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第六章
平面向量及其应用
6.2.4 平面向量的运算
——向量的数量积
温故知新
向量的数量积:
已知两个非零向量,,它们的夹角为,我们把数量叫做向量的数量积(或内积),记作,即
规定:零向量与任一向量的数量积为0.
温故知新
投影向量:
过的起点A和终点B,分别作所在直线的垂线,垂足分别为,,得到,我们称上述变换为向量向向量的投影,叫做向量在向量上的投影向量.
A
D
B
C
温故知新
向量数量积的性质:
设,是非零向量,它们的夹角为,是方向相同的单位向量,则(1);
(2);
(3)当与同向时,;当与反向时,.
特别地,或.
(4)由,我们还可以得到
新知探究
问题:与向量的线性运算一样,定义了向量的数量积之后,就要研究数量积运算满足什么运算律?
新知探究
类比数的乘法运算律,结合向量的线性运算的运算律,你能得到数量积运算的那些运算律?你能证明吗?
探究
由向量数量积的定义,可以发现下列运算律成立:
对于,,和实数,有
(1)
(2)
(3)
新知探究
运算律的证明
(1)
设向量与夹角为,
则,
而,
所以成立.
新知探究
运算律的证明
(2)
设向量与夹角为,
则,
而,
又,
所以成立.
新知探究
运算律的证明
(3)
如图,任取一点O,作,,,
.
设向量,,与的夹角分别为,,,它们在向量上的投影分别为,,,与方向相同的单位向量为,则
新知探究
运算律的证明
(3)
因为,所以,于是
新知探究
运算律的证明
(3)
即
整理,得,
所以,
即,
所以,
所以.
新知探究
设,,是向量,一定成立吗?为什么?
思考
对于实数,,,有,但对于向量,,,
未必成立.
这是因为表示一个与共线的向量,而表示一个与共线的向量,而与不一定贡献,所以未必成立
典型例题
例1:我们知道,对任意的,,恒有
,.
对任意的向量,是否也有下面类似的结论?
(1);
(2).
典型例题
【解】
(1)
;
(2)
.
因此,上述结论是成立的.
典型例题
例2:已知,,的夹角为,求.
【解】
.
典型例题
例3:已知,,且不共线,当为何值时,向量与互相垂直?
【解】与互相垂直的充要条件是
即,
因为,,
所以,解得:,
当时,向量与互相垂直?
随堂练习
1、已知,,,向量与的夹角为,向量与的夹角为,计算:
(1);
(2).
随堂练习
2、已知,,且与互相垂直,求证.
随堂练习
3、求证:.
本节课到此结束!
谢谢大家!