9.3.2 第2课时 向量数量积的坐标表示-【优学精讲】2024-2025学年高中数学必修第二册教用课件(苏教版)
2026-01-23
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 高中数学苏教版必修 第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 9.3.2 向量坐标表示与运算 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 2.38 MB |
| 发布时间 | 2026-01-23 |
| 更新时间 | 2026-01-23 |
| 作者 | 拾光树文化 |
| 品牌系列 | 优学精讲·高中同步 |
| 审核时间 | 2026-01-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56089740.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中数学课件聚焦向量数量积的坐标表示,涵盖坐标计算公式、模长、夹角及垂直条件等核心知识点。课堂通过“已知向量坐标如何表示数量积与垂直”的问题情境导入,衔接向量数量积定义,搭建从抽象定义到坐标运算的学习支架。
其亮点在于以新课标核心素养为导向,通过典型例题多解法(如例1两种算法)、母题探究变式训练,强化数学抽象与数学运算能力。通性通法总结(如向量模的两种策略)帮助学生构建知识体系,助力教师高效教学,提升学生解题思维与应用能力。
内容正文:
第2课时
向量数量积的坐标表示
新课程标准解读 核心素养
1.能用坐标表示平面向量的数量积,会表示两个
平面向量的夹角 数学抽象
2.能用坐标表示平面向量垂直的条件 数学运算
目录
基础知识·重落实
01
典型例题·精研析
02
知能演练·扣课标
03
基础知识·重落实
01
课前预习 必备知识梳理
目录
目录
已知两个向量a=(x1,y1),b=(x2,y2).
【问题】 (1)如何用a,b的坐标来表示它们的数量积a·b?
(2)a⊥b如何用坐标来表示?
目录
数学·必修第二册 (SJ)
知识点 向量数量积的坐标表示
1. 向量数量积的坐标计算公式
已知a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a·b= .
2. 向量长度(模)的坐标计算公式
(1)设a=(x,y),则a2= ,即|a|
= ;
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),则| |
= .
x1x2+y1y2
x2+y2
目录
数学·必修第二册 (SJ)
3. 向量夹角的坐标计算公式
设两个非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),它们的夹角为
θ,则 cos θ= = .
4. 向量垂直的充要条件
若a⊥b,则x1x2+y1y2=0;若x1x2+y1y2=0,则a⊥b.即
a⊥b⇔ .
x1x2+y1y2=0
目录
数学·必修第二册 (SJ)
1. (多选)下列结果中正确的是( )
A. 若a=(1,0),b=(0,2),则a⊥b
B. 若a=(1,2),b=(-1,-2),则a=b
C. 若a=(1,2),b=(-1,-2),则|a|=|b|
D. 若a=(1,2),b=(0,1),则|a+2b|=4
解析: 对于A,a·b=0,则a⊥b,故A正确;对于B,a=
-b,故B错误;对于C,|a|= ,|b|= ,故C正确;
对于D,a+2b=(1,4),|a+2b|= ,故D错误.故选
A、C.
√
√
目录
数学·必修第二册 (SJ)
2. 已知a=(-2,4),b=(1,2),则a·b=( )
A. 0 B. 10
C. 6 D. -10
解析: 由题意知,a·b=(-2)×1+4×2=6.故选C.
√
目录
数学·必修第二册 (SJ)
3. (2024·宿迁宿豫中学月考)已知向量a=(-3,1),b=(1,
-2),则向量a与b夹角的大小为 .
解析:由题意得, cos <a,b>= = =-
,又因为0≤<a,b>≤π,所以<a,b>= .
目录
数学·必修第二册 (SJ)
典型例题·精研析
02
课堂互动 关键能力提升
目录
目录
题型一 向量数量积的坐标运算
【例1】 (链接教科书第35页例1)已知向量a=(-1,2),b=
(3,2).
(1)求a·(a-b);
解: 法一 因为a=(-1,2),b=(3,2),
所以a-b=(-4,0).
所以a·(a-b)=(-1,2)·(-4,0)=(-1)×(-
4)+2×0=4.
法二 a·(a-b)=a2-a·b=(-1)2+22-[(-1)×3+2×2]
=4.
目录
数学·必修第二册 (SJ)
(2)求(a+b)·(2a-b).
