1、第三节平面向量的数量积与平面向量应用举例考纲传真1.理解平面向量数量积的含义及其物理意义.2.了解平面向量的数量积与向量投影的关系.3.掌握数量积的坐标表达式，会进行平面向量数量积的运算.4.能运用数量积表示两个向量的夹角，会用数量积判断两个平面向量的垂直关系.5.会用向量方法解决某些简单的平面几何问题.6.会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题1平面向量的数量积(1)定义：已知两个非零向量a和b，它们的夹角为，则数量|a|b|cos 叫做a与b的数量积(或内积)规定：零向量与任一向量的数量积为0.(2)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
2、2平面向量数量积的运算律(1)交换律：abba；(2)数乘结合律：(a)b(ab)a(b)；(3)分配律：a(bc)abac.3平面向量数量积的性质及其坐标表示设非零向量a(x1，y1)，b(x2，y2)，a，b.结论几何表示坐标表示模|a|a|数量积ab|a|b|cos abx1x2y1y2夹角cos cos abab0x1x2y1y20|ab|与|a|b|的关系|ab|a|b|x1x2y1y2|1(思考辨析)判断下列结论的正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)两个向量的数量积是一个实数，向量的数乘运算的运算结果是向量()(2)由ab0，可得a0或b0.()(3)由abac及a0不能推出b
3、c.()(4)在四边形ABCD中，且0，则四边形ABCD为矩形. ()答案(1)(2)(3)(4)2(2016全国卷)已知向量，则ABC()A30B45C60D120A因为，所以.又因为|cosABC11cosABC，所以cosABC.又0ABC180，所以ABC30.故选A.3(2015全国卷)向量a(1，1)，b(1,2)，则(2ab)a()A1B0 C1D2C法一：a(1，1)，b(1,2)，a22，ab3，从而(2ab)a2a2ab431.法二：a(1，1)，b(1,2)，2ab(2，2)(1,2)(1,0)，从而(2ab)a(1,0)(1，1)1，故选C.4(教材改编)已知|a|5，
4、|b|4，a与b的夹角120，则向量b在向量a方向上的投影为_2由数量积的定义知，b在a方向上的投影为|b|cos 4cos 1202.5(2016全国卷)设向量a(x，x1)，b(1,2)，且ab，则x_.ab，ab0，即x2(x1)0，x.平面向量数量积的运算(1)(2016天津高考)已知ABC是边长为1的等边三角形，点D，E分别是边AB，BC的中点，连接DE并延长到点F，使得DE2EF，则的值为()AB.C.D.(2)已知正方形ABCD的边长为1，点E是AB边上的动点，则的值为_；的最大值为_(1)B(2)11(1)如图所示，.又D，E分别为AB，BC的中点，且DE2EF，所以，所以.又
5、，则()2222.又|1，BAC60，故11.故选B.(2)法一：以射线AB，AD为x轴，y轴的正方向建立平面直角坐标系，则A(0,0)，B(1,0)，C(1,1)，D(0,1)，设E(t,0)，t0,1，则(t，1)，(0，1)，所以(t，1)(0，1)1.因为(1,0)，所以(t，1)(1,0)t1，故的最大值为1.法二：由图知，无论E点在哪个位置，在方向上的投影都是CB1，所以|11，当E运动到B点时，在方向上的投影最大，即为DC1，所以()max|11.规律方法1.求两个向量的数量积有三种方法：利用定义；利用向量的坐标运算；利用数量积的几何意义2(1)要有“基底”意识，关键用基向量表示
