高中数学人教A版 (2019)必修 第二册6.2 平面向量的运算一等奖ppt课件
展开1.掌握平面向量数量积的运算律及常用的公式.2.会利用向量数量积的有关运算律进行计算或证明.核心素养:逻辑推理、数学运算
知识点一 平面向量数量积的运算量
对于向量a,b,c和实数λ,有(1)a·b= (交换律).(2)(λa)·b= = (数乘结合律).(3)(a+b)·c= (分配律).
思考 若a·b=b·c,是否可以得出结论a=c?答案 不可以.已知实数a,b,c(b≠0),则ab=bc⇒a=c,但是a·b=b·c推不出a=c.理由如下:如图,a·b=|a||b|cs β=|b||OA|,b·c=|b||c|cs α=|b||OA|.所以a·b=b·c,但是a≠c.
知识点二 平面向量数量积的运算性质
类比多项式的乘法公式,写出下表中的平面向量数量积的运算性质.
1.a·0=0.( )2.λ(a·b)=λa·b.( )3. ( )4.若a与b同向,则(a-b)2=|a|2-2|a||b|+|b|2.( )5.向量的数量积运算满足(a·b)·c=a·(b·c).( )
一、向量的数量积的运算性质
例1 (多选)设a,b,c是任意的非零向量,且它们相互不共线,给出下列结论,正确的是A. a·c-b·c=(a-b)·cB.(b·c)·a-(c·a)·b不与c垂直C.|a|-|b|<|a-b|D.(3a+2b)·(3a-2b)=9|a|2-4|b|2
解析 根据数量积的分配律知A正确;∵[(b·c)·a-(c·a)·b]·c=(b·c)·(a·c)-(c·a)·(b·c)=0,∴(b·c)·a-(c·a)·b与c垂直,B错误;∵a,b不共线,∴|a|,|b|,|a-b|组成三角形,∴|a|-|b|<|a-b|成立,C正确;D正确.故正确结论的选项是ACD.
向量的数量积a·b与实数a,b的乘积a·b有联系,同时也有许多不同之处.例如,由a·b=0并不能得出a=0或b=0.特别是向量的数量积不满足结合律.
给出下列结论:①若a·b=a·c,则b=c;②(a+b)·(a-b)=|a|2-|b|2;③(a+b)2=|a|2+2|a||b|+|b|2.其中正确的是_____.(填序号)
解析 由向量数量积的性质和运算律知,①③错误,②正确.
二 求向量的模和向量的夹角
例2(1)已知向量a,b的夹角为60°,|a|=2,|b|=1,则|a+2b|=_____.
方法二 (数形结合法)由|a|=|2b|=2知,以a与2b为邻边可作出边长为2的菱形OACB,如图,
(2)已知非零向量a,b满足|a|=1,且(a-b)·(a+b)= .①求|b|;
解 因为|a+2b|2=|a|2+4a·b+|2b|2=1-1+1=1,故|a+2b|=1.
(1)求解向量模的问题就是要灵活应用a2=|a|2,即|a|= ,勿忘记开方.(2)求向量的夹角,主要是利用公式cs θ= 求出夹角的余弦值,从而求得夹角.可以直接求出a·b的值及|a|,|b|的值,然后代入求解,也可以寻找|a|,|b|,a·b三者之间的关系,然后代入求解.
已知向量a,b满足|a|=|b|=1及|3a-2b|= ,求a,b的夹角.
解 设a与b的夹角为θ,由题意得(3a-2b)2=7,∴9|a|2+4|b|2-12a·b=7,
因为n·(t m+n)=0,
所以t m·n+n2=0,
解决有关垂直问题时利用a⊥b⇔a·b=0(a,b为非零向量).
已知向量a,b,且|a|=1,|b|=2,(a+2b)⊥(3a-b),求向量a与b夹角的大小.
解 设a与b的夹角为θ,由已知得(a+2b)·(3a-b)=3a2+5a·b-2b2=3+10cs θ-8=0,
所以θ=60°,即a与b的夹角为60°.
1.(多选)已知两个单位向量e1,e2的夹角为θ,则下列结论正确的是A.e1在e2上的投影向量为cs θe2B.C.(e1+e2)⊥(e1-e2)D.e1·e2=1
ABC解析 因为两个单位向量e1,e2的夹角为θ,则|e1|=|e2|=1,则e1在e2上的投影向量为|e1|cs θe2=cs θe2,故A正确;
故(e1+e2)⊥(e1-e2),故C正确;e1·e2=|e1||e2|cs θ=cs θ,故D错误.
2.设e1和e2是互相垂直的单位向量,且a=3e1+2e2,b=-3e1+4e2,则a·b等于A.-2 B.-1C.1 D.2
B解析 因为|e1|=|e2|=1,e1·e2=0,所以a·b=(3e1+2e2)·(-3e1+4e2)=-9|e1|2+8|e2|2+6e1·e2=-9×12+8×12+6×0=-1.
3.已知|a|=2,|b|=1,a与b之间的夹角为60°,那么向量a-4b的模为A.2 B.C.6 D.12
B解析 ∵|a-4b|2=a2-8a·b+16b2=22-8×2×1×cs 60°+16×12=12,
4.已知|a|=3,|b|=2,且a,b的夹角为60°,如果(3a+5b)⊥(ma-b),那么m的值为
C解析 由题意知(3a+5b)·(ma-b)=0,即3ma2+(5m-3)a·b-5b2=0,3m×32+(5m-3)×3×2cs 60°-5×22=0,
5.已知向量a,b满足|a|=2,|b|=1,a·b=1,则向量a与a-b的夹角为_____.
设向量a与a-b的夹角为θ,
1.知识清单:(1)向量数量积的运算律.(2)利用数量积求向量的模和夹角.(3)向量垂直的应用.2.方法归纳:类比法.3.常见误区:忽视向量数量积不满足结合律.
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