2020年高考数学一轮复习对点提分专题6.3 平面向量的数量积及其应用(文理科通用)(学生版)

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第六篇 平面向量与复数 专题6.03 平面向量的数量积及其应用

【考试要求】

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.会用向量的方法解决某些简单的平面几何问题. 【知识梳理】

1.平面向量数量积的有关概念

→→

(1)向量的夹角:已知两个非零向量a和b,记OA=a,OB=b,则∠AOB=θ(0°≤θ≤180°)叫做向量a与b的夹角.

(2)数量积的定义:已知两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,则a与b的数量积(或内积)a·b=|a||b|cos__θ.规定:零向量与任一向量的数量积为0,即0·a=0.

(3)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. 2.平面向量数量积的性质及其坐标表示

设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ为向量a,b的夹角. (1)数量积:a·b=|a||b|cos θ=x1x2+y1y2.

2(2)模:|a|=a·a=x21+y1.

x1x2+y1y2a·b(3)夹角:cos θ==22. 2|a||b|x1+y1·x2+y22

(4)两非零向量a⊥b的充要条件:a·b=0?x1x2+y1y2=0.

(5)|a·b|≤|a||b|(当且仅当a∥b时等号成立)?|x1x2+y1y2|≤·x12?y12?x22?y22. 3.平面向量数量积的运算律 (1)a·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).

1

【微点提醒】

1.两个向量a,b的夹角为锐角?a·b>0且a,b不共线;两个向量a,b的夹角为钝角?a·b<0且a,b不共线. 2.平面向量数量积运算的常用公式 (1)(a+b)·(a-b)=a2-b2. (2)(a+b)2=a2+2a·b+b2. (3)(a-b)2=a2-2a·b+b2. 【疑误辨析】

1.判断下列结论正误(在括号内打“√”或“×”) (1)两个向量的夹角的范围是??0,π

2??.( ) (2)向量在另一个向量方向上的投影为数量,而不是向量.( )

(3)两个向量的数量积是一个实数,向量的加、减、数乘运算的运算结果是向量.( ) (4)若a·b=a·c(a≠0),则b=c.( )

【教材衍化】

2.(必修4P108A10改编)设a,b是非零向量.“a·b=|a||b|”是“a∥b”的( ) A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件 C.充分必要条件

D.既不充分也不必要条件

3.(必修4P108A2改编)在圆O中,长度为2的弦AB不经过圆心,则AO→·AB→

的值为________.

2

【真题体验】

4.(2018·全国Ⅱ卷)已知向量a,b满足|a|=1,a·b=-1,则a·(2a-b)=( ) A.4

5.(2018·上海嘉定区调研)平面向量a与b的夹角为45°,a=(1,1),|b|=2,则|3a+b|等于( ) A.13+62 C.30

6.(2017·全国Ⅰ卷)已知向量a=(-1,2),b=(m,1).若向量a+b与a垂直,则m=________.

【考点聚焦】

考点一 平面向量数量积的运算

【例1】 (1)若向量m=(2k-1,k)与向量n=(4,1)共线,则m·n=( ) A.0

B.4

9

C.-

2

17D.-

2

B.25 D.34

B.3

C.2

D.0

→→→→

(2)(2018·天津卷)在如图的平面图形中,已知OM=1,ON=2,∠MON=120°,BM=2MA,CN=2NA,则→→BC·OM的值为( )

A.-15

B.-9

C.-6

D.0

3

【规律方法】 1.数量积公式a·b=|a||b|cos θ在解题中的运用,解题过程具有一定的技巧性,需要借助向量加、减法的运算及其几何意义进行适当变形;也可建立平面直角坐标系,借助数量积的坐标运算公式a·b=x1x2+y1y2求解,较为简捷、明了.

2.在分析两向量的夹角时,必须使两个向量的起点重合,如果起点不重合,可通过“平移”实现.

π

【训练1】 (1)在△ABC中,AB=4,BC=6,∠ABC=,D是AC的中点,E在BC上,且AE⊥BD,则

2→→AE·BC等于( ) A.16

B.12

C.8

D.-4

(2)(2019·皖南八校三模)已知|a|=|b|=1,向量a与b的夹角为45°,则(a+2b)·a=________.

考点二 平面向量数量积的应用 角度1 平面向量的垂直

【例2-1】 (1)(2018·北京卷)设向量a=(1,0),b=(-1,m).若a⊥(ma-b),则m=________.

→→→→→(2)(2019·宜昌二模)已知△ABC中,∠A=120°,且AB=3,AC=4,若AP=λAB+AC,且AP⊥BC,则实数λ的值为( ) 22A. 15

【规律方法】

1.当向量a,b是非坐标形式时,要把a,b用已知的不共线向量作为基底来表示且不共线的向量要知道其

4

10B. 3

C.6

12D. 7

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