内容正文:
专题6.3 平面向量的数量积
【考纲要求】
1. 理解向量的数量积概念和基本性质,会用直角坐标计算向量的数量积.
2. 掌握两个向量垂直的条件,并会应用.
3. 利用向量的数量积求向量的模与夹角
【考向预测】
1. 平面向量数量积的运算
2. 利用数量积解决求模问题
3. 两向量的夹角和垂直问题
【本节内容结构】
【知识清单】
1.向量的夹角
两个非零向量a与b,过O点作=a,=b,则∠AOB叫做向量a与b的夹角;范围是 [0,π] .
a与b的夹角为 时,则a与b垂直,记作a⊥b.
2.平面向量的数量积
(1)定义:已知两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,则数量|a||b|cos θ叫做a与b的数量积(或内积),记作a·b,即a·b= |a||b|cos θ ,规定零向量与任一向量的数量积为0,即0·a=0.
(2)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.平面向量数量积的性质及其坐标表示
(1)设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ为向量a,b的夹角.
①数量积:a·b=|a||b|cos θ= x1x2+y1y2 .
②模:|a|== .
③设A(x1,y1),B(x2,y2),则A,B两点间的距离|AB|=||=.
④夹角:cos θ= =.
⑤已知两非零向量a与b,a⊥b⇔a·b=0⇔ x1x2+y1y2=0.
(2)平面向量数量积的运算律
①a·b=b·a(交换律).
②λa·b=λ(a·b)=a·(λb)(结合律).
③(a+b)·c=a·c+b·c(分配律).
【考点分类剖析】
考点一 平面向量的数量积运算
例1.已知|a|=2,|b|=3,a与b的夹角为120°,试求:
①a·b;
②(a+b)·(a-b);
③(2a-b)·(a+3b).
例2. 已知向量,,求:
(1);
(2);
(3).
例3. 已知a=(1,1),b=(2,5),c=(3,x),若(8a-b)·c=30,则x=( C )
A.6 B.5
C.4 D.3
【变式探究】1. 已知,,则( )
A.-3 B.-2 C.2 D.3
2. 已知向量与的夹角为60°,其中,,则( )
A.6 B.5 C.3 D.2
3.已知等边三角形ABC的边长为,则的值为( )
A. B. C. D.
考点二 利用数量积解决求模问题
例1.(1) 已知向量,,则( )
A.2 B.3 C.4 D.5
(2) 已知向量,则等于( )
A.2 B.3
C.3 D.5
例2. 设平面向量a=(1,2),b=(-2,y),若a∥b,则|3a+b|等于( A )
A. B.
C. D.
例3. 已知向量,,且,则( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【方法归纳】 1.利用数量积求解长度问题是数量积的重要应用,要掌握此类问题的处理方法:
(1)a=a·a=|a|2或|a|=.
(2)|a±b|==.
2.向量夹角公式cos〈a,b〉=的计算中涉及了向量运算和数量运算,计算时要区别进行的是向量运算还是数量运算.从而保证计算结果准确无误.
【变式探究】1.(1) 设,向量,,且,则 .
(2)已知向量a,b的夹角为120°,|a|=4,|b|=3,则|a-3b|=____.
2. 已知向量,,且,则( )
A.5 B. C.10 D.
考点三 两向量的夹角和垂直问题
例1. 已知,,,则与的夹角是( )
A. B. C. D.
例2 .已知向量,则向量与夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.1
例3. 已知向量,,若,则( )
A.0或2 B.2 C.0或 D.
例4.已知向量,.
(1)求向量与夹角的余弦值;
(2)若向量与互相垂直,求的值.
【方法归纳】 1.求向量夹角的方法
求出a·b,|a|,|b|,代入公式cos θ=求解.
2.要注意夹角θ的范围θ∈[0,π],当cos θ>0时,θ∈;当cos θ<0时,θ∈,当cos θ=0时,θ=.
3.当两向量垂直时,利用a·b=0列方程(组)可求未知数.
【变式探究】1. 已知向量,则向量的夹角的余弦值为 .
2. 已知,且, 则的值为( )
A. B.3 C. D.9
3. 已知向量,满足,,且,则 .
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专题6.3 平面向量的数量积
【考纲要求】
1. 理解向量的数量积概念和基本性质,会用直角坐标计算向量的数量积.
2. 掌握两个向量垂直的条件,并会应用.
3. 利用向量的数量积求