复数的几何意义教案Microsoft Word 文档范文

第一篇：复数的几何意义教案Microsoft Word 文档范文

[课题3-3]复数的几何意义教案 备课时间：01—27上课时间：02—？主备：贾永亮审核： 高二数学组 班级： 姓名： [学习目标]：（1）了解复数的几何意义，会用复平面内的点和向量来表示复数。（2）了解复数代数形式的加，减运算的几何意义。（3）高考A级要求。[学习重点]：会用复平面内的点和向量来表示复数。[学习难点]：复数代数形式的加，减运算的几何意义。[学法指导]：从实数的几何意义类比提出复数的几何意义的问题后，可尝试，探索用直角系坐标系中的点来表示复数。[课前预习导学]： 问题1：复数的代数形式如何表示？ 问题2：模的性质有哪些？ [课堂学习研讨]： 问题3：实数可以用数轴上的点来表示，那么复数也可以用数轴上的点来表示吗？你能说明理由吗？ 问题4：复平面，实轴，虚轴如何定义？ 问题5：复数zabi，复平面内的点Z(a,b)和平面向量OZ之间有何关系？ 问题6：复数的代数形式，复数的几何形式和复数的向量形式如何表示？ 问题7：复数zabi的模如何定义？ 问题8：z,z与z之间有何关系？ 例1：已知复数z134i,z215i，试比较它们模的大小。例2：设zC，满足下列条件的点Z的集合是什么图形？（1）z2（2）2z3 问题9：复数的加法法则和向量的加法法则之间有何关系？ 问题10：复数的加法，减法的几何意义是什么？ 问题11：两个复数的和，差的模等于什么？ [课内训练巩固]： 1．若复数z(a2a)(aa2)i所对应的点在虚轴上，则a的限制条件是 2．如果复数z3ai满足条件z22，那么实数a的取值范围是 3．设zC，满足下列条件的点Z的集合是什么图形（1）z34i：（2）z1z14： [课后拓展延伸]： 例3：已知z1,z2满足z13,z25,z1z27，求z1z2的值。分析： 问题12：你能用代数方法求解吗？ 问题13：你能用几何方法求解吗？ 问题14：你能用复数的模的性质求解吗？ [课后练习]： 221．若z34i2，则z的最大值是 2．已知z110,z268i，且z1z2为纯虚数，求复数z1。3．已知复数z1i(1i)3（1）求z1（2）当复数z满足z1时，求zz1 的最大值。[课后反思总结]：

第二篇：复数·复数的乘法及其几何意义

复数·复数的乘法及其几何意义·教案

教学目标

1．掌握用复数的三角形式进行乘法运算的法则及其推导过程． 2．掌握复数乘法的几何意义．

3．让学生领悟到“转化”这一重要数学思想方法． 4．培养学生探索问题、分析问题、解决问题的能力． 教学重点与难点

重点：复数的三角形式是本节内容的出发点，复数的乘法运算． 难点：复数乘法运算的几何意义，不易为学生掌握． 教学过程设计

师：前面我们学习了复数的代数形式的运算和复数的三角形式，请大家用5分钟的时间，完成以下两道题的演算．（利用投影仪出示）

1．（1-2i）（2+i）（4+3i）；

想出算法后，请大家在笔记本上演算，允许同学之间交换意见．

（教师在教室里巡视，稍过几分钟，请一位已经做完的同学在黑板上写出推导过程）学生板演：

z1·z2=r1（cosθ1+isinθ1）·r2（cosθ2+isinθ2）=（r1cosθ1+ir1sinθ1）·（r2cosθ2+ir2sinθ2）

=（r1r2cosθ1cosθ2-r1r2sinθ1sinθ2）+i（r1r2sinθ1cosθ2+r1r2cosθ1sinθ2）=r1r2[（cosθ1cosθ2-sinθ1sinθ2）+i（sinθ1cosθ2+cosθ1sinθ2] =r1r2[cos（θ1+θ2）+isin（θ1+θ2）]． 师：很好，你是怎样想出来的？为什么这样想？

生：我们已经学过复数的代数形式运算，因此把三角形式化为代数形式，按着代数形式的乘法运算法则就可以完成运算．根据数学求简的原则，运用三角公式把结果化简． 在已知的基础上发展和探索未知的东西，解题时，把未知转化成已知，这是重要的思想方法．我是根据这个思想才想出来的．

