平面向量的数量积教案第一课时
平面向量的数量积教案
平面向量的数量积教案一、教学目标:1. 理解平面向量的数量积的概念及其几何意义。
2. 学会计算平面向量的数量积,并能熟练运用数量积解决实际问题。
3. 掌握平面向量的数量积的性质,并能运用其性质进行向量运算。
二、教学重点:1. 平面向量的数量积的概念及其几何意义。
2. 平面向量的数量积的计算方法。
3. 平面向量的数量积的性质。
三、教学难点:1. 平面向量的数量积的计算方法。
2. 平面向量的数量积的性质的证明。
四、教学准备:1. 教师准备PPT,内容包括平面向量的数量积的概念、计算方法、性质及其应用。
2. 教师准备一些实际问题,用于引导学生运用平面向量的数量积解决实际问题。
五、教学过程:1. 导入(5分钟)教师通过PPT展示一些实际问题,引导学生思考如何运用向量的知识解决这些问题。
2. 讲解平面向量的数量积的概念(10分钟)教师通过PPT讲解平面向量的数量积的概念,并展示其几何意义。
3. 讲解平面向量的数量积的计算方法(15分钟)教师通过PPT讲解平面向量的数量积的计算方法,并给出一些例题进行讲解。
4. 练习平面向量的数量积的计算(10分钟)学生独立完成一些练习题,教师进行解答和讲解。
5. 讲解平面向量的数量积的性质(10分钟)教师通过PPT讲解平面向量的数量积的性质,并给出一些证明。
6. 练习平面向量的数量积的性质(10分钟)学生独立完成一些练习题,教师进行解答和讲解。
7. 应用平面向量的数量积解决实际问题(10分钟)教师给出一些实际问题,引导学生运用平面向量的数量积解决这些问题。
8. 总结(5分钟)教师对本节课的内容进行总结,并强调平面向量的数量积的重要性和应用价值。
9. 布置作业(5分钟)教师布置一些练习题,巩固学生对平面向量的数量积的理解和应用。
10. 课堂反馈(5分钟)教师通过课堂反馈了解学生对平面向量的数量积的掌握情况,为下一步的教学做好准备。
六、教学拓展:1. 教师通过PPT讲解平面向量的数量积与其他向量知识的联系,如向量的模、向量的加减法等。
《平面向量数量积》教案
《平面向量数量积》教案一、教学目标知识与技能目标:使学生理解平面向量数量积的概念,掌握平面向量数量积的计算公式及性质,能够运用数量积解决一些几何问题。
过程与方法目标:通过探究平面向量数量积的概念和性质,培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力。
情感态度与价值观目标:激发学生对数学的兴趣,培养学生的团队合作精神,使学生感受到数学在现实生活中的应用价值。
二、教学重点与难点重点:平面向量数量积的概念,计算公式及性质。
难点:平面向量数量积的运算规律及其在几何中的应用。
三、教学方法采用问题驱动法、案例分析法和小组合作法,引导学生主动探究,发现平面向量数量积的规律,提高学生解决问题的能力。
四、教学准备教师准备PPT,涵盖平面向量数量积的概念、计算公式、性质及应用实例。
学生准备笔记本,以便记录学习过程中的疑问和感悟。
五、教学过程1. 导入新课教师通过展示一个实际问题,引导学生思考平面向量数量积的定义和作用。
2. 探究平面向量数量积的概念(1)教师引导学生根据定义,探究平面向量数量积的计算公式。
(2)学生通过实例,理解并掌握平面向量数量积的计算方法。
3. 学习平面向量数量积的性质(1)教师引导学生总结平面向量数量积的性质。
(2)学生通过练习,巩固对平面向量数量积性质的理解。
4. 应用平面向量数量积解决几何问题教师展示几个应用实例,引导学生运用平面向量数量积解决几何问题。
学生分组讨论,合作解决问题,分享解题过程和心得。
5. 课堂小结教师引导学生总结本节课所学内容,强调平面向量数量积的概念、计算公式及性质。
学生整理学习笔记,反思自己在学习过程中的收获和不足。
6. 布置作业教师布置一些有关平面向量数量积的练习题,巩固所学知识。
学生认真完成作业,巩固课堂所学内容。
七、教学反思教师在课后对自己的教学过程进行反思,分析教学效果,针对学生的掌握情况,调整教学策略。
学生反思自己的学习过程,总结经验教训,提高学习效果。
八、教学评价教师通过课堂表现、作业完成情况和课后练习成绩,全面评价学生对平面向量数量积的掌握程度。
平面向量的数量积及运算律(一)教案
●(一)、新课引入——为什么定义平面向量数量积 在物理学中学过功的概念,一个物体在力F 的作用下产生位移S ,那么力F 所作的功W=FScos θ。
思考:W 是什么量?F 和S 是什么量?和向量有什么关系?W 是标量(实数),F 和S 是矢量(向量)这个式子建立了实数和向量之间的关系,是实数和向量互相转化的桥梁。
我们学过的向量运算a b,a b,a +-λ结果都是向量。
因此定义一个新的运算,不仅是物理学的需要,也是数学建立起实数和向量两个不同领域关系的需要。
●(二)、新课学习★新课学习阶梯一 ——怎么定义平面向量数量积 思考:模仿物理学功的定义:a b a b cos ⋅=θ思考:由数学中对称的思想,有余弦出没的地方就少不了正弦的陪伴,可否定义 a *b a b sin =θ,有什么几何意义?引导学生阅读课本P118,找出数学定义的特点:针对两个非零向量定义,规定零向量与任意向量的数量积为0。
1.两个非零向量夹角的概念 已知非零向量a 与b ,作OA =a ,OB =b ,则∠AOB=θ(0≤θ≤π)叫a 与b 的夹角(右图的夹角分别是什么) 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 θ 叫a 与b 的数量积,记作a ⋅b ,即有a ⋅b = |a ||b |cos θ,(0≤θ≤π)并规定0与任何向量的数量积为0 思考:功怎么用数量积表示:F S ⋅数学的定义从实践中来,又回到实践指导实践。
★新课学习阶梯二 ——怎么全方位认识这个定义学习数学两手都要硬,一手抓代数、一手抓几何,渗透数形结合的思想方法,而向量恰好是用量化的方法研究几何问题的最佳工具。
1几何意义:“投影”的概念:作图A BO ab θ AB O a b θ定义:|b |cos θ 叫做向量b 在a 方向上的投影思考:投影是否是长度?投影是否是向量?投影是否是实数?投影也是一个数量,不是向量;当θ为锐角时投影为正值;当θ为钝角时投影为负值;当θ为直角时投影为0;当θ = 0︒时投影为 |b |;当θ = 180︒时投影为 -|b |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 θ的乘积2.代数性质(两个向量的数量积的性质):(1)两个非零向量a 与b ,a ⊥b ⇔ a ⋅b= 0(此性质可以解决几何中的垂直问题);(2)两个非零向量a 与b ,当a 与b 同向时,a ⋅b = |a ||b |;当a 与b 反向时,a ⋅b = -|a ||b |(此性质可以解决直线的平行、点共线、向量的共线问题);(3)cos θ =||||a b a b ⋅(此性质可以解决向量的夹角问题); (4)a ⋅a = |a |2,||a a a =⋅,a ba b cos ⋅=θ(此性质可以解决长度问题即向量的模的问题);(5)|a ⋅b | ≤ |a ||b |(此性质要注意和绝对值的性质区别,可以解决不等式的有关问题);3.任何一种运算都满足一定的运算律,以方便运算,数量积满足哪些算律? 实数的运算律向量数量积运算律 (交换律) ab=baa b?b a ⋅⋅ √ (结合律)(ab)c=a(bc)(a b)c?a (b c)⋅⋅⋅⋅ × (分配律)a(b+c)=ab+aca (b c)?a b ac ⋅+⋅+⋅ √ (a)b?(a b)?a (b)λ⋅λ⋅⋅λ √思考:运用对比联想的思想方法猜测向量数量积保留了实数哪些运算律,变异了哪些运算律?课下对成立的运算律给出证明,对不成立的运算律举出反例。
平面向量数量积授课教案
平面向量数量积授课优秀教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)理解平面向量的概念,掌握向量的表示方法;(2)掌握向量的坐标运算,包括加法、减法和数乘;(3)理解向量数量积的概念,掌握数量积的计算公式和性质;(4)学会运用数量积解决实际问题。
2. 过程与方法:(1)通过图形和实例,培养学生的直观想象能力;(2)运用逻辑推理,引导学生发现向量数量积的计算规律;(3)通过练习题,提高学生运用向量数量积解决实际问题的能力。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对数学的兴趣和好奇心;(2)培养学生勇于探索、积极思考的科学精神;(3)引导学生感受数学在生活中的应用,提高学生的数学素养。
二、教学重点与难点1. 教学重点:(1)平面向量的概念及表示方法;(2)向量的坐标运算;(3)向量数量积的计算公式和性质;(4)运用向量数量积解决实际问题。
2. 教学难点:(1)向量数量积的计算规律的发现;(2)向量数量积在实际问题中的应用。
三、教学准备1. 教具准备:黑板、粉笔、投影仪;2. 学具准备:笔记本、练习本、相关书籍。
四、教学过程1. 导入新课:(1)复习旧知识:回顾二维空间中的点、线、面的基本概念;(2)提出问题:如何表示一个平面内的向量?向量之间有什么基本的运算?2. 讲解向量的概念及表示方法:(1)介绍向量的定义;(2)讲解向量的表示方法,如用箭头表示、用坐标表示等。
3. 讲解向量的坐标运算:(1)向量的加法、减法和数乘;(2)举例说明运算规律。
4. 讲解向量数量积的概念和性质:(1)介绍数量积的定义;(2)讲解数量积的计算公式;(3)阐述数量积的性质。
5. 课堂练习:(1)布置练习题,让学生巩固所学知识;(2)挑选学生回答问题,及时给予评价和指导。
五、课后作业1. 复习本节课所学内容,整理笔记;2. 完成课后练习题,巩固向量数量积的知识;3. 思考实际生活中的向量数量积问题,提高数学应用能力。
六、教学拓展1. 引导学生探索向量数量积的推广:(1)从二维向量推广到三维向量;(2)探讨更高维向量的数量积。
2.4.1平面向量的数量积》(第一课时)
问题提出
1.向量的模和夹角分别是什么概念? 1.向量的模和夹角分别是什么概念? 向量的模和夹角分别是什么概念
, 注意: 两向量的夹角定义两向量必须 是同起点的范围是 ≤θ ≤ π. , 0
向量的夹角 两个非零向量a 两个非零向量 和b ,作OA = a ,OB = b ,则 ∠AOB = θ
数量积a·b等于 的模与 数量积 等于a的模与 在a方向上的 等于 的模与b在 方向上的 投影︱ ︱ θ的乘积,或等于b的模与 投影︱b︱cosθ的乘积,或等于 的模与 a在b方向上的投影︱a︱cosθ的乘积. 方向上的投影︱ ︱ θ的乘积. 在 方向上的投影
平面向量的数量积的运算性质 问题5 都是非零向量, 等于多少? 问题5:设a与b都是非零向量,若a⊥b,则a·b等于多少? 与 都是非零向量 ⊥ , 等于多少 反之成立吗? 反之成立吗?
