资源简介 (共53张PPT)第六章 6.2 平面向量的运算 6.2.4 向量的数量积第一课时 向量的数量积(一)课标要求1.了解向量数量积的物理背景,即物体在力F的作用下产生位移s所做的功. 2.掌握向量数量积的定义及投影向量. 3.会计算平面向量的数量积.在物理课中我们学过功的概念: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=|F||s|cos θ,其中θ是F与s的夹角.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”看作两个向量“相乘”的结果呢?受此启发,我们引入向量“数量积”的概念.引入课时精练一、向量的夹角二、向量的数量积三、投影向量课堂达标内容索引向量的夹角一探究1 在功的公式W=|F||s|cos θ中,θ是谁与谁的夹角?提示 θ是向量F与向量s的夹角.知识梳理∠AOB=θ(0≤θ≤π)2.当θ=0时,a与b______;当θ=π时,a与b______.同向反向垂直温馨提示例1已知|a|=|b|=2,且a与b的夹角为60°,则a+b与a的夹角是多少?a-b与a的夹角又是多少?因为|a|=|b|=2,所以平行四边形OACB是菱形,又∠AOB=60°,即a+b与a的夹角是30°,a-b与a的夹角是60°.1.求两个向量夹角的关键是利用平移的方法使两个向量起点重合,作两个向量的夹角,按照“一作二证三算”的步骤求出.2.特别地,a与b的夹角为θ,λ1a与λ2b(λ1,λ2是非零常数)的夹角为θ0,当λ1λ2<0时,θ0=180°-θ;当λ1λ2>0时,θ0=θ.思维升华训练1√A.30° B.60° C.120° D.150°向量的数量积二探究2 如图所示,一物体在力F作用下产生位移s,那么力F所做的功W=|F||s|cos α这个公式有什么特点?请完成下列填空:(1)W(功)是________量;(2)F(力)是________量;(3)s(位移)是________量;(4)α是________量.提示 (1)数 (2)向 (3)向 (4)数知识梳理1. 向量数量积的定义已知两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,我们把数量|a||b|cos θ叫做a与b的数量积(或内积),记作a·b,即a·b=___________.规定:零向量与任一向量的数量积为____.2.向量数量积的性质设a,b是非零向量,它们的夹角是θ,e是与b方向相同的单位向量,则①a·e=e·a=_________.②a⊥b?a·b=____.|a||b|cos θ0|a|cos θ0|a||b|-|a||b||a|2≤温馨提示(1)数量积运算中间是“·”,不能写成“×”,也不能省略不写.(2)向量的数量积是一个实数,不是向量,它的值可正、可负、可为0.(3)a·b=0不能推出a和b中至少有一个零向量.例2(链接教材P17例9)已知正三角形ABC的边长为1,求:思维升华定义法求平面向量的数量积若已知两向量的模及其夹角,则直接利用公式a·b=|a|·|b|cos θ.运用此法计算数量积的关键是确定两个向量的夹角,条件是两向量的起点必须重合,否则,要通过平移使两向量符合以上条件.训练2√设a与b的夹角为θ,由题意知|a|=|b|=1,投影向量三探究3 如图所示,设∠AOB=θ,过点A作OB的垂线AD,则线段OD就是线段OA在OB上的投影,试用|OA|和θ表示|OD|.提示 |OD|=|OA|cos θ.知识梳理投影投影温馨提示(1)向量a在向量b上的投影向量是与向量b平行的向量.(2)如果向量a与向量b平行或垂直,向量a在向量b上的投影向量具有特殊性.(3)由定义可知,投影是一个过程,而投影向量是一个结果.例3例3 (链接教材P20练习T3)已知|a|=5,|b|=4,a与b的夹角θ=120°,与b同向的单位向量为e.(1)a·b=|a||b|cos θ=5×4×cos 120°=-10.