2022最新上海高二下数学书教案2021文案.doc
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1、2022最新上海高二下数学书教案2021文案a|b|cos记法ab=|a|b|cos(2)零向量与任一向量的数量积:规定:零向量与任一向量的数量积均为0.点睛(1)两向量的数量积,其结果是数量,而不是向量,它的值等于两向量的模与两向量夹角余弦值的乘积,其符号由夹角的余弦值来决定.(2)两个向量的数量积记作ab,千万不能写成ab的形式.2.向量的数量积的几何意义(1)投影的概念:向量b在a的方向上的投影为|b|cos.向量a在b的方向上的投影为|a|cos.(2)数量积的几何意义:数量积ab等于a的长度|a|与b在a的方向上的投影|b|cos的乘积.点睛(1)b在a方向上的投影为|b|cos(是
2、a与b的夹角),也可以写成ab|a|.(2)投影是一个数量,不是向量,其值可为正,可为负,也可为零.3.向量数量积的性质设a与b都是非零向量,为a与b的夹角.(1)abab=0.(2)当a与b同向时,ab=|a|b|,当a与b反向时,ab=-|a|b|.(3)aa=|a|2或|a|=aa=a2.(4)cos=ab|a|b|.(5)|ab|a|b|.点睛对于性质(1),可以用来解决有关垂直的问题,即若要证明某两个向量垂直,只需判定它们的数量积为0;若两个非零向量的数量积为0,则它们互相垂直.4.向量数量积的运算律(1)ab=ba(交换律).(2)(a)b=(ab)=a(b)(结合律).(3)(a
3、+b)c=ac+bc(分配律).点睛(1)向量的数量积不满足消去律:若a,b,c均为非零向量,且ac=bc,但得不到a=b.(2)(ab)ca(bc),因为ab,bc是数量积,是实数,不是向量,所以(ab)c与向量c共线,a(bc)与向量a共线,因此,(ab)c=a(bc)在一般情况下不成立.小试身手1.判断下列命题是否正确.(正确的打“”,错误的打“”)(1)两个向量的数量积仍然是向量.()(2)若ab=bc,则一定有a=c.()(3)若a,b反向,则ab=-|a|b|.()(4)若ab=0,则ab.()答案:(1)(2)(3)(4)2.若|a|=2,|b|=12,a与b的夹角为60,则ab
4、=()A.2B.12C.1D.14答案:B3.已知|a|=10,|b|=12,且(3a)15b=-36,则a与b的夹角为()A.60B.120C.135D.150答案:B4.已知a,b的夹角为,|a|=2,|b|=3.(1)若=135,则ab=_;(2)若ab,则ab=_;(3)若ab,则ab=_.答案:(1)-32(2)6或-6(3)0向量数量积的运算典例(1)已知向量a与b的夹角为120,且|a|=4,|b|=2,求:ab;(a+b)(a-2b).(2)如图,正三角形ABC的边长为2,=c,=a,=b,求ab+bc+ca.解(1)由已知得ab=|a|b|cos=42cos120=-4.(a
5、+b)(a-2b)=a2-ab-2b2=16-(-4)-24=12.(2)|a|=|b|=|c|=2,且a与b,b与c,c与a的夹角均为120,ab+bc+ca=22cos1203=-3.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.活学活用已知|a|=3,|b|=4,a与b的夹角为120,求:(1)ab;(2)a2-b2;(3)(2a-b)(a+3b).解:(1)ab=|a|b|cos120=34-12=-6.(2)a2-b2=|a|2-|b
6、|2=32-42=-7.(3)(2a-b)(a+3b)=2a2+5ab-3b2=2|a|2+5|a|b|cos120-3|b|2=232+534-12-342=-60.与向量的模有关的问题典例(1)(浙江高考)已知e1,e2是平面单位向量,且e1e2=12.若平面向量b满足be1=be2=1,则|b|=_.(2)已知向量a,b的夹角为45,且|a|=1,|2a-b|=10,则|b|=_.解析(1)令e1与e2的夹角为,e1e2=|e1|e2|cos=cos=12.又0180,=60.b(e1-e2)=0,b与e1,e2的夹角均为30,be1=|b|e1|cos30=1,从而|b|=1cos30
