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29第二章平面向量小结与复习
第二章 平面向量章末复习(第2课时)
教学目标
重点:平面向量数量积的定义及其坐标表示;数量积的几何意义、向量法在平面几何中的应用.
难点:用向量法解决平面几何问题时,如何建立平面几何与平面向量之间的联系.
能力点:在运用向量方法解决平面几何问题、力学问题与其他一些实际问题过程中,进一步发展学生的运算能力和解决实际问题的能力.
教育点:提高学生的认知水平,为学生塑造良好的数学认识结构.
自主探究点:例题及变式的解题思路的探寻.
易错点:(1)忽视两向量垂直的概念是针对两非零向量的而致错;
(2)对两向量夹角的定义理解不清致错;
(3)把数的乘法的消去律运用在向量的数量积运算上而致错;
(4)混淆点的坐标与向量的坐标致错.
学法与教具
1.学法:讲授法、讨论法. 2.教具:投影仪.
一、【知识结构】
平面向量
平面向量的数量积
数量积的性质
数量积的定义
数量积的运算律
数量积的几何意义
几何中的应用
平面向量应用举例
物理中的应用
二、【知识梳理】
1.平面向量的数量积
(1)数量积的定义
已知两个非零向量与,我们把数量叫做与的数量积(inner product)(或内积),记作,即,其中是与的夹角.
(2)数量积的几何意义
数量积等于的长度与在方向上的投影的乘积,或等于的长度与在方向上的投影的乘积.
(3)数量积的性质
= 1 \* GB3 ①.
= 2 \* GB3 ②当与同向时,;当与反向时,;特别地,,所以.通常记作.
= 3 \* GB3 ③
(4)数量积的运算律
已知向量、、和实数,则:
= 1 \* GB3 ①;
= 2 \* GB3 ②;
= 3 \* GB3 ③.
(5)数量积的坐标表示
已知两个非零向量,,则.
由此可得:
= 1 \* GB3 ①或;
= 2 \* GB3 ②;
= 3 \* GB3 ③设为、的夹角,则.
2.平面几何中的向量方法
用向量法解决平面几何问题的“三步曲”:
(1)建立平面几何与向量的联系,用向量表示问题中涉及的几何元素,将平面几何问题转化为向量问题;
(2)通过向量运算,研究几何元素之间的关系,如距离、夹角等问题;
(3)把运算结果“翻译”成几何关系.
在上述步骤中,把平面几何问题转化为向量问题是解决问题的关键一步,转化方法大致有两种思路:第一,选取恰当的基向量;第二,建立坐标系.
3.向量法在物理中的应用
向量有丰富的物理背景,向量的物理背景是位移、力、速度等,向量的数量积的物理背景是力所做的功.因此,用向量可以解决一些物理问题.向量在物理中的应用,实际上是把物理问题转化为向量问题,然后通过向量运算解决向量问题,最后再用所获的结果解释物理现象.用向量法解决物理问题时,应作出相应的图形,以帮助我们建立数学模型.
三、【范例导航】
例1(2012?天津)在△ABC中,∠A=90°,AB=1,AC=2.设点P,Q满足 ,.若,则 .
【分析】由题意可知,根据,解方程可以求得的值.
【解答】如图,设 ,,则,,,
又,,
由得,
,
即所以.
【点评】本题主要考查两个向量垂直的性质,两个向量的加减法的法则,以及其几何意义,两个向量的数量积的运算,属于中档题.
变式训练1(2011·江苏卷10)已知是夹角为的两个单位向量, 若,则的值为 .
答案:
解析:,
解得.
例2(2012·江苏9)如图,在矩形中,,,点为的中点,点在边上,若,则的值是 .
【分析】根据所给的图形,把已知向量用矩形的边所在的向量来表示,求出要用的向量的模,表示出要求得向量的数量积,注意应用垂直的向量的数量积等于0,得到结果.
【解答】因为,
,
所以,.
所以.
【点评】本题主要考查平面向量的数量积的运算.解题的关键是要把要用的向量表示成已知向量的和的形式.
变式训练2(2012·湖南文15)如图4,在平行四边形ABCD中 ,AP⊥BD,垂足为P,且= .
答案:18
解析:设,则,
所以,
例3.证明:对于任意的、、、,恒有不等式.
【分析】此题形式对学生较为熟悉,在不等式证明部分常用比较法证明,若利用向量知识求证,则关键在于根据其形式与数量积的坐标表示产生联系,故需要构造向量
【解答】设,,
则,,
因为,
所以
所以.
【点评】此题证法难点在于向量的构造,若能恰当构造向量,则利用数量积的性质容易证明结论这一技巧应要求学生注意体会
变式训练3.如图,在平面直角坐标系中,以原点为圆心,单位长度为半径的圆上有两点,,试用、两点的坐标表示的余弦值.
答案:
解析:因为,,
所以,
那么,.
四、【解法小结】
1.准确把握平面向量数量积的重要性质:设,
(1)
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