师：观察这个问题的已知和结论，同学们能发现有什么规律吗？

生：两个复数相乘，积的模等于各复数模的积，积的复角等于各复数的辐角的和． 师：利用这个结论，请同学们计算：

这就是复数的三角形式乘法运算公式．

三角形式是由模和辐角两个量确定的，进行乘法运算时要清楚模怎样算？辐角怎样算？ 使用复数的三角形式进行运算的条件是复数必须是三角形式的标准式，辐角不要求一定是主值．

同学们已经了解，复数通过几何表示，把复数与复平面内的点或从原点出发的向量建立起一一对应后，复数不仅取得了实际的解释，而且确实逐步展示了它的广泛应用．我们已经研究了复数加、减法的几何意义，并感觉到了它的用途，请大家讨论一下，学习了复数的三角形式运算对复数乘法的几何意义有什么启发呢？

（同学分组讨论，请小组代表发言．如果条件允许，在学生发言同时，用多媒体辅助教学，演示模伸缩情况，辐角终边的旋转）

生：复数的乘法对应的向量，就是由对应于被乘数所对应的向量按逆时针方向旋转一个角θ2（θ2＞0，如果θ2＜0，按顺时针方向旋转一个角|θ2|，再把其模变为原来的r2倍（r2＞1，应伸长；0＜r2＜1，应缩短；r2=1，模长不变），所得的向量就表示积z1·z2．这是复数乘法的几何意义．

师：解此题复数是否一定化成三角形式？

生：复数与从原点出发的向量建立了一一对应关系，无论是代数形式还是三角形式都表示同一个复数和向量，运算结果是一个数，因此不一定化成三角形式，应根据需要来选择．

师：说得好，请同学们写一下解题过程．（找一名同学到黑板板演）

解：所求的复数就是-1+i乘以一个复数z0的积，这个复数z0的模是1，辐角的主值是120°．所求的复数是：（-1+i）·1·（cos 120°+isin 120°）

师：为什么？

生丙：乘数sin30°+icos 30°不是复数三角形式的标准式，应化为cos 60°＋isin 60°，这样才能应用复数乘法的几何意义来解题．

师：同学们应注意到旋转的角度是辐角来确定的，而辐角的大小又是由复数的三角形式的标准式来确定．

同学们开始讨论解决：

生庚：复数运算的几何意义是在复平面内实施的，因此要建立直角坐标系． 师：你分析得正确，如图8－13，建立坐标系．取正方形的边长为单位长1．

生辛：∠B1Ox=∠1，∠B2Ox=∠2，∠B3Ox=∠3，这样，∠1+∠2+∠3=∠B1Ox+∠B2Ox+∠B3Ox．而∠B1Ox，∠B2Ox，∠B3Ox可以分别看作B1，B2，B3三个点对应复数的辐角主值，下面应考虑B1，B2，B3对应复数是什么？

按着老师规定的单位长，B1，B2，B3三点对应的复数分别为1＋i，2＋i，3＋i． 师：好，你先谈到这里，如果单位长度有新的规定，例如边长为2，则三点对应复数分别为2＋2i，4＋2i，6＋2i，并未影响复数的辐角主值的大小，不过计算要繁一些．同学们继续讨论．

生壬：2＋i，3＋i的辐角主值都不是特殊角，只能查表求近似值再相加，误差较大．根据复数乘法的几何意义，积的辐角等于两个乘数辐角之和，可以先作乘法，看乘积是什么？假若其辐角主值也不是特殊角，但只取一次近似值． 师：你分析得很好，请你计算一下：

师：今天这节课，从知识上要掌握用复数的三角形式进行乘法运算的法则和乘法的几何意义及其推导过程．从思考方法上要善于从未知与已知、数与形以及复数的各种形式互相转换角度上考虑问题．现在布置作业：

第三篇：复数·复数的减法及其几何意义

复数·复数的减法及其几何意义·教案

教学目标

1．理解并掌握复数减法法则和它的几何意义．

2．渗透转化，数形结合等数学思想和方法，提高分析、解决问题能力． 3．培养学生良好思维品质（思维的严谨性，深刻性，灵活性等）． 教学重点和难点 重点：复数减法法则．

