平面向量的数量积及应用
知识梳理:
平面向量的夹角及表示:
(1).平面向量的夹角的定义
(2).范围: 表示方法:
当夹角为0或错误!未找到引用源。
时,则称a与b ,记作: ;
当夹角为9错误!未找到引用源。
时,则称a与b ,记作: ;
2.向量的数量积定义:
3.数量积几何意义与投影的概念:
4.数量积的性质:设a与b是非零向量,e是单位向量,错误!未找到引用源。
是a与e的夹角,
则
①错误!未找到引用源。
= ;②a错误!未找到引用源。
b时,a错误!未找到引用源。
b错误!未找到引用源。
③错误!未找到引用源。
同向量,错误!未找到引用源。
④错误!未找到引用源。
反向量,错误!未找到引用源。
⑤错误!未找到引用源。
|错误!未找到引用源。
=错误!未找到引用源。
特别地:错误!未找到引用源。
=错误!未找到引用源。
+错误!未找到引用源。
+2a错误!未找到引用源。
b 错误!未找到引用源。
=错误!未找到引用源。
+错误!未找到引用源。
-2a 错误!未找到引用源。
b (a+b)错误!未找到引用源。
(a-b)=错误!未找到引用源。
-错误!未找到引用源。
⑥数量积的运算律: 交换律:;结合律:;分配律:
⑦数量积的坐标运算:;
⑧两向量垂直叛定:;
⑨两向量夹角公式: ;
⑩向量的模及两点间的距离: ;
二、题型探究
探究一:平面向量的数量积运算
例1:已知|a |=5,|b |=4,a 与b 的夹角为12错误!未找到引用源。
,求:
○1错误!未找到引用源。
○2错误!未找到引用源。
○3错误!未找到引用源。
-错误!未找到引用源。
;
○4(2a-b )错误!未找到引用源。
(a+3b )
(答案:-10;21;9;-48)
探究二、数量积的综合应用
例2:已知向量a 和b 的夹角是120°,且2||=a ,5||=b ,则a b a ⋅-)2(=
例3:已知平面上三个向量a 、b 、c 的模均为1,它们相互之间的夹角均为120°,
(1)求证:)(b a -⊥c ;
(2)若1||>++c b a k )(R k ∈,求k 的取值范围.
解:(1)∵ 1||||||===c b a ,且a 、b 、c 之间的夹角均为120°,
∴ 0120c o s ||||120cos ||||)(00=-=⋅-⋅=⋅-c b c a c b c a c b a
∴ 0)(=⋅-c b a
(2)∵ 1||>++c b a k ,即1||2>++c b a k
也就是12222222
>⋅+⋅+⋅+++c b c a k b a k c b a k ∵ 2
1-=⋅=⋅=⋅c a c b b a ,∴022>-k k 所以 0<k 或2>k .
例4:已知:a 、b 、c 是同一平面内的三个向量,其中a =(1,2)
(1)若|c |52=,且//,求的坐标;
(2)若|b |=,2
5且b a 2+与-2垂直,求a 与b 的夹角θ. 解:(1)设),(y x =,由//和52|=c 可得:
⎩⎨⎧2002122=+=⋅-⋅y x x y ∴ ⎩⎨⎧42==y x 或 ⎩
⎨⎧42-=-=y x ∴)4,2(=,或)4,2(--=
(2) ),2()2(-⊥+ 0)2()2(=-⋅+∴b a b a 即22
2320,a a b b +⋅-= 222||32||0a a b b ∴+⋅-=
∴ 0452352=⨯
-⋅+⨯b a , 所以25-=⋅b a ∴ ,1|
|||c o s -=⋅=b a b a θ ∵ ],0[πθ∈ ∴ πθ=.
三、方法提升
运用向是的数量积可以解决有关长度、角度等问题,也可以解决有关向量位置关系问题。
四、反思感悟。