Векторы · урок 6 из 12
Решение задач с помощью векторов
Геометрия · 9 класс · базовый уровень
ФРП «Математика» (базовый уровень), Москва – 2025
строка R03 · GEOM9-032
R03.6
Цели урока
Сегодня вы научитесь
Переводить условие на язык векторов
середина, параллельность, перпендикулярность, длина, угол (ПР-6)
Раскладывать векторы
по двум неколлинеарным векторам в треугольнике и параллелограмме
Доказывать векторным методом
параллельность отрезков и перпендикулярность прямых (ПР-6)
Вычислять длины и углы
через скалярное произведение и в координатах, в том числе ОГЭ
повторение: R03.1–R03.5
Разминка · устно
Векторы и их координаты
- Координаты a и b по рисунку? a(3;1), b(−1;2)
- Координаты a+b и 2a? (2;3), (6;2)
- Длина b? 5
- a⋅b? Перпендикулярны ли векторы? −1; нет
- AB+BC= ? AB−AC= ? AC; CB
- Чему равен a⋅a? ∣a∣2
R03.6
Векторный метод · словарь
Как перевести геометрию на язык векторов
| Геометрический факт | Векторная запись |
| AB∥CD (или на одной прямой) | AB=k⋅CD |
| ABCD — параллелограмм | AB=DC |
| M — середина AB, O — любая точка | OM=21(OA+OB) |
| AB⊥CD | AB⋅CD=0 |
| длина отрезка AB | AB2=AB⋅AB=AB2 |
| угол между a и b | cosα=∣a∣∣b∣a⋅b |
R03.6
Векторный метод · план и доказательство
Вектор, проведённый в середину отрезка
План: 1) выбрать два базисных вектора; 2) выразить через них нужные векторы; 3) выполнить действия; 4) перевести ответ обратно на язык геометрии.
Дано: M — середина
AB,
O — любая точка.
Доказать: OM=21(OA+OB).
1OM=OA+AM, OM=OB+BMправило треугольника
2AM+BM=0равны по длине и противоположно направлены
32OM=OA+OBсложили два равенства из п. 1
R03.6
Образец → сам · разложение по двум векторам
Выразите векторы через a и b
Образец: ABCD — параллелограмм, AB=a, AD=b, M — середина CD. Выразите AM.
DM=21DC=21a DC=AB
AM=AD+DM=b+21a правило треугольника
Сам (тот же параллелограмм)
- N — середина BC. Выразите AN. a+21b
- O — точка пересечения диагоналей. Выразите AO и BO. 21(a+b); 21(b−a)
- K∈AD, AK:KD=2:1. Выразите CK. −a−31b
R03.6
Доказательство векторным методом
Средняя линия треугольника
Дано: M — середина AB, N — середина BC.
Доказать: MN∥AC, MN=21AC.
1MN=MB+BNправило треугольника
2=21AB+21BC=21(AB+BC)=21ACM и N — середины; правило треугольника
3MN=21AC ⇒ MN∥AC, MN=21ACвекторы коллинеарны; длина — половина
R03.6
Образец → сам · доказательство
Середины сторон четырёхугольника
Образец: K,L,M,N — середины сторон ABCD. Докажите: KLMN — параллелограмм.
KL=21AC средняя линия △ABC (сл. 7)
NM=21AC средняя линия △ADC
KL=NM ⇒ KLMN — параллелограмм
Сам: план и обоснование
- AB=DC. Докажите: ABCD — параллелограмм. AB∥DC, AB=DC — признак
- ABCD — параллелограмм, O — любая точка. Докажите: OA+OC=OB+OD. обе суммы =2OP, P — центр
- MN — средняя линия трапеции ABCD. Докажите: MN=21(AD+BC). сложить два пути от M к N
R03.6
Доказательство · скалярное произведение
Диагонали ромба перпендикулярны
Дано: ABCD — ромб,
AB=a,
AD=b.
Доказать: AC⊥BD.
