4-3平面向量的数量积及向量的应用教案
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平面向量的数量积及向量的应用教案章节一:向量的概念及其表示教学目标:1. 了解向量的定义及其表示方法。
2. 掌握向量的几何表示和坐标表示。
3. 能够正确书写向量的表达式。
教学内容:1. 向量的定义及特点。
2. 向量的几何表示和坐标表示。
3. 向量的运算规则。
教学步骤:1. 引入向量的概念,解释向量的定义及其特点。
2. 通过图形和实例展示向量的几何表示和坐标表示。
3. 讲解向量的运算规则,如加法、减法和数乘。
练习题目:a) (3, 4)b) (3, 4)c) 3d) (3章节二:向量的数量积教学目标:1. 理解向量的数量积的概念及其计算方法。
2. 掌握数量积的性质和运算法则。
3. 能够计算两个向量的数量积。
教学内容:1. 向量的数量积的定义及其计算方法。
2. 数量积的性质和运算法则。
3. 数量积的应用。
教学步骤:1. 引入向量的数量积的概念,解释其定义及其计算方法。
2. 通过图形和实例展示数量积的性质和运算法则。
3. 讲解数量积的应用,如判断两个向量是否垂直。
练习题目:a) (2, 3) ·(1, 2)b) (3, 4) ·(2, 3)c) (1, 0) ·(0, 1)章节三:向量的线性组合教学目标:1. 理解向量的线性组合的概念及其计算方法。
2. 掌握线性组合的性质和运算法则。
3. 能够计算两个向量的线性组合。
教学内容:1. 向量的线性组合的定义及其计算方法。
2. 线性组合的性质和运算法则。
3. 线性组合的应用。
教学步骤:1. 引入向量的线性组合的概念,解释其定义及其计算方法。
2. 通过图形和实例展示线性组合的性质和运算法则。
3. 讲解线性组合的应用,如解线性方程组。
练习题目:a) (2, 3) + (1, 2)b) (3, 4) (1, 2)c) 2(1, 0) 3(0, 1)章节四:向量的投影教学目标:1. 理解向量的投影的概念及其计算方法。
2. 掌握投影的性质和运算法则。
教学设计:《平面向量及其应用》一、教学目标1.知识与技能:使学生理解平面向量的基本概念,包括向量的定义、表示方法(有向线段、坐标表示)、向量的模、方向角等;掌握向量的加法、减法、数乘及数量积的运算法则和几何意义;能运用向量知识解决简单的几何与物理问题。
2.过程与方法:通过观察、实验、推理等数学活动,培养学生的空间想象能力和逻辑推理能力;引导学生运用数形结合的思想,理解向量运算的几何背景,提高解决实际问题的能力。
3.情感态度与价值观:激发学生对数学的兴趣,培养学生严谨的科学态度和勇于探索的精神;通过团队合作解决问题,增强学生的沟通能力和团队协作能力。
二、教学重点和难点●重点:平面向量的基本概念、向量的基本运算(加法、减法、数乘、数量积)及其几何意义。
●难点:理解向量数量积的概念、性质及其在解决实际问题中的应用;向量运算的坐标表示法及其应用。
三、教学过程1.导入新课o情境创设:通过展示风力发电机叶片的运动、航海中的航向与速度变化等实例,引出向量的概念,说明向量在现实生活中的应用价值。
o问题引入:提问学生如何描述这些运动中的方向和大小,引导学生思考向量的必要性。
o概念引入:正式给出平面向量的定义,强调其作为“有方向的量”的特性。
2.新知讲授o基本概念讲解:详细解释向量的表示方法(有向线段、坐标表示)、模长、方向角等概念,并通过图示加深理解。
o向量运算教学:●加法与减法:通过“平行四边形法则”和“三角形法则”演示向量的加法与减法,强调其几何意义。
●数乘:讲解数乘的定义,通过伸缩变换的直观演示,理解数乘对向量方向和大小的影响。
●数量积:引入数量积的概念,通过投影长度的计算,讲解其计算公式和性质,强调其在度量角度、判断方向等方面的应用。
3.例题解析o选取典型例题,覆盖向量运算的所有类型,逐步引导学生分析、解题,重点讲解解题思路和方法。
o强调解题过程中向量运算的几何背景,促进学生数形结合思维的发展。
4.学生活动o小组讨论:分组讨论向量在日常生活或专业领域的应用实例,每组选代表分享,增强课堂互动性。
平面向量的数量积教案一、教学目标:1. 理解平面向量的数量积的概念及其几何意义。
2. 学会计算平面向量的数量积,并能熟练运用数量积解决实际问题。
3. 掌握平面向量的数量积的性质,并能运用其性质进行向量运算。
二、教学重点:1. 平面向量的数量积的概念及其几何意义。
2. 平面向量的数量积的计算方法。
3. 平面向量的数量积的性质。
三、教学难点:1. 平面向量的数量积的计算方法。
2. 平面向量的数量积的性质的证明。
四、教学准备:1. 教师准备PPT,内容包括平面向量的数量积的概念、计算方法、性质及其应用。
2. 教师准备一些实际问题,用于引导学生运用平面向量的数量积解决实际问题。
五、教学过程:1. 导入(5分钟)教师通过PPT展示一些实际问题,引导学生思考如何运用向量的知识解决这些问题。
2. 讲解平面向量的数量积的概念(10分钟)教师通过PPT讲解平面向量的数量积的概念,并展示其几何意义。
3. 讲解平面向量的数量积的计算方法(15分钟)教师通过PPT讲解平面向量的数量积的计算方法,并给出一些例题进行讲解。
4. 练习平面向量的数量积的计算(10分钟)学生独立完成一些练习题,教师进行解答和讲解。
5. 讲解平面向量的数量积的性质(10分钟)教师通过PPT讲解平面向量的数量积的性质,并给出一些证明。
6. 练习平面向量的数量积的性质(10分钟)学生独立完成一些练习题,教师进行解答和讲解。
7. 应用平面向量的数量积解决实际问题(10分钟)教师给出一些实际问题,引导学生运用平面向量的数量积解决这些问题。
8. 总结(5分钟)教师对本节课的内容进行总结,并强调平面向量的数量积的重要性和应用价值。
9. 布置作业(5分钟)教师布置一些练习题,巩固学生对平面向量的数量积的理解和应用。
10. 课堂反馈(5分钟)教师通过课堂反馈了解学生对平面向量的数量积的掌握情况,为下一步的教学做好准备。
六、教学拓展:1. 教师通过PPT讲解平面向量的数量积与其他向量知识的联系,如向量的模、向量的加减法等。
平面向量数量积的坐标表示教案
教学目标:
1. 理解平面向量数量积的定义和性质。
2. 掌握平面向量数量积的坐标表示方法。
3. 能够通过坐标表示计算平面向量数量积。
教学步骤:
一、引入
1. 提问:你们知道什么是平面向量数量积吗?它有什么作用?
