)表示是平面向量基本定理的特殊情形,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)平面向量的坐標(biāo)運算提供了理論基礎(chǔ),平面向量加、減運算的坐標(biāo)表示為后續(xù)繼續(xù)研究平面向量數(shù)乘運算的坐標(biāo)表示、平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示提供了基本的模式,起著承上啟下的作用.
平面向量基本定理告訴我們,平面內(nèi)的任一向量都可唯一分解為兩個不共線的向量的線性組合,而不共線的兩個向量中,垂直是一種重要的特殊情形,如果選取互相垂直的向量作為基底,會給問題的研究帶來方便,因此,平面向量的正交分解是向量分解中常用且重要的一種分解.由點在直角坐標(biāo)系中的表示得到啟發(fā),在平面直角坐標(biāo)系中表示一個向量最方便的是分別取與x軸、y軸方向相同的兩個單位向量

作為基底,這時,對于平面直角坐標(biāo)系內(nèi)的一個向量

,由平面向量基本定理可知,有且只有一對實數(shù)x,y,使

,于是,平面內(nèi)的任一向量

都可由x,y唯一確定,而有序數(shù)對(x,y)正好是向量的終點坐標(biāo),這樣的“巧合”使平面直角坐標(biāo)系內(nèi)的向量與坐標(biāo)建立起一一對應(yīng),從而實現(xiàn)向量的“坐標(biāo)化”,使我們在使用向量工具時,得以實現(xiàn)“有效能算”的思想.平面向量加、減運算的坐標(biāo)表示完善了平面向量的坐標(biāo)表示,將向量的坐標(biāo)與向量的起點、終點坐標(biāo)聯(lián)系起來,實現(xiàn)了向量的坐標(biāo)與點的坐標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系.
平面向量的正交分解及坐標(biāo)表示蘊含著豐富的數(shù)學(xué)思想,如轉(zhuǎn)化化歸、數(shù)形結(jié)合的思想.引入向量的坐標(biāo)表示可使向量運算完全代數(shù)化,將數(shù)與形緊密結(jié)合起來,這就可以使很多幾何問題的解答轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟悉的數(shù)量運算,有助于培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)運算的核心素養(yǎng).
基于以上分析,可以確定本節(jié)課的教學(xué)重點:平面向量的坐標(biāo)表示的理解和平面性向量加、減運算的坐標(biāo)表示.
【目標(biāo)和目標(biāo)解析】
1.目標(biāo)
(1)理解平面向量的正交分解,掌握向量的坐標(biāo)表示的定義,具體要求:(1)能寫出給定向量的坐標(biāo),2)給出坐標(biāo)能畫出表示向量的有向線段;
(2)掌握向量的坐標(biāo)與表示該有向線段起、終點坐標(biāo)的關(guān)系,具體要求:(1)知道起點在坐標(biāo)原點時,向量的坐標(biāo)就是終點坐標(biāo);(2)向量的坐標(biāo)等于終點坐標(biāo)減去起點坐標(biāo);
2.目標(biāo)解析
達(dá)成上述目標(biāo)的標(biāo)志是:
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經(jīng)歷向量的幾何表示——線性表示——坐標(biāo)表示的實現(xiàn)過程,體會由特殊到一般的研究問題的方法,體會由“形”到“數(shù)”的數(shù)形結(jié)合思想及與點的坐標(biāo)關(guān)系的類比思想.
(2)借助平面直角坐標(biāo)系,掌握平面向量的坐標(biāo)表示,理解向量與坐標(biāo)之間的一一對應(yīng)關(guān)系,感受求向量的坐標(biāo)的基本途徑.
【教學(xué)問題診斷分析】
學(xué)生在本節(jié)課之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了平面向量基本定理,為本節(jié)課建立向量的坐標(biāo)提供了邏輯基礎(chǔ),因為只有確定了任意一個向量在兩個不共線的基底上能進(jìn)行唯一分解,建立坐標(biāo)系才有了依據(jù),同時,只有正確地構(gòu)建向量的坐標(biāo)才能有向量的坐標(biāo)運算.但是,學(xué)生對為什么選擇互相垂直的單位向量為基底存在認(rèn)知困難,而且向量的坐標(biāo)與點的坐標(biāo)之間的區(qū)別會造成部分學(xué)生理解上的混淆.由此可以確定本節(jié)課的教學(xué)難點是對平面向量正交分解及坐標(biāo)表示生成過程的理解.
平面向量正交分解及坐標(biāo)表示的生成過程的教學(xué),對學(xué)生數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理等數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)至關(guān)重要.為了克服以上教學(xué)難點,教學(xué)中沒有簡單地告訴學(xué)會選取互相垂直的單位向量為基底,而是以問題為誘導(dǎo),步步遞進(jìn),引導(dǎo)學(xué)生對比、發(fā)現(xiàn)其中的優(yōu)越性.在對比向量的坐標(biāo)與點的坐標(biāo)的區(qū)別時,通過具體事例,自然過渡,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷從具體到抽象、從特殊到一般的思維過程.
【教學(xué)支持條件分析】
在平面向量正交分解及坐標(biāo)表示的生成過程中,利用多媒體動畫,改變所要表示的向量,體會系數(shù)的變化,幫助學(xué)生理解基底選取的合理性,通過信息技術(shù)演示向量的坐標(biāo)與向量終點坐標(biāo)的變化,幫助學(xué)生體會向量與坐標(biāo)之間的一一對應(yīng)關(guān)系.
【教學(xué)過程設(shè)計】
教學(xué)流程 |
教師活動 |
學(xué)生活動 |
設(shè)計意圖 |
(一)復(fù)習(xí)引入,溫故知新 |
回顧:平面向量基本定理的內(nèi)容是什么?
平面向量基本定理告訴我們,平面內(nèi)所有向量都可以用平面的一組基底表示出來,以轉(zhuǎn)化與化歸為思想達(dá)到化繁為簡的目的,那么,恰當(dāng)?shù)倪x擇基底(盡可能特殊化的基底),將帶來更加便利的向量表示及運算。我期待ing,你呢?…… |
回顧復(fù)習(xí) |
通過復(fù)習(xí)上節(jié)所學(xué)知識,引入新課,建立知識間的聯(lián)系,提高學(xué)生概括、類比推理的能力。 |
(二)剖析背景,引入概念
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情境1:已知一個光滑斜坡上放著一個重為G的物體,如圖:
情境2:
 
