2.4.2平面向量数量积的坐标表示、模、夹角
教学目的:
1. 掌握平面向量数量积运算规律;
2. 能利用数量积的5个重要性质及数量积运算规律解决有关问题;
3. 掌握两个向量共线、垂直的几何判断,会证明两向量垂直,以及能解决一些简单问题. 教学重点:平面向量数量积及运算规律.
教学难点:平面向量数量积的应用
教学过程:
一、复习引入:
1.平面向量数量积(内积)的定义:
2.两个向量的数量积的性质: 设a 、b 为两个非零向量,e 是与b 同向的单位向量. 1︒ e ⋅a = a⋅e =|a|cosθ; 2︒ 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|. 特别的a ⋅a = |a|2或|a |=a ⋅a
4︒cos θ =
3.练习:
(1)已知|a|=1,|b|=2,且(a-b)与a 垂直,则a 与b 的夹角是( )
A.60° B.30° C.135° D. 45°
(2)已知|a|=2,|b|=1,a 与b 之间的夹角为a ⋅b ; 5︒|a⋅b| ≤ |a||b| |a ||b |π,那么向量m=a-4b的模为( ) 3
A.2 B.2 C.6 D.12
二、讲解新课:
探究:已知两个非零向量a =(x 1, y 1) ,b =(x 2, y 2) ,怎样用a 和b 的坐标表示a ⋅b ?.
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 =x 1x 2+y 1y 2
2. 平面内两点间的距离公式
(1)设a =(x , y ) ,则|a |=x +y 或|a |=222x 2+y 2.
(2)如果表示向量a 的有向线段的起点和终点的坐标分别为(x 1, y 1) 、(x 2, y 2) , 那么|a |=(x 1-x 2) 2+(y 1-y 2) 2(平面内两点间的距离公式)
3. 向量垂直的判定
设a =(x 1, y 1) ,b =(x 2, y 2) ,则a ⊥b ⇔x 1x 2+y 1y 2=0
4. 两向量夹角的余弦(0≤θ≤π)
cos θ =a ⋅b =|a |⋅|b |x 1x 2+y 1y 2
x 1+y 122x 2+y 222
二、讲解范例:
例1 已知A(1, 2) ,B(2, 3) ,C(-2, 5) ,试判断△ABC 的形状,并给出证明. 例2 设a = (5, -7) ,b = (-6, -4) ,求a·b 及a 、b 间的夹角θ(精确到1o )
分析:为求a 与b 夹角,需先求a·b 及|a |·|b |,再结合夹角θ的范围确定其值. 例3 已知a =(1,3),b =(3+1,-1),则a 与b 的夹角是多少? 分析:为求a 与b 夹角,需先求a·b 及|a |·|b |,再结合夹角θ的范围确定其值. 解:由a =(1,),b =(+1,-1)
有a·b =+1+(-1)=4,|a |=2,|b |=22.
记a 与b 的夹角为θ,则cosθ=πa ⋅b 2 又∵0≤θ≤π,∴θ= =4a ⋅b 2
评述:已知三角形函数值求角时,应注重角的范围的确定.
三、课堂练习:1、P107面1、2、3题
2、已知A(3,2) ,B(-1,-1) ,若点P(x,-
四、小结: 1、a ⋅b =x 1x 2+y 1y 2
2、平面内两点间的距离公式 |a |=
3、向量垂直的判定:
设a =(x 1, y 1) ,b =(x 2, y 2) ,则a ⊥b ⇔x 1x 2+y 1y 2=0
五、课后作业:《习案》作业二十四。
1) 在线段AB 的中垂线上,则. 2(x 1-x 2) 2+(y 1-y 2) 2
思考:
1、如图,以原点和A(5, 2) 为顶点作等腰直角△OAB ,使∠B = 90︒,求点B 和向量的坐标.
解:设B 点坐标(x, y) ,则= (x, y) ,= (x-5, y -2) ∵OB ⊥AB ∴x(x-5) + y(y-2) = 0即:x 2 + y2 -5x - 2y = 0 又∵|OB | = |AB | ∴x 2 + y2 = (x-5) 2 + (y-2) 2即:10x + 4y = 29 ⎧73⎧x =x =⎧x +y -5x -2y =0⎪⎪22⎪12⇒⎨或⎨由⎨ 37⎩10x +4y =29⎪y 1=-⎪y 2=⎪2⎩2⎩22
∴B 点坐标(, -) 或(, ) ;=(-7
[1**********], -) 或(-, ) 2222
2 在△ABC 中,=(2, 3) ,=(1, k) ,且△ABC 的一个内角为直角,求k 值. 解:当A = 90︒时,⋅= 0,∴2×1 +3×k = 0 ∴k =-3 2
当B = 90︒时,AB ⋅BC = 0,BC =AC -AB = (1-2, k -3) = (-1, k -3)
∴2×(-1) +3×(k-3) = 0 ∴k =11 3
当C = 90︒时,⋅= 0,∴-1 + k(k-3) = 0 ∴k =
3±
2
2.4.2平面向量数量积的坐标表示、模、夹角
教学目的:
1. 掌握平面向量数量积运算规律;
2. 能利用数量积的5个重要性质及数量积运算规律解决有关问题;
3. 掌握两个向量共线、垂直的几何判断,会证明两向量垂直,以及能解决一些简单问题. 教学重点:平面向量数量积及运算规律.