2. 引导学生回忆和复习向量的定义和性质。
二、概念讲解
1. 给出平面向量数量积的定义:设有向量a(x₁, y₁)和向量b(x₂, y₂),则它们的数量积(a·b) = x₁x₂ + y₁y₂。
2. 解释数量积的几何意义:数量积的结果是一个实数,它等于向量a在向量b上的投影的长度乘以向量b的模长。
三、坐标表示及计算方法
1. 说明如何利用向量的坐标表示来计算数量积,即将向量的坐标代入数量积定义的公式进行计算。
2. 给出一个例子,让学生分组演示如何通过坐标表示计算向量数量积。
引导学生思考其中的计算思想和规律。
四、数量积的性质
1. 介绍数量积的一些重要性质,如交换律、分配律、零向量的数量积等。
2. 提出相关练习题,让学生进行思考和讨论。
五、练习与巩固
1. 提供一些练习题,让学生通过坐标表示计算数量积。
2. 布置课后作业,要求学生完成更多的相关练习题,以巩固所学知识。
教学资源与评价方式:
1. 教师提供教学引导和示范。
2. 学生课堂参与和讨论。
3. 学生课后完成的作业和练习题。
教学延伸:
1. 引导学生思考平面向量数量积与向量夹角的关系,并介绍夹角余弦公式。
2. 提供更多复杂的计算题目,让学生进一步巩固和应用所学知识。
高中数学教学备课教案向量的数量积与向量的坐标高中数学教学备课教案向量的数量积与向量的坐标引言:向量是数学中的重要概念,在高中数学课程中有着广泛的应用。
本教学备课教案将重点介绍向量的数量积与向量的坐标,并通过实例演示其应用。
通过本教案的学习,学生将能够更好地理解向量的数量积与坐标,提高解题能力。
一、向量的数量积(内积)1. 数量积的定义数量积又称为内积,是向量运算中的一种。
对于向量a和b,它们的数量积定义为a·b = |a|·|b|·cosθ,其中|a|和|b|分别代表向量a和b的模,θ表示夹角。
2. 数量积的性质- 交换律:a·b = b·a- 分配律:(a+b)·c = a·c + b·c- 数量积与夹角的关系:a·b = |a|·|b|·cosθ3. 数量积的计算方法(以二维向量为例)假设向量a的坐标为(a1, a2),向量b的坐标为(b1, b2),则a·b =a1·b1 + a2·b2。
4. 应用实例:计算向量的夹角通过计算向量a和向量b的数量积以及向量的模,可以求得夹角的余弦值。
再结合反余弦函数,即可计算出夹角的大小。
二、向量的坐标1. 坐标系的建立在平面几何中,我们常常使用笛卡尔坐标系来描述点和向量的位置。
横轴称为x轴,纵轴称为y轴,两轴相交的点为原点O。
2. 向量的坐标表示向量的坐标表示方式是通过向量的起点和终点坐标之差来确定。
以向量AB为例,向量AB的坐标表示为向量OA与向量OB的坐标差,即(Bx-Ax, By-Ay)。
3. 坐标表示与数量积的关系向量的数量积可以通过向量的坐标表示来求解。
对于向量a和向量b,它们的数量积a·b可以表示为a·b = a1·b1 + a2·b2。
4. 应用实例:向量的投影向量的投影是指一个向量在另一个向量上的投影长度。
《平面向量的数量积》教学设计及反思交口第一中学赵云鹏平面向量的数量积是继向量的线性运算之后的又一重要运算,也是高中数学的一个重要概念,它是沟通代数、几何与三角函数的一种重要工具,在每年高考中也是重点考查的内容。
向量作为一种运算工具,其知识体系是从实际的物理问题中抽象出来的,它在解决几何问题中的三点共线、垂直、求夹角和线段长度、确定定比分点坐标以及平移等问题中显示出了它的易理解和易操作的特点。
一、总体设想:本节课的设计有两条暗线:一是围绕物理中物体做功,引入数量积的概念和几何意义;二是围绕数量积的概念通过变形和限定衍生出新知识――垂直的判断、求夹角和线段长度的公式。
教学方案可从三方面加以设计:一是数量积的概念;二是几何意义和运算律;三是两个向量的模与夹角的计算。
二、教学目标:1.了解向量的数量积的抽象根源。
2.了解平面的数量积的概念、向量的夹角3.数量积与向量投影的关系及数量积的几何意义4.理解掌握向量的数量积的性质和运算律,并能进行相关的判断和计算三、重、难点:【重点】1.平面向量数量积的概念和性质2.平面向量数量积的运算律的探究和应用【难点】平面向量数量积的应用四、课时安排:2课时五、教学方案及其设计意图:1.平面向量数量积的物理背景平面向量的数量积,其源自对受力物体在其运动方向上做功等物理问题的抽象。
首先说明放置在水平面上的物体受力F的作用在水平方向上的位移是s,此问题中出现了两个矢量,即数学中所谓的向量,这时物体力F 的所做的功为Wθ⋅F,这里的θ是矢量F和s的夹角,也即是两个=scos⋅向量夹角的定义基础,在定义两个向量的夹角时,要使学生明确“把向量的起点放在同一点上”这一重要条件,并理解向量夹角的范围。
这给我们一个启示:功是否是两个向量某种运算的结果呢?以此为基础引出了两非零向量a, b的数量积的概念。
2.平面向量数量积(内积)的定义已知两个非零向量a与b,它们的夹角是θ,则数量|a||b|cosθ叫a与b的数量积,记作a⋅b,即有a⋅b = |a||b|cosθ,(0≤θ≤π).并规定0与任何向量的数量积为0.零向量的方向是任意的,它与任意向量的夹角是不确定的,按数量积的定义a⋅b = |a||b|cosθ无法得到,因此另外进行了规定。
《平面向量数量积》教案一、教学目标知识与技能目标:使学生理解平面向量数量积的概念,掌握平面向量数量积的计算公式及性质,能够运用数量积解决一些几何问题。
过程与方法目标:通过探究平面向量数量积的概念和性质,培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力。
情感态度与价值观目标:激发学生对数学的兴趣,培养学生的团队合作精神,使学生感受到数学在现实生活中的应用价值。
二、教学重点与难点重点:平面向量数量积的概念,计算公式及性质。
难点:平面向量数量积的运算规律及其在几何中的应用。
三、教学方法采用问题驱动法、案例分析法和小组合作法,引导学生主动探究,发现平面向量数量积的规律,提高学生解决问题的能力。
四、教学准备教师准备PPT,涵盖平面向量数量积的概念、计算公式、性质及应用实例。
学生准备笔记本,以便记录学习过程中的疑问和感悟。
