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1、2022年高中數(shù)學(xué) 平面向量數(shù)量積 新人教A版必修4
◆ 考情分析
1. 向量的數(shù)量積仍然是高考考查的熱點(diǎn),經(jīng)常以選擇題,填空題的形式出現(xiàn),難度適中,但靈活多變。以重點(diǎn)考查平行、垂直關(guān)系的判定或夾角、長(zhǎng)度問(wèn)題為主。
2. 向量的數(shù)量積還經(jīng)常與三角函數(shù)、解三角形、解析幾何等知識(shí)相結(jié)合,一解答題形式出現(xiàn),命題的空間較大,且形式靈活,全面考查能力,突出向量的工具性,在知識(shí)的交匯處命題是高考的熱點(diǎn)之一。
◆ 復(fù)習(xí)要求
1. 理解平面向量數(shù)量積的含義及其物理意義。
2. 了解平面向量的數(shù)量積與向量投影的關(guān)系。
3. 掌握數(shù)量積的坐標(biāo)表達(dá)式,會(huì)進(jìn)行平面向量數(shù)量積的運(yùn)算。
4. 能運(yùn)用數(shù)
2、量積表示兩個(gè)向量的夾角,會(huì)用數(shù)量積判斷兩個(gè)平面向量的垂直關(guān)系。
◆ 復(fù)習(xí)重點(diǎn)
1. 數(shù)量積的坐標(biāo)表示與數(shù)量積的運(yùn)算
2. 夾角與模的相關(guān)問(wèn)題
3. 與三角函數(shù)、解析幾何等知識(shí)的綜合應(yīng)用
◆ 復(fù)習(xí)難點(diǎn)
1. 數(shù)量積的幾何意義的理解
2. 夾角與模的相關(guān)問(wèn)題
3. 與三角函數(shù)、解析幾何等知識(shí)的綜合應(yīng)用
◆ 教學(xué)過(guò)程
平面向量的數(shù)量積
兩向量的夾角
向量的數(shù)量積
兩向量的夾角
兩向量的夾角
性質(zhì)
^ ? × = 0
× = ||2,
|×| ≤ ||||
cosq =
性質(zhì)
運(yùn)算律
A.考點(diǎn)梳理
3、
☆ 考點(diǎn)解讀
1.兩個(gè)非零向量夾角的概念
已知非零向量與,作=,=,則∠AOB=θ(0≤θ≤π)叫與的夾角
2.平面向量數(shù)量積(內(nèi)積)的定義:
已知兩個(gè)非零向量與,它們的夾角是θ,則數(shù)量||||cosq 叫與的數(shù)量積,記作×,即有× = ||||cosq,(0≤θ≤π)并規(guī)定與任何向量的數(shù)量積為0
B
3. 幾何意義:“投影”的概念:作圖
B
B
A
O
B1
(B1)
O
A
B1
O
A
定義:||cosq 叫做向量在方向上的投影
思考:投影是否是長(zhǎng)度?投影
4、是否是向量?投影是否是實(shí)數(shù)?