数量积的运算律: 数量积的运算律: 交换律: 交换律: r r r r r r r 分配律: 分配律:(a + b) ⋅ c = a ⋅ c + b ⋅ c
r r r r a ⋅b = b ⋅ a
数乘结合律: 数乘结合律:
(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb) = 关于向量的数量积运算: 关于向量的数量积运算: 数量积运算不满足结合律。 数量积运算不满足结合律。 思考4:对于实数λ,(λa)·b表示什么意义?它可以转化为哪
Байду номын сангаас
F
S
W=︱F︱︱s︱cosθ =
问题2:你能用文字语言来表述功的计算公式吗 如果 问题 :你能用文字语言来表述功的计算公式吗?如果 我们将公式中的力与位移推广到一般向量,其结果又该 我们将公式中的力与位移推广到一般向量, 如何表述? 如何表述? 功是力与位移的大小及其夹角余弦的乘积; 功是力与位移的大小及其夹角余弦的乘积; 两个向量的大小及其夹角余弦的乘积。 两个向量的大小及其夹角余弦的乘积。
平面向量的数量积第一课时教案-数学必修四第二章平面向量2.4人教A版
第二章平面向量2.4 平面向量的数量积第一课时平面向量数量积的物理背景及其含义1 教学目标[1]掌握平面向量的数量积[2]掌握平面向量数量积的几何意义[3]掌握平面向量数量积的运算律2教学重点/难点重点:平面向量数量积的定义及几何意义难点:平面向量数量积的运算律的理解和运用3 专家建议[1]平面向量数量积满足数乘结合律,但不满足乘法结合律,应加以详细讲解[2]稍微向外扩展一下点乘与叉乘的区别,加深对数量积的理解4 教学方法互动探究,类比式教学,启发式教学5 教学过程5.1 引入【师】首先,请同学们回答我三个问题,请看:【板演/PPT】问题1:前面几节课,我们学习过向量的什么知识?问题2:我们是怎么探索和研究向量的加法运算和减法运算的?问题3:在物理学中,我们是如何求一个力所做功的多少的?【生】讨论,思考【师】我们来把问题一个一个地解决掉【板演/PPT】答问题1:平面向量的相关定义(零向量,单位向量,平行向量,共线向量)平面向量的线性运算和坐标运算(数乘运算,坐标的加减法运算)答问题2:从物理角度入手探索,再理解概念,再学习运算律,再到知识的运用答问题3:如果一个物体在力F 的作用下产生位移S ,那么力F 所做的功就可以用如下公式计算:θcos ||||S F W = (θ是F 和S 的夹角)【师】同学们,大家都知道力和位移是矢量,功是一个标量,它由力和位移两个向量来确定,这给我们一种启示,能否把“功”看成是这两个向量的一种运算的结果呢?5.2 新知介绍[1] 平面向量的数量积定义【师】从以上问题,我们知道,数学与物理知识之间存在着联系,那我们再从物理问题入手,思考下,物理中的人拉船模型中的数学知识【板演/PPT 】人的拉力(F )的方向与船前进(S )的方向往往是成一个夹角的,我们设为θ,那么这个力所做的功的大小与三个因素有关,(前提是忽略摩擦),力的大小、方向、船的位移。
其实,就两个矢量,力(F )和位移(S ),夹角是力和位移之间的一种关系,能够形成功,一是要有力,二是要有位移。
高中数学_向量的数量积(第一课时)教学设计学情分析教材分析课后反思
教学设计教学目标知识与技能1、了解向量数量积的物理背景,理解数量积的含义及其几何意义。
2、体会向量的数量积与向量投影的关系,理解掌握数量积的性质进行简单的应用。
过程与方法1、通过对向量数量积的学习及探索,不断培养学生的自主学习、主动探索、善于反思、勤于总结的科学态度和锲而不舍的钻研精神。
2、培养学生的运算能力、严谨的思维习惯以及解题的规范性。
情感、态度与价值观1、在学习和运用向量的数量积的过程中,进一步体会平面微量的本质及它与生活和自然科学的联系,认识事物的统一性,并通过学习向量的数量积感受数形结合的思想方法2、通过对向量的数量积的探究、交流、总结,从各角度来体会向量之间的关系和作用,不断从感性认识提高到理性认识.教学重点1、向量数量积的含义与几何意义.2、向量数量积的性质及其应用.教学难点向量数量积的概念及其应用教学过程一、课前准备复习:前面我们研究了向量的哪些运算?这些运算的结果是什么?思考:通过前面学习了向量的线性运算,那向量与向量能否“相乘”?二、新课讲解探究1如右图,如果一个物体在力F的作用下产生位移s,那么力F所做的功W = |F||s|cosθ,其中θ是F与s的夹角.问题:功是一个标量,它由力和位移两个向量来确定,这给我们一种启示,能否把“功”看成是这两个向量的一种运算的结果呢?新知1.两向量的夹角(1)定义:已知两个非零向量a ,b ,O 是平面上的任意一点,作OA →=a ,OB →=b ,则∠AOB =θ(0≤θ≤π)叫做向量a 与b 的夹角. (2)特例:①当θ=0时,向量a ,b . ②当θ=π时,向量a ,b .③当θ=π2时,向量a ,b ,记作a ⊥b .新知2、向量的数量积(或内积)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 θ 叫a 与b 的数量积,记作a •b ,即有a •b = │a ││b │cos θ, (其中0≤θ≤π).定义说明:①记法“a ·b ”中间的“· ”不可以省略,也不可以用“⨯ ”代替;② “规定”:零向量与任何向量的数量积为零.想一想:向量数量积是一个向量还是一个数量?它的符号什么时候为正?什么时候为负?典型例题例1、 已知│a │=5,│b │=4,a 与b 的夹角为120,求a •b 练一练:1、已知│a │=2,│b │= ,a 与b 的夹角为60o求a •b2、已知│a │=12,│b │=9,,求a 与b的夹角θ。
《平面向量数量积》教案
《平面向量数量积》教案一、教学目标1. 理解平面向量的概念,掌握向量的表示方法。
2. 掌握向量的数量积运算,了解数量积的性质和运算规律。
3. 能够运用数量积解决实际问题,提高数学应用能力。
二、教学内容1. 向量的概念及表示方法2. 向量的数量积定义及计算公式3. 数量积的性质和运算规律4. 数量积在坐标系中的运算5. 数量积的应用三、教学重点与难点1. 重点:向量的概念,数量积的计算公式,数量积的性质和运算规律。
2. 难点:数量积在坐标系中的运算,数量积的应用。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解向量及数量积的基本概念、性质和运算规律。
2. 利用案例分析法,分析数量积在实际问题中的应用。
3. 利用数形结合法,直观展示数量积在坐标系中的运算。
4. 引导学生通过小组讨论、探究,提高学生的参与度和自主学习能力。
五、教学安排1. 第一课时:向量的概念及表示方法2. 第二课时:向量的数量积定义及计算公式3. 第三课时:数量积的性质和运算规律4. 第四课时:数量积在坐标系中的运算5. 第五课时:数量积的应用六、教学过程1. 导入:通过复习实数乘法的分配律,引导学生思考向量数量积的定义。
2. 讲解向量的概念,向量的表示方法,向量的几何直观。
3. 引入向量数量积的概念,讲解数量积的计算公式。
4. 通过实例,演示数量积的运算过程,让学生感受数量积的意义。
5. 总结数量积的性质和运算规律,引导学生发现数量积与向量坐标的关系。
七、案例分析1. 利用数量积解释物理学中的力的合成与分解。
2. 利用数量积解决几何问题,如求解平行四边形的对角线长度。
3. 利用数量积判断两个向量是否垂直。
八、数量积在坐标系中的运算1. 讲解坐标系中向量的表示方法,向量的坐标运算。
2. 推导数量积在坐标系中的运算公式。
3. 通过实例,演示数量积在坐标系中的运算过程。
4. 引导学生掌握数量积在坐标系中的运算方法,提高运算能力。
九、数量积的应用1. 利用数量积解决线性方程组。
平面向量的数量积优秀教案第一课时
2.4《平面向量的数量积》教案(第一课时)教材分析:教材从学生熟知的功的概念出发,引出了平面向量数量积的概念及其几何意义,接着介绍了向量数量积的5个重要性质,运算律。
向量的数量积把向量的长度和三角函数联系起来,这样为解决三角形的有关问题提供了方便,特别能有效地解决线段的垂直问题。
教案目标:1.掌握平面向量数量积的定义2.掌握平面向量数量积的重要性质及运算律教案重点:平面向量的数量积定义.教案难点:平面向量数量积的定义及运算律的理解和平面向量数量积的应用教案方法:1. 问题引导法2. 师生共同探究法教案过程:一.回顾旧知向量的数乘运算定义:一般地,实数λ与向量的积是一个向量,记作λ, 它的长度和方向规定如下:(1)=(2)当λ>0时,λ的方向与a 方向相同,当λ<0时, λ的方向与a 方向相反 特别地,当0=λ或=时,=λ 向量的数乘运算律:设a ,b 为任意向量,λ,μ为任意实数,则有: ①λ(μ)=()λμ② (λ+μ)=μλ+③λ(+)=λλ+二.情景创设问题 1.我们已经学习了向量的加法,减法和数乘,它们的运算结果都是向量,那么向量与向量之间有没有“乘法”运算呢?这种新的运算结果又是什么呢?三.学生活动联想:物理中,功就是矢量与矢量“相乘”的结果。
