内容正文:
平面向量及其应用
第六章
6.2 平面向量的运算
6.2.4 向量的数量积
必备知识·基础落实
关键能力·素养提升
随堂检测·学以致用
课时作业·自测反思
[学习目标]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(重难点).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.3.会用数量
积判断两个平面向量的垂直关系(重点).4.发展数学抽象、数学
运算和逻辑推理的核心素养.
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数学 必修 第二册
必备知识·基础落实
要点一 向量的数量积
1.向量的夹角
条件 已知两个 向量a,b,O是平面上的任意一点
产生
过程 作=a,=b,则 叫做向量a与b的夹
角
范围 0≤θ ≤π
特殊
情况 θ=0 a与b
θ= a与b ,记作a⊥b
θ=π a与b
非零
∠AOB=θ
同向
垂直
反向
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2.向量的数量积的定义
已知两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,我们把数量|a||
b|cos θ 叫做向量a与b的 (或 ),记作
a·b,即 .规定:零向量与任一向量的数
量积为 .
3.向量的数量积的物理背景
如果一个物体在力F的作用下产生位移s,那么力F所做
的 W就等于力F与位移s的数量积,即
,其中θ是F与s的夹角.
数量积
内积
a·b=|a||b|cos θ
0
功
W=F·s=|F|
|s|cos θ
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思考:(1)向量的数量积运算结果和向量的线性运算结果有什
么区别?
提示 (1)向量的数量积的运算结果是数量,只有大小,没有
方向;向量的线性运算结果是向量,既有大小又有方向.
(2)可以把“a·b”写成“ab”或“a×b”吗?
提示 (2)不可以,数量积是两个向量之间的乘法,在书写
时,一定要严格,必须写成“a·b”的形式.
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要点二 投影与投影向量
1.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.
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2.如图,在平面内任取一点O,作=a,=b,过点M作
直线ON的垂线,垂足为M1,则就是向量a在向量b上的
投影向量.
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3.(1)设与b方向相同的单位向量为e,a与b的夹角为θ,那么向
量a在向量b上的投影向量与e,a,θ之间的关系为:对于任
意的θ∈[0,π],都有= .
(2)|a|cos θ(|b|cos θ)为向量a在b上(b在a上)的投影
的数量.
|a|cos θ e
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要点三 向量数量积的性质和运算律
1.向量数量积的性质
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=|a|cos θ.
(2)a⊥b ⇔ .
(3)当a与b同向时,a·b= ;当a与b反向时,
a·b= .特别地,a·a=|a|2或|a|==
.
(4)cos θ= .
(5)|a·b|≤|a||b|.
a·b=0
|a||b|
-|a||b|
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