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文档简介
第6章平面向量及其应用6.2.4向量的数量积课程目标
1.了解平面向量数量积的物理背景,理解数量积的含义及其物理意义;2.体会平面向量的数量积与向量投影的关系,了解投影向量并会求投影向量,理解掌握数量积的性质和运算律,并能运用性质和运算律进行相关的判断和运算;3.体会类比的数学思想和方法,进一步培养学生抽象概括、推理论证的能力。一、平面向量数量积的物理背景力所做的功的计算★如图,一个物体在力F的作用下产生位移s,且力的方
向与位移的方向的夹角为θ,则力F所做的功为
其中
是物体在位移方向上分量的数量,也就是力F在物体位移方向上正投影的数量.
【1】功W是一个数量,既涉及长度又涉及角度,且只与这两个量有关;【2】当0≤θ<90°时,W>0;当θ=90°时,力的方向和位移的方向互相
垂直,W=0,力F不做功;当90°<θ≤180°时,W<0,既力F做负功.二、向量的夹角OABOAB已知两个非零向量
和,作,,则叫做向量和的夹角.OABOAB找向量夹角,要保证两向量共起点或共终点O(1)根据向量夹角的定义,两非零向量夹角是将两个向量的
起点移到同一起点(或同一终点),这样两向量所成的角才是这两个向量的夹角
例如,在ΔABC中,∠BAC不是CA与AB的夹角,∠BAD才是CA与AB的夹
角.其中AD是CA平移所得.(找向量夹角,要保证两向量共起点或共终点)(2)向量与之间的夹角θ的取值范围是[0,π],这与两直线夹角的范围
是不一样的(向量有方向),注意从定义上理解.
(4)向量与的夹角也可以表示为
注意:(3)三、平面向量数量积的概念平面向量数量积的定义【规定】零向量与任一向量的数量积为0(2)向量的线性运算的结果是向量,但两个向量的数量积却是一个数量,而不是向量,其
大小与两个向量的长度以及夹角都有关,符号由夹角的余弦值决定.(1)在书写数量积时,与之间用实心圆点“·”连接,不能写成“×”,更不能不写.
(3)设两个非零向量之间的夹角为θ,则当θ=0°时,;当θ为锐
角时,;当θ为直角时,;当θ为钝角
时,;当θ=180°时,
思考:向量的数量积是一个数量,那么它什么时候为正,什么时候为负?当0°≤θ<
90°时为正;当90°<θ≤180°时为负。当θ=90°时为零。数量积符号由cos
的符号所决定①两个向量的数量积是两个向量之间的一种乘法运算,它是向量与向量的运算,
其结果是数量(而不是向量),可以为正,可以为负,也可以为零.②前面学习的向量的加法、减法和数乘,其结果全都是向量,但两个向量的数量积的结果是数量③我们规定了与任意向量的数量积为0,但由=0,不能推出或
一定是零向量,这是因为两个向量垂直时,其夹角为90°,此时,
故也有=0
.
④要注意=0,但0
注意:例1:例2:练习常用知识点四、投影及投影向量
如图①,设和是两个非零向量,AB=,CD=,我们考虑如下的变换:过AB的起点A和终点B,分别作CD所在直线的垂线,垂足分别为A1、B1,得到A1B1,我们称上述变换为向量向向量投影,A1B1叫做向量在向量
上的投影向量.
如图②,我们可以在平面内任取一点O,作OM=,ON=.过点M作直线ON的垂线,垂足为M1,则OM1就是向量在向量上的投影向量.
当θ为锐角或0度时,投影的数量为正值;当θ为钝角或180度时,投影的数量为负值;当θ为直角时,投影的数量为0;(1)投影的数量由此可得数量积的几何意义:等于的长度与在的方向上的投影的数量的乘积。(2)投影向量思考:例3、如图,在等腰三角形ABC中,AB=AC=2,∠ABC=30°,D为BC的中点.E五、数量积的性质六、数量积的运算律:其中,是任意三个向量,注:例4:例5:
向量数量积的求法(1)求两个向量的数量积,首先确定两个向量的模及两个向量的夹角,其中准确求出两个向量的夹角是求数量积的关键.(2)根据数量积的运算律,向量的加、减与数量积的混合运算类似于多项式的乘法运算.例题讲解例6:
求向量的模的常见思路及方法(1)求模问题一般转化为求模的平方,与向量数量积联系,并灵活应用
,勿忘记开方.(2)
,可以实现实数运算与向量运算的相互转化.课堂练习1、判断下列各题是否正确(√)(×)(×)(×)(√)(×)(√)2、如图,边长为1的等边三角形ABC中,求:
ABC方法总结:
【解
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