问题2. 在物理课中,我们学过功的概念,即如果一个物体在力F 的作用下产生位移s ,那么力F 所做的功为多少?W 可由下式计算:W =|F |·|s |cos θ,其中θ是F 与s 的夹角.若把功W 看成是两向量F 和S 的某种运算结果,显然这是一种新的运算,我们引入向量数量积的概念.四.建构数学1.向量数量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 θ叫a 与b 的数量积,记作a ·b ,即有a ·b =|a ||b |cos θ说明:(1)向量的数量积的结果是一个实数,而不是向量,符号由夹角决定(2)θ是a 与b 的夹角;范围是0≤θ≤π,(注意在两向量的夹角定义中,两向量必须是同起点的.)当θ=0时,a 与b 同向;a ·b =|a ||b |cos0=|a ||b |当θ=π2 时,a 与b 垂直,记a ⊥b ;a ·b =|a ||b |cos 2π=0 当θ=π时,a 与b 反向;a ·b =|a ||b |cos π=-|a ||b |(3)规定·a =0;a 2=a ·a =|a |2或|a (4)符号“·”在向量运算中不是乘号,既不能省略,也不能用“×”代替2. 向量数量积的运算律 已知a ,b ,和实数λ,则向量的数量积满足下列运算律:①a ·b =b ·a (交换律)②(λa )·b =λ (a ·b )=a ·(λb ) (数乘结合律) ③(a +b )·c =a ·c +b ·c (分配律) ④(a ·b )c ≠a (b ·c ) (一般不满足结合律) 五.例题剖析加深对数量积定义的理解例1 判断正误,并简要说明理由.① ∙=;② 0∙=0;③ 若a ≠0,则对任意非零向量b ,有0≠⋅b a④ 如果〉⋅,那么a 与b 夹角为锐角⑤ 若c b c a ⋅=⋅,则b a =⑥ 若≠且⋅=⋅,则=⑦ 若//,则a ·b =|a ||b |⑧ 与是两个单位向量,则2=2数量积定义运用例2: 已知a =2,b =3,θ为a 与b 的夹角,分别在下列条件下求·(1)a 与b 的夹角为135° (2)∥(3)⊥变式:已知||=4,||=6,a 与b 的夹角θ为60°,求(1)b a ⋅(2)()b a a +⋅(3)()()b a b a 32+⋅-概念辨析,正确理解向量夹角定义例3 已知△ABC 中,a =5,b =8,C =60°,求BC →·CA →变式:三角形ABC 中,若0〉⋅,判断三角形ABC 的形状()DAB ABCD ⋅=∠==︒.1:,60,34,.4求中在平行四边形例()DA AB ⋅.2六.课堂小结通过本节学习,要求大家掌握平面向量的数量积的定义、重要性质、运算律,并能运用它们解决相关的问题.七.课堂检测1.=4=6,m 与n 的夹角为0150,则=⋅n m .2.若b a ⋅<0,则a 与b 的夹角θ的取值范围是( ) A. 0,2π⎡⎫⎪⎢⎣⎭ B.,2ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭ C. ,2ππ⎛⎤ ⎥⎝⎦ D.,2ππ⎛⎫ ⎪⎝⎭3.下列等式中,其中正确的是 ( )2a =②2b a ⋅()222b a b a ⋅=⋅④()2b a +=222b b a a +⋅+ A.1个 B.2个 C.3个 D.4个4.5=8=,20-=⋅b a ,则a 与b 的夹角为。
平面向量的数量积课时
本文档为word 文档 下载后可编辑打印第一课时 2.4.1 平面向量的数量积的物理背景及其含义教学要求:掌握平面向量的数量积及其几何意义;掌握平面向量数量积的重要性质及运算律;了解用平面向量的数量积可以处理有关长度、角度和垂直的问题;教学重点:平面向量的数量积定义及应用.教学难点:平面向量数量积的定义及运算律的理解.教学过程:一、复习准备:1. 如何由坐标得到两个向量共线?2. 物理中力做的功是怎样定义的?二、讲授新课:1.教学向量的数量积的概念.①.两个非零向量夹角的概念:已知非零向量a与b,作=a,OB =b,则∠AOB=θ(0≤θ≤π)叫a与b的夹角.注意:当θ=0时a与b同向;当θ=π时,a与b反向;当θ=2π时,a与b垂直,记a⊥b;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 θ叫a与b的数量积,记作a ⋅b ,即有a ⋅b = |a ||b |cos θ,(分析:符号由cos θ的符号所决定;两个向量的数量积称为内积,写成a ⋅b ;)③.“投影”的概念:作图定义:|b |cos θ叫做向量b 在a 方向上的投影. 投影也是一个数量,不是向量;当θ为锐角时投影为正值;当θ为钝角时投影为负值;当θ为直角时投影为0;当θ = 0︒时投影为 |b |;当θ = 180︒时投影为 -|b |④.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 θ的乘积.⑤.性质:e ⋅a = a ⋅e =|a |cos θ ,a ⊥b ⇔ a ⋅b = 0,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 ⋅=|| cos θ =||||b a b a ⋅)⑥探究:运算律 a ⋅b=b.a (λa).b=λ(a.b)2.教学例题①.讲解范例:例1 已知|a |=5, |b |=4, a 与b 的夹角θ=120o ,求a ·b .例2 已知|a |=6, |b |=4, a 与b 的夹角为60o 求(a+2b)·(a-3b).例3 已知|a |=3, |b |=4, 且a 与b 不共线,k 为何值时,向量a+kb 与a-kb 互相垂直.(教师演示→学生模仿→学生演示)②.练习:已知|a|=3,|b|=6,当①a∥b,②a⊥b,③a与b的夹角是60°时,分别求a·b.3. 小结:1.平面向量数量积(内积)的定义;2.向量的数量积的几何意义.三、巩固练习:1.已知|a |=1,|b |=2,(1)若a ∥b ,求a ·b ;(2)若a 、b 的夹角为60°,求|a +b |;(3)若a -b 与a垂直,求a 与b 的夹角.2.设m 、n 是两个单位向量,其夹角为60°,求向量a =2m +n 与b =2n -3m 的夹角.3.对于两个非零向量a 、b ,求使|a +t b |最小时的t 值,并求此时b 与a +t b 的夹角.4.已知a +b =2i -8j ,a -b =-8i +16j ,其中i 、j 是直角坐标系中x 轴、y 轴正方向上的单位向量,那么a ·b =?5.作业:课本P119 A 组 1,2,3题.本文档为word 文档 下载后可编辑打印 第二课时 2.4.2平面向量数量积的坐标表示、模、夹角教学要求:使学生掌握平面向量数量积的坐标表示, 掌握向量垂直的坐标表示的条件,及平面内两点间的距离公式,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的应用.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、复习准备:1.平面向量的数量积的物理背景及其含义?2.向量的数量积的几何意义.3.平面向量数量积的运算律.二、讲授新课:1.教学坐标表示.① 平面两向量数量积的坐标表示: 两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和.即a b ⋅2121y y x x +=② 平面内两点间的距离公式: 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||(a x =-③ 向量垂直的判定: 设11(,)a x y =,22(,)b x y =,则a b ⊥ ⇔02121=+y y x x④ 两向量夹角的余弦(πθ≤≤0) co s θ =||||a ba b ⋅⋅222221212121y x y x y y x x +++= 2.教学例题.① 讲解例5:已知A (1, 2),B (2, 3),C (-2, 5),试判断△ABC 的形状,并给出证明 练习:在△ABC 中,=(2, 3),=(1, k ),且△ABC 的一个内角为直角,求k 值. (学生板演→教师修正→学生修正)② 讲解例6:设a = (5, -7),b = (-6, -4),求a ·b 及a 、b 间的夹角θ(精确到1o )练习:已知A (1,0),B (3,1),C (2,0),且a =,a =,则a 与b 的夹角为多少? (学生板演→教师修正→学生修正)3.小结: 平面内两点间的距离公式;向量垂直的判定;两向量夹角的余弦.三、巩固练习: 1.已知A (3,2),B (-1,-1),若点P (x ,-21)在线段AB 的中垂线上,则x = . 2.a =(2,3),b =(-2,4),则(a +b )·(a -b )= . 3. 已知A (1,2),B (2,3),C (-2,5),则△ABC 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4. 已知a =(1,3),b =(3+1,3-1),则a 与b 的夹角是多少?5. 如图,以原点和A (5, 2)为顶点作等腰直角△OAB ,使∠B = 90︒,求点B和向量AB 的坐标.6. 已知a (4,2), 求与a 垂直的单位向量的坐标.7. 作业:课本P119 练习(1)(2)。
