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导学案026平面向量的数量积与平面向量的应用举例

导学案026平面向量的数量积与平面向量的应用举例
导学案026平面向量的数量积与平面向量的应用举例

平面向量的数量积与平面向量的应用举例

考纲要求

1.理解平面向量数量积的含义及其物理意义.

2.了解平面向量的数量积与向量投影的关系.

3.掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算.

4.能运用数量积表示两个向量的夹角,

5.会用向量方法解决简单的平面几何问题.

6.会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题.

考情分析

1.平面向量数量积的运算是高考考查的重点,应用数量积求平面向量的夹角、模及判断向量的垂直关系是难点.

2.以向量为载体考查三角函数及解析几何问题是高考考查的重点.

3.多以选择题、填空题的形式出现,难度适中,但灵活多变.

教学过程

基础梳理

一、两个向量的夹角

1.定义

已知两个非零向量a和b,作OA=a,OB=b,则∠AOB=θ叫做向量a与b的夹角.

2.范围向量夹角θ的范围是,a与b同向时,夹角θ=0°;a与b 反向时,夹角θ= .

3.向量垂直如果向量a与b的夹角是,则a与b垂直,记作.

二、平面向量数量积

1.a,b是两个非零向量,它们的夹角为θ,则数|a||b|·cosθ叫做a与b的数量积,记作a·b,即a·b = .

规定0·a=0.

当a⊥b时,θ=90°,这时a·b= .

2.a·b的几何意义: a·b等于a的长度|a|与b在a的方向上的投影的乘积.

三、向量数量积的性质

1.如果e是单位向量,则a·e=e·a=.

2.a⊥b? .

3.a·a=,|a|= .

4.cos〈a,b〉= .

5.|a·b| |a||b|.

四、数量积的运算律

1.交换律a·b=. 2.分配律(a+b)·c=.

3.对λ∈R,λ(a·b)==.

五、数量积的坐标运算设a=(a1,a2),b=(b1,b2),则

1.a·b=.

2.a⊥b?.

3.|a|= .

4.cos〈a,b〉=

双基自测

1.已知向量a,b和实数λ,下列选项中错误的是()

A.|a|=a·a B.|a·b|=|a|·|b|

C.λ(a·b)=λa·b D.|a·b|≤|a|·|b|

2.(2011·辽宁高考)已知向量a=(2,1),b=(-1,k),a·(2a-b)=0,则k=( )

A.-12 B.-6

C.6 D.12

3.已知|a|=4,|b|=3,a与b的夹角为120°,则b在a方向上的投影为()

A.2 B.

3

2

C.-2 D.-

3

2

4.O A=(-1,2),OB=(3,m),O A⊥A B,则实数m=________.

5.(2011·安徽高考)已知向量a,b满足(a+2b)·(a-b)=-6,且|a|=1,|b|=2,则a与b的夹角为________.

典例分析

考点一、平面向量数量积的运算

[例1](2010·广东高考)若向量a=(1,1),b=(2,5),c=(3,x)满足条件(8a-b)·c=30,则x=() A.6B.5

C.4 D.3

[例2](2011·江西高考)已知两个单位向量e1,e2的夹角为

π

3,若向量b1=e1-2e2,b2=3e1+4e2,则b1·b2=________.

[巧练模拟]——————(课堂突破保分题,分分必保!)

1.(2012·金华联考)在平行四边形ABCD 中,已知AB =2,AD =1,∠BAD =60°,E 为CD 的中点,则 AE .B D

=________.

[冲关锦囊]

向量的数量积的运算律类似于多项式乘法法则,但并不是所有乘法法则都可以推广到向量数量积的运算,如(a ·b)c ≠a(b ·c).

考点二、平面向量的垂直与夹角

[例3] (2011·湖北高考)若向量a =(1,2),b =(1,-1),则2a +b 与a -b 的夹角等于 ( )

A .-π

4

B.π6

C.π4

D.3π4

若本例条件不变,求λ为何值时,λa +b 和a -b 的夹角为90°?

[例4] (2011·新课标全国卷)已知a 与b 为两个不共线的单位向量,k 为实数,若向量a +b 与向量ka -b 垂直,则k =________.

[巧练模拟]———————(课堂突破保分题,分分必保!)

2.(2012·佛山质检)已知向量a =(1,1),2a +b =(4,2),则向量a ,b 的夹角为 ( )

A.π6

B.π

4

C.π3

D.π2

[冲关锦囊]

1.求两非零向量的夹角时要注意 (1)向量的数量积不满足结合律;

(2)数量积大于0说明不共线的两向量的夹角为锐角,数量积等于0说明两向量的夹角为直角,数量积小于0且两向量不能共线时两向量的夹角就是钝角.

2.当a ,b 是非坐标形式时,求a 与b 的夹角,需求得a ·b 及|a |,|b |或得出它们的关系. 考点三、平面向量的模

[例5] (2011·天津高考)已知直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,∠A =90°,AD =2,BC =1,P 是腰上的动点,则|PA +3P B |的最小值为________.

[巧练模拟]—————(课堂突破保分题,分分必保!) 3.(2012·江西重点盟校联考)已知向量a =(2,1),a·b =10,|a +b |=52,则|b |=

( )

A. 5

B.10 C .5

D .25

4.(2012·青田质检)已知向量a =(sin x,1),b =?

???cos x ,-1

2. (1)当a ⊥b 时,求|a +b |的值;

(2)求函数f (x )=a ·(b -a )的最小正周期. [冲关锦囊]

利用数量积求长度问题是数量积的重要应用,要掌握此类问题的处理方法

(1)|a |2=a 2=a·a ; (2)|a ±b |2=(a ±b )2=a 2±2a ·b +b 2; (3)若a =(x ,y ),则|a |=x 2+y 2.

