内容正文:
第六章 平面向量及其应用
习题课 平面向量的运算
【课标要求】
1.掌握向量的数量积及其几何意义.
2.掌握数量积的性质和运算律.
3.数量积的综合应用.
重难探究•能力素养全提升
探究点一 求投影向量
【例1】 已知向量a,b不共线,满足|a+b|=|a-b|,则a-b在b方向上的投影向量为( )
A.a B.b C.-a D.-b
D
解析 因为|a+b|=|a-b|,所以|a+b|2=|a-b|2,即a2+2a·b+b2=a2-2a·b+b2,
得a·b=0,则a-b在b方向上的投影向量为·b=-b.
变式训练1在等边三角形ABC中,=2+3,则向量在向量上的投影向量为( )
A. B. C.- D.-
B
解析 由题可知=(2+3)·=2+3
=2||||cos 120°+3||||cos 60°
=-||2+|2=|2,
则,所以向量在向量上的投影向量为.
探究点二 向量数量积的计算
【例2】 已知向量a+b+c=0,|a|=1,|b|=|c|=2,则a·b+b·c+c·a= .
-
解析 (a+b+c)2=a2+b2+c2+2(a·b+b·c+a·c)=0,即9+2(a·b+b·c+a·c)=0,
所以a·b+b·c+c·a=-.
变式训练2线段AB的长度为6,C,D为其三等分点(C靠近A,D靠近B),若P为线段AB外一点,且满足=0,则=( )
A.36 B.-36 C.-8 D.8
C
解析 ,
所以=()·()
=
=
=)-
=-2=-2×22=-8.
探究点三 求向量的夹角
【例3】 已知向量|a|=1,|b|=2,|c|=,且a+b+c=0,则cos<c-a,c-b>=( )
A. B. C. D.
D
解析 由a+b+c=0可得a+b=-c,所以(a+b)2=(-c)2⇒1+4+2a·b=5⇒a·b=0,
同理由a+c=-b和-a=b+c可得,
b·c=-4,a·c=-1,
所以(c-a)·(c-b)=c2-b·c-a·c+a·b=5+4+1+0=10,
|c-a|==2,
|c-b|=,
故cos<c-a,c-b>=.
变式训练3已知单位向量e1,e2的夹角为60°,向量a=-2e1+3e2,
b=2me1-2e2,m∈Z,向量a,b的夹角的余弦值为-,则m=( )
A.1 B.-4
C.2 D.-5
C
解析 由题意,得e1·e2=,
所以a2=(-2e1+3e2)2=4-12e1·e2+9=7,
b2=(2me1-2e2)2=4m2-8me1·e2+4=4m2-4m+4.
而a·b=(-2e1+3e2)·(2me1-2e2)=-4m+6me1·e2+4e1·e2-6=-m-4,
所以cos<a,b>==-.
整理得11m2-20m-4=0,解得m=2或m=-(舍去).
探究点四 求向量的模
【例4】 若平面向量a,b,c两两夹角相等,且|a|=1,|b|=1,|c|=3,
则|a+b-c|= .
1或4
解析 平面向量a,b,c两两夹角相等,则它们的夹角为0°或120°.
当夹角为0°时,即向量a,b,c同向共线,则|a+b-c|=1;
当夹角为120°时,
|a+b-c|==4.
故答案为1或4.
变式训练4已知向量a,b的夹角为60°,且|b|=2|a|=2,则|ta+b|(t∈R)的最小值是( )
A.3 B.2
C. D.
C
解析|ta+b|=
=
=,
当t=-1时,|ta+b|(t∈R)有最小值.
本节要点归纳
1.知识清单:
(1)向量的数量积.
(2)向量数量积的性质和运算律.
2.方法归纳:公式法、数形结合.
3.常见误区:
(1)向量的夹角忽视共起点.
(2)向量夹角相等遗漏夹角为0的情况.
$