高中数学_《平面向量数量积的坐标表示模夹角》教学设计学情分析教材分析课后反思

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高中数学_《平面向量数量积的坐标表示 模 夹角》教学设计学情分析教材分析课后反思

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《2.4.2平面向量数量积的坐标表示、模、夹角》教学设计一、教材分析1、教材的地位和作用本节课是普通高中课程标准实验教科书(人教A版)《数学必修4》第二章第四节“平面向量的数量积”的第二课时---平面向量数量积的坐标表示、模、夹角。

平面向量的数量积是继向量的线性运算之后的又一重要运算,平面向量数量积的坐标表示,就是运用坐标这一量化工具表达向量的数量积运算,为研究平面中的距离、垂直、角度等问题提供了全新的手段。

它把向量的数量积与坐标运算两个知识点紧密联系起来,是全章重点之一。

本节课是是在学生已经掌握了平面向量数量积的含义及运算律的基础上进行教学的,因此难度不大。

根据新课标的要求和学生的实际我确定本节课的重难点如下:2.教学重点、难点(1)教学重点1.掌握平面向量数量积的坐标表示方法;2.掌握向量垂直的坐标表示的条件及平面内两点间的距离公式;3.能用平面向量数量积的坐标表示解决有关长度、角度、垂直等几何问题. (2)教学难点用平面向量数量积的坐标表示解决有关长度、角度、垂直等几何问题.二、学情分析此之前学生已学习了平面向量的坐标表示和平面向量数量积概念及运算,但数量积是用长度和夹角这两个概念来表示的,应用起来不太方便,如何用坐标这一最基本、最常用的工具来表示数量积,使之应用更方便,就是摆在学生面前的一个亟待解决的问题。

因此,本节内容的学习是学生认知发展和知识构建的一个合情、合理的“生长点”。

三、教学目标分析根据本节课的特点,结合新课程标准对本节课的教学要求和学生的认知规律,我从以下三个方面确定了以下教学目标:(1)知识与技能目标:⑴掌握平面向量数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算;⑵掌握平面向量的模的坐标公式以及平面内两点间的距离公式;⑶掌握两个平面向量的夹角的坐标公式;⑷能用平面向量数量积的坐标公式判断两个平面向量的垂直关系;(2) 过程与方法目标:经历根据平面向量数量积的意义探究其坐标表示的过程,体验在此基础上探究发现向量的模、夹角等重要的度量公式的成功乐趣,培养学生的探究能力、创新精神。

高中数学_平面向量数量积的坐标表示模夹角教学设计学情分析教材分析课后反思

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2.4.2平面向量数量积的坐标表示、模、夹角教学设计[教学目标]一、知识与能力:1、掌握平面向量数量积的坐标表示;2、能利用平面向量数量积解决有关长度、角度的问题.二、过程与方法:渗透数形结合的数学思想方法,培养学生转化问题的能力;借助物理背景,感知数学问题,探究知识的来龙去脉;培养学生转化问题的能力.三、情感、态度与价值观:培养对现实世界中的数学现象的好奇心,学习从数学角度发现和提出问题;树立学科之间相互联系、相互促进的辩证唯物主义观点.[教学重点]向量的数量积的坐标表示、模、夹角[教学难点]求向量的模与夹角[教学过程]一、新课导入(一)、复习回顾1.平面向量的数量积的物理背景及几何意义a﹒b=|a||b|c osθ,其中θ是a与b的夹角;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|c osθ的乘积.2.平面向量数量积的运算律.(1)a⋅b= b⋅a;(2)(λa)⋅b=λ( a⋅b)=a⋅(λb);(3)(a+b)⋅c=a⋅c+b⋅c 3.两个向量的数量积的性质:设,都是非零向量,是与方向相同的单位向量,θ是与的夹角,则:1)θ=⋅⋅|cos|=2)0baa⊥b⋅⇔=3)当与同向时,·=||·||;当与反向时,·= -| |·||.特别地,·=||2或||=4)cos=θ5)|·|≤||·||(二)引入:平面向量的表示方法有几何法和坐标法,向量的表示形式不同,对其运算的表示方式也会改变.向量的坐标表示,为我们解决有关向量的加、减、数乘运算带来了极大的方便.上一节,我们学习了平面向量的数量积,那么向量的坐标表示,对平面向量的数量积的表示方式又会带来哪些变化呢?由此直接进入主题.二、师生互动,新课探究:【探究一】.平面向量数量积的坐标表示探究:已知两个非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),怎样用a与b的坐标表示a﹒b?①平面向量的数量积能否用坐标表示?②已知两个非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),怎样用a与b的坐标表示a·b呢?③怎样用向量的坐标表示两个平面向量垂直的条件?④你能否根据所学知识推导出向量的长度、距离和夹角公式?活动:教师引导学生利用前面所学知识对问题进行推导和探究.前面学习了向量的坐标可以用平面直角坐标系中的有序实数对来表示,而且我们也知道了向量的加、减以及实数与向量积的线性运算都可以用坐标来表示.两个向量共线时它们对应的坐标也具备某种关系,那么我们就自然而然地想到既然向量具有数量积的运算关系,这种运算关系能否用向量的坐标来表示呢?教师提示学生在向量坐标表示的基础上结合向量的坐标运算进行推导数量积的坐标表示.教师可以组织学生到黑板上板书推导过程,教师给予必要的提示和补充.推导过程如下:∵a=x1i+y1j,b=x2i+y2j,∴a﹒b=(x1i+y1j)﹒(x2i+y2j)=x1x2i2+x1y2i﹒j+x2y1i﹒j+y1y2j2又∵i﹒i=1,j﹒j=1,i﹒j=j﹒i=0∴a﹒b=x1x2+y1y2即两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和.探究(二):向量的模和夹角的坐标表示 (1)向量的模22222(,),||,||x y x y y x =+=+若则或a a a 如果表示向量a 的有向线段的起点和终点的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),那么()()()2122222111,||x y x x y y x y ==+----a a .3. 向量的垂直设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ⊥b ⇔x 1x 2+y 1y 2=0.4. 向量的夹角设a 、b 都是非零向量,a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),θ是a 与b 的夹角,则121222221122cos |||·|x x y y θ+==+a b ba .练习:已知a =(1,√3 ),b =(– 2,2√3 ), 求a 与b 的夹角θ.例1: 已知a =(3,-1),b =(1,-2),求a ﹒b ,|a |,|b |,a 与b 的夹角θ.解:()()·31125=⨯+-⨯-=a b , ()22||3110+-=a ()22||125+=-b2cos ,||||154·0πθθ===∴=a b b a .变式训练1:已知a =(1,2),b =(2,-2),求|a |,|b |以及a 与b 的夹角θ的余弦值.||5||22122210cos 522θ==⨯+⨯-==⨯a b点评:本题考查的是利用向量的坐标表示来求两向量的夹角.利用基本公式进行运算与求解主要是对基础知识的巩固与提高例2 已知a =(-3,5),b =(2,-3),若a +k b 与2a +3b 垂直,求k 的值.()()()()32,53,230,1,235305.3k k k k k k +=-+-+=++=-=∴=解:由题意a b a b a b a b变式训练2:已知a =(2,-3),b =(3,1),且b -λa 与b 垂直,求实数λ的值.()()()32313110310.3λλλλλ-=-⨯++⨯=-∴=b a b例3:已知A(1、2),B(2,3),C(2,5),求证ΔABC是直角三角形活动:教师引导学生利用向量数量积的坐标运算来解决平面图形的形状问题.判断平面图形的形状,特别是三角形的形状时主要看边长是否相等,角是否为直角.可先作出草图,进行直观判定,再去证明.在证明中若平面图形中有两个边所在的向量共线或者模相等,则此平面图形与平行四边形有关;若三角形的两条边所在的向量模相等或者由两边所在向量的数量积为零,则此三角形为等腰三角形或者为直角三角形.教师可以让学生多总结几种判断平面图形形状的方法.注:两个向量的数量积是否为零是判断相应的两条直线是否垂直的重要方法之一。

