内容正文:
第六章 平面向量及其应用
6.3 平面向量基本定理及坐标表示
6.3.5 平面向量数量积的坐标表示
复习引入
1.平面向量数乘运算的坐标表示是什么?
2. 向量共线的坐标表示是什么?
3. 平面向量的数量积(内积)的定义:
4. 数量积的运算性质有哪些?
5. 设,分别为与x轴,y轴同向的单位向量,向量=(,),(),则= ,,据数量积的运算性质, 的结果如何?
6. 向量的数量积可以用坐标表示,从而向量的模和夹角,向量垂直等也可以用坐标表示,具体有哪些结论?
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1.平面向量数乘运算的坐标表示是什么?
若=(x, y), λ∈R, 则λ=(λx, λy).
2.向量共线的坐标表示是什么?
已知=(x₁, y₁), =(x₂, y₂), 向量, 共线的充要条件是
x₁y₂-x₂y₁=0.
即∥ (≠0)⇔ =λ ⇔x₁y₂-x₂y₁=0.
4
3. 平面向量的数量积(内积)的定义:
对于非零向量与 ,设它们的夹角为θ, 则把数量叫做向量与的数量积,
即 .
5
4. 向量的数量积有哪些主要的运算性质?
(, )
≤
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0
=
(λ) ‧ =λ( )=(λ ) ,λR
(+ )‧= ‧ + ‧
.
6
()‧()
+ + +
+
5. 设,分别为与x轴,y轴同向的单位向量,向量=(,),(),则= ,,据数量积的运算性质, 的结果如何?
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6. 向量的数量积可以用坐标表示,从而向量的模和夹角,向量垂直等也可以用坐标表示,具体有哪些结论?
请同学们阅读教材.
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教材导学
阅读教材:
1.平面向量数量积的坐标表示是什么?
2. 向量模的坐标表示是什么?
3. 若A(x₁, y₁),B(x₂, y₂),则向量的模的坐标表示是什么?
4. 两非零向量= (x₁, y₁), = (x₂, y₂),则与垂直的坐标表示是什么?
5. 两非零向量= (x₁, y₁), = (x₂, y₂),则与夹角的余弦值的坐标表示是什么?
6.用向量方法证明两角差余弦公式的基本要点是什么?
1.平面向量数量积的坐标表示是什么?
若 = (x₁, y₁), = (x₂, y₂),
则· = x₁x₂ + y₁y₂.
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2. 向量模的坐标表示是什么?
已知 = (x, y),
则| | = = = .
求模长,
先平方,再开方.
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3. 若A(x₁, y₁),B(x₂, y₂),则向量的模的坐标表示是什么?
| | = .
两点间的距离公式
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4. 两非零向量= (x₁, y₁), = (x₂, y₂),则与垂直的坐标表示是什么?
⊥ ⇔ · = 0 ⇔ x₁x₂ + y₁y₂ = 0.
向量垂直的充要条件
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5. 两非零向量= (x₁, y₁), = (x₂, y₂),则与夹角的余弦值的坐标表示是什么?
cos⟨ , ⟩ = = .
向量的夹角坐标公式
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6.用向量方法证明两角差余弦公式的基本要点是什么?
证明:如图, 在平面直角坐标系Oxy内作单位圆O, 以x轴的非负半轴为始边作角α, β, 它们的终边与单位圆O交点分别为A, B, 则
由
要点1
∠AOB=θ,
要点2
要点3
==1,
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拓展探究
1.设向量,则与同向的单位向量的坐标是什么?
2.设向量, 若⊥ ,且= ,则向量的坐标是什么?
3.设=(,),(),则向量在向量上的投影向量用坐标如何表示?
4.设a,b,c,d∈R,如何用向量方法证明柯西不等式:?
1.设向量,则与同向的单位向量的坐标是什么?
(,)
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2.设向量, 若⊥ ,且= ,则向量的坐标是什么?
=(-y , x)或=(y , -x).
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3.设=(,),(),则向量在向量上的投影向量用坐标如何表示?
( , )
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4.设a,b,c,d∈R,如何用向量方法证明柯西不等式:?
解:设 =(,),= (),
由向量数量积的性质可知,
=
∵ = ,
= ,=
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例1 已知向量=(cosθ,sin θ), (,0),则∣2 -∣的最大值为________.
巩固应用
2+
解: ∵2 - = (2cosθ - , 2sinθ),
|2 - | =
当且仅当cosθ = -1时,|2 - |取最大值2 +.
例2 已知A(2,1),B(3,2),C(-1,4),则△ABC是( )三角形.
A.锐角 B.直角 C.钝角 D.任意
B
【解析】 ∵ , ,
cosA= = = 0,则A= ,
故选B.
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例3 若=(x,2), (-3,5),且与的夹角是钝角,则
实数x的取值范围是_________.
(,+∞)
【解析】x应满足(x,2)·(-3,5) < 0且与不共线,
得x > ,且x ≠ - ,∴x > ,故选C.
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例4 (多选)已知向量= (3,-4), = (5-m,-3-m), 若∠ABC为锐角,则m可能取( ).
A.- B.0 C. D.2
BD
【解析】由题得, = = (-3,-1), = = (-1-m,-m).
若∠ABC为锐角,则· > 0且,不共线,
即-3(-1-m)+m > 0,且-3(-m) ≠ -(-1-m),
解得m > - 且m ≠ .故选:BD.
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小结
1. 用坐标表示平面向量数量积,向量模长,两非零向量夹角余弦值,向量垂直,使得向量的运算代数化.
2. 利用坐标表示平面向量共线、垂直的条件,体现了向量的工具作用.
3.用坐标进行向量的数量积运算,回避了求模长和夹角,使运算更简单.
4.向量的三种运算方 法:(1)几何(2)字符(3)坐标.
作业
6.3.5 平面向量数量积的坐标表示
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