平面向量的数量积教案
2.4《平面向量的数量积》教案(第一课时)2017级应用数学专业康萍一.教学内容分析本课内容选自普通高中课程标准实验教科书数学必修4(人教A版)§2。
4 平面向量的数量积的第一课时,本课主要内容是向量的数量积的定义及运算律,本节课让学生了解从特殊到一般再由一般到特殊的这种认识规律和体会概念法则的学习过程。
二.学生学习情况分析学生在学习本节内容之前,已熟知了实数的运算体系,掌握了向量的概念及其线性运算,具备了功等物理知识,并且初步体会了研究向量运算的一般方法。
在功的计算公式和研究向量运算的一般方法的基础上,学生基本上能类比得到数量积的含义和运算律,对于运算律不一定给全或给对,对运算律的证明可能会存在一定的困难,教学中老师要注意引导学生分析判断。
三.设计思想遵循新课标以人为本的理念,以启发式教学思想和建构主义理论为指导,采用探究式教学,以多媒体手段为平台,利用问题让学生自主地参与探究,在探究过程中注重学生学习过程的体验和数学能力的发展,引导学生积极将知识融入自己的知识体系。
四.教学目标知识与技能:以物理中功的实例认识理解平面向量数量积的含义及物理意义。
过程与方法:培养学生观察、归纳、类比、联想和数形结合等发现规律的一般方法。
情感态度价值观:让学生经历由实例到抽象的数学定义的形成过程,性质的发现到论证过程,进一步参悟数学的本质。
五.教学重点和难点重点是平面向量数量积的概念、用平面向量数量积表示向量的模及夹角;难点是平面向量数量积的定义及运算律的理解,平面向量数量积的应用.六.教学过程设计活动一:创设问题情景,引出新课1、提出问题1:请同学们回顾一下,我们已经研究了向量的哪些运算?这些运算的结果是什么?答:向量的加法、减法及数乘运算。
这些运算的结果是向量.很好,那既然两个向量可以进行加法、减法运算。
我们自然就想:两个向量能进行乘法运算吗?如果能,结果也是向量吗?【设计意图】1。
让学生明白新旧知识的联系性。
平面向量的数量积(教案)
§5.3 平面向量的数量积(教案)2014高考会这样考1.考查两个向量的数量积的求法;2.利用两个向量的数量积求向量的夹角、向量的模;3.利用两个向量的数量积证明两个向量垂直.复习备考要这样做1.理解数量积的意义,掌握求数量积的各种方法;2.理解数量积的运算性质;3.利用数量积解决向量的几何问题.1.平面向量的数量积已知两个非零向量a和b,它们的夹角为θ,则数量|a||b|cos θ叫做a和b的数量积(或内积),记作a·b=|a||b|cos θ.规定:零向量与任一向量的数量积为__0__.两个非零向量a与b垂直的充要条件是a·b=0,两个非零向量a与b平行的充要条件是a·b=±|a||b|.2.平面向量数量积的几何意义数量积a·b等于a的长度|a|与b在a的方向上的投影|b|cos θ的乘积.3.平面向量数量积的重要性质(1)e·a=a·e=|a|cos θ;(2)非零向量a,b,a⊥b⇔a·b=0;(3)当a与b同向时,a·b=|a||b|;当a与b反向时,a·b=-|a||b|,a·a=a2,|a|=a·a;(4)cos θ=a·b |a||b|;(5)|a·b|__≤__|a||b|.4.平面向量数量积满足的运算律(1)a·b=b·a(交换律);(2)(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb)(λ为实数);(3)(a+b)·c=a·c+b·c.5.平面向量数量积有关性质的坐标表示设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a·b=x1x2+y1y2,由此得到(1)若a=(x,y),则|a|2=x2+y2或|a|=x2+y2.(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),则A、B两点间的距离|AB|=|AB→|=x1-x22+y1-y22.(3)设两个非零向量a,b,a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a⊥b⇔x1x2+y1y2=0. [难点正本疑点清源]1.向量的数量积是一个实数两个向量的数量积是一个数量,这个数量的大小与两个向量的长度及其夹角的余弦值有关,在运用向量的数量积解题时,一定要注意两向量夹角的范围.2.a·b>0是两个向量a·b夹角为锐角的必要不充分条件.因为若〈a,b〉=0,则a·b>0,而a,b夹角不是锐角;另外还要注意区分△ABC中,AB→、BC→的夹角与角B的关系.3.计算数量积时利用数量积的几何意义是一种重要方法.1. 已知向量a 和向量b 的夹角为135°,|a |=2,|b |=3,则向量a 和向量b 的数量积a ·b =___.答案 -32解析 a ·b =|a||b |cos 135°=2×3×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-22=-3 2. 2. 已知a ⊥b ,|a |=2,|b |=3,且3a +2b 与λa -b 垂直,则实数λ的值为________.答案32解析 由a ⊥b 知a ·b =0.又3a +2b 与λa -b 垂直,∴(3a +2b )·(λa -b )=3λa 2-2b 2 =3λ×22-2×32=0.∴λ=32.3. 已知a =(2,3),b =(-4,7),则a 在b 方向上的投影为______.答案655解析 设a 和b 的夹角为θ,|a |cos θ=|a |a ·b|a||b |=2×-4+3×7-42+72=1365=655.4. (2011·辽宁)已知向量a =(2,1),b =(-1,k ),a ·(2a -b )=0,则k 等于( )A .-12B .-6C .6D .12答案 D解析 由已知得a ·(2a -b )=2a 2-a ·b =2(4+1)-(-2+k )=0,∴k =12.5.(2012·陕西)设向量a =(1,cos θ)与b =(-1,2cos θ)垂直,则cos 2θ等于( )A.22B.12C.0 D.-1答案 C解析利用向量垂直及倍角公式求解.a=(1,cos θ),b=(-1,2cos θ).∵a⊥b,∴a·b=-1+2cos2θ=0,∴cos2θ=12,∴cos 2θ=2cos2θ-1=1-1=0.题型一平面向量的数量积的运算例1(1)在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,则AB→·AC→等于( )A.-16 B.-8 C.8 D.16(2)若向量a=(1,1),b=(2,5),c=(3,x),满足条件(8a-b)·c=30,则x等于( )A.6 B.5 C.4 D.3思维启迪:(1)由于∠C=90°,因此选向量CA→,CB→为基底.(2)先算出8a-b,再由向量的数量积列出方程,从而求出x.答案(1)D (2)C→=16.解析(1)AB→·AC→=(CB→-CA→)·(-CA→)=-CB→·CA→+CA2(2)∵a=(1,1),b=(2,5),∴8a-b=(8,8)-(2,5)=(6,3).又∵(8a-b)·c=30,∴(6,3)·(3,x)=18+3x=30.∴x=4.探究提高求两个向量的数量积有三种方法:利用定义;利用向量的坐标运算;利用数量积的几何意义.本题从不同角度创造性地解题,充分利用了已知条件.(2012·北京)已知正方形ABCD的边长为1,点E是AB边上的动点,则DE→·CB→的值为________;DE→·DC→的最大值为________.答案 1 1解析方法一以射线AB,AD为x轴,y轴的正方向建立平面直角坐标系,则A(0,0),B(1,0),C(1,1),D(0,1),则E(t,0),t∈[0,1],则DE→=(t,-1),CB→=(0,-1),所以DE→·CB→=(t,-1)·(0,-1)=1.因为DC→=(1,0),所以DE→·DC→=(t,-1)·(1,0)=t≤1,故DE→·DC→的最大值为1.