高中数学-平面向量数量积的坐标表示、模、夹角-教学反思

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课后反思
本节课的目标引领非常明确,教学重难点清晰。

为了实现目标课堂教学中,我首先和同学们一起复习回顾,这位数量积坐标运算的推导作好了铺垫,然后通过学生自主探究、教师提、点、引、领和学生小组合作交流,即时评价学生对本节课的知识目标的达成度,通过分组讨论,学生展讲检查学生的交流,协作能力的养成。

“平面向量数量积的坐标表示”的推导方法,再贯穿数形结合思想,探究向量垂直的坐标表示的条件,及平面内两点间的距离公式。

该方法反映了向量的本质,可以进一步促进学生建立向量与解析几何的内在联系,而且该推导过程体现了研究问题、解决问题的方法。

知识目标达成后,设置了一些有梯度、针对性很强的例题、习题通过学生黑板展示、讲解,检查学生对知识的掌握程度进行及时的补充和提升。

在教学过程中,通过教师的层层引导、学生的合作学习与自主探究,尤其是借助课件的直观性,学生思路的获得就水到渠成了。

高中数学_2.4.2平面向量数量积的坐标表示模夹角教学设计学情分析教材分析课后反思

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2.4.2平面向量数量积的坐标表示、模、夹角(导学案) 学习目标:1.知识与技能:掌握平面向量数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算;掌握平面向量的模的坐标公式以及平面内两点间的距离公式;掌握两个平面向量的夹角的坐标公式;能用平面向量数量积的坐标公式判断两个平面向量的垂直关系。

