3.1.3 空间向量的数量积运算
3.1.3空间向量的数量积运算课件人教新课标5

1 ·
所以 cos<1 , >=
|1 |||
=
1
2× 2
1
2
= .
因为<1 , >∈[0°,180°],
所以<1 , >=60°,所以向量1 与 的夹角为 60°.
3.1.3
问题导学
空间向量的数量积运算
课前预习导学
且|cos<a,b>|≤1,所以 D 正确.
3.1.3
问题导学
空间向量的数量积运算
课前预习导学
课堂合作探究
KEQIAN YUXI DAOXUE
KETANG HEZUO TANJIU
当堂检测
2.如图,在长方体 ABCD-A1B1C1D1 中,AB=AA1=2,AD=4,E 为侧面
AB1 的中心,F 为 A1D1 的中点.
2.有关数量积的运算应注意的问题:
(1)与数乘运算区分开,数乘运算的结果仍是向量,数量积的结果为
数量;
(2)书写规范:不能写成 a×b,也不能写成 ab.
3.1.3
问题导学
空间向量的数量积运算
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=|c|2-|a|2=0.
3.1.3
问题导学
空间向量的数量积运算
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(3) ·1 =
1
1
(-) +
2
2
1
+
2
1
2
1
1
=- |a|2+ |b|2=2.
2
3.1.3空间向量的数量积运算 课件

=12+1×1×cos 60° -2×1×1×cos 60° +1×1×cos 60° +12-2×1×1×cos 60° =1. → → → (3)|OA+OB+OC|= → → → OA+OB+OC2
= 12+12+12+2×1×1×cos 60° ×3= 6.
研一研· 问题探究、课堂更高效
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3.1.3 例 1 已知长方体 ABCD—A1B1C1D1 中,AB=AA1= 2,AD
= 4, E 为侧面 AB1 的中心, F 为 A1D1 的中点.试计算: → → → → → → (1)BC· ED1;(2)BF· AB1; (3)EF· FC1. → → → 解 如图,设AB=a,AD=b,AA1=c,
跟踪训练 2
如图所示,已知平行六面体
ABCD— A1B1C1D1 的底面 ABCD 是菱形, 且∠ C1CB=∠ C1CD=∠ BCD= 60° .求证: CC1⊥ BD. → → → 证明 设CB=a,CD=b,CC1=c,则|a|=|b|.
→ → → → → ∵BD=CD-CB=b-a, ∴BD· CC1=(b-a)· c=b· c-a· c =|b||c|cos 60° -|a||c|cos 60° =0, → → ∴C1C⊥BD,即 C1C⊥BD.
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小结
3.1.3 求向量的模,可以转化为求向量的数量积,求两点
间的距离或某条线段的长度,可以转化为求对应向量的模, 其中的关键是将线段长度用向量的模表示出来.
跟踪训练 3 如图所示,已知线段 AB 在平面 α 内,线段 AC⊥α,线段 BD⊥AB,线段 DD′⊥α 于 D′, 如果∠ DBD′=30° ,AB = a, AC= BD=b,求 CD 的长. → → 解 易知 AC⊥AB.,<CA,BD>=60° , → → → → → → ∵|CD|2=CD· CD=(CA+AB+BD)2 →2 →2 → 2 → → → → → → =|CA| +|AB| +|BD| +2(CA· AB+CA· BD+AB· BD)=
高中数学A版3.1.3空间向量的数量积运算优秀课件

高考链接
1.(2006年四川卷)如图,已知正六边
形P1P2P3P4P5P6 ,下列向量的数量积中最
大的是___A___. A. P1P2 ·P1P3
B. P1P2·P1P4
C. P1P2·P1P5 D. P1P2·P1P6
方法三:数形结合法,发现形的特殊性.
(2)已知 a 2 2 , b 2 , a b 2
2
则a,b所成的夹角为__1_3_5___.
分析:根据两向量夹角公式
a·b = a b cosa ,b (0 a,b π)
可得到所求结果.