方法二由图知,无论E点在哪个位置,DE→在CB→方向上的投影都是CB=1,∴DE→·CB→=|CB→|·1=1,当E运动到B点时,DE→在DC→方向上的投影最大即为DC=1,∴(DE→·DC→)max=|DC→|·1=1.题型二向量的夹角与向量的模例2已知|a |=4,|b |=3,(2a -3b )·(2a +b )=61,(1)求a 与b 的夹角θ; (2)求|a +b |;(3)若AB→=a ,BC →=b ,求△ABC 的面积. 思维启迪:运用数量积的定义和|a |=a ·a .解 (1)∵(2a -3b )·(2a +b )=61,∴4|a |2-4a ·b -3|b |2=61. 又|a |=4,|b |=3,∴64-4a ·b -27=61,∴a ·b =-6. ∴cos θ=a ·b |a||b |=-64×3=-12.又0≤θ≤π,∴θ=2π3.(2)可先平方转化为向量的数量积.|a +b |2=(a +b )2=|a |2+2a ·b +|b |2=42+2×(-6)+32=13, ∴|a +b |=13.(3)∵AB →与BC →的夹角θ=2π3,∴∠ABC =π-2π3=π3.又|AB→|=|a |=4,|BC →|=|b |=3,∴S △ABC =12|AB →||BC →|sin ∠ABC =12×4×3×32=33.探究提高 (1)在数量积的基本运算中,经常用到数量积的定义、模、夹角等公式,尤其对|a |=a ·a 要引起足够重视,它是求距离常用的公式.(2)要注意向量运算律与实数运算律的区别和联系.在向量的运算中,灵活运用运算律,达到简化运算的目的.(1)已知向量a 、b 满足|a |=1,|b |=4,且a ·b =2,则a 与b 的夹角为( )A.π6B.π4C.π3D.π2(2)已知向量a =(1,3),b =(-1,0),则|a +2b |等于( )A .1B.2C .2D .4 答案 (1)C (2)C解析 (1)∵cos 〈a ,b 〉=a ·b|a||b |=12,∴〈a ,b 〉=π3.(2)|a +2b |2=a 2+4a ·b +4b 2=4-4×1+4=4,∴|a +2b |=2. 题型三 向量数量积的综合应用例3已知a =(cos α,sin α),b =(cos β,sin β)(0<α<β<π).(1)求证:a +b 与a -b 互相垂直;(2)若k a +b 与a -k b 的模相等,求β-α.(其中k 为非零实数)思维启迪:(1)证明两向量互相垂直,转化为计算这两个向量的数量积问题,数量积为零即得证.(2)由模相等,列等式、化简.(1)证明 ∵(a +b )·(a -b )=a 2-b 2=|a |2-|b |2 =(cos 2α+sin 2α)-(cos 2β+sin 2β)=0, ∴a +b 与a -b 互相垂直.(2)解 k a +b =(k cos α+cos β,k sin α+sin β),a -kb =(cos α-k cos β,sin α-k sin β), |k a +b |=k 2+2k cos β-α+1, |a -k b |=1-2k cosβ-α+k 2.∵|k a +b |=|a -k b |,∴2k cos(β-α)=-2k cos(β-α). 又k ≠0,∴cos(β-α)=0.∵0<α<β<π,∴0<β-α<π,∴β-α=π2.探究提高 (1)当向量a 与b 是坐标形式给出时,若证明a ⊥b ,则只需证明a ·b =0⇔x 1x 2+y 1y 2=0.(2)当向量a ,b 是非坐标形式时,要把a ,b 用已知的不共线向量作为基底来表示且不共线的向量要知道其模与夹角,从而进行运算证明a ·b =0.(3)数量积的运算中,a ·b =0⇔a ⊥b 中,是对非零向量而言的,若a =0,虽然有a ·b =0,但不能说a ⊥b .已知平面向量a =(3,-1),b =⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12,32. (1)证明:a ⊥b ;(2)若存在不同时为零的实数k 和t ,使c =a +(t 2-3)b ,d =-k a +t b ,且c ⊥d ,试求函数关系式k =f (t ). (1)证明 ∵a ·b =3×12-1×32=0,∴a ⊥b .(2)解∵c=a+(t2-3)b,d=-k a+t b,且c⊥d,∴c·d=[a+(t2-3)b]·(-k a+t b)=-k a2+t(t2-3)b2+[t-k(t2-3)]a·b=0,又a2=|a|2=4,b2=|b|2=1,a·b=0,∴c·d=-4k+t3-3t=0,∴k=f(t)=t3-3t4(t≠0).三审图形抓特点典例:(5分)如图所示,把两块斜边长相等的直角三角板拼在一起,若AD→=xAB→+yAC→,则x=________,y=________.审题路线图图形有一副三角板构成↓(注意一副三角板的特点)令|AB|=1,|AC|=1↓(一副三角板的两斜边等长)|DE|=|BC|= 2↓(非等腰三角板的特点)|BD|=|DE|sin 60°=2×32=62↓(注意∠ABD=45°+90°=135°) AD→在AB→上的投影即为x↓x=|AB|+|BD|cos 45°=1+62×22=1+32↓AD→在AC→上的投影即为y↓y=|BD|·sin 45°=62×22=32.解析方法一结合图形特点,设向量AB→,AC→为单位向量,由AD→=xAB→+yAC→知,x,y分别为AD→在AB→,AC→上的投影.又|BC|=|DE|=2,∴|BD→|=|DE→|·sin 60°=62.∴AD→在AB→上的投影x=1+62cos 45°=1+62×22=1+32,AD→在AC→上的投影y=62sin 45°=32.方法二∵AD→=xAB→+yAC→,又AD→=AB→+BD→,∴AB→+BD→=xAB→+yAC→,∴BD→=(x-1)AB→+yAC→.又AC→⊥AB→,∴BD→·AB→=(x-1)AB→2. 设|AB→|=1,则由题意|DE→|=|BC→|= 2.又∠BED=60°,∴|BD→|=62.显然BD→与AB→的夹角为45°.∴由BD→·AB→=(x-1)AB→2,得62×1×cos 45°=(x-1)×12.∴x=32+1.同理,在BD→=(x-1)AB→+yAC→两边取数量积可得y=3 2 .答案1+3232温馨提醒突破本题的关键是,要抓住图形的特点(图形由一副三角板构成).根据图形的特点,利用向量分解的几何意义,求解方便快捷.方法二是原试题所给答案,较方法一略显繁杂.方法与技巧1.计算数量积的三种方法:定义、坐标运算、数量积的几何意义,要灵活选用,和图形有关的不要忽略数量积几何意义的应用.2.求向量模的常用方法:利用公式|a|2=a2,将模的运算转化为向量的数量积的运算.3.利用向量垂直或平行的条件构造方程或函数是求参数或最值问题常用的方法与技巧.失误与防范1. (1)0与实数0的区别:0a =0≠0,a +(-a )=0≠0,a ·0=0≠0;(2)0的方向是任意的,并非没有方向,0与任何向量平行,我们只定义了非零向量的垂直关系. 2. a ·b =0不能推出a =0或b =0,因为a ·b =0时,有可能a ⊥b . 3. a ·b =a ·c (a ≠0)不能推出b =c ,即消去律不成立.A 组 专项基础训练 (时间:35分钟,满分:57分)一、选择题(每小题5分,共20分)1. (2012·辽宁)已知向量a =(1,-1),b =(2,x ),若a ·b =1,则x 等于( ) A .-1B .-12C.12D .1答案 D解析 a ·b =(1,-1)·(2,x )=2-x =1⇒x =1.2. (2012·重庆)设x ,y ∈R ,向量a =(x,1),b =(1,y ),c =(2,-4),且a ⊥c ,b ∥c ,则|a +b |等于( )A.5 B.10 C .25 D .10答案 B 解析 ∵a =(x,1),b =(1,y ),c =(2,-4),由a ⊥c 得a ·c =0,即2x -4=0,∴x =2.由b ∥c ,得1×(-4)-2y =0,∴y =-2.∴a =(2,1),b =(1,-2).∴a +b =(3,-1),∴|a +b |=32+-12=10.3. 已知向量a =(1,2),b =(2,-3).若向量c 满足(c +a )∥b ,c ⊥(a +b ),则c 等于( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫79,73B.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-73,-79C.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫73,79D.