内容正文:
贵哥讲高中数学
第9讲 平面向量的数量积
本讲义整体上难度中等偏上,题目有一定的分层,题量略大!
1 概念
如果两个非零向量 ,它们的夹角为,我们把数量叫做与的数量积(或内积),记作:,即
2 投影
是非零向量,向量在向量上的投影:,它是一个实数,但不一定大于.
3 数量积的性质
设 是非零向量,它们的夹角是,是与方向相同的单位向量,则
(1) ,
(2) 当与同向时,;当与反向时,.
特殊地,.
4 运算法则
对于向量 和实数,有
(1) (2) (3) (
但是 不一定成立.
即向量的数量积满足交换律,分配率,但不满足结合律.
【题型1】 数量积的概念
【知识点解读】
如果两个非零向量 ,它们的夹角为,我们把数量叫做与的数量积(或内积),记作:,即
解释
(1) 如果一个物体在力的作用下产生位移,那么力所做的功;
(2) 规定:零向量与任一向量的数量积是;
(3) 若,那我们说与垂直,记作;
(4) 数量积是一个实数,不再是一个向量;
(5) 注意确定向量的夹角,其中与的夹角,而与的夹角.
【典题1】在正三角形△ABC中,AB=2,M,N分别为AB,AC的中点,则=( )
A. B. C. D.
【典题2】 已知,则与的夹角是 .
【巩固练习】
1. (★)若是边长为的等边三角形,则数量积 .
2. (★★)设单位向量与满足,则与的夹角为 .
【题型2】 数量积的性质
【知识点解读】
1 数量积的性质
设 是非零向量,它们的夹角是,是与方向相同的单位向量,则
(1) ,
(2) ,
(3) .( )
2 运算法则
对于向量 和实数,有
(1) (2) (3) (
但是 不一定成立.
(当向量,不共线时,向量与向量肯定不共线,那怎么可能相等呢)
即向量的数量积满足交换律,分配率,但不满足结合律.
【典题1】 已知平面向量,,且与的夹角为.
(1)求;(2)若与垂直,求的值.
【典题2】 已知平行四边形ABCD中,,AD=2,∠ABC=135°,若,,则λ=( )
A. B. C. D.
【巩固练习】
1. (★)已知向量满足,则 ( )
A.﹣1 B.2 C.15 D.19
2.(★★)已知向量满足的夹角为,则的值为( )
A. B. C. D.
3. (★★) 已知非零向量满足,,若,则实数的值为( )
A.9 B.10 C.11 D.-16
4. (★★)已知等边三角形ABC的边长为2,D,E分别是BC,AC的中点,则 ( )
A. B.﹣1 C. D.0
5. (★★★) 在△ABC中,AC=2,AB=3,∠A=60°,点P是△ABC的重心,则=( )
A.7 B.8 C. D.
6. (★★★)已知向量a,b满足,则 .
7. (★★★)在三角形中,若,,,为边的三等分点,则 .
8. (★★★)设是的垂心,且,则的值为 .
9. (★★★)如图,已知△ABC的外接圆O的半径为4,.
(1)求△ABC中AC边的长;(2)求.
【题型3】 向量的投影
【知识点解读】
1 投影
是非零向量,向量在向量上的投影:,它是一个实数,但不一定大于.
2 投影向量
是非零向量,向量在向量上的投影向量.
是与同向的单位向量.
【典题1】 已知,且与夹角,则在上的投影为
【典题2】已知,设的夹角为θ,当θ分别等于60°,135°时,求在上的投影向量,并图示其意义.
【巩固练习】
1. (★)若,则( )
A.
B.
C.
D.向量在向量上的投影向量与向量在向量上的投影向量必相等
2. (★★)已知向量满足,且,则向量在向量上的投影向量为( )
A.1 B. C. D.
3. (★)已知,则向量方向上的投影为__________.
4. (★★)已知为单位向量,且在方向上的投影为,则________.
【题型4】 与数量积有关的最值问题
【典题1】 已知动点是边长为的正方形的边上任意一点,是正方形的外接圆的一条动弦,且,则的取值范围是 .
【典题2】 已知向量满足,则的取值范围为 .
【巩固练习】
1. (★★) 如图,ABCD是边长2的正方形,P为半圆弧BC上的动点(含端点)则的取值范围为( )
A.[2,6] B.[2,3] C.[4,6] D.[4,8]
2. (★★★)如图,A