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1、平面向量的数量积2.4.1平面向量数量积的物理背景及其含义2.4.2平面向量数量积的坐标表示、模、夹角定义:一般地,实数λ与向量a的积是一个向量,记作λa,它的长度和方向规定如下:(1)
2、λa
3、=
4、λ
5、
6、a
7、(2)当λ>0时,λa的方向与a方向相同;当λ<0时,λa的方向与a方向相反;特别地,当λ=0或a=0时,λa=0运算律:设a,b为任意向量,λ,μ为任意实数,则有:①λ(μa)=(λμ)a②(λ+μ)a=λa+μa③λ(a+b)=λa+λb已知两个非零向量a和b,作OA=a,OB=b,则∠AOB=θ(0°≤θ≤180°)叫做向量a与b的夹角。OBAθ向量的夹角当
8、θ=0°时,a与b同向;OAB当θ=180°时,a与b反向;OABB当θ=90°时,称a与b垂直,记为a⊥b.OAab我们学过功的概念,即一个物体在力F的作用下产生位移s(如图)θFS力F所做的功W可用下式计算W=
9、F
10、
11、S
12、cosθ其中θ是F与S的夹角从力所做的功出发,我们引入向量“数量积”的概念。已知两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,我们把数量
13、a
14、
15、b
16、cosθ叫做a与b的数量积(或内积),记作a·ba·b=
17、a
18、
19、b
20、cosθ定规定:零向量与任一向量的数量积为0。
21、a
22、cosθ(
23、b
24、cosθ)叫做向量a在b方向上(向量b在a方向上)的投影。注意:向量的数量
25、积是一个数量。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?思考:a·b=
26、a
27、
28、b
29、cosθ当0°≤θ<90°时a·b为正;当90°<θ≤180°时a·b为负。当θ=90°时a·b为零。重要性质:设是非零向量,方向相同的单位向量,的夹角,则特别地OABθabB1解:a·b=
30、a
31、
32、b
33、cosθ=5×4×cos120°=5×4×(-1/2)=-10例2已知
34、a
35、=5,
36、b
37、=4,a与b的夹角θ=120°,求a·b。例3已知a=(1,1),b=(2,0),求a·b。解:
38、a
39、=√2,
40、b
41、=2,θ=45°∴a·b=
42、a
43、
44、b
45、cosθ=√2×2×cos45°
46、=2a·b的几何意义:OABθ
47、b
48、cosθabB1等于的长度与的乘积。θO投影OθO练习:1.若a=0,则对任一向量b,有a·b=0.2.若a≠0,则对任一非零向量b,有a·b≠0.3.若a≠0,a·b=0,则b=04.若a·b=0,则a·b中至少有一个为0.5.若a≠0,a·b=b·c,则a=c6.若a·b=a·c,则b≠c,当且仅当a=0时成立.7.对任意向量a有√×××××√二、平面向量的数量积的运算律:数量积的运算律:其中,是任意三个向量,注:则(a+b)·c=ON
49、c
50、=(OM+MN)
51、c
52、=OM
53、c
54、+MN
55、c
56、=a·c+b·c.ONMa+bbac向量a
57、、b、a+b在c上的射影的数量分别是OM、MN、ON,证明运算律(3)例3:求证:(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+b)·a+(a+b)·b=a·a+b·a+a·b+b·b=a2+2a·b+b2.例3:求证:(1)(a+b)2=a2+2a·b+b2;(2)(a+b)·(a-b)=a2-b2.证明:(2)(a+b)·(a-b)=(a+b)·a-(a+b)·b=a·a+b·a-a·b-b·b=a2-b2.P116例4例4小结:1.2.可用来求向量的模3.投影作业:4、
58、已知a、b都是非零向量,且a+3b与7a–5b垂直,a–4b与7a–2b垂直,求a与b的夹角。解:∵(a+3b)⊥(7a–5b)(a–4b)⊥(7a–2b)∴(a+3b)·(7a–5b)=0且(a–4b)·(7a–2b)=0即7a·a+16a·b–15b·b=07a·a-30a·b+8b·b=0两式相减得:2a·b=b2,代入其中任一式中得:a2=b2cosθ=