内容正文:
6.2 平面向量的运算
第六章 平面向量及其应用
6.2.4 向量的数量积
第2课时 投影向量与数量积性质
复习引入
1. 向量的夹角的含义及取值范围是什么?
2. 向量数量积的定义是什么?
3. 设非零向量的夹角,则为正数、零、负数的充要条件分别是什么?
4. 过点A作直线l的垂线,垂足为,称点为点A在直线l上的投影. 把向量的起点和终点都投影到直线l上,就得到一个新向量,该向量称为投影向量. 那么如何定义一个向量在另一个向量上的投影向量?如何表示投影向量?数量积有哪些重要性质?
1. 向量的夹角的含义及取值范围是什么?
对于两个非零向量,作=, = ,
则∠AOB=为向量的夹角,记作 .
含义
范围
2. 向量数量积的定义是什么?
设两个非零向量的,把数量││ │cos叫向量的数量积(或内积),记作,
定义
即= ││ │cos: =0.
3. 设非零向量的夹角,则为正数、零、负数的充要条件分别是什么?
(1) >0 0°≤<90°;
(2) =0 90°;
(3) <0 90° <≤ 180°.
4.过点A作直线l的垂线,垂足为,称点为点A在直线l上的投影. 把向量的起点和终点都投影到直线l上,就得到一个新向量,该向量称为投影向量. 那么如何定义一个向量在另一个向量上的投影向量?如何表示投影向量?数量积有哪些重要性质?
具体情况请大家阅读教材.
教材导学
阅读教材:
1. 投影向量是什么概念?如何表示?
2. 向量数量积有哪些重要性质?
1. 投影向量是什么概念?如何表示?
设是两个非零向量,,过点A,B作所在直线的垂线,垂足分别为,,则叫做向量在向量上的投影向量.
设非零向量的夹角,是与方向相同的单位向量,则向量在向量上的投影向量是││cos
概念
表示
A
B
C
N
M
o
N
M
o
D
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2.向量数量积有哪些重要性质?
设是非零向量,其夹角为,是与方向相同的单位向量,则
(3) 当同向时,= ││ │;
当反向时,= -││ │;
特别地= .
(1) ==││cos ;
(2) ;
(4) ││≤│││,当且仅当共线时取等号.
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拓展探究
1.投影向量还有哪些表示方式?
2.对于向量,在哪些条件下有=0?
3.设为非零向量,=可作哪些等价转换?
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1.投影向量还有哪些表示方式?
设是与方向相同的单位向量,则向量在向量上的投影向量是(.
同理,向量在向上的投影向量是.
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2.对于向量,在哪些条件下有=0?
(1) ;
(2) ;
(3) .
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3.设为非零向量,=可作哪些等价转换?
=
=
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例1 (1)设向量是与方向相同的单位向量,已知=-12,且│=4,则向量在向量上的投影向量是( ).
A. 3 B.3 C.-4 D.4
巩固应用
【解析】向量在向量上的投影向量是( =-3
A
(2) 已知││=1,│=2,向量的夹角为30°,则向量在向上的投影向量是( ).
A.2 B.2 C.D.
【解析】 则向量在向量上的投影向量是=.
C
(3) 已知若点A,B,C不共线,点P满足 ,则P是△ABC的( ).
A. 外心 B. 内心 C. 重心 D. 垂心
【解析】因为 .
C
则PB⊥CA,同理,PC⊥AB,所以P为△ABC的垂心.
例2 已知向量的夹角为60°,且=1,则 +的最小值为 .
【解析】由已知,==1,则=2,
所以+=≥2=4,当且仅当时取等号,则+的最小值是4.
4
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例3 已知P是边长为4的正六边形ABCDEF内一点(不在边界上),O为其中心点,则的取值范围是 .
【解析】 正六边形的中心到各顶点的距离等于边长,故=4,= cos,其中,为的夹角.
当点P与D重合时,=0, cos=1,=4,此时 = cos=4×4×1=16;
当点P与A重合时,=Π, cos=-1, =4,
点P不在边界上,无法取端点值,∈(-16, 16).
(-16,16)
A
B
C
D
E
F
O
P
此时= cos= 4×4×(-1)=-16.
小结
1. 向量在向量上的投影向量有三种表示方式:①(││cos,②(,③,虽然外在形式不同,但其本质是一致的.
2. 向量关系=源于数量积定义,实现了向量的平方与模的平方的相互转化,在向量的字符运算中被广泛应用.
3. 若a,b为实数,则|a•b|=|a||b|;若,为向量,则││≤│││.当│││为定值时,的最大值为│││,最小值为-│││.
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作业
《课时作业》
6.2.3 向量的数量积
第2课时 投影向量与数量积性质
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