文數(shù)書稿平面向量的數(shù)量積及平面向量應(yīng)用舉例

1、第27節(jié) 平面向量的數(shù)量積及平面向量應(yīng)用舉例一、考點(diǎn)考綱明確目標(biāo)1、理解平面向量數(shù)量積的含義及其物理意義。2、了解平面向量的數(shù)量積與向量投影的關(guān)系。3、掌握數(shù)量積的坐標(biāo)表達(dá)式,會(huì)進(jìn)行平面向量數(shù)量積的運(yùn)算。4、能運(yùn)用數(shù)量積表示兩個(gè)向量的夾角,會(huì)用數(shù)量積判斷兩個(gè)平面向量的垂直關(guān)系。5、會(huì)用向量方法解決某些簡(jiǎn)單的平面幾何問題。6、會(huì)用向量方法解決簡(jiǎn)單的力學(xué)問題與其他一些實(shí)際問題。二、基礎(chǔ)再現(xiàn)回歸課本1向量數(shù)量積的定義（1）兩個(gè)向量的夾角： 已知兩個(gè)非零向量，如下圖所示，作，則稱為向量與向量的夾角，記作.注意： 兩個(gè)向量夾角的范圍是； 當(dāng)時(shí), 垂直，記； 當(dāng)時(shí)， 同向 ； 當(dāng)時(shí)， 反向 。（2）一個(gè)向

2、量在另一個(gè)向量上的射影：如圖所示， 過作于，則,叫做 向量在向量方向上的射影。ABB1注意： 向量在向量方向上的射影是 數(shù)量 ； 當(dāng)為銳角時(shí)它為 正值 ；當(dāng)為鈍角時(shí)它為 負(fù)值 ；特別地，當(dāng)時(shí)它等于 0 ；當(dāng)時(shí)它等于；當(dāng)時(shí)它等于。（3）向量的數(shù)量積已知兩個(gè)向量和，它們的夾角為，則把叫做向量與的數(shù)量積（或內(nèi)積），記作，即：=.注意： 兩個(gè)向量的數(shù)量積是一個(gè)數(shù)量，這個(gè)數(shù)量的大小與兩個(gè)向量的長(zhǎng)度及其夾角的余弦值有關(guān)： 當(dāng)時(shí)，； 當(dāng)時(shí)，； 當(dāng)時(shí)，.（4）向量數(shù)量積的性質(zhì)： 若是單位向量，則（）； ；（可以解決有關(guān)向量垂直的問題） =；（可以進(jìn)行數(shù)量積的運(yùn)算，求向量的模）；（可以求兩向量的夾角，同時(shí)也建立

3、了向量與三角的聯(lián)系） 對(duì)任意兩個(gè)向量，有，當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立（5）向量數(shù)量積的運(yùn)算律：給定向量和實(shí)數(shù)，有： 交換律：；=； 分配律： 。 注意：數(shù)量積的運(yùn)算只適用于交換律、加乘分配律和數(shù)乘結(jié)合律，但不適合乘法結(jié)合律，即：一般地，.2平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示：（1）平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示：已知兩個(gè)非零向量，則即，兩個(gè)向量的數(shù)量積等于它們對(duì)應(yīng)坐標(biāo)的乘積的和。（2）向量模的坐標(biāo)表示： 設(shè)，則兩點(diǎn)間的距離公式是； 若，則.（3）兩個(gè)向量夾角的余弦公式：設(shè)是兩個(gè)非零向量，是與的夾角，則有： （4）兩個(gè)向量垂直與平行的充要條件：設(shè)，則：；。（5）直線的方向向量： 把與直線共線的向量稱為直線的方向向量.設(shè)

4、直線方程為：，則直線的方向向量為；設(shè)直線方程為：，則直線的方向向量為.3向量的應(yīng)用：（1）平面幾何中的向量問題：向量的運(yùn)算與幾何圖形的性質(zhì)密切相關(guān)，向量的運(yùn)算可以用圖形簡(jiǎn)明地表示，而圖形的性質(zhì)又可以反映到向量的運(yùn)算上來.（2）向量在物理中的應(yīng)用： 由于物理學(xué)中有很多矢量，因此在其研究過程中若引入向量的基本方法，可以收到較好的效果.（3）與非零向量同向的單位向量：.三、三基檢測(cè)知己知彼1已知向量= (3 ,3 ) , =(x, 4) , 若，則x=（ ） A.4 B.4 C.6 D.6答案：B解析： -3x-12=0 即x=-42（04，全國）已知均為單位向量，它們的夾角為，那么等于（ ）.答案

5、：C解析：= 3已知向量，若，則= ( ) A、 B、 C、 D、答案：D解析：， 可得：n=34已知向量，滿足，則與的夾角大小是 答案：解析：根據(jù)公式 5已知向量，滿足， 與的夾角為60°，則 答案： 解析：考查向量的夾角和向量的模長(zhǎng)公式，以及向量三角形法則、余弦定理等知識(shí)，如圖，由余弦定理得：四、典例研究提升能力考點(diǎn)一、平面向量的數(shù)量積運(yùn)算及向量的模例題1已知|a|3，|b|4，a與b的夾角為，求：(1)(3a2b)·(a2b)；(2)|ab|. 解：(1) ·b|·|b|·cos3×4×()6 .9，16.(32b)&