2.选择
设a,b,c是任意的非零空间向量,且
a b = a b cosθ
向量的夹角: 0 θO a
A
B
2.平面向量的数量积的主要性质
设a,b是两个非零向量
(1)a⊥b a×b=0数量积为零是判
定两非零向量垂直的充要条件;
(2)当a与b同向时, a·b=|a|·|b|;当a与b 反向时, a·b=-|a|·|b|;特别地,a a = a 2 或 a = a a 用于计算向量的模;
2
2
AB' = AB + AA' = 2FG
FG / /AB'
由①知 EG∥AC
∴平面EFG//平面AB’C.
习题答案
1. B
2. 解:因为 AC = AB + AD + AA,
所以 | AC |2= ( AB + AD + AA )2
=| AB |2 + | AD |2 + | AA |2 + 2( AB·AD + AB·AA+ AD·AA )
3.1.3空间向量的数量积运算课件人教新课标2

法一:发现 | a b |2 | a b |2 2(| a |2 | b |2)代入求得.
法二:由 | a b |2 | a |2 2ab | b |2 代入求得 ab =-2. ∴| a b |2| a |2 2ab | b |2 得| a b | 1.
法三:数形结合法,发现形的特殊性.
g xm yn , l g xl m yl n , l
l m 0, l m 0 , l g 0,即l g.
gl
m
m n ng
l g,即l垂直于平面内任一直线.l .
通过学习,体会到我们可以利用向量数量积解 决立体几何中的以下问题:
1.证明两直线垂直; 2.求两点之间的距离或线段长度; 3.证明线面垂直; 4.求两直线所成角的余弦值等等.
a = c .( 或 b = c ) 对 于 向 量
b
a
a , b ,若 a•b k 能否写成
a k (或 b k )?也就是说
b
a
向量有除法吗?
不能,向量没有除法.
对于三个均不为 0 的
数,a,b,c,若(ab)c=a(bc),.对
于
向
量
a , b , c , a•bc ab•c 成立
吗?也就是说,向量的数量
另外,空间向量的运用还经常用来判定空间垂直关系,证两直 线垂直线常可转化为证明以这两条线段对应的向量的数量积为零.
例 2 在平面内的一条直线,如果和这个平面的一条 斜线的射影垂直,那么它也和这条斜线垂直.
已知:如图, PO 、PA分别是平面 的垂线、斜线,
AO 是 PA在平面 内的射影, l ,且 l OA ,
对于三个均不为 0 的 数,a,b,c,若 ab=ac,则 b=c. 对于向量 a , b , c ,由 a•ba•c 能得到 bc 吗? 如果不能,请举出反例.
《3.1.3 空间向量的数量积运算》教学案4

《3.1.3 空间向量的数量积运算》教学案4 【学情分析】:本小节首先把平面向量数量积运算推广到空间向量数量积运算学生已有了空间的线、面平行和面、面平行概念,这种推广对学生学习已无困难但仍要一步步地进行,学生要时刻牢记,现在研究的范围已由平面扩大到空间一个向量已是空间的一个平移,要让学生在空间上一步步地验证向量的数量积运算这样做,一方面复习了平面向量、学习了空间向量,另一方面可加深学生的空间观念【教学目标】:(1)知识与技能:掌握掌握空间向量的夹角的概念,空间向量数量积的定义和运算律(2)过程与方法:类比学习,注重类比、推广等思想方法的学习和使用,掌握立体几何中的三垂线定理及其逆定理的证明(3)情感态度与价值观:进一步学习向量法在证明立体几何中的应用,培养学生的开拓创新能力和举一反三的能力。
【教学重点】:空间向量的数量积运算【教学难点】:空间向量的数量积运算在解决立体几何中的应用【课前准备】:课件【教学过程设计】:教学环节教学活动设计意图一.温故知新1、平面向量的数量积(1)设ba,是空间两个非零向量,我们把数量><baba,cos||||叫作向量ba,的数量积,记作ba⋅,即ba⋅=><baba,cos||||(2)夹角:||||,cosbababa⋅>=<.(3)运算律abba⋅=⋅;)()(abba⋅=⋅λλ;cabacba⋅+⋅=+⋅)(复习旧知识,为新知识做铺垫,让学生可以非常容易的接收空间向量的数量积概念。