解:因为a+b=(-1,2)+(3,2)=(2,4),
2a-b=2(-1,2)-(3,2)=(-2,4)-(3,2)=(-5,
2),
所以(a+b)·(2a-b)=(2,4)·(-5,2)=2×(-5)+
4×2=-2.
目录
数学·必修第二册 (SJ)
通性通法
向量数量积坐标运算的方法
进行向量的数量积运算,前提是牢记有关的运算法则和运算性
质.解题时通常有三种途径:一是先将各向量用坐标表示,直接进行
数量积运算;二是先利用数量积的运算律将原式展开,再依据已知计
算;三是若题中涉及图形,则要充分利用向量终点坐标与起点坐标之
差求出向量的坐标,再由向量坐标求得数量积.
目录
数学·必修第二册 (SJ)
【跟踪训练】
1. (2024·无锡月考)已知a=(1,1),b=(2,5),c=(3,
x),若(8a-b)·c=30,则x=( )
A. 6 B. 5
C. 4 D. 3
解析: 由题意可得,8a-b=(6,3),又(8a-b)·c=
30,c=(3,x),所以18+3x=30,解得x=4.
√
目录
数学·必修第二册 (SJ)
2. 已知正方形ABCD的边长为2,E为CD的中点,点F在AD上,
=2 ,则 · = .
解析:建立平面直角坐标系如图所示,则A
(0,2),E(2,1),D(2,2),B(0,
0),C(2,0),因为 =2 ,所以F
( ,2).所以 =(2,1), =( ,2)
-(2,0)=(- ,2),所以 · =(2,
1)·(- ,2)=2×(- )+1×2= .
目录
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题型二 向量的模、夹角、垂直问题
【例2】 (链接教科书第35页例2)已知点A(1, 0), B(3,
1),C(4, -1),若a= ,b= .求:
(1)|a-2b|;
解: 由题意,得a= =(2, 1),b= =(3, -1),
因为a-2b=(2, 1)-2(3, -1)=(-4, 3),
所以|a-2b|= =5.
目录
数学·必修第二册 (SJ)
(2)∠BAC的大小;
解: a与b的夹角为∠BAC,
因为a·b=2×3+1×(-1)=5, |a|= , |b|=
,
所以 cos ∠BAC= = = .
又∠BAC∈[0,π],所以∠BAC= .
目录
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(3)B到直线AC的距离;
解: B到AC距离为| | sin ∠BAC= | | sin =
· = .
目录
数学·必修第二册 (SJ)
(4)若(λa-b)⊥(a-2b),求λ的值.
解: λa-b=(2λ-3, λ+1),a-2b=(-4,3),
因为(λa-b)⊥(a-2b),
所以(λa-b)·(a-2b)=0.
即-4(2λ-3)+3(λ+1)=0,
解得λ=3.
目录
数学·必修第二册 (SJ)
【母题探究】
1. (变设问)若本例条件不变,试求a+b与a-b的夹角θ的余弦
值.
解:因为a+b= + =(5,0),a-b= - =(-
1,2),
所以(a+b)·(a-b)=5×(-1)+0×2=-5,又|a+
b|=5,|a-b|= ,
故 cos θ= = =- .
目录
数学·必修第二册 (SJ)
解: =(-4,2), =(-3,k+1), =(1,k-
1),
若∠A=90°,则 ⊥ ,则 · =(-4)×(-3)+2×
(k+1)=0,解得k=-7;
若∠B=90°,则 ⊥ ,则 · =(-4)×1+2×(k-
1)=0,解得k=3;
若∠C=90°,则 ⊥ ,则 · =(-3)×1+(k+1)
×(k-1)=0,解得k=±2.
所以k的值为-7或3或±2.
2. (变条件,变设问)若本例中的条件改为“已知点A(5, -
1), B(1,1),C(2, k),设k为实数,△ABC为直角三角
形”,试求k的值.
目录
数学·必修第二册 (SJ)
通性通法
1. 求向量的模的两种基本策略
(1)字母表示下的运算:利用|a|2=a2,将向量模的运算转化
为向量与向量的数量积的问题;
(2)坐标表示下的运算:若a=(x,y),则a·a=a2=|a|2
=x2+y2,于是有|a|= .
