内容正文:
专题23:平面向量的数量积与平面向量应用举例
2023年高考第一轮复习
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(1)解决涉及几何图形的向量数量积运算问题时,一定要注意向量的夹角与已知平面角的关系是相等还是互补.
(2)两向量a,b的数量积a·b与代数中a,b的乘积写法不同,不能漏掉其中的“·”.
★注意事项:
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考点一:数量积运算
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考点二:向量垂直
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考点三:求夹角
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考点四:向量的模
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考点五:向量的投影
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同向
反向
垂直
1.向量的夹角
已知两个非零向量a和b,作 eq \o(OA,\s\up16(→))=a, eq \o(OB,\s\up16(→))=b,则 就是向量a与b的夹角,向量夹角的范围是: .
∠AOB
[0,π]
★共线与垂直:若θ=0°,则a与b_____;
若θ=180°,则a与b_____;若θ=90°,则a与b_____.
|b|cosθ
2.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 叫做a与b的数量积,记作a·b
投影
叫做向量a在b方向上的投影,
叫做向量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 的乘积
|a||b|·cosθ
|a|cosθ
|b|cosθ
3.平面向量数量积的运算律
(1)交换律:a·b=b·a;
(2)数乘结合律:(λa)·b= = ;
(3)分配律:a·(b+c)= .
λ(a·b)
a·(λb)
a·b+a·c
4.平面向量数量积的性质及其坐标表示
设非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ=〈a,b〉.
结论
几何表示
坐标表示
模
|a|= eq \r(a·a)
|a|=____________
数量积
a·b=|a||b|cos θ
a·b=x1x2+y1y2
夹角
cos θ= eq \f(a·b,|a||b|)
cos θ=eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) eq \f(x1x2+y1y2,\r(x+y eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))·\r(x eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))+y eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))))
a⊥b
a·b=0
____________________
|a·b|与|a||b|的关系
|a·b|≤|a||b|
|x1x2+y1y2|≤eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) eq \r(x+y eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))
·eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)) eq \r(x+y eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)))
q \o\al(2,1)eq \r(x+yeq \o\al(2,1))
x1x2+y1y2=0
eq \a\vs4\al([常用结论])
1.平面向量数量积运算的常用公式
(1)(a+b)·(a-b)=a2-b2;
(2)(a±b)2=a2±2a·b+b2.
2.两个向量a,b的夹角为锐角⇔a·b>0且a,b不共线;
两个向量a,b的夹角为钝角⇔a·b<0且a,b不共线.
一、思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)两个向量的数量积是一个实数,向量的数乘运算的运算结果是向量.
( )
(2)向量在另一个向量方向上的投影为数量,而不是向量.
( )
(3)由a·b=0可得a=0或b= eq \a\vs4\al(0).
( )
(4)(a·b)c=a(b·c).
( )
eq \a\vs4\al()
计算向量数量积的三个角度
(1)定义法:已知向量的模与夹角时,可直接使用数量积的定义求解,即a·b=|a||b|cos θ(θ是a与b的夹角).
(2)基向量法:计算由基底表示的向量的数量积时,应用相应运算律,最终转化为基向量的数量积,进而求解.
(3)坐标法:若向量选择坐标形式,则向量的数量积可应用坐标的运算形式进行求解.
eq \a\vs4\al()
有关平面向量垂直的两类题型
(1)利用坐标运算证明或判断两个向量的垂直问题
第一步:计算出这两个向量的坐标.
第二步:根据数量积的坐标运算公式,计算出这两个向量的数量积为0即可.
(2)已知两个向量的垂直关系,求解相关参数的值
根据两个向量垂直的充要