2.4.2平面向量数量积的坐标表示,模,夹角.ppt

二、探究解疑
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1、平面向量数量积的坐标表示
问题1、如图，i 是x轴上的单位向量，j
是y轴上的单位向量，
i i 1 . j j 1 .
y A(x1,y1)
i j j i 0 .
B(x2,y2) a
bj
oi x
问题2
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AB AC 1313 0
是的判两断条B相线(2应段,3)
AB AC
∴ △ABC是直角三角形
或垂A(直直1,2的线) 是重否要 x 0方法之一
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uuuv
uuuv
uuuv
方法2：AB= 1,1，AC= -3,3，BC= -4,2
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2.4.2 平面向量数量积的 坐标表示、模、夹角
一、复习引入
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1、数量积的定义：a b | a || b | cos
2、投影：| b | cos 叫做 b在 a方 向 上 的 投 影
B
r
b
r
Oθ
a
B1
A
| b | cos
2 2
=45o
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例3:已知a =(1, 0)，b =(2, 1)，当k为何实数 时，向量k a－ b与 a+3b(1)平行；(2)垂直
解：k a－ b =(k－2, －1) a +3 b=(7, 3)
(1)由向量平行条件得3(k－2)+7=0
所以k= 1 3
3.数量积的性质
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a和b的坐标表a示b.
设两个非零向量 a =(x1,y1),b =(x2,y2),那 么
ax1iy1 j b x2iy2 j,
ab(x1iy1j)(x2iy2j)
2
2
x1x2i x1y2ijx2y1ijy1y2j
x1x2y1y2
故两个向量的数量积等于它们对应
坐标的乘积的和。即
y A(x1,y1)
abx1x2y1y2. B(x2,y2) a
b）（ a
b）
2
a
2
b
2
2
a b 13 20 7
例2 已知A(1，2)，B(2，3)，C(-2，5)，
试判断 ABC的形状，并给出证明. y
C(-2,5)
证 : 明 A B (2 1 ,3 2 ) (1 ,1 )
A C ( 2 1 ,52)( 3 ,3 )
B(2,3)
AA B C 1( 3 ) 130
2.4.2 平面向量数量积 的坐标表示、模、夹角
三维目标 1.通过探究平面向量的数量积得坐标运算， 掌握两个向量数量积得坐标表示方法。 2.掌握两个向量垂直的坐标条件以及能运用 两个向量的数量积的坐标表示解决有关长度、 角度、垂直等几何问题 3.通过平面向量数量积的坐标表示，进一步 加深学生对平面向量数量积得认识，提高学 生的运算进度，培养学生的运算能力，培养 学生的创新能力，提高学生的数学素质。
单位向量，求 b.
（ 2）已 a知 1,0 b(1,2)，a且 /b /，a的 求坐 .
（ 3）已 a知 (3,0)b , (k,5)，a且 与 b的夹3角 ，
4
求 k的.值
答案 1） b： (3, （ 4)或 b(3,4).
55

小结作业
1.a∥b x1 y 2 x2 y1 0 a⊥b x1 x2 y1 y 2 0 二者有着本质区别. 2.若非零向量a 与b的夹角为锐角（钝 角），则a· b＞0（＜0），反之不成立.
3.向量的坐标运算沟通了向量与解析几 何的内在联系，解析几何中与角度、距 离、平行、垂直有关的问题，可以考虑 用向量方法来解决.
例题讲解
例1、设a (5, 7), b (6, 4), 求a b及a、 b夹角的余弦.
变式练习
已知向量a＝(4，3),b＝(－1，2), 求: (1) a· b； (2) (a＋2b)· (a－b)； (3) |a|2－4a· b. (1) 2；（2）17； （3）17.
【湖南师大附中内部资 料】高一数学必修4课件： 2.4.2 平面向量数量积的 坐标表示、模、夹角 （新人教A版）
高一数学必修4第2章
2.4 平面向量的数量积
2.4.2 平面向量数量积的坐标 表示、模、夹角
复习巩固
1、下列命题正确的有___________ 2 2 2 (1)a a (2) a a 2 2 2 (3) a b a b (4) a b a b (5)(0 a) b 0 ( a b) (6)若a b a c, 且a 0, 则b c