目录
数学·必修第二册 (SJ)
2. 解决向量夹角问题的方法及注意事项
(1)求解方法:由 cos θ= = 直接求出
cos θ;
(2)注意事项:利用三角函数值 cos θ求θ的值时,应注意角θ
的取值范围是0°≤θ≤180°.利用 cos θ= 判断θ
的值时,要注意 cos θ<0时,有两种情况:一是θ是钝角,
二是θ为180°; cos θ>0时,也有两种情况:一是θ是锐
角,二是θ为0°.
目录
数学·必修第二册 (SJ)
【跟踪训练】
1. 已知向量a=(2,1),a·b=10,|a+b|=5 ,则|b|=
( )
A. B.
C. 5 D. 25
解析: ∵a=(2,1),∴a2=5,又|a+b|=5 ,
∴(a+b)2=50,即a2+2a·b+b2=50,∴5+2×10+b2=50,
∴b2=25,∴|b|=5.故选C.
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目录
数学·必修第二册 (SJ)
2. (2024·扬州邗江一中月考)已知向量a=(-1,2),b=(x,
2),且a与b夹角的余弦值为 ,则x= .
解析:∵a·b=-x+4,|a|= = ,|b|=
= ,∴ cos <a,b>= =
= ,显然x<4,则x2+10x-11=0,解得x=1或x=-11.
1或-11
目录
数学·必修第二册 (SJ)
题型三 向量坐标运算的综合应用
【例3】 已知三点A(2,1),B(3,2),D(-1,4).
(1)求证:AB⊥AD;
解: 证明:∵A(2,1),B(3,2),D(-1,4),
∴ =(1,1), =(-3,3),
则 · =1×(-3)+1×3=0,
∴ ⊥ ,即AB⊥AD.
目录
数学·必修第二册 (SJ)
(2)要使四边形ABCD为矩形,求点C的坐标并求矩形ABCD的对角
线的长度.
解: ∵ ⊥ ,四边形ABCD为矩形,∴ = .
设点C的坐标为(x,y),
则 =(x+1,y-4),
从而有即
∴点C的坐标为(0,5).
=(-2,4), = =2 ,
故点C的坐标为(0,5),矩形ABCD的对角线的长度为2 .
目录
数学·必修第二册 (SJ)
通性通法
利用向量解决平面几何问题的基本思路
利用向量可以解决与长度、角度、垂直等有关的几何问题,其解
题的关键在于把其他语言转化为向量语言,用向量表示问题中涉及的
几何元素,将平面几何问题转化为向量问题.常用方法是建立平面直
角坐标系,借助向量的坐标运算转化为代数问题来解决.
目录
数学·必修第二册 (SJ)
【跟踪训练】
如图所示,已知正方形ABCD中,P为对角线AC不在端点上的任意一点,PE⊥AB,PF⊥BC,连接DP,EF.
求证:(1)DP⊥EF;
证明:以A为原点,AB所在直线为x轴,建立如
图所示的平面直角坐标系,设正方形的边长为1,则A(0,0),B(1,0),D(0,1),从而 =(1,0), =(0,1).
由已知,可设P(a,a),其中0<a<1,则E(a,0),F(1,a),因此 =(a,a-1), =(1-a,a).
(1)因为 · =a(1-a)+(a-1)a=0,
所以 ⊥ ,因此DP⊥EF.
目录
数学·必修第二册 (SJ)
(2)DP=EF.
证明:因为| |= =
,| |= =
,所以| |=| |,因此DP
=EF.
目录
数学·必修第二册 (SJ)
1. (2024·苏州盛泽中学月考)已知a=(2,-1),b=(1,-
1),则(a+2b)·(a-3b)=( )
A. 10 B. -10
C. 3 D. -3
解析: 由题意,得a+2b=(4,-3),a-3b=(-1,
2),所以(a+2b)·(a-3b)=4×(-1)+(-3)×2=-
10.故选B.
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目录
数学·必修第二册 (SJ)
2. (多选)设向量a=(2,0),b=(1,1),则下列结论中正确
的是( )
A. |a|=b2 B. a·b=0
C. |a|=|b| D. (a-b)⊥b
解析: 因为|a|=2,b2=|b|2=2,所以|a|=b2,故
A正确;a·b=2×1+0×1=2≠0,故B错误;|a|=2,|b|
= ,故|a|≠|b|,故C错误;(a-b)·b=a·b-b2=2
-2=0,故D正确.故选A、D.
