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1、2.4平面向量的数量积[教学目标]一、知识与能力:1.掌握平面向量的数量积的物理背景及几何意义;2.掌握平面向量数量积的运算律;3.掌握平面向量数量积的坐标表示;4.能利用平面向量数量积解决有关长度、角度的问题.二、过程与方法:渗透数形结合的数学思想方法,培养学生转化问题的能力;借助物理背景,感知数学问题,探究知识的来龙去脉;培养学生转化问题的能力.三、情感、态度与价值观:培养对现实世界中的数学现象的好奇心,学习从数学角度发现和提出问题;树立学科之间相互联系、相互促进的辩证唯物主义观点.[教学重点]向量的数量积的定义及性质.[教学难点]对向量数量
2、积的定义及性质的理解和应用.[教学时数]2课时.[教学过程]第一课时一、新课引入问题:如图一个力F作用于一个物体上,使该物体位移S,(1)如何计算这个力所做的功?W=
3、S
4、
5、F
6、cosq.(2)如何从数学的角度来理解这个公式呢?q的意义是什么?
7、F
8、cosq的意义是什么?
9、S
10、cosq的意义是什么?师生活动设计:教师创设问题情境,学生积极思考,可以相互讨论.二、概念形成1.向量的数量积已知两个非零向量a与b,我们把数量
11、a
12、
13、b
14、cosq叫做a与b的数量积(或内积),记作a﹒b=
15、a
16、
17、b
18、cosq,其中q是a与b的夹角,
19、b
20、cosq叫做向量b
21、在a方向上的投影.规定,零向量与任一向量的数量积为0.数量积的几何意义:数量积a×b等于a的长度
22、a
23、与b在a的方向上的投影
24、b
25、cosq的乘积.2.数量积的性质思考:向量的数量积是一个数量,那么它什么时候为正?什么时候为负?(1)a^bÛa﹒b=0;(2)当a与b同向时,a×b=
26、a
27、
28、b
29、;当a与b反向时,a×b=-
30、a
31、
32、b
33、,特别地,a×a=
34、a
35、2;(3)
36、a×b
37、£
38、a
39、
40、b
41、.例1已知
42、a
43、=5,
44、b
45、=4,a与b的夹角q=120°,求a×b.解:a×b=
46、a
47、
48、b
49、cosq=5´4´cos120°=-10.3.数量积的运算律(1)
50、a×b=b×a;(2)(la)×b=l(a×b)=a×(lb);(3)(a+b)×c=a×c+b×c例2对于任意向量a,b证明(1)(a+b)2=a2+2a×b+b2;(2)(a+b)×(a-b)=a2-b2.证明:(1)(a+b)2=(a+b)×(a+b)=a×a+a×b+b×a+b×b=a2+2a×b+b2;(2)(a+b)(a-b)=a×a-a×b+b×a-b×b=a2-b2.三、概念加深与巩固例3判断下列说法是否正确:(1)若a=0,则对于任一向量b,有a×b=0.(Ö)(2)若a¹0,则对任一非零向量b,有a×b¹0.(´)(3)若a¹
51、0,a×b=0,则b=0.(´)(4)若a×b=0,则a,b至少有一个为零.(´)(5)若a¹0,a×b=a×c,则b=c.(´)(6)若a×b=a×c,则b=c,当且仅当a¹0时成立.(´)(7)对任意向量a、b、c,有(a×b)×c¹a×(b×c).(´)(8)对任意向量a,有a2=
52、a
53、2.(Ö)例4已知
54、a
55、=6,
56、b
57、=4,a与b的夹角为60°,求(a+2b)×(a-3b).解:(a+2b)×(a-3b)=a×a-a×b-6b×b=
58、a
59、2-a×b-6
60、b
61、2=
62、a
63、2-
64、a
65、
66、b
67、cosq-6
68、b
69、2=-72.例5已知
70、a
71、=3,
72、b
73、
74、=4,且a与b不共线,k为何值时,向量a+kb与a-kb互相垂直?解:a+kb与a-kb互相垂直的条件是(a+kb)×(a-kb)=0,即a2-k2b2=0,∵a2=32=9,b2=42=16,∴9-16k2=9,∴k=±.练习1:向量
75、a
76、=6,a与b的夹角为120°,求a在b方向上的投影.(-3)练习2:已知
77、a
78、=8,
79、b
80、=6,a和b的夹角是60°,求a×b.(24)练习3:已知
81、a
82、=2,
83、b
84、=4,ka+b与ka-b垂直,求实数k的值.解:(ka+b)×(ka-b)=0Þk2a2-b2=0Þk2
85、a
86、2-
87、b
88、2=0Þ4k2-16=
89、0Þk=±2.四、归纳小结与作业1.平面向量的数量积的物理背景及几何意义;2.平面向量数量积的运算律.布置作业习题2.4A组1、2、3、6、7.第二课时一、复习回顾1.平面向量的数量积的物理背景及几何意义a﹒b=
90、a
91、
92、b
93、cosq,其中q是a与b的夹角;数量积的几何意义:数量积a×b等于a的长度
94、a
95、与b在a的方向上的投影
96、b
97、cosq的乘积.2.平面向量数量积的运算律.(1)a×b=b×a;(2)(la)×b=l(a×b)=a×(lb);(3)(a+b)×c=a×c+b×c二、讲授新课1.平面向量数量积的坐标表示探究:已知两个非零向量a=(x
98、1,y1),b=(x2,y2),怎样用a与b的坐标表示a﹒b?∵a=x1i+y1j,b=x2i+y2j,∴a﹒b=(x1i+y1j)﹒(