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
| 58页
| 59人阅读
| 9人下载
教辅
拾光树文化
进店逛逛

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 数学·必修第二册 (SJ) 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 数学·必修第二册 (SJ) (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. √ 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. √ 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. √ √ 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 数学·必修第二册 (SJ) 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 数学·必修第二册 (SJ) (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 数学·必修第二册 (SJ) 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=- . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 目录 数学·必修第二册 (SJ) 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. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 数学·必修第二册 (SJ) 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. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 数学·必修第二册 (SJ) 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. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 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 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 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. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 数学·必修第二册 (SJ) 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. √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 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. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 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  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 数学·必修第二册 (SJ) 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. 1  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 数学·必修第二册 (SJ) 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)  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 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 . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 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=- . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 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. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 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. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 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= . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 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, 0)  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 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). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 数学·必修第二册 (SJ) (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. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 数学·必修第二册 (SJ) 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= = . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 数学·必修第二册 (SJ) (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°. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 目录 数学·必修第二册 (SJ) $

资源预览图

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)
1
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)
2
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)
3
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)
4
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)
5
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)
6
所属专辑
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。