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目录
数学·必修第二册 (SJ)
3. 设向量a=(1,2m),b=(m+1,1),c=(2,m).若(a
+c)⊥b,则|a|= .
解析:a+c=(3,3m),由(a+c)⊥b,可得(a+c)·b
=0,即3(m+1)+3m=0,解得m=- ,则a=(1,-1),
故|a|= .
目录
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4. 已知a=(1,2),b=(1,-1).
(1)若θ为2a+b与a-b的夹角,求θ的值;
解: 因为a=(1,2),b=(1,-1),
所以2a+b=(3,3),a-b=(0,3).
所以 cos θ= = = .
因为θ∈[0,π],所以θ= .
目录
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(2)若2a+b与ka-b垂直,求k的值.
解: ka-b=(k-1,2k+1),依题意得(3,3)·(k-1,2k+1)=0,
所以3k-3+6k+3=0,所以k=0.
目录
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知能演练·扣课标
03
课后巩固 核心素养落地
目录
目录
1. 若a=(2,-3),b=(x,2x),且3a·b=4,则x=( )
A. 3 B. C. - D. -3
解析: 由3a·b=4,得(6,-9)·(x,2x)=-12x=4,
∴x=- .
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2. (2024·宿迁月考)已知点P(2,4),Q(1,6),向量 =
(2,λ),若 · =0,则实数λ=( )
A. B. -
C. 2 D. 1
解析: 由P(2,4),Q(1,6)可得 =(-1,2),
又 =(2,λ),所以 · =-2+2λ=0,解得λ=1.
故选D.
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3. 已知A(-2,1),B(6,-3),C(0,5),则△ABC的形状
是( )
A. 直角三角形 B. 锐角三角形
C. 钝角三角形 D. 等边三角形
解析: ∵ =(8,-4), =(2,4),∴ · =
8×2+(-4)×4=0,∴ ⊥ ,∴△ABC是直角三角形.故
选A.
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4. (2024·镇江月考)已知 =(-3,-2), =(m,1),
=3,则 · =( )
A. 7 B. -7
C. 15 D. -15
解析: 依题意可得 =(3,2), = + =(3,2)
+(m,1)=(3+m,3), = =3,解得
m=-3,所以 =(-3,1), · =(3,2)·(-3,1)
=-9+2=-7,故选B.
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数学·必修第二册 (SJ)
5. (多选)已知a=(1,2),b=(m,-1),则下列结论正确的
是( )
A. 若|b|=2,则m=
B. 若a⊥b,则m=2
C. 若|a|=|b|,则m=2
D. 若m=-3,则a,b的夹角为
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数学·必修第二册 (SJ)
解析: 若|b|=2,则 =4,解得m=± ,所以
A错误;若a⊥b,则m-2=0,解得m=2,所以B正确;若|
a|=|b|,则 = ,解得m=2或m=-2,所以C错
误;若m=-3,则b=(-3,-1),设向量a与b的夹角为θ,
可得 cos θ= = =- ,因为θ∈[0,π],所以
θ= ,所以D正确.故选B、D.
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6. (多选)角α顶点在坐标原点O,始边与x轴的正半轴重合,点P
在α的终边上,点Q(-3,-4),且tan α=-2,则 与
夹角的余弦值可能为( )
A. - B.
C. D.
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数学·必修第二册 (SJ)
解析: ∵tan α=-2,∴可设P(x,-2x), 与 的
夹角为θ,则 cos θ= = ,当x>0时,
cos θ= ,当x<0时, cos θ=- .故选A、C.
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数学·必修第二册 (SJ)
7. 设向量a=(1,0),b=(-1,m).若a⊥(ma-b),则m
= .
解析:由题意得ma-b=(m+1,-m),根据向量垂直的充要
条件可得1×(m+1)+0×(-m)=0,所以m=-1.
-1
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8. 已知向量m=(1,1),向量n与向量m的夹角为 ,且m·n=
-1,则|n|= .
解析: cos = = =- ,|n|=1.
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9. (2024·扬州质检)已知a=(1,-1),b=(λ,1),若a与b
的夹角α为钝角,则实数λ的取值范围是
.