6、题目中所求相关向量(2)注意向量夹角的大小，以及夹角0，90，180三种特殊情形变式训练1(1)已知(2,1)，点C(1,0)，D(4,5)，则向量在方向上的投影为 ()AB3C.D3(2)(2017南宁二次适应性测试)线段AD，BE分别是边长为2的等边三角形ABC在边BC，AC边上的高，则()A B. C D.(1)C(2)A(1)因为点C(1,0)，D(4,5)，所以CD(5,5)，又(2,1)，所以向量在方向上的投影为|cos，.(2)由等边三角形的性质得|，120，所以|cos，故选A.平面向量数量积的性质角度1平面向量的模(1)(2017合肥二次质检)已知不共线的两个向量a，b满足|
7、ab|2且a(a2b)，则|b|()A.B2 C2D4(2)已知向量a，b满足|a|1，b(2,1)，且ab0(R)，则|_.(1)B(2)(1)由a(a2b)得a(a2b)|a|22ab0.又|ab|2，|ab|2|a|22ab|b|24，则|b|24，|b|2，故选B.(2)|a|1，可令a(cos ，sin )，ab0.即由sin2cos21得25，得|.角度2平面向量的夹角(1)若|ab|ab|2|a|，则向量ab与a的夹角为()A.B. C.D.(2)已知平面向量a，b的夹角为120，且ab1，则|ab|的最小值为 ()A.B. C.D1(1)B(2)A(1)由|ab|ab|两边平方
8、得，ab0，由|ab|2|a|两边平方得，3a22abb20，故b23a2，则(ab)aa2aba2，设向量ab与a的夹角为，则有cos ，故.(2)由题意可知：1ab|a|b|cos 120，所以2|a|b|.即|a|2|b|24，|ab|2a22abb2a2b22426，所以|ab|.角度3平面向量的垂直(2016山东高考)已知向量a(1，1)，b(6，4)若a(tab)，则实数t的值为_5a(1，1)，b(6，4)，tab(t6，t4)又a(tab)，则a(tab)0，即t6t40，解得t5.规律方法1.求两向量的夹角：cos ，要注意0，2两向量垂直的应用：两非零向量垂直的充要条件是：
9、abab0|ab|ab|.3求向量的模：利用数量积求解长度问题的处理方法有：(1)a2aa|a|2或|a|.(2)|ab|.(3)若a(x，y)，则|a|.平面向量在平面几何中的应用已知ABC中，C是直角，CACB，D是CB的中点，E是AB上一点，且AE2EB，求证：ADCE.证明建立如图所示的平面直角坐标系，设A(a,0)，则B(0，a)，E(x，y).2分D是BC的中点，D.4分又2，即(xa，y)2(x，ay)，解得x，ya.8分(a,0)，aaa2a20.10分，即ADCE.12分规律方法平面几何问题中的向量方法(1)坐标法：把几何图形放在适当的坐标系中，就赋予了有关点与向量具体的坐标
10、，这样就能进行相应的代数运算和向量运算，从而使问题得到解决(如本例)(2)基向量法：适当选取一组基底，沟通向量之间的联系，利用向量共线构造关于设定未知量的方程来进行求解变式训练2在平行四边形ABCD中，AD1，BAD60，E为CD的中点若1，则AB的长为_. 【导学号：31222151】设AB的长为a(a0)，因为，于是()22a2a1，故a2a11，解得a，所以AB.思想与方法1计算数量积的三种方法：定义法、坐标运算、数量积的几何意义，解题要灵活选用恰当的方法，与图形有关的不要忽视数量积几何意义的应用2求向量模的常用方法：利用公式|a|2a2，将模的运算转化为向量的数量积的运算3利用向量垂直或平行的条件构造方程或函数是求参数或最值问题常用的方法与技巧4两个非零向量垂直的充要条件：abab0.易错与防范1数量积运算律要准确理解、应用，例如，abac(a0)不能得出bc，两边不能约去一个向量2两个向量的夹角为锐角，则有ab0，反之不成立；两个向量夹角为钝角，则有ab0，所以cos B，又B(0，)，所以B.5分(2)因为|，所以|，7分即b，根据余弦定理及基本不等式得6a2c2ac2acac(2)ac(当且仅当ac时取等号)，即ac3(2)，9分故ABC的面积Sacsin B，即ABC的面积的最大值为.12分