一、选择题

1.(2011·广东高考)若向量a ,b ,c 满足a ∥b 且a ⊥c ,则c ·(a +2b )=( ) A .4 B .3 C .2

D .0

2.已知m =(-5,3),n =(-1,2),当(λm +n )⊥(2n +m )时,实数λ的值为( ) A.58

B .-316

C .-38

D.38

3.已知向量a =(cos θ,sin θ),向量b =(3,-1),则|2a -b |的最大、小值分别是

( )

A .42,0

B .4,2 2

C .16,0

D .4,0

4.(2012·永州模拟)已知平面上三点A 、B 、C 满足|AB |=6,|BC |=8,|CA |=10,则AB ·

BC

+BC ·CA +CA ·AB 的值等于( )

A .100

B .96

C .-100

D .-96

5.(2012·杭州第二次质检)已知非零向量a ,b 满足|a +b |=|a -b |=23

3

|a |,则a +b 与a -b 的夹角为( ) A .30° B .60° C .120°

D .150°

二、填空题

6.(2011·江苏高考)已知e 1、e 2是夹角为2π

3的两个单位向量,a =e 1-2e 2,b =ke 1+e 2.若a·b =0,则实数k 的

值为________.

7.(2012·烟台调研)在等腰直角三角形ABC 中,D 是斜边BC 的中点,如果AB 的长为2,则(AB +AC )·AD

的值为________.

三、解答题

8.已知向量a =(1,2),b =(2,-2). (1)设c =4a +b ,求(b ·c )a ; (2)若a +λb 与a 垂直,求λ的值; (3)求向量a 在b 方向上的投影.

9.设在平面上有两个向量a =(cos α,sin α)(0°≤α<360°),b =???

?-12,32.

(1)求证:向量a +b 与a -b 垂直;

(2)当向量3a +b 与a -3b 的模相等时,求α的大小.

10.已知A (2,0),B (0,2),C (cos θ,sin θ),O 为坐标原点

(1) AC ·BC =-13,求sin 2θ的值.

(2)若|OA +OC |=7,且θ∈(-π,0),求OB 与OC

的夹角.

解:(1) AC

=(cos θ,sin θ)-(2,0)

=(cos θ-2,sin θ)

BC

=(cos θ,sin θ)-(0,2)=(cos θ,sin θ-2). AC ·BC =cos θ(cos θ-2)+sin θ(sin θ-2)

=cos 2θ-2cos θ+sin 2θ-2sin θ =1-2(sin θ+cos θ)=-13.

∴sin θ+cos θ=2

3,

∴1+2sin θcos θ=4

9,

∴sin 2θ=49-1=-5

9

.

(2)∵OA =(2,0),OC

=(cos θ,sin θ), ∴OA +OC

=(2+cos θ,sin θ), ∴|OA +OC

|=(2+cos θ)2+sin 2θ=7.

即4+4cos θ+cos 2θ+sin 2θ=7. ∴4cos θ=2,即cos θ=1

2.

∵-π<θ<0,∴θ=-π

3

.

又∵OB =(0,2),OC =???12,-32,

∴cos 〈OB ,OC 〉=|OB ·OC

||OB |·|OC |=0-32=-3

2.

∴〈OB ,OC 〉=5π

6

.

平面向量的数量积教案

§2.4.1 平面向量数量积的物理背景及其含义 博白县龙潭中学 庞映舟 一、教学重难点: 1、重点:平面向量数量积的概念、性质的发现论证; 2、难点:平面向量数量积、向量投影的理解; 二、教学过程: (一)创设问题情景,引出新课 问题:请同学们回顾一下,我们已经研究了向量的哪些运算?这些运 算的结果是什么? 新课引入:本节课我们来研 究学习向量的另外一种运算:平面向量的数量积的 物理背景及其含义 (二)新课: 1、探究一:数量积的概念 展示物理背景:视频“力士拉车”,从视频中抽象出下面的物理模型 背景的第一次分析: 问题:真正使汽车前进的力是什么?它的大小是多少? 答:实际上是力→F 在位移方向上的分力,即θCOS F → ,在数学中我们给它一个名字叫投影。 “投影”的概念:作图

定义:|→b |cos 叫做向量→b 在→ a 方向上的投影.投影也是一个数量,不是向量; 2、背景的第二次分析: 问题:你能用文字语言表述“功的计算公式”吗? 分析:θCOS S F w →→=用文字语言表示即:力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积;功是一个标量,它由力和位移两个向量来确定。这给我们一种启示,能否把“功”看成是这两个向量的一种运算结果呢? 平面向量数量积(内积)的定义:已知两个非零向量→a 与→b ,它们的夹角是θ,则数量|→a ||→b |θcos 叫→a 与→b 的数量积,记作→a ·→b ,即有→a ·→b = |→a ||→b |θcos (0≤θ≤π).并规定→0与任何向量的数量积为0. 注:两个向量的数量积是一个实数,不是向量,符号由cos θ的符号所决定. 3、向量的数量积的几何意义: 数量积→a ·→b 等于→a 的长度与→b 在→a 方向上投影|→b |cos θ的乘积. 三、例题讲解: 例1 已知|→a |=5,|→b |=4,→a 与→b 的夹角θ=O 60,求→a ·→b 解:由向量的数量积公式得:(先复习特殊角度的余弦值) →a ·→b =|→a ||→ b |cos θ=5×4×cos O 60=5×4×21=10 练习1已知|→a |=8,|→b |=6,①→a 与→b 的夹角为O 60,②→a 与→b 的夹 角θ=00,求→a ·→ b ;

平面向量的数量积导学案

平面向量的数量积导学案

河北孟村回民中学高一数学导学纲编号 班级姓名 年级高一作者温静时间 课题 2.4平面向量的数量积课型新授【课程标准】1.掌握平面向量的数量积及其几何意义; 2.了解并掌握平面向量数量积的重要性质及运算律; 【重点】重点是数量积的定义、几何意义及运算律,. 【难点】难点是夹角公式和求模公式的应用. 【导学流程】 一、了解感知: (一)知识链接:1、向量加法和减法运算的法则_________________________________. 2、向量数乘运算的定义是 . 3、两个非零向量夹角的概念:_________________________________. 思考:通过前面的学习我们知道向量的运算有向量的加法、减法、数乘,那么向量与向量能否“相乘”呢?

