1、23.1向量数量积的物理背景与向量数量积的物理背景与定义定义向量a与b的夹角 同向 反向 垂直 正射影 |a|cos |a| |a| 3向量的数量积(内积)(1)叫做向量a与b的数量积(或内积),记作ab,即ab(2)两向量的数量积不是向量而是 ,它可以为正数、零、负数,要注意区分两向量数量积的运算性质与数乘向量、实数乘实数之间的差异(3)向量数量积的几何意义:向量a与向量b的数量积等于a的长度|a|与b在a方向上的正射影的数量|b|cos的乘积,或看作是与 的乘积|a|b|cosa,b|a|b|cosa,b数量b的长度|b|a在b方向上的正射影的数量|a|cosa,b4向量数量积的性质(1)
2、如果e是单位向量,则aeea(2)ab;(3)aa|a|2或|a|;(4)cos(a0,b0);(5)|ab| .|a|cosa,eab0|a|b|重点:平面向量数量积的概念,用平面向量的数量积表示向量的模及向量的夹角难点:平面向量数量积的定义及性质的理解,平面向量数量积的应用1两向量的数量积是一个实数,而不是向量要注意两向量数量积的书写为ab,要与代数中的a,b的乘积ab区分开来当a0时,ab0不能推出b一定为零向量,这是因为对任一与a垂直的非零向量b,都有ab0.2若a、b、c为实数,当b0时,abbcac,但对于向量的数量积,该推理不正确,即abbc/ ac.由图很容易看出,虽然abbc
3、,但ac.3向量数量积的性质的应用及证明(1)如果e是单位向量,则aeea|a|cos.证明:ae|a|e|cos|a|cos,ea|e|a|cos|a|cos,aeea|a|cos.abab0.证明:已知ab,若a、b中至少有一个为零向量,则符合条件ab,ab0;若a0,b0,由已知90,ab|a|b|cos0.因此,abab0.已知ab0,若a、b中至少有一个为零向量,满足ab0,根据定义知ab;若a0,b0,则ab|a|b|cos0,即cos0.又因为0180,90,ab.因此,ab0ab;综上所述,abab0.(2)性质(1)可以帮助理解数量积的几何意义;性质(2)可以解决有关垂直的问
4、题;性质(3)可以求向量的长度;性质(4)可以求两向量的夹角;性质(5)可以解决有关不等式的问题,当且仅当ab时,等号成立五条性质,均可由向量数量积的定义推出例1已知向量a与轴l.则下列命题a在l上的射影为正数;a在l上的射影为非负数;a在l上的射影为向量;a在l上的数量为非负数;a在l上的数量为实数;a在l上的数量为向量;分析利用射影、射影的数量以及向量夹角的定义解题解析a在l上的射影为向量这个向量的坐标叫做数量故不正确,正确,不正确,正确,由向量夹角的范围可知不正确故选.答案(2010江西)已知向量a,b满足|b|2,a与b的夹角为60,则b与a上的投影是_答案1例2已知|a|2,|b|5
5、.(1)若ab,求ab;(2)若ab,求ab;(3)若a,b夹角为60,求ab.分析已知|a|与|b|,只需确定其夹角,特别需注意ab时有0和180两种可能解析(1)当ab时,若a,b同向,则它们的夹角为0,所以ab|a|b|cos010;若a,b反向,则它们的夹角为180.所以ab|a|b|cos18010.(2)当ab时,夹角为90,所以ab|a|b|cos900.(3)当a,b夹角为60时,ab|a|b|cos605.点评(1)用定义求数量积一定要注意两个向量的夹角;(2)当ab时,要注意夹角为0和180两种情况若向量a,b满足|a|b|1,a与b的夹角为120,则aaab_.例3已知ABC中, a, b,B是ABC中的最大角,若ab0,试判断ABC的形状答案正三角形误解、中式子全部正确,故选D. 正解0a0,0a0|ab|a|b|cos|,都不正确;故应选B.答案C解析ab|a|b|cos21cos601.2下列四个命题:若abac,则bc;若ab0,则|a|b|0;若ab,则ab0;若ab,则|ab|a|b|.其中正确命题的个数是()A4个 B3个C2个 D1个答案C解析命题中,若a0,bc,也有abac0,所以错命题中,若a,b的夹角为90,则由定义知ab0,但|a|b|0,所以错答案A二、填空题4已知ab12,且|b|5,则向量a在向量b的方向上的正射影的数量为_