内容正文:
必修第三册
数学B
(2):BC与AC的夹角为G0°,
3.解析:由投影数量的概念知:
.BC.AC=IBCIAClcos 60=1X1X=
a·cos(a,b=3Xcos45°=3,y2
2
变式训练
4.解析:由题意,得AB=4,BC=4,CA=42、
答案3
所以AB·BC=4X4Xcos90°=0,BC·CA=4X42×
课堂互动学案
cos135°=-16,CA·AB=42×4×cos135°=-16.
[例1][解](1)a·b=a1bcos0=5×4×cos120°=
答案:0-16-16
-10:
随堂步步夯实
(2)a在b上的投影数量为a·cos0=a:p=-10-
b
L.A[向量一a与一b的夹角和a与b的夹角相等,
为60°.]
2.A[a:b=2X2Xc0s至=2E,故选A.]
变式训练
1.解析:向量a,b的夹角0=60°,
3.解析:易知AB2=|BC2+CA12,
故b在a方向上的投影的数量为|bcos0=2cos60°=2X
C-90.cosB
..cos(AB.BC)=cos(180"-B)
答案:1
[例2][解]:1la-|bl|≤a-b≤1a+lbl,
∴.1≤a-b≤7,
:AB.B元=1AB1·1B元1cos(180°-B)=13X5×
即a一b的取值范图是[1,7门.
(()-26
变式训练
2.A[设a,b的夹角为0,
答案:-25
因为a·b=4b1cos0≥10,
4.解:(1)a∥b,若a与b同向,则0=0°,所以a·b=ab
·c0s0°=4×5×1=20:
所以1b≥1识司≥营
若a与b反向,则0=180°,所以a·b=|a·bcos180
由向量形式的三角不等式得,
=4×5×(-1)=-20.
a-2b1≥a-2b1=12b-41≥2,号-4=1.]
(2)当aLb时,0=90°,
所以a·b=|a|bcos90°=0.
[例3][解]如图,连接AD,因为AB
(3)当a与b的夹角为30°时,a·b=a|bcos30°=4×5
=AC=4,∠BAC=90°,所以∠ABC
×910,原
是等腰直角三角形.又D是边BC的
中点,所以AD⊥BC,∠ABD=45,所
第2课时向量的投影与向量数量积的几何意义
以BD=22.
课前预习学案
延长AB到E,则AB与BD的夹角为∠DBE=180°-45
情境引入
=135
提示:是向量
(1)AB在BD方向上的投影的数量为|ABc0s135°=4X
知识梳理
知识点一、(1)向量AB(2)相同
|acos(a,b)0相反
(
=-22
-acos(a,b》
(2)BD在AB方向上的投影的数量为1BD1cOs135°=2,√②
知识点二、acos(a.b)数量非负数负数|acos(a,
b)a在向量b上的投影的数量
×(
=-2.
[思考
变式训练
提示:b在a方向上的投影|b·co50是个实数,可以是
3.D[向量b与a方向上的投影数量为|bcos9=4Xcos
正值,也可以是零或负值,因为它取决于两向量夹角的
大小
120°=-2.]
预习自测
随堂步步夯实
1.B [.lalcos(a,b)=2.Iblcos(a,b)=1,a.b=4=lall
1.A[根据投影数量的定义,设a,b的夹角为0,可得向量
bcos(a.b).
a在b方向上的投影数量是acos0=aP=一4,故
b
.a=4,b=2,
选A.]
iosa,b》-8i治-2
41
2.B[设a与b的夹角为0,
lalcos 0=2.
(a,b)=号,故选B]
.a·b=a bcos0=4×2=8.]
2.解析:b·a=a·b·cos0=5×6=30.
3.解析:由投影数量的定义知
答案:30
b·cos0=8×c0s60°=4.
·112·
参考答案
4.解析:由题意AB1·cos(AB,AC)=4Xcos60°=4×
代入①式得4+2a·b+9=16,即2a·b=3.
又,(a-b)2=a2-2a·b+b2=4-3+9=10.
=2.
∴.a-b=1o.
答案:2
变式训练
5.解:a在e方向上的投影的数量为acos0.
当0=60时a在e方向上的投影的数量为acos60°=3:
2.解:由已知,ab=4×8×(-2)=-16,
当0=90时,a在e方向上的投影的数量为acos90=0:
(1):|a+b12=a2+2a·b+b2
当0=120时,a在e方向上的投影的数量为acos120=一3.
=16+2×(-16)+64=48,
8.1.2向量数量积的运算律
∴.la+b=45.
课前预习学案
(2)14a-2b12=16a2-16a·b+4b2
情境引入
=16×16-16×(-16)+4×64=3×162
提示:a·b=b·a
∴.4a-2b=163.
(a)b=a·(b)=A(a·b)
[例3][解]由已知条件得
知识梳理
(a+3b)·(7a-5b)=0,
知识点一,a·c+b·ca·c-b·c
{(a-4b)·(7a-2b)=0.
