内容正文:
第四章 平面向量、数系的扩充与复数的引入
第三节 平面向量的数量积
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关键能力·重点探究
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命题分析预测 学科核心素养
本节在高考中主要考查向量的数量积运算,利用向量数量积解决模长、夹角问题,平行或垂直问题,有时也会与三角函数、平面解析几何进行交汇命题,主要以小题的形式出现,难度不大. 本节主要通过平面向量的数量积及其应用考查考生的数学运算、直观想象核心素养.
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知识点一 向量的夹角
∠AOB
0°≤θ≤180°
a∥b
θ=90°
a⊥b
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对于两个非零向量a与b,由于当θ=0°时,a·b>0,所以a·b>0是两个向量a,b夹角为锐角的必要不充分条件;a·b=0也不能推出a=0或b=0,因为a·b=0时,有可能a⊥b.
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C
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2.(易错题)已知两个非零向量a与b的夹角为θ,则“a·b>0”是“θ为锐角”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
B
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知识点二 平面向量的数量积
1.平面向量的数量积
定义 设两个非零向量a,b的夹角为θ,则数量_____________________叫作a与b的数量积,记作a·b
投影 _____________________叫作向量a在b方向上的投影,
_____________________叫作向量b在a方向上的投影
几何意义 数量积a·b等于a的长度|a|与b在a的方向上的投影|b|cos θ的乘积
|a||b|cos θ
|a|cos θ
|b|cos θ
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2.向量数量积的运算律
(1)a·b=______.
(2)(λa)·b=λ(a·b)=_________.
(3)(a+b)·c=____________.
b·a
a·(λb)
a·c+b·c
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3.平面向量数量积的有关结论
已知非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),a与b的夹角为θ.
结论 几何表示 坐标表示
模 |a|=______ |a|=____________
夹角
cos θ=______
cos θ=___________________
a⊥b的充要条件 _________ __________________
|a·b|与|a||b|的关系 |a·b|≤______ |x1x2+y1y2|≤________________
a·b=0
|a||b|
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B
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1.(2022·西安模拟)已知向量a,b满足|a|=1,a·b=-1,则a·(2a-b)=( )
A.4 B.3
C.2 D.0
B
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D
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3.(2021·新高考全国Ⅱ卷)已知向量a+b+c=0,|a|=1,|b|=|c|=2,a·b+b·c+c·a=________.
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[方法总结] 求向量a,b的数量积a·b的三种方法
(1)若两向量共起点,则两向量的夹角直接可得,根据定义即可求得数量积;若两向量的起点不同,则需要通过平移使它们的起点重合,再计算.
(2)根据图形之间的关系,用长度和相互之间的夹角都已知的向量分别表示出向量a,b,然后根据平面向量的数量积的定义进行计算求解.
(3)若图形适合建立平面直角坐标系,可建立坐标系,求出a,b的坐标,通过坐标运算求解.