(二)自主探究:(预习教材P103-P106) 探究1:如下图,如果一个物体在力F的作用下 产生位移s,那么力F所做的功W= ,其中 θ是 . 请完成下列填空: F(力)是量;S(位移)是量;θ是; W(功)是量; 结论:功是一个标量,功是力与位移两个向量的大小及 其夹角余弦的乘积 启示:能否把“功”看成是力与位移这两个向量的一种 运算的结果呢? 新知1向量的数量积(或内积)的定义 已知两个非零向量a和b,我们把数量cos a bθ叫做a和b的数量积(或内积),记作a b?,即 注:①记法“a·b”中间的“·”不可以省略,也不可 以用“?”代替。 ②“规定”:零向量与任何向量的数量积为零,即a?=。 00

探究2:向量的数量积运算与向量数乘运算的结果有什么不同?影响数量积大小因素有哪些? 小组讨论,完成下表: θ的范围0°≤ θ<90° θ=90° 0°<θ≤ 180° a·b的符号 新知2:向量的数量积(或内积)几何意义 (1)向量投影的概念:如图,我们把cos aθ叫做向量a在b 方向上的投影;cos bθ叫做向量b在a方向上的投影. 说明:如图, 1cos OB bθ =. 向量投影也是一个数量,不是向量; 当θ为锐角时投影为_______值;当θ为钝角时投影为_______值; 当当θ = 0?时投影为 ________;当θ=90?时投影为__________; 当θ = 180?时投影为__________. (2)向量的数量积的几何意义:数量积a·b等于a的长度︱a︱与b在a的方向上的投影的乘积。

平面向量数量积

第三节平面向量数量积及应用重点: 1.理解平面向量数量积的含义及其物理意义.了解平面向量的数量积与向量投影的关系. 2.掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算. 3.能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量的垂直关系. 4.会用向量方法解决某些简单的平面几何问题.会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题. 难点: 1.掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算. 2 .会用向量方法解决某些简单的平面几何问题.会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题. 教学过程: 1.平面向量的数量积 (1)定义:已知两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,则数量|a||b|cos__θ叫作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,即0·a =0. (2)几何意义:数量积a·b等于a的长度|a|与b在a的方向上的投影|b|cosθ的乘积. 2.平面向量数量积的性质及其坐标表示 设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ为向量a,b的夹角. (1)数量积:a·b=|a||b|cos θ=x1x2+y1y2. (2)模:|a|=a·a=x21+y21.学-科网 (3)夹角:cos θ=a·b |a||b|= x1x2+y1y2 x21+y21·x22+y22 . (4)两非零向量a⊥b的充要条件:a·b=0?x1x2+y1y2=0. (5)|a·b|≤|a||b|(当且仅当a∥b时等号成立)?|x1x2+y1y2|≤ x21+y21·x22+y22. 3.平面向量数量积的运算律 (1)a·b=b·a(交换律). (2)λa·b=λ(a·b)=a·(λb)(结合律). (3)(a+b)·c=a·c+b·c(分配律).

平面向量的数量积与应用举例专题训练

平面向量的数量积与应用举例专题训练 A组基础题组 1.已知向量a=(2,1),b=(1,m),c=(2,4),且(2a-5b)⊥c,则实数m=( ) A.- B.- C. D. 2.已知向量a=(1,0),|b|=,a与b的夹角为45°,若c=a+b,d=a-b,则c在d方向上的投影为( ) A. B.- C.1 D.-1 3.向量a,b满足|a+b|=2|a|,且(a-b)·a=0,则a,b的夹角的余弦值为( ) A.0 B. C. D. 4.如图,已知平面四边形ABCD,AB⊥BC,AB=BC=AD=2,CD=3,AC与BD交于点O.记 I1=·,I2=·,I3=·,则( ) A.I1

10.已知向量a=(cos x,sin x),b=(3,-∈[0,π]. (1)若a∥b,求x的值; (2)记f(x)=a·b,求f(x)的最大值和最小值以及对应的x的值. B组提升题组 1.已知a、b均为单位向量,且a·b=0.若|c-4a|+|c-3b|=5,则|c+a|的取值范围是( ) A.[3,] B.[3,5] C.[3,4] D.[,5] 2.非零向量m,n的夹角为,且满足|n|=λ|m|(λ>0),向量组x1,x2,x3由一个m和两个n排列而成,向量组 y1,y2,y3由两个m和一个n排列而成,若x1·y1+x2·y2+x3·y3的所有可能值中的最小值为4|m|2,则λ = . 3.在平面直角坐标系xOy中,已知点A(-1,-2),B(2,3),C(-2,-1). (1)求以线段AB,AC为邻边的平行四边形的两条对角线的长; (2)设实数t满足(-t)·=0,求t的值.

平面向量数量积练习题

平 面 向 量 数 量 积 练 习 题 一.选择题 1.下列各式中正确的是 ( ) (1)(λ·a ) ·b =λ·(a b )=a · (λb ), (2)|a ·b |= | a |·| b |, (3)(a ·b )· c = a · (b ·c ), (4)(a +b ) · c = a ·c +b ·c A .(1)(3) B .(2)(4) C .(1)(4) D .以上都不对. 2.在ΔABC 中,若(CA CB)(CA CB)0+?-= ,则ΔABC 为 ( ) A .正三角形 B .直角三角形 C .等腰三角形 D .无法确定 3. 已知|a |=6,|b |=3,a·b =-12,则向量a 在向量b 方向上的投影是( ) A .-4 B .4 C .-2 D .2 4.已知||=1,||=2,且(-)与垂直,则与的夹角为 ( ) A .60° B .30° C .135° D .45° 5.设||= 4,||= 3,夹角为60°,则|+|等于 ( ) A .37 B .13 C .37 D .13 6.设x ,y ∈R ,向量a =(x,1),b =(1,y ),c =(2,-4),且a ⊥c ,b ∥c ,则|a +b |等于( ) A. 5 B.10 C .2 5 D .10 7. 已知向量a =(1,2),b =(2,-3).若向量c 满足(c +a )∥b ,c ⊥(a +b ),则c 等于( ) A.????79,73 B.????-73,-79 C.????73,79 D.????-79,-73 二.填空题 8.已知e 是单位向量,∥e 且18-=?e a ,则向量a =__________. 9.已知向量a ,b 夹角为45°,且|a |=1,|2a -b |=10,则|b |=________. 10. 已知a =(2,-1),b =(λ,3),若a 与b 的夹角为钝角,则λ的取值范围是__________. 三.解答题 11. (10分)已知a =(1,2),b =(-2,n ) (n >1),a 与b 的夹角是45°. (1)求b ; (2)若c 与b 同向,且a 与c -a 垂直,求c .

(完整版)《平面向量的数量积》教学设计及反思

《平面向量的数量积》教学设计及反思 交口第一中学赵云鹏平面向量的数量积是继向量的线性运算之后的又一重要运算,也是高中数学的一个重要概念,它是沟通代数、几何与三角函数的一种重要工具,在每年高考中也是重点考查的内容。向量作为一种运算工具,其知识体系是从实际的物理问题中抽象出来的,它在解决几何问题中的三点共线、垂直、求夹角和线段长度、确定定比分点坐标以及平移等问题中显示出了它的易理解和易操作的特点。 一、总体设想: 本节课的设计有两条暗线:一是围绕物理中物体做功,引入数量积的概念和几何意义;二是围绕数量积的概念通过变形和限定衍生出新知识――垂直的判断、求夹角和线段长度的公式。教学方案可从三方面加以设计:一是数量积的概念;二是几何意义和运算律;三是两个向量的模与夹角的计算。 二、教学目标: 1. 了解向量的数量积的抽象根源。 2. 了解平面的数量积的概念、向量的夹角 3. 数量积与向量投影的关系及数量积的几何意义 4. 理解掌握向量的数量积的性质和运算律,并能进行相关的判断和计算 三、重、难点: 【重点】1.平面向量数量积的概念和性质 2.平面向量数量积的运算律的探究和应用 【难点】平面向量数量积的应用 四、课时安排:

2课时 五、教学方案及其设计意图:1.平面向量数量积的物理背景平面向量的数量积,其源自对受力物体在其运动方向上做功等物理问题的抽象。首先说明放置在水平面上的物体受力F 的作用在水平方向上的位移是s,此问题中出现了两个矢量,即数学中所谓的向量,这时物体力F 的所做的功为W F s cos ,这里的是矢量F 和s 的夹角,也即是两个向量夹角的定义基础,在定义两个向量的夹角时,要使学生明确“把向量的起点放在同一点上”这一重要条件,并理解向量夹角的范围。这给我们一个启示:功是否是两个向量某种运算的结果呢?以此为基础引出了两非零向量a, b 的数量积的概念。 2.平面向量数量积(内积)的定义 已知两个非零向量a与b,它们的夹角是θ,则数量|a||b|cos 叫a与b的数量积,记作a b,即有a b = |a||b|cos ,(0≤θ≤π). 并规定0 与任何向量的数量积为0. 零向量的方向是任意的,它与任意向量的夹角是不确定的,按数量积 的定义a b = |a||b|cos 无法得到,因此另外进行了规定。 3. 两个非零向量夹角的概念 已知非零向量a与b,作OA=a,OB =b,则∠AOB=θ(0 ≤θ≤π)

平面向量数量积学案

平面向量的数量积(1)学案 一、导学目标: 1.掌握平面向量的数量积定义; 2.掌握平面向量数量积的重要性质及运算律; 3.熟练应用平面向量的数量积处理有关模长、角度和垂直问题, 掌握向量垂直的条件; 二、学习过程: (一)复习引入 1.向量数量积的定义 (1)向量数量积的定义:____________________________________________ (2)向量数量积的性质: ①如果e 是单位向量,则a e ?=e a ?=________; ②a a ?=___________或a =__________; ③cos ,a b <>=________; ④非零向量,a b ,a b ⊥?________________; ⑤a b ?____a b . 2.向量数量积的运算律 (1)交换律:a b ?=________; (2)分配律:()a b c +?=______________________; (3)数乘向量结合律:(a λ)·b =________________. (二)探索研究 小试牛刀 1.(口答)判断题. (1)=?; (2)a b b a ?=?; (3)22a a =; (4)()()a b c a b c ?=?; (5)a b a b ?≤?; (6) . 2. 已知向量a 和b 的夹角为135°,2a =,3b =,则a b ?= ________ =??=?

3.已知2a =,3b =,则a b ?=-3,则a 和b 的夹角为__________ 4.(2010·重庆)已知向量a 、b 满足0a b ?=,2a =,3b =,则2a b -=________ 学生归纳: 例题探究 例1(2010·湖南) 在Rt ABC ?中,90C ∠=,4AC =,则AB AC ?等于( ) A .-16 B .-8 C .8 D .16 变式: 1.在ABC ?中,3AB =,2AC =,BC =AB AC ?等于 ( ) A.-32 B.-23 C.23 D.32 2.在ABC ?中,3AB =, 2AC =,5AB AC ?=,则BC =_____________ 例2已知向量a b ⊥,2a =,3b =,且32a b +与a b λ-垂直,则实数λ的值为________. 变式: (2011·课标全国) 已知a 和b 为两个不共线的单位向量,k 为实数,若向量a b +与向量ka b -垂直,则k =________ (三)练习 1.已知4a =,3b =,(23)(2)61a b a b -?+=,(1)求a 与b 的夹角θ;(2)求a b +. 2.(2011·广东) 若向量,,a b c 满足//a b ,且a c ⊥,则(2)c a b ?+=( ) A .4 B .3 C .2 D .0 3.在ABC ?中,M 是BC 的中点,1AM =,2AP PM =,则()PA PB PC ?+=_______ 4.设非零向量,,a b c 满足a b c ==,a b c +=,则a 与b 的夹角为 ( ) A .150° B .120° C .60° D .30° 5.(2011·辽宁) 若,,a b c 均为单位向量,且0a b ?=,()()0a c b c -?-≤,则a b c +-的最大值为 ( ) A.2-1 B.1 C. 2 D.2

