一轮复习通用版 5.3平面向量的数量积及应用举例 课件

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第五章 平面向量、复数
(2) 如图,以等边三角形 ABC 的底边 BC 所 在直线为 x 轴,以 BC 的垂直平分线为 y 轴 建立平面直角坐标系,则 A(0, 3),B(-1, 0),C(1,0),设 P(x,y),则P→A=(-x, 3- y),P→B=(-1-x,-y),P→C=(1-x,-y),所以P→A·(P→B+P→C) =(-x, 3-y)·(-2x,-2y)=2x2+2(y- 23)2-32,当 x=0, y= 23时,P→A·(P→B+P→C)取得最小值,为-32,选择 B. 【答案】 (1)C (2)B
(2017·高考浙江卷)已知向量 a,b 满足|a|=1,|b|=2,则|a
+b|+|a-b|的最小值是________,最大值是________.
解析:法一:(|a+b|+|a-b|)2=(a+b)2+(a-b)2+2|a+b|·|a
-b|=2a2+2b2+2|a+b|·|a-b|=10+2|a+b|·|a-b|,而|a+b|·|a
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第五章 平面向量、复数
在本例(2)的条件下,若 D,E 是边 BC 的两个三等分点(D 靠 近点 B),则A→D·A→E等于________. 解析:法一:(通性通法) 因为 D,E 是边 BC 的两个三等分点,所以 BD=DE=CE=23, 在△ABD 中,AD2=BD2+AB2-2BD·AB·cos 60°=232+22 -2×23×2×12=298,即 AD=237,同理可得 AE=237,在 △ADE 中,由余弦定理得 cos∠DAE=AD22+ADA·E2A-EDE2=
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第五章 平面向量、复数
角度二 求向量的模
(2018·高考浙江卷)已知 a,b,e 是平面向量,e 是单位
向量.若非零向量 a 与 e 的夹角为π3,向量 b 满足 b2-4e·b+3 =0,则|a-b|的最小值是( )
A. 3-1
B. 3+1
C.2
D.2- 3
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第五章 平面向量、复数
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第五章 平面向量、复数
①2+②2 得 4[|cos αcos β|+sin αsin β]≤1+m2 对一切实数 α,β 恒成立,所以 4[|cos αcos β|+sin αsin β]≤1, 故 a·b=2(cos αcos β+sin αsin β)≤2[|cos αcos β|+sin αsin β]≤ 12. 答案:12
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第五章 平面向量、复数
4.平面向量数量积的有关结论
已知非零向量 a=(x1,y1),b=(x2,y2),a 与 b 的夹角为 θ.
结论
几何表示
坐标表示
模 |a|=___a_·a_____
夹角
a·b
cos θ=__|a_|_|b_|__
a⊥b 的充 要条件
_a__·b_=__0__
|a|=____x_21+___y_21 ________
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第五章 平面向量、复数
平面向量的夹角与模 (高频考点) 平面向量的夹角与模是高考的热点,题型多为选择题、填空题, 难度适中,属中档题.主要命题角度有: (1)求两向量的夹角; (2)求向量的模; (3)两向量垂直问题; (4)求参数值或范围.
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第五章 平面向量、复数
角度一 求两向量的夹角
D-13,0,E13,0,所以A→D=-13,-
3,A→E=13,-
3,
所以A→D·A→E=-13,- 3·13,- 3=296.
答案:296
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第五章 平面向量、复数
(1)向量数量积的两种运算方法 ①当已知向量的模和夹角时,可利用定义法求解,即 a·b= |a||b|cos〈a,b〉. ②当已知向量的坐标时,可利用坐标法求解,即若 a=(x1,y1), b=(x2,y2),则 a·b=x1x2+y1y2. (2)数量积在平面几何中的应用 解决涉及几何图形的向量的数量积运算问题时,常利用解析 法,巧妙构造坐标系,利用坐标求解.
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第五章 平面向量、复数
1.(2019·杭州中学高三月考)若 A,B,C 三点不共线,|A→B|=2,
|C→A|=3|C→B|,则C→A·C→B的取值范围是( )
A.13,3
B.-13,3
C.34,3
D.-34,3
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第五章 平面向量、复数
解析:选 D.设|C→B|=x,则|C→A|=3|C→B|=3x,
-b|≥|(a+b)·(a-b)|=|a2-b2|=3,所以(|a+b|+|a-b|)2≥16,
即 |a + b| + |a - b|≥4 , 即 |a + b| + |a - b| 的 最 小 值 为 4. 又
|a+b|+2 |a-b|≤
