内容正文:
人教A版高中数学必修第二册
广信数学组
6.2.4 向量的数量积(1)
1
学习目标
【教学目标】
1.通过功的模型,理解平面向量数量积的概念及其物理意义.
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.
在前面的课程中,我们学习了向量的线性运算,包括哪些?
向量的线性运算
向量的加法
向量的减法
向量的数乘运算
规定实数与向量的积是一个向量
长度:
方向:当时,与的方向相同;
当时,与的方向相反;
当时,
思考:那向量与向量可以相乘吗?结果是什么量?我们该怎么定义呢?
引入
思考: 物理中,有没有关于两个矢量相乘的背景?
思考: 功是一个标量,由力和位移两个向量来确定,能否把“功”看成两个“向量”相乘的结果呢?
在这里涉及到了两个向量的夹角,接下来我们就先来定义什么是两个向量的夹角
已知两个非零向量,,
如图,是平面上的任意一点,作 ,
,则叫做向量与的夹角.
注:1.向量的夹角可表示为<>;
特殊情况
θ
与同向
与垂直,记作
与反向
向量的夹角
2.向量夹角范围是.
2.说出下列两个向量的夹角的大小是多少?
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
练习:
已知两个非零向量与,它们的夹角为,我们把数量叫做向量与的数量积(或内积),记作,即.
注:1、规定:零向量与任一向量的数量积为0.
2、“”是一种运算符号,既不能省略,也不能用“×”代替.
向量的数量积
思考:对比向量的加减法,两个非零向量的数量积是向量还是数量?它与哪些量有关?数量积运算结果的符号由什么决定?
(3)向量的数量积是一个实数,可正、可负、可为0.
思考:如果,是否有,或?
不一定,还有可能
例9:已知,,与的夹角,求.
解:
例10:设,,求与的夹角
解:由,得
因为,所以
习惯上,我们称
为向量的夹角公式
课堂练习
问题:在计算所做的功的过程中,我们会先求力在物体运动方向上的分力,你能将其表示出来吗?
思考:,其中,你会联想到什么?
O
θ
M1
O
θ
M1
投影
探究
投影:
设,是两个非零向量,,,我们考虑如下的变换:过的起点和终点,分别作所在直线的垂线,垂足分别为
,得到,我们称上述变换为向量向向量投影,叫做向量在向量上的投影向量.
探究
投影向量的表达式
课堂练习
向量的数量积
向量的夹角
向量的数量积
定义
投影与投影向量
叫做向量
的夹角
(同起点)
课堂小结
$$