资料简介
第二章 平面向量
§2.4 平面向量的数量积
2.4.1 平面向量数量积的物理背景
及其含义(二)明目标、知重点
明目标
知重点
填要点
记疑点
探要点
究所然
内容
索引
01 02
03 当堂测
查疑缺 04明目标、知重点
1.掌握平面向量数量积的运算律及常用的公式.
2.会利用向量数量积的有关运算律进行计算或证明.
明目标、知重点明目标、知重点
1.向量的数量积(内积)
叫做向量a和b的数量积(或内积),记作a·b.即
a·b= . 叫做向量a在b方向上的投影,
叫做向量b在a方向上的投影.
2.向量数量积的性质
设a、b为两个非零向量,e是与b同向的单位向量.
(1)a·e=e·a= ;
(2)a⊥b⇒a·b= 且a·b= ⇒a⊥b;
|a||b|cos〈a,b〉
填要点·记疑点
|a||b|cos〈a,b〉 |a|cos θ
|b|cos θ
|a|cos〈a,b〉
0 0明目标、知重点
(3)a·a= 或|a|= ;
(4)cos〈a,b〉= ;
(5)|a·b| |a||b|.
3.向量数量积的运算律
(1)a·b= (交换律);
(2)(λa)·b= = (结合律);
(3)(a+b)·c= (分配律).
|a|2
≤
b·a
λ(a·b) a·(λb)
a·c+b·c明目标、知重点
探要点·究所然
情境导学
引进向量的数量积以后,考察一下这种运算的运算律是
非常必要的.向量a、b的数量积a·b虽与代数中数a、b的
乘积ab形式相似,实质差别很大.实数中的一些运算性质
不能随意简单地类比到向量的数量积上来.明目标、知重点
探究点一 向量数量积运算律的提出
思考1 类比实数的运算律,向量的数量积是否具有类似的特征?
先写出类比后的结论,再判断正误(完成下表):
运算律 实数乘法 向量数量积 判断正误
交换律 ab=ba
结合律 (ab)c=a(bc)
分配律 (a+b)c=ac+bc
消去律 ab=bc(b≠0)⇒a=c
a·b=b·a 正确
(a·b)c=a(b·c) 错误
(a+b)·c=a·c+b·c 正确
a·b=b·c(b≠0)⇒a=c 错误明目标、知重点
思考2 在上述类比得到的结论中,对向量数量积不再成立的有哪
些?试各举一反例说明.
答 (a·b)c=a(b·c)不成立,因为(a·b)c表示一个与c共线的向量,而
a(b·c)表示一个与a共线的向量,c与a不一定共线,所以(a·b)c=
a(b·c),一般情况下不会成立.
a·b=b·c(b≠0)⇒a=c不成立,如图所示.
显然a·b=b·c,且a≠c.明目标、知重点
探究点二 向量数量积的运算律
已知向量a,b,c和实数λ,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).明目标、知重点
思考1 如何证明a·b=b·a?对于实数λ,(λa)·b有意义吗?它可
以转化为哪些运算?
答 a·b=|a||b|cos〈a,b〉,b·a=|b||a|cos〈b,a〉,
∵〈a,b〉=〈b,a〉,cos〈a,b〉=cos〈b,a〉,
∴a·b=b·a.
(λa)·b有意义,(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb).明目标、知重点
思考2 如何证明(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb).
(提示:分λ=0,λ>0,λ0时,(λa)·b=|λa||b|cos〈λa,b〉
=λ|a||b|cos〈λa,b〉,
λ(a·b)=λ|a||b|cos〈a,b〉,
a·(λb)=|a||λb|cos〈a,λb〉=λ|a||b|cos〈a,λb〉;
∵λ>0时,cos〈λa,b〉=cos〈a,b〉=cos〈a,λb〉,明目标、知重点
∴(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb).
当λ
查看更多