2.过程与方法:经历根据平面向量数量积的意义探究其坐标表示的过程,体验在此基础上探究发现向量的模、夹角等重要的度量公式的成功乐趣,培养学生的探究能力、创新精神。

3.情感态度价值观:引导学生探索归纳,感受、理解知识的产生和发展过程,激发学习数学的兴趣,注重培养学生的动手能力和探索能力。

【自主学习】探究:已知两个非零向量11(,)a x y =,22(,)b x y =,怎样用a 与b 的坐标表示a b ⋅,试着推导一下.总结:由此可得:(1)向量求模(长度)工具:(2)向量证明垂直工具:思考:如何使用两个工具解决几何问题?【合作学习】探究活动一:用向量证明垂直例5已知(1,2)A ,(2,3)B ,(2,5)C -,试判断ABC ∆的形状,并给出证明.归纳整理:实践应用: 先作图,观察以(1,4)A --,(5,2)B ,(3,4)C 为顶点的三角形的形状,然后给出证明.问题:如果继续求三角形的其他角,你如何解决?探究活动二:用向量求角向量求角工具:例6设(5,7),(6,4)a b ==--,求a b ⋅及,a b 间的夹角θ(精确到1)归纳整理:实践应用:试着把例5中的角C 求出来.探究活动三:用向量的数量积证明一个著名的不等式 证明:对任意的,,,a b c d R ∈,恒有不等式22222()()()ac bd a b c d +≤++归纳整理:你还能不能想出更有创意的方法?试一试.本节课的收获:【创意展区】创意要求: 平面向量的数量积a b ⋅是一个非常重要的概念,带来了一系列解决平面几何问题的工具和方法,利用它可以容易地证明平面几何的许多命题,例如勾股定理、菱形的对角线互相垂直、长方形对角线相等、正方形的对角线垂直平分等,还可以推导关于三角形、四边形、圆等平面图形的一些其他性质等,你证出了哪一个?把它记下来和同学交流.【随堂检测】1.已知向量(1,1)a =-,b = (2,x ).若1a b ⋅=,则x =( )A .1-B .12-C .12D .1 2.设向量11(1,0),(,)22a b ==,则下列结论中正确的是 ( ). A .||||a b = B .2a b ⋅= C .a b ∥ D .a b -与b 垂直 3. 已知向量(1,2)a =,向量b =(,2)x -,且a ⊥()a b -,则实数x 等于 ( ).A .9B .4C .0D .-44. 若向量(1,2),(1,1)a b ==-,则2a b +与a b -的夹角等于 ( ).A .4π-B .6πC .4πD .34π 5. 已知平面向量(2,4),(1,2)a b ==-,若2c a b =+,则||c =________.6. 已知向量(1,0)a =,(1,1)b =,则向量3b a -与向量a 夹角的余弦值为________.7.已知(2,3),(2,4),(1,2)a b c ==-=--,求,()()a b a b a b ⋅+⋅-,()a b c ⋅+,2()a b +.8. 已知||||2a b ==|,(2)()2a b a b +⋅-=-,求a 与b 的夹角.2.4.2 平面向量数量积的坐标表示、模、夹角课后反思一直都在考虑到底要选哪一节课来开公开课,到最后时刻才决定选择2.4.2平面向量数量积这一节。

