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高中数学《空间向量及其运算数量积运算》教案新人教A版选修
第四课时3.1.3空间向量的数量积运算
教学要求:掌握空间向量夹角和模的概念及表示方法;掌握两个向量数量积的概念、性质和计算方法及运算律;掌握两个向量数量积的主要用途,会用它解决立体几何中的一些简单问题.
教学重点:两个向量的数量积的计算方法及其应用.
教学难点:向量运算在几何证明与计算中的应用.
教学过程:
一、复习引入
1.复习平面向量数量积定义:
2. 平面向量中有两个平面向量的数量积,与其类似,空间两个向量也有数量积.
二、新课讲授
1. 两个非零向量夹角的概念:已知两个非零向量a与b,在空间中任取一点O,作=a,=b,则∠AOB叫做向量a与b的夹角,记作<a,b>.
说明:⑴规定:<a,b>. 当<a、b>=0时,a与b同向; 当<a、b>=π时,a与b反向;
当<a、b>=时,称a与b垂直,记a⊥b.
⑵ 两个向量的夹角唯一确定且<a,b>=<b,a>.
⑶ 注意:①在两向量的夹角定义中,两向量必须是同起点的.
②<a,b>(a,b)
2. 两个向量的数量积:已知空间两个向量a与b,|a||b|cos<a、b>叫做向量a、b的数量积,记作a·b,即 a·b=|a||b|cos<a,b>.
说明:⑴零向量与任一向量的数量积为0,即0·a=0;
⑵符号“· ”在向量运算中不是乘号,既不能省略,也不能用“×”代替.
几何意义:已知向量=a和轴l,e是l上和l同方向的单位向量.作点A在l上的射影A′,点B在l上的射影B′,则叫做向量在轴l上或在e方向上的正射影,简称射影.可以证明:=||cos<a,e>=a·e.说明:一个向量在轴上的投影的概念,就是a·e的几何意义.
3. 空间数量积的性质:根据定义,空间向量的数量积和平面向量的数量积一样,具有以下性质:
⑴a·e=|a|·cos<a,e>; ⑵a⊥ba·b=0
⑶当a与b同向时,a·b=|a|·|b|; 当a与b反向时,a·b=-||·||特别地,·a=|aa|=.
⑷cos<a,b>=; ⑸|a·b|≤|a|·|b|.
4. 空间向量数量积的运算律:与平面向量的数量积一样,空间向量的数量积有如下运算律:
⑴(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb) (数乘结合律); ⑵ a·b=b·a (交换律);
⑶a·(b+c)=a·b+a·c (分配律)
(a·b)c≠a(b·с);⑵有如下常用性质:a2=|a|2,(a+b)2=a2+2a·b+b2
5. 教学例题:课本P98例2、例3(略)
三、巩固练习
作业:课本P101 例4
2
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