内容正文:
第六章
平面向量及其应用
6.2.4 向量的数量积
第一课时
学习目标
1.了解平面向量数量积的物理背景(力对物体做功),理解向量的夹角。
2.掌握向量的数量积公式和夹角公式。
3.应用向量的数量积解决相关问题。
导入新知
前面我们学习了向量的加、减运算.类比数的运算,出现了一个自然的问题:向量能否相乘?如果能,那么向量的乘法该怎样定义呢?
在物理课中我们学过功的概念:一个物体在力F的作用下产生位移S,那么力F所做的功
其中θ是力F与位移S的夹角.
功是一个标量,它由力和位移两个向量来确定。能否把“功”看成是两个向量“相乘”的结果呢?
数学上,我们把“功”称为向量F与向量S的“数量积”,“数量积”即是两个向量相乘的结果.
情景导入
如果将公式中的力与位移类比推广到两个一般向量,其结果又该如何表述?
两个向量的大小及其夹角余弦的乘积.
功是力与位移的大小及其夹角余弦的乘积;
因为力做功的计算公式中涉及力与位移的夹角,所以我们先要定义向量的夹角概念.
新知探究1——向量的夹角
向量的夹角:已知两个非零向量 ,O是平面上的任意一点,作
则∠AOB=θ ( ) 叫做向量 的夹角.
记作:
< >
0≤θ≤π
θ
显然,当θ=0时, 同向;
当θ=π时, 反向.
如果 的夹角是 ,我们说 垂直,记作 .
注:(1)向量的夹角可表示为<>;
(2)向量夹角范围是;
(3)向量的夹角是两向量共起点时所夹的角;
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请注意:
1. 课名:微软雅黑48号字;
2.(第一课时):微软雅黑32号字;
3.学校名称:请填写全称;
4.学科、年级、主讲人、学校:华文楷体28号字(具体根据文字量可适当调整)。
英文
1.课名:字体以Times New Roman为主,字号一般使用32—36号,特别强调可以用40号;
2.(Period 1):字体使用Arial,字号为28;
3.正文一般用24—28号,特别强调可用32号。
注意标点的规范(例如:中文省略号为……,可用Shift+数字键6打出中文省略号,英文省略号为…)
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小试牛刀
50°
A
B
C
45°
85°
在△ABC中,已知A=45°,B=50°,C=85°,写出下列向量的夹角:
(1)
45°
130°
85°
45°
130°
85°
(2)
(3)
注意: 两个向量的夹角必须共起点.(可以平移实现)
新知探究2——平面向量数量积
向量乘法的定义:已知两个非零向量与,它们的夹角为 θ ,我们把数量|a||b|cosθ叫做向量与的数量积(或内积)记作·,即
注意:(1)之间只能用实心圆点“”连接,且不能省略,也不能用“×”;
(2)运算结果是一个实数,而不是向量.
(3)运用公式解题时,一定要注意向量夹角范围是.
规定:零向量与任意向量的数量积为0,即
0
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问题引领,深入思考
想一想:向量的数量积是一个数量,它有正有负,正负由什么决定?
符号由夹角θ决定
【练习】已知 ΔABC 为锐角三角形,那么 的值( )
A. 小于零 B. 等于零 C. 大于零 D. 不确定
A
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知识回顾——余弦cos
cosα
特殊角的余弦函数值
y
x
o
1
-1
y= cosx,x[0, 2]
典例讲解
例9:
解:
练习
练习
已知,,求与的数量积?
解:当时,
若与同向,则,
若与反向,则,
典例讲解
例10:
解:
练习
已知=3,=4, ,求与的夹角θ.
因为,所以
当堂检测
当堂检测
当堂检测
课堂小结
课本练习
课本练习
1.判断下列命题是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)两个向量的数量积仍然是向量.( )
(2)若a·b=0,则a=0或b=0.( )
(3)若a,b共线⇔a·b=|a||b|.( )
(4)若a·b=b·c,则一定有a=c.( )
在△ABC中,BC=5,AC=8,∠C=60°,则eq \o(BC,\s\up15(→))·eq \o(CA,\s\up15(→))=( )
A.20
B.-20
C.20eq \r(3)
D.-20eq \r(3)
【解析】 eq \o(BC,\s\up15(→))·eq \o(CA,\s\up15(→))=|eq \o(BC,\s\up15(→))||eq \o(CA,\s\up15(→))|cos 120°=5×8×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,2)))=-20.
3.在△ABC中,eq \o(AB,\s\up15(→))=a,eq \o(BC,\s\up15(→))=b,且b·a=0,则△ABC是( )
A.锐角三角形
B.钝角三角形
C.直角三角形
D.无法确定
【解析】 在△ABC中,因为b·a=0,所以b⊥a,故△ABC为直角三角形.
向量数量积的概念
1.已知两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,我们把数量|a||b|cos θ叫做向量a与b的数量积(或内积),记作a·b,即a·b=|a||b|cos θ.
规定:零向量与任一向量的数量积为0.
2.关于数量积的结果
(1)非零向量数量积的运算结果是一个数量,
当0°≤θ<90°时,a·b>0;
当90°<θ≤180°时,a·b<0;
当θ=90°时,a·b=0.
(2)特别地,如若a或b等于零,则a·b=0.
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