内容正文:
6.2.4向量的数量积
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物理中我们学过功的概念,一个物体在力 的作用
下产生位移 (如图)
θ
力 所做的功W可用下式计算:
其中θ是 与 的夹角.
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当0°≤θ<90°时,W>0, 即力F做正功;
当θ=90°时,W=0,即力F不做功;
当90°<θ≤180°时,W<0,即力F做负功.
从力所做的功出发,我们引入向量的数量积的概念.
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两个非零向量 和 ,作 , ,则
( )叫作向量 与 的夹角.
O
A
B
思考1 如何定义向量的夹角?
计算向量的夹角时要将两个向量起点放在一起.
探究点1 向量的数量积
4
O
A
B
若 , 与 同向
O
A
B
若 , 与 反向
O
A
B
若 , 与 垂直,
记作
由于零向量的方向是任意的,为方便起见,
规定:零向量可与任一向量垂直.
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,过点B 作BB1垂直于直线OA,垂足为
B1,则
| | cosθ叫作向量 在 方向
上的射影(也叫投影).
当θ为锐角时,
| | cosθ_____0
>
思考2 什么是向量的射影?
O
A
B
B1
6
O
B
A
当θ=0°时,
| |cosθ=_____
| |
当θ为钝角时,
| | cosθ___0.
当θ为直角时,
| |cosθ____0
<
=
B
O
A
θ
O
A
B
θ
7
O
B
A
当θ=180°时,
| | cosθ=_____
B1
物理实例中,与位移 方向一致的分力 的长度为
︱ ︱cosθ,即是力 在 方向上的射影.
θ
-| |
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结论:
已知两个向量 与 ,它们的夹角为θ,我们把
| || |cosθ叫作 与 的数量积(或内积).记作 ·
· =| || | cosθ
注意:向量的数量积是一个数量.
特别地:零向量与任一向量 的数量积为0.
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解:
例1.已知| |=5,| |=4, 与 的夹角 ,求 .
强化提升
思考4 数量积的几何意义是什么?
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特别提醒:
1.
2.若 是单位向量,则
单位向量是一种特殊的向量哟!
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重要性质:
1.若 是单位向量,则:
2.
3.
4.
5.
当且仅当 ∥ 时等号成立.
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思考5 数量积的物理意义是什么?
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反之成立吗?
解答:不成立.
解答:成立.
思考:
探究点2 向量的数量积的运算律
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[强化概念]
判断下列命题是否正确:
例2.已知正三角形ABC的边长为1,求(1)
(2) (3)
A
C
B
例2.已知正三角形ABC的边长为1,求(1)
(2) (3)
A
C
B
例2.已知正三角形ABC的边长为1,求(1)
(2) (3)
A
C
B
例3:已知|a|=3, |b|=5,且a·b=-12,求a在b方向上的正射影的数量及b在a方向上的正射影的数量。
解:因为
所以a在b方向上的正射影的数量是
b在a方向上的正射影的数量是
课堂练习
课堂小结
1.两个向量的夹角
2.向量在轴上的正射影
正射影的数量
3.向量的数量积(内积)
a·b=
4.两个向量的数量积的性质:
(1). ab ab = 0
(2). aa = |a|2或
(3). cos =
范围0≤〈a ,b〉≤π;
$
6.2.4向量的数量积随堂练习
一、单选题
1.若,则( )
A.4 B. C.8 D.
2.等腰梯形中,,则向量在向量上的投影向量为( )
A. B. C. D.
3.已知,若,则( )
A.1 B. C. D.
4.已知,,,则等于( )
A.12 B.28 C. D.
5.已知向量,满足,且与的夹角为,则( )
A.6 B.8 C.10 D.14
6.若且,则向量与的夹角为( )
A. B.
C. D.
7.已知两个非零向量、满足,则( )
A. B. C. D.
8.已知向量满足,且,则夹角为( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.(多选)已知向量,,和实数,则下列各式一定正确的是( )
A. B.
C. D.
10.设是任意的非零向量,则下列结论不正确的是( )