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【教学设计】平面向量数量积的坐标表示、模、夹角_数学_高中__3704810004一、教学任务分析前面已经学习了学习了平面向量数量积概念、运算以及平面向量的坐标表示,本节课是对平面向量数量积从坐标表示方面的进一步研究, 是对前面所学知识的延续.教科书以推导平面向量数量积的坐标表示入手,进而研究平面向量的模、两非零向量垂直的坐标表示和夹角的坐标表示.二、教学重点、难点重点:平面向量数量积的坐标表示,模的坐标表示,垂直的坐标表示和夹角的坐标表示.难点:平面向量数量积的坐标表示的推导过程,平面向量数量积的坐标表示的应用.二、教学基本流程本节课是平面向量数量积的第二节课,与第一节课紧密联系,且主要以公式为主,因此我设计了以下顺序来安排本节课的教学:(一)复习回顾:主要复习上节课所学,并且本节课用到的知识;(二)引入新课:复习回顾向量加法、减法、数乘的坐标运算,从而引出数量积的坐标表示;(三)探究新知:探究平面向量数量积、模、垂直、夹角的坐标表示;(四)运用新知:运用所学知识解决相关问题;(五)课堂小结:回顾这节课主要学习了哪些知识,用到了哪些思想方法;(六)布置作业:课下巩固完善.三、学生课前准备因为本节课与上一节课紧密联系在一起,所以要求学生课前一定要复习好上一节课的内容:平面向量数量积的定义、运算律及性质.另外,本节课又是对坐标运算的继续加深,而且在推导平面向量数量积的坐标表示时用到了平面向量的坐标表示和运算,因此要求学生复习好平面向量的坐标表示和运算的内容.四、教学过程设计(一)复习回顾(课件上展示问题)1.平面向量数量积(内积)的定义;2.平面向量的数量积满足的运算律;3.设向量a 与b 都是非零向量,则________⊥⇔a b ;=a a 或=a . 学生活动:以上问题由学生回答,老师适当给以点评.(二)引入新课已知两个非零向量()()1122,,,x y x y =a =b ,则=+a b ;=-a b ;λ=a .提问学生回答,并给出问题:向量a 与b 的数量积⋅a b 能否也用坐标表示?这就是我们这节课要研究的问题:平面向量数量积的坐标表示、模、夹角.【设计意图】通过回顾平面向量数量积的定义和对有关性质运算题目的掌握,为探究数量积的坐标表示做好准备.另外,通过对向量的加、减、数乘的坐标运算的回顾,很自然的联想到数量积的坐标表示,从而创设情境激发学生的学习兴趣.(三)探究新知探究1:平面向量数量积的坐标表示教师:已知两个非零向量()()1122,,,x y x y =a =b .试根据向量加法、减法的坐标运算的推导过程,写出向量a 与b 的数量积⋅a b 的坐标表示的推导过程.学生:学生回顾向量加法、减法的坐标运算的推导过程,自己独立推导平面向量数量积的坐标表示.学生推导完成后,用实物投影展示学生推导过程,并让学生讲解.解:因为()()1122x y x y ⋅++a b =i j i j 2212122112x x x y x y y y =+⋅+⋅+i i j i j j又1⋅=i i ,1⋅=j j ,0⋅=⋅=i j j i ,所以⋅a b 2121y y x x +=.教师:你能用文字表述上面的结论吗?学生:学生尝试表述,并同位间交流,最后得出结论:两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和.即⋅a b 2121y y x x +=.【设计意图】问题引领,培养学生的探索研究能力,让学生体会成功的乐趣.探究2:向量的模的坐标表达式教师:若(),x y a =,如何计算2a 和a 呢?学生:222||x y =+a , ||=a 教师:如果表示向量a 的有向线段的起点和终点的坐标分别为1122(,)(,)x y x y 、,那么向量a 的坐标如何表示?a 等于什么?学生: 2121(,)x x y y =--a , =a .【设计意图】在向量数量积的坐标表示基础上,探索发现向量的模小试牛刀:已知()3,4=-a ,(5,2)=b ,求,,⋅a b a b .学生:学生计算,并提问学生回答: 5,7.==⋅=-a b a b【设计意图】熟练应用向量数量积的坐标公式.探究3:向量垂直的坐标表示教师:设a 与b 都是非零向量,()()1122,,,x y x y =a =b ,如何用向量a,b 的坐标来表示⊥a b ?提问一名同学到黑板上书写,其他同学在导学案上书写:1212=00x x y y ⊥⇔⋅⇔+=a b a b .【设计意图】在向量数量积的坐标表示基础上两向量垂直.此时,展示例1.让学生把答案写在导学案上.给学生4分钟的时间完成,并用投影展示学生的答案,在展示时可以多选取学生完成几种不同的方法.多媒体上展示变式1,让学生完成并口述答案.多媒体上展示变式2,提问一名同学到黑板上板书过程.【设计意图】此时展现例题,注重讲练结合,而且能够及时加深学生对两向量垂直的记忆和理解.两个变式题目的设计也注重梯度性,有利于各层次学生的学习.探究4:向量夹角的坐标表示教师:设a 与b 都是非零向量, ()()1122,,,x y x y =a =b ,θ是a 与b 的夹角,你能用a ,b 的坐标来表示cos θ?提问一名同学到黑板上书写,其他同学在导学案上书写:cos θ=接下来讲解例2.先给学生2分钟的思考时间,然后提问一名同学回答,教师板书,给学生起到示范作用.并引导学生总结求两向量夹角余弦值的方法.(四)应用新知例1.已知点(1,2),(2,3),(2,5)A B C -,试判断ABC ∆的形状,并给出证明.引导学生用不同的方法做这道题目,并展示学生的答案.变式:(1)已知ABC ∆为直角三角形,090A ∠=,(1,3),(2,)AB AC k ==,求k 的值.(2)若上式中090C ∠=,那么k 的值是多少? 答案:(1)23k =-;(2)k =1或2. 例2.已知向量()5,7=-a ,()6,4=--b ,求a b 及a 、b 的夹角θ的余弦值. 解:5(6)(7)(4)3028 2.⋅⨯-+-⨯-=-+=-a b ===,a ==b∴cos 0.03.96274θ===-≈-a b a b 教师:结合本题,总结一下求两向量夹角余弦值的步骤?学生:求两向量夹角的余弦值,先求|⋅、|、,a b a b 再代入公式计算.(五)课堂小结提问一名同学回答,通过本节课的学习,在知识方面和思想方法你有哪些收获?知识方面:1.平面向量数量积的坐标表示;2.向量模的坐标表示;3.向量垂直的坐标表示;4.向量夹角的坐标表示.思想方法:数形结合,类比.【设计意图】培养学生归纳整合知识能力,培养学生思维的灵活性与严谨性.(六)布置作业1.阅读课本P106-P107;2.必做:课本P108 A 组第9、10、11题;选做:课本P108 B 组第2题.【设计意图】学生养成先复习后做作业的学习习惯,另外分层布置作业,满足不同学生的需要.(七)板书设计x x+12【学情分析】平面向量数量积的坐标表示、模、夹角_数学_高中__3704810004在学习本节之前学生已经学习了平面向量数量积概念、运算以及平面向量的坐标表示,且大部分同学有了一定的推理计算能力和处理向量问题的方法,完全有能力推导出平面向量数量积的坐标表示,对于少数不能推导出平面向量数量积坐标表示的可以让他们看课本上的推导过程.有了数量积的坐标表示,在结合上一节中平面向量数量积的性质,那么平面向量的模、两非零向量的垂直关系以及两非零向量的夹角也就很容易用坐标来表示了,学生接受起来也会比较容易.为了更好的学习本节课,在课前需要学生提前预习并且复习好上一节的内容和平面向量的坐标表示,尤其是向量加法、减法运算的推导过程,以便能够顺利的推导出平面向量的数量积的坐标表示.【效果分析】平面向量数量积的坐标表示、模、夹角_数学_高中__3704810004本节课是从坐标表示对平面向量数量积的进一步学习,本节课公式比较多,通过本节课的教学,基本上达到了预期的效果,可以通过以下几个方面来说明:1.课堂教学效率比较高,学生思维活跃,整堂课气氛比较热烈。

高中数学_平面向量的数量积教学设计学情分析教材分析课后反思

高中数学_平面向量的数量积教学设计学情分析教材分析课后反思

平面向量的数量积教学设计一、教学目标:知识与技能:了解平面向量数量积的物理背景,理解数量积的含义及其物理意义.过程与方法:体会平面向量的数量积与向量投影的关系,理解掌握数量积的性质和运算律,并能运用性质和运算律进行相关的判断和运算.情感、态度与价值观通过学习体会类比的数学思想和方法,进一步培养学生抽象概括、推理论证的能力.进行辩证唯物主义思想教育、数学审美教育,提高学生学习数学的积极性.二.重点难点重点:平面向量数量积的概念、用平面向量数量积表示向量的模及夹角;难点:平面向量数量积的定义及运算律的理解,平面向量数量积的应用.三、教材与学情分析本课内容选自普通高中课程标准实验教科书数学必修4(人教A版)§2.4平面向量的数量积的第一课时,本课主要内容是向量的数量积的定义及运算律,本节课让学生了解从特殊到一般再由一般到特殊的这种认识规律和体会概念法则的学习过程.学生学习情况分析:学生在学习本节内容之前,已熟知了实数的运算体系,掌握了向量的概念及其线性运算,具备了功等物理知识,并且初步体会了研究向量运算的一般方法.在功的计算公式和研究向量运算的一般方法的基础上,学生基本上能类比得到数量积的含义和运算律,对于运算律不一定给全或给对,对运算律的证明可能会存在一定的困难,教学中教师要注意引导学生分析判断.四、教学方法问题引导,主动探究,启发式教学.五、课堂结构设计本节课从总体上讲是一节概念教学,依据数学课程改革应关注知识的发生和发展过程的理念,结合本节课的知识的逻辑关系,我按照以下顺序安排本节课的教学:即先从数学和物理两个角度创设问题情景,通过归纳和抽象得到数量积的概念,在此基础上研究数量积的性质和运算律,使学生进一步加深对概念的理解,然后通过例题和练习使学生巩固概念,加深印象,最后通过课堂小结提高学生认识,形成知识体系。

