内容正文:
6.2.4 平面向量的数量积(第一课时)
年 级:高一 学 科:数学(人教A版)
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整体统摄,明确思路
向量的加法、减法和数乘运算,我们把这些运算统称为向量的线性运算.
问题1:我们是如何研究这些运算的呢?
问题2:向量及其线性运算有明确的物理背景,在所学的物理知识中,哪个概念可以作为“向量乘法(两向量相乘)”的物理背景呢?
2
背景
定义
性质
应用
功的概念:如果一个物体在力F的作用下产生位移s ,那么力F所做的功 ,其中 是F与s的夹角.
追问1:在功的定义中涉及哪些要素呢?
力、位移、夹角
向量 积
数量
揭示背景,引出概念
3
向量夹角的定义
B
0
A
平面向量数量积定义
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(也叫内积),记作 ,即
【规定】零向量与任一向量的数量积为0
【注意】
“ · ”不能省略,也不能写成“×”
思考:对比向量的线性运算,数量积的运算结果有什么不同?
类比迁移,形成概念
追问2:向量的数量积是一个数量,那么它什么时候为正,什么时候为负?
例1 已知
解:
例2
解:
由 ,得
∵ ∴ .
知三求一
初步应用,例题选讲
A
0
B
图1
问题3:对于任意两个向量,如图,如何得到一个向量向另一个向量的投影向量?
图2
探究思考,得到概念
设 是两个非零向量, ,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 ,我们称这种变换为向量 向向量 投影, 叫做向量 在向量 上的投影向量.
我们可以在平面内任取一点O,作 .过点M作直线ON 的垂线,垂足为 ,则 就是向量 在向量 上的投影向量
探究 如图,设与 方向相同的单位向量为 , 与 的夹角为θ,那么 与 , ,θ之间有怎样的关系?
显然 与 共线,于是
所以
当θ为锐角时,与 方向相同,
当θ=0时,λ= ,
当θ为直角时,λ= ,
所以
当θ为钝角时,与 方向相反,
当θ= 时,λ= ,所以
综上可知,对任意的 都有:
探究:两个非零向量相互平行或垂直时,投影向量具有特殊性,你能得出向量的数量积的特殊性质吗?
问题6:给出了数量积的定义后,接下来要研究什么?你认为可以如何开展研究?
追问1:你认为应该怎样入手研究几何性质?你能得出哪些几何性质?
深化定义,探究性质
追问2:回顾上面研究性质的过程,你能说说研究一种向量运算的几何性质时所采用的思想方法吗?
探究思考,得到概念
数量积的性质
反思小结,构建网络
问题7:请你带着下面的问题,对本节课进行总结
(1)你能归纳课我们是如何研究向量的数量积运算的吗?
(2)你认为定义向量的数量积时,应注意哪些问题?
(3)你认为我们可以利用投影向量解决怎样的问题?
(4)向量数量积的性质要研究的问题是什么?我们是如何发现数量积的几何性质的?
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反思小结,构建网络
封闭性运算
非封闭性运算
研究路径
知识技能
思想方法
数形结合——
类比归纳
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平面向量的运算
线性运算
加、减法运算
数乘运算
数量积运算
背景
定义
性质
应用
$$