五、教学过程1. 导入新课教师通过展示一个实际问题,引导学生思考平面向量数量积的定义和作用。
2. 探究平面向量数量积的概念(1)教师引导学生根据定义,探究平面向量数量积的计算公式。
(2)学生通过实例,理解并掌握平面向量数量积的计算方法。
3. 学习平面向量数量积的性质(1)教师引导学生总结平面向量数量积的性质。
(2)学生通过练习,巩固对平面向量数量积性质的理解。
4. 应用平面向量数量积解决几何问题教师展示几个应用实例,引导学生运用平面向量数量积解决几何问题。
学生分组讨论,合作解决问题,分享解题过程和心得。
5. 课堂小结教师引导学生总结本节课所学内容,强调平面向量数量积的概念、计算公式及性质。
学生整理学习笔记,反思自己在学习过程中的收获和不足。
6. 布置作业教师布置一些有关平面向量数量积的练习题,巩固所学知识。
学生认真完成作业,巩固课堂所学内容。
七、教学反思教师在课后对自己的教学过程进行反思,分析教学效果,针对学生的掌握情况,调整教学策略。
学生反思自己的学习过程,总结经验教训,提高学习效果。
八、教学评价教师通过课堂表现、作业完成情况和课后练习成绩,全面评价学生对平面向量数量积的掌握程度。
《平面向量数量积》教案教案:平面向量数量积一、教学目标:1.理解平面向量的数量积的概念和性质。
2.掌握平面向量的数量积的运算法则。
3.能够利用平面向量的数量积解决实际问题。
二、教学内容:1.平面向量的数量积的概念和性质。
2.平面向量的数量积的运算法则。
3.平面向量数量积的应用。
三、教学步骤:1.引入平面向量的数量积的概念。
首先通过提问和示例,引导学生思考两个平面向量的乘积是否有意义,以及该乘积有什么特殊的性质。
然后给出平面向量的数量积的定义:设有两个非零向量a和b,数量积定义为,a,·,b,·cosθ,其中,a,和,b,分别表示向量a和b的模长,θ表示向量a和b之间的夹角。
2.平面向量的数量积的性质。
通过具体的例子,讲解平面向量数量积的性质:(1)数量积的结果是一个数。
(2)数量积满足交换律、分配律。
(3)数量积的结果为0时,表示两个向量垂直,即cosθ=0。
(4)数量积的结果为正数时,表示两个向量同向,即θ为锐角。
(5)数量积的结果为负数时,表示两个向量反向,即θ为钝角。
3.平面向量的数量积的运算法则。
通过示例演算,教导学生具体的运算法则:(1)计算向量的模长:,a,=√(a1²+a2²)。
(2)计算向量的数量积:a·b = ,a,·,b,·cosθ。
(3)计算两个向量的夹角:cosθ = (a·b) / (,a,·,b,)。
(4)根据数量积的定义,解方程组:a·b=0,求出向量a与向量b 互相垂直的条件。
4.平面向量数量积的应用。
通过实际问题解决的例子,帮助学生将平面向量数量积的概念和运算法则应用到实际问题的解决中。
例如:已知有三个向量a、b和c,其中a·b=30,a·c=40,求b与c的夹角。
五、教学反思:在教学过程中,可以通过举一些具体的实际问题,提高学生的兴趣和参与度。
2023高中数学平面向量的数量积教案范文2020高中数学平面向量的数量积教案范文一一、教学内容分析1、教学主要内容(1)平面向量数量积及其几何意义(2)用平面向量处理有关长度、角度、直垂问题2、教材编写特点本节是必修4第二章第3节的内容,在教材中起到层上启下的作用。
3、教学内容的核心教学思想用数量积求夹角,距离及平面向量数量积的坐标运算,渗透化归思想以及数形结合思想。
4、我的思考本节数学的目标为让学生掌握平面向量数量积的定义,及应用平面向量数量积的定义处理相关夹角距离及垂直的问题。
因此,让学生们学会把数学问题转化到图形中,及能在图形中把图形转化成相关的数学问题尤其重要。
二、学生分析1、在学平面向量的数量积之前,学习已经认识并会找向量的夹角,及用坐标表示向量的知识。
因此,对于a·b=∣b∣︳a︴cosθ(θ=),容易进行相应的简单计算,但对于理解这个式子上存在一定的问题,因此,需把a·b=∣a∣∣b∣ cosθ转化到图形a·b=∣OM∣·∣OB∣=∣b∣cosθ∣a∣即a·b=∣a∣∣b∣cosθ理解并记忆。
对于cosθ= ,等的变形应用,同学们甚感兴趣。
2、我的思考对于基础薄弱的学生而言,学习本节知识,在处理例题成练习上,计算量不易过大。
三、学习目标1、知识与技能(1)掌握平面向量数量积及其几何意义。
(2)平面向量数量积的应用。
2、过程与方法通过学生小组探究学习,讨论并得出结论。
3、情感态度与价值观培养学生运算推理的能力。
四、教学活动内容师生互动设计意图时间 1、课题引入师:请同学请回忆我们所学过的相关同里的运算。
生:加法、减法,数乘师:这些运算所得的结果是数还是向量。
生:向量。
师:今天我们来学习一种有关向量的新的运输,数里积(板书课题) 由旧知引出新知,让学生知道我们学习是层层深入,知识永不止境,从而把学生引入到新的课程学习中来。
3min 2、平面向里的数量积定义师:平面向星数量积(内积或点积)的定义:已知两个非零向星a·b,它们的夹角是θ,则数量∣a∣·∣b∣cosθ叫a与b的数量积,记作a·b,即a·b=∣a∣∣b∣cosθ,注:①a·b≠a×b≠ab②O与任何向量的数里积为O。
《平面向量数量积》教案一、教学目标1. 理解平面向量的概念,掌握向量的表示方法。
2. 掌握向量的数量积运算,了解数量积的性质和运算规律。
3. 能够运用数量积解决实际问题,提高数学应用能力。
二、教学内容1. 向量的概念及表示方法2. 向量的数量积定义及计算公式3. 数量积的性质和运算规律4. 数量积在坐标系中的运算5. 数量积的应用三、教学重点与难点1. 重点:向量的概念,数量积的计算公式,数量积的性质和运算规律。
2. 难点:数量积在坐标系中的运算,数量积的应用。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解向量及数量积的基本概念、性质和运算规律。
2. 利用案例分析法,分析数量积在实际问题中的应用。
3. 利用数形结合法,直观展示数量积在坐标系中的运算。
4. 引导学生通过小组讨论、探究,提高学生的参与度和自主学习能力。