六、教学过程(一)创设问题情境,引出新课1.提出问题1:请同学们回顾一下,我们已经研究了向量的哪些运算?这些运算的结果是什么?答:向量的加法、减法及数乘运算.这些运算的结果是向量.2.提出问题2:请同学们继续回忆,我们是怎么引入向量的加法运算的?我们又是按照怎样的顺序研究了这种运算的?答:物理模型→概念→性质→运算律→应用.3.新课引入:本节课我们仍然按照这种研究思路来研究向量的另外一种运算.导入课题:平面向量数量积的物理背景及其含义.设计意图:1.明白新旧知识的联系性.2.明确研究向量的数量积这种运算的途径.(二)探究新知活动1:探究数量积的概念1.给出有关材料并提出问题3:(1)如图1所示,一物体在力F的作用下产生位移s,那么力F所做的功:W=|F||s|cosθ.图12)这个公式有什么特点?请完成下列填空:①W(功)是________量,②F(力)是________量,③s(位移)是________量,④θ是________.(3)你能用文字语言表述“功的计算公式”吗?答:功是力与位移的大小及其夹角余弦的乘积.(4)如果我们将公式中的力与位移推广到一般向量,其结果又该如何表述?答:两个向量的大小及其夹角余弦的乘积.2.明晰数量积的定义(1)数量积的定义:已知两个非零向量a与b,它们的夹角为θ,我们把数量︱a︱︱b︱cosθ叫做a与b的数量积(或内积),记作a·b,即a·b=︱a︱︱b︱cosθ.(2)定义说明①记法“a·b”中间的“·”不可以省略,也不可以用“×”代替.②“规定”:零向量与任何向量的数量积为零.设计意图:1.认识向量的数量积的实际背景.2.使学生在形式上认识数量积的定义.3.从数学和物理两个角度创设问题情境,使学生明白为什么研究这种运算,从而产生强烈的求知欲望.提出问题4:向量的数量积运算与线性运算的结果有什么不同?影响数量积大小的因素有哪些?答:线性运算的结果是向量,而数量积的结果则是数量,这个数量的大小不仅和向量a 与b的模有关,还和它们的夹角有关.4.学生讨论,并完成下表:进一步从细节上理解向量数量积的定义.5.研究数量积的几何意义(1)给出向量投影的概念:如图2,我们把|b|cosθ(|a|cosθ)叫做向量b在a方向上(a在b方向上)的投影,记作:OB1=|b|cosθ.图2(2)提出问题5:数量积的几何意义是什么?答: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.设计意图:这里将数量积的几何意义提前,使学生从代数和几何两个方面对数量积的特征有了更加充分的认识.6.研究数量积的物理意义(1)请同学们用一句话来概括功的数学本质:功是力与位移的数量积.(2)尝试练习:一物体质量是10千克,分别做以下运动:①竖直下降10米;②竖直向上提升10米;③在水平面上的位移为10米;④沿倾角为30度的斜面向上运动10米.分别求重力做功的大小.设计意图:通过尝试练习,一方面使学生尝试计算数量积,巩固对定义的理解;另一方面使学生理解数量积的物理意义,明白学科间的联系,同时也为数量积的性质埋下伏笔.活动2:探究数量积的运算性质1.提出问题6:(1)将尝试练习中的①②③的结论推广到一般向量,你能得到哪些结论?(2)比较︱a·b︱与︱a||b︱的大小,你有什么结论?2.请证明上述结论.3.明晰数量积的性质:设a和b都是非零向量,则:(1)a⊥b⇔a·b=0;(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;(3)|a·b|≤|a||b|.设计意图:将尝试练习的结论推广得到数量积的运算性质,使学生感到亲切自然,同时也培养了学生由特殊到一般的思维品质和类比创新的意识.活动3:探究数量积的运算律1.提出问题7:我们学过了实数乘法的哪些运算律?这些运算律对向量是否也适用?答:(1)交换律:ab=ba;(2)结合律:(ab)c=a(bc);(3)分配律:(a+b)c=ac+bc.猜想:①a·b=b·a;②(a·b)c=a(b·c);③(a+b)·c=a·c+b·c.2.分析猜想:猜想①的正确性是显而易见的.关于猜想②的正确性,请同学们先讨论:猜测②的左右两边的结果各是什么?它们一定相等吗?答:左边是与向量c共线的向量,而右边则是与向量a共线的向量,显然在向量c与向量a不共线的情况下猜测②是不正确的.设计意图:要求学生通过对过去所学过的运算律的回顾类比得出数量积的运算律,通过讨论纠错来理解不同运算的运算律不尽相同,看到数学的法则与法则间的相互联系与区别,体会法则,学习研究的重要性.3.明晰:数量积的运算律:已知向量a、b、c和实数λ,则:(1)a·b=b·a;(2)(λa)·b=λ(a·b)=a·(λb);(3)(a+b)·c=a·c+b·c.4.学生活动:证明运算律(2)在证明时,学生可能只考虑到λ>0的情况,为了帮助学生完善证明,提出以下问题:当λ<0时,向量a与λa,b与λb的方向的关系如何?此时,向量λa与b及a与λb的夹角与向量a与b的夹角相等吗?5.师生活动:证明运算律(3)设计意图:学会利用定义证明运算律(1)(2),运算律(3)的图形构造有些困难,先让学生讨论,后根据学生的情况加以指导或共同完成.(三):应用与提高1.学生独立完成:已知|a|=5,|b|=4,a 与b 的夹角θ=120°,求a·b .设计意图:通过计算巩固对定义的理解.2.师生共同完成:已知|a|=6,|b|=4,a 与b 的夹角为60°,求(a +2b )·(a -3b ),并思考此运算过程类似于哪种实数运算?3.学生独立完成:对任意向量a ,b 是否有以下结论:(1)(a +b )2=a 2+2a·b +b 2,(2)(a +b )·(a -b )=a 2-b 2.设计意图:让学生体会解题中运算律的作用,比较向量运算与实数运算的异同.4.师生共同完成:已知|a|=3,|b|=4,且a 与b 不共线,k 为何值时,向量a +k b 与a-k b 互相垂直?并讨论:通过本题,你有什么体会?设计意图:学会利用数量积来解决垂直问题,体会用数量积将几何问题转化为方程来求解,体现向量的工具性.5.反馈练习(1)判断下列各题正确与否:①若a≠0,则对任一非零向量b ,有a·b≠0.②若a≠0,a·b =a·c ,则b =c.(2)已知△ABC 中,AB →=a ,AC →=b ,当a·b<0或a·b =0时,试判断△ABC 的形状.设计意图:1.加强学生的练习.2.通过观察、问答等方式对学生的掌握情况有了进一步的了解和把握.七、课堂小结1.本节课我们学习的主要内容是什么?2.平面向量的数量积有哪些应用?3.我们是按照怎样的思维模式进行概念的归纳和性质的探究的?在运算律的探究过程中,渗透了哪些数学思想?4.类比向量的线性运算,我们还应该怎样研究数量积?八、课后作业1.课时练与测九、教学反思本节课从总体上说是一节概念教学,从数学和物理两个角度创设问题情景来引入数量积概念能激发学生的学习兴趣,课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、以及学生学习过程中易忘点等,最后进行当堂检测,以达到提高课堂效率的目的。