平面向量数量积运算专题附答案

. 平面向量数量积运算平面向量数量积的基本运算题型一DCBCEFABCDBAD,,=120°,点的边长为2,∠1 例(1)(2014·天津)已知菱形分别在边→→AFDFAEBCBEDC________. .若λ·上,的值为=3=,1=λ,则→→PBPAPAOPBAB) · (2)已知圆为切点,的半径为1,, 那么为该圆的两条切线,的最小值为,( 2 -43+2 +B.A.-2 3+2C.-4+D.22 -→→→→→OBOAOAABOA________. ·=|=1 变式训练(2015·湖北)已知向量3⊥,则,| 利用平面向量数量积求两向量夹角题型二 22babaababab与+(|,且2-(1)(2015·重庆例2 )若非零向量,则,)⊥(3满足||)=|3的夹 角为( ) ππ3πA. B. C. D.π424πabababab的夹角2-+与=|2,|,则|=32(2)若平面向量与平面向量,的夹角等于|3的余弦值等于( ) 1111A. B.- C. D.-262612121→→→→ABCOAOABACAB与)=(+,则上的三点,若2 变式训练(2014·课标全国Ⅰ)已知,,为圆2→AC的夹角为________. 教育资料. . 利用数量积求向量的模题型三 baababab等于+的夹角为|120°,则|=2,且例3 (1)已知平面向量|2和与,|||=1,) ( B.4 A.2 D.6 5 C.2ABCDADBCADCADBCPDC上的动点,则是腰=,∠1=90°,,=(2)已知直角梯形2中,,∥→→PAPB|的最小值为________. +3|1eeeebbe·.是平面单位向量,且若平面向量·满足变式训练3 (2015·浙江)已知,=beb|=,则=|·________. 112212 =12

学案27平面向量的数量积及其应用

学案27 平面向量的数量积及其应用 导学目标: 1.理解平面向量数量积的含义及其物理意义.2.了解平面向量的数量积与向量投影的关系.3.掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算.4.能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量的垂直关系.5.会用向量方法解决某些简单的平面几何问题.6.会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题. 自主梳理 1.向量数量积的定义 (1)向量数量积的定义:____________________________________________,其中|a |cos 〈a ,b 〉叫做向量a 在b 方向上的投影. (2)向量数量积的性质: ①如果e 是单位向量,则a·e =e·a =__________________; ②非零向量a ,b ,a ⊥b ?________________; ③a·a =________________或|a |=________________; ④cos 〈a ,b 〉=________; ⑤|a·b |____|a||b |. 2.向量数量积的运算律 (1)交换律:a·b =________; (2)分配律:(a +b )·c =________________; (3)数乘向量结合律:(λa )·b =________________. 3.向量数量积的坐标运算与度量公式 (1)两个向量的数量积等于它们对应坐标乘积的和,即若a =(a 1,a 2),b =(b 1,b 2),则a·b =________________________; (2)设a =(a 1,a 2),b =(b 1,b 2),则a ⊥b ?________________________; (3)设向量a =(a 1,a 2),b =(b 1,b 2), 则|a |=________________,cos 〈a ,b 〉=____________________________. (4)若A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则|AB →=________________________,所以|AB → |=_____________________. 自我检测 1.(2010·湖南)在Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =4,则AB →·AC → 等于 ( ) A .-16 B .-8 C .8 D .16 2.(2010·重庆)已知向量a ,b 满足a·b =0,|a |=1,|b |=2,则|2a -b |= ( ) A .0 B .2 2 C .4 D .8 3.(2011·福州月考)已知a =(1,0),b =(1,1),(a +λb )⊥b ,则λ等于 ( ) A .-2 B .2 C.12 D .-1 2 4.平面上有三个点A (-2,y ),B (0,2 y ),C (x ,y ),若A B →⊥BC →,则动点C 的轨迹方程为________________. 5.(2009·天津)若等边△ABC 的边长为3,平面内一点M 满足CM →=16CB →+23 CA →,则MA →·MB → =________.

高中数学必修四之知识讲解_平面向量的数量积_基础

平面向量的数量积 【学习目标】 1.理解平面向量数量积的含义及其物理意义; 2.了解平面向量的数量积与向量投影的关系; 3.掌握数量积的坐标表示,会进行平面向量数量积的运算; 4.能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量的垂直关系; 【要点梳理】 要点一: 平面向量的数量积 1. 平面向量数量积(内积)的定义 已知两个非零向量a 与b ,它们的夹角是θ,则数量cos a b θ叫a 与b 的数量积,记作a b ?,即有 ()cos 0a b a b θθπ?=≤≤.并规定0与任何向量的数量积为0. 2.一向量在另一向量方向上的投影:cos b θ叫做向量b 在a 方向上的投影. 要点诠释: 1. 两个向量的数量积与向量同实数积有很大区别 (1)两个向量的数量积是一个实数,不是向量,符号由cos θ的符号所决定. (2)两个向量的数量积称为内积,写成a b ?;今后要学到两个向量的外积a b ?,而a b ?是两个向量的数量的积,书写时要严格区分.符号“· ”在向量运算中不是乘号,既不能省略,也不能用“×”代替. (3)在实数中,若0a ≠,且0a b ?=,则0b =;但是在数量积中,若0a ≠,且0a b ?=,不能推出 0b =.因为其中cos θ有可能为0. 2. 投影也是一个数量,不是向量;当θ为锐角时投影为正值;当θ为钝角时投影为负值;当θ为直角时投影为0;当θ=0?时投影为b ;当θ=180?时投影为b -. 要点二:平面向量数量积的几何意义 数量积a b ?表示a 的长度||a 与b 在a 方向上的投影cos b θ的乘积,这是a b ?的几何意义.图(1)(2)(3)所示分别是两向量,a b 夹角为锐角、钝角、直角时向量b 在向量a 方向上的投影的情形,其中 1||cos OB b θ=,它的意义是,向量b 在向量a 方向上的投影是向量1OB 的数量,即11|| a OB OB a =? . 事实上,当θ为锐角时,由于cos 0θ>,所以10OB >;当θ为钝角时,由于cos 0θ<,所以10OB <; 当090θ=时,由于cos 0θ=,所以10OB =,此时O 与1B 重合;当0 0θ=时,由于cos 1θ=,所以

向量数量积专题(总)

平面向量的数量积 【知识点精讲】 一、平面向量的数量积 (1)已知两个非零向量a r 和b r ,记为OA a OB b ==u u u r r u u u r r ,,则)0(πθθ≤≤=∠AOB 叫做向量a r 与b r 的夹角,记作,a b <>r r ,并规定[],0,a b π<>∈r r 。如果a 与b 的夹角是2 π,就称a r 与b r 垂直,记为.a b ⊥r r (2)cos ,a b a b <>r r r r 叫做向量a r 与b r 的数量积(或内积),记作a b ?r r ,即b a ? cos ,a b a b <>r r r r . 规定:零向量与任一向量的数量积为0. 两个非零向量a r 与b r 垂直的充要条件是0.a b ?=r r 两个非零向量a r 与b r 平行的充要条件是.a b a b ?=±r r r r 二、平面向量数量积的几何意义 数量积a b ?r r 等于a r 的长度a r 与b r 在a r 方向上的投影cos b θr 的乘积,即cos a b a b θ ?=r r r r (b r 在a r 方向上的投影为cos a b b a θ?=r r r r );a r 在b r 方向上的投影为 cos .a b a b θ?=r r r r 三、平面向量数量积的重要性质 性质1 cos .e a a e a θ?=?=r r r r r 性质2 0.a b a b ⊥??=r r r r 性质3 当a r 与b r 同向时,a b a b ?=r r r r ;当a r 与b r 反向时,a b a b ?=-r r r r ;22a a a a ?==r r r r 或 a =r 性质4 cos (00)a b a b a b θ?=≠≠r r r r r r r r 且 性质5 a b a b ?≤r r r r 注:利用向量数量积的性质2可以解决有关垂直问题;利用性质3可以求向量长度;利用性质4可以求两向量夹角;利用性质5可解决不等式问题。 四、平面向量数量积满足的运算律 (1)a b b a ?=?r r r r (交换律);

人教版高中数学全套教案导学案241平面向量的数量积的物理背景及其含义教学案

2. 4.1平面向量的数量积的物理背景及其含义 一、教材分析 本节学习的关键是启发学生理解平面向量数量积的定义,理解定义之后便可引导学生推导数量积的运算律,然后通过概念辨析题加深学生对于平面向量数量积的认识.主要知识点:平面向量数量积的定义及几何意义;平面向量数量积的5个重要性质;平面向量数量积的运算律. 二.教学目标 1.了解平面向量数量积的物理背景,理解数量积的含义及其物理意义; 2.体会平面向量的数量积与向量投影的关系,理解掌握数量积的性质和运算律,并能运用性质和运算律进行相关的判断和运算; 3.体会类比的数学思想和方法,进一步培养学生抽象概括、推理论证的能力。 三、教学重点难点 重点: 1、平面向量数量积的含义与物理意义,2、性质与运算律及其应用。 难点:平面向量数量积的概念 四、学情分析 我们的学生属于平行分班,没有实验班,学生已有的知识和实验水平有差距。有些学生对于基本概念不清楚,所以讲解时需要详细 五、教学方法 1.实验法:多媒体、实物投影仪。 2.学案导学:见后面的学案。 3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 1.学生的学习准备:预习学案。 2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。。 七、课时安排:1课时 八、教学过程 (一)预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。 (二)情景导入、展示目标。 创设问题情景,引出新课 1、提出问题1:请同学们回顾一下,我们已经研究了向量的哪些运算?这些运算的结果是什么?期望学生回答:向量的加法、减法及数乘运算。 2、提出问题2:请同学们继续回忆,我们是怎么引入向量的加法运算的?我们又是按照怎样的顺序研究了这种运算的? 期望学生回答:物理模型→概念→性质→运算律→应用 、新课引入:本节课我们仍然按照这种研究思路来研究向量的另外一种运算:平面向3.量数量积的物理背景及其含义(三)合作探究,精讲点拨探究一:数量积的概念:1、给出有关材料并提出问题3 F

平面向量的数量积及其应用

06—平面向量的数量积及其应用 突破点(一) 平面向量的数量积 1.向量的夹角;2平面向量数量积的运算 1.第一步,根据共线、垂直等条件计算出这两个向量的坐标,求解过程要注意方程思想的应用; 第二步,根据数量积的坐标公式进行运算即可. 2.根据定义计算数量积的两种思路 (1)若两个向量共起点,则两向量的夹角直接可得,根据定义即可求得数量积;若两向量的起点不同,需要通过平移使它们的起点重合,然后再计算. (2)根据图形之间的关系,用长度和相互之间的夹角都已知的向量分别表示出要求数量积的两个向量,然后再根据平面向量数量积的定义和性质进行计算求解. [典例] (1)设向量a =(-1,2),b =(m,1),如果向量a +2b 与2a -b 平行,那么a 与b 的数量积等于( ) A .-72 B .-12 (2)在等腰梯形ABCD 中,已知AB ∥DC ,AB =2,BC =1,∠ABC =60°.点E 和F 分别在线段BC 和DC 上,且BE =23BC ,DF =16 DC ,则AE ·AF 的值为________. [解析] (1)a +2b =(-1,2)+2(m,1)=(-1+2m,4),2a -b =2(-1,2)-(m,1)=(-2-m,3),由题 意得3(-1+2m )-4(-2-m )=0,则m =-12,所以b =? ????-12,1,所以a ·b =-1×? ?? ??-12+2×1=52. (2)取BA ,BC 为一组基底,则AE =BE -BA =23 BC -BA ,AF =AB +BC +CF =-BA +BC +512BA =-712BA +BC ,∴AE ·AF =? ????23 BC -BA ·? ????-712 BA +BC =712 |BA |2-2518BA ·BC +23|BC |2=712×4-2518×2×1×12+23=2918. [答案] (1)D (2)2918 [易错提醒] (1)解决涉及几何图形的向量数量积运算问题时,一定要注意向量的夹角与已知平面角的关系是相等还是互补.(2)两向量a ,b 的数量积a ·b 与代数中a ,b 的乘积写法不同,不能漏掉其中的“·”. 突破点(二) 平面向量数量积的应用 的关系 平面向量的垂直问题 1.第一,计算出这两个向量的坐标; 第二,根据数量积的坐标运算公式,计算出这两个向量的数量积为0即可. 2.已知两个向量的垂直关系,求解相关参数的值 根据两个向量垂直的充要条件,列出相应的关系式,进而求解参数. [例1] (1)△ABC 是边长为2的等边三角形,已知向量a ,b 满足AB =2a ,AC =2a +b ,则下列结论正确的是( ) A .|b |=1 B .a ⊥b C .a ·b =1 D .(4a +b )⊥BC (2)已知向量a =(k,3),b =(1,4),c =(2,1),且(2a -3b )⊥c ,则实数k =( ) A .-92 B .0 C .3 [解析] (1)在△ABC 中,由BC =AC -AB =2a +b -2a =b ,得|b |=2,A 错误.又AB =2a 且|AB |=2,所以|a |=1,所以a ·b =|a ||b |cos 120°=-1,B ,C 错误.所以(4a +b )·BC =(4a +b )·b =4a ·b +|b |2 =4×(-1)+4=0,所以(4a +b )⊥BC ,D 正确,故选D. (2)∵(2a -3b )⊥c ,∴(2a -3b )·c =0.∵a =(k,3),b =(1,4),c =(2,1),∴2a -3b =(2k -3,- 6).