(1)求a·b;(2)求a在b上的投影向量.思维升华任意的非零向量a在另一非零向量b上的投影向量等于|a|cos θe(θ为向量a,b的夹角,e为与b同向的单位向量).训练31已知向量a,b满足|b|=2,a与b的夹角为60°,则b在a上的投影向量的模是________.已知向量a,b的夹角θ=60°,故b在a上的投影向量的模为【课堂达标】√√2.(多选)对于任意向量a,b,c,下列说法中正确的是A.若a·b=0,则a与b中至少有一个为0B.向量a与向量b夹角的范围是[0,π)C.若a⊥b,则a·b=0√a·b=0?a⊥b或a=0或b=0,所以A错误;向量夹角的范围是[0,π],所以B错误;由数量积的性质知,C正确;因为a·a=|a||a|cos 0=|a|2,3.设|a|=1,|b|=2,a·b=1,则a与b的夹角为________.4.已知|a|=2,且a与b的夹角为60°,与b同向的单位向量为e,则向量a在向量b上的投影向量为________.e【课时精练】√1.若|a|=3,|b|=4,a,b的夹角为135°,则a·b=√A.直角梯形 B.菱形 C.矩形 D.正方形所以四边形ABCD是矩形.√3.如图所示,一力作用在小车上,其中力F的大小为10 N,方向与水平面成60°角.则当小车向前运动10 m时,力F做的功为由题意,根据向量的数量积的定义,可得力F做的功W=F·s=10×10cos 60°=50(J).√设a与b的夹角为θ,√5.(多选)已知向量a,b和实数λ,则下列选项中正确的是A.若a与b是两个单位向量,则a2=b2B.|a·b|=|a||b|C.λ(a+b)=λa+λbD.|a·b|≤|a||b|√√选项B中,|a·b|=||a||b|cos θ|,其中θ为a与b的夹角,故B错误,其余都正确.6.若|a|=3,|b|=2,a·b=5,则a与b夹角的余弦值为________.7.已知|a|=3,|b|=5,a·b=12,则向量a在向量b上的投影向量为________.设a与b的夹角为θ,∵a·b=|a||b|cos θ=12,又|b|=5,9.已知|a|=3,|b|=2,a与b的夹角θ=120°,与b同向的单位向量为e.(1)求a·b;(2)求a在b上的投影向量.(1)a·b=|a||b|cos θ=3×2·cos 120°=-3.(2)a在b上的投影向量为10.如图,已知△ABC是等边三角形.∵△ABC为等边三角形,∴∠ABC=60°.∵∠DBC=120°,如图,延长AB至点D,使BD=AB,∵E为BC的中点,∴AE⊥BC,√11.(多选)下列说法正确的是√对于A,根据投影向量的定义,知A正确;对于D,|a·b|=||a||b|cos θ|,故D错误.12.定义:|a×b|=|a||b|sin θ,其中θ为向量a与b的夹角,若|a|=2,|b|=5,a·b=-6,则|a×b|等于A.8 B.-8 C.8或-8 D.6√14.如图,扇形AOB的弧的中点为M,动点C,D分别在OA,OB上,且OC=BD,OA=1,∠AOB=120°.∵OC=BD,∴k∈[0,1],6.2.4 向量的数量积(一)(分值:100分)单选题每小题5分,共25分;多选题每小题6分,共12分.一、基础巩固1.若|a|=3,|b|=4,a,b的夹角为135°,则a·b=( )-3 -6 6 22.在四边形ABCD中,·=0,=,则四边形ABCD是( )直角梯形 菱形 矩形 正方形3.如图所示,一力作用在小车上,其中力F的大小为10 N,方向与水平面成60°角.则当小车向前运动10 m时,力F做的功为( )100 J 50 J 50 J 200 J4.已知|b|=3,a在b上的投影向量为b,则a·b的值为( )3 25.(多选)已知向量a,b和实数λ,则下列选项中正确的是( )若a与b是两个单位向量,则a2=b2|a·b|=|a||b|λ(a+b)=λa+λb|a·b|≤|a||b|6.若|a|=3,|b|=2,a·b=5,则a与b夹角的余弦值为________.7.