内容正文:
6.2.4向量的数量积(1)
复习回顾
向量的线性运算
向量的线
性运算
向量的加法
向量的减法
向量的数乘运算
思考:那向量与向量可以相乘吗?结果是什么量?我们该怎么定义呢?
规定实数与向量的积是一个向量
长度:
方向:当时,与的方向相同;
当时,与的方向相反;
当时,
情景引入
我们一起来回忆物理中功的概念:
如果一个物体在力的作用下产生位移,那么力所做的功是多少?
思考:能否把“功”看成这两个向量的一种运算的结果呢?
数学上,我们把“功”称为向量与向量的“数量积”.
“数量积”即是两个向量相乘的结果.
其中
的夹角.
新知讲授
已知两个非零向量,,是平面上的任意一点,
作 , ,
则叫做向量与的夹角.
注意
1.向量的夹角是两向量共起点时所夹的角;
2.向量与的夹角可表示为< >;
3.向量夹角范围是,两直线夹角是.
与同向,
与反向,π
与垂直,⊥
θ
向量的夹角
概念讲解
向量的数量积
已知两个非零向量与,它们的夹角为,我们把数量叫做向量的数量积(或内积),记作.
即
定义
规定,零向量与任一向量的数量积为0,即.
1. 与之间只能用实心圆点“”连接,且不能省略;
注意
2.向量的数量积运算结果是一个数量,而不是向量.
新知讲授
向量数量积的性质
设是非零向量,它们的夹角是, 是与方向相同的单位向量,则
①
②
③当同向时, ;
当反向时, - ;
特别地, 或
④
新知应用
例1已知,,与的夹角,求.
解:
新知应用
例2 设,,求与的夹角.
解:由,得
因为,所以
新知应用
例3 (1)已知△ABC中,=,=,当<0或=0时,判断△ABC的形状.
(2)已知正△ABC的边长为1,求:
① · ;② · ;③ · .
问题探究
探究1 在计算所做的功的过程中,我们可以
先求力在物体运动方向上的分力,你能将其
表示出来吗?
对应在向量中,
叫做向量在
上的投影向量.
概念讲解
投影与投影向量
设,是两个非零向量,,,有如下的变换:过的起点和终点,分别作所在直线的垂线,垂足分别为,得到,我们称上述变换为向量向向量投影,叫做向量在向量上的投影向量.
定义
新知应用
探究2 如图,设与方向相同的单位向量为, 与的夹角为, 那么与, ,之间有怎样的关系?
对于任意的,都有
⑤
④
③
②
①
与共线,于是
θ
新知应用
例4 已知|a|=5,|b|=4,a与b的夹角θ=120°,与b同向的单位向量为e,求:(1)a·b;(2)求a在b上的投影向量.
练习已知|a|=4,e为单位向量,它们的夹角为,则a在e方向上投影向量是 .
-2e
课堂总结
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