教学难点:平面向量数量积的应用
教学过程:
一、复习引入:
1.平面向量数量积(内积)的定义:
2.两个向量的数量积的性质: 设a 、b 为两个非零向量,e 是与b 同向的单位向量. 1︒ e ⋅a = a⋅e =|a|cosθ; 2︒ 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|. 特别的a ⋅a = |a|2或|a |=a ⋅a
4︒cos θ =
3.练习:
(1)已知|a|=1,|b|=2,且(a-b)与a 垂直,则a 与b 的夹角是( )
A.60° B.30° C.135° D. 45°
(2)已知|a|=2,|b|=1,a 与b 之间的夹角为a ⋅b ; 5︒|a⋅b| ≤ |a||b| |a ||b |π,那么向量m=a-4b的模为( ) 3
A.2 B.2 C.6 D.12
二、讲解新课:
探究:已知两个非零向量a =(x 1, y 1) ,b =(x 2, y 2) ,怎样用a 和b 的坐标表示a ⋅b ?.
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 =x 1x 2+y 1y 2
2. 平面内两点间的距离公式
(1)设a =(x , y ) ,则|a |=x +y 或|a |=222x 2+y 2.
(2)如果表示向量a 的有向线段的起点和终点的坐标分别为(x 1, y 1) 、(x 2, y 2) , 那么|a |=(x 1-x 2) 2+(y 1-y 2) 2(平面内两点间的距离公式)
3. 向量垂直的判定
设a =(x 1, y 1) ,b =(x 2, y 2) ,则a ⊥b ⇔x 1x 2+y 1y 2=0
4. 两向量夹角的余弦(0≤θ≤π)
cos θ =a ⋅b =|a |⋅|b |x 1x 2+y 1y 2
x 1+y 122x 2+y 222
二、讲解范例:
例1 已知A(1, 2) ,B(2, 3) ,C(-2, 5) ,试判断△ABC 的形状,并给出证明. 例2 设a = (5, -7) ,b = (-6, -4) ,求a·b 及a 、b 间的夹角θ(精确到1o )
分析:为求a 与b 夹角,需先求a·b 及|a |·|b |,再结合夹角θ的范围确定其值. 例3 已知a =(1,3),b =(3+1,-1),则a 与b 的夹角是多少? 分析:为求a 与b 夹角,需先求a·b 及|a |·|b |,再结合夹角θ的范围确定其值. 解:由a =(1,),b =(+1,-1)
有a·b =+1+(-1)=4,|a |=2,|b |=22.
记a 与b 的夹角为θ,则cosθ=πa ⋅b 2 又∵0≤θ≤π,∴θ= =4a ⋅b 2
评述:已知三角形函数值求角时,应注重角的范围的确定.
三、课堂练习:1、P107面1、2、3题
2、已知A(3,2) ,B(-1,-1) ,若点P(x,-
四、小结: 1、a ⋅b =x 1x 2+y 1y 2
2、平面内两点间的距离公式 |a |=
3、向量垂直的判定:
设a =(x 1, y 1) ,b =(x 2, y 2) ,则a ⊥b ⇔x 1x 2+y 1y 2=0
五、课后作业:《习案》作业二十四。
1) 在线段AB 的中垂线上,则. 2(x 1-x 2) 2+(y 1-y 2) 2
思考:
1、如图,以原点和A(5, 2) 为顶点作等腰直角△OAB ,使∠B = 90︒,求点B 和向量的坐标.
解:设B 点坐标(x, y) ,则= (x, y) ,= (x-5, y -2) ∵OB ⊥AB ∴x(x-5) + y(y-2) = 0即:x 2 + y2 -5x - 2y = 0 又∵|OB | = |AB | ∴x 2 + y2 = (x-5) 2 + (y-2) 2即:10x + 4y = 29 ⎧73⎧x =x =⎧x +y -5x -2y =0⎪⎪22⎪12⇒⎨或⎨由⎨ 37⎩10x +4y =29⎪y 1=-⎪y 2=⎪2⎩2⎩22
∴B 点坐标(, -) 或(, ) ;=(-7
[1**********], -) 或(-, ) 2222
2 在△ABC 中,=(2, 3) ,=(1, k) ,且△ABC 的一个内角为直角,求k 值. 解:当A = 90︒时,⋅= 0,∴2×1 +3×k = 0 ∴k =-3 2
当B = 90︒时,AB ⋅BC = 0,BC =AC -AB = (1-2, k -3) = (-1, k -3)
∴2×(-1) +3×(k-3) = 0 ∴k =11 3
当C = 90︒时,⋅= 0,∴-1 + k(k-3) = 0 ∴k =
3±
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