内容正文:
6.2.4向量的数量积(2)
复习回顾
1.向量的数量积
2.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
问题探究
探究1 向量的线性运算满足结合律与交换律,数量积运算是否也满足一些运算律呢?
类比实数乘法有关的运算律,猜测数量积可能满足的运算律:
类比:实数乘法的交换律
猜想:
实数乘法的结合律
猜想:
猜想:
实数乘法的分配律
猜想:
问题探究
探究2 求证:
向量数量积的运算结果是一个数量,
一个数量,
是一个与共线的向量,
又也是一个数量,
是一个与共线的向量,
就不一定成立了.
问题探究
探究3 求证:()
证明:与方向相同的单位向量为,
则,, ,
因为,
即,
即,
所以,
因此(.
新知讲授
数量积的运算律
对于向量和实数,有
(1)(交换律)
(2) (数乘结合律)
(3) (分配律)
②a,c不共线时,(a·b)·c≠a·(b·c).
注意
①a·b=b·c推不出a=c;
问题探究
探究4 类比实数的“完全平方公式”或“平方差公式”,向量是否也满足(1)?
证明:(1)
;
(2)
新知应用
例1 已知向量a与b满足|a|=6,b|=4,且向量a与b的夹角为60°,求(a+2b) · (a-3b).
新知应用
例2 已知在边长为1的菱形ABCD中,点E为线段CD的中点,则 · = .
《三维设计》P12训练1(2)
-
新知应用
例3 已知平面向量a与b的夹角为60°,|a|=2,|b|=1,则|a+2b|=( )
A. B. 2
C. 4 D. 12
|a+2b|= = = =2 .
B
练习已知|a|=|b|=5,向量a与b的夹角为60°.
求:(1)|a+b|;(2)|a-b|;(3)|3a+b|.
新知应用
例4 已知向量a,b满足|a|=|b|=1及|3a-2b|= ,求a,b的夹角.
设a与b的夹角为θ,由题意得(3a-2b)2=7,
∴9|a|2+4|b|2-12a·b=7,
又|a|=|b|=1,∴a·b= ,
∴|a||b| cos θ= ,即 cos θ= .
又θ∈[0,π],∴a,b的夹角为 .
《三维设计》P12例3
新知应用
例5 已知,且与不共线.当为何值时,向量与互相垂直?
解:()⊥()的充要条件是,
即.
因为所以.
解得.
故,当时, 与互相垂直.
新知应用
例6 已知|a|=2,|b|=1,向量a,b的夹角为60°,c=a+5b,d=ma-2b,求实数m为何值时,c与d垂直.
《三维设计》P13例4
课堂总结
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