难点：对复数减法几何意义理解和应用． 教学过程设计

（一）引入新课

师：上节课我们学习了复数加法法则及其几何意义，今天我们研究的课题是复数减法及其几何意义．

（板书课题：复数减法及其几何意义）

（二）复数减法

师：首先规定，复数减法是加法逆运算，那么复数减法法则为（a+bi）-（c+di）=（a-c）+（b-d）i，（板书）1．复数减法法则

（1）规定：复数减法是加法逆运算；

（2）法则：（a+bi）-（c+di）=（a-c）+（b-d）i（a，b，c，d∈R）． 如何推导这个法则呢？

生：把（a+bi）-（c+di）看成（a+bi）+（-1）（c+di）．（学生口述，教师板书）

（a+bi）-（c+di）=（a+bi）+（-1）（c+di）=（a+bi）+（-c-di）=（a-c）+（b-d）i． 师：说一下这样推导的想法和依据是什么？

生：把减法运算转化为加法运算，利用乘法分配律和复数加法法则．

师：转化的想法很好．但复数和乘法分配律在这里作为依据不合适，因为复数乘法还没有学，逻辑上出现一些问题． 生：我觉得可以利用复数减法是加法逆运算的规定来推导．（学生口述，教师板书）

推导：设（a+bi）-（c+di）=x+yi（x，y∈R）．即复数x+yi为复数a+bi减去复数c+di的差．由规定，得（x+yi）+（c+di）=a+bi，依据加法法则，得（x+c）+（y+d）i=a+bi，依据复数相等定义，得

故（a+bi）-（c+di）=（a-c）+（b-d）i． 师：这样推导每一步都有合理依据．

我们得到了复数减法法则，那么两个复数的差是什么数？ 生：仍是复数．

师：两个复数相减所得差的结果会不会是不同的复数？ 生：不会． 师：这说明什么？

生：两个复数的差是唯一确定的复数．

师：复数的加（减）法与多项式加（减）法是类似的．就是把复数的实部与实部，虚部与虚部分别相加（减），即（a+bi）±（c+di）=（a±c）+（b±d）i．

（三）复数减法几何意义

师：我们有了做复数减法的依据——复数减法法则，那么复数减法的几何意义是什么？（板书：2．复数减法几何意义）生：用向量表示两个做减法的复数．（学生口述，教师板书）设z=a+bi（a，b∈R），z1=c+di（c，d∈R），对应向量分别

师：我们应该如何认识这个方程？（学生困惑，教师引导）

师：我们先看方程左式，右式分别表示什么？

生：方程左式可以看成|z-（1+i）|，是复数Z与复数1+i差的模． 师：有什么几何意义吗？

生：是动点Z与定点（1，1）间的距离．（学生活跃起来，纷纷举手回答）

生：方程右式也可以写成|z-（-2-i）|，是复数z与复数-2-i差的模，也就是动点Z与定点（-2，-1）间距离．这个方程表示的是到两点（+1，1），（-2，-1）距离相等的点的轨迹方程，这个动点轨迹是以点（+1，1），（-2，-1）为端点的线段的垂直平分线．（2）|z+i|+|z-i|=4；（学生议论后，举手回答）

生：方程可以看成|z-（-i）|+|z-i|=4，表示的是到两个定点（0，-1）和（0，1）距离和等于4的动点轨迹．

师：这个动点轨迹是什么曲线呢？（学生稍有迟疑，有些同学小声议论）生：是椭圆吧．

师：似乎回答的不够肯定，不妨回忆一下椭圆的定义．

（学生在教师的提示下一起回答）生：在平面内，与两个定点F1，F2距离的和等于常数（大于|F1F2|）的点的轨迹叫椭圆． 师：满足这个方程的动点轨迹是不是椭圆呢？

生：是．因为点Z到两个定点的距离和是常数4，并且大于两点（0，-1），（0，1）间的距离2，所以满足方程的动点轨迹是椭圆．（3）|z+2|-|z-2|=1．（3）|z+2|-|z-2|=1．（学生议论后，举手回答）

生：这个方程可以写成|z-（-2）|-|z-2|=1，所以表示到两个定点（-2，0），（2，0）距离差等于1的点的轨迹，这个轨迹是双曲线． 师：说的再准确些． 生：是双曲线右支．

师：很好．由z1-z2几何意义，将z1-z2取模得到复平面内两点间距离公式d=|z1-z2|，由此得到线段垂直平分线，椭圆、双曲线等复数方程．使有些曲线方程形式变得更为简捷．且反映曲线的本质特征．

