8.1 向量的数量积 8.1.1向量数量积的概念
学 习 目 标 1.通过物理中“功”等实例,理解平面向量数量积的含义及其物理意义.(难点) 2.体会平面向量的数量积与向量投影的关系.(重点) 3.会运用数量积表示两个向量的夹角,会运用数量积判断两个平面向量的垂直.(重点,难点) 核 心 素 养 1.通过物理学中力对物体做功引出向量的数量积概念,培养学生数学抽象的素养. 2.利用向量的投影领会向量的数量积的几何意义,提高学生几何直观的数学素养.
1.两个向量的夹角
→→
给定两个非零向量a,b,在平面内任选一点O,作OA=a,OB=b,则称[0,π]内的∠AOB为向量a与向量b的夹角,记作〈a,b〉.
(1)两个向量夹角的取值范围是[0,π],且〈a,b〉=〈b,a〉. π(2)当〈a,b〉=2时,称向量a与向量b垂直,记作a⊥b. 2.向量数量积的定义
一般地,当a与b都是非零向量时,称|a||b|cos〈a,b〉为向量a与b的数量积(也称为内积),即a·b=|a||b|·cos〈a,b〉.
π??
(1)当〈a,b〉∈?0, 2?时,a·b>0;
??
π
当〈a,b〉=2时,a·b=0; ?π?
当〈a,b〉∈?2,π?时,a· b<0.
??(2)两个非零向量a,b的数量积的性质:
不等式 恒等式 向量垂直 的充要条件 3.向量的投影与向量数量积的几何意义 (1)给定平面上的一个非零向量b,设b所在的直线为l,则向量a在直线l上的投影称为a在向量b上的投影.
(2)一般地,如果a,b都是非零向量,则|a|cos 〈a,b〉为向量a在向量b上的投影的数量.
(3)两个非零向量a,b的数量积a·b,等于a在向量b上的投影的数量与b的模的乘积.这就是两个向量数量积的几何意义.
|a·b|≤ |a||b| a·a=a2=|a|2,即|a|=a·a a⊥b ?a·b=0
π
1.已知|a|=3,向量a与b的夹角为3,则a在b方向上的投影为( ) 333213A.2 B.2 C.2 D.2
π3
D [向量a在b方向上的投影为|a|cos〈a,b〉=3×cos 3=2.故选D.]