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3. 求模长

平面向量的概念、运算及应用 · 高三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 求模长即计算向量 $\vec{a}=(x,y)$ 的长度,公式为 $|\vec{a}|=\sqrt{x^2+y^2}$。

从哪来 它建立在1. 平移变换之上。通过平移变换将向量起点移至原点,使其坐标化,从而利用直角三角形或距离公式求解长度。

为什么 向量模长本质是两点间距离。依据勾股定理,在直角坐标系中,向量 $\vec{a}=(x,y)$ 可看作直角边分别为 $|x|$ 和 $|y|$ 的直角三角形的斜边,故 $|\vec{a}|=\sqrt{x^2+y^2}$。这是解析几何中“数形结合”的核心体现。

坐标代数法
直接代入公式 $|\vec{a}|=\sqrt{x^2+y^2}$。
适合:计算能力强、偏好直接套用公式、对几何直观不敏感的学生。
几何投影法
将向量分解为水平分量 $\vec{i}$ 和垂直分量 $\vec{j}$,利用勾股定理 $|\vec{a}|^2 = |\vec{a}_x|^2 + |\vec{a}_y|^2$。
适合:几何直觉好、喜欢从图形结构理解代数公式的学生。
单位向量法
若已知向量方向角 $\theta$ 和模长 $r$,则 $x=r\cos\theta, y=r\sin\theta$,反推 $r=\sqrt{x^2+y^2}$。
适合:已掌握三角函数定义、擅长参数化思维的高阶学生。
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练一道
基础题
已知 $\vec{a}=(3,4)$,求 $|\vec{a}|$。
变式
已知 $|\vec{a}|=5$,且 $\vec{a}$ 与 $x$ 轴正方向夹角为 $60^\circ$,求 $\vec{a}$ 的坐标。
试试手自己判
检测题
已知 $\vec{a}=(\sin\alpha, \cos\alpha)$,求 $|\vec{a}|$。
看答案和判分标准
答案:1
判对标准:
学生能写出 $|\vec{a}|=\sqrt{\sin^2\alpha+\cos^2\alpha}$ 并化简为 1,得满分;若仅写公式未化简,得一半分;若结果错误,不得分。
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