1AC=a+b, BD=b−aправило параллелограмма; разность векторов
2AC⋅BD=(b+a)(b−a)=b2−a2свойства скалярного произведения
3=∣b∣2−∣a∣2=0у ромба ∣a∣=∣b∣
4AC⊥BDскалярное произведение ненулевых векторов равно 0
R03.6
Образец → сам · длина через скалярный квадрат
Найдите диагонали параллелограмма
Образец: ∣a∣=5, ∣b∣=3, угол между ними 60∘. Найдите ∣a+b∣ и ∣a−b∣.
a⋅b=5⋅3⋅cos60∘=7,5 определение
∣a+b∣2=25+2⋅7,5+9=49, ∣a+b∣=7
∣a−b∣2=25−15+9=19, ∣a−b∣=19
Сам
- ∣a∣=1, ∣b∣=2, угол 60∘. Найдите ∣a+b∣. 7
- ∣a∣=∣b∣=4, угол 120∘. Найдите ∣a−b∣. 43
- В △ABC: AB=4, AC=6, ∠A=60∘. Найдите медиану AM. 19
R03.6
Образец → сам · угол в координатах
Найдите угол треугольника
Образец: A(1;1), B(4;2), C(3;5). Найдите ∠A.
AB(3;1), AC(2;4)
конец − начало
AB⋅AC=6+4=10
∣AB∣=10, ∣AC∣=20
cosA=20010=22
∠A=45∘
Сам
- A(1;2), B(5;2), C(3;4). Найдите ∠B. 45∘
- A(0;0), B(2;2), C(−1;1). Найдите ∠A. 90∘
- A(0;0), B(4;0), C(−2;2). Найдите ∠A. 135∘
R03.6
Образец → сам · вид четырёхугольника
Докажите, что ABCD — прямоугольник
Образец: A(0;1), B(2;3), C(5;0), D(3;−2).
AB(2;2)=DC(2;2)
⇒ ABCD — параллелограмм
AD(3;−3)
AB⋅AD=6−6=0
⇒ ∠A=90∘
ABCD — прямоугольник
Сам
- При каком x векторы a(x;3) и b(2;−4) перпендикулярны? x=6
- A(1;1), B(3;2), C(x;0), ∠B=90∘. Найдите x. x=4
- A(1;1), B(2;4), C(5;5), D(4;2). Какой это четырёхугольник? ромб
R03.6
Сводка · что записать
Задача → векторное равенство → вывод
Доказать ∥ или отношение длин
выразить оба вектора через базис
MN=kAC
⇒ MN∥AC,
MN=∣k∣⋅AC
Доказать ⊥
перемножить скалярно
AC⋅BD=0
⇒ AC⊥BD
Найти длину или угол
скалярный квадрат, косинус
∣a+b∣2=a2+2a⋅b+b2
в координатах — x1x2+y1y2
R03.6
Осторожно · типичные ошибки
Неверно → почему → верно
| Неверно | Почему | Верно |
| ∣a+b∣=∣a∣+∣b∣ | длины складываются, только если векторы сонаправлены | ∣a+b∣2=a2+2a⋅b+b2 |
| AB+CB=AC | правило треугольника: конец первого — начало второго | AB+BC=AC |
| AB=2DC ⇒ ABCD — параллелограмм | коллинеарность даёт только AB∥DC | нужно AB=DC; здесь — трапеция |
| ∠A — угол между BA и AC | векторы должны выходить из вершины A | AB и AC |
R03.6
Найди ошибку
Где ошибся ученик?
а) ∣a∣=3, ∣b∣=4, угол 120∘. Найдите ∣a+b∣.
a⋅b=3⋅4⋅21=6
∣a+b∣2=9+12+16=37
∣a+b∣=37
cos120∘=−21, a⋅b=−6
9−12+16=13
ответ: 13
б) ABCD — параллелограмм, AB=a, AD=b, M — середина BC. Найдите AM.
AM=AB+BM
AM=a+21a
BM=21BC=21b
AM=a+21b
в) A(0;0), B(1;3), C(3;−1). Докажите: ∠A=90∘.
