第5章 第3节 平面向量的数量积及综合应用(Word教参)-【优化指导】2024高考数学(文科)一轮复习高中总复习·第1轮(老教材 新高考)
知识梳理
1.向量的夹角
(1)定义:已知两个非零向量a和b,作=a,
=b,则∠AOB就是向量a与b的夹角.
(2)范围:设θ是向量a与b的夹角,则0°≤θ≤180°.
(3)共线与垂直:若θ=0°,则a与b同向;若θ=180°,则a与b反向;若θ=90°,则a与b垂直.
只有两个向量的起点重合时所对应的角才是两向量的夹角,如图所示,∠BAC不是与
的夹角,∠BAD才是
与
的夹角.
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|a||b|·cos_θ叫做a与b的数量积,记作a·b |
投影 | |a|cos_θ叫做向量a在b方向上的投影, |b|cos_θ叫做向量b在a方向上的投影 |
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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|b|cos_θ的乘积 |
3.向量数量积的性质及其坐标表示
已知两个非空向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),a,b的夹角为θ,则a·b=x1x2+y1y2,e是与b方向相同的单位向量.
性质 | 几何表示 | 坐标表示 |
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|特别的,当a,b同向时,a·b=|a|·|b|当a,b反向时,a·b=-|a||b| | |x1x2+y1y2|≤ |
a·e与e·a的 关系 | a·e=e·a=|a|cos θ | — |
向量平行与垂直的坐标公式不要记混.
4.平面向量数量积的运算律
(1)a·b=b·a(交换律).
(2)λa·b=λ(a·b)=a·(λb)(结合律).
(3)(a+b)·c=a·c+b·c(分配律).
学霸笔记
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;(3)a2+b2=0⇒a=b=0.
2.有关向量夹角的两个结论
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(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).
3.a⊥b⇔a·b=0是对非零向量而言的,若a=0,虽然a·b=0,但不能说a⊥b.
进阶诊断
1.判断正误
(1)向量在另一个向量方向上的投影为数量,而不是向量.( √ )
(2)两个向量的数量积是一个实数,向量的加、减、数乘运算的结果是向量.( √ )
(3)由a·b=0可得a=0或b=0.( × )
(4)(a·b)c=a(b·c).( × )
(5)两个向量的夹角的范围是.( × )
2.(2023·海南临高二中模拟)设a,b,c是任意的非零向量,则下列结论正确的是( )
A.0·a=0 B.a·b=b·c,则a=c
C.a·b=0⇒a=0或b=0 D.(a+b)·(a-b)=|a|2-|b|2
答案:D
3.(弄错两个向量的夹角致误)在△ABC中,a=5,b=8,C=60°,则·
的值为( )
A.20 B.-20
C.20 D.-20
B 解析:由题意〈,
〉=120°,
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