例4 设动点Z与复数z=x+yi对应，定点P与复数p=a+bi对应．求（1）复平面内圆的方程；（学生口述，教师板书）

解：复平面内满足不等式|z-p|＜r（r∈R+）的点的集合是以P为圆心，r为半径的圆面部分（不包括周界）．

师：利用复平面内两点间距离公式，可以用复数解决解析几何中某些曲线方程．不等式等问题．

（五）小结

师：我们通过推导得到复数减法法则，并进一步得到了复数减法几何意义，应用复数减法几何意义和复平面内两点间距离公式，可以用复数研究解析几何问题，不等式以及最值问题．

（六）布置作业P193习题二十七：2，3，8，9． 课堂教学设计说明

1．复数加法法则是规定的，而复数减法法则需要推导．推导过程要求每一步都要有合理依据，渗透转化思想，培养学生严谨思维品质．复数减法几何意义是教学难点，主要由于学生对复数及其几何表示还不很熟悉，在复数加法几何意义学习基础上，引导学生自己得到复数减法几何意义，有利于学生对复数几何意义以及复数减法几何意义理解． 2．对复数减法几何意义应分三个层次．

例1主要训练学生对复数减法几何意义应用，并通过此例题使学生对复数减法几何意义有具体认识，进一步使学生理解向量与向量终点表示复数的区别与联系，并体会两个相等向量表示两个复数差的各自方便之处．

例2是对复平面内两点间距离公式的推导，这既是对复数减法几何意义再次应用，同时也为对复数方程的认识打下基础．

例3和例4是在例2公式基础上将复数几何意义应用推广到用复数研究解析几何某些曲线、不等式等问题，使学生进一步体会复数减法几何意义的重要性．

第四篇：复数与几何教案

复数与几何·教案

教学目标

1．掌握复平面、向量等有关概念；弄清复数集C与复平面内所有的点组成的集合之间一一对应关系，以及复数与从原点出发的向量之间的一一对应关系；弄清复数模的几何意义．

2．通过数形结合研究复数，提高学生的数形结合能力，突出比较与类比的研究方法．

3．感受到为真理执着追求的精神．进行辩证唯物主义教育． 教学重点与难点

重点：复数与点与向量的对应关系以及复数的模．

难点：自由向量与位置向量的区别，以及它们与复数的对应关系． 教学过程设计

师：我们已经学习了复数的概念．什么是复数？ 生：形如a＋bi的数叫复数．（学生有不同意见，小声议论）师：谁有补充？

生：形如a＋bi（a，b∈R）的数叫复数．（教师给予肯定）

师：a，b∈R的条件很重要，实际上我们是用实数来定义的复数，虽然我们知道了复数的定义，但是复数对于我们来说，总感到摸不着抓不住，不像实数，任何一个实数，都可以在数轴上找到一个点与它对应，那么复数到底在哪里呢？我们能不能像实数那样来表示复数呢？

生：数轴上的点不能表示虚数，只能表示实数．

师：那么用什么可以表示复数呢？注意复数是由a，b两个实数决定的，可以大胆设想一下，我们可以利用什么来表示复数？

生：可以用直角坐标系里的点来表示吗？ 师：××提出了一个想法，用直角坐标系内的点来表示复数．这种想法行不行呢？

（在黑板上画出直角坐标系，任取一点（a，b））师：能不能用点来表示复数呢？

生：可以．因为有一个复数a＋bi（a，b∈R），就有一个点（a，b），而有一个点（a，b），就有一个复数a＋bi．

师：他刚才所说的实际想说明一点复数集与坐标系中的点构成的集合是一一对应的．的确，由复数相等的概念，我们知道一个复数a＋bi由一个有序实数对（a，b）唯一确定，而有序实数对与直角坐标系中的点是一一对应的．因此我们完全可以建立复数集与点集之间的一一对应．看来，用点来表示复数是完全可以的．为了区别表示复数的点与其它的点，我们把这个建立了直角坐标系来表示复数的平面叫做复平面．那么在这个坐标系中x轴上的点与y轴上的点所表示的复数分别具有什么特点呢？

生：x轴上的点的纵坐标为0，即复数的虚部为0，因此x轴上的点代表实数．

师：既然x轴上的点代表了所有实数，我们就把复平面中的x轴叫实轴．那么y轴上的点代表什么样的复数呢？

生：由于y轴上的点的横坐标都是零，因此y轴上的点表示的是纯虚数． 师：同学们认为他说得对吗？

（大多数同学认为他说得对，少数人有疑惑）

生：原点也在y轴上，但0不是纯虚数，而是实数．所以y轴上的点除原点外表示的都是纯虚数．

师：他说得很对．y轴上只有这个原点捣乱，不然就可以表示所有的纯虚数．因此，我们把去掉原点后的y轴叫虚轴．这样虚轴上所有的点都表示纯虚数．那么，直角坐标平面与复平面有什么区别？