复习巩固
2、已知非零向量 AB与向量 AC满足 AB AC AB AC 1 （ + ）BC 0, 且 AB AC AB AC 2 则ABC为（
D
）
A、三边不相等的三角形 B、直角三角形 C、等腰非等边三角形 Ｄ、等边三角形

二、向量的模和两点间距离公式:
1向量的模(长度公式)：
设a (x, y),则
2
a x2 y2,或a

x2 y2
2两点间的距离公式： 设Ax1, y1、Bx2, y2 ,则AB x2 x1, y2 y1
AB x2 x1 2 y2 y1 2
【拓展提升】数量积坐标运算的方法技巧 (1)进行数量积运算时,要正确使用公式 a·b=x1x2+y1y2,并能灵活运用以下几个关系: |a|2=a·a.(a+b)(a-b)=|a|2-|b|2. (a+b)2=|a|2+2a·b+|b|2. (2)利用数量积的条件求平面向量的坐标,一般来 说应当先设出向量的坐标,然后根据题目中已知 的条件找出向量坐标满足的等量关系,利用数量 积的坐标运算列出方程组来进行求解.
记忆口诀：注意坐标形式下两向量垂直的条件与两向量平 行的条件不要混淆， “a⊥b⇔x1x2＋y1y2＝0”可简记为“对应相乘和为0”； “a∥b⇔x1y2－x2y1＝0”可简记为“交叉相乘差为0”．
四、向量夹角公式的坐标表示:
设a x1, y1 ,b x2 , y2 , a与b夹角为，0
(1)掌握向量数量积的坐标表达式， 会进行向量数量积的坐标运算;
(2)能运用数量积表示两个向量的夹角，计 算向量的长度，会用数量积判断两个平面 向量的垂直关系.
一、平面向量数量积的坐标表示:
a x1, y1 ,b x2 , y2 a,b非零向量 y A(x1,y1)
a x1i y1 j,b x2i y2 j
B(x2,y2)
a
bj
a b (x1i y1 j) (x2i y2 j)

第六页，共3式是数量积的坐标表示 a·b＝x1x2＋y1y2 的一种特例，当 a＝b 时， 则可得|a|2＝x2＋y2；
(2) 若 点
A(x1
，
y1)
，
B(x2
，
y2)
，
则
→ AB
＝
(x2
－
x1
，
y2
－
y1)
，
所
以
|
→ AB
|
＝
（x2－x1）2＋（y2－y1）2，即|A→B|的实质是 A，B 两点间的距离或线段 AB 的长
(2)坐标表示下的运算，若 a＝(x，y)，则|a|＝ x2＋y2.
第二十一页，共37页。
2．(1)已知向量 a＝(1，2)，b＝(－3，2)，则|a＋b|＝________，|a－b|＝________；
(2)设平面向量 a＝(1，2)，b＝(－2，y)，若 a∥b，则|2a－b|等于( )
A．4
第二十六页，共37页。
[归纳升华] 用坐标求两个向量夹角与垂直问题的步骤
(1)用坐标求两个向量夹角的四个步骤： ①求 a·b 的值； ②求|a||b|的值； ③根据向量夹角的余弦公式求出两向量夹角的余弦； ④由向量夹角的范围及两向量夹角的余弦值求出夹角．
第二十七页，共37页。
(2)利用向量解决垂直问题的四个步骤： ①建立平面直角坐标系，将相关的向量用坐标表示出来； ②找到解决问题所需的垂直关系的向量； ③利用向量垂直的相关公式列出参数满足的等式，解出参数值； ④还原到所要解决的几何问题中.
答案：
(1)－15
3 (2)2
第三十页，共37页。
[变式练]☆ 2．已知平面向量 a＝(3，4)，b＝(9，x)，c＝(4，y)，且 a∥b，a⊥c. (1)求 b 与 c； (2)若 m＝2a－b，n＝a＋c，求向量 m，n 的夹角的大小．

