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1、第27节平面向量的数量积及平面向量应用举例一、考点考纲明确目标1、理解平面向量数量积的含义及其物理意义。2、了解平面向量的数量积与向量投影的关系。3、掌握数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算。4、能运用数量积表示两个向量的夹角,会用数量积判断两个平面向量的垂直关系。5、会用向量方法解决某些简单的平面几何问题。6、会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题。二、基础再现回归课本1.向量数量积的定义(1)两个向量的夹角:已知两个非零向量,如下图所示,作,则称为向量与向量的夹角,记作.注意:①两个向量夹角的范围是;②当时,垂直,记;③当时,同向;
2、当时,反向。(2)一个向量在另一个向量上的射影:如图所示,过作于,则,叫做向量在向量方向上的射影。ABB1注意:①向量在向量方向上的射影是数量;②当为锐角时它为正值;当为钝角时它为负值;特别地,当时它等于0;当时它等于;当时它等于。(3)向量的数量积已知两个向量和,它们的夹角为,则把叫做向量与的数量积(或内积),记作,即:=.注意:①两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的余弦值有关:②当时,;③当时,;④当时,.(4)向量数量积的性质:①若是单位向量,则();②;(可以解决有关向量垂直的问题)③==;(可以进行数量积的运算,求
3、向量的模)④;(可以求两向量的夹角,同时也建立了向量与三角的联系)⑤对任意两个向量,有,当且仅当∥时等号成立(5)向量数量积的运算律:给定向量和实数,有:①交换律:;②=;③分配律:。注意:数量积的运算只适用于交换律、加乘分配律和数乘结合律,但不适合乘法结合律,即:一般地,.2.平面向量数量积的坐标表示:(1)平面向量数量积的坐标表示:已知两个非零向量,则即,两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和。(2)向量模的坐标表示:①设,则两点间的距离公式是;②若,则.(3)两个向量夹角的余弦公式:设是两个非零向量,是与的夹角,则有:(4)两个向量垂直与平行的充
4、要条件:设,则:①;②∥。(5)直线的方向向量:把与直线共线的向量称为直线的方向向量.①设直线方程为:,则直线的方向向量为;②设直线方程为:,则直线的方向向量为.3.向量的应用:(1)平面几何中的向量问题:向量的运算与几何图形的性质密切相关,向量的运算可以用图形简明地表示,而图形的性质又可以反映到向量的运算上来.(2)向量在物理中的应用:由于物理学中有很多矢量,因此在其研究过程中若引入向量的基本方法,可以收到较好的效果.(3)与非零向量同向的单位向量:.三、三基检测知己知彼1.已知向量=(-3,3),=(x,-4),若,则x=()A.4B.-4C.6D.-
5、6答案:B解析:∵∴-3x-12=0即x=-42.(04,全国)已知均为单位向量,它们的夹角为,那么等于().答案:C解析:∵=∴3.已知向量,,若,则=()A、B、C、D、答案:D解析:∵,∴∵∴可得:n=34.已知向量,满足,,,则与的夹角大小是.答案:解析:根据公式∵∴5.已知向量,满足,,与的夹角为60°,则答案:解析:考查向量的夹角和向量的模长公式,以及向量三角形法则、余弦定理等知识,如图,由余弦定理得:四、典例研究提升能力考点一、平面向量的数量积运算及向量的模例题1已知
6、a
7、=3,
8、b
9、=4,a与b的夹角为,求:(1)(3a-2b)·(a-2b
10、);(2)
11、a+b
12、.解:(1)·b=
13、
14、·
15、b
16、·cos=3×4×(-)=-6.=9,=16.∴(3-2b)·(-2b)=3-8·b+4=3×9-8×(-6)+64=91+48.(2)
17、+b
18、==+2·b+=9+2×(-6)+16=25-12.∴
19、+b
20、=即时练习:已知(1)求与的夹角;(2)求;(3)若,作,求的面积。解:(1)(2)(3)计算的夹角的正弦,再用面积公式求值.由(1)知规律总结:1.向量的数量积有两种计算方法,一是利用公式a·b=
21、a
22、·
23、b
24、cosθ来计算,二是利用a·b=xx+yy来计算;2.利用数量积求长度问题是数量积的重要应用,
25、要掌握此类问题的处理方法:(1)
26、a
27、=a=a·a;(2)
28、a±b
29、=(a±b)=a±2a·b+b考点二、平面向量之间的夹角问题例二、已知单位向量与的夹角为,且,求:(1);(2)与的夹角。解:因为是夹角为的单位向量,所以.又易求得综上,知即时练习:(2007广东文)已知ΔABC三个顶点的直角坐标分别为A(3,4)、B(0,0)、C(,0).(1)若,求的值;(2)若,求sin∠A的值解:(1)由得(2).规律总结:已知a与b为不共线向量,且a与b的夹角为θ,则:①当时,;②当时,;③当时,.考点三、平面向量间的平行与垂直及其应用例三:已知向量().向量,
30、,且.(Ⅰ)求向量;(Ⅱ)若,,求.解:(Ⅰ)∵,∴,∵,∴,即①