五、教学安排1. 第一课时:向量的概念及表示方法2. 第二课时:向量的数量积定义及计算公式3. 第三课时:数量积的性质和运算规律4. 第四课时:数量积在坐标系中的运算5. 第五课时:数量积的应用六、教学过程1. 导入:通过复习实数乘法的分配律,引导学生思考向量数量积的定义。
2. 讲解向量的概念,向量的表示方法,向量的几何直观。
3. 引入向量数量积的概念,讲解数量积的计算公式。
4. 通过实例,演示数量积的运算过程,让学生感受数量积的意义。
5. 总结数量积的性质和运算规律,引导学生发现数量积与向量坐标的关系。
七、案例分析1. 利用数量积解释物理学中的力的合成与分解。
2. 利用数量积解决几何问题,如求解平行四边形的对角线长度。
3. 利用数量积判断两个向量是否垂直。
八、数量积在坐标系中的运算1. 讲解坐标系中向量的表示方法,向量的坐标运算。
2. 推导数量积在坐标系中的运算公式。
3. 通过实例,演示数量积在坐标系中的运算过程。
4. 引导学生掌握数量积在坐标系中的运算方法,提高运算能力。
九、数量积的应用1. 利用数量积解决线性方程组。
平面向量的应用教案一、教学目标1. 了解平面向量的概念和性质;2. 掌握平面向量的加法、减法和乘法运算法则;3. 能够应用平面向量解决简单的几何和物理问题。
二、教学内容1. 平面向量的定义和表示;2. 平面向量的加法和减法;3. 平面向量的数量积和向量积;4. 平面向量在几何和物理问题中的应用。
三、教学过程步骤一:引入1. 通过展示一些与平面向量相关的真实生活例子,引起学生对平面向量的兴趣和好奇心。
2. 引导学生思考并讨论平面向量的定义和表示方法。
步骤二:知识讲解1. 介绍平面向量的定义:一个平面向量是由大小和方向确定的有向线段。
2. 解释平面向量的表示方法:以坐标表示和以向量符号表示。
3. 讲解平面向量的加法和减法运算法则。
步骤三:运算实践1. 给出一些平面向量的具体数值,让学生进行加法和减法运算练。
2. 提供一些几何图形,让学生将其分解为平面向量并进行计算。
步骤四:引入向量积和数量积1. 介绍向量积和数量积的概念和定义。
2. 解释向量积和数量积在几何和物理问题中的应用。
步骤五:应用实例1. 给出一些具体的几何和物理问题,让学生运用平面向量的知识进行求解。
2. 引导学生讨论解题思路,进行实际操作。
四、教学评价1. 在课堂上进行小组讨论和问题解答,检验学生是否理解和掌握了平面向量的相关知识。
2. 布置一些练题和作业,评估学生对平面向量运算的应用能力。
五、教学资源1. 平面向量的教学课件;2. 练题和作业。
六、教学反思以学生为中心,注重综合实践和问题解决能力的培养,通过生动的例子和实际运用让学生更好地理解和应用平面向量的知识。
同时,及时反馈学生的学习情况,帮助他们及时纠正错误和理清思路。
平面向量的数量积教案目标:(i)知识目标:(1)掌握平面向量数量积的概念、几何意义、性质、运算律及坐标表示. (2)平面向量数量积的应用.(ii)能力目标:(1) 培养学生应用平面向量积解决相关问题的能力. (2)正确运用向量运算律进行推理、运算.教案重点:1. 掌握平面向量的数量积及其几何意义.2. 用数量积求夹角、距离及平面向量数量积的坐标运算.教案难点: 平面向量数量积的综合应用. 教案过程: 一、追溯1.平面向量数量积(内积)的定义:已知两个非零向量a 与b ,它们的夹角是θ,则数量|a ||b|cos θ叫a 与b 的数量积,记作a ⋅b ,即a ⋅b = |a ||b|cos θ,(0)θπ≤≤并规定0 与任何向量的数量积为02.平面向量的数量积的几何意义:数量积a ⋅b 等于a的长度与b 在a 方向上投影|b |c os θ的乘积. 3.两个向量的数量积的性质设a 、 为两个非零向量,e是与b 同向的单位向量1︒e ⋅a = a ⋅e =|a |cos θ;2︒a ⊥b ⇔a ⋅b= 03︒当a 与b 同向时,a ⋅b = |a ||b |;当a 与b 反向时,a ⋅b = -|a ||b |,特别地a ⋅a = |a |24︒cos θ =||||b a b a ⋅ ;5︒|a ⋅b | ≤ |a ||b|4.平面向量数量积的运算律①交换律:a ⋅b = b ⋅a ②数乘结合律:(λa )⋅b =λ(a ⋅b ) = a⋅(λb ) ③分配律:(a + b )⋅c = a ⋅c+ b ⋅c5.平面向量数量积的坐标表示①已知两个向量),(11y x a = ,),(22y x b = ,则b a⋅2121y y x x +=.②设),(y x a = ,则22||y x a +=.③平面内两点间的距离公式 如果表示向量a的有向线段的起点和终点的坐标分别为),(11y x 、),(22y x ,那么221221)()(||y y x x a -+-=.④向量垂直的判定 两个非零向量),(11y x a = ,),(22y x b = ,则b a⊥⇔02121=+y y x x .⑤两向量夹角的余弦 co s θ =||||b a ba ⋅⋅222221212121yx y x y y x x +++=(πθ≤≤0). 二、典型例题1.平面向量数量积的运算 例题1 已知下列命题:①()0a a +-=。
平面向量的数量积与应用教案一、引言平面向量是数学中重要的概念之一,它在几何、物理等领域具有广泛的应用。
其中,数量积作为平面向量的一种运算方式,被广泛运用于解决多种实际问题。
本教案旨在通过介绍平面向量的数量积及其应用,帮助学生掌握相关的概念和运算方法。
二、数量积的定义数量积,也称为点积或内积,是两个向量之间进行的一种运算。
对于两个平面向量a 和 b,它们的数量积可以表示为a·b,即:a·b = |a| |b| cosθ其中,|a| 和 |b| 分别表示向量 a 和 b 的模,θ表示向量 a 和 b 之间的夹角。
三、数量积的运算性质1. 交换律:a·b = b·a2. 分配律:(a+b)·c = a·c + b·c3. 数量积为零的条件:若 a·b = 0,则 a 和 b 两向量垂直。
四、数量积的几何意义数量积有着重要的几何意义。
当两个向量的数量积为正时,表示它们的方向较为接近;当数量积为负时,表示它们的方向较为背离;当数量积为零时,表示它们垂直。
