内容正文:
6.2.4平面向量的数量积
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学习重点
平面向量数量积的概念与物理意义;
数量积的几何性质和代数性质;
向量投影的概念;
投影向量的意义
教学难点
平面向量数量积的概念及几何性质,投影向量的意义
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问题1:类比数的运算,你认为接下来还可以研究向量的什么运算?你认为应按怎样的路径研究这种运算?
向量能否相乘?如果能,那么向量的乘法该怎样定义呢?
问题2:如图,一个物体在力的作用下产生位移且力与位移的夹角为,那么力所做的功W是多少?
情景引入
向量可以进行加、减运算,以及数乘运算,这三种运算称为向量的线性运算。
W=
追问:猜测向量乘法如何运算?
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问题3:你能给出向量乘法的定义吗?
向量数量积的定义:非零向量a,b的夹角为θ,数量|a||b|cos θ叫做向量a与b的数量积(或内积),记作a·b,即a·b=|a||b|cos θ
规定:零向量与任一向量的数量积等于0
追问1:向量的数量积运算与向量的数乘运算的结果有什么不同?
追问2:影响数量积大小的因素有哪些?
追问3:若≠0,且·=0,是否能推出=0
追问4:向量的数量积一定是正数吗?正负由什么决定?
探究一
(1)向量的乘法运算及其物理意义
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例题讲解
【例1】已知||=5,||=4,与的夹角θ=,求·
解:a·b=|a||b|cosθ=5×4× =5×4×()=-10
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例题讲解
【变式】设||=12,||=9,· ,求与的夹角
解:由a·b=|a||b|cosθ得:
∵ θ∈[0,π] ∴θ=
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悟
方法规律:
(1)求平面向量数量积的方法
计算数量积的关键是正确确定两个向量的夹角,条件是两向量的始点必须重合,否则,要通过平移使两向量符合以上条件.
(2)求平面向量夹角的方法
已知乘积求夹角
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探究二
问题4:接下来我们要研究数量积运算的性质,根据已有的研究经验,你认为可以从哪些角度研究数量积的性质?
追问:向量运算的性质既有几何性质也有代数性质。你认为该怎样入手研究几何性质?
· =||cosθ
(2) ⊥ · =0
(3)当与同向时, · =| || |;
当与反向时, · =-| || | 特别地, · =| |2或| |=
(4) | ·b|≤| || | (由|cosθ|≤1