平面向量
4.向量的數量積的幾何意義:
數量積ab等于a的長度與b在a方向上投影|b|cos的乘積.
5.兩個向量的數量積的性質:
設a、b為兩個非零向量,e是與b同向的單位向量.
1 ea = ae =|a|cos
2 ab ab = 0
3 當a與b同向時,ab = |a||b|;當a與b反向時,ab = |a||b|. 特別的aa = |a|2或
4 cos =
5 |ab| ≤ |a||b|
三、講解范例:
例1 已知|a|=5, |b|=4, a與b的夾角θ=120o,求a•b.
例2 已知|a|=6, |b|=4, a與b的夾角為60o求(a+2b)•(a-3b).
例3 已知|a|=3, |b|=4, 且a與b不共線,k為何值時,向量a+kb與a-kb互相垂直.
例4 判斷正誤,并簡要說明理由.
①a•0=0;②0•a=0;③0- = ;④|a•b|=|a||b|;⑤若a≠0,則對任一非零b有a•b≠0;⑥a•b=0,則a與b中至少有一個為0;⑦對任意向量a,b,с都有(a•b)с=a(b•с);⑧a與b是兩個單位向量,則a2=b2.
解:上述8個命題中只有③⑧正確;
對于①:兩個向量的數量積是一個實數,應有0•a=0;對于②:應有0•a=0;
對于④:由數量積定義有|a•b|=|a|•|b|•|cosθ|≤|a||b|,這里θ是a與b的夾角,只有θ=0或θ=π時,才有|a•b|=|a|•|b|;
對于⑤:若非零向量a、b垂直,有a•b=0;
對于⑥:由a•b=0可知a⊥b可以都非零;
對于⑦:若a與с共線,記a=λс.
則a•b=(λс)•b=λ(с•b)=λ(b•с),
∴(a•b)•с=λ(b•с)с=(b•с)λс=(b•с)a
若a與с不共線,則(a•b)с≠(b•с)a.
評述:這一類型題,要求學生確實把握好數量積的定義、性質、運算律.
例6 已知|a|=3,|b|=6,當①a∥b,②a⊥b,③a與b的夾角是60°時,分別求a•b.
解:①當a∥b時,若a與b同向,則它們的夾角θ=0°,
∴a•b=|a|•|b|cos0°=3×6×1=18;
若a與b反向,則它們的夾角θ=180°,
∴a•b=|a||b|cos180°=3×6×(-1)=-18;
②當a⊥b時,它們的夾角θ=90°,
∴a•b=0;
③當a與b的夾角是60°時,有
a•b=|a||b|cos60°=3×6× =9
評述:兩個向量的數量積與它們的夾角有關,其范圍是[0°,180°],因此,當a∥b時,有0°或180°兩種可能.
四、課堂練習:
1.已知|a|=1,|b|= ,且(a-b)與a垂直,則a與b的夾角是( )
a.60° b.30° c.135° d.45°
2.已知|a|=2,|b|=1,a與b之間的夾角為 ,那么向量m=a-4b的模為( )