高中数学_平面向量的数量积的坐标表示模夹角教学设计学情分析教材分析课后反思

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平面向量数量积的坐标表示,模及夹角学案一.复习引入新课: 1.平面向量数量积的含义:2.平面向量数量积的运算率.3.重要结论:设a 、b 都是非零向量,则(1)(2)(3) 我们学过两向量的和与差可以转化为它们相应的坐标来运算,那么怎样用呢?的坐标表示和b a b a ⋅在直角坐标系中,已知两个非零向量a = (x 1,y 1), b = (x 2,y 2), 如何用a 与b 的坐标表示a ·b单位向量i 、j 分别与x 轴、y 轴方向相同,求 ① =⋅i i ② =⋅j i③=⋅i j④ =⋅j j()()j y i x j y i x b a 2211+⋅+=⋅在坐标平面xoy 内,已知 a =(x 1,y 1),b = (x 2,y 2),则两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和.例 1:已知 a =3 ),b =3), 求a ·b________________.•=r ra b (1)............•=•r r r ra ab b 交换率(2)()()()......λλλ•=•=•r r r r r ra a ab b b "结率"合(3)()............+•=•+•r r r r r r r a a b c c b c 分配率_________.⊥⇔r r a b ___________.•==r r a a ||__________.=ra ||____||||.•r r r r a a b b 1212a b x x y y ⋅=+r r练习:则2、向量的模和两点间的距离公式例 1:已知 a =),b =), 求,a b →→,3、两向量夹角公式的坐标运算向量夹角公式的坐标式:),4,3(),1,3(),2,1(-=-==c b a ρρρ____)(=⋅c b a ρρρ||a b -r r例 1:已知 a = ),b = ), 求a 与b 的夹角θ.4、两向量垂直的坐标表示练习: 且 起点坐标为( 1, 2) 终点坐标为( x, 3x), 则 例 2:已知a =(5, 0),b =(–3.2, 2.4),求证:(a +b )⊥b .例3:已知A (1、2),B (2,3),C (2,5), 求证ΔABC 是直角三角形注:两个向量的数量积是否为零是判断相应的两条直线是否垂直的重要方法之一。