已知|a|=3,|b|=5,a·b=12,则向量a在向量b上的投影向量为________.8.在边长为1的等边△ABC中,设=a,=b,=c,则a·b+b·c+c·a等于________.9.(10分)已知|a|=3,|b|=2,a与b的夹角θ=120°,与b同向的单位向量为e.(1)求a·b;(2)求a在b上的投影向量.10.(10分)如图,已知△ABC是等边三角形.(1)求向量与向量的夹角;(2)若E为BC的中点,求向量与的夹角.二、综合运用11.(多选)下列说法正确的是( )向量a在向量b上的投影向量可表示为·若a·b<0,则a与b的夹角θ的范围是若△ABC是等边三角形,则,的夹角为60°|a·b|=|a||b|cos θ12.定义:|a×b|=|a||b|sin θ,其中θ为向量a与b的夹角,若|a|=2,|b|=5,a·b=-6,则|a×b|等于( )8 -8 8或-8 613.(13分)如图,在△OAB中,P为线段AB上一点,且=x+y.(1)若=,求x,y的值;(2)若=3,||=4,||=2,且与的夹角为60°,求·的值.三、创新拓展14.(15分)如图,扇形AOB的弧的中点为M,动点C,D分别在OA,OB上,且OC=BD,OA=1,∠AOB=120°.(1)若点D是线段OB靠近点O的四分之一分点,用,表示向量;(2)求·的取值范围.向量的数量积(一)1.B [a·b=|a||b|cos 135°=3×4×=-6.]2.C [由·=0,知AB⊥BC.由=,知BC綉AD,所以四边形ABCD是矩形.]3.B [由题意,根据向量的数量积的定义,可得力F做的功W=F·s=10×10cos 60°=50(J).]4.B [设a与b的夹角为θ,∵|a|·cos θ=b,∴|a|·cos θ=,∴|a|·cos θ=,∴a·b=|a||b|cos θ=3×=.]5.ACD [选项B中,|a·b|=||a||b|cos θ|,其中θ为a与b的夹角,故B错误,其余都正确.]6. [cos θ===.]7.b [设a与b的夹角为θ,∵a·b=|a||b|cos θ=12,又|b|=5,∴|a|cos θ=,=,即a在b上的投影向量为b.]8.- [a·b=·=-·=-||·||cos 60°=-.同理b·c=-,c·a=-,∴a·b+b·c+c·a=-.]9.解 (1)a·b=|a||b|cos θ=3×2·cos 120°=-3.(2)a在b上的投影向量为|a|cos θe=e=-e.10.解 (1)∵△ABC为等边三角形,∴∠ABC=60°.如图,延长AB至点D,使BD=AB,则=,∴∠DBC为向量与的夹角.∵∠DBC=120°,∴向量与的夹角为120°.(2)∵E为BC的中点,∴AE⊥BC,∴向量与的夹角为90°.11.AB [对于A,根据投影向量的定义,知A正确;对于B,∵a·b=|a||b|cos θ<0,则cos θ<0,又0≤θ≤π,∴θ∈,故B正确;对于C,若△ABC是等边三角形,则,的夹角为120°,故C错误;对于D,|a·b|=||a||b|cos θ|,故D错误.]12.A [cos θ===-,∵θ∈[0,π],∴sin θ=,∴|a×b|=2×5×=8.]13.解 (1)若=,则=+,故x=y=.(2)因为||=4,||=2,∠BOA=60°,所以∠OBA=90°,所以||=2.又因为=3,所以||=,所以||==,cos ∠OPB=.所以与的夹角θ的余弦值为-,所以·=||||cos θ=-3.14.解 (1)由已知可得=,四边形OAMB是菱形,则=+,所以=-=-(+)=--.(2)设=k,则=-=(k-1)-,=-=--k,·=[(k-1)-]·(--k)=,∵OC=BD,∴k∈[0,1],∴·∈.6.2.4 向量的数量积第一课时 向量的数量积(一)课标要求 1.了解向量数量积的物理背景,即物体在力F的作用下产生位移s所做的功. 2.掌握向量数量积的定义及投影向量. 3.会计算平面向量的数量积.