课题:平面向量的内积教学目的:⑴要求学生掌握平面向量数量积的坐标表示⑵掌握向量垂直的坐标表示的充要条件,及平面内两点间的距离公式⑶能用所学知识解决有关综合问题教学重点:平面向量数量积的坐标表示教学难点:平面向量数量积的坐标表示的综合运用 教学过程: 一、复习引入:1.两个非零向量夹角的概念已知非零向量a 与b ,作=a ,=b ,则∠A OB =θ(0≤θ≤π)叫a 与b的夹角.2.平面向量数量积(内积)的定义:已知两个非零向量a 与b ,它们的夹角是θ,则数量|a ||b|cos 叫a 与b 的数量积,记作a b ,即有a b = |a ||b|cos ,(0≤θ≤π).并规定0与任何向量的数量积为03.向量的数量积的几何意义:数量积a b 等于a的长度与b 在a 方向上投影|b |cos 的乘积4.两个向量的数量积的性质:设a 、b 为两个非零向量,e是与b 同向的单位向量1 e a = a e =|a |cos ;2 a b a b = 03 当a 与b 同向时,a b = |a ||b |;当a 与b 反向时,a b = |a ||b |特别的a a = |a |2或a a a||4 cos =||||b a b a ;5 |a b | ≤ |a ||b|5. 平面向量数量积的运算律交换律:a b= b a数乘结合律:( a ) b = (a b ) = a ( b)分配律:(a + b ) c = a c+ b c二、讲解新课:⒈平面两向量数量积的坐标表示已知两个非零向量),(11y x a ,),(22y x b ,试用a 和b 的坐标表示b a设i是x 轴上的单位向量,j 是y 轴上的单位向量,那么j y i x a11 ,j y i x b 22所以))((2211j y i x j y i x b a2211221221j y y j i y x j i y x i x x又1 i i,1 j j ,0 i j j i所以b a2121y y x x这就是说:两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和即b a2121y y x x2.平面内两点间的距离公式(1)设),(y x a ,则222||y x a或22||y x a(2)如果表示向量a的有向线段的起点和终点的坐标分别为),(11y x 、),(22y x ,那么221221)()(||y y x x a(平面内两点间的距离公式)3.向量垂直的判定设),(11y x a ,),(22y x b ,则b a02121 y y x x4.两向量夹角的余弦( 0)co s =||||b a ba222221212121y x y x y y x x三、讲解范例:例1 设a = (5, 7),b = ( 6, 4),求a b解:b a= 5×( 6) + ( 7)×( 4) = 30 + 28 = 2例2 已知a(1, 2),b (2, 3),c ( 2, 5),求证:△ABC 是直角三角形证明:∵AB =(2 1, 3 2) = (1, 1), AC = ( 2 1, 5 2) = ( 3, 3)∴AB AC =1×( 3) + 1×3 = 0 ∴AB AC ∴△ABC 是直角三角形例3 已知a= (3, 1),b = (1, 2),求满足x a = 9与x b = 4的向量x解:设x= (t , s ),由429349s t s t b x a x 32s t ∴x = (2, 3) 例4 已知a =(1,3),b =(3+1,3-1),则a 与b的夹角是多少?分析:为求a 与b 夹角,需先求b a 及|a|·|b |,再结合夹角θ的范围确定其值. 解:由a=(1,3),b =(3+1,3-1)有a ·b =3+1+3(3-1)=4,|a|=2,|b |=22.-------------记a与b 的夹角为θ,则cos θ=22 ba b a又∵0≤θ≤π,∴θ=4评述:已知三角形函数值求角时,应注重角的范围的确定.例5 如图,以原点和A (5, 2)为顶点作等腰直角△ABC ,使 b = 90 ,求点b和向量AB 的坐标。