(a+b)2+2 (a-b)2= a2+b2= 5,所
以|a+b|+|a-b|的最大值为 2 5.
平面向量数量积的运算 (1)(2017·高考浙江卷) 如图,已知平面四边形 ABCD, AB⊥BC,AB=BC=AD=2,CD=3,AC 与 BD 交于点 O.记 I1=O→A·O→B,I2=O→B·O→C,I3=O→C·O→D,则( ) A.I1<I2<I3 B.I1<I3<I2 C.I3 < I1<I2 D.I2<I1<I3
(2019·温州市高考模拟)已知向量 a,b 满足|b|=4,a 在 b 方向上的投影是12,则 a·b=________. 解析:a 在 b 方向上的投影是12,设 θ 为 a 与 b 的夹角,则 |a|·cos θ=12,a·b=|a|·|b|·cos θ=2. 答案:2
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第五章 平面向量、复数
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第五章 平面向量、复数
2.已知向量 a,b,|a|=1,|b|=2.若对任意单位向量 e,均有|a·e| +|b·e|≤ 6,则 a·b 的最大值是________. 解析:由题意,令 e=(1,0),a=(cos α,sin α),b=(2cos β, 2sin β),则由|a·e|+|b·e|≤ 6,可得|cos α|+2|cos β|≤ 6.①令 sin α+2sin β=m,②
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第五章 平面向量、复数
在边长为 1 的等边△ABC 中,设B→C=a,C→A=b,A→B=c,
则 a·b+b·c+c·a=( )
A.-32 C.32
B.0 D.3
解析:选 A.依题意有 a·b+b·c+c·a=-12+-12+-12=-32, 故选 A.
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第五章 平面向量、复数
第五章 平面向量、复数
第3讲 平面向量的数量积及应用举例
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第五章 平面向量、复数
1.向量的夹角
定义
图示
范围
共线与垂直
已知两个非零 向量 a 和 b, 作O→A=a,O→B =b,则∠__A__O_B_ 就是 a 与 b 的 夹角
若 θ=0°,则
设θ是a与b的 夹角,则 θ 的取 值范围是 __0_°__≤__θ_≤__1_8_0_°_
由于 A,B,C 三点不共线,能构成三角形,如图: 由三角形三边的性质得,x3+x+3x2>>2x,
x+2>3x
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第五章 平面向量、复数
解得12<x<1, 由余弦定理的推论得,cos C=AC22+ACB·C2B-CAB2=x2+69xx22-4= 10x62x-2 4, 所以C→A·C→B=|C→A||C→B|cos C =3x2×106xx2-2 4=5x2-2, 由12<x<1 得,-34<5x2-2<3, 故选 D.
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第五章 平面向量、复数
(2)(2017·高考全国卷Ⅱ)已知△ABC 是边长为 2 的等边三角形,
P 为平面 ABC 内一点,则P→A·(P→B+P→C)的最小值是( )
A.-2
B.-32
C.-43
D.-1
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第五章 平面向量、复数
【解析】 (1) 如图所示,四边形 ABCE 是正 方形,F 为正方形的对角线的交点,易得 AO<AF, 而 ∠AFB= 90° , 所 以 ∠AOB 与 ∠COD 为钝角,∠AOD 与∠BOC 为锐角.根据 题意,I1-I2=O→A·O→B-O→B·O→C=O→B·(O→A-O→C) =O→B·C→A=|O→B|·|C→A|·cos∠AOB<0,所以 I1<I2,同理得,I2>I3, 作 AG⊥BD 于 G,又 AB=AD,所以 OB<BG=GD<OD,而 OA<AF=FC<OC,所以|O→A|·|O→B|<|O→C|·|O→D|,而 cos∠AOB= cos∠COD<0,所以O→A·O→B>O→C·O→D,即 I1>I3.所以 I3<I1<I2.
x1x2+y1y2 cos θ=___x_21_+__y_12__x_22_+__y_22____
__x_1_x_2_+__y_1y_2_=__0_
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第五章 平面向量、复数
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)向量在另一个向量方向上的投影为数量,而不是向量.( √ ) (2)两个向量的数量积是一个实数,向量的加、减、数乘运算的 运算结果是向量.( √ ) (3)由 a·b=0 可得 a=0 或 b=0.( × ) (4)(a·b)c=a(b·c).( × ) (5)两个向量的夹角的范围是0,π2.( × ) (6)若 a·b>0,则 a 和 b 的夹角为锐角;若 a·b<0,则 a 和 b 的 夹角为钝角.( × )
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第五章 平面向量、复数
法二:由向量三角不等式得,|a+b|+|a-b|≥|(a+b)-(a-b)|