【引入】 在物理课中我们学过功的概念: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=|F||s|cos θ,其中θ是F与s的夹角.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”看作两个向量“相乘”的结果呢?受此启发,我们引入向量“数量积”的概念.一、向量的夹角探究1 在功的公式W=|F||s|cos θ中,θ是谁与谁的夹角? 【知识梳理】1.向量的夹角:已知两个非零向量a,b,O是平面上的任意一点,作=a,=b,则______________________叫做向量a与b的夹角.2.当θ=0时,a与b________;当θ=π时,a与b________.如果a与b的夹角是,我们说a与b________,记作a⊥b.温馨提示 (1)两向量的夹角与两直线的夹角的范围不同,向量夹角范围是[0,π],而两直线夹角的范围为.(2)两个向量只有起点重合时所对应的角才是向量的夹角.例1 已知|a|=|b|=2,且a与b的夹角为60°,则a+b与a的夹角是多少?a-b与a的夹角又是多少? 思维升华 1.求两个向量夹角的关键是利用平移的方法使两个向量起点重合,作两个向量的夹角,按照“一作二证三算”的步骤求出.2.特别地,a与b的夹角为θ,λ1a与λ2b(λ1,λ2是非零常数)的夹角为θ0,当λ1λ2<0时,θ0=180°-θ;当λ1λ2>0时,θ0=θ.训练1 在△ABC中,∠C=90°,BC=AB,则与的夹角是( )A.30° B.60° C.120° D.150°二、向量的数量积探究2 如图所示,一物体在力F作用下产生位移s,那么力F所做的功W=|F||s|cos α这个公式有什么特点?请完成下列填空:(1)W(功)是________量;(2)F(力)是________量;(3)s(位移)是________量;(4)α是________量.【知识梳理】1.向量数量积的定义已知两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,我们把数量|a||b|cos θ叫做a与b的数量积(或内积),记作a·b,即a·b=________________.规定:零向量与任一向量的数量积为____.2.向量数量积的性质设a,b是非零向量,它们的夹角是θ,e是与b方向相同的单位向量,则①a·e=e·a=________.②a⊥b a·b=____.③当a与b同向时,a·b=________;当a与b反向时,a·b=________,特别地,a·a=________或|a|=.④|a·b|____|a|·|b|(当且仅当向量a,b共线时,等号成立).⑤cos θ=.温馨提示 (1)数量积运算中间是“·”,不能写成“×”,也不能省略不写.(2)向量的数量积是一个实数,不是向量,它的值可正、可负、可为0.(3)a·b=0不能推出a和b中至少有一个零向量.例2 (链接教材P17例9)已知正三角形ABC的边长为1,求:(1)·;(2)·;(3)·. 思维升华 定义法求平面向量的数量积若已知两向量的模及其夹角,则直接利用公式a·b=|a|·|b|cos θ.运用此法计算数量积的关键是确定两个向量的夹角,条件是两向量的起点必须重合,否则,要通过平移使两向量符合以上条件.训练2 (1)在等腰Rt△ABC中,若∠C=90°,AC=,则·的值等于( )A.-2 B.2 C.-2 D.2(2)(链接教材P18例10)已知向量a,b均为单位向量,a·b=,则a与b的夹角为______. 三、投影向量探究3 如图所示,设∠AOB=θ,过点A作OB的垂线AD,则线段OD就是线段OA在OB上的投影,试用|OA|和θ表示|OD|. 【知识梳理】1.如图,设a,b是两个非零向量,=a,=b,我们考虑如下的变换:过的起点A和终点B,分别作所在直线的垂线,垂足分别为A1,B1,得到,我们称上述变换为向量a向向量b________,叫做向量a在向量b上的________向量.2.