五、数量积的应用数量积在几何、物理等领域有着广泛的应用。
以下是其中几个常见的应用场景:1. 判断两个向量的关系:通过计算两个向量的数量积,可以判断它们的夹角大小,从而了解两个向量之间的关系,比如是否垂直或平行。
2. 求向量在某一方向上的投影:通过数量积的计算,可以求得一个向量在另一个向量上的投影长度,从而进一步计算出向量在某一方向上的投影。
3. 计算力的功:在物理学中,力的功可以通过计算力和位移之间的数量积得到。
功等于力乘以移动的距离和夹角的余弦值。
4. 计算三角形的面积:数量积还可以用来计算三角形的面积。
当给定两条边和它们之间的夹角时,可以通过数量积公式计算出三角形的面积。
六、教学活动为了帮助学生更好地理解和应用数量积,以下是一些教学活动的建议:1. 理论讲解:教师可以通过简洁明了的语言,结合实际例子,向学生讲解数量积的定义、运算性质和几何意义。
平面向量的数量积教案精品教学目标:1.理解平面向量的数量积的概念和性质。
2.学会计算平面向量的数量积。
3.掌握平面向量数量积的几何意义,了解数量积与向量夹角之间的关系。
4.能够应用平面向量的数量积解决实际问题。
教学重点:1.平面向量的数量积的计算。
2.平面向量的数量积与向量夹角的关系。
教学难点:1.平面向量的数量积与向量夹角的几何意义的理解与应用。
2.数量积计算过程中的代数化简。
教学准备:1.平面向量的定义和基本运算。
2.数学几何工具,如直尺、曲尺和圆规等。
教学过程:第一步:引入1.讲师简要介绍平面向量的基本概念和性质。
2.抛出问题:如何计算两个向量的乘积?这种乘积有什么特点?第二步:引出数量积的定义和性质1. 讲师给出数量积的定义: 设有两个向量a和b,它们的数量积记作a·b,定义为,a,b,·cosθ,其中,a,和,b,分别表示向量a和b的模长,θ表示两个向量夹角的大小。
2.讲师讲解数量积的几何意义:数量积a·b的值等于向量a在向量b 上的投影的长度乘以b的模长,也等于向量b在向量a上的投影的长度乘以a的模长。
3.讲师给出数量积的性质:a.a·b=b·a,数量积满足交换律。
b.a·a=,a,^2,即向量自身的数量积等于其模长的平方。
c.若a·b=0,则称向量a和b垂直或正交。
d.若a·b=,a,b,则称向量a和b同向或共线。
第三步:数量积的计算1.讲师给出数量积的计算公式:a·b=a1b1+a2b2,其中a=(a1,a2),b=(b1,b2)。
2.讲师通过例题演示如何计算数量积,引导学生掌握计算方法。
第四步:数量积与夹角的关系1.讲师引导学生思考:设向量a和b夹角为θ,如何利用数量积计算夹角θ的大小?2. 讲师给出数量积与夹角的关系: a·b = ,a,b,·cosθ,可解出cosθ = (a·b) / (,a,b,)。
第4章 第3节平面向量的数量积及向量的应用一、选择题1.(文)(2012·哈师大附中联考)已知|a |=6,|b |=3,a ·b =-12,则向量a 在向量b 方向上的投影是( )A .-4B .4C .-2D .2[答案] A[解析] a 在b 方向上的投影为a ·b |b |=-4. (理)(2012·浙江绍兴调研)设a ·b =4,若a 在b 方向上的投影为2,且b 在a 方向上的投影为1,则a 与b 的夹角等于( ) A.π6 B.π3 C.2π3 D.π3或2π3[答案] B[解析] 由条件知,a ·b |b |=2,a ·b |a |=1,a ·b =4,∴|a |=4,|b |=2, ∴cos 〈a ,b 〉=a ·b |a |·|b |=44×2=12,∴〈a ,b 〉=π3. 2.(文)(2012·山东东营质检)已知向量a ,b 均为单位向量,若它们的夹角60°,则|a -3b |等于( ) A.7 B.10 C.13 D .4[答案] A[解析] 由条件知,a ·b =|a |·|b |·cos60°=12,∴|a -3b |2=|a |2+9|b |2-6a ·b =7,∴|a -3b |=7. (理)若向量a 与b 的夹角为60°,|b |=4,(a +2b )·(a -3b )=-72,则向量a 的模为( )A .2B .4C .6D .12[答案] C[解析] ∵a ·b =|a |·|b |·cos60°=2|a |,∴(a +2b )·(a -3b )=|a |2-6|b |2-a ·b =|a |2-2|a |-96=-72.∴|a |=6.3.(文)已知向量a =(1,2),向量b =(x ,-2),且a ⊥(a -b ),则实数x 等于( )A .9B .4C .0D .-4[答案] A[解析] a -b =(1-x,4),∵a ⊥(a -b ),∴a ·(a -b )=(1,2)·(1-x,4)=1-x +8=0,∴x =9.(理)(2012·湖南考试院)如图,在△ABC 中,AB =5,BC =3,CA =4,且O 是△ABC 的外心,则OC →·CA →=( )A .6B .-6C .8D .-8[答案] D[解析] ∵AB 2=AC 2+BC 2,∴∠ACB 为直角,∵O 为△ABC 外心,∴OC →·CA →=-CO →·CA →=-12(CA →+CB →)·CA →=-12|CA →|2-12CB →·CA →=-8. 4.已知OA →=(3,1),OB →=(2,4),|BC →|=1,点C 在直线OA 上的射影为点D ,则|OD →|的最大值为( )A .10+10B .10-10 C.10+1 D.10-1[答案] C[解析] ∵|BC →|=1,∴C 在以B 为圆心,1为半径的圆上,设C (cos α+2,sin α+4).又∵|OD →|=|OC →·OA →||OA →|=|3(cos α+2)+sin α+4|10=|10sin(α+φ)+10|10≤10+1010=10+1. 5.(文)(2012·甘肃省质检)已知|a |=1,|b |=6,a ·(b -a )=2,则向量a 与向量b 的夹角是( )A.π2B.π3C.π4D.