思考:以上力在分解的過程中,兩個分力有什么共同特征?
平面向量正交分解:把一個向量分解為兩個互相垂直的向量,叫做把向量正交分解. |
動手作圖
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在學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)上設(shè)置障礙,產(chǎn)生認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
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(三)問題誘導(dǎo),探究本質(zhì) |
問題1:如圖,向量 是兩個互相垂直且長度分別為2,1的向量,向量 與 的夾角是30°,且 ,以向量 為基底,向量 如何表示?

問題2:若該題中的基底 的長度都為1,則 表示的結(jié)果是什么?有何優(yōu)越性?
問題3:如圖所示,改變向量 的位置,其他條件不變,則向量 的分解結(jié)果又如何?
問題4:類比平面直角坐標(biāo)系中點的表示方法,探討如何表示直角坐標(biāo)平面內(nèi)的一個向量?
追問1:如何選擇基底,會給問題帶來方便?
追問2:如何用基底 表示 ?
追問3:向量 由誰唯一確定?你能類比點的表示方法來表示 嗎? |
動手操作
師生合作
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以問題串的形式引導(dǎo)學(xué)生體會基底選取的優(yōu)越性,一步步生成平面向量的坐標(biāo)表示. |
(四)歸納總結(jié),形成規(guī)律
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平面向量的坐標(biāo)表示:對于平面內(nèi)的任一向量 ,有且只有一對實數(shù) ,使得

