知識(shí)點(diǎn)一.平面向量的數(shù)量積
(1)平面向量數(shù)量積的定義
已知兩個(gè)非零向量與,我們把數(shù)量叫做與的數(shù)量積(或內(nèi)積),記作,即=,規(guī)定:零向量與任一向量的數(shù)量積為0.
(2)平面向量數(shù)量積的幾何意義
①向量的投影:叫做向量在方向上的投影數(shù)量,當(dāng)為銳角時(shí),它是正數(shù);當(dāng)為鈍角時(shí),它是負(fù)數(shù);當(dāng)為直角時(shí),它是0.
②的幾何意義:數(shù)量積等于的長(zhǎng)度與在方向上射影的乘積.
③設(shè),是兩個(gè)非零向量,它們的夾角是與是方向相同的單位向量,,過(guò)的起點(diǎn)和終點(diǎn),分別作所在直線的垂線,垂足分別為,得到,我們稱上述變換為向量向向量投影,叫做向量在向量上的投影向量.記為.
知識(shí)點(diǎn)二.?dāng)?shù)量積的運(yùn)算律
已知向量、、和實(shí)數(shù),則:
①;
②;
③.
知識(shí)點(diǎn)三.?dāng)?shù)量積的性質(zhì)
設(shè)、都是非零向量,是與方向相同的單位向量,是與的夾角,則
①.②.
③當(dāng)與同向時(shí),;當(dāng)與反向時(shí),.
特別地,或.
④.⑤.
知識(shí)點(diǎn)四.?dāng)?shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算
已知非零向量,,為向量、的夾角.
知識(shí)點(diǎn)五、向量中的易錯(cuò)點(diǎn)
(1)平面向量的數(shù)量積是一個(gè)實(shí)數(shù),可正、可負(fù)、可為零,且.
(2)當(dāng)時(shí),由不能推出一定是零向量,這是因?yàn)槿我慌c垂直的非零向量都有.
當(dāng)時(shí),且時(shí),也不能推出一定有,當(dāng)是與垂直的非零向量,是另一與垂直的非零向量時(shí),有,但.
(3)數(shù)量積不滿足結(jié)合律,即,這是因?yàn)槭且粋€(gè)與共線的向量,而是一個(gè)與共線的向量,而與不一定共線,所以不一定等于,即凡有數(shù)量積的結(jié)合律形式的選項(xiàng),一般都是錯(cuò)誤選項(xiàng).
(4)非零向量夾角為銳角(或鈍角).當(dāng)且僅當(dāng)且(或,且
【解題方法總結(jié)】
(1)在上的投影是一個(gè)數(shù)量,它可以為正,可以為負(fù),也可以等于0.
(2)數(shù)量積的運(yùn)算要注意時(shí),,但時(shí)不能得到或,因?yàn)闀r(shí),也有.
(3)根據(jù)平面向量數(shù)量積的性質(zhì):,,等,所以平面向量數(shù)量積可以用來(lái)解決有關(guān)長(zhǎng)度、角度、垂直的問(wèn)題.
(4)若、、是實(shí)數(shù),則();但對(duì)于向量,就沒(méi)有這樣的性質(zhì),即若向量、、滿足(),則不一定有,即等式兩邊不能同時(shí)約去一個(gè)向量,但可以同時(shí)乘以一個(gè)向量.
(5)數(shù)量積運(yùn)算不適合結(jié)合律,即,這是由于表示一個(gè)與共線的向量,表示一個(gè)與共線的向量,而與不一定共線,因此與不一定相等.
題型一:平面向量的數(shù)量積運(yùn)算
例1.已知向量,滿足,且與的夾角為,則( )
A.6B.8C.10D.14
例2.已知菱形ABCD的邊長(zhǎng)為1,,G是菱形ABCD內(nèi)一點(diǎn),若,則( )
A.B.1C.D.2
變式1.已知單位向量,且,若,,則( )
A.1B.12C.或2D.或1
變式2.將向量繞坐標(biāo)原點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到,則( )
A. B. C. D.
變式3.如圖,在中,,,為上一點(diǎn),且滿足,若,,則的值為( ).
A. B. C. D.
【解題方法總結(jié)】
(1)求平面向量的數(shù)量積是較為常規(guī)的題型,最重要的方法是緊扣數(shù)量積的定義找到解題思路.
(2)平面向量數(shù)量積的幾何意義及坐標(biāo)表示,分別突出了它的幾何特征和代數(shù)特征,因而平面向量數(shù)量積是中學(xué)數(shù)學(xué)較多知識(shí)的交匯處,因此它的應(yīng)用也就十分廣泛.
(3)平面向量的投影問(wèn)題,是近幾年的高考熱點(diǎn)問(wèn)題,應(yīng)熟練掌握其公式:向量在向量方向上的投影為.
(4)向量運(yùn)算與整式運(yùn)算的同與異(無(wú)坐標(biāo)的向量運(yùn)算)
同:;;公式都可通用
異:整式:,僅僅表示數(shù);向量:(為與的夾角)
,使用范圍廣泛,通常是求?;蛘邐A角.
,通常是求最值的時(shí)候用.
題型二:平面向量的夾角
例3.若單位向量,滿足,則向量,夾角的余弦值為____________.
例4.若是夾角為的兩個(gè)單位向量,則與的夾角大小為________.
變式4.若向量與不共線也不垂直, 且, 則向量夾角________.
變式5.已知向量,滿足,,,則向量與的夾角大小為___________.
變式6.已知向量,,,則向量與的夾角為______.
【解題方法總結(jié)】
求夾角,用數(shù)量積,由得,進(jìn)而求得向量的夾角.
題型三:平面向量的模長(zhǎng)
例5.已知平面向量,,滿足,,且.若,則( )
A.B.C.D.
例6.已知,是非零向量,,,向量在向量方向上的投影為,則________.
變式7.已知為單位向量,且滿足,則______.
變式8.已知向量滿足,,則______.
變式9.已知點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),,,點(diǎn)P在線段AB上,且,則點(diǎn)P的坐標(biāo)為______.
【解題方法總結(jié)】
求模長(zhǎng),用平方,.
題型四:平面向量的投影、投影向量
例7.已知若向量在向量方向上的數(shù)量投影為,則實(shí)數(shù)_______.
例8.已知向量,為單位向量,當(dāng)向量、的夾角等于時(shí),則向量在向量上的投影向量是________.
變式10.已知向量,滿足,,,則向量在向量方向上的投影為______.
變式11.已知非零向量 滿足,且向量在向量方向的投影向量是,則向量與的夾角是________.
變式12.已知向量,則向量在向量上的投影向量為__________.
【解題方法總結(jié)】
設(shè),是兩個(gè)非零向量,它們的夾角是與是方向相同的單位向量,,過(guò)的起點(diǎn)和終點(diǎn),分別作所在直線的垂線,垂足分別為,得到,我們稱上述變換為向量向向量投影,叫做向量在向量上的投影向量.記為.
題型五:平面向量的垂直問(wèn)題
例9.已知向量,,,其中,為單位向量,且,若______,則.
注:填上你認(rèn)為正確的一種條件即可,不必考慮所有可能的情形.
例10.設(shè)非零向量,的夾角為.若,且,則____________.
變式13.已知兩單位向量的夾角為,若,且,則實(shí)數(shù)_________.
變式14.已知為單位向量,向量在向量上的投影向量是,且,則實(shí)數(shù)的值為______.
變式15.非零向量,,若,則______.
【解題方法總結(jié)】

