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第八章 向量的数量积与三角恒等变换
8.1.3 向量数量积的坐标运算
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
[学习任务]
1.能根据向量的坐标判定两个向量垂直.
2.能根据向量的垂直证明平面几何中的直线垂直.
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
[对应学生用书第57页]
知识点 向量垂直的条件
设两个非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a⊥b⇔ x1x2+y1y2=0 .
x1x2+y1y2=0
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
1.(多选)已知向量a=(1,3),则下列向量中与a垂直的是 ( )
A.(-3,-1) B.(-3,1)
C.(3,-1) D.(3,1)
解析 对于A,1×(-3)+3×(-1)≠0,故A错误;对于B,1×(-3)+3×1=0,故B正确;对于C,1×3+3×(-1)=0,故C正确;对于D,1×3+3×1≠0,故D错误.故选BC.
答案 BC
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
2.已知向量m=(λ,1),n=(λ+1,2),若(m+n)⊥(m-n),则λ=( )
A.1 B.0
C.-1 D.-2
解析 m+n=(2λ+1,3),m-n=(-1,-1),
∵(m+n)⊥(m-n),
∴-(2λ+1)-3=0,解得λ=-2.
答案 D
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
[对应学生用书第58页]
探究一 向量的夹角与垂直问题
[例1] (1)已知向量a=(2,),b=(1,m)(m>0),c=(-4,-),且|b|=,则向量a-b与向量b+c的夹角为 ( )
A. B.
C. D.
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
[解析] 由b=(1,m)(m>0)及|b|=,得=⇒m=2,所以b=(1,2),所以a-b=(2,)-(1,2)=(1,-),|a-b|==2,b+c=(1,2)+(-4,-)=(-3,),|b+c|==2,(a-b)·(b+c)=(1,-)·(-3,) =-6.设向量a-b与向量b+c的夹角为θ,
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
则cos θ===-.
又因为θ∈[0,π],所以θ=.
[答案] D
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
(2)已知向量a=(1,2),b=(2,3),若向量c满足(c+a)∥b,c⊥(a+b),求c的坐标.
[解] 设c=(x,y),则a+c=(1+x,2+y).
∵(a+c)∥b,∴(1+x)×3-2×(2+y)=0,
即3x-2y=1. ①
又a+b=(3,5),且(a+b)⊥c,∴3x+5y=0. ②
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
联立①②得方程组解得
故c=.
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
解决向量夹角问题的方法及注意事项
(1)先利用平面向量的坐标表示求出向量的数量积a·b以及|a||b|,再由cos θ=求出cos θ,也可由坐标表示cos θ=直接求出cos θ.由三角函数值cos θ求角θ时,应注意角θ的取值范围是0≤θ≤π.
(2)要注意cos θ<0有两种情况:一是θ为钝角,二是θ=π;cos θ>0也有两种情况:一是θ为锐角,二是θ=0.
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
1.已知向量a,b满足a·b=1,|a|=1,b=(,1),则向量a与2a-b的夹角为 ( )
A. B.
C. D.
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
解析 设a=(x,y),则由a·b=1,|a|=1,b=(,1),
得解得或
所以a=(0,1)或a=.
当a=(0,1)时,2a-b=(-,1),|2a-b|=2,
所以cos<a,2a-b>==,
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
向量a与2a-b的夹角为;
当a=时,2a-b=(0,-2),|2a-b|=2,
所以cos<a,2a-b>==,
向量a与2a-b的夹角为.
综上,向量a与2a-b的夹角为.
答案 B
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
2.设向量a=(-2,1),a+b=(m,-3),c=(3,1),若(a+b)⊥c,设a,b的夹角为θ,则cos θ= ( )
A.- B.
C. D.-
第2课时 用向量的坐标表示两个向量垂直的条件
解析 ∵a+b=(m,-3),c=(3,1),(a+b)⊥c,
∴3m-3=0,可得m=1,可得a+b=(1,-3).
∵a=(-2,1),∴b=(3,-4),
∴a·b=-6-4=-10,可得|a|=,|b|=5,
∴设a,b的夹角为θ,则cos θ===-.
答案 D
第2课时 用向量的坐