ER与EB共线,
2
设ER mEB m(a 1 b)
A
B
AR
AE
ER
1
b
2
m(a
1
b
)
ma
1
(1
m)b
n(a b) ma 12(1 m)b
AR 1 AC
2
3
2
2
n m
n
1 2
(1
m)
解得n m 1 3
同理TC 1 AC, RT 1 AC AR RT TC
3
3
练习：已知直角三角形的两直角边长为4和6,试用
2.设(x2 y2 )(a2 b2 ) (ax by)2 (ab 0),
求证：x y ab
2.已知x2 y2 3, a2 b2 4, x, y, a,b R, 求ax by的最值。
3.已知a 1 b2 b 1 a2 1,求证：a2 b2 1
4.已知y x2 1 (1 x)2 4,求y的最小值。
例2 .已知a (1, x),b （-3，1） (1)当x为何值时，2a＋b与a 2b平行？ (2)当x为何值时，2a＋b与a 2b垂直？
（1） 1 3
（2） 3或 3 2
例3 已知A(1，2)，B(2，3)，C(-2，5)，
试判断ABC的形状，并给出证明.
证明:AB (2 1,3 2) (1,1)
同向的单位向量，在Rt△ABC中，AB=2i+j，
AC=3i+kj,则 k 的可能值个数是（ ）
A.1 B. 2 C. 3 D. 4
设a=(1,2)，b=(-2,-3)，又c=2a+b，d=a+mb，
若c与d的夹角为450，求实数m的值。 m

(2) 已 知a 2, b1, a与b之 间 的 夹
为, 那 么 向m量 a4b的 模(为 )
3
A 2. B 2.3 C 6. D 1.2
讲授新课
探究： 已知两个非零a向(x量 1, y1),
b(x2, y2),怎样用 a 和b的坐标 表 示ab?
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
2. 两个向量的数量积的性质: (3)当 a与 b同向 , ab 时 ab. 当 a与 b反向 , ab时 ab.
复习引入
2. 两个向量的数量积的性质: (3)当 a与 b同向 , ab 时 ab. 当 a与 b反向 , ab时 ab.
2
特别 , a地 aa 或 a aa.
讲解范例:
例2. 设a(5,7),b(6, 4),求
ab及a、 b间的夹 (精 角确1o)到 .
讲解范例:
例3. 已 知a(1, 3), b( 31, 31),
则a 与b的 夹 角 是?多 少
讲解范例:
例3. 已 知a(1, 3), b( 31, 31),
则a 与b的 夹 角 是?多 少
|a|(x1x2)2(y1y2)2
3. 向量垂直的判定: ab x1x2y1y20.
课后作业
1. 阅读教材P109到P112; 2.2. P108 A组 3.第9、10、11题
课后思考:
1. 以原点和A(5， 2)为顶点作等腰直角 2.△OAB，使B=90，求点B和向量 的坐标.
2
特别 , a地 aa 或 a aa.
(4) cos a b . (5) ab a b.
ab
复习引入
3. 练习：
(1)已知 a1, b 2, 且 (ab)与 a垂,直 则a与b的夹(角)是