生：直角坐标平面中的x轴与y轴交于原点，而复平面中的实轴与虚轴没有交点．

师：我们通过建立复平面，将复数集与复平面上的点建立了一一对应的关系，这样复数对我们来说，也就不显得那样遥远了．但对于复数的认可，在19世纪可没那么简单．第一次认真讨论这种数的是文艺复兴时期意大利有名的数学“怪杰”卡丹，他是1545年开始讨论这种数的，当时复数被他称作“诡辩量”，几乎过了100年，笛卡尔才给这种“虚幻之数”取了一个名字——虚数．但是又过了140年，欧拉还是说这种数只是存在于“幻想之中”，并用i（imaginary，即虚幻的缩写）来表示它的单位．后来德国数学家高斯给出了复数的定义，但他们仍感到这种数有点虚无缥缈，尽管他也感到它的作用．1830年，高斯详细论述了用直角坐标系的复平面上的点表示复数a＋bi，使复数有了立足之地，人们才最终承认了它．看来复数从发现到最终被人们承认，的确经过了一个漫长坎坷的过程，可最终使人们接受他的还是它的几何表示，用点表示复数后，人们才觉得复数的存在．

（学生对数学史方面的知识很感兴趣，因为他们感到数学的发展是那样神秘，可以凭空造出数来，学生听得聚精会神，当最后得知是用点来表示复数这一理论使复数得以被人承认后，甚至还有些成就感）

师：用点表示复数后，我们还要介绍一种表示复数的方法，连接坐标原点O与点Z，得到一个具有长度且有方向的线段，这种既有大小又有方向的线段叫有向线段，而有向线段表示的量就叫向量．那么什么叫向量呢？

生：既有大小又有方向的量叫向量． 师：能不能举出一些向量的例子？

生：物理中的力、速度、加速度等都是又有大小又有方向的量，它们都是向量．

师：现在的问题是我们能不能用向量来表示复数？我们一般将起点为O，终点为Z的向量记作

．

生：当然可以．因为有一个向量就对应一个点，而有一个点就对应一个向量，而点与复数有一一对应的关系，因此可用向量表示复数．

（学生议论纷纷，看起来有不同意见）生：那我在复平面内任意画一个有向线段（大家在思考）

师：这个问题提得很好．实际上，大家可以想一想，刚才××同学说一个向量对应一个点，一个点对应一个向量，对不对？怎么样改一下就对了？ 生：应改为起点为原点的向量对应一个点，也就是起点为原点的向量与点构成一一对应．

师：既然这样，我们就知道，起点为原点的向量与复数是一一对应的．那其它向量怎么办？它们对应什么复数？能不能将他们移到原点来？，这个向量表示哪个复数呢？

生：只要它们的长度和方向与合的位置上．

相同，就可以平移到起点为原点，与 重师：实际上，我们把长度相等方向相同的向量叫做相等的向量，其实，我们只要规定相等的向量对应同一个复数，我们就可以用向量来表示复数了．对那些起点不在原点的向量，我们只要怎么做就可以知道它所对应的复数了呢？ 生：只要将它们平移到起点与原点重合，这时向量终点所确定的复数就是那些起点不在原点的向量所表示的复数．

