内容正文:
1.1.2 空间向量的数量积运算
激趣诱思
知识点拨
物理中,我们学习了力做功的计算方法.如图所示,一辆小车在力F的作用下向前移动了s个单位长度,力与小车前进方向的夹角为θ,那么力作的功W=|F|·|s|cos θ,这是一个具体的数,可以为正,为负,也可以为零.
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知识点拨
一、空间向量的夹角
名师点析1.由定义知,只有两个非零空间向量才有夹角,当两个非零空间向量共线同向时,夹角为0,共线反向时,夹角为π.
2.对空间任意两个非零向量a,b有:
①<a,b>=<b,a>;②<-a,b>=<a,-b>=π-<a,b>;③<-a,-b>=<a,b>.
∠AOB
<a,b>
[0,π]
a⊥b
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微练习
在正四面体ABCD中, 的夹角等于( )
A.30°
B.60°
C.150°
D.120°
答案:D
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二、空间向量的数量积
1.定义:已知两个非零向量a,b,则 叫做a,b的数量积,记作 .
即a·b=|a||b|cos<a,b>.
特别地,零向量与任意向量的数量积为 .
2.数量积的运算性质
a·e=|a|cos<a,e>(e为单位向量)
若a,b是非零向量,则a⊥b⇔a·b=0
若a与b同向,则a·b=|a||b|;
若a与b反向,则a·b=-|a||b|.
|a·b|≤|a||b|(当且仅当a,b共线时等号成立)
|a||b|cos<a,b>
a·b
0
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3.向量a在向量b上的投影向量
在空间,向量a向向量b投影,得到与向量b共线的向量c,c=|a|cos<a,b> 称为向量a在向量b上的投影向量.
5.数量积的运算律:
(λa)·b= ;a·b= (交换律);
a·(b+c)= (分配律).
λ(a·b)
b·a
a·b+a·c
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名师点析1.对空间向量数量积的理解
(1)两个空间向量的数量积是数量,而不是向量,它可以是正数、负数或零;
(2)空间向量的数量积运算不满足消去律和结合律,即a·b=a·c⇒b=c,(a·b)·c=a·(b·c)都不成立.