内容正文:
6.2.4 向量的数量积(1)
人教A版(2019)必修第二册
教学目标
1.了解平面向量数量积的物理背景,理解数量积的 含义及其物理意义;
2.体会平面向量的数量积与投影向量的关系,理解并掌握向量数量积的性质,并能运用性质进行相关的判断和运算;
3.体会类比的数学思想和方法,进一步培养抽象概括、推理论证的能力.
温故知新
特点:共起点,连终点,方向指向被减向量
1.向量加法三角形法则:
特点:首尾相接,连首尾
特点:同一起点,对角线
O
2.向量加法平行四边形法则:
3.向量减法三角形法则:
B
A
温故知新
4.向量的数乘运算:
向量的加、减、数乘运算统称为向量的线性运算。向量的线性运算的结果仍为向量。
新课引入
问题:向量能否相乘呢?如果能,那么向量 的乘法该如何定义?
在物理课中我们学过功的概念:如果一个物体在力F的作用下产生位移s(如右图),那么力F所做的功
由初中物理知识可知,功是一个标量,它是由力和位移两个向量来确定,这给我们一种启示,能否把“功”看作两个向量“相乘”的结果呢?
由此启发,我们引入向量“数量积”的概念。
新课引入
功是力与位移的大小及其夹角余弦的乘积
与 是两个向量的大小及其夹角余弦的乘积
力做功的计算公式中涉及力与位移的夹角,所以我们先要定义向量的夹角。
新课讲解
1.向量的夹角:
已知两个非零向量 、 ,如图,O是平面上的任意一点,作OA= ,OB= ,则∠AOB=θ(0≤θ≤π)叫做向量 与 的夹角.
B
A
o
两个向量的起点相同
记作:〈 , 〉
例如,在ΔABC中,∠BAC不是CA与AB的夹角,∠BAD才是CA与AB的夹
角.其中AD是CA平移所得.
思考:
2.向量的数量积:
已知两个非零向量 与 ,它们的夹角为 ,我们把数量
叫做向量 与 的数量积(也叫内积),记作 ,即
【规定】零向量与任一向量的数量积为0
(1)在书写数量积时, 与 之间用实心圆点“ · ”连接,不能写成“ × ”,更不能不写.
(2)向量的线性运算的结果是向量,但两个向量的数量积却是一个数量,而不是向量,其
大小与两个向量的长度以及夹角都有关,符号由夹角的余弦值决定.
1.两个非零向量的数量积符号和这两个向量夹角的取值范围有关系吗?
2.在三角形ABC中,AB∙AC<0,则三角形ABC是什么三角形?
钝角三角形
思考:
3.我们规定了 与任意向量的数量积为0,但由 =0,不能推出 或
一定是零向量,这是因为两个向量垂直时,其夹角为90°,此时 ,
故也有 =0 .
0
4.要注意 =0,但0
例题讲解
3.向量的投影向量:
如图①,设 和 是两个非零向量,AB= ,CD= ,我们考虑如下的变换:过AB的起点A和终点B,分别作CD所在直线的垂线,垂足分别为A1、B1,得到A1B1,我们称上述变换为向量 向向量 投影,A1B1叫做向量 在向量
上的投影向量.
如图②,我们可以在平面内任取一点O,作OM= ,ON= .过点M作直线
ON的垂线,垂足为M1,则OM1就是向量 在向量 上的投影向量.
从上面的讨论可知,对于任意的 ,都有
OM1=
探究:
4.向量数量积的性质:
可以用来求向量的模,实现实数运算往向量运算的转化
可用来求两个向量的夹角,夹角的取值与两个向量有关
例题讲解
A
课堂小结
1.向量的夹角:
2.向量的数量积:
3.向量的投影向量:
4.向量数量积的性质:
作业:课本23页 习题6.2 A组第10、11、12题
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例9 已知|a|=3,|b|=4,向量a与b的夹角θ为,求:a·b
例1 已知|a|=3,|b|=4,向量a与b的夹角θ为120°,求:(1)a·b;(2)(a+b)2;(3)|a+b|;(4)|a-b|.
解析 (1)a·b=|a||b|cos θ=3×4×cos 120°=-6.
(2)(a+b)2=a2+2a·b+b2=9+2×(-6)+16=13.
(3)|a+b|==.
(4)|a-b|=
=
=
=.
解题技巧(求向量模的常见思路和方法)
(1)求模问题一般转化为求模的平方,与向量数量积联系要灵