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-79,-73答案 D解析 设c =(x ,y ),则c +a =(x +1,y +2), 又(c +a )∥b ,∴2(y +2)+3(x +1)=0.① 又c ⊥(a +b ),∴(x ,y )·(3,-1)=3x -y =0.② 联立①②解得x =-79,y =-73.4. 在△ABC 中,AB =3,AC =2,BC =10,则AB→·AC →等于( )A .-32B .-23C.23D.32答案 D解析 由于AB→·AC →=|AB →|·|AC →|·cos ∠BAC=12(|AB →|2+|AC →|2-|BC →|2)=12×(9+4-10)=32. 二、填空题(每小题5分,共15分)5. (2012·课标全国)已知向量a ,b 夹角为45°,且|a |=1,|2a -b |=10,则|b |=________.答案 32解析 ∵a ,b 的夹角为45°,|a |=1, ∴a ·b =|a |·|b |cos 45°=22|b |,|2a -b |2=4-4×22|b |+|b |2=10,∴|b |=32.6. (2012·浙江)在△ABC 中,M 是BC 的中点,AM =3,BC =10,则AB→·AC →=________.答案 -16 解析 如图所示, AB→=AM →+MB →, AC →=AM →+MC → =AM→-MB →, ∴AB→·AC →=(AM →+MB →)·(AM →-MB →) =AM→2-MB →2=|AM →|2-|MB →|2=9-25=-16. 7. 已知a =(2,-1),b =(λ,3),若a 与b 的夹角为钝角,则λ的取值范围是__________.答案 (-∞,-6)∪⎝⎛⎭⎪⎪⎫-6,32解析 由a ·b <0,即2λ-3<0,解得λ<32,由a ∥b 得:6=-λ,即λ=-6.因此λ<32,且λ≠-6.三、解答题(共22分)8. (10分)已知a =(1,2),b =(-2,n ) (n >1),a 与b 的夹角是45°.(1)求b ;(2)若c 与b 同向,且a 与c -a 垂直,求c . 解 (1)a ·b =2n -2,|a |=5,|b |=n 2+4,∴cos 45°=2n -25·n 2+4=22,∴3n 2-16n -12=0,∴n =6或n =-23(舍),∴b =(-2,6).(2)由(1)知,a ·b =10,|a |2=5.又c 与b 同向,故可设c =λb (λ>0),(c -a )·a =0, ∴λb ·a -|a |2=0,∴λ=|a |2b ·a =510=12,∴c =12b =(-1,3).9. (12分)设两个向量e 1、e 2满足|e 1|=2,|e 2|=1,e 1、e 2的夹角为60°,若向量2t e 1+7e 2与向量e 1+t e 2的夹角为钝角,求实数t 的取值范围. 解 ∵e 1·e 2=|e 1|·|e 2|·cos 60°=2×1×12=1,∴(2t e 1+7e 2)·(e 1+t e 2)=2t e 21+7t e 22+(2t 2+7)e 1·e 2=8t +7t +2t 2+7=2t 2+15t +7. 由已知得2t 2+15t +7<0,解得-7<t <-12.当向量2t e 1+7e 2与向量e 1+t e 2反向时, 设2t e 1+7e 2=λ(e 1+t e 2),λ<0, 则⎩⎪⎨⎪⎧2t =λ,λt =7⇒2t 2=7⇒t =-142或t =142(舍). 故t 的取值范围为(-7,-142)∪(-142,-12).B 组 专项能力提升 (时间:25分钟,满分:43分)一、选择题(每小题5分,共15分)1. (2012·湖南)在△ABC 中,AB =2,AC =3,AB→·BC →=1,则BC 等于( )A.3B.7C .22D.23答案 A解析 ∵AB→·BC →=1,且AB =2,∴1=|AB→||BC →|cos(π-B ),∴|AB →||BC →|cos B =-1. 在△ABC 中,|AC |2=|AB |2+|BC |2-2|AB ||BC |cos B , 即9=4+|BC |2-2×(-1). ∴|BC |=3.2. 已知|a |=6,|b |=3,a ·b =-12,则向量a 在向量b 方向上的投影是( )A .-4B .4C .-2D .2 答案 A解析 a ·b 为向量b 的模与向量a 在向量b 方向上的投影的乘积,得a ·b =|b ||a |·cos 〈a ,b 〉,即-12=3|a |·cos 〈a ,b 〉, ∴|a |·cos 〈a ,b 〉=-4.3. (2012·江西)在直角三角形ABC 中,点D 是斜边AB 的中点,点P 为线段CD 的中点,则|PA |2+|PB |2|PC |2等于( ) A .2B .4C .5D .10答案 D解析 ∵PA→=CA →-CP →,∴|PA →|2=CA →2-2CP →·CA →+CP →2. ∵PB→=CB →-CP →,∴|PB →|2=CB →2-2CP →·CB →+CP →2. ∴|PA→|2+|PB →|2=(CA →2+CB →2)-2CP →·(CA →+CB →)+2CP →2=AB →2-2CP →·2CD →+2CP →2. 又AB→2=16CP →2,CD →=2CP →, 代入上式整理得|PA→|2+|PB →|2=10|CP →|2,故所求值为10.二、填空题(每小题5分,共15分)4. (2012·安徽)设向量a =(1,2m ),b =(m +1,1),c =(2,m ).若(a +c )⊥b ,则|a |=________.答案2解析 利用向量数量积的坐标运算求解.a +c =(1,2m )+(2,m )=(3,3m ).∵(a +c )⊥b ,∴(a +c )·b =(3,3m )·(m +1,1)=6m +3=0, ∴m =-12.∴a =(1,-1),∴|a |=2.5. (2012·江苏)如图,在矩形ABCD 中,AB =2,BC =2,点E 为BC的中点,点F 在边CD 上,若AB →·AF →=2,则AE →·BF →的值是________.答案2解析 方法一 坐标法.以A 为坐标原点,AB ,AD 所在直线为x 轴,y 轴建立平面直角坐标系,则A (0,0),B (2,0),E (2,1),F (x,2). 故AB→=(2,0),AF →=(x,2),AE →=(2,1),BF→=(x -2,2),∴AB →·AF →=(2,0)·(x,2)=2x .又AB →·AF →=2,∴x =1.∴BF →=(1-2,2). ∴AE→·BF →=(2,1)·(1-2,2)=2-2+2=2.方法二 用AB→,BC →表示AE →,BF →是关键.设DF→=xAB →,则CF →=(x -1)AB →. AB→·AF →=AB →·(AD →+DF →) =AB →·(AD →+xAB →)=xAB →2=2x , 又∵AB→·AF →=2,∴2x =2,∴x =22.∴BF →=BC →+CF →=BC →+⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫22-1AB →.∴AE →·BF →=(AB →+BE →)·⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤BC →+⎝⎛⎭⎪⎪⎫22-1AB →=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AB →+12BC →⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤BC →+⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫22-1AB →=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫22-1AB →2+12BC →2=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫22-1×2+12×4= 2.6. (2012·上海)在矩形ABCD 中,边AB 、AD 的长分别为2、1,若M 、N 分别是边BC 、CD 上的点,且满足|BM →||BC→|=|CN →||CD→|,则AM→·AN →的取值范围是________. 答案 [1,4]解析 利用基向量法,把AM →,AN →都用AB →,AD →表示,再求数量积.