二.新课讲授1、夹角定义:ba,是空间两个非零向量,过空间任意一点O,作bOBaOA==,,则AOB∠叫做向量a与向量b的夹角,记作><ba,规定:π>≤≤<ba,特别地,如果0,>=<ba,那么a与b同向;如果π>=<ba,,那么a与b反向;如果090,>=<ba,那么a与b垂直,记作ba⊥。
【优化方案】2012高中数学 第3章3.1.3空间向量的数量积运算课件 新人教A版选修2-1

3.1.3 空 间 向 量 的 数 积 运 算
课前自主学案
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
温故夯基
1.已知平面 α 内有两个非零向量 a,b,在平面 α 内 . , , → → 任取一点 O,作OA=a,OB=b,则∠AOB 叫做两个 , , , 夹角 ,记作________. 〈 , 〉 向量 a,b 的______,记作 a,b〉 . , 2.已知两个非零向量 a 与 b,我们把数量 |a||b|cos 〈a,b〉 , 〉 数量积 或内积 ________________叫做 a 与 b 的_________(或内积 , 或内积), 叫做 ,它满足的运算律 记作 a·b,即 a·b=|a||b|·cos〈a,b〉 它满足的运算律 , = 〈 , 〉 , + = 交换律: 分配律: 有:(1)交换律:_________;(2)分配律:_________ 交换律 a·b=b·a ; 分配律 a·(b+c) λ(a·b) =______. =a·b+a·c ; + ___________;(3)(λa)·b=______=a·(λb) . =
长都等于 a,如图所示,点 E,F 分别是 AB,AD ,如图所示, , , 的中点, 的中点,求: → → (1)AB·AC; → → (2)EF·BC. (2)EF·BC.
【思路点拨】 思路点拨】
→ → → → → → 【解】 (1)AB·AC=|AB||AC|cos〈AB,AC〉 〈 1 a2 =a×a× = . × × 2 2 (2)∵E,F 分别为 AB,AD 的中点, 的中点, ∵ , , → 1→ ∴EF= BD. 2 → → 1→ → ∴EF·BC= BD·BC 2 1 1 = ×a×a× × × 2 2 a2 = . 4
§3.1.3空间向量的数量积运算教学设计

§3.1.3 空间向量的数量积运算一.教学目标1.知识与技能(幻灯片2)(1)通过类比平面向量数量积的运算,掌握空间向量数量积的概念、性质和运算律; (2)建立立体图形与空间向量的联系,用空间向量表示问题中涉及的点、直线、平面,把立体 几何问题转化为向量问题;(3)通过向量的运算,研究空间中点、线、面之间的位置关系以及它们之间的距离和夹角等问题。
2.过程与方法引导学生注重知识间的联系,不断地与平面向量和立体几何知识进行类比,做到温故而知新,并且经历向量及其运算由平面到空间的推广过程,使学生的思维过程螺旋上升。
3.情感态度与价值观通过本节课的学习,使学生对于以往的知识有一个全新的认识,培养学生积极探索数学的本质,提高学生的数学素养。
二.教学重点空间向量数量积的概念以及实际应用。
三.教学难点建立空间向量与空间图形的内在联系; 四.教学过程 教学环节教学过程设计意图新 课 引入同学们,你们还记得平面向量数量积的定义吗?你能类比平面向量所成夹角说一说什么是空间中两条向量夹角及范围吗?注重了与旧知识的联系,使学生对知识的理解更为透彻。
学生容易对向量夹角和两直线夹角产生混淆,这里要对范围进行明确。
(幻灯片4) 讲 授 新 课零向量与任何向量的数量积为0。
性质1:这个性质是证明两向量垂直的依据;性质2: 这个性质是求向量模的依据。
思考:类比平面向量,你能说出空间向量数量积的几何意义吗?(幻灯片9)空间向量数量积和平面向量数量积相似,在教学中可采用类比的方法,并且还要向学生再次强调数量积的结果为常数,而不是向量。
空间向量数量积的几何意义同平面向量数量积是一样的。
只要让同学们理解空间中任意两个向量都是共面向量,此时就可以把空间向量的数量积转化为平面向量上来了。
(幻灯片5--8)(幻灯片10)=空间向量数量积的概念:已知两个非零向量a,,则a cos a,叫做a,的数量积.记作,即a cos a,.b b b b a b a b b b 22cos ,a a a a a a a a === cos 的几何意义:数量积等于的长度与在方向上的投影的乘积。
