内容正文:
平面向量的数量积与平面向量的综合应用
新课程标准 考向预测
1.通过物理中“功”等实例,理解平面向量数量积的含义及其物理意义.
2.体会平面向量的数量积与向量投影的关系.
3.掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算.
4.能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量的垂直关系.
5.会用向量方法解决简单的平面几何问题.
6.会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题. 命题角度 1.平面向量数量积的运算
2.平面向量数量积的性质
3.平面向量数量积的应用
核心素养 数学运算、直观想象
基础梳理
已知两个非零向量a与b,我们把数量__________叫做a与b的数量积(或内积),记作a·b,即a·b=__________,其中θ为a与b的夹角.
规定:__________与任意向量的数量积为0.
一、平面向量的数量积
1.数量积定义
|a||b|cos θ
|a||b|cos θ
零向量
2.向量的投影
_______________叫做向量a在b方向上(b在a方向上)的投影.
3.向量数量积的几何意义
数量积a·b等于a的长度|a|与b在a方向上的投影__________的乘积.
|a|cos θ(|b|cos θ)
|b|cos θ
基础小测
1.(2020届山东青岛第二中学高三月考)已知△ABC的三边长均为1,且=c,=a,=b,则a·b+b·c+a·c=________.
2.已知|a|=5,|b|=4,a与b的夹角θ=120°,则向量b在向量a方向上的投影为________.
-2
定义及性质 坐标表示
数量积 a·b=|a||b|cos θ a·b=x1x2+y1y2
模 |a|= |a|=____________
夹角 cos θ= cos θ=__________________
a⊥b的
充要条件 a·b=0 x1x2+y1y2=0
|a·b|与|a||b|
的关系 |a·b|≤|a||b|
(当且仅当a∥b时,等号成立) |x1x2+y1y2|≤___________________
二、平面向量数量积的运算律与性质
1.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为向量a,b的夹角.
已知向量a,b,c和实数λ,则
(1)交换律:a·b=________;
(2)结合律:(λa)·b=λ(a·b)=________;
(3)分配律:(a+b)·c=________.
b·a
a·c+b·c
a·(λb)
2.平面向量数量积的运算律
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.有关向量夹角的两个结论
(1)两个向量a与b的夹角为锐角,则有a·b>0,反之不成立(因为夹角为0时不成立);
(2)两个向量a与b的夹角为钝角,则有a·b<0,反之不成立(因为夹角为π时不成立).
常用结论
基础小测
1.(2020届安徽皖南八校上学期第一次联考)设a=(1,2),b=(x,1),且a⊥b,则|a+2b|=( )
A. B.4 C.5 D.5
C
2.在平面直角坐标系xOy中,已知四边形ABCD是平行四边形,=(1,-2), =(2,1),则· 等于( )
A.5 B.4 C.3 D.2
A
3.已知向量a=(-1,2),b=(m,1).若向量a+b与a垂直,则m=________.
7
a+b=(m-1,3).
因为a+b与a垂直,所以(a+b)·a=0,所以-(m-1)+2×3=0,解得m=7.
三、平面向量的应用
1.平面向量在三角函数中的应用主要体现在:
(1)当向量的坐标中含有三角函数的形式时,通常用向量共线或垂直或等式成立等,得到三角函数的关系式,然后求解;
(2)给出用三角函数表示的向量坐标,要求的是向量的模或者其他向量的表达形式,解题思路是经过向量的运算,利用正弦、余弦函数在定义域内的有界性求值域等.
2.平面向量在几何中的应用主要体现在:
(1)以几何为载体,求解几何图形中相关线段对应的向量间的夹角、数量积、模等问题;
(2)在几何图形中,部分条件以向量的形式呈现,求解相关的向量问题或几何问题.
1.设函数f(x)=a·b,其中向量a=(m,cos 2x),b=(1+sin 2x,1),且y=f(x)的图象经过点,则实数m=( )
A.1 B.2 C.3