江苏苏州第五中学高中数学2.4平面向量的数量积学案新人教A必修4

2.4 向量的数量积一、 学习内容、要求及建议知识、方法要求建议平面向量数量积的含义及其物理意义了解结合物理中的功等概念理解向量的数量积概念数量积的坐标表示掌握利用数量积表示两个向量夹角的余弦理解用数量积判断两个非零向量是否垂直了解二、 预习指导1. 预习目标(1)理解两个向量的数量积的概念及其几何意义，掌握两个向量夹角的概念，通过数量积的概念和运算解决有关的几何问题；(2)掌握平面向量的数量积的坐标表示形式；通过平面向量数量积的坐标表示，推出平面上两点之间的距离公式并解决一些问题2. 预习提纲(1)复习平面向量的加法、减法和数乘运算(2)阅读课本P76-80，弄清以下内容：向量的数量积定义；向量的夹角；向量的数量积满足下列运算律；的几何意义；平面向量数量积的坐标表示；平面向量的模及平方的坐标表示；两点间的距离公式；向量的夹角公式；向量垂直的等价条件.(3)阅读课本P76-80例题.例1讲了数量积的计算，直接利用数量积公式=例2讲了数量积的坐标表示，除了书上的解法，还可以先计算出、这两个向量的坐标表示，在计算它们的数量积例3在直线上任取两个，构成一个向量，称为直线的方向向量，本例就是利用求两条直线的方向向量的夹角，间接求直线的夹角例4用到了分类讨论的数学思想方法 3. 典型例题(1) 平面向量数量积的概念及几何意义向量的数量积是一个数量而不是一个向量.向量夹角的定义强调共起点,对数量积的运算律要熟练掌握.例1 已知=3，与的夹角为，求：(1)；(2)；(3)；(4) ；(5) .分析：由条件可获得以下信息：已知向量的模及夹角，所求的问题涉及， ，还涉及平方差公式、多项式与多项式乘法法则.解：(1) =； ；(3)；(4)；(5)= .点评：此类题目要充分利用有关的运算法则转化为数量积的问题，特别灵活运用.尤其是求解模问题是一般利用转化为求模的平方.例2 (1)设|=12，|=9 ，=-54 求与的夹角；(2)已知向量与的夹角为120，且|4，|2如果向量k与5垂直，求实数k的值；(3)已知都是非零向量，且与垂直，与垂直，求的夹角的大小分析：考查向量数量积公式的逆用及向量垂直的条件.解：(1)cos=0180 =1350(2)由题意=|cos120=42(-)=-4，(k)(5)，(k)(5)=0，即 52(5k1) k2，5|2(5k1)(-4)k|20，516-(20k4)4k=0，k=(3)因为与垂直，与垂直，(1)-(2)得：(3)将(3)代入(1)得即又0180 ， =600点评：求向量夹角的问题应用数量积的变形公式，故应求两个整体与；(2)转化垂直条件建立参数k的方程，此题中利用例1数量积计算公式及重要性质；本题(3)中为求两整体或寻求两者关系，转化条件解方程组，特别注意向量夹角范围例3 已知向量=(4，-2)，(6，-3)，记与的夹角为求：(1)；(2)的大小；(3)|2-3|；(4)(2-3)(2) 分析：设，则，cos=解：(1)46(-2)(-3)30；(2)cos=，又因为，所以=0；(3)方法一：|23| ；方法二： |=；(4)方法一：(23)(2)=2262=242(-2)246(-2)(-3)-662(-3)2=4030-270-200方法二：=(-10，5)，2=(4，-2)+2(6，-3)=(16，-8) ()(2)=(-10，5)(16，-8)= -160-40= -200点评：此类问题是有关向量数量积的坐标运算，在灵活应用基本公式的前提下要认真细心，特别注意向量夹角的范围例4 在中,D是边BC边上一点,DC=2DB,求分析：若由定义求解则要求解三角形，计算比较复杂，所以，思路一：转化为与的内积计算思路二：建系利用坐标运算解：方法一：=方法二：以A为坐标原点，AC所在直线为x轴建立平面直角坐标系，则,由,设,则，得D()4. 自我检测(1)已知,则向量与向量的夹角 (2)已知,当(1)；(2)；(3)与的夹角为60时，分别求 与的数量积(3)已知与共线，且与垂直，则m+n值为 (4)已知,则322等于 (5)点O是三角形ABC所在平面内的一点，满足，则点O是ABC的 心三、 课后巩固练习A组1已知向量和向量的夹角为，则向量和向量的数量积= 2已知|1，且(2-)(32)8，则与的夹角为 3在中，是边的中点，则4设，是任意的非零向量，且相互不共线，则有下列命题：()()0 ； | |；()()与不垂直； (32)(32)9|24|2这些命题中，是真命题的有5在ABC中，若|是否存在满足条件的，使|+|2|-|？请说明理由34在直角中，已知BC=，若长为2的线段PQ以A为中点，问与的夹角取何值时，的取值最大？并求出这个最大值知识点题号注意点平面向量数量积的含义及其物理意义向量运算与实数运算的转化，与数量积的坐标表示相关的计算问题，如求两个向量的夹角，判断两个非零向量是否垂直数量积的坐标表示数量积的应用数量积与其他知识的综合四、 学习心得五、 拓展视野 平面向量的数量积是一个非常重要的概念，利用它可以容易地证明平面几