高中数学_平面向量数量积的坐标表示模夹角教学设计学情分析教材分析课后反思

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必修四 第二章 2.4.2平面向量数量积的坐标表示模夹角--教学设计[教学目标] 一、知识与能力:1. 掌握平面向量数量积的坐标表示;2. 能利用平面向量数量积解决有关长度、角度、垂直的问题. 二、过程与方法:渗透数形结合的数学思想方法,培养学生转化问题的能力;借助物理背景,感知数学问题,探究知识的来龙去脉;培养学生转化问题的能力.三、情感、态度与价值观:培养对现实世界中的数学现象的好奇心,学习从数学角度发现和提出问题;树立学科之间相互联系、相互促进的辩证唯物主义观点.[教学重点]向量的数量积的坐标表示、模、夹角 [教学难点] 求向量的模与夹角 一、复习回顾1. 平面向量的数量积的物理背景及几何意义a ﹒b =|a ||b |c os θ,其中θ是a 与b 的夹角;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 |c os θ的乘积. 2. 平面向量数量积的运算律.(1)a ⋅b = b ⋅a ; (2)(λa )⋅b =λ( a ⋅b )=a ⋅(λb ); (3)(a +b )⋅c =a ⋅c +b ⋅c 3.两个向量的数量积的性质:设,都是非零向量,是与方向相同的单位向量,θ是与的夹角,则: 1)θcos ||=⋅=⋅ 2)0=⋅⇔⊥3)当与同向时,·=||·||;当与反向时,·= -||·||.特别地,a ·a =|a |2或|a |=4)cos =θ5)|·|≤||·||二、师生互动,新课讲解: 1. 平面向量数量积的坐标表示探究:已知两个非零向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),怎样用a 与b 的坐标表示a ﹒b ?∵ a =x 1i +y 1j ,b =x 2i +y 2j ,∴a ﹒b =(x 1i +y 1j )﹒(x 2i +y 2j )=x 1x 2i 2+x 1y 2i ﹒j +x 2y 1i ﹒j +y 1y 2j 2又∵i ﹒i =1,j ﹒j =1,i ﹒j =j ﹒i =0∴a ﹒b =x 1x 2+y 1y 2即两个向量的数量积等于它们对应坐标的乘积的和. 2. 向量的模222(,),||,||x y x y ===+若则或a a a .如果表示向量a 的有向线段的起点和终点的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),那么()2121,||x y x y ==--a a .3. 向量的垂直设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a ⊥b ⇔x 1x 2+y 1y 2=0.4. 向量的夹角设a 、b 都是非零向量,a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),θ是a 与b 的夹角,则cos |||·|θ=a b ba .例1: 已知a =(3,-1),b =(1,-2),求a ﹒b ,|a |,|b |,a 与b 的夹角θ. 解: a ﹒b=3×1+(-1)×(-2)=5,||a||=bcos ,||||4·πθθ==∴=a b b a .变式训练1:已知a=(1,2),b=(2,-2),求|a|,|b|以及a与b的夹角θ的余弦值.解:||||1222cosθ==⨯+⨯-==a b例2 :(1)已知A(1,2),B(2,3),C(-2,5),判断三角形ABC的形状并证明。

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《2.4.2平面向量数量积的坐标表示、模、夹角》教学设计一、教材分析1、教材的地位和作用本节课是普通高中课程标准实验教科书(人教A版)《数学必修4》第二章第四节“平面向量的数量积”的第二课时---平面向量数量积的坐标表示、模、夹角。

平面向量的数量积是继向量的线性运算之后的又一重要运算,平面向量数量积的坐标表示,就是运用坐标这一量化工具表达向量的数量积运算,为研究平面中的距离、垂直、角度等问题提供了全新的手段。

它把向量的数量积与坐标运算两个知识点紧密联系起来,是全章重点之一。

本节课是是在学生已经掌握了平面向量数量积的含义及运算律的基础上进行教学的,因此难度不大。

根据新课标的要求和学生的实际我确定本节课的重难点如下:2.教学重点、难点(1)教学重点1.掌握平面向量数量积的坐标表示方法;2.掌握向量垂直的坐标表示的条件及平面内两点间的距离公式;3.能用平面向量数量积的坐标表示解决有关长度、角度、垂直等几何问题. (2)教学难点用平面向量数量积的坐标表示解决有关长度、角度、垂直等几何问题.二、学情分析此之前学生已学习了平面向量的坐标表示和平面向量数量积概念及运算,但数量积是用长度和夹角这两个概念来表示的,应用起来不太方便,如何用坐标这一最基本、最常用的工具来表示数量积,使之应用更方便,就是摆在学生面前的一个亟待解决的问题。

因此,本节内容的学习是学生认知发展和知识构建的一个合情、合理的“生长点”。

三、教学目标分析根据本节课的特点,结合新课程标准对本节课的教学要求和学生的认知规律,我从以下三个方面确定了以下教学目标:(1)知识与技能目标:⑴掌握平面向量数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算;⑵掌握平面向量的模的坐标公式以及平面内两点间的距离公式;⑶掌握两个平面向量的夹角的坐标公式;⑷能用平面向量数量积的坐标公式判断两个平面向量的垂直关系;(2) 过程与方法目标:经历根据平面向量数量积的意义探究其坐标表示的过程,体验在此基础上探究发现向量的模、夹角等重要的度量公式的成功乐趣,培养学生的探究能力、创新精神。

(3)情感态度与价值观目标:引导学生探索归纳,感受、理解知识的产生和发展过程,激发学习数学的兴趣。

注重培养学生的动手能力和探索能力;同时通过平面向量数量积的数与形两种表示的相互转化,使学生进一步体会数形结合的思想。

四、教法学法分析1.教学方法“授人以鱼,不如授人以渔” 。

在教学过程中,不仅要传授学生课本知识,更重要的是培养学生善于观察、主动思考、勤于动手、学会合作等学习能力,增强学生的综合素质,所以教学方法主要采用启发探究式,来充分调动学生学习的主动性、积极性。

教师平等的参与学生的自主探究活动,通过启发、引导、激励来体现教师的主导作用,根据学生的认知情况和情感发展来调整整个学习活动的梯度和层次,引导学生全员、全过程参与,保证学生的认知水平和情感体验分层次向前推进。

2.学法分析通过教师的启发与帮助,让学生在课堂上能说一说、想一想、做一做、议一议,强调学生的发现学习、自主探究和合作交流,使学生真正成为学习的主人。

五、教学过程设计1、创设问题情景,激发学习兴趣问题1、⑴正交分解下向量的坐标表示;问题2、平面向量数量积的意义、运算律。

设计意图:回顾平面向量数量积的意义,为探究数量积的坐标表示做好准备。

2、探索研究,建构新知探究1、探究平面向量数量积的坐标表示 已知两个非零向量),(11y x a =,),(22y x b =,怎样用与的坐标来表示⋅呢? ())((2211y x y x ++=⋅ 2211221221y y y x y x x x +⋅+⋅+=2121y y x x +=设计意图:让学生先思考,尝试归纳平面向量数量积的坐标表示,充分发挥学生学习的主动性。

