第1课时平面向量数量积的物理背景及其含义[核心必知]1.预习教材,问题导入根据以下提纲,预习教材P103~P105的内容,回答下列问题.观察教材P103图2.4-1和图2.4-2,思考:(1)如何计算力F所做的功?提示:W=|F||s|cosθ.(2)力F在位移方向上的分力是多少?提示:|F|cosθ.(3)力做功的大小与哪些量有关?提示:与力F的大小、位移的大小及它们之间的夹角有关.2.归纳总结,核心必记(1)向量的数量积的定义已知条件向量a,b是非零向量,它们的夹角为θ定义数量|a||b|cosθ叫做a与b的数量积(或内积)记法a·b=|a||b|cosθ规定零向量与任一向量的数量积为0(2)向量的数量积的几何意义①投影的概念:(ⅰ)向量b在a的方向上的投影为|b|cosθ.(ⅱ)向量a在b的方向上的投影为|a|cosθ.②数量积的几何意义:数量积a·b等于a的长度|a|与b在a的方向上的投影|b|cosθ的乘积.(3)向量数量积的性质设a与b都是非零向量,θ为a与b的夹角.①a⊥b⇔a·b=0.②当a与b同向时,a·b=|a||b|,当a与b反向时,a·b=-|a||b|.③a·a=|a|2或|a|==.④cosθ=.⑤|a·b|≤|a||b|.(4)向量数量积的运算律①a·b=b·a(交换律).②(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb)(结合律).③(a+b)·c=a·c+b·c(分配律).[问题思考](1)向量的数量积与数乘向量的区别是什么?提示:平面向量的数量积是关于两个向量间的运算,其运算结果是一个实数,这个实数的符号由两向量夹角的余弦值来确定.向量的数乘是实数与向量间的运算,其结果是一个向量,这个向量与原向量是共线向量.(2)数量积a·b与实数乘法ab的区别是什么?提示:①在实数中,若a≠0,且ab=0,则b=0,但在数量积中,若a≠0且a·b=0,不一定能推出b=0,这是因为|b|cosθ有可能为0,即a⊥b.②在实数中|ab|=|a||b|,但在向量中|a·b|≤|a|·|b|.(3)a⊥b与a·b=0等价吗?提示:当a与b为非零向量时,两者等价;当其中一个为零向量时,两者不等价.(4)a·b<0,则〈a,b〉是钝角吗?提示:a·b=|a|·|b|·cos〈a,b〉<0,∴cos〈a,b〉<0,∴〈a,b〉是钝角或180°.(5)a·b中的“·”能省略不写吗?提示:不能省略,也不能换成其它符号,a与b的数量积又称a与b的点乘.(6)对于向量a,b,c,等式(a·b)·c=a·(b·c)一定成立吗?提示:不一定成立, 若(a·b)·c≠0,其方向与c相同或相反,而a·(b·c)≠0时其方向与a相同或相反,而a与c方向不一定相同,故该等式不一定成立.[课前反思](1)向量数量积的定义:;(2)向量数量积的几何意义:;(3)向量数量积的性质:;(4)向量数量积的运算律:.知识点1向量数量积的运算[思考1]要求a·b,需要知道哪些量?名师指津:要求a·b,需要知道|a|、|b|、cosθ.[思考2]你认为,求平面向量数量积的步骤是什么?名师指津:求平面向量数量积的步骤为:(1)求a与b的夹角θ,θ∈[0,π];(2)求|a|和|b|;(3)代入公式求a·b的值.讲一讲1.(1)已知向量a与b的夹角为120°,且|a|=4,|b|=2,求:①a·b;②(a+b)·(a-2b).(2)设正三角形ABC的边长为,=c,=a,=b,求a·b+b·c+c·a.[尝试解答](1)①由已知得a·b=|a||b|cosθ=4×2×cos120°=-4.②(a+b)·(a-2b)=a2-a·b-2b2=16-(-4)-2×4=12.(2) |a|=|b|=|c|=,且a与b、b与c、c与a的夹角均为120°,∴a·b+b·c+c·a=××cos120°×3=-3.类题·通法向量数量积的求法(1)求两个向量的数量积,首先确定两个向量的模及向量的夹角,其中准确求出两个向量的夹角是求数量积的关键.(2)根据数量积的运算律,向量的加、减与数量积的混合运算类似于多项式的乘法运算.练一练1.(1)已知下列命题:①若a2+b2=0,则a=b=0;②已知a,b,c是三个非零向量,若a+b=0,则|a·c|=|b·c|;③|a|·|b|<|a·b|;④a·a·a=|a|3;⑤若向量a,b满足a·b>0,则a与b的夹角为锐角.其中所有正确命题的序号是________.(2)已知|a|=2,|b|=3,a与b的夹角θ为60°,求:①a·b;②(2a-b)·(a+3b);③|a-b|.解析:(1)对于①, a2+b2=0,∴|a|2+|b|2=0,∴|a|=|b|=0,∴a=b=0,故①正确;对于②, a+b=0,∴a与b互为相反向量,设a与c夹角为θ,则b与c夹...