7、=233.(2)a,b的夹角为45,|a|=1,ab=|a|b|cos45=22|b|,|2a-b|2=4-422|b|+|b|2=10,|b|=32.答案(1)233(2)32求向量的模的常见思路及方法(1)求模问题一般转化为求模的平方,与向量数量积联系,并灵活应用a2=|a|2,勿忘记开方.(2)aa=a2=|a|2或|a|=a2,可以实现实数运算与向量运算的相互转化.活学活用已知向量a,b满足|a|=|b|=5,且a与b的夹角为60,求|a+b|,|a-b|,|2a+b|.解:|a+b|2=(a+b)2=(a+b)(a+b)=|a|2+|b|2+2ab=25+25+2|a|b|cos60
8、=50+25512=75,|a+b|=53.|a-b|2=(a-b)2=(a-b)(a-b)=|a|2+|b|2-2ab=|a|2+|b|2-2|a|b|cos60=25,|a-b|=5.|2a+b|2=(2a+b)(2a+b)=4|a|2+|b|2+4ab=4|a|2+|b|2+4|a|b|cos60=175,|2a+b|=57.两个向量的夹角和垂直题点一:求两向量的夹角1.(重庆高考)已知非零向量a,b满足|b|=4|a|,且a(2a+b),则a与b的夹角为()A.3B.2C.23D.56解析:选Ca(2a+b),a(2a+b)=0,2|a|2+ab=0,即2|a|2+|a|b|cosa,
9、b=0.|b|=4|a|,2|a|2+4|a|2cosa,b=0,cosa,b=-12,a,b=23.题点二:证明两向量垂直2.已知向量a,b不共线,且|2a+b|=|a+2b|,求证:(a+b)(a-b).证明:|2a+b|=|a+2b|,(2a+b)2=(a+2b)2.即4a2+4ab+b2=a2+4ab+4b2,a2=b2.(a+b)(a-b)=a2-b2=0.又a与b不共线,a+b0,a-b0,(a+b)(a-b).题点三:利用夹角和垂直求参数3.已知ab,|a|=2,|b|=3且向量3a+2b与ka-b互相垂直,则k的值为()A.-32B.32C.32D.1解析:选B3a+2b与ka
10、-b互相垂直,(3a+2b)(ka-b)=0,3ka2+(2k-3)ab-2b2=0.ab,ab=0,又|a|=2,|b|=3,12k-18=0,k=32.求向量a与b夹角的思路(1)求向量夹角的关键是计算ab及|a|b|,在此基础上结合数量积的定义或性质计算cos=ab|a|b|,最后借助0,求出的值.(2)在个别含有|a|,|b|与ab的等量关系式中,常利用消元思想计算cos的值.层级一学业水平达标1.已知向量a,b满足|a|=1,|b|=4,且ab=2,则a与b的夹角为()A.6B.4C.3D.2解析:选C由题意,知ab=|a|b|cos=4cos=2,又0,所以=3.2.已知|b|=3
11、,a在b方向上的投影为32,则ab等于()A.3B.92C.2D.12解析:选B设a与b的夹角为.|a|cos=32,ab=|a|b|cos=332=92.3.已知|a|=|b|=1,a与b的夹角是90,c=2a+3b,d=ka-4b,c与d垂直,则k的值为()A.-6B.6C.3D.-3解析:选Bcd=0,(2a+3b)(ka-4b)=0,2ka2-8ab+3kab-12b2=0,2k=12,k=6.4.已知a,b满足|a|=4,|b|=3,夹角为60,则|a+b|=()A.37B.13C.37D.13解析:选C|a+b|=(a+b)2=a2+2ab+b2=42+243cos60+32=37
12、.5.在四边形ABCD中,=,且=0,则四边形ABCD是()A.矩形B.菱形C.直角梯形D.等腰梯形解析:选B=,即一组对边平行且相等,=0,即对角线互相垂直,四边形ABCD为菱形.6.给出以下命题:若a0,则对任一非零向量b都有ab0;若ab=0,则a与b中至少有一个为0;a与b是两个单位向量,则a2=b2.其中,正确命题的序号是_.解析:上述三个命题中只有正确,因为|a|=|b|=1,所以a2=|a|2=1,b2=|b|2=1,故a2=b2.当非零向量a,b垂直时,有ab=0,显然错误.答案:7.设e1,e2是两个单位向量,它们的夹角为60,则(2e1-e2)(-3e1+2e2)=_.解析