π6[答案] B[解析] ∵a ·(b -a )=2,∴a ·b -|a |2=2,∴1×6cos 〈a ,b 〉-1=2,∴cos 〈a ,b 〉=12, ∵〈a ,b 〉∈(0,π),∴〈a ,b 〉=π3. (理)(2012·广东罗湖区调研)在边长为1的等边△ABC 中,设BC →=a ,CA →=b ,AB →=c ,则a ·b +b ·c +c ·a =( )A .-32B .0 C.32 D .3[答案] A[解析] |a |=|b |=|c |=1,〈a ,b 〉=〈b ,c 〉=〈c ,a 〉=120°,∴a ·b =b ·c =c ·a =1×1×cos120°=-12,∴a ·b +b ·c +c ·a =-32. 6.(文)(2012·安徽合肥市质检)在直角梯形ABCD 中,AB ∥CD ,AD ⊥AB ,∠B =45°,AB =2CD =2,M 为腰BC 的中点,则MA →·MD →=( )A .1B .2C .3D .4[答案] B[解析] 由条件知AB =2,CD =1,BC =2,∴MB =MC =22,∴MC →·BA →=|MC →|·|BA →|·cos45°=22×2×22=1, MB →·CD →=|MB →|·|CD →|·cos135°=22×1×⎝⎛⎭⎫-22=-12, ∴MA →·MD →=(MB →+BA →)·(MC →+CD →)=MB →·MC →+MB →·CD →+BA →·MC →+BA →·CD →=-⎝⎛⎭⎫222+⎝⎛⎭⎫-12+1+2×1=2,故选B. (理)如图,△ABC 的外接圆的圆心为O ,AB =2,AC =3,BC =7,则AO →·BC →等于( )A.32B.52 C .2 D .3[答案] B[解析] AO →·BC →=AO →·(AC →-AB →)=AO →·AC →-AO →·AB →,因为OA =OB .所以AO →在AB →上的投影为12|AB →|,所以AO →·AB →=12|AB →|·|AB →|=2,同理AO →·AC →=12|AC →|·|AC →|=92,故AO →·BC →=92-2=52. 7.(文)(09·全国Ⅰ)设非零向量a 、b 、c 满足|a |=|b |=|c |,a +b =c ,则〈a ,b 〉=( )A .150°B .120°C .60°D .30°[答案] B[解析] 如图所示,∵|a |=|b |=|c |,∴△OAB 是正三角形.∴〈a ,b 〉=120°.(理)(2012·山东省实验中学模考)已知A 、B 、C 是锐角△ABC 的三个内角,向量p =(sin A,1),q =(1,-cos B ),则p 与q 的夹角是( )A .锐角B .钝角C .直角D .不确定[答案] A[解析] p ·q =sin A -cos B ,若p 与q 夹角为直角,则p ·q =0,∴sin A =cos B ,∵A 、B ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,∴A =B =π4,则C =π2,与条件矛盾;若p 与q 夹角为钝角,则p ·q <0,∴sin A <cos B =sin ⎝⎛⎭⎫π2-B , ∵sin x 在⎝⎛⎭⎫0,π2上为增函数,∴A <π2-B ,∴A +B <π2,∴C >π2这与条件矛盾,∴p 与q 的夹角为锐角. 8.(文)(2012·广西南宁二中模考)在△ABC 中,a 、b 、c 分别是∠A ,∠B ,∠C 所对的边,设向量m =(b -c ,c -a ),n =(b ,c +a ),若m ⊥n ,则∠A 的大小为( )A.2π3B.π3C.π2D.π4 [答案] B[解析] m ·n =b (b -c )+c 2-a 2=c 2+b 2-a 2-bc =0,∴cos A =b 2+c 2-a 22bc =12,∵0<A <π,∴A =π3. (理)(·山东)已知a 、b 、c 为△ABC 的三个内角A 、B 、C 的对边,向量m =(3,-1),n =(cos A ,sin A ).若m ⊥n ,且a cos B +b cos A =c sin C ,则角A 、B 的大小分别为( )A.π6,π3B.2π3,π6C.π3,π6D.π3,π3[答案] C[解析] 解法1:∵m ⊥n ,∴3cos A -sin A =0,∴cos ⎝⎛⎭⎫A +π6=0,又∵0<A <π,∴A +π6=π2,∴A =π3. 在△ABC 中,由正弦定理得sin A cos B +sin B cos A =sin 2C ,∴sin(A +B )=sin 2C ,又sin(A +B )=sin C ≠0,∴sin C =1,∴C =π2,故B =π6. 解法2:接解法1中,A =π3,在△ABC 中,由余弦定理得a ·a 2+c 2-b 22ac +b ·b 2+c 2-a 22bc=c sin C , ∴2c 22c =c =c sin C ,∴sin C =1,∴C =π2,故B =π6. 9.(文)已知△ABC 中,AB →=a ,AC →=b ,a ·b <0,S △ABC =154,|a |=3,|b |=5,则∠BAC 等于( ) A .30° B .120° C .150° D .30°或150°[答案] C[解析] S △ABC =12|a ||b |sin ∠BAC =154,∴sin ∠BAC =12.又a ·b <0,∴∠BAC 为钝角,∴∠BAC =150°,选C.(理)(2012·福建莆田一中)设O 为坐标原点,A (1,1),若点B (x ,y )满足⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+y 2-2x -2y +1≥01≤x ≤21≤y ≤2,则OA →·OB →取得最小值时,点B 的个数是( )A .1B .2C .3D .无数个 [答案] B[解析] ∵x 2+y 2-2x -2y +1=0,即(x -1)2+(y -1)2=1.∴可行域为图中阴影部分,∵OA →·OB →=|OA →|·|OB →|·cos 〈OA →,OB →〉,又|OA →|为定值,∴当OB →·cos 〈OA →,OB →〉取最小值时,OA →·OB →取最小值,∵y =cos x 在⎝⎛⎭⎫0,π2上为减函数,∴由图可知,当点B 在E 、F 位置时,∠AOB 最大,|OB →|最小,从而OA →·OB →取最小值,故选B.