内容正文:
6.2.4 向量的数量积
第 1 课时 平面向量的数量积(强基课—梯度进阶式教学)
课时目标
1.通过物理中功等实例,理解平面向量数量积的概念及其物理意义,会计算平面向量的数量积.
2.通过几何直观了解平面向量投影的概念以及投影向量的意义,会求投影向量.
1
2
目
录
课前环节/预知教材·自主落实主干基础
课堂环节/题点研究·迁移应用融会贯通
2
1.向量的夹角
非零
∠AOB
续表
[0,π]
同向
垂直
反向
2.平面向量数量积的定义
定义 已知两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,我们把数量__________叫做向量a与b的数量积(或内积)
记法 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____
|a||b|cos θ
0
|a|cos θ
a·b=0
|a||b|
-|a||b|
|a|2
|a||b|
题型(一) 求向量的夹角
[方法技巧]
求两个向量夹角的关键是利用平移的方法使两个向量起点重合,作两个向量的夹角,按照“一作二证三算”的步骤求出.
题型(二) 求向量的数量积
[答案] (1)B (2)D
[方法技巧]
向量数量积的求法
求两个向量的数量积,首先确定两个向量的模及向量的夹角,其中准确求出两个向量的夹角是求数量积的关键.
答案:D
题型(三) 投影向量
[变式拓展]
本例改为求b在a上的投影向量.
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条件
两个_____向量a和b
产生过程
作向量=a,=b,则_______=θ(0≤θ≤π)叫做向量a与b的夹角(a,b的夹角也记作〈a,b〉)
范围
______
特殊情况
θ=0
a与b______
θ=
a与b______,记作a⊥b
θ=π
a与b______
3.投影向量
如图,设a,b是两个非零向量,=a,=b,过的起点A和终点B,分别作所在直线的垂线,垂足分别为A1,B1,得到,我们称上述变换为向量a向向量b投影,叫做向量a在向量b上的投影向量.一般地,若向量a,b的夹角为θ,则向量a在向量b上的投
影向量为___________或___________.
|a|·cos θ
·
4.数量积的性质
设a,b是非零向量,它们的夹角是θ,e是与b方向相同的单位向量,则
(1)a·e=e·a=__________.
(2)a⊥b⇔__________.
(3)当a,b同向时,a·b=__________;当a,b反向时,a·b=__________.特别地,a·a=______或|a|=_______.
(4)|a·b|≤________.
微点助解
(1)向量a在b上的投影向量为|a|cos θ e(其中e为与b同向的单位向量),它是一个向量,且与b共线,其方向由向量a和b夹角θ的余弦值决定.
(2)向量a在b上的投影向量可表示为·.
(3)a在b上的投影向量与b在a上的投影向量不同,即向量b在a上的投影向量可表示为|b|cos θ.
[基点训练]
1.(多选)在锐角三角形ABC中,下列说法正确的是 ( )
A.与的夹角是钝角
B.与的夹角是锐角
C.与的夹角是钝角
D.与的夹角是锐角
答案:AB
2.若向量a,b满足|a|=|b|=1,a与b的夹角为60°,则a·b等于 ( )
A. B. C.1+ D.2
答案:A
解析:a·b=|a||b|cos 60°=.
3.已知|a|=3,|b|=4,a·b=-6,则向量a与b的夹角为 ( )
A. B. C. D.
答案:B
解析:设向量a与b的夹角为θ,θ∈[0,π],因为cos θ===-,所以θ=.
4.已知|a|=4,e为单位向量,它们的夹角为,则a在e上的投影向量是________.
答案:-2e
解析:a在e上的投影向量是|a|cose=4×e=-2e.
[典例1] 已知|a|=|b|=2,且a与b的夹角为60°,则a+b与a的夹角是多少?a-b与a的夹角又是多少?
[解] 如图所示,作=a,=b,且∠AOB=60°,
以,为邻边作平行四边形OACB,
则=a+b,=a-b.
因为|a|=|b|=2,所以平行四边形OACB是菱形.
又∠AOB=60°,
所以与的夹角为30°,与的夹为60°.
即a+b与a的夹角是30°,a-b与a的夹角是60°.
[针对训练]
1.在△ABC中,∠C=90°,BC=AB,则与的夹角是 ( )
A.30° B.60°
C.120° D.150°
答案:C
解析:如图,作向量=,则∠BAD是与的夹角.在△ABC中,因为∠ACB=90°,BC=AB,所以∠ABC=