|2b|

4.

|a+b|+|a-b| 2

(a+b)2+(a-b)2 2

a2+b2= 5,所以|a+b|+|a-b|的最大值为 2 5.
答案:4 2 5
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第五章 平面向量、复数
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第五章 平面向量、复数
298+298-232 = 2×2 3 7×2 3 7
13 14

所以
A→D·A→E=
|A→D
|·|A→E
|cos∠
DAE=2
3
7
×2 3 7×1134=296.
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第五章 平面向量、复数
法二:(光速解法)
如图,建立平面直角坐标系,由正三角形的性质易得 A(0, 3),
【解析】 法一:设 O 为坐标原点,a=O→A,b=O→B=(x,y), e=(1,0),由 b2-4e·b+3=0 得 x2+y2-4x+3=0,即(x-2)2 +y2=1,所以点 B 的轨迹是以 C(2,0)为圆心,1 为半径的圆. 因为 a 与 e 的夹角为π3,所以不妨令点 A 在射线 y= 3x(x>0) 上,如图,数形结合可知|a-b|min=|C→A|-|C→B|= 3-1.故选 A.
(2019·绍兴一中高三期中)若|a+b|=|a-b|=2|a|,则向
量 a+b 与 a 的夹角为( )
A.π6 C.23π
B.π3 D.56π
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第五章 平面向量、复数
【解析】 因为|a+b|=|a-b|=2|a|, 所以|a+b|2=|a-b|2,两边平方 可得 a2+2a·b+b2=a2-2a·b+b2, 化简可得 a·b=0, 设向量 a+b 与 a 的夹角为 θ, 则可得 cos θ=(|aa++bb|)|a|·a=|aa2++ba||·ab| =2|a|a|2|2=12,又 θ∈[0,π],故 θ=π3. 【答案】 B
a 与 b_同__向__; 若 θ=180°, 则a与 b_反__向__;若 θ =90°,则 a
与 b_垂__直__
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第五章 平面向量、复数
2.平面向量的数量积 设两个非零向量 a,b 的夹角为 θ,则数量
定义 _|a_|_|b_|_·c_o_s__θ___________叫做 a 与 b 的数量积, 记作 a·b _|a_|_c_o_s_θ_______叫做向量 a 在 b 方向上的投影,
投影 _|b_|_c_o_s_θ_______叫做向量 b 在 a 方向上的投影
几何意 数量积 a·b 等于 a 的长度|a|与 b 在 a 的方向上 义 的投影_|_b_|c_o_s_θ_______的乘积
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第五章 平面向量、复数
3.向量数量积的运算律 (1)a·b=_b_·_a__; (2)(λa)·b=λ(a·b)=_a_·_(λ_b_)_____; (3)(a+b)·c=_a_·_c_+__b_·c____.
已知向量B→A=12, 23,B→C= 23,12,则∠ABC=(
)
A.30°
B.45°
C.60°
D.120°
解析:选 A.由两向量的夹角公式,可得 cos
∠ABC=
B→A·B→C →→
|BA|·|BC|
=12× 213×+123×12= 23,则∠ABC=30°.
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第五章 平面向量、复数
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