内容正文:
1.1 空间向量及其运算
1.1.2 空间向量的数量积运算
素养目标•定方向
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第一章 空间向量与立体几何
数学(选择性必修·第一册 RJA)
1.掌握空间向量夹角的概念及表示方法.(易混点)
2.掌握空间向量的数量积的定义、性质、运算律及计算方法.(重点)
3.了解投影向量的概念以及投影向量的意义.(难点)
4.能用向量的数量积解决立体几何问题.(难点)
1.通过学习空间向量的数量积运算,培养数学运算素养.
2.借助投影向量概念的学习,培养直观想象素养.
3.借助利用空间向量的数量积证明垂直关系、求夹角和距离运算,提升逻辑推理和数学运算素养.
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第一章 空间向量与立体几何
数学(选择性必修·第一册 RJA)
必备知识•探新知
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空间向量的夹角
知识点 1
∠AOB
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2.夹角的范围
同向共线
π
垂直
a⊥b
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数学(选择性必修·第一册 RJA)
思考1:对空间任意两个非零向量a,b,〈a,b〉,〈b,a〉,〈-a,-b〉有怎样的关系?
提示:〈a,b〉=〈b,a〉=〈-a,-b〉.
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数学(选择性必修·第一册 RJA)
做一做:如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,
π
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空间向量的数量积
知识点 2
定义 已知两个非零向量a,b,则|a||b|cos〈a,b〉叫做a,b的数量积,记作a·b.
即a·b=_____________________
规定:零向量与任何向量的数量积都为0
性质 ①a⊥b⇔______________
②a·a=a2=|a|2
运算律 ①(λa)·b=λ(a·b),λ∈R
②a·b=b·a(交换律)
③a·(b+c)=a·b+a·c(分配律)
|a||b|cos〈a,b〉
a·b=0
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思考2:若a,b,c为实数,则(a·b)·c=a·(b·c).是否可以由此类比得出,对于向量a,b,c,满足(a·b)·c=a·(b·c)?
提示:数量积的运算只满足交换律,分配律及数乘结合律,但不满足乘法结合律,即(a·b)·c不一定等于a·(b·c).这是由于(a·b)·c表示一个与c共线的向量,而a·(b·c)表示一个与a共线的向量,而c与a不一定共线.
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向量a的投影
知识点 3
1.向量a向向量b的投影
如图(1),在空间,向量a向向量b投影,由于它们是自由向量,因此可以先将它们平移到同一个平面α内,进而利用平面上向量的投影,得
到与向量b共线的向量c,c=_______________________,向量c称为向量a在向量b上的投影向量.类似地,可以将向量a向直线l投影(如图(2)).
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2.向量a向平面β投影
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数学(选择性必修·第一册 RJA)
做一做:判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)向量a在向量b上的投影向量与向量b的方向相同.( )
(2)向量a在直线l上的投影向量c与向量a-c垂直.( )
(3)向量a在平面β上的投影向量为c,则向量a所在直线与平面β所成的角为〈a,c〉.( )
×
√
√
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关键能力•攻重难
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1.(1)已知向量a和b的夹角为120°,且|a|=2,|b|=5,则(2a-b)·a等于( )
题型探究
题型一
求空间向量的数量积
D
A
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[规律方法] 求空间向量的数量积的步骤
(1)将各向量分解成已知模和夹角的向量的组合形式.
(2)利用向量的运算律将数量积展开,转化成已知模和夹角的向量的数量积.
(3)代入公式a·b=|a||b|cos a,b求解.
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(1