（教师给予肯定）

师：在这个正六边形中有多少对向量相等，它们分别对应着哪些复数？

师：这样我们完成了今天我们要讨论的第二个问题：复数与向量．我们弄清楚了向量可以来表示复数，相等的向量对应着同一个复数．一个复数所对应的向量唯一吗？

生：一个复数实际上可以对应无数个长度相等、方向相同的向量，只是这些向量的位置不同．

师：现在我们知道复数可以用点和向量来表示，它们之间的对应关系可以用下图来表示．

有了这种一一对应关系后，我们常把复数z=a＋bi说成点Z（a，b），或说成向量 ．

师：在用有向线段表示向量时，有向线段的长度我们定义为向量的模，即线段OZ的长度为向量 的模．那么

可以表示复数z=a＋bi，那么 的模可以表示复数的哪个量呢？在实数集中，一个数的绝对值的几何意义就是数轴上的点到原点的距离．在复数集中呢？

生：向量 的模就是复数的绝对值．

师：他的意思说出来了，但在复数中，我们一般不叫绝对值，叫复数的模．因此 的模就叫复数的模，只有复数为实数时，我们叫绝对值．那么复数的模具有什么样的几何意义？

生：复数的模的几何意义是表示复数的点到原点的距离．

（教师给予肯定，并指出复数模的几何意义与实数的绝对值的几何意义是统一的．）

师：复数的模用什么表示呢？

生：用实数集中绝对值的符号表示，z的模，记作|z|． 师：复数z=a+bi，（a，b∈R），那么|z|=？

（学生板演）

师：我们知道复数一般不能比较大小，而复数的模是实数，可以比较大小．（将z1，z2所表示的点画在复平面上，再将它们所表示的向量画出来，强调这三者的转化）

例2 设z∈C，满足下列条件的点Z的集合是什么图形？（1）|z|=4；（2）2≤|z|＜4． 生：（1）表示到原点距离为4的点． 师：这样的点构成一个什么图形？ 生：是原点为圆心，半径为4的圆． 师：是圆面还是只有边界的圆？为什么？

生：应该是表示只有边界的圆．因为与复数z对应的点Z，由|z|=4，知道|OZ|=4，即点Z到原点的距离为4．所以z表示的点Z构成一个半径为4的圆． 生：（2）表示一个圆环．由于|z|的几何意义是点Z到原点的距离，所以2≤|z|＜4表示到原点距离大于等于2，小于4的点所构成的图形．

师：准确地说这个图形应当是半径为2与半径为4的圆构成的圆环内容及内边界．包不包括边界，主要是由原不等式中的等与不等决定的．

例3 用复数表示下图中的阴影部分．

生甲：|z|＜3且虚部＜-1．由于图中所示的点在半径为3的圆中，且纵坐标小于-1．

师：这种表示是否正确？（学生小声议论）

生：是两条直线．

师：夹在这两条直线中间又满足|z|＜3的点显然不仅仅是阴影部

（学生到黑板画出图）

师：因此刚才乙同学的想法是好在不满足于用一种方法表示，肯思考，但这个题无法用实部来表示．

（下面提问第2小题）生：|z|≥3，且实部≤-1．

生：不对．

师：看来用实部还是虚部表示，一定要全盘考虑，表示出来后，还要反过来检查一下是否符合题设条件．

（教师小结）

师：这节课我们共同探寻了复数的几何表示方法以及复数模的几何意义．要特别重视数与点与向量之间的对应关系，在研究的过程中要特别注意与实数的联系与区别．

补充作业

1．判断下列命题的真假，并说明理由：

2．已知|x+yi|=2，求表示复数x+yi的点的轨迹．

4．设z∈C，满足下列条件的点Z的集合是什么图形？

（1）|z|=3；（2）|z|＜3；（3）3＜|z|≤5；（4）实部＞0，虚部＞0且|z|＜4．

作业答案或提示

1．①√；②×；③√；④×；⑤√；⑥×． 2．x2+y2=4．3．略．

4．（1）以原点为圆心，半径为3的圆；

（2）以原点为圆心，半径为3的圆面，不包括边界；

（3）以原点为圆心，半径为3和5的圆构成的圆环内部，包括外边界；（4）以原点为圆心，半径为4的圆在第一象限的部分，不包括边界． 课堂教学设计说明

本节课是一节内容较为简单的概念课，但所涉及的知识内容，非常重要，它是学习复数的重要一环．

本设计着重突出主体性教学的原则，尽量做到让学生来发现复数的几何表示法，由实数自然地过渡到复数．本节课还将复数的点的表示与向量的表示集中在一节课处理，笔者认为这样有利于学生对复数几何意义的整体把握． 在教学中还注意通过数学史的故事，激发学生的学习兴趣，增强学生的自信心，并自然地将思想教育渗透到教学中．

第五篇：2017向量减法运算及其几何意义教案.doc

2.2.2 向量减法运算及其几何意义

一、教学分析

向量减法运算是加法的逆运算.学生在理解相反向量的基础上结合向量的加法运算掌握向量的减法运算.因此,类比数的减法(减去一个数等于加上这个数的相反数),首先引进相反向量的概念,然后引入向量的减法(减去一个向量,等于加上这个向量的相反向量),通过向量减法的三角形法则和平行四边形法则,结合一定数量的例题,深刻理解向量的减法运算.通过阐述向量的减法运算,可以转化为向量加法运算,渗透化归的数学思想,使学生理解事物之间的相互转化、相互联系的辨证思想,同时由于向量的运算能反映出一些物理规律,从而加强了数学学科与物理学科之间的联系,提高学生的应用意识.二、教学目标：