§3.1.3空间向量的数量积运算

§3.1.3空间向量的数量积运算班级:_____姓名:__________ 编号:_____【预习·基础知识】学习目标1、掌握空间向量的数量积概念、有关简单性质以及数量积运算的运算律。
2、能运用向量的数量积,判断向量的共线与垂直,并用于证明两直线平行与垂直。
自主预习(预习课本自主掌握以下概念和原理) 1、空间向量的夹角(1)文字叙述:已知两个非零向量,a b ,在空间任取一点O ,作==,则______叫做向量,a b 的夹角,记作______ ①范围:______________.,a b 〈〉 =0时,a b与________;,a b 〈〉 =π时,a b与_________.②,,a b b a 〈〉〈〉=,那么_________.(2 )如果2,π=〉〈b a ,则称a 与b _______,记作:___________;2、两个向量的数量积(1)定义:已知空间两个非零向量、a b,则______叫做、a b的数量积。
(2)记法:a b ∙. 即__________a b ∙= .3、空间两个向量的数量积性质(1)a e ⋅=____________(2)______a b ⊥⇔(3)2a a a =⋅4、空间向量的数量积满足的运算律思考1.⑵是显然成立的,你能证明(1)和(3)吗?思考2.对于三个均不为0的数,a,b,c,若ab=ac,则b=c.对于向量 a , b , c ,由∙=∙a b a c 能得到=b c 吗?如果不能,请举出反例.思考3.对于三个均不为0的数,a,b,c,若ab=c,则c a =b .(或cb =a )对于向量 a ,b ,若∙= a b k 能否写成= k a b ( 或=k b a )?也就是说向量有除法吗?思考 4.对于三个均不为0的数,a,b,c,若(ab)c=a(bc)对于向量 a , b , c ,()()=a b c a b c成立吗?也就是说,向量的数量积满足结合律吗?⑴()()a b a b λλ⋅=⋅ ⑵a b b a ⋅=⋅(交换律) ⑶()a b c a b a c ⋅+=⋅+⋅(分配律)【突破·核心知识】典型例题(合作.探究.展示) 题型一:空间向量的数量积的基本运算 例1.正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1,求下列数量积: (1)_________11=∙C B (2)_________1=∙BA (3)_________11=∙B A (4)_________1=∙BC【典例训练】判断真假:1)若0,a b ⋅= 则0,0a b ==( )222222)()()()3)()()4)()a b c a b c p q p q p q p q p q ⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅+⋅-=- 题型二:利用向量的数量积证明垂直问题例 2. 在平面内的一条直线,如果和这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它也和这条斜线垂直.【典例训练】在平面内的一条直线,如果和这个平面的一条斜线垂直,那么它也和这条斜线的射影垂直.成立吗?例3.用向量方法证明:直线和平面垂直的判定定理.(写出已知求证)题型三:利用数量积求距离(即线段长度)例4、如图,在空间四边形ABCD 中,2AB =,3BC =,BD =3CD =,30ABD ∠= ,60ABC ∠= ,求AB 与CD 的夹角的余弦值【归纳∙知识方法】【知识梳理】lm nm ng gl【随堂∙自我测评】1、下列式子中,正确的是()A、2B、222)(∙=∙C、)()(∙∙=∙∙ D2、已知向量,,两两夹角都是060,其模都是1,+-()A、5B、5C、6D、63、空间四边形OABC中,OB=OC,,3π=∠=∠AOCAOB则=〉〈BCOA,cosA、21B、22C、21- D、04、在正三棱柱111CBAABC-中,若,21BBAB=则BCAB11与所成角的大小为()A、060 B、090 C、0105 D、0755、已知,1=++,则_________=∙+∙+∙6、在平行六面体1111DCBAABCD-中,,90,5,3,401=∠===BADAAADAB1160=∠=∠DAABAA,求1AC的长。