[点评] 可用数量积的坐标表示求解,设B (x ,y ),令OA →·OB →=x +y =t ,则y =-x +t ,当直线y =-x +t 过B 1、B 2两点时,t 最小,即t min =3.∴当OA →·OB →取得最小值时,点B 的个数为2.10.(文)设F 1、F 2为椭圆x 24+y 2=1的左、右焦点,过椭圆中心任作一直线与椭圆交于P 、Q 两点,当四边形PF 1QF 2面积最大时,PF 1→·PF 2→的值等于( )A .0B .2C .4D .-2[答案] D[解析] 由题意得c =a 2-b 2=3,又S 四边形PF 1QF 2=2S △PF 1F 2=2×12×F 1F 2·h (h 为F 1F 2边上的高),所以当h =b =1时,S 四边形PF 1QF 2取最大值,此时∠F 1PF 2=120°.所以PF 1→·PF 2→=|PF 1→|·|PF 2→|·cos120°=2×2×(-12)=-2. (理)(2012·云南省统考)如果A 是抛物线x 2=4y 的顶点,过点D (0,4)的直线l 交抛物线x 2=4y 于B 、C 两点,那么AB →·AC →等于( ) A.34 B .0 C .-3 D .-34[答案] B[解析] 由题意知A (0,0),设B (x 1,y 1),C (x 2,y 2),直线l :y =kx +4,由⎩⎪⎨⎪⎧x 2=4y y =kx +4消去y 得,x 2-4kx -16=0,∴x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-16, ∴y 1·y 2=(kx 1+4)(kx 2+4)=k 2x 1x 2+4k (x 1+x 2)+16=-16k 2+16k 2+16=16,∴AB →·AC →=x 1x 2+y 1y 2=0.二、填空题11.(文)(2012·浙江文)已知平面向量α,β,|α|=1,|β|=2,α⊥(α-2β),则|2α+β|的值是________.[答案] 10[解析] ∵α⊥(α-2β),∴α·(α-2β)=α2-2α·β=0∴2α·β=α2∴|2α+β|=4α2+4α·β+β2=6α2+β2=6|α|2+|β|2=6+4=10.(理)(2012·江西文)已知向量a ,b 满足|b |=2,a 与b 的夹角为60°,则b 在a 上的投影是____________.[答案] 1[解析] 向量b 在a 上的投影为l =b·a |a|=|b|·cos60°=1. 12.(文)已知a =(1,2),b =(1,1),且a 与a +λb 的夹角为锐角,则实数λ的取值范围是________.[答案] λ>-53且λ≠0[解析] ∵a 与a +λb 均不是零向量,夹角为锐角,∴a ·(a +λb )>0,∴5+3λ>0,∴λ>-53.当a 与a +λb 共线时,a +λb =m a ,即(1+λ,2+λ)=(m,2m ).∴⎩⎪⎨⎪⎧1+λ=m 2+λ=2m ,得λ=0,即当λ=0时,a 与a +λb 共线,∴λ≠0.即λ>-53且λ≠0. (理)已知OA →=(3,-4),OB →=(6,-3),OC →=(5-m ,-3-m ).(1)若点A 、B 、C 能构成三角形,则实数m 应满足的条件为________.(2)若△ABC 为Rt △,且∠A 为直角,则m =______.[答案] m ∈R 且m ≠12;74[解析] (1)若点A 、B 、C 能构成三角形,则这三点不共线. ∵AB →=(3,1),AC →=(2-m,1-m ),∴3(1-m )≠2-m ,∴m ≠12.即实数m ≠12,满足条件. (2)若△ABC 为直角三角形,且∠A 为直角,则AB →⊥AC →,∴3(2-m )+(1-m )=0,解得m =74. 13.(文)已知直线ax +by +c =0与圆O :x 2+y 2=4相交于A 、B 两点,且|AB |=23,则OA →·OB →=________.[答案] -2[解析] ∵|AB |=23,|OA |=|OB |=2,∴∠AOB =120°.∴OA →·OB →=|OA →|·|OB →|·cos120°=-2.(理)(2012·安徽巢湖市质检)已知A 1,A 2分别是椭圆x 225+y 216=1的左、右顶点,P 是过左焦点F 且垂直于A 1A 2的直线l 上的一点,则P A 1→·A 1A 2→=________.[答案] -20[解析] 由条件知A 1(-5,0),A 2(5,0),F (-3,0),设P (-3,y 0),则A 1A 2→=(10,0),P A 1→=(-2,-y 0),∴P A 1→·A 1A 2→=-20.14.(2012·广东茂名市)O 是平面α上一点,A 、B 、C 是平面α上不共线的三点,平面α内的动点P 满足OP →=OA →+λ(AB →+AC →),则λ=12时,P A →·(PB →+PC →)的值为________. [答案] 0[解析] 由已知得OP →-OA →=λ(AB →+AC →),即AP →=λ(AB →+AC →),当λ=12时,得AP →=12(AB →+AC →), ∴2AP →=AB →+AC →,即AP →-AB →=AC →-AP →,∴BP →=PC →,∴PB →+PC →=PB →+BP →=0,∴P A →·(PB →+PC →)=P A →·0=0,故填0.三、解答题15.(文)(2010·江苏)在平面直角坐标系xOy 中,已知点A (-1,-2),B (2,3),C (-2,-1)(1)求以线段AB 、AC 为邻边的平行四边形的两条对角线的长;(2)设实数t 满足(AB →-tOC →)·OC →=0,求t 的值.[解析] (1)由题设知AB →=(3,5),AC →=(-1,1),则AB →+AC →=(2,6),AB →-AC →=(4,4).所以|AB →+AC →|=210,|AB →-AC →|=4 2.故所求的两条对角线长分别为42,210.