13、:(2e1-e2)(-3e1+2e2)=-6e21+7e1e2-2e22=-6+7cos60-2=-92.答案:-928.若|a|=1,|b|=2,c=a+b,且ca,则向量a与b的夹角为_.解析:ca,ca=0,(a+b)a=0,即a2+ab=0.|a|=1,|b|=2,1+2cosa,b=0,cosa,b=-12.又0a,b180,a,b=120.答案:1209.已知e1与e2是两个夹角为60的单位向量,a=2e1+e2,b=2e2-3e1,求a与b的夹角.解:因为|e1|=|e2|=1,所以e1e2=11cos60=12,|a|2=(2e1+e2)2=4+1+4e1e2=7,故|a|=7
14、,|b|2=(2e2-3e1)2=4+9-12e1e2=7,故|b|=7,且ab=-6e21+2e22+e1e2=-6+2+12=-72,所以cosa,b=ab|a|b|=-7277=-12,所以a与b的夹角为120.10.已知|a|=2|b|=2,且向量a在向量b方向上的投影为-1.(1)求a与b的夹角;(2)求(a-2b)b;(3)当为何值时,向量a+b与向量a-3b互相垂直?解:(1)|a|=2|b|=2,|a|=2,|b|=1.又a在b方向上的投影为|a|cos=-1,ab=|a|b|cos=-1.cos=-12,=23.(2)(a-2b)b=ab-2b2=-1-2=-3.(3)a+b
15、与a-3b互相垂直,(a+b)(a-3b)=a2-3ab+ba-3b2=4+3-1-3=7-4=0,=47.层级二应试能力达标1.已知|a|=2,|b|=1,且a与b的夹角为3,则向量m=a-4b的模为()A.2B.23C.6D.12解析:选B|m|2=|a-4b|2=a2-8ab+16b2=4-82112+16=12,所以|m|=23.2.在RtABC中,C=90,AC=4,则等于()A.-16B.-8C.8D.16解析:选D法一:因为cosA=ACAB,故=|cosA=|2=16,故选D.法二:在上的投影为|cosA=|,故=|cosA=|2=16,故选D.3.已知向量a,b满足|a|=1
16、,|b|=2,且a在b方向上的投影与b在a方向上的投影相等,则|a-b|=()A.1B.3C.5D.3解析:选C由于投影相等,故有|a|cosa,b=|b|cosa,b,因为|a|=1,|b|=2,所以cosa,b=0,即ab,则|a-b|=|a|2+|b|2-2ab=5.4.如图,在边长为2的菱形ABCD中,BAD=60,E为BC的中点,则=()A.-3B.0C.-1D.1解析:选C=AB+12AD(-)=12-|2+12|2=1222cos60-22+1222=-1.5.设向量a,b,c满足a+b+c=0,(a-b)c,ab,若|a|=1,则|a|2+|b|2+|c|2的值是_.解析:法一
17、:由a+b+c=0得c=-a-b.又(a-b)c=0,(a-b)(-a-b)=0,即a2=b2.则c2=(a+b)2=a2+b2+2ab=a2+b2=2,|a|2+|b|2+|c|2=4.法二:如图,作=a,=b,则=c.ab,ABBC,又a-b=-=,(a-b)c,CDCA,所以ABC是等腰直角三角形,|a|=1,|b|=1,|c|=2,|a|2+|b|2+|c|2=4.答案:46.已知向量a,b的夹角为45,且|a|=4,12a+b(2a-3b)=12,则|b|=_;b在a方向上的投影等于_.解析:12a+b(2a-3b)=a2+12ab-3b2=12,即3|b|2-2|b|-4=0,解得