如图所示,设|BM →||BC →|=|CN →||CD →|=λ(0≤λ≤1),则BM →=λBC →, CN→=λCD →,DN →=CN →-CD → =(λ-1)CD→,∴AM→·AN →=(AB →+BM →)·(AD →+DN →)=(AB →+λBC →)·[AD →+(λ-1)CD →] =(λ-1)AB→·CD →+λBC →·AD →=4(1-λ)+λ=4-3λ,∴当λ=0时,AM→·AN →取得最大值4;当λ=1时,AM →·AN →取得最小值1.∴AM →·AN →∈[1,4]. 三、解答题7. (13分)设平面上有两个向量a =(cos α,sin α) (0°≤α<360°),b =⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12,32. (1)求证:向量a +b 与a -b 垂直;(2)当向量3a +b 与a -3b 的模相等时,求α的大小.(1)证明 ∵(a +b )·(a -b )=a 2-b 2=|a |2-|b |2=(cos 2α+sin 2α)-⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫14+34=0,故向量a +b 与a -b 垂直. (2)解 由|3a +b |=|a -3b |,两边平方得3|a |2+23a ·b +|b |2=|a |2-23a ·b +3|b |2,所以2(|a |2-|b |2)+43a ·b =0,而|a |=|b |,所以a ·b =0,即⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-12·cos α+32·sin α=0,即cos(α+60°)=0,∴α+60°=k ·180°+90°, k ∈Z , 即α=k ·180°+30°,k ∈Z ,又0°≤α<360°,则α=30°或α=210°.。
平面向量的数量积教案
平面向量的数量积教案一、教学目标:1. 理解平面向量的数量积的定义及其几何意义。
2. 掌握平面向量的数量积的计算公式及运算性质。
3. 学会运用平面向量的数量积解决实际问题。
二、教学内容:1. 平面向量的数量积的定义向量的数量积又称点积,是指两个向量在数量上的乘积。
对于平面向量a和b,它们的数量积定义为:a·b = |a||b|cosθ,其中|a|和|b|分别表示向量a和b的模长,θ表示向量a和b之间的夹角。
2. 平面向量的数量积的几何意义(1)向量a和b的夹角为θ时,它们的数量积|a||b|cosθ表示在平行四边形法则下,向量a和b共同作用于某一点产生的合力的大小。
(2)向量a和b的夹角为90°时,它们的数量积为0,表示向量a和b垂直。
3. 平面向量的数量积的计算公式及运算性质(1)计算公式:a·b = |a||b|cosθ(2)运算性质:①交换律:a·b = b·a②分配律:a·(b+c) = a·b + a·c③数乘律:λa·b = (λa)·b = λ(a·b)三、教学重点与难点:1. 教学重点:平面向量的数量积的定义、几何意义、计算公式及运算性质。
2. 教学难点:平面向量的数量积的几何意义的理解及应用。
四、教学方法:1. 采用讲授法,讲解平面向量的数量积的定义、几何意义、计算公式及运算性质。
2. 利用多媒体课件,展示平面向量的数量积的图形演示,增强学生的直观感受。
3. 结合例题,引导学生运用平面向量的数量积解决实际问题。
五、课后作业:1. 理解并掌握平面向量的数量积的定义、几何意义、计算公式及运算性质。
2. 完成课后练习题,巩固所学知识。
3. 思考如何运用平面向量的数量积解决实际问题。
六、教学案例与分析:1. 案例一:在平面直角坐标系中,有两个向量a = (3, 2)和b = (4, -1),求向量a和b的数量积。
平面向量的数量积说课稿
平面向量的数量积说课稿说课内容:普通高中课程标准实验教科书(人教A版)《数学必修4》第二章第四节“平面向量的数量积”的第一课时---平面向量数量积的物理背景及其含义。
下面,我从背景分析、教学目标设计、课堂结构设计、教学过程设计、教学媒体设计及教学评价设计六个方面对本节课的思考进行说明。
一、背景分析1、学习任务分析平面向量的数量积是继向量的线性运算之后的又一重要运算,也是高中数学的一个重要概念,在数学、物理等学科中应用十分广泛。
本节内容教材共安排两课时,其中第一课时主要研究数量积的概念,第二课时主要研究数量积的坐标运算,本节课是第一课时。
本节课的主要学习任务是通过物理中“功”的事例抽象出平面向量数量积的概念,在此基础上探究数量积的性质与运算律,使学生体会类比的思想方法,进一步培养学生的抽象概括和推理论证的能力。
其中数量积的概念既是对物理背景的抽象,又是研究性质和运算律的基础。
同时也因为在这个概念中,既有长度又有角度,既有形又有数,是代数、几何与三角的最佳结合点,不仅应用广泛,而且很好的体现了数形结合的数学思想,使得数量积的概念成为本节课的核心概念,自然也是本节课教学的重点。
2、学生情况分析学生在学习本节内容之前,已熟知了实数的运算体系,掌握了向量的概念及其线性运算,具备了功等物理知识,并且初步体会了研究向量运算的一般方法:即先由特殊模型(主要是物理模型)抽象出概念,然后再从概念出发,在与实数运算类比的基础上研究性质和运算律。
这为学生学习数量积做了很好的铺垫,使学生倍感亲切。
但也正是这些干扰了学生对数量积概念的理解,一方面,相对于线性运算而言,数量积的结果发生了本质的变化,两个有形有数的向量经过数量积运算后,形却消失了,学生对这一点是很难接受的;另一方面,由于受实数乘法运算的影响,也会造成学生对数量积理解上的偏差,特别是对性质和运算律的理解。
因而本节课教学的难点数量积的概念。
二、教学目标设计《普通高中数学课程标准(实验)》对本节课的要求有以下三条:(1)通过物理中“功”等事例,理解平面向量数量积的含义及其物理意义。
高二数学教案设计《平面向量的数量积》
高二数学教案《平面向量的数量积》【导语】直面高二的挑战,认清高二的自己,明确高二的目标,意义重大。
因为,高二的这个岔路口,分出的是渐行渐远的两条路,指向的是人生意义上的两个截然相反的阶段性终端。
高二频道为正在奋斗的你整理了《高二数学教案《平面向量的数量积》》希望你喜欢!教案【一】教学准备教学目标1.掌握平面向量的数量积及其几何意义;2.掌握平面向量数量积的重要性质及运算律;3.了解用平面向量的数量积可以处理垂直的问题;4.掌握向量垂直的条件.教学重难点教学重点:平面向量的数量积定义教学难点:平面向量数量积的定义及运算律的理解和平面向量数量积的应用教学过程1.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|cosq叫a与b的数量积,记作a×b,即有a×b=|a||b|cosq,(0≤θ≤π).并规定0向量与任何向量的数量积为0.×探究:1、向量数量积是一个向量还是一个数量?它的符号什么时候为正?什么时候为负?2、两个向量的数量积与实数乘向量的积有什么区别?(1)两个向量的数量积是一个实数,不是向量,符号由cosq的符号所决定.(2)两个向量的数量积称为内积,写成a×b;今后要学到两个向量的外积a×b,而a×b是两个向量的数量的积,书写时要严格区分.符号“·”在向量运算中不是乘号,既不能省略,也不能用“×”代替.(3)在实数中,若a?0,且a×b=0,则b=0;但是在数量积中,若a?0,且a×b=0,不能推出b=0.因为其中cosq有可能为0.教案【二】教学准备教学目标1.掌握平面向量的数量积及其几何意义;2.掌握平面向量数量积的重要性质及运算律;3.了解用平面向量的数量积可以处理有关长度、角度和垂直的问题;4.掌握向量垂直的条件.教学重难点教学重点:平面向量的数量积定义教学难点:平面向量数量积的定义及运算律的理解和平面向量数量积的应用教学工具投影仪教学过程一、复习引入:1.向量共线定理向量与非零向量共线的充要条件是:有且只有一个非零实数λ,使=λ五,课堂小结(1)请学生回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及到的主要数学思想方法有那些?(2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明白的地方,请向老师提出。
高中数学必修4《平面向量的数量积》教案
