(共35张PPT)
向量的数量积
本节目标
课前预习
预习检测
预习检测
a·b=|a||b|cos60°
B
B
6或-6
0
新知精讲
1.向量数量积的定义
(1)两个非零向量的数量积:
已知条件 向量a,b是非零向量,它们的夹角为θ
定义 a与b的数量积(或内积)是数量__________
记法 ___________________
|a||b|cos θ
a·b=|a||b|cos θ
(2)规定:零向量与任一向量的数量积均为0.
(1)两向量的数量积,其结果是数量,而不是向量,它的值等于两向量的模与两向量夹角余弦值的乘积,其符号由夹角的余弦值来决定.
(2)两个向量的数量积记作a·b,千万不能写成a×b的形式.
易错提醒
2.向量的数量积的几何意义
设两个非零向量a,b,它们的夹角为θ.
(1)投影的概念:
①向量b在a的方向上的投影为___________.
②向量a在b的方向上的投影为___________.
(2)数量积的几何意义:
数量积a·b等于a的长度|a|与___________________________的乘积.
|b|cos θ
|a|cos θ
b在a的方向上的投影|b|cos θ
(1)b在a方向上的投影为|b|cos θ(θ是a与b的夹角),也可以写成 .
(2)投影是一个数量,不是向量,其值可为正,可为负,也可为零.
知识点睛
(1)a⊥b _____________.
(2)当a与b同向时,a·b=________,
当a与b反向时,a·b=_________.
(3)a·a=______或|a|= .
(4)cos θ=__________.
(5)|a·b|______|a||b|.
3.向量数量积的性质
设a与b都是非零向量, θ为a与b的夹角.
a·b=0
|a||b|
-|a||b|
|a|2
≤
对于性质(1),可以用来解决有关垂直的问题,即
若要证明某两个向量垂直,只需判定它们的数量积为0;
若两个非零向量的数量积为0,则它们互相垂直.
知识点睛
4.向量数量积的运算律
(1)a·b=________(交换律);
(2)(λa)·b=________=________(结合律);
(3)(a+b)·c=_____________(分配律).
b·a
λ(a·b)
a·(λb)
a·c+b·c
(1)向量的数量积不满足消去律:若a,b,c均为非零向量,且a·c=b·c,但得不到a=b.
(2) (a·b)·c≠a·(b·c),因为a·b,b·c是数量积,是实数,不是向量,所以(a·b)·c与向量c共线,a·(b·c)与向量a共线,因此,(a·b)·c=a·(b·c)在一般情况下不成立.
易错提醒
典例剖析
题型一 向量数量积的运算
[典例] (1)已知向量a与b的夹角为120°,且|a|=4,|b|=2,求:①a·b; ②(a+b)·(a-2b).
①由已知得a·b=|a||b|cos θ=4×2×cos 120°=-4.
②(a+b)·(a-2b)=a2-a·b-2b2=16-(-4)-2×4=12.
典例剖析
题型一 向量数量积的运算
方法技巧
向量数量积的求法
(1)求两个向量的数量积,首先确定两个向量的模及向量的夹角,其中准确求出两向量的夹角是求数量积的关键.
(2)根据数量积的运算律,向量的加、减与数量积的混合运算类似于多项式的乘法运算.
活学活用
A
B
C
4
4
0
-16
-16
典例剖析
题型二 与向量的模有关的问题
典例剖析
题型二 与向量的模有关的问题
方法技巧
向量模的常见求法
活学活用
a·b=|a||b|cos θ=4×2×cos 120°=-4, a2=|a|2=16,b2=|b|2=4.
难点突破
题点一:求两向量的夹角
A
题点二:证明两向量垂直
2.已知a,b是非零向量,当a+tb(t∈R)的模取最小值时,求证:b⊥(a+tb).
题点三:利用夹角和垂直求参数
3.已知|a|=2,|b|=1,向量a,b的夹角为60°,c=a+5b,d=ma-2b,当m为何值时,c与d垂直.
方法技巧
求向量a与b夹角的思路
易错解析
向量线性运算与数量积运算应用不当致误
错因与防范
随堂检测
1.对于向量a,b,c和实数λ,下列命题中正确的是( )
A.若a·b=0,则a=0或b=0
B.若λa=0,则a=0或λ=0
C.若a2=b2,则a=b或a=-b
D.若a·b=a·c,则b=c
B
2.(高考北京卷)设a,b是向量,则“|a|=|b|”是“|a+b|=|a-b|”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
取a=-b≠0,则|a|=|b|≠0,|a+b|=|0|=0,|a-b|=|2a|≠0,所以|a+b|≠|a-b|,故由|a|=|b|推不出|a+b|=|a-b|.
由|a+b|=|a-b|,得|a+b|2=|a-b|2,整理得a·b=0,所以a⊥b,不一定能得出|a|=|b|,故由|a+b|=|a-b|推不出|a|=|b|.
故“|a|=|b|”是“|a+b|=|a-b|”的既不充分也不必要条件.
D
3.已知|a|=4,|b|=6,a与b的夹角为60°,则向量a在向量b方向上的投影是________.
2
4.已知|a|=4,|b|=5,当(1)a∥b;(2)a与b的夹角为30°时,分别求a与b的数量积.
(1)当a∥b时,若a与b同向,则θ=0°,∴a·b=|a||b|cos 0°=4×5=20;
若a与b反向,则θ=180°,∴a·b=|a||b|cos 180°=4×5×(-1)=-20.
(2)当a与b的夹角为30°时,a·b=|a||b|cos 30°=4×5× =10 .
本课小结
1.向量数量积的求法
2 .求向量a与b夹角的思路
3 .向量模的常见求法