6、#183;(2b)38·b43×98×(6)649148 .(2)|b|2·b92×(6)162512 . |b| 即時(shí)練習(xí)：已知（1）求與的夾角；（2）求；（3）若，作，求的面積。解：（1）（2）（3）計(jì)算的夾角的正弦，再用面積公式求值.由(1)知規(guī)律總結(jié)：1向量的數(shù)量積有兩種計(jì)算方法，一是利用公式a·b|a|·|b|cos來計(jì)算，二是利用a·bxxyy來計(jì)算； 2利用數(shù)量積求長(zhǎng)度問題是數(shù)量積的重要應(yīng)用，要掌握此類問題的處理方法： (1)|a|aa·a； (2)|a±b|(a±b)

7、a±2a·bb考點(diǎn)二、平面向量之間的夾角問題例二、已知單位向量與的夾角為，且，求：（1）；（2）與的夾角。解：因?yàn)槭菉A角為的單位向量，所以.又易求得 綜上,知 即時(shí)練習(xí)：（2007廣東文）已知ABC三個(gè)頂點(diǎn)的直角坐標(biāo)分別為A(3，4)、B(0，0)、C(，0) (1)若，求的值；(2)若，求sinA的值解: (1) 由 得 (2) .規(guī)律總結(jié)：已知a與b為不共線向量，且a與b的夾角為 ，則： 當(dāng)時(shí)，； 當(dāng)時(shí)，； 當(dāng)時(shí)，.考點(diǎn)三、平面向量間的平行與垂直及其應(yīng)用例三：已知向量（）.向量，且.() 求向量；() 若,，求.解：（）， ，即 又 由聯(lián)立方程解得， （）即， ， 又，

8、 ， 即時(shí)練習(xí)：求過點(diǎn)，且平行于向量的直線方程。 解：設(shè)點(diǎn)是所求直線上的任意一點(diǎn)，則., ,即 .規(guī)律總結(jié)：1.證明線段平行問題，包括相似問題，常用向量平行(共線)的充要條件： a babxyxy0(b0).2.證明垂直問題，常用向量垂直的充要條件： aba·b0x1x2y1y20.五、想一想 議一議 改一改（易錯(cuò)、易漏題的改正） 在中,則的值為 ( )A 20 B C D 解： .=。即答案：A想一想：上面的做法對(duì)不對(duì)？如果不對(duì)，請(qǐng)寫出正確的做法。上面的做法是錯(cuò)誤的，正確答案如下：解: 向量間的夾角是共始點(diǎn)由題意可知,故=.答案: B六、高考真題開拓視野1（2009浙江卷文）已知向

9、量，若向量滿足，則 （ ）A B C D 答案：解析：不妨設(shè)，則，對(duì)于，則有；又，則有，則有2（2010遼寧文數(shù)）（8）平面上三點(diǎn)不共線，設(shè),則的面積等于（ ）（A） （B） （C） （D）答案：C.解析： 3（2009遼寧卷）平面向量a與b的夾角為， 則（ ） （A） (B) (C) 4 (D)12答案：B解析：由已知|a|2,|a2b|2a24a·b4b244×2×1×cos60°412 七、強(qiáng)化訓(xùn)練當(dāng)堂鞏固1若向量，則實(shí)數(shù)的值為（ ）（A） （B）（C）2 （D）6答案：D解析：所以m =62若非零向量a，b滿足|，則a與b的夾角為（ ）

10、A. 300 B. 600 C. 1200 D. 1500答案：C解析： 可得： 3已知向量a = (2,1)， a·b = 10，a + b = ，則b =（） （A） （B） （C）5 （D）25答案：C解析：由知（a+b）2=a2+b2+2ab=50，得|b|=5 選C。4已知向量 答案：解析：， 即5已知向量和向量的夾角為，則向量和向量的數(shù)量積= 。答案：3解析： 考查數(shù)量積的運(yùn)算。 6 已知平面向量=61. （1）求的大??；w.w.w.k.s.5.u.c.o.m （2）求ABC的面積.解：（1）原式展開得： w.w.k.s.5.u.c.o.m （2） 八、課后練習(xí)題組一平面

11、向量的數(shù)量積運(yùn)算及向量的模1（2010安徽文數(shù)）設(shè)向量,則下列結(jié)論中正確的是（ ）(A) (B)(C) (D)與垂直答案：.D解析：，所以與垂直.2（2010天津文數(shù)）如圖，在ABC中，則=（）（A） （B） （C） （D）答案：D解析： 3設(shè)點(diǎn)M是線段BC的中點(diǎn)，點(diǎn)A在直線BC外，則（）（A）8 （B）4 （C） 2 （D）1答案：C 解析：由16，得|BC|4 4而24（2010江西）已知向量，滿足， 與的夾角為60°，則 答案： 解析：考查向量的夾角和向量的模長(zhǎng)公式，以及向量三角形法則、余弦定理等知識(shí)，如圖，由余弦定理得：5設(shè)向量，其中求：（1）若，求的值；（2）求面積的最大值解：依題意得， 所以， 所以因?yàn)椋?（2）由，得 所以， 所以當(dāng)時(shí)，的面積取得最大值 題組二平面向量之間的夾角問題6若且,則向量與的夾角為（ ）A. B. C. D. 答案：C解析：且 7已知，則向量與向量的夾角是（ ）ABCD 答案：C解析：因?yàn)橛蓷l件得8已知求：（1）求與的夾角；（2）求；（3）若，作，求的面積解：（1）（2）（3）計(jì)算的夾角的正弦，再用面積公式求值.由(1)知題組三平面向量間的平行與垂直及其應(yīng)用9.已知，向量與垂直，則實(shí)數(shù)的值為（ ）（A） （B） （C） （D）答案：A解析：向量（31，2），（1,2），因?yàn)閮蓚€(gè)向量垂直，故有（31，2）×