如图,在平面内任取一点O,作=a,=b,过点M作直线ON的垂线,垂足为M1,则就是向量a在向量b上的投影向量.设与b方向相同的单位向量为e,a与b的夹角为θ,则与e,a,θ之间的关系为=|a|cos θe.温馨提示 (1)向量a在向量b上的投影向量是与向量b平行的向量.(2)如果向量a与向量b平行或垂直,向量a在向量b上的投影向量具有特殊性.(3)由定义可知,投影是一个过程,而投影向量是一个结果.例3 (链接教材P20练习T3)已知|a|=5,|b|=4,a与b的夹角θ=120°,与b同向的单位向量为e.(1)求a·b;(2)求a在b上的投影向量. 思维升华 任意的非零向量a在另一非零向量b上的投影向量等于|a|cos θe(θ为向量a,b的夹角,e为与b同向的单位向量). 训练3 已知向量a,b满足|b|=2,a与b的夹角为60°,则b在a上的投影向量的模是________.【课堂达标】1.已知|a|=,|b|=2,a与b的夹角是120°,则a·b等于( )A.3 B.-3 C.-3 D.32.(多选)对于任意向量a,b,c,下列说法中正确的是( )A.若a·b=0,则a与b中至少有一个为0B.向量a与向量b夹角的范围是[0,π)C.若a⊥b,则a·b=0D.|a|=3.设|a|=1,|b|=2,a·b=1,则a与b的夹角为________.4.已知|a|=2,且a与b的夹角为60°,与b同向的单位向量为e,则向量a在向量b上的投影向量为________.向量的数量积(一)探究1 提示 θ是向量F与向量s的夹角.知识梳理1.∠AOB=θ(0≤θ≤π)2.同向 反向 垂直例1 解 如图所示,作=a,=b,且∠AOB=60°.以,为邻边作平行四边形OACB,则=a+b,=a-b.因为|a|=|b|=2,所以平行四边形OACB是菱形,又∠AOB=60°,所以与的夹角为30°,与的夹角为60°.即a+b与a的夹角是30°,a-b与a的夹角是60°.训练1 C [如图,作向量=,则∠BAD是与的夹角,在△ABC中,因为∠ACB=90°,BC=AB,所以∠ABC=60°,所以∠BAD=120°,即与的夹角是120°.]探究2 提示 (1)数 (2)向 (3)向 (4)数知识梳理1.|a||b|cos θ 02.①|a|cos θ ②0 ③|a||b| -|a||b| |a|2④≤例2 解 (1)∵与的夹角为60°,∴·=||||cos 60°=1×1×=.(2)∵与的夹角为120°,∴·=||||cos 120°=1×1×=-.(3)∵与的夹角为60°,∴·=||||cos 60°=1×1×=.训练2 (1)B (2) [(1)·=||||cos ∠ABC=2×·cos 45°=2.(2)设a与b的夹角为θ,由题意知|a|=|b|=1,则cos θ==,又∵0≤θ≤π,∴θ=.]探究3 提示 |OD|=|OA|cos θ.知识梳理1.投影 投影例3 解 (1)a·b=|a||b|cos θ=5×4×cos 120°=-10.(2)a在b上的投影向量为|a|cos θe=e=-e=-e.训练3 1 [已知向量a,b的夹角θ=60°,故b在a上的投影向量的模为|b|cos θ=2cos 60°=2×=1.]课堂达标1.B [由数量积的定义,得a·b=|a||b|cos 120°=×2×=-3.]2.CD [a·b=0 a⊥b或a=0或b=0,所以A错误;向量夹角的范围是[0,π],所以B错误;由数量积的性质知,C正确;因为a·a=|a||a|cos 0=|a|2,所以|a|=,所以D正确.]3. [设a,b的夹角为θ,则cos θ==,∵θ∈[0,π],∴θ=.]4.e [因为a与b的夹角为60°,a在b上的投影向量为|a|cos 60°e=2×e=e.] 展开更多...... 收起↑ 资源列表 6.2.4 第一课时 向量的数量积(一) 学案(含答案).docx 6.2.4 第一课时 向量的数量积(一) 练习(含答案).docx 6.2.4 第一课时 向量的数量积(一).pptx