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3.1.3 空间向量的数量积运算课时目标 1.掌握空间向量夹角的概念及表示方法,掌握两个向量的数量积概念、性质和计算方法及运算规律.2.掌握两个向量的数量积的主要用途,会用它解决立体几何中的夹角及距离问题.1.空间向量的夹角定义 已知两个非零向量a ,b ,在空间中任取一点O ,作OA →=a ,OB →=b ,则∠AOB 叫做向量a ,b 的夹角记法范围,想一想:〈a ,b 〉与〈b ,a 〉相等吗?〈a ,b 〉与〈a ,-b 〉呢?2.空间向量的数量积(1)定义:已知两个非零向量a ,b ,则|a||b |cos 〈a ,b 〉叫做a ,b 的数量积,记作a·b .(2)数量积的运算律(3)一、选择题1.设a 、b 、c 是任意的非零向量,且它们相互不共线,下列命题:①(a·b )·c -(c·a )·b =0;②|a |-|b |<|a -b |;③(b ·a )·c -(c ·a )·b 不与c 垂直;④(3a +2b )·(3a -2b )=9|a |2-4|b |2.其中正确的有( )A .①②B .②③C .③④D .②④2.若a ,b 均为非零向量,则a·b =|a||b |是a 与b 共线的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件3.已知a ,b 均为单位向量,它们的夹角为60°,那么|a +3b |等于( )A.7B.10C.13 D .4 4.在棱长为1的正四面体ABCD 中,E,F 分别是BC,AD 的中点,则AE ·CF →等于( )A .0 B.12 C .-34 D .-125.如图,已知P A ⊥平面ABC ,∠ABC =120°,P A =AB =BC =6,则PC 等于( )A .6 2B .6C .12D .1446.若向量m 垂直于向量a 和b ,向量n =λa +μb (λ,μ∈R 且λ、μ≠0),则( )A .m ∥nB .m ⊥nC .m 不平行于n ,m 也不垂直于nD .以上三种情况都有可能二、填空题7.已知a ,b 是空间两向量,若|a |=3,|b |=2,|a -b |=7,则a 与b 的夹角为________.8.若向量a ,b 满足|a |=1,|b |=2,且a 与b 的夹角为π3,则|a +b |=________. 9.在△ABC 中,有下列命题:①AB →-AC →=BC →; ②AB →+BC →+CA =0;③(AB →+AC →)·(AB →-AC →)=0,则△ABC 为等腰三角形;④若AC →·AB →>0,则△ABC 为锐角三角形.其中正确的是________.(填写正确的序号)三、解答题 10.如图,已知在空间四边形OABC 中,OB =OC ,AB =AC .求证:OA ⊥BC .11.在正四面体ABCD 中,棱长为a ,M 、N 分别是棱AB 、CD 上的点,且|MB |=2|AM |,|CN |=12|ND |,求|MN |.能力提升 12.平面式O,A.B 三点不共线,设OA →=a ,OB =b ,则△OAB 的面积等于( ) A.|a |2|b |2-(a ·b )2B.|a |2|b |2+(a ·b )2C.12|a |2|b |2-(a ·b )2 D.12|a |2|b |2+(a ·b )2 13.如图所示,已知线段AB 在平面α内,线段AC ⊥α,线段BD ⊥AB ,且AB =7,AC =BD=24,线段BD 与α所成的角为30°,求CD 的长.3.1.3 空间向量的数量积运算知识梳理1.〈a ,b 〉 [0,π]2.(2)λ(a·b ) b·a a·b +a·c(3)①a·b =0 ②|a|·|b | -|a|·|b |③a·b |a||b |作业设计1.D [①错;②正确,可以利用三角形法则作出a -b ,三角形的两边之差小于第三边;③错,当b ·a =c·b =0时,(b·a )·c -(c·a )·b 与c 垂直;④正确,直接利用数量积的运算律.]2.A [a·b =|a||b |cos 〈a ,b 〉=|a||b |⇔cos 〈a ,b 〉=1⇔〈a ,b 〉=0,当a 与b 反向时,不能成立.]3.C [|a +3b |2=(a +3b )2=a 2+6a ·b +9b 2=1+6·cos 60°+9=13.