投影是一個(gè)數(shù)量,不是向量;當(dāng)q為銳角時(shí)投影為正值;當(dāng)q為鈍角時(shí)投影為負(fù)值;當(dāng)q為直角時(shí)投影為0;當(dāng)q = 0°時(shí)投影為 ||;當(dāng)q = 180°時(shí)投影為 -||
幾何意義:數(shù)量積×等于的長(zhǎng)度與在方向上投影||cosq的乘積
4.代數(shù)性質(zhì)(兩個(gè)向量的數(shù)量積的性質(zhì)):
(1)兩個(gè)非零向量與,^ ? × = 0(此性質(zhì)可以解決幾何中的垂直問(wèn)題);
(2)兩個(gè)非零向量與,當(dāng)與同向時(shí),× = ||||;
當(dāng)與反向時(shí),× = -||||
(此性質(zhì)可以解決直線的平行、點(diǎn)共線、向量的共線問(wèn)題);
(3)cosq =(此性質(zhì)可以解決向量的夾角問(wèn)題);
(4)×
5、= ||2,,(此性質(zhì)可以解決長(zhǎng)度問(wèn)題即向量的模的問(wèn)題);
(5)|×| ≤ ||||(此性質(zhì)要注意和絕對(duì)值的性質(zhì)區(qū)別,可以解決不等式的有關(guān)問(wèn)題);
5.任何一種運(yùn)算都滿足一定的運(yùn)算律,以方便運(yùn)算,數(shù)量積的運(yùn)算律:
實(shí)數(shù)的運(yùn)算律
向量數(shù)量積運(yùn)算律
(交換律) ab=ba
√
(結(jié)合律)(ab)c=a(bc)
×
(分配律)a(b+c)=ab+ac
√
√
5.兩個(gè)向量的數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算
B.考點(diǎn)典例
1.平面向量的數(shù)量積及運(yùn)算
例1. (1)在直角三角形ABC中,,AB =5,AC =4.求
(2) 若 =(3,-4
6、), = (2,1)。試求(-2)·(2+3)
解:(1)在△ABC中,,AB =5,AC =4 故而B(niǎo)C =3
所以 cos∠ABC = ,即<> = -- ABC
∴= - cos∠ABC = -5×3×= - 9
(2)-2=(-1,-6), 2+3=(12,-5)
∴(-2)·(2+3)=-1×12+(-6)×(-5)= 18
【評(píng)析】本例強(qiáng)調(diào)數(shù)量積的基本運(yùn)算,特別是夾角范圍的判斷,對(duì)(2)小題還可以利用運(yùn)算律展開(kāi)與實(shí)數(shù)中的多項(xiàng)式乘法法則類比,借此強(qiáng)調(diào)不是所有乘法法則都可以推廣到向量數(shù)量積的運(yùn)算中,如: ; 等。
Ex1 已知 =1 , =, ·=0,點(diǎn)C在
7、∠AOB 內(nèi),且∠AOB =,設(shè)=+,(,∈R) , 則= 3
2. 夾角與模
例2. 已知:,是兩個(gè)非零向量,且==∣-∣,
求:與+的夾角
解:設(shè)與+的夾角為,由= 得 =
又由 ==-2×+
∴ ×=
而 =+2×+=3
∴ =
∴cosq ===
C
A
∵0≤≤π ∴ =
方法二:如圖,以O(shè)為起點(diǎn)做向量=,
=,
O
B
連接AB , 得-,=+,
顯然△AOB為正三角形,
8、∠AOB = ,故而與+的夾角為 。
【評(píng)析】熟悉夾角公式的結(jié)構(gòu)形式,了解夾角與模的關(guān)系,借助幾何意義處理問(wèn)題的簡(jiǎn)便性,體現(xiàn)數(shù)形結(jié)合思想。
Ex2 如圖在Rt△ABC中,已知BC =a,若長(zhǎng)為2a的線段PQ以點(diǎn)A位中點(diǎn),
問(wèn)與的夾角取何值時(shí),的值最大?并求其最大值。
C
解:∵ ∴· = 0
Q
又∵=-,=-
A
B
=-
P
∴=(-)·(-)
=·-·-·+·
=--·+·=--·(-)
=-+·=-+ cosq
故而當(dāng)cosq = 1 ,即=時(shí),最
9、大,其最大值為0
【評(píng)析】
3. 與三角函數(shù)的綜合
例3.(09江蘇T15)設(shè)向量
(1)若與垂直,求的值;
(2)求的最大值;
(3)若,求證:∥.
解
【評(píng)析】向量與三角函數(shù)結(jié)合主要體現(xiàn)其工具性,特別是借助坐標(biāo)運(yùn)算其代數(shù)形式的應(yīng)用。還可以通過(guò)向量的代數(shù)性簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)問(wèn)題,如課本第108頁(yè)有道數(shù)學(xué)題:
Ex3 證明:任意實(shí)數(shù)a、b、c、d,恒有不等式成立。
證明:令:=(a,b) , =(c,d)
·= cosq (其中為向量,的夾角)
所以ac+bd=
故而=
4. 與解析幾何綜合
例4.(08四川T21)設(shè)橢圓 的左、右焦點(diǎn)分別為、,離心率,右準(zhǔn)線為,、是上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),.
(Ⅰ)若,求、的值;
(Ⅱ)證明:當(dāng)取最小值時(shí),與共線.
【評(píng)析】體現(xiàn)向量的工具性。
C.課堂小結(jié):
D.教學(xué)反思: