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在物理中,力对物体做功的计算依赖于向量之间的“数量积”运算。本课件聚焦于平面向量数量积的核心概念、几何意义及其运算性质,从夹角定义到投影向量,系统讲解如何计算两个非零向量的数量积,并学会运用数量积判断垂直关系、求解向量模长与夹角,是高中数学必修二中向量应用的关键内容。
明确目标
1. 通过物理中功等实例,理解平面向量数量积的概念及其物理意义。
2. 会计算平面向量的数量积。
3. 通过几何直观了解平面向量投影的概念以及投影向量的意义,会求向量的投影。
4. 会用数量积判断两个平面向量的垂直关系。
知识点一 向量的数量积
(一)教材梳理填空
1. 平面向量的夹角
两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,记作〈a,b〉。
2. 向量的数量积
已知两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,我们把数量 |a||b|cosθ 叫做a与b的数量积(或内积),记作a·b。
3. 投影向量
(1)如图,设a,b是两个非零向量,AB―→=a,CD―→=b,过AB―→的起点A和终点B,分别作CD―→所在直线的垂线,垂足分别为A1,B1,得到A1B1―→,我们称上述变换为向量a向向量b投影,A1B1―→叫做向量a在向量b上的投影向量。
(2)在平面内任取一点O,作OM―→=a,ON―→=b,过点M作直线ON的垂线,垂足为M1,则OM1―→就是向量a在向量b上的投影向量。
(3)设与b方向相同的单位向量为e,a与b的夹角为θ,则向量a在向量b上的投影向量OM1―→=|a|cosθ·e。
知识点二 平面向量数量积的性质及运算律
(一)教材梳理填空
1. 数量积的性质
设a,b是两个非零向量,它们的夹角是θ,e是与b方向相同的单位向量,则
(1)a·e=e·a=|a|cosθ。
(2)a⊥b ⇔ a·b=0。
(3)当a,b同向时,a·b=|a||b|;当a,b反向时,a·b=-|a||b|。特别地,a·a=|a|² 或 |a|=√(a·a)。
(4)|a·b| ≤ |a||b|。
(图片保持原样)