人教A版 (2019)必修 第二册6.2 平面向量的运算教案及反思
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第六章 平面向量及其应用
6.2 平面向量的运算
6.2.4 向量的数量积
教学设计
一、 教学目标
1. 通过实例分析,理解平面向量的数量积的概念及其意义,会计算平面向量的数量积;
2. 通过几何直观,了解平面向量投影的概念以及投影向量的意义;
3. 会用数量积判断两个平面向量的垂直关系.
二、 教学重难点
1. 教学重点
平面向量的数量积的概念及其应用.
2. 教学难点
对平面向量的数量积的概念的理解以及平面向量数量积的应用.
三、 教学过程
(一) 新课导入
1. 复习:我们已经学过了向量的哪些运算?
答:向量的加法、减法、数乘运算.
2. 问题1 那么向量与向量能否相乘呢?
3. 问题2 在物理课中,如果一个物体在力F的作用下产生位移s,如何计算力F所做的功?
答:,其中是与的夹角.
问题3 能否把“功”看成是两个向量相乘的结果呢?(能)
(二) 探索新知
1. 观察力做功的计算公式,发现公式中涉及力与位移的夹角,所以先来定义向量的夹角概念.
已知两个非零向量(如图),O是平面上的任意一点,作,则叫做向量与的夹角.
当时,与同向;当时,与反向.
如果与的夹角是,那么说与垂直,记作.
已知两个非零向量与,它们的夹角为,我们把数量叫做向量与的数量积(或内积),记作,即.
规定:零向量与任一向量的数量积为0.
向量线性运算的结果是一个向量,而两个向量的数量积是一个数量,这个数量的大小与两个向量的长度及其夹角有关.
例9 (课本P17)
例10 (课本P18)
2. 如图(1),设是两个非零向量,,作如下变换:过的起点A和终点B,分别作所在直线的垂线,垂足分别为,得到,我们称上述变换为向量向向量投影,叫做向量在向量上的投影向量.
如图(2),在平面内任取一点O,作.过点M作直线ON的垂线,垂足为,则就是向量在向量上的投影向量.
问题4 如图(2),设与方向相同的单位向量为,与的夹角为,那么与,,之间有怎样的关系?
显然,与共线,于是.
问题5 分小组探究与,的关系以及的表达式.提示:分为锐角、直角、钝角以及,等情况进行讨论.
当为锐角(如图(1))时,与方向相同,,所以;
当为直角(如图(2))时,,所以;
当为钝角(如图(3))时,与方向相反,所以,即.
当时,,所以;
当时,,所以.
综上可知,对于任意的,都有.
3. 向量数量积的性质:
设是非零向量,它们的夹角是,是与方向相同的单位向量,则
(1).
(2).
(3)当与同向时,;当与反向时,.特别地,或.
此外,由还可以得到
(4).
4. 向量数量积的运算律:
对于向量和实数,有
(1);
(2);
(3).
用向量投影证明分配率(3).(课本P20)
例11 (课本P21)
例12 (课本P21)
例13 (课本P21)
(三)课堂练习
课本P20 1—3题,P22 1—3题.
(四)小结作业
1. 小结:
(1)向量数量积的概念;
(2)投影向量;
(3)向量数量积的性质;
(4)向量数量积的运算律.
2. 作业:
四、 板书设计
6.2.4 向量的数量积
1. 向量的夹角概念;
2. 向量数量积的概念;
3. 投影向量的概念;
4. 向量数量积的性质;
5. 向量数量积的运算律.
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