专题二 培优点9 平面向量数量积的最值问题

培优点9 平面向量数量积的最值问题 平面向量部分,数量积是最重要的概念,求解平面向量数量积的最值、范围问题要深刻理解数量积的意义,从不同角度对数量积进行转化. 例 (1)已知AB →⊥AC →,|AB →|=1t ,|AC →|=t ,若点P 是△ABC 所在平面内的一点,且AP →=AB →|AB →|+4AC → |AC →|,则PB →·PC → 的最大值等于( ) A .13 B .15 C .19 D .21 答案 A 解析 建立如图所示的平面直角坐标系,则B ????1t ,0,C (0,t ),AB →=????1t ,0,AC →=(0,t ), AP →=AB →|AB →|+4AC →| AC →|=t ????1t ,0+4t (0,t )=(1,4),∴P (1,4), PB →·PC →=????1t -1,-4· (-1,t -4) =17-????1t +4t ≤17-21t ·4t =13, 当且仅当t =12 时等号成立. ∴PB →·PC →的最大值等于13. (2)如图,已知P 是半径为2,圆心角为π3 的一段圆弧AB 上的一点,若AB →=2BC →,则PC →·P A →的最小值为________. 答案 5-213 解析 以圆心为坐标原点,平行于AB 的直径所在直线为x 轴,AB 的垂直平分线所在的直线为y 轴,建立平面直角坐标系(图略),则A (-1,3),C (2,3),

设P (2cos θ,2sin θ)????π3≤θ≤2π3, 则PC →·P A →=(2-2cos θ,3-2sin θ)·(-1-2cos θ,3-2sin θ)=5-2cos θ-43sin θ=5-213sin(θ+φ), 其中0

(学案)校级公开课--平面向量的数量积及应用(学案)

课题:平面向量的数量积及其应用 一、知识归纳:见课本 二、问题探究: 问题1.()1已知ABC △中,||6,||9,45BC CA C ==∠=?,则BC CA ?= ()2已知平面上三点,,A B C 满足3,4,5AB BC CA ===, 则AB BC BC CA CA AB ?+?+?的值等于 ()3已知,a b 是两个非零向量,且a b a b ==-,求a 与a b +的夹角 问题2.在平面直角坐标系xOy 中,点A(-1,-2)、B(2,3)、C(-2,-1)。 (1)求以线段AB 、AC 为邻边的平行四边形两条对角线的长; (2)设实数t 满足(OC t AB -)·OC =0,求t 的值。 问题3 已知向量a =,23sin ,23cos ?? ? ??x x b =,2sin ,2cos ??? ??-x x 且x ∈??????-4,3ππ. (1)求a ·b 及|a +b |; (2)若f(x)=a ·b -|a +b |,求f(x)的最大值和最小值.

2 问题4 设两个向量e 1,e 2满足|e 1|=2,|e 2|=1,e 1与e 2的夹角为3 ,若向量2t e 1+7e 2与e 1+t e 2的夹角为钝角, 求实数t 的范围. 课堂练习 1、一质点受到平面上的三个力123,,F F F (单位:牛顿)的作用而处于平衡状态.已知1F ,2F 成0 60角,且1F ,2F 的大小分别为2和4,则3F 的大小为 A. 6 B. 2 C. 25 D. 27 2. |a |=1,|b |=2,c =a +b ,且c ⊥a ,则向量a 与b 的夹角为 ( )A .30° B .60° C .120° D .150° 3.如图所示,在平行四边形ABCD 中, AC =(1,2) ,BD =(-3,2),则AD ·AC = . 4、.设n 和m 是两个单位向量,其夹角是60°,求向量a =2m +n 与b =2n -3m 的夹角.

求解平面向量数量积的三种方法

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/e45809462.html, 求解平面向量数量积的三种方法 作者:谢伟杰 来源:《读写算》2018年第34期 摘要梅州市高一数学质量抽测题第11题是一道关于平面向量数量积的考题,这道考题引起了笔者的注意。此题很好地考察了学生对数量积概念的理解,也能很好地考察学生对求解平面向量数量积的方法是否掌握到位。 关键词平面向量数量积;解法 中图分类号:O241.7 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2018) 34-0211-01 做题中的“少运算”是建立在对基本概念理解的基础之上的,学生只有对相关的概念、性质有深刻的理解,而不是纯粹的记公式或套方法,才能在做题中真正实现“多思考,少运算”。教师在教学中,要帮助学生去认识相关知识点的核心及实质,而不是认为学生只要能记住相关的公式或会套用某类方法解题就行,否则,在具体的问题情境中,学生极容易在公式与计算中迷失,从而找不到解决问题的有效途径。 一、原题呈现 已知是边长为的等边三角形,点,分别是边,的中点,连接并延长到点,使得,则 的值为() 二、解法展示与对比 解法一:如图1, 解法二:如图2,以点为坐标原点,为轴正方向,建立如图所示的直角坐标系。则,, 解法三:如图3,点在上的投影为点,作點在上的投影,则在是的投影为,由向量数量积的含义可知,易得与相似,所以,又,所以,即 . 故 作为选择题,解法三有明显的优点,即我们只需将在上的投影作出,对图中线段的长度作大致估计,就可迅速判断只有选项才是合理的。笔者认为这样并不是投机取巧,恰恰相 反,在考场上会做这样的思考,并采取此策略的学生,说明该生对数量积的概念有更深刻的理解,并有更好的思维能力。这与高考命题中所提倡的“多思考,少运算”的理念也是一致的。