1、知识与技能：

了解相反向量的概念；掌握向量的减法，会作两个向量的减向量，并理解其几何意义。

2、过程与方法：

通过将向量运算与熟悉的数的运算进行类比，使学生掌握向量减法运算及其几何意义，并会用它们进行向量计算，渗透类比的数学方法。

3、情感态度与价值观：

通过阐述向量的减法运算可以转化成向量的加法运算，使学生理解事物之间可以相互转化的辩证思想。

三、重点难点

教学重点:向量的减法运算及其几何意义.教学难点:对向量减法定义的理解.四、学法指导

减法运算是加法运算的逆运算，学生在理解相反向量的基础上结

合向量的加法运算掌握向量的减法运算；并利用三角形做出减向量。

五、教学设想

（一）导入新课

思路1.(问题导入)上节课,我们定义了向量的加法概念,并给出了求作和向量的两种方法.由向量的加法运算自然联想到向量的减法运算:减去一个数等于加上这个数的相反数.向量的减法是否也有类似的法则呢?引导学生进一步探究,由此展开新课.思路2.(直接导入)数的减法运算是加法运算的逆运算.本节课,我们继续学习向量加法的逆运算——减法.引导学生去探究、发现.（二）推进新课、新知探究、提出问题

①向量是否有减法？

②向量进行减法运算,必须先引进一个什么样的新概念？ ③如何理解向量的减法？

④向量的加法运算有平行四边形法则和三角形法则,那么,向量的减法是否也有类似的法则？

活动:数的减法运算是数的加法运算的逆运算,数的减法定义即减去一个数等于加上这个数的相反数,因此定义数的减法运算,必须先引进一个相反数的概念.类似地,向量的减法运算也可定义为向量加法运算的逆运算.可类比数的减法运算,我们定义向量的减法运算,也应引进一个新的概念,这个概念又该如何定义? 引导学生思考,相反向量有哪些性质? 由于方向反转两次仍回到原来的方向,因此a和-a互为相反向量.于是-(-a)=a.我们规定,零向量的相反向量仍是零向量.任一向量与其相反向量的和是零向量,即a+(-a)=(-a)+a=0.所以,如果a、b是互为相反的向量,那么a=-b,b=-a,a+b=0.(1)平行四边形法则

图1 如图1,设向量AB=b,AC=a,则AD=-b,由向量减法的定义,知AE=a+(-b)=a-b.又b+BC=a,所以BC=a-b.由此,我们得到a-b的作图方法.图2(2)三角形法则

如图2,已知a、b,在平面内任取一点O,作OA=a,OB=b,则BA=a-b,即a-b可以表示为从b的终点指向a的终点的向量,这是向量减法的几何意义.讨论结果:①向量也有减法运算.②定义向量减法运算之前,应先引进相反向量.与数x的相反数是-x类似,我们规定,与a长度相等,方向相反的量,叫做a的相反向量,记作-a.③向量减法的定义.我们定义

a-b=a+(-b), 即减去一个向量相当于加上这个向量的相反向量.规定:零向量的相反向量是零向量.④向量的减法运算也有平行四边形法则和三角形法则,这也正是向量的运算的几何意义所在,是数形结合思想的重要体现.提出问题

①上图中,如果从a的终点到b的终点作向量,那么所得向量是什么? ②改变上图中向量a、b的方向使a∥b,怎样作出a-b呢? 讨论结果:①AB=b-a.②略.（三）应用示例

如图3(1),已知向量a、b、c、d,求作向量a-b,c-d.图3

活动:教师让学生亲自动手操作,引导学生注意规范操作,为以后解题打下良好基础;点拨学生根据向量减法的三角形法则,需要选点平

移作出两个同起点的向量.作法:如图3(2),在平面内任取一点O,作OA=a,OB=b,OC=c,OD=d.则BA=a-b,DC=c-d.变式训练

(2006上海高考)在ABCD中,下列结论中错误的是（）A.AB=DC

B.AD+AB=AC

C.AB-AD=BD

D.AD+BC=0 分析:A显然正确,由平行四边形法则可知B正确,C中,AB-AD=BD错误,D中,AD+BC=AD+DA=0正确.答案:C

例2 如图4,ABCD中, AB=a,AD=b,你能用a、b表示向量AC、DB吗?