題型六:建立坐標(biāo)系解決向量問(wèn)題
例11.已知,,則的最小值為( )
A.B.C.D.
例12.以邊長(zhǎng)為2的等邊三角形ABC每個(gè)頂點(diǎn)為圓心,以邊長(zhǎng)為半徑,在另兩個(gè)頂點(diǎn)間作一段圓弧,三段圓弧圍成曲邊三角形,已知P為弧AC上的一點(diǎn),且,則的值為( )

A. B. C. D.
變式16.已知正方形的邊長(zhǎng)為為正方形的中心,是的中點(diǎn),則( )
A.B.C.D.1
變式17.在中,,,.為所在平面內(nèi)的動(dòng)點(diǎn),且,則的取值范圍是
A.,B.,C.,D.,
【解題方法總結(jié)】

邊長(zhǎng)為的等邊三角形 已知夾角的任意三角形 正方形 矩形
平行四邊形 直角梯形 等腰梯形 圓
建系必備(1)三角函數(shù)知識(shí);(2)向量三點(diǎn)共線知識(shí).
設(shè),是兩個(gè)非零向量,它們的夾角是與是方向相同的單位向量,,過(guò)的起點(diǎn)和終點(diǎn),分別作所在直線的垂線,垂足分別為,得到,我們稱上述變換為向量向向量投影,叫做向量在向量上的投影向量.記為.
平面向量的數(shù)量積及其應(yīng)用 隨堂檢測(cè)
1.已知,,向量在方向上投影向量是,則為( )
A.12B.8C.-8D.2
2.正方形的邊長(zhǎng)是2,是的中點(diǎn),則( )
A.B.3C.D.5
3.已知向量,滿足同向共線,且,,則( )
A.3B.15C.或15D.3或15
4.在矩形中,與相交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作于,則( )
A.B.C.D.
5.已知向量和滿足:,,,則與的夾角為__________.
6.已知向量,滿足,,,則__________.
7.已知平面向量滿足,且,則=_________.
8.已知,,若,則______.
9.已知向量,向量,則向量在向量方向上的投影為_________.
10.已知向量,若,則___________.
11.向量,且,則實(shí)數(shù)_________.
12.向量,若存在整數(shù)使得方程在上有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根,則
13.已知長(zhǎng)方形ABCD的邊長(zhǎng),P,Q分別是線段BC,CD上的動(dòng)點(diǎn),,則的最小值為 .
結(jié)論
幾何表示
坐標(biāo)表示

數(shù)量積
夾角
的充要
條件
的充要
條件

的關(guān)系
(當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立)

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