知识点二,a2+2a·b+b2a2-2a·b+b2a2-b2a2+
p7a+16a·b-156-0
①
b2+e2+2a·b+2b·c+2c·a
{7a2-30a·b+8b2=0
②
②-①得23b2-46a·b=0,
[思考]
∴.2a·b=b2,代入①得a2=b2,.1a=|b,
L,提示:不满足.因为在向量数量积的运算中,若a·b=a·
c(a≠0),则表示向量c,b在向量a方向上的投影相等,并
a·b
不能说明b=c.
".cos 0=-
a1bb122
2.提示:向量的数量积运算不满足乘法结合律,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
0e[0,小0=
线的向量,而a(b·c)表示一个与a共线的向量,而c与a
变式训练
不一定共线
3解:a+b)1(a-2)
预习自测
1.B[:(a+b)⊥(a-b),∴.(a+b)·(a-b)=0,∴.la8
a+b:(a-2)-o
-1b2=0..a=b.]
2.B[,|a-4b2=a2-8a·b+16b
即a2-3a
-a·h-8=0,
=22-8×2×1×cos60°+16×12=12,
,a2=a2=4,b2=b2=1,
∴.a-4b1=2w5.]
4-3os0-吾=0.∴cos0=2
3.解析::(a+b)·a=a2+a·b=0,∴.a·b=-a2=-1,
又0∈[0,x].
设a与b的夹角为0,
a与b的夫角0为行
六cos0=ab1X2芝,
[例4幻[解]由向量2e1+7e2与e1+e2的夹角0为钝
又0e[0…0-8
角:得m-+00
答案
.(2te1+7ee)·(e1+te2)<0.
课堂互动学案
化简得22+15十7<0,解得-7<1<-
[例1][解](1)(2a-b)·(a+3b)=2a2+5a·b-3b
当夹角0为r时,也有(2e1+7e2)·(e1+e2)<0,但此时
=2a2+5alb1cos120°-3b12-8-15-27=-34.
夹角不是纯角。
(2A正.B成=(D+A)·(市-A=A市-专
设21e1+7e2=A(e1+1e2).入<0,
2t=:
-14,
恋--1-×4-×2x1x=-
则7=1,
√4故实数【的取值范国是
A<0,
2
变式训练
1.C[:AC.AB=AC1AB·cos∠A
〔-(》
A·A-2A2=2×6=18
变式训练
4.解:(1)a+b+c=0,
选C]
..a+b=-c...a+bl=lcl,
[例2][解]由已知,la+b=4.∴.a+b12=4,
.(a+b)2=c2,即a2+2a·b+b2=c2.
a2+2a·b+b=16
①
∴a…b=c2-a2-b
2
a=2.b=3,
∴.a2=a2=4,b2=b2=9,
-lc12-a2-b12_49-9-25_
2
2
2
·113·(2)已知向量a,b满足|a|=1,|b|=4,且ab=2,
则a与b的夹角θ= ( )
A.π6 B.
π
4
C.π3 D.
π
2
[思路点拨] 求向量的夹角的关键是计算ab
及|a||b|,在此基础上结合数量积的定义或性质
计算cosθ= a
b
|a||b|
,最后借助θ∈[0,π],求出θ
值.
(1)求两个向量夹角的关键是利用平移的方法使
两个向量起点重合,作两个向量的夹角,按照“一
作二证三算”的步骤求出.
(2)特别地,a与b的夹角为θ,λ1a与λ2b(λ1,λ2 是
非零常数)的夹角为θ0,当λ1λ2<0时,θ0=180°-
θ;当λ1λ2>0时,θ0=θ.
[变式训练]
3.已知|a|=9,|b|=6 2,ab=-54,则a与b 的
夹角θ为 ( )
A.45° B.135° C.120° D.150°
几何图形中数量积的计算
[例4] 已知正三角形ABC的边长为1,求:
(1)AB→AC→;(2)BC→AC→.
[思路点拨] 正确区分向量的夹角与三角形内角
的异同.
若已知向量的模及其夹角,则直接利用公式ab
=|a||b|cosθ.
运用此法计算数量积的关键是确定两个向量的夹
角,条件是两向量的始点必须重合,否则,要通过
平移使两向量符合以上条件.
[变式训练]
4.在等腰直角三角形ABC 中,AB=BC=4,则AB→
BC→= ,BC→CA→= ,CA→AB→=
.
1.若向量a与b的夹角为60°,则向量-a与-b的夹
角是 ( )
A.60° B.120° C.30° D.150°
2.已知|a|=2,|b|=2,a与b的夹角为π4
,则ab=
( )
A.2 2 B.2 C.2 D.3
3.在△ABC中,|AB→|=13,|BC→|=5,|CA→|=12,则
AB→BC→的值是 .
4.已知|a|=4,|b|=5,当(1)a∥b,(2)a⊥b,(3)a与
b的夹角为30°时,分别求a与b的数量积.
