内容正文:
第六章 平面向量及其应用
6.2 平面向量的运算
6.2.4 向量的数量积
第2课时 向量的数量积(二)
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2
学习目标
1.掌握平面向量数量积的运算律,会利用运算律进行数量积的运算. 2.理解
平面向量数量积的性质,能利用数量积解决向量的模与夹角问题. 3.会用
数量积判断两个平面向量的垂直关系.
3
PART
01
第一部分
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4
通过前面的学习,我们知道向量的加法运算满足交换律、结合律,向
量的数乘运算满足结合律,分配律 ,
.
思考 向量的数量积是否满足交换律,数乘结合律及数量积对向量加法的
分配律?
提示:向量的数量积满足交换律,数乘结合律及数量积对向量加法的分配律.
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一 向量数量积的运算律
1.向量数量积的运算律
已知向量,,和实数 ,则
(1)交换律: ①_____;
(2)数乘结合律: ②________;
(3)分配律: ③___________.
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2.向量数量积的常用结论
(1)<m></m>;
(2)<m></m>;
(3)<m></m>;
(4)<m></m>.
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例1(1)(对接教材例12)已知,,与的夹角为 ,则
_____;
解析: .
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(2)如图所示,在平行四边形中,已知, ,
,,则 ____.
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解析:由,得 ,
,
.因为 ,所以
,即 .又
,,所以 .
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数量积运算的两个关键点
(1)求含向量线性运算的数量积:利用向量数量积的运算律转化为直接
利用公式求解的问题;
(2)涉及含几何图形的数量积求解:借助图形先将两向量分别用已知向
量线性表示,然后再转化为含线性运算的数量积求解.
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[跟踪训练1] (1)已知向量,满足, ,则
( )
B
A.4 B.3 C.2 D.0
【解析】 选 .
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(2)如图,在中,,,则 ____.
解析:因为, ,所以
.
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二 向量模的计算
例2(1)已知平面向量,的夹角为,且,,在 中,
,,为的中点,则 ( )
A
A.2 B.4 C.6 D.8
【解析】 因为 ,则
.即 .
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(2)已知非零向量,满足, ,且
,则 _____.
解析:由两边平方得 ,即
,所以 .
所以 .
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求向量的模的常见思路及方法
(1)求模的问题一般转化为求模的平方,与向量数量积联系,并灵活应用
<m></m>,勿忘记开方.
<m></m>或<m></m>,可以实现实数运算与向量运算的相互转化.
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[跟踪训练2] (1)已知,,向量,的夹角为 ,那么
( )
B
A.2 B. C.6 D.12
【解析】 选B.因为,所以 .
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(2)若平面向量,满足,,且,则
( )
B
A. B. C.2 D.8
【解析】 选B.因为,,且 ,对等式两边平方易
知 ,故
.
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17
三 向量的夹角与垂直
角度1 求两向量的夹角
例3(1)(2024·广西南宁期中)设向量,满足, ,
,则与 的夹角为( )
D
A. B. C. D.
【解析】 设与的夹角为 ,由题意得 ,所以
,
又,,所以 ,
所以,则 .
又,所以与的夹角为 .
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18
(2)已知向量,满足,,且,则与 的
夹角的余弦值为( )
A
A. B. C. D.
【解析】 因为,, ,
所以 ,①
,②
所以得,, ,
所以 ,
所以, .
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19
求向量夹角的基本步骤
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20
角度2 利用数量积解决向量的垂直问题
例4 (对接教材例13)已知,,向量,的夹角为 ,
,.求实数为何值时,与 垂直.
【解】 由已知得 .
若,则 ,
所以 ,
解得 .
故当时,与 垂直.
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21
向量垂直问题的处理思路
解决与垂直相关题目的依据是<m></m>,利用向量数量积的运算
代入,结合与向量的模、夹角相关的知识解题.
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22
[跟踪训练3] (1)(2024·广东广州期中)已知, ,且
,则向量与 的夹角的余弦值是( )
B
A. B. C. D.
【解析】 选B.因为 ,
,且 ,
所以 ,
所以,所以, .
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23
(2)已知两个单位向量与的夹角为,若 ,
,且,则实数 ( )
D
A. B. C. D.
【解析】 选D.由题意
,
又向量与的夹角为且与为单位向量,所以 ,
解得 .故选D.
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24
PART
02
第二部分
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1.设和是互相垂直的单位向量,且, ,则
( )
B
A. B. C.1 D.2
【解析】 选B.因为, ,所以
.
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2.设,,都是单位向量,且,则向量, 的夹角为( )
A
A. B. C. D.
【解析】 选A.由,可知,故 ,所以
.设,的夹角为 ,即,又 ,所以 .故选A.
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3.已知,,且,的夹角为 ,,则 的
值为( )
C
A. B. C. D.
【解析】 选C.由题意知 ,
即 ,
所以 ,
解得 .
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4.(2023· 新课标Ⅱ卷)已知向量,满足 ,
,则 ____.
解析:由,得,即 .①
由,得 ,整理得,
,结合①,得,整理得, ,
所以 .
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5.(教材PT改编)若两个向量与的夹角为,且 是单位向量,
,,则向量与 的夹角为__.
解析:由题知 ,
所以 ,
.
设向量与的夹角为 ,
则 .
因为,所以 .
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1.已学习:向量数量积的运算律、求向量的模和夹角、向量垂直的应用.
2.须贯通:求向量的数量积要灵活应用其运算律;求向量的模时,则要灵
活应用模的计算公式;用向量解决夹角与垂直问题,常利用数形结合的思
想方法.
3.应注意: 不一定成立.
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