内容正文:
专题6.3 平面向量的内积
【考向预测】 1
【知识导图】 1
【知识清单】 2
【考点分类剖析】 3
考点一:向量的内积 3
考点二:向量的模长 3
考点三:两向量的夹角 4
考点四:由两向量垂直求参数 4
【考纲要求】
1. 掌握向量夹角的概念、向量的内积和性质;
2. 掌握向量垂直的坐标表示;
3. 能运用向量的知识解决有关问题.
【考向预测】
1.向量的内积
2.向量的模长
3.两向量的夹角
4.由两向量垂直求参数
【知识导图】
【知识清单】
1.向量的内积
(1)向量的内积
①两个向量夹角的定义
已知两个非零向量和,在平面上任取一点O,作,则∠AOB叫作与的夹角,记作.
②两个向量夹角的范围
,即;
当时,与同向;
当时,与反向;
当时,与垂直,记作.
特别提醒:判断两个向量的夹角时一定要有共同的始点.
③两个向量内积的定义
已知与为两个非零向量,则叫作与的内积,记作,即.
规定:零向量与任何向量的内积为0,即.
(2)内积的性质
设是两个非零向量,则
①=; ②⇔;
③,即; ④;
⑤
(3)内积的运算律
①交换律:;
②数乘结合律:;
③分配律:.
(4)内积满足的乘法公式
① ;
②;
③.
2.向量内积的直接坐标运算及应用
(1)内积的直角坐标运算
如果,则.
(2)向量内积的应用
若,
①求向量的长度
.,.
②求向量的夹角
=.
③证明垂直
.
【考点分类剖析】
考点一:向量的内积
例1.若与满足,,则等于( )
A. B. C. D.
【变式探究】已知边长为的等边,则 .
例2.平行四边形ABCD中,AC为一条对角线,若 =(2,4),=(1,3),则等于( )
A.8 B.6 C.-8 D.-6
【变式探究】已知向量,,,则 .
考点二:向量的模长
例3.若向量,,则( )
A. B. C. D.
【变式探究】已知向量,,若与反向共线,则的值为( )
A.0 B. C. D.
例4.中,,,满足,则
A. B.2 C. D.
【变式探究】若两个单位向量,的夹角为120°,则
A. B. C. D.
考点三:两向量的夹角
例5.已知向量,,若,则向量与的夹角为
A. B. C. D.
【变式探究】若,且,则与的夹角为
A. B. C. D.
例6.已知点,,向量,,则与的夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【变式探究】已知向量,则与的夹角为钝角时,的取值范围为
A. B. C.且 D.且
考点四:由两向量垂直求参数
例7.已知向量且,则( )
A. B. C. D.
【变式探究】已知向量,,且,则 .
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专题6.3 平面向量的内积
【考向预测】 1
【知识导图】 1
【知识清单】 2
【考点分类剖析】 3
考点一:向量的内积 3
考点二:向量的模长 5
考点三:两向量的夹角 6
考点四:由两向量垂直求参数 7
【考纲要求】
1. 掌握向量夹角的概念、向量的内积和性质;
2. 掌握向量垂直的坐标表示;
3. 能运用向量的知识解决有关问题.
【考向预测】
1.向量的内积
2.向量的模长
3.两向量的夹角
4.由两向量垂直求参数
【知识导图】
【知识清单】
1.向量的内积
(1)向量的内积
①两个向量夹角的定义
已知两个非零向量和,在平面上任取一点O,作,则∠AOB叫作与的夹角,记作.
②两个向量夹角的范围
,即;
当时,与同向;
当时,与反向;
当时,与垂直,记作.
特别提醒:判断两个向量的夹角时一定要有共同的始点.
③两个向量内积的定义
已知与为两个非零向量,则叫作与的内积,记作,即.
规定:零向量与任何向量的内积为0,即.
(2)内积的性质
设是两个非零向量,则
①=; ②⇔;
③,即; ④;
⑤
(3)内积的运算律
①交换律:;
②数乘结合律:;
③分配律:.
(4)内积满足的乘法公式
① ;
②;
③.
2.向量内积的直接坐标运算及应用
(1)内积的直角坐标运算
如果,则.
(2)向量内积的应用
若,
①求向量的长度
.,.
②求向量的夹角
=.
③证明垂直
.
【考点分类剖析】
考点一:向量的内积
例1.若与满足,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据平面向量数量积的定义和运算性质进行求解即可.
【详解】由题意得,
故选:B
【变式探究】已知边长为的等边,则 .
【答案】6
【分析】由平面向量的线性运算和数量积运算计算即可.
【详解】解:因为是边长为的等边三角形,且,
所以,
所以.
故答案为:.
例2.平行四边形ABCD中,AC为一条对角线,若 =(2,4),=(1,3),则等于( )
A.8 B.6 C.-8 D.-6
【答案】A
【详解】由向量加法的平行四边形法则可知,
∴ ,
∴ ,
∴ .
故选:A.
【变式探究】已知向量,,,则 .
【答案】
【分析】根据向量,分别表示出题目中向量的坐标,列出方程计算即可.
【详解】,,
,,,
,
,解得.
故答案为:.
考点二:向量的模长
例3.若向量,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】求出向量的坐标 ,利用向量的模长公式可求得结果.
【详解】向量,,则,因此,.
故选:C.
【变式探究】已知向量,,若与反向共线,则的值为( )
A.0 B. C. D.
【答案】C
【分析】根据向量共线的坐标运算,求得参数,再结合向量线性运算的坐标运算求模长即可.
【详解】根据题意可得:,解得或;
当时,与共线同向,故舍去;
当时,,,
.
故选:C.
例4.中,,,满足,则
A. B.2 C. D.
【答案】C
【分析】先将向量模的运算转化为向量的平方运算,即,再将已知条件代入运算即可.
【详解】解:因为,又,
所以,
即,
故选:C.
【变式探究】若两个单位向量,的夹角为120°,则
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由根据条件求解即可.
【详解】由两个单位向量,的夹角为120°,可得.
所以.
故选C.
考点三:两向量的夹角
例5.已知向量,,若,则向量与的夹角为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题可知:,所以向量与的夹角为
【变式探究】若,且,则与的夹角为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】,
,
故选A.
例6.已知点,,向量,,则与的夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据向量运算法则以及夹角公式直接计算即可.
【详解】因为点,,向量,,
所以,,
所以与的夹角的余弦值.
故选:A
【变式探究】已知向量,则与的夹角为钝角时,的取值范围为
A. B. C.且 D.且
【答案】C
【分析】由与的夹角为钝角,可得且不共线,列不等式即可求得。
【详解】,
与的夹角为钝角时,,解得,
又与不共线,即,
的取值范围是,且.故选C.
考点四:由两向量垂直求参数
例7.已知向量且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先求出,再由向量垂直得到,计算可得;
【详解】解:因为
所以,因为,故,故.
故选:C.
【变式探究】已知向量,,且,则 .
【答案】
【分析】由两向量垂直,可得数量积为零,列方程可求得答案
【详解】解:因为,,且,
所以,即,解得,
故答案为:
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