图4

活动:本例是用两个向量表示几何图形中的其他向量,这是用向量证明几何问题的基础.要多注意这方面的训练,特别要掌握用向量表示平行四边形的四条边与两条对角线的关系.解:由向量加法的平行四边形法则,我们知道AC=a+b, 同样,由向量的减法,知DB=AB-AD=a-b.变式训练

1.(2005高考模拟)已知一点O到ABCD的3个顶点A、B、C的向量分别是a、b、c,则向量OD等于（）A.a+b+c

B.a-b+c

C.a+b-c

D.a-b-c

图5 解析:如图5,点O到平行四边形的三个顶点A、B、C的向量分别是a、b、c, 结合图形有OD=OA+AD=OA+BC=OA+OC-OB=a-b+c.答案:B 2.若AC=a+b,DB=a-b.①当a、b满足什么条件时,a+b与a-b垂直？ ②当a、b满足什么条件时,|a+b|=|a-b|？

③当a、b满足什么条件时,a+b平分a与b所夹的角 ？ ④a+b与a-b可能是相等向量吗？

图6 解析:如图6,用向量构建平行四边形,其中向量AC、DB恰为平行四边形的对角线.由平行四边形法则,得

AC=a+b,DB=AB-AD=a-b.由此问题就可转换为: ①当边AB、AD满足什么条件时,对角线互相垂直？(|a|=|b|)②当边AB、AD满足什么条件时,对角线相等？(a、b互相垂直)③当边AB、AD满足什么条件时,对角线平分内角？(a、b相等)④a+b与a-b可能是相等向量吗？(不可能,因为对角线方向不同)

点评:灵活的构想,独特巧妙,数形结合思想得到充分体现.由此我们可以想到在解决向量问题时,可以利用向量的几何意义构造几何图形,转化为平面几何问题,这就是数形结合解题的威力与魅力,教师引导学生注意领悟.例3 判断题:(1)若非零向量a与b的方向相同或相反,则a+b的方向必与a、b之一的方向相同.(2)△ABC中,必有AB+BC+CA=0.(3)若AB+BC+CA=0,则A、B、C三点是一个三角形的三顶点.(4)|a+b|≥|a-b|.活动:根据向量的加、减法及其几何意义.解:(1)a与b方向相同,则a+b的方向与a和b方向都相同;若a与b方向相反,则有可能a与b互为相反向量, 此时a+b=0的方向不确定,说与a、b之一方向相同不妥.(2)由向量加法法则AB+BC=AC,AC与CA是互为相反向量,所以有上述结论.(3)因为当A、B、C三点共线时也有AB+BC+AC=0,而此时构不成三角形.(4)当a与b不共线时,|a+b|与|a-b|分别表示以a和b为邻边的平行四边形的两条对角线的长,其大小不定.当a、b为非零向量共线时,同向则有|a+b|>|a-b|,异向则有|a+b|<|a-b|;当a、b中有零向量时,|a+b|=|a-b|.综上所述,只有(2)正确.例4 若|AB|=8,|AC|=5,则|BC|的取值范围是（）A.[3,8]

B.(3,8)

C.[3,13]

D.(3,13)解析:BC=AC-AB.(1)当AB、AC同向时,|BC|=8-5=3;(2)当AB、AC反向时,|BC|=8+5=13;(3)当AB、AC不共线时,3<|BC|<13.综上,可知3≤|BC|≤13.答案:C 点评:此题可直接应用重要性质||a|-|b||≤|a+b|≤|a|+|b|求解.变式训练

已知a、b、c是三个非零向量,且两两不共线,顺次将它们的终点和始点相连接而成一三角形的充要条件为a+b+c=0.证明:已知a≠0,b≠0,c≠0,且ab,bc,ca,(1)必要性:作AB=a,BC=b,则由假设CA=c, 另一方面a+b=AB+BC=AC.由于CA与AC是一对相反向量, ∴有AC+CA=0, 故有a+b+c=0.(2)充分性:作AB=a,BC=b,则AC=a+b,又由条件a+b+c=0, ∴AC+c=0.等式两边同加CA,得CA+AC+c=CA+0.∴c=CA,故顺次将向量a、b、c的终点和始点相连接成一三角形.（四）课堂小结

1.先由学生回顾本节学习的数学知识:相反向量,向量减法的定义,向量减法的几何意义,向量差的作图.2.教师与学生一起总结本节学习的数学方法,类比,数形结合,几何作图,分类讨论.（五）作业