18、|b|=2(舍负),b在a方向上的投影是|b|cos45=222=1.答案:217.已知非零向量a,b,满足|a|=1,(a-b)(a+b)=12,且ab=12.(1)求向量a,b的夹角;(2)求|a-b|.解:(1)(a-b)(a+b)=12,a2-b2=12,即|a|2-|b|2=12.又|a|=1,|b|=22.ab=12,|a|b|cos=12,cos=22,向量a,b的夹角为45.(2)|a-b|2=(a-b)2=|a|2-2|a|b|cos+|b|2=12,|a-b|=22.8.设两个向量e1,e2,满足|e1|=2,|e2|=1,e1与e2的夹角为3,若向量2te1+7e2与e1
19、+te2的夹角为钝角,求实数t的取值范围.解:由向量2te1+7e2与e1+te2的夹角为钝角,得(2te1+7e2)(e1+te2)|2te1+7e2|e1+te2|<0.即(2te1+7e2)(e1+te2)<0,化简即得2t2+15t+7<0,解得-7当夹角为时,也有(2te1+7e2)(e1+te2)<0,但此时夹角不是钝角,设2te1+7e2=(e1+te2),<0,可得2t=,7=t,<0,=-14,t=-142.所求实数t的取值范围是-7,-142-142,-12.【篇二】新知初探平面向量共线的坐标表示前提条件a=(x1,y1),b=(x2,y
20、2),其中b0结论当且仅当x1y2-x2y1=0时,向量a、b(b0)共线点睛(1)平面向量共线的坐标表示还可以写成x1x2=y1y2(x20,y20),即两个不平行于坐标轴的共线向量的对应坐标成比例;(2)当a0,b=0时,ab,此时x1y2-x2y1=0也成立,即对任意向量a,b都有:x1y2-x2y1=0ab.小试身手1.判断下列命题是否正确.(正确的打“”,错误的打“”)(1)已知a=(x1,y1),b=(x2,y2),若ab,则必有x1y2=x2y1.()(2)向量(2,3)与向量(-4,-6)反向.()答案:(1)(2)2.若向量a=(1,2),b=(2,3),则与a+b共线的向量
21、可以是()A.(2,1)B.(-1,2)C.(6,10)D.(-6,10)答案:C3.已知a=(1,2),b=(x,4),若ab,则x等于()A.-12B.12C.-2D.2答案:D4.已知向量a=(-2,3),ba,向量b的起点为A(1,2),终点B在x轴上,则点B的坐标为_.答案:73,0向量共线的判定典例(1)已知向量a=(1,2),b=(,1),若(a+2b)(2a-2b),则的值等于()A.12B.13C.1D.2(2)已知A(2,1),B(0,4),C(1,3),D(5,-3).判断与是否共线?如果共线,它们的方向相同还是相反?解析(1)法一:a+2b=(1,2)+2(,1)=(1
22、+2,4),2a-2b=2(1,2)-2(,1)=(2-2,2),由(a+2b)(2a-2b)可得2(1+2)-4(2-2)=0,解得=12.法二:假设a,b不共线,则由(a+2b)(2a-2b)可得a+2b=(2a-2b),从而1=2,2=-2,方程组显然无解,即a+2b与2a-2b不共线,这与(a+2b)(2a-2b)矛盾,从而假设不成立,故应有a,b共线,所以1=21,即=12.答案A(2)解=(0,4)-(2,1)=(-2,3),=(5,-3)-(1,3)=(4,-6),(-2)(-6)-34=0,共线.又=-2,方向相反.综上,与共线且方向相反.向量共线的判定方法(1)利用向量共线定
23、理,由a=b(b0)推出ab.(2)利用向量共线的坐标表达式x1y2-x2y1=0直接求解.活学活用已知a=(1,2),b=(-3,2),当k为何值时,ka+b与a-3b平行,平行时它们的方向相同还是相反?解:ka+b=k(1,2)+(-3,2)=(k-3,2k+2),a-3b=(1,2)-3(-3,2)=(10,-4),若ka+b与a-3b平行,则-4(k-3)-10(2k+2)=0,解得k=-13,此时ka+b=-13a+b=-13(a-3b),故ka+b与a-3b反向.k=-13时,ka+b与a-3b平行且方向相反.三点共线问题典例(1)已知=(3,4),=(7,12),=(9,16),
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