专题03 “三法”解决平面向量数量积问题(第二篇)-2019年高考数学压轴题命题区间探究与突破(解析

一.方法综述 平面向量的数量积是高考考查的重点、热点,往往以选择题或填空题的形式出现.常常以平面图形为载体,借助于向量的坐标形式等考查数量积、夹角、垂直的条件等问题;也易同三角函数、解析几何等知识相结合,以工具的形式出现.由于命题方式灵活多样,试题内容活泼、新颖,因此,在高考试卷中备受青睐,是一个稳定的高频考点.解决这类问题有三种基本方法:投影法、基底法和坐标法.“三法”的准确定位应是并举!即不应人为地、凭主观划分它们的优劣,而应具体问题具体分析. 本专题举例说明解答解决平面向量数量积问题的方法、技巧. 二.解题策略 类型一投影定义法 【例1】【2018届河南省中原名校高三上第一次考评】已知P是边长为2的正△ABC边BC上的动点,则·(+)=_________. 【答案】6 【解析】设BC的中点为D,则AD⊥BC, 【指点迷津】

1、数量积与投影的关系(数量积的几何定义): 向量,a b 数量积公式为cos a b a b θ?=,可变形为()cos a b a b θ?=?或() cos a b b a θ?=?,进而与向量投影找到联系 (1)数量积的投影定义:向量,a b 的数量积等于其中一个向量的模长乘以另一个向量在该向量上的投影,即a b a b b λ→?=?(记a b λ→为a 在b 上的投影) (2)投影的计算公式:由数量积的投影定义出发可知投影也可利用数量积和模长进行求解: a b a b b λ→?= 即数量积除以被投影向量的模长 2、数量积投影定义的适用范围:作为数量积的几何定义,通常适用于处理几何图形中的向量问题 (1)图形中出现与所求数量积相关的垂直条件,尤其是垂足确定的情况下(此时便于确定投影),例如:直角三角形,菱形对角线,三角形的外心(外心到三边投影为三边中点)学科&网 (2)从模长角度出发,在求数量积的范围中,如果所求数量积中的向量中有一个模长是定值,则可以考虑利用投影,从而将问题转化为寻找投影最大最小的问题 【举一反三】 已知圆M 为直角三角形ABC 的外接圆,OB 是斜边AC 上的高,且6,22AC OB ==,AO OC <,点P 为线段OA 的中点,若DE 是 M 中绕圆心M 运动的一条直径,则PD PE ?=_________ M C A O B P D E Q 【答案】-5 【解析】思路:本题的难点在于DE 是一条运动的直径,所以很难直接用定义求解.考虑到DE 为直径,所以延长EP 交圆M 于Q ,即可得DQ QE ⊥,则PD 在PE 上的投影向量为PQ .所求 PD PE PE PQ ?=-?,而由PE PQ ?联想到相交弦定理,从而PE PQ AP PC ?=?.考虑与已知条 件联系求出直径AC 上的各段线段长度.由射影定理可得:2 8AO CO OB ?==,且

高中数学——平面向量数量积的教学设计

《2.4.1平面向量数量积的 物理背景及其含义》 教学设计 2.4.1《平面向量数量积的物理背景及其含义》教学设计 一、教材分析 1.地位与作用 本节课是人教版普通高中课程标准实验教科书A版必修4第二章《平面向量》的第4节内容。本节内容教材共分为两课时,其中第一课时主要研究数量积的概念,第二课时主要研究数量积的坐标运算,本节课是第一课时。向量数量积运算是继向量的线性运算后的一种新的重要的运算,它有明显的物理意义、几何意义。向量数量积是代数、几何与三角的结合点,应用广泛,很好地体现了数形结合的数学思想。

2.学情分析 学生在学习本节内容之前,已经学习了平面向量的线性运算,理解并掌握了向量数乘运算及其几何意义。学生会产生这样的疑问——平面向量之间可以进行向量与向量的乘法运算吗?而学生此时已学习了功等物理知识,能够解决简单的物理问题,并熟知了实数的运算体系,这为学生学习数量积做了很好的铺垫。所以本节课我从学生所熟悉的“功”引入“数量积”,通过学生的自主探究,小组合作探究,教师点评等环节完成本节知识的学习。 二、教学目标 1.知识与技能 ⑴理解平面向量数量积和投影的概念及数量积的几何意义; ⑵掌握平面向量数量积的性质与运算律; ⑶会用平面向量数量积表示向量的模与向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量的垂直关系; ⑷以数学知识的教学为载体,为学生创造学习数学英语知识的环境,进而了解数学专业术语的英语表示,能用英语进行数学方面的交流,培养学生的跨文化意识与双思维,提高英语理解能力。 2.过程与方法 本节课以物体受力做功为背景引入向量数量积的概念,让学生明白数量积的物理背景,学习“投影”后,通过设置例1让学生练习计算数量积与投影,并引导学生观察完成的表格发现数量积与投影的关系,从而得出数量积的几何意义,随后通过学生的自主学习与小组活动,探究数量积的性质与运算律。设置分层例题与分层练习,夯实基础,提升能力。采用双语教学,不仅达到学习数学知识的目的,同时还提高了学生的英语理解能力,激发了学生学习的兴趣。 3.情感态度与价值观 通过平面向量数量积的学习,加深学生对数学知识之间联系的认识,体会数形结合思想、类比思想,体会数学知识抽象性、概括性和应用性,促使学生形成学数学、用数学的思维和意识。课堂中不断培养学生自主学习、主动探索,勤于观察、思考,善于总结的态度,并提高参与意识和合作精神。 三、教学重难点 重点:平面向量数量积的概念,用平面向量数量积表示向量的模及向量的夹角,判断向量的

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