学习至此,请完成配套训练
第2课时 向量的投影与向量数量积的几何意义
课程标准 素养解读
1.掌握数量的定义,理解平面向量数量积的几何意义
2.理解投影的概念
通过学习平面向量数量积的几何意义及投影,
重点培养学生的数学抽象和数学运算素养
[情境引入]
投影是构建高维和低维空间联系的桥梁,体现数
学本质.
向量在直线l上的投影还是向量吗?
85
必修第三册 数学B
[知识梳理]
[知识点一] 投影的概念
(1)如图所示,设非零向量AB→=a,过A,B 分别作直
线l的垂线,垂足分别为A′,B′,则称 为
向量a在直线l上的投影向量或投影.
类似地,给定平面上的一个非零向量b,设b所在
的直线为l,则a在直线l上的投影称为a 在向量
b上的投影.如图中,向量a在向量b 上的投影为
A′B′→.可以看出,一个向量在一个非零向量上的投
影,一定与这个非零向量共线,但它们的方向既有
可能相同,也有可能相反.
(2)如图①②③所示.
①当‹a,b›<π2
时,A′B′→的方向与b的方向 ,
而且|A′B′→|= ;
②当‹a,b›=π2
时,A′B′→为零向量,即|A′B′→|=
;
③当‹a,b›>π2
时,A′B′→的方向与b的方向 ,
而且|A′B′→|= .
[知识点二] 数量积的几何意义
一般地,如果a,b都是非零向量,则称
为向量a在向量b上的投影的 ,投影的数
量与投影的长度有关,但是投影的数量既可能是
,也可能是 .
因为ab=|a||b|cos‹a,b›= |b|,所
以两个非零向量a,b的数量积ab,等于
与b的模的乘积,这就是两个向量数量
积的几何意义.
特别地,当e为单位向量时,因为|e|=1,所以ae
=|a|cos‹a,e›,
即任意向量与单位向量的数量积,等于这个向量在
单位向量e上的投影的数量.
b在a 方向上的投影数量一定是正数吗?
[预习自测]
1.设ab=4,若a在b 方向上的投影为2,且b在a
方向上的投影为1,则a与b的夹角等于 ( )
A.π6 B.
π
3
C.π3 D.
π
3
或2π
3
2.已知|a|=5,b 在a 上的投影数量为6,则ba
= .
3.若|a|=3,|b|=5且‹a,b›=45°,则a在b 上的投
影的数量为 .
向量数量积的几何意义
[例1] 已知|a|=5,|b|=4,a与b的夹角θ=120°.
(1)求ab;
(2)求a在b上的投影的数量.
[思路点拨] 利用投影的定义求解.
任意的非零向量a在另一非零向量b上的投影数
量等于|a|cosθ(θ为向量a,b的夹角),即该投影
数量与b的模无关,故任意的非零向量在单位向
量上的投影数量与该单位向量的模无关.
[变式训练]
1.已知向量a,b满足|b|=2,a与b 的夹角为60°,则
b在a 方向上的投影数量是 .
与向量的模有关的问题
[例2] 已知|a|=3,|b|=4,求|a-b|的取值范围.
[思路点拨] |a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|.
运用向量不等式||a|-|b||≤|a-b|≤|a|+|b|,注
意等号成立的条件.
95
第八章 向量的数量积与三角恒等变换
[变式训练]
2.已知向量a,b满足|a|=4,|ab|≥10,则|a-2b|
的最小值是 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
投影问题
[例3] 如图,在△ABC 中,AB=AC
=4,∠BAC=90,D 是边BC 的中
点,求:
(1)AB→在BD→方向上的投影的数量;
(2)BD→的AB→方向上的投影的数量.
[思路点拨] 注意a在b 方向上的投影与b 在a
方向上的投影的区别.
求投影数量有两种方法
(1)b在a 方向上的投影数量为|b|cosθ(θ为a,b
的夹角),a在b方向上的投影数量为|a|cosθ.
(2)b在a 方向上的投影数量为a
b
|a|
,a在b 方向
上的投影数量为ab
|b|.
[变式训练]
3.已知|a|=8,|b|=4,a与b 的夹角为120°,则向量
b在a 方向上的投影数量为 ( )
A.4 B.-4 C.2 D.-2
1.已知|a|=6,|b|=3,ab=-12,则向量a在向量
b方向上的投影数量是 ( )
A.-4 B.4 C.-2 D.2
2.已知|b|=4,a在b方向上的投影数量为2,则ab
的值为 ( )
A.7 B.8 C.9 D.6
3.已知|a|=6,|b|=8,且‹a,b›=60°,则b在a 方向
上的投影数量为 .
4.已知△ABC是边长为4的等边三角形,则AB→在AC→
上的投影数量为 .
5.已知|a|=6,e为单位向量,当它们之间的夹角θ分
别等于60°,90°,120°时,求出a在e方向上的投影
的数量.
学习至此,请完成配套训练
8.1.2 向量数量积的运算律
课程标准 素养解读
1.掌握平面向量数量积的运算律及常用的公式
2.会利用向量数量积的有关运算律进行计算或证明
通过引入平面向量数量积的运算律,体会数学
抽象及数学运算素养的生成过程
06
必修第三册 数学B