高中数学人教版新课标A必修4第二章 平面向量2.4 平面向量的数量积课堂教学课件ppt
展开2.平面向量的数量积(1)定义:已知两个____向量a和b,它们的夹角为θ,把数量_________叫做a和b的数量积(或内积),记作___,即a·b=________,规定0·a=0.(2)向量投影:①定义:设θ为a与b的夹角,则_______(|b|cs θ)叫做向量a在b方向上(b在a方向上)的投影.②a·b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.
3.向量数量积的运算律(1)a·b=___;(2)(λa)·b=λ(a·b)=_______;(3)(a+b)·c=_________.注意:(a·b)·c≠a·(b·c).4.平面向量数量积的有关结论已知非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2).
x1x2+y1y2=0
x1y2-x2y1=0
A.60° B.30° C.90° D.120°解析:注意向量的方向,画图易得夹角为120°.答案:D
2.已知a=(2,3),b=(-4,7),则a在b上的投影为( )
3.已知a=(1,-3),b=(4,6),c=(2,3),则a·( b·c)=________,(a·b)·c=________.解析:a·(b·c)=a·(4×2+6×3)=26a=26(1,-3)=(26,-78),(a·b)·c=(1×4-3×6)·(2,3)=(-14)×(2,3)= (-28,-42).答案:(26,-78) (-28,-42)4.若b=(1,1),a·b=2,(a-b)2=3,则|a|=_______.
1.因为向量的数量积是新运算,所以不能将代数运算的运算律完全照搬过来.以下三点要特别注意:(1)当a≠0时,a·b=0不能推出b一定是零向量.这是因为任一与a垂直的非零向量b,都满足a·b=0.(2)由a·b=b·c不能推出a=c,即等式两边都是数量积时,其公因式不能约去.这是因为原等式左右两边均是实数,是一个实数等式,而a=c是一个向量等式,所以两者不等价.
(3)结合律对数量积不成立,即(a·b)c≠a(b·c).2.利用a⊥b⇔a·b=0(向量式)和a⊥b⇔x1x2+y1y2=0(坐标式)来证明两条直线垂直,使判断直线垂直又多了一种简便的方法.要注意将x1x2+y1y2=0和判断平行的x1y2-x2y1=0区别开,不要混淆.记忆的方法是参照两条直线平行与垂直的条件.已知直线l1的方程为A1x+B1y+C1=0,直线l2的方程为A2x+B2y+C2=0,若l1∥l2,则A1B2-A2B1=0;若l1⊥l2,则A1A2+B1B2=0.
考点一 平面向量的数量积及运算律【案例1】 设a、b、c是任意的非零向量,且互不共线.已知下列命题:①(a·b)·c-(c·a)·b=0;②|a|-|b|<|a-b|;③(b·c)·a-(c·a)·b不与c垂直;④(3a+2b)·(3a-2b)=9|a|2-4|b|2.其中是真命题的有 ( )A.①② B.②③ C.③④ D.②④关键提示:②用三角形的性质求解;③研究[(b·c)·a-(c·a)·b]·c的值.
(即时巩固详解为教师用书独有)
解析:对于①,只有b和c方向相同时,两者才可能相等,所以①错.考虑②式对应的几何意义,由“三角形两边之差小于第三边”知②正确.因为[(b·c)·a-(c·a)·b]·c=0,所以垂直,即③错.对于④,向量的乘法运算符合多项式乘法法则,所以④对.答案:D
【案例2】 已知点A(-1,2)、B(3,1)、C(2,-3),试判断△ABC的形状,并证明你的结论.关键提示:要判断△ABC的形状,主要看边长是否相等,角是否为直角,可先作出草图,进行直观判断,再去证明.解:△ABC为等腰直角三角形.证明如下:
A.钝角三角形 B.锐角三角形C.直角三角形 D.等腰三角形
考点二 向量数量积的相关运算及夹角问题【案例3】 (2010·湖南)若非零向量a,b满足|a|=|b|,(2a+b)·b=0,则a与b的夹角为 ( )A.30° B.60° C.120° D.150°关键提示:把a·b=|a|·|b|·cs θ代入(2a+b)·b=0中得到关于cs θ的方程,求解即可.解析:因为(2a+b)·b=0,所以2a·b+b2=0,所以2|a|·|b|cs θ+b2=0,又因为|a|=|b|,
所以θ=120°.故选C.答案:C点评:这里由2a·b=b2不能推出2a=b.同样由a2=b2也不能得出a=b或a=-b.
【即时巩固3】 (2010·浙江)已知平面向量α,β,|α|=1,|β|=2,α⊥(α-2β),则|2α+β|的值是________.解析:由α⊥(α-2β)可得,α·(α-2β)=0,α2-2α·β=0.又因为|α|=1,|β|=2,
A.1 B.2 C.3 D.4关键提示:建立直角坐标系,利用坐标运算求解.点评:图形中的数量积计算,常建立坐标系用坐标来运算,不好建立坐标系时,用基底思想来解题,选取基底时常选已知长度和夹角的两个向量作为基底.
考点三 向量数量积与其他知识的综合应用【案例5】 已知△ABC的角A,B,C所对的边分别是a,b,c.设向量m=(a,b),n=(sin B,sin A),p=(b-2,a-2).(1)若m∥n,求证:△ABC为等腰三角形;
关键提示:利用数量积的坐标运算及性质求解,注意正、余弦定理的运用.
(2)解:由题意知,m·p=0,即a(b-2)+b(a-2)=0,所以a+b=ab.由余弦定理知4=a2+b2-ab=(a+b)2-3ab.即(ab)2-3ab-4=0,所以ab=4(舍去ab=-1).
点评:利用向量数量积的定义,结合三角函数知识是解决这类问题的常用方法.
(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.
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