内容正文:
1.1 空间向量及其运算
1.1.1 空间向量及其运算
第2课时 空间向量的数量积
第一章 空间向量与立体几何
课程标准:1.掌握空间向量的数量积.2.了解空间向量投影的概念以及投影向量的意义.
教学重点:1.空间向量夹角的概念.2.空间向量数量积的概念、性质及计算方法.
教学难点:空间向量数量积性质的应用.
核心素养:1.通过对空间向量数量积的概念、性质的学习提升数学抽象素养.2.通过运用空间向量的数量积求空间向量的夹角、证明垂直提升数学运算素养.
1
核心概念掌握
PART ONE
a⊥b
零
0
a在b上的投影a′的数量与b的长
度的乘积
a在e上的投影a′的数量
b
a·b=0
|a|2
a2
≤
λ(a·b)
b·a
a·c+b·c
2.对空间向量数量积的理解
(1)a·b是数量而不是向量,a·b的正负由cos〈a,b〉确定.
(2)a·b是两向量之间的一种乘法,与数的乘法不同.书写时应写成a·b,而不能写成ab,也不能写成a×b.
×
×
×
√
答案
2
核心素养形成
PART TWO
题型一 空间向量的夹角
90°
120°
解析
找两向量的夹角关键是把两向量平移到一个公共的起点,找到向量的夹角,再利用解三角形求角,注意向量夹角的范围是[0,π].
答案
解析
题型二 空间向量数量积的计算
解
解
求简单的空间向量数量积的方法
(1)直接在空间几何体中求模和夹角.
(2)利用数量积的几何意义,结合图形,先由一个向量向另一个向量投影,再利用公式求解,注意几何体中的垂直关系或特殊角.
解
解
答案
解析
题型三 空间向量数量积的应用
[答案] 22
(2)已知空间向量a,b,|a|=13,|b|=19,|a+b|=24,则|a-b|=________.
[解析] ∵|a+b|=24,∴(a+b)2=576,则a2+2a·b+b2=576,∴2a·b=576-132-192=46.又|a-b|2=(a-b)2=a2-2a·b+b2=132+192-46=484,∴|a-b|=22.
答案
解析
答案
解析
利用空间向量的数量积可以求空间向量的夹角、模以及解决与垂直有关的问题.
答案
解析
(2)(多选)设a,b,c是任意的非零空间向量,且它们互不共线,下列结论正确的是( )
A.(a·b)c-(c·a)b=0
B.|a|-|b|<|a-b|
C.(c·b)a-(c·a)b与c垂直
D.(3a+2b)·(3a-2b)=9|a|2-4|b|2
解析 对于A,由空间向量数量积的定义可知a·b和c·a是实数,而c与b不共线,故A错误;对于B,由于空间向量a,b不共线,故a,b,a-b构成三角形,因此B正确;对于C,因为[(c·b)a-(c·a)b]·c=(c·b)(a·c)-(c·a)(b·c)=0,所以(c·b)a-(c·a)b与c垂直,C正确;对于D,由空间向量数量积的运算律可知D正确.故选BCD.
答案
解析
3
随堂水平达标
PART THREE
1.对于向量a,b,c和实数λ,下列命题中的真命题是( )
A.若a·b=0,则a=0或b=0
B.若λa=0,则λ=0或a=0
C.若a2=b2,则a=b或a=-b
D.若a·b>0,则〈a,b〉是锐角
解析 对于A,当a⊥b时,a·b=0,但向量a和b可能均不为零向量,A为假命题;B为真命题;对于C,当a2=b2时,只能推得|a|=|b|,而不能得到a=b或a=-b,C为假命题;对于D,当a·b>0时,〈a,b〉也可能为0,D为假命题.故选B.
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案 1
答案
解析
解
4
课后课时精练
PART FOUR
A级:“四基”巩固训练
一、选择题
1.下列命题正确的是( )
A.|a|a=a2 B.(a·b)2=a2·b2
C.a(a·b)=b·a2 D.|a·b|≤|a||b|
解析 根据空间向量数量积的性质可判断出D正确.
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案
解析
答案 1
答案
解析
答案 -13
7.已知空间向量a,b,c满足a+b+c=0,|a|=3,|b|=1,|c|=4,则a·b+b·c+c·a的值为________.
答案
解析
答案
解析
三、解答题
9.已知a,b是空间向量,且〈a,b〉=120°,|a|=3,|b|=4.
求:(1)a·b;(2)a2与b2;(3)(3a-2b)·(a+2b).
解 (1)a·b=3×4×cos120°=-6.
(