⾼中数学必修4《平⾯向量的数量积》教案 ⾼中数学必修4《平⾯向量的数量积》教案【⼀】 教学准备 教学⽬标 1.掌握平⾯向量的数量积及其⼏何意义; 2.掌握平⾯向量数量积的重要性质及运算律; 3.了解⽤平⾯向量的数量积可以处理垂直的问题; 4.掌握向量垂直的条件. 教学重难点 教学重点:平⾯向量的数量积定义 教学难点:平⾯向量数量积的定义及运算律的理解和平⾯向量数量积的应⽤ 教学过程 1.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|cosq叫a与b的数量积,记作a×b,即有a×b = |a||b|cosq,(0≤θ≤π). 并规定0向量与任何向量的数量积为0. ×探究:1、向量数量积是⼀个向量还是⼀个数量?它的符号什么时候为正?什么时候为负? 2、两个向量的数量积与实数乘向量的积有什么区别? (1)两个向量的数量积是⼀个实数,不是向量,符号由cosq的符号所决定. (2)两个向量的数量积称为内积,写成a×b;今后要学到两个向量的外积a×b,⽽a×b是两个向量的数量的积,书写时要严格区分.符号“· ”在向量运算中不是乘号,既不能省略,也不能⽤“×”代替. (3)在实数中,若a?0,且a×b=0,则b=0;但是在数量积中,若a?0,且a×b=0,不能推出b=0.因为其中cosq有可能为0. ⾼中数学必修4《平⾯向量的数量积》教案【⼆】 教学准备 教学⽬标 1.掌握平⾯向量的数量积及其⼏何意义; 2.掌握平⾯向量数量积的重要性质及运算律; 3.了解⽤平⾯向量的数量积可以处理有关长度、⾓度和垂直的问题; 4.掌握向量垂直的条件. 教学重难点 教学重点:平⾯向量的数量积定义 教学难点:平⾯向量数量积的定义及运算律的理解和平⾯向量数量积的应⽤ 教学⼯具 投影仪 教学过程 ⼀、复习引⼊: 1.向量共线定理向量与⾮零向量共线的充要条件是:有且只有⼀个⾮零实数λ,使=λ 五,课堂⼩结 (1)请学⽣回顾本节课所学过的知识内容有哪些?所涉及到的主要数学思想⽅法有那些? (2)在本节课的学习过程中,还有那些不太明⽩的地⽅,请向⽼师提出。
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2.4《平面向量的数量积》教案(第一课时)
教材分析:
前面已学习了向量的概念及向量的线性运算,这里引入一种新的向量运算——向量的数量积。
教科书以物体受力做功为背景引入向量数量积的概念,既使向量数量积运算与学生已有知识建立了联系,又使学生看到向量数量积与向量模的大小及夹角有关,同时与前面的向量运算不同,其计算结果不是向量而是数量。
在定义了数量积的概念后,进一步探究了两个向量夹角对数量积符号的影响;然后由投影的概念得出了数量积的几何意义;并由数量积的定义推导出一些数量积的重要性质;最后“探究”研究了运算律。
教学目标:
(一)知识与技能
1.掌握数量积的定义、重要性质及运算律;
2.能应用数量积的重要性质及运算律解决问题;
3.了解用平面向量数量积可以解决长度、角度、垂直共线等问题,为下节课灵活运用平面向量数量积解决问题打好基础。
(二)过程与方法
以物体受力做功为背景引入向量数量积的概念,从数与形两方面引导学生对向量数量积定义进行探究,通过例题分析,使学生明确向量的数量积与数的乘法的联系与区别。
(三)情感、态度与价值观
创设适当的问题情境,从物理学中“功”这个概念引入课题,开始就激发学生的学习兴趣,让学生容易切入课题,培养学生用数学的意识,加强数学与其它学科及生活实践的联系。
教学重点:
1.平面向量的数量积的定义;
2.用平面向量的数量积表示向量的模及向量的夹角。
教学难点:
平面向量数量积的定义及运算律的理解和平面向量数量积的应用。
教学方法:
启发引导式
教学过程:
(一)提出问题,引入新课
前面我们学习了平面向量的线性运算,包括向量的加法、减法、以及数乘运算,它们的运算结果都是向量,既然两个向量可以进行加法、减法运算,我们自然会提出:两个向量是否能进行“乘法”运算呢?如果能,运算结果又是什么呢?
这让我们联想到物理中“功”的概念,即如果一个物体在力F的作用下产生位移s,F 与s的夹角是θ,那么力F所做的功如何计算呢?
我们知道:W=|F||s|cosθ,
功是一个标量(数量),而力它等于力F和位移s都是矢量(向量),功等于力和位移这两个向量的大小与它们夹角余弦的乘积。
这给我们一种启示:能否把功W看成是两向量F和s的一种运算的结果呢,为此我们引入平面向量的数量积。
(二)讲授新课
今天我们就来学习:(板书课题)
2.4 平面向量的数量积
一、向量数量积的定义
1.已知两个非零向量a 与b ,我们把数量|a ||b |cos θ叫做a 与b 的数量积(或内积),
记作a •b ,即a •b =|a ||b |cos θ , 其中 θ是a 与b 的夹角。
2.规定:零向量与任一向量的数量积为0,即0•a =0
注意:
(1)符号“•”在向量运算中既不能省略,也不能用“×”代替。
(2)θ是a 与b 的夹角,范围是0≤θ≤π,(再找两向量夹角时,若两向量起点不同,必
须通过平移,把起点移到同一点,再找夹角)。
(3)两个向量的数量积是一个数量,而不是向量。
而且这个数量的大小与两个向量的模及其夹角有关。
(4)两非零向量a 与b 的数量积a •b 的符号由夹角θ决定:
20π
θ〈≤⇔cos θ⇔a •b 0〉
θ=2
π⇔cos θ⇔a •b = 0 ⇔≤〈πθπ2
cos θ⇔a •b 0〈
前面我们学习了向量的加法、减法及数乘运算,他们都有明确的几何意义,那么向量的数量积的几何意义是什么呢?
二、数量积的几何意义
1.“投影”的概念:已知两个非零向量a 与b ,θ是a 与b 的夹角,|b |cos θ 叫做向量b 在a 方
向上的投影
思考:投影是向量,还是数量?
根据投影的定义,投影当然算数量,可能为正,可能为负,还可能为0
|θ为锐角 θ为钝角 θ为直角
|b |cos θ0〉 |b |cos θ0〈 |b |cos θ=0
当θ为锐角时投影为正值;当θ为钝角时投影为负值;当θ为直角时投影为0;当θ = 0︒时投影
为 |b |;当θ = 180︒时投影为 -|b |
思考:a 在b 方向上的投影是什么,并作图表示
2.数量积的几何意义:数量积a •b 等于a 的长度|a |与b 在a 方向上投影|b |cos θ的乘积,
也等于b 的长度|b |与a 在b 方向上的投影|a |cos θ的乘积。
根据数量积的定义,可以推出一些结论,我们把它们作为数量积的重要性质
三、数量积的重要性质
设a 与b 都是非零向量,θ是a 与b 的夹角
(1)a ⊥b ⇔ a •b = 0
(2)当a 与b 同向时,a •b = |a ||b |;
当a 与b 反向时,a •b = -|a ||b |;
特别地,a •a = |a |2,||a a a =⋅
(3)cos θ =||||
a b a b ⋅ (4)|a •b | ≤ |a ||b |
运算律与运算紧密相连,引进向量数量积后,自然要看看它满足怎样的运算律
四、向量数量积的运算律
已知a ,b ,c 和实数λ,则向量的数量积满足下列运算律:
(1)a •b =b •a (交换律)
(2)(λa )•b =λ (a •b )=a • (λb ) (数乘结合律)
(3)(a +b )•c =a •c +b •c (分配律)
思考:(a •b )c =a (b •c ) 是否成立?并说明理由
(三)例题剖析
概念辨析,正确理解向量夹角定义
例1 已知等边△ABC 的边长为6,求BC
→•CA →
加深对数量积定义的理解
例2 判断正误,并简要说明理由.
① a •0=0
② 0a =0
③ 若b a //,则a •b =|a ||b |
④ a 与b 是两个单位向量,则a 2=b 2
⑤ 如果0〉•b a ,那么a 与b 夹角为锐角
⑥ 若0≠c 且c b c a •=•,则b a =
⑦ 若0=•b a 且0≠a ,则0=b
数量积定义运用
例3: 已知|a |=4,|b |=6,a 与b 的夹角θ为60°,求
(1)a •b (2)()b a a +• (3)()()
b a b a 32+•- (4)a b +
(四)课堂小结
本节课我们学习了一种新的向量运算——向量的数量积,与向量的线性运算一样,它也有明显的物理意义、几何意义,但与线性运算不同的是,它的运算结果不是向量而是数量。
本节主要要求要求大家掌握平面向量的数量积的定义、重要性质、运算律,并能运用它们解决相关的问题。
(五)课后作业
课本108页 习题2.4 第1—7题
(六)板书设计
2.4 平面向量的数量积
一.向量数量积的定义 三.向量数量积的几何意义 例2
1已知两个非零向量a 与b 1.投影的概念
a •
b =|a ||b |cos θ,其中 θ是a 与b 的夹角
2规定: 0•a =0
2.数量积的几何意义 二.向量数量积的重要性质
设a 与b 都是非零向量,θ是a 与b 的夹角
四.运算律向量数量积的运算律 例3 (1)a ⊥b
⇔ a •b
= 0
(1)a •b =b •a (交换律) (2)当a 与b
同向时,a •b
= |a ||b
|;
(2)(λa )•b =λ (a •b )=a • (λb ) (数乘结合律) 当a 与b
反向时,a •b
= -|a ||b
|;
(3)(a +b )•c =a •c +b •c (分配律)
例1 特别地,a •a = |a |2,||a a a =⋅,
(3)cos θ =||||a b a b ⋅
(4)|a •b
| ≤ |a ||b
|。