高中数学 第二章 平面向量 第4节 平面向量的数量积（第2课时）平面向量数量积的坐标表示、模、夹角教案（含解析）新人教A版必修4-新人教A版高一必修4数学教案VIP免费

第2课时平面向量数量积的坐标表示、模、夹角[核心必知]1．预习教材，问题导入根据以下提纲，预习教材P106～P107的内容，回答下列问题．已知两个向量a＝(x1，y1)，b＝(x2，y2)．(1)若i，j是两个互相垂直且分别与x轴、y轴的正半轴同向的单位向量，则a，b如何用i，j表示？提示：a＝x1i＋y1j，b＝x2i＋y2j.(2)|a|，|b|分别用坐标怎样表示？提示：|a|＝＝；|b|＝＝.(3)能用a，b的坐标表示a·b吗？提示：a·b＝(x1i＋y1j)·(x2i＋y2j)＝x1x2i2＋(x1y2＋x2y1)i·j＋y1y2j2＝x1x2＋y1y2.2．归纳总结，核心必记(1)平面向量数量积的坐标表示若a＝(x1，y1)，b＝(x2，y2)，则a·b＝x1x2＋y1y2，即两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和．(2)两个向量垂直的坐标表示设两个非零向量a＝(x1，y1)，b＝(x2，y2)，则a⊥b⇔x1x2＋y1y2＝0.(3)三个重要公式①向量模的公式：设a＝(x1，y1)，则|a|＝.②两点间的距离公式：若A(x1，y1)，B(x2，y2)，则||＝.③向量的夹角公式：设两非零向量a＝(x1，y1)，b＝(x2，y2)，a与b的夹角为θ，则cosθ＝.[问题思考](1)已知向量a＝(x，y)，你知道与a共线的单位向量的坐标是什么吗？与a垂直的单位向量的坐标又是什么？提示：设与a共线的单位向量为a0，则a0＝±a＝±＝±，其中正号，负号分别表示与a同向和反向．易知b＝(－y，x)和a＝(x，y)垂直，∴与a垂直的单位向量b0的坐标为±，其中正，负号表示不同的方向．(2)你能用向量法推导两点间距离公式|AB|＝吗？提示：＝(x2－x1，y2－y1)，∴·＝2＝||2＝(x2－x1)2＋(y2－y1)2，即||＝.∴|AB|＝.[课前反思](1)平面向量数量积的坐标表示：；(2)两个向量垂直的坐标表示：；(3)向量模的公式：；(4)向量的夹角公式：.知识点1平面向量数量积的坐标运算讲一讲1．(1)设a＝(1，－2)，b＝(－3,4)，c＝(3,2)，则(a＋2b)·c＝()A．12B．0C．－3D．－11(2)已知a＝(1,1)，b＝(2,5)，c＝(3，x)，若(8a－b)·c＝30，则x＝()A．6B．5C．4D．3(3)已知a＝(2，－1)，a＋2b＝(6,3)，若b·c＝14，|c|＝5，则向量c的坐标为________．[尝试解答](1) a＝(1，－2)，b＝(－3,4)，c＝(3,2)，∴a＋2b＝(－5,6)，∴(a＋2b)·c＝(－5)×3＋6×2＝－3.(2)由题意可得，8a－b＝(6,3)，又(8a－b)·c＝30，c＝(3，x)，∴18＋3x＝30，解得x＝4.(3)因为2b＝(a＋2b)－a＝(6,3)－(2，－1)＝(4,4)，所以b＝(2,2)．设c＝(x，y)，则由题可知解得或所以c＝(3,4)或c＝(4,3)．答案：(1)C(2)C(3)(3,4)或(4,3)类题·通法数量积运算的途径及注意点(1)进行向量的数量积运算，前提是牢记有关的运算法则和运算性质．解题时通常有两条途径：一是先将各向量用坐标表示，直接进行数量积运算；二是先利用数量积的运算律将原式展开，再依据已知计算．(2)对于以图形为背景的向量数量积运算的题目，只需把握图形的特征，并写出相应点的坐标即可求解．练一练1．已知向量a与b同向，b＝(1,2)，a·b＝10.(1)求向量a的坐标；(2)若c＝(2，－1)，求(b·c)·a.解：(1)因为a与b同向，又b＝(1,2)，所以a＝λb＝(λ，2λ)．又a·b＝10，所以1·λ＋2·2λ＝10，解得λ＝2>0.因为λ＝2符合a与b同向的条件，所以a＝(2,4)．(2)因为b·c＝1×2＋2×(－1)＝0，所以(b·c)·a＝0·a＝0.知识点2向量模的问题[思考]向量的模与两点间的距离有什么关系？名师指津：向量的模即为向量的长度，其大小应为平面直角坐标系中两点间的距离，如a＝(x，y)，则在平面直角坐标系中，一定存在点A(x，y)，使得＝a＝(x，y)，∴||＝|a|＝，即|a|为点A到原点的距离．同样若A(x1，y1)，B(x2，y2)，则＝(x2－x1，y2－y1)，∴||＝，即平面直角坐标系中任意两点间的距离公式．由此可知向量的模的运算实质即为平面直角坐标系中两点间的距离的运算．讲一讲2．(1)若向量a＝(2x－1,3－x)，b＝(1－x,2x－1)，则|a－b|的最小值为________．(2)若向量a的始点为A(－2,4)，终点为B(2,1)，求：①向量a的模；②与a平行的单位向量的坐标；③与a垂直的单位向量的坐标．[尝试解答](1) a＝(2x－1,3－x)，b＝(1－x,2x－1)，∴a－b＝(2x－1,3－x)－(1－x,2x－1)＝(3x－2,4－3x)，∴|a－b|＝＝＝.∴当x＝1时，|a－b|取最小值为.(2)①...