解析:|a|= ,|b|= ,a·b=λ-1.又∵a,b的
夹角α为钝角,∴即∴λ
<1且λ≠-1.∴λ的取值范围是(-∞,-1)∪(-1,1).
(-∞,-1)∪(-
1,1)
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数学·必修第二册 (SJ)
10. 在平面直角坐标系xOy中,点A(-1,-2),B(2,3),C
(-2,-1).
(1)求以线段AB,AC为邻边的平行四边形两条对角线的长;
解: 由题设知 =(3,5), =(-1,1),
则 + =(2,6), - =(4,4).
所以| + |=2 ,| - |=4 .
故所求的两条对角线的长分别为2 ,4 .
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数学·必修第二册 (SJ)
(2)设实数t满足( -t )· =0,求t的值.
解: 由题设知, =(-2,-1), -t =
(3+2t,5+t),
由( -t )· =0,得(3+2t,5+t)·(-2,-
1)=0,
从而5t=-11,所以t=- .
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数学·必修第二册 (SJ)
11. 若向量 =(3,-1),n=(2,1),且n· =7,则n·
=( )
A. -2 B. 2
C. -2或2 D. 0
解析: ∵ + = ,∴n·( + )=n· ,即
n· +n· =n· ,∴n· =n· -n· =7-5=2.
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数学·必修第二册 (SJ)
12. (2024·淮安月考)如图所示,在矩形ABCD中,AB= ,BC
=2,点E在边CD上,且 =2 ,则 · =( )
A. B. C. D.
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数学·必修第二册 (SJ)
解析: 以A为原点,AB所在直线为x轴、AD所
在直线为y轴建立如图所示的平面直角坐标系.∵AB
= ,BC=2,∴A(0,0),B( ,0),C
( ,2),D(0,2),∵点E在边CD上,且
=2 ,∴E( ,2).∴ =( ,2), =(- ,2),∴ · =- +4= .
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数学·必修第二册 (SJ)
13. 已知O为坐标原点,向量 =(2,2), =(4,1),在x
轴上有一点P使得 · 有最小值,则点P的坐标为
.
解析:设点P的坐标为(x,0),则 =(x-2,-2),
=(x-4,-1).所以 · =(x-2)(x-4)+(-2)×
(-1)=x2-6x+10=(x-3)2+1,所以当x=3时, ·
有最小值1.此时点P的坐标为(3,0).
(3,
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数学·必修第二册 (SJ)
14. 已知a,b,c是同一平面内的三个向量,其中a=(1,2).
(1)若|c|=2 ,且c与a 方向相反,求c的坐标;
解: 设c=(x,y),由c与a方向相反及|c|=
2 ,可没c=λa(λ<0).得
所以λ2+(2λ)2=20,解得λ=-2,
所以所以c=(-2,-4).
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(2)若|b|= ,且a+2b与2a-b垂直,求a与b的夹角θ.
解: 因为(a+2b)⊥(2a-b),
所以(a+2b)·(2a-b)=0,
即2|a|2+3a·b-2|b|2=0,
所以2×5+3a·b-2× =0,
所以a·b=- ,
所以 cos θ= =-1.
又因为 θ∈[0,π],所以θ=π.
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15. (2024·南京质检)已知a=( cos α, sin α),b=( cos β,
sin β),且|ka+b|= |a-kb|(k>0).
(1)用k表示数量积a·b;
解: 由|ka+b|= |a-kb|,得(ka+b)2
=3(a-kb)2,
即k2a2+2ka·b+b2=3a2-6ka·b+3k2b2,
所以(k2-3)a2+8ka·b+(1-3k2)b2=0.
又a=( cos α, sin α),b=( cos β, sin β),所
以|a|=|b|=1,
所以k2-3+8ka·b+1-3k2=0,所以a·b= = .
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(2)求a·b的最小值,并求出此时a与b的夹角.
解: 由(1)得a·b= = (k+ ).
令f(k)= (k+ ),
由函数的单调性,得f(k)= (k+ )在(0,1]上单调
递减,在(1,+∞)上单调递增,
所以当k=1时,f(k)min=f(1)= ×(1+1)= .
设此时a与b的夹角为θ,则 cos θ= = ,所以θ
=60°.
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