内容正文:
第二章 平面向量及其应用
§5.1 向量的数量积
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学习目标
掌握平面向量的夹角.(数学抽象)
掌握平面向量的数量积公式.(逻辑推理)
理解投影向量、投影数量的几何意义.(直观想象)
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小明在雪地里,用雪橇拉着妹妹玩耍,在他的拉力 <m></m> 的作用下,雪橇产生了一段位移 <m></m> .
阅读教材,结合上述情境回答下列问题:
1.如何计算这个力所做的功?
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1.如何计算这个力所做的功?
[答案] <m></m> .
如图,如果力的方向与物体运动的方向成角,我们可以将力进行分解;与位移方向平行的分力满足,物体在方向
上产生了位移,因而对物体做的功为.
与位移方向垂直的分力,由于没有使物体在该分力的方向上产生
位移,因而对物体不做功.
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知识点 1:向量的数量积定义
已知两个非零向量和,作,,
向量与的夹角记为或 (),
称为与的数量积(或内积),记作,
即.
规定零向量与任一向量的数量积为0.
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例1 如图,已知向量与,其中,且与的夹角,
(1)求;
题型一:向量的数量积
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当时,;
当时,;
当时,;
当时,;
当时,.
知识点 2:向量的数量积与夹角的关系
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题型二:向量的数量积与夹角的关系
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知识点 3:向量的投影数量与投影向量
如图,已知两个非零向量和,作,,
过点向直线作垂线,垂足为,
得到在上的投影,
则
称为向量在向量方向上的投影向量,
称为投影向量的数量,
即向量在向量方向上的投影数量为,可以表示为,
向量在向量方向上的投影向量为
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知识点 4:向量的数量积的几何意义
<m>与数量积()等于
<m>的长度 <m></m> 与 在 <m> 方向上的投影数量 <m></m> 的乘积,
或 <m>的长度 <m></m> 与 <m> 在 <m></m> 方向上的投影数量 <m></m> 的乘积.
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解:(2)如图,作,,过点作直线的垂线,垂足为,则,
所以所求投影数量为.
投影向量为
例1 如图,已知向量与,其中,且与的夹角,
(2)求向量在方向上的投影数量及投影向量,并画图解释.
题型三:投影数量及投影向量
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题型三:投影数量及投影向量
2.若 <m></m> , <m></m> , <m></m> 和 <m></m> 的夹角为 <m></m> ,则 <m></m> 在 <m></m> 方向上的投影数量为( ),投影向量为( ).
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解:+在方向上的投影数量为
.
例2 已知向量,其中,且与的夹角,与
的夹角,求+在方向上的投影数量.
题型三:求投影数量及投影向量
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知识点 5:向量的数量积的运算律
交换律:.
与数乘的结合律:.
关于加法的分配律:.
注意:.
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知识点 6:向量的数量积的性质
①若是单位向量,则;
②若是非零向量, ;
③,即;
④;
⑤,当且仅当时等号成立.
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例2 已知 <m></m> , <m></m> , <m></m> 是三个非零向量,则下列命题中真命题的个数是( ).
① <m></m> ;
② <m></m> , <m></m> 反向 <m></m> ;
③ <m></m> ;
④ <m></m> .
A. <m></m> B. <m></m> C. <m></m> D. <m></m>
C
题型四:对定义及性质的理解
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已知下列说法:①若 <m></m> ,则 <m></m> ;②已知 <m></m> , <m></m> , <m></m> 是三个非零向量,若 <m></m> ,则 <m></m> ;③ <m></m> ;④ <m></m> ;⑤若向量 <m></m> , <m></m> 满足 <m></m> ,则 <m></m> 与 <m></m> 的夹角为锐角.其中说法正确的是______.
[解析] 对于①, <m></m> , <m></m> , <m></m> , <m></m> ,故①正确;对于②, <m></m> , <m></m> 与 <m></m> 互为相反向量,设 <m></m> 与 <m></m> 的夹角为 <m></m> ,则 <m></m> 与 <m></m> 的夹角为 <m></m> , <m></m> , <m></m> , <m></m> ,故②正确;对于③,由于 <m></m> ,故③错误;对于④,由于 <m></m> ,其结果为向量,故④错误;对于⑤,当 <m></m> 与 <m></m> 为同向的非零向量时, <m></m> ,但夹角不是锐角,故⑤错误.
②
①
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题型五:求向量的模长
已知向量与的夹角为120°,且||=4,||=2,求:(1)|+
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题型六:求向量的夹角与垂直问题
1、若两个向量与满足||=1,||=6,,则向量与的夹角为( )
2、若非零向量与满足||= || ,,,则向量与的夹角为( )
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向量数量积
投影数量与投影向量
数量积的运算律
数量积的运算性质
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谢谢大家
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