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第9章 平面向量
9.2.3 向量的数量积
1.掌握向量的数量积的定义;
2. 掌握数量积运算的运算律,会进行向量的数量积运算;
3. 掌握向量的数量积的性质;
4. 理解投影,投影向量以及投影数量.
学习目标
前面我们学习了向量的线性运算:加法、减法和数乘,它们运算的结果还是一个向量 .
新课引入
那么,向量与 向量能否“相乘”呢 ?
1. 如图,一个物体在力 的作用下产生位移 ,且力 与位移
的夹角为 ,那么力 所做的功 是多少?
实例分析
2. 功是一个标量,它由力和位移两个向量所确定,数学上,我
们把“功”称为向量 与 的“数量积”.一般地,对于非零
向量 与 的数量积是指什么?
实例分析
平面向量的数量积的定义
已知两个非零向量 和 ,它们的夹角为 ,我们把数量
叫做 与 的数量积(或内积),记作 ,即 .
新知
说明:
规定:零向量与任意向量的数量积为0.
(1)
(2) 中间的“·”在向量的运算中不能省略,也不
能写成 .
新知
问题1:向量的数量积运算与向量的数乘运算的结果有什么不同?
向量的数乘运算的结果是向量;
问题2:影响数量积大小的因素有哪些?
这个数值的大小不仅和向量的模有关,还和它们的夹角有关.
夹角 的范围
正
负
0
数量积符号由 的符号所决定.
两向量的数量积是一个实数,是一个数量.
新知
(判断两向量垂直的依据).
向量数量积的性质:
设 , 是非零向量,它们的夹角是 , 是与 方向相同的单位向量,则
(1)
(2)
(3) ,即
(4)
新知
(5)
投影向量:
新知
设 , 是非零向量,如图所示, 表示 , 表示 ,过点A作 所在直线的垂线,垂足为A1 ,我们将上述由 得到 的变换称为 向 投影,向量 称为 在 上的投影向量 .
A
A1
B
o
o
A
A1
B
投影向量:
新知
A
A1
B
o
o
A
A1
B
从上图可得: .
因此,向量 和 的数量积就是 在 上的投影向量与 的数量积 .
向量数量积运算律:
思考: 一定成立吗?为什么?
新知
例1. 已知 , , 与 的夹角 ,求 .
解:
例题
例2.设 , , ,求 与 的夹角
解: 由 ,得
因为 ,所以
例题
练习:已知 , , 与 的夹角 ,求
解:
练习
例3.已知 , ,且 与 不共线,当k为何值时,向量
与 互相垂直?
解: 与 互相垂直的充要条件是
即
所以
解得
例题
课堂小结
1.平面向量的数量积的定义
已知两个非零向量 和 ,它们的夹角为 ,我们把数量
叫做 与 的数量积(或内积),记作 ,即 .
2.向量数量积运算律:
谢谢观看