AB(1;3), AC(3;−1)
AB⋅AC=1⋅3+3⋅1=6
6=0 ⇒ угол не прямой
1⋅3+3⋅(−1)=0
⇒ ∠A=90∘
R03.6
Задания с самопроверкой · база
Решите и проверьте
- базаa(3;−1), b(1;2). Найдите a⋅b. 1
- база∣a∣=2, ∣b∣=5, угол 60∘. Найдите a⋅b. 5
- базаНайдите длину вектора a(4;−3). 5
- базаПри каком k векторы a(2;k) и b(3;−6) перпендикулярны? k=1
- базаABCD — параллелограмм, AB=a, AD=b, O — центр. Выразите DO. 21(a−b)
- базаA(2;6), B(−4;0). Найдите координаты середины AB. (−1;3)
R03.6
Задания с самопроверкой · повышенный уровень
Подумайте и решите
- повыш.Докажите векторами: если диагонали параллелограмма равны, то он — прямоугольник. ∣a+b∣=∣a−b∣⇒a⋅b=0
- повыш.A(0;0), B(6;0), C(2;4). Найдите cosC. 1010
- повыш.В △ABC: AB=5, AC=3, ∠A=60∘. Найдите медиану AM. 3,5
- из жизниРобот проехал 7 м, повернул на 60∘ и проехал ещё 8 м. На каком расстоянии он от старта? 13 м
R03.6 · ОГЭ
Формат ОГЭ · линии 15, 19 и 24
Ответ — число или полное доказательство
- ОГЭ 15В △ABC: AB=5, AC=8, ∠A=60∘. Найдите BC, используя BC=AC−AB. 7
- ОГЭ 24Докажите, что середины сторон ромба — вершины прямоугольника. KL∥AC, LM∥BD, AC⊥BD
ОГЭ 19 Какие утверждения верны?
- Если скалярное произведение ненулевых векторов равно нулю, то векторы перпендикулярны.
- Длина суммы двух векторов равна сумме их длин.
- Средняя линия треугольника параллельна одной из его сторон и равна половине этой стороны.
Ответ: 13
R03.6
Самостоятельная работа · 4 минуты
Два варианта — решите свой
Вариант 1
- a(2;−3), b(4;1). Найдите a⋅b. 5
- ∣a∣=2, ∣b∣=4, угол 60∘. Найдите ∣a+b∣. 27
- A(1;2), B(4;2), C(4;5). Найдите ∠A. 45∘
- ABCD — параллелограмм, AB=a, AD=b, K — середина AD. Выразите BK. 21b−a
Вариант 2
- a(−1;5), b(3;2). Найдите a⋅b. 7
- ∣a∣=∣b∣=3, угол 120∘. Найдите ∣a+b∣. 3
- A(2;1), B(2;4), C(5;4). Найдите ∠A. 45∘
- ABCD — параллелограмм, AB=a, AD=b, K — середина CD. Выразите BK. b−21a
рефлексия · ДЗ
Итог урока
Проверьте себя и потренируйтесь
Ответьте одной фразой
- Как векторами записать, что M — середина AB?
- Как доказать, что прямые перпендикулярны?
- Как найти длину, зная два вектора и угол между ними?
Домашнее задание
- ∣a∣=3, ∣b∣=2, угол 60∘. Найдите ∣a−b∣.
- A(1;1), B(5;3), C(3;7). Найдите ∠B.
- * Докажите векторами: диагонали прямоугольника равны.
- Тренажёр: reknow.ru/9/geometry/9_geometry_vektory.htm
Паспорт соответствия · скрытый слайд
GEOM9-032 · Решение задач с помощью векторов
| Поле | Значение |
| ФРП | «Математика» (базовый уровень), 5–9 кл., Москва – 2025 · курс «Геометрия», 9 класс |
| Строка, урок | R03 «Векторы», 12 ч · урок 6/12 · тип Н |
| Единицы → слайды | R03.6 «Решение задач с помощью векторов» → 2, 4–20 · повторение R03.1–R03.5 → 3 |
| Результаты | ПР-6 (векторы в решении геометрических задач, скалярное произведение для длин и углов) → 2, 4–20 · ПР-10 (модель реальной задачи) → 17 |
| Виды деятельности | «Решать геометрические задачи с использованием векторов» → 5–12, 16–19 · «Применять скалярное произведение для нахождения длин и углов» → 9–12 |
| ОГЭ | линия 15 (треугольники), 19 (верные утверждения), 24 (доказательство) → 18 |
| Вне урока | скалярное произведение — GEOM9-031 · векторы в физике — GEOM9-033 · метод координат — R04 |
| Время | теория 12,5 мин · практика 32,5 мин (72 %) |
| Проверки | автопроверка: pending · методист: pending |