第二章 平面向量
成才之路 ·数学 ·人教A版 · 必修4
课前自主预习 随堂应用练习 思路方法技巧 课后强化作业 名师辨误做答
第二章
2.4 2.4.2
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课前自主预习
第二章
2.4 2.4.2
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温故知新 1．若m，n满足：|m|＝4，|n|＝6，m与n的夹角为135° ， 则m· n＝________.
第二章
2.4 2.4.2
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思路方法技巧
第二章
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命题方向
数量积的坐标运算
平面向量数量积的坐标表示主要解决的问题． 向量的坐标表示和向量的坐标运算实现了向量运算的完 全代数化，并将数与形紧密结合起来． 主要解决以下三方面的问题： (1)求两点间的距离(求向量的模)． (2)求两向量的夹角． (3)证明两向量垂直．
π 25,5,5 2， . 4
[答案]
第二章
2.4 2.4.2
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新课引入
第二章
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向量的数量积的几何运算为我们展示了一幅美丽的画 卷，它解决了几何中与度量相关的角度，长度(距离)等问 题．通过前面的学习，我们知道向量可以用坐标表示，向量 的加法，减法，数乘运算也可以用坐标表示，那么任意两个 向量a＝(x1，y1)，b＝(x2，y2)，其数量积a· b又如何表示呢？你 能给出其推导过程吗？要解决好这几个问题，就让我们一起 进入平面向量数量积的坐标表示、模、夹角的学习吧！

cos
ab ab

x1 x2 y1 y2 x1 y1
2 2
x2 y 2
2
2
例1 已知 a 3,2 ，b 1, 1 ，求向量 a 与 b 的夹 角的余弦值.
解：设向量a与b 的夹角为，则 cos 3 1 2 1 3 2 1 1

a b x1 x2 y1 y2
两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和
容易推得
2.向量的长度（模）
a a x1 y1
2 2 2 2
或a
x 1 y1
2
2
若表示向量 a的 有 向 线 段 的 起 点 和 点 终的 坐 标 分 别 为 （x1，y1 ），（ x 2，y 2 ），那么
问题探究：
a b
的坐标公式的推导.
已知两非零向量 a （x1，y1 ）， b （x2，y2 ） 设i， j分 别 为 与 x轴 和y轴 方 向 相 同 的 单 位 向 ， 量则 有
a x1 i y1 j
2
b x2 i y2 j
B(x2,y2)
2

A(x1,y1)
a b （x1 i y1 j ） （ x 2 i y2 j ）
2 2
2 3 2 1 1 7 4 所以 45，即直线l1和l2的夹角为45.
2 , 2
1.已知A(1，2),B(4,0),C(8，6),D(5，8)，则四边 形ABCD的形状是 矩形 .
2.(2013·湖北高考)已知点A(-1,1),B(1,2),C(-2,-1),
是直角三角形，求k的值.
例3：已知向量 a＝(λ ，－2)，b＝(－3，5)，若向

[研一题]
[例 2] 平面直角坐标系 xOy 中，O
是原点(如图)．已知点 A(16,12)、B(－5,15)．
(1)求| OA|，| AB|；
(2[[[[自)自 自 自求主主 主 主∠解O解 解 解A答答 答 答B.]]]] ((((1111))))由由 由 由OOOOAAAA＝＝ ＝ ＝((((11116666,,,,11112222))))，， ， ， AAAABBBB＝＝ ＝ ＝((((－－ － －5555－－ － －11116666,,,,11115555－－ － －11112222))))＝＝ ＝ ＝((((－－ － －22221111,,,,3333))))，， ， ，得得 得 得 ||||OOOOAAAA||||＝＝ ＝ ＝ 111166662222＋＋ ＋ ＋111122222222＝＝ ＝ ＝22220000，， ， ， ||||AAAABBBB||||＝＝ ＝ ＝ －－ － －222211112222＋＋ ＋ ＋33332222＝＝ ＝ ＝11115555 2222....
y A(x1,y1)
B(x2,y2)
a
bj
oi x
b 设两个非零向量 a =(x1,y1), =(x2,y2),则
aaaaaaaa==bb==bb====xx======xx11==xxxx11iixx((xx11i11i(x(x++11xxxx11x+x+xx1xx12222yy11ii2222yyiiii++11++ii22++11++j2j2++yy,,jjyy+y+,y,yy1111xx1yy111xjjxyy11j))j221yy1))22yybb22((bb2(2x(xii==xxii22==22jjiixxjjii++xx++22++++22iixxyyiixxy++y2222++2y2y22jjyyyyj))11jyy)212)1ii22iijj,,jjjj,,jj++++yyyy111yy1yy2222jjjj2222