∴|a +3b |=13.]4.D [AE →·CF →=12(AB →+AC →)·12AD AC ⎛⎫- ⎪⎝⎭=14AB →·AD →+14AC →·AD →-12AB →·AC →-12|AC →|2 =14cos 60°+14cos 60°-12cos 60°-12=-12.] 5.C [∵PC →=PA →+AB →+BC →,∴|PC →|2=(PA →+AB →+BC →)2=PA →2+AB →2+BC →2+2PA →·AB →+2PA →·BC →+2AB →·BC →=108+2×6×6×12=144,∴|PC →|=12.] 6.B [由题意m ⊥a ,m ⊥b ,则有m·a =0,m·b =0,m·n =m (λa +μb )=λm·a +μm·b =0,∴m ⊥n .]7.60°解析 由|a -b |=7,得(a -b )2=7,即|a |2-2a·b +|b |2=7,∴2a·b =6,∴|a||b |cos 〈a ,b 〉=3,∴cos 〈a ,b 〉=12,〈a ,b 〉=60°.即a 与b 的夹角为60°. 8.7解析 |a +b |=a 2+2a·b +b 2=1+2×2×12+4=7. 9.②③解析 ①错,AB →-AC →=CB →;②正确;③正确,|AB →|=|AC →|;④错,△ABC 不一定是锐角三角形.10.证明 ∵OB =OC ,AB =AC ,OA =OA ,∴△OAC ≌△OAB .∴∠AOC =∠AOB .∵OA →·BC →=OA →·(OC →-OB →)=OA →·OC →-OA→·OB →=|OA →||OC →|cos ∠AOC -|OA →||OB →|·cos ∠AOB =0,∴OA ⊥BC .11.解如图所示,|AB →|=|AC →|=|AD →|=a ,把题中所用到的量都用向量AB →、AC →、AD →表示,于是MN →=MB →+BC →+CN →=23AB →+(AC →-AB →)+13(AD →-AC →)=-13AB →+13AD →+23AC →. 又AD →·AB →=AB →·AC →=AC →·AD →=|AD →|2cos 60°=12|AD →|2=12a 2, ∴MN →·MN →=112333AB AD AC ⎛⎫-++ ⎪⎝⎭· 112333AB AD AC ⎛⎫-++ ⎪⎝⎭=19AB →2-29AD →·AB →-49AB →·AC →+49AC →·AD →+19AD →2+49AC →2=19a2-19a 2+19a 2+49a 2=59a 2. 故|MN →|==53a ,即|MN |=53a . 12.C [如图所示,S △OAB =12|a ||b |·sin 〈a ,b 〉 =12|a ||b |1-c os 〈a ,b 〉2 =12|a ||b | 1-a ·b |a ||b |2=12|a ||b | |a |2|b |2-a ·b 2|a |2|b |2 =12|a |2|b |2-a ·b 2.] 13.解 由AC ⊥α,可知AC ⊥AB ,过点D 作DD 1⊥α,D 1为垂足,连结BD 1,则∠DBD 1为BD 与α所成的角,即∠DBD 1=30°, ∴∠BDD 1=60°,∵AC ⊥α,DD 1⊥α,∴AC ∥DD 1,∴〈CA →,DB →〉=60°,∴〈CA →,BD →〉=120°.又CD →=CA →+AB →+BD →,∴|CD →|2=(CA →+AB →+BD →)2=|CA →|2+|AB →|2+|BD →|2+2CA →·AB →+2CA →·BD →+2AB →·BD →∵BD ⊥AB ,AC ⊥AB , ∴BD →·AB →=0,AC →·AB →=0.故|CD →|2=|CA →|2+|AB →|2+|BD →|2+2CA →·BD →=242+72+242+2×24×24×cos 120°=625,∴|CD →|=25.。