這樣,平面內(nèi)的任一向量 都可由 唯一確定,我們把 叫做向量 的(直角)坐標(biāo),記作 ①,其中, 叫做 在 軸上的坐標(biāo), 叫做 在 軸上的坐標(biāo),①式叫做向量的坐標(biāo)表示.
練習(xí)1:試求出向量 的坐標(biāo).
練習(xí)2:分別用基底 表示向量 ,并寫出它們的坐標(biāo)。
追問:由向量 的坐標(biāo),對比點A,B,C的坐標(biāo),你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律?
問題5:以原點O為起點作 ,點A的位置由誰確定?
問題6:點A的坐標(biāo)與向量 的坐標(biāo)的關(guān)系?
問題7:點A的坐標(biāo)與向量 的坐標(biāo)的關(guān)系?
判斷:(1)兩個向量的終點不同,則這兩個向量的坐標(biāo)一定不同. ( )
(2)當(dāng)向量的起點在坐標(biāo)原點時,向量的坐標(biāo)就是向量終點的坐標(biāo).( )
(3)點的坐標(biāo)與向量的坐標(biāo)相同.( ) |
討論交流
歸納總結(jié)
動手演算,感知規(guī)律并積極探索 |
提供學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律的引導(dǎo)題解,讓學(xué)生在不知不覺中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,建立點的坐標(biāo)和向量的坐標(biāo)之間的關(guān)系,體會從具體到抽象、從特殊到一般的基本思想. |
(五)例題分析,學(xué)以致用 |
例1:如圖,分別用基底 表示向量 ,并求它們的坐標(biāo)。
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討論交流
師生合作 |
進(jìn)一步理解平面向量的坐標(biāo)表示,體會向量的坐標(biāo)與點的坐標(biāo)的關(guān)系.
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(六)師生合作,探究新知
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探究:回憶幾何表示下的向量的研究過程,思考用坐標(biāo)來表示向量(向量的代數(shù)表示)之后,接下來應(yīng)該研究向量的什么內(nèi)容?
問題8:已知 ,你能得出 的坐標(biāo)嗎?
練習(xí):已知 ,求 的坐標(biāo).
探究:如圖,已知 ,求 的坐標(biāo).
問題9:你能在上圖中標(biāo)出坐標(biāo)為 的點P嗎? |
思考交流
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回憶向量研究的一般過程,體會研究向量問題的基本思路.
通過向量加、減運算的坐標(biāo)表示進(jìn)一步完善向量的坐標(biāo)表示,體會向量的坐標(biāo)與向量的起點坐標(biāo)、終點坐標(biāo)的關(guān)系. |
(七)學(xué)以致用,鞏固新知
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練習(xí):(1)已知A(-2,1),B(1,3),則 ___, ____.
(2)已知 ,A(-2,1),則B的坐標(biāo)為_____.
(3)已知 ,B(-2,1),則A的坐標(biāo)為_____.
例3:如圖,已知平行四邊形 的三個頂點A、B、C的坐標(biāo)分別是 ,試求頂點D的坐標(biāo).
思考:請你比較一下不同解法在思想方法上的異同點嗎? |
學(xué)生口答,演算 |
一組小題考查學(xué)生對向量的坐標(biāo)與向量起點、終點坐標(biāo)之間關(guān)系的理解.
例題從多角度考慮,體會不同解法背后蘊含的思想方法. |
(八)總結(jié)整理,
提高認(rèn)識 |
本節(jié)課,你學(xué)習(xí)了哪些知識?又掌握了哪些思想方法? |
回顧小結(jié)
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從知識要點和思想方法兩方面對課堂教學(xué)進(jìn)行小結(jié). |
(九)布置作業(yè) |
鞏固作業(yè):練習(xí)1,2,3
拓展作業(yè):習(xí)題6.3 3,4
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課后鞏固 |
布置作業(yè),鞏固所學(xué)知識. |
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