(2)由题设知OC →=(-2,-1),AB →-tOC →=(3+2t,5+t ).由(AB →-tOC →)·OC →=0,得(3+2t,5+t )·(-2,-1)=0,所以t =-115. (理)(09·江苏)设向量a =(4cos α,sin α),b =(sin β,4cos β),c =(cos β,-4sin β)(1)若a 与b -2c 垂直,求tan(α+β)的值;(2)求|b +c |的最大值;(3)若tan αtan β=16,求证:a ∥b .[解析] (1)由a 与b -2c 垂直.a ·(b -2c )=a ·b -2a ·c =0,即4sin(α+β)-8cos(α+β)=0,tan(α+β)=2.(2)b +c =(sin β+cos β,4cos β-4sin β),|b +c |2=sin 2β+2sin βcos β+cos 2β+16cos 2β-32cos βsin β+16sin 2β=17-30sin βcos β=17-15sin2β最大值为32,∴|b +c |的最大值为4 2.(3)由tan αtan β=16得sin αsin β=16cos αcos β即4cos α·4cos β-sin αsin β=0∴a ∥b .16.(文)(2012·河北正定中学模拟)已知向量a =1sin x ,-1sin x,b =(2,cos2x ),其中x ∈⎝⎛⎦⎤0,π2. (1)试判断向量a 与b 能否平行,并说明理由?(2)求函数f (x )=a ·b 的最小值.[解析] (1)若a ∥b ,则有1sin x ·cos2x +1sin x·2=0.∵x ∈⎝⎛⎦⎤0,π2,∴cos2x =-2,这与|cos2x |≤1矛盾, ∴a 与b 不能平行.(2)∵f (x )=a ·b =2sin x -cos2x sin x =2-cos2x sin x =1+2sin 2x sin x =2sin x +1sin x , ∵x ∈⎝⎛⎦⎤0,π2,∴sin x ∈(0,1],∴f (x )=2sin x +1sin x ≥22sin x ·1sin x=2 2. 当2sin x =1sin x ,即sin x =22时取等号,故函数f (x )的最小值为2 2. (理)点D 是三角形ABC 内一点,并且满足AB 2+CD 2=AC 2+BD 2,求证:AD ⊥BC .[分析] 要证明AD ⊥BC ,则只需要证明AD →·BC →=0,可设AD →=m ,AB →=c ,AC →=b ,将BC →用m ,b ,c 线性表示,然后通过向量的运算解决.[证明] 设AB →=c ,AC →=b ,AD →=m ,则BD →=AD →-AB →=m -c ,CD →=AD →-AC →=m -b .∵AB 2+CD 2=AC 2+BD 2,∴c 2+(m -b )2=b 2+(m -c )2,即c 2+m 2-2m ·b +b 2=b 2+m 2-2m ·c +c 2,∴m ·(c -b )=0,即AD →·(AB →-AC →)=0,∴AD →·CB →=0,∴AD ⊥BC .17.(文)(2012·潍坊市模拟)已知钝角△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且(2a -c )cos B =b cos C .(1)求角B 的大小;(2)设向量m =(cos2A +1,cos A ),n =⎝⎛⎭⎫1,-85,且m ⊥n ,求tan ⎝⎛⎭⎫π4+A 的值. [解析] (1)∵(2a -c )cos B =b cos C ,∴(2sin A -sin C )cos B =sin B cos C ,∴2sin A cos B =sin(B +C ),∵sin A ≠0,sin(B +C )=sin A ,∴cos B =22,∵B 为三角内角,∴B =π4. (2)∵m ⊥n ,∴m ·n =cos2A +1-85cos A =2cos 2A -85cos A =0,∵△ABC 为钝角三角形,∴cos A ≠0,∴cos A =45,∴sin A =35,∴tan A =34,∴tan ⎝⎛⎭⎫π4+A =1+tan A 1-tan A =1+341-34=7. (理)(2012安徽巢湖质检)已知A (-3,0),B (3,0),动点P 满足|P A →|+|PB →|=4.(1)求动点P 的轨迹C 的方程;(2)过点(1,0)作直线l 与曲线C 交于M 、N 两点,求OM →·ON →的取值范围.[解析] (1)动点P 的轨迹C 的方程为x 24+y 2=1; (2)解法一:①当直线l 的斜率不存在时,M (1,32),N (1,-32),OM →·ON →=14; ②当直线l 的斜率存在时,设过(1,0)的直线l :y =k (x -1),代入曲线C 的方程得(1+4k 2)x 2-8k 2x +4(k 2-1)=0.设M (x 1,y 1)、N (x 2,y 2),则x 1+x 2=8k 21+4k 2,x 1x 2=4(k 2-1)1+4k 2. OM →·ON →=x 1x 2+y 1y 2=x 1x 2+k 2(x 1-1)(x 2-1)=(1+k 2)x 1x 2-k 2(x 1+x 2)+k 2=k 2-41+4k 2=14-1741+4k 2<14. 又当k =0时,OM →·ON →取最小值-4,∴-4≤OM →·ON →<14.根据①、②得OM →·ON →的取值范围为[-4,14]. 解法二:当直线l 为x 轴时,M (-2,0),N (2,0),OM →·ON →=-4.当直线l 不为x 轴时,设过(1,0)的直线l :x =λy +1,代入曲线C 的方程得(4+λ2)y 2+2λy -3=0.设M (x 1,y 1)、N (x 2,y 2),则y 1+y 2=-2λ4+λ2,y 1y 2=-34+λ2. OM →·ON →=x 1x 2+y 1y 2=(λ2+1)y 1y 2+λ(y 1+y 2)+1=-4λ2+14+λ2=-4+174+λ2∈(-4,14]. ∴-4≤OM →·ON →≤14.∴OM →·ON →的取值范围为[-4,14].。