解:设b点坐标(x , y ),则OB = (x , y ),AB = (x 5, y 2)∵OB AB ∴x (x 5) + y (y 2) = 0即:x 2 + y 2 5x 2y = 0 又∵|OB | = |AB | ∴x 2 + y 2 = (x 5)2 + (y 2)2即:10x + 4y = 29由2723232729410025221122y x y x y x y x y x 或∴b 点坐标)23,27( 或)27,23(;AB =)27,23( 或)23,27(例6 在△ABC 中,AB =(2, 3),AC =(1, k ),且△ABC 的一个内角为直角, 求k 值解:当a= 90 时,AB AC = 0,∴2×1 +3×k = 0 ∴k =23当b= 90 时,AB BC = 0,BC =AC AB = (1 2, k 3) = ( 1, k 3)∴2×( 1) +3×(k 3) = 0 ∴k =311 当C= 90 时,AC BC = 0,∴ 1 + k (k 3) = 0 ∴k =2133 四、课堂练习:1.若a =(-4,3),b =(5,6),则3|a |2-4b a =( )A.23B.57C.63D.83-------------2.已知a (1,2),b (2,3),c (-2,5),则△a b c为( )A.直角三角形B.锐角三角形C.钝角三角形D.不等边三角形3.已知a =(4,3),向量b 是垂直a的单位向量,则b 等于( )A.)54,53(或)53,54( B.)54,53(或)54,53( C.)54,53( 或)53,54( D.)54,53( 或)54,53(4.a =(2,3),b =(-2,4),则(a +b )·(a -b)= .5.已知a (3,2),b (-1,-1),若点P (x ,-21)在线段a b的中垂线上,则x = .6.已知a (1,0),b (3,1),c (2,0),且a =BC ,b =CA ,则a 与b的夹角为 .参考答案:1.D 2.A 3.D 4. –7 5.476.45° 五、小结 两向量数量积的坐标表示长度、夹角、垂直的坐标表示 六、课后作业:1.已知a =(2,3),b =(-4,7),则a 在b方向上的投影为( )A.13B.513 C.565 D.652.已知a =(λ,2),b =(-3,5)且a 与b的夹角为钝角,则λ的取值范围是( )A.λ>310 B.λ≥310 C.λ<310 D.λ≤310 3.给定两个向量a =(3,4),b =(2,-1)且(a +x b )⊥(a -b),则x 等于( )A.23B.223 C. 323 D. 4234.已知|a |=10,b =(1,2)且a ∥b ,则a的坐标为 .5.已知a=(1,2),b (1,1),c =b -k a ,若c ⊥a ,则c = .-------------6.已知a =(3,0),b =(k ,5)且a 与b的夹角为43 ,则k 的值为 .7.已知a =(3,-1),b =(1,2),求满足条件x ·a=9与x ·b =-4的向量x .8.已知点A (1,2)和B (4,-1),问能否在y 轴上找到一点C ,使∠ABC =90°,若不能,说明理由;若能,求C 点坐标.9.四边形ABC D 中=AB (6,1), BC =(x ,y ),CD =(-2,-3), (1)若BC ∥DA ,求x 与y 间的关系式;(2)满足(1)问的同时又有AC ⊥BD ,求x ,y 的值及四边形ABC D 的面积.参考答案:1.C 2.A 3.C 4.(2,22)或(-2,-22)5.(51,52 ) 6.-5 7.(2,-3) 8.不能(理由略)9.(1)x +2y =0 (2)1236y x y x 或 S 四边形ABC D =16七、板书设计(略) 八、课后记及备用资料:已知a =(3,4),b =(4,3),求x ,y 的值使(x a +y b )⊥a ,且|x a +y b|=1.分析:这里两个条件互相制约,注意体现方程组思想.解:由a =(3,4),b =(4,3),有x a +y b =(3x +4y ,4x +3y )-------------又(x a +y b )⊥a (x a +y b )·a=0 3(3x +4y )+4(4x +3y )=0即25x +24y =0 ①又|x a +y b |=1 |x a +y b |2=1 (3x +4y )2+(4x +3y )2=1整理得:25x 2+48xy +25y 2=1即x (25x +24y )+24xy +25y 2=1 ②由①②有24xy +25y 2=1 ③ 将①变形代入③可得:y =±75 再代回①得:753524753524y x y x 和。