探究2、探索发现向量的模、夹角等度量的坐标表示式向量的模: 设),(y x =,则有222y x +=或22||y x +=两点间的距离公式:设),(11y x A ,),(22y x B ,则),(1212y y x x --=,221221)()(||y y x x AB -+-= 两向量的夹角的坐标表示公式: 设),(11y x a =,),(22y x b =,则02121=+⇔⊥y y x x b a设非零向量),(11y x =,),(22y x =,θ为a 与b 的夹角,则222221212121||||cos y x y x y y x x b a +⋅++=⋅=θ两向量垂直的坐标表示的判断条件: 设),(11y x =,),(22y x =,则02121=+⇔⊥y y x x设计意图:通过学生的自主探究合作交流解决提出的问题并让学生展示探究结果,教师予以点评。

2、自我检测(1)、已知(34)a ,=-r ,(5,2)b =r ,则_________a b ⋅=r r ,||_______a =r ,||_______b =r . (2)、已知(32)a ,=r ,(2,3)b =r ,a r 与b r 之间的夹角为θ,则cos θ=______.(3)、若(22)BA ,=-u u u r ,C (11)B ,=u u u r ,则ABC ∠=_______设计意图:通过学生自我检测体会基础知识的简单运用,这样能够充分调动学生学习的积极性,使学生体会到成功的乐趣。

3、典例讲解: 例1、(3,4),(6,8),a b =-=-r r 已知求 ()()a b a b +⋅-r r r r 及a b -r r ||的值. 例2、已知(1,4),(5,2),(3,4)A B C --,先作图观察△ABC 的形状,然后给出证明.例3、(1)(1(2a b ,a b ==-r r r r 已知,,求与的夹角. (2)(12)(23)2a ,b ,c a b ==--=+r r r r r 设,,又,d a mb =+u r r r ,且45c d ︒r u r 与的夹角为, 求实数m 的值.设计意图:学生才是学习活动的主体,让学生成为学习的研究者,不断地让学生体验到成功的喜悦,激发学生参与学习活动的热情,不仅使学生获得了知识,更培养了学生善于归纳总结思维品质课堂练习:教材P108习题2.4A 组第5题,教材P107练习第1~3题。

设计意图:围绕本节课的知识目标, 让学生完成4道习题。

通过练习,及时反馈学生学习达成度,同时学生可以自评这节课的学习收获。

4、总结提炼,知识升华:⑴掌握平面向量数量积的坐标表达式,会进行平面向量数量积的运算; ⑵掌握平面向量的模的坐标公式以及平面内两点间的距离公式;⑶掌握两个平面向量的夹角的坐标公式;⑷能用平面向量数量积的坐标公式判断两个平面向量的垂直关系;设计意图:以学生小结为主教师帮助为辅,巩固所学知识。

在梳理本节课所学的知识点归纳的过程中进一步加深对本节课所学知识的理解与运用,培养学生归纳总结的能力。

5.布置作业,延伸课堂(1)基本题:教材P108习题2.4A组第7~11题,(2)提高拓展:B组第2~4题。

设计意图:将作业分为基本题和提高拓展题两个部分,体现分层教学思想。

基本题面向全体,注重知识反馈,提高拓展题更注重知识的延伸性、连贯性和应用性,有能力的学生可以去探求。

6、板书设计平面向量数量积的坐标表示、模、夹角一、坐标表示例题:二、模、夹角公式学情分析此之前学生已学习了平面向量的坐标表示和平面向量数量积概念及运算,但数量积是用长度和夹角这两个概念来表示的,应用起来不太方便,如何用坐标这一最基本、最常用的工具来表示数量积,使之应用更方便,就是摆在学生面前的一个亟待解决的问题。

因此,本节内容的学习是学生认知发展和知识构建的一个合情、合理的“生长点”。

效果分析本节课能有效调动课堂的气氛,感染学生的情绪,对课堂教学发挥着积极的推动作用。

教学过程中,尊重学生之间的差异,注重过程性评价与多元评价,将教学评价贯穿于本堂课的每个教学环节中,通过自我测评、同学互评、老师点评等多种评价方式让更多的学生获得学习的自信,在轻松融洽的课堂评价氛围中完成本节课的教学和学习任务。

整体上,可以完成教学任务,由于本节课是在上一节数量积的基础上进行学习的,学生对于数量积的知识掌握得比较好,于是,对于本节课的知识比较容易接受。

通过本次公开课,可以又一次学到很多东西,下一次要做得更好,我要慢慢改进我的语言表达能力,希望课堂气氛可以更加活跃。

教材分析本节课是普通高中课程标准实验教科书(人教A版)《数学必修4》第二章第四节“平面向量的数量积”的第二课时---平面向量数量积的坐标表示、模、夹角。

平面向量的数量积是继向量的线性运算之后的又一重要运算,平面向量数量积的坐标表示,就是运用坐标这一量化工具表达向量的数量积运算,为研究平面中的距离、垂直、角度等问题提供了全新的手段。

它把向量的数量积与坐标运算两个知识点紧密联系起来,是全章重点之一。

本节课是是在学生已经掌握了平面向量数量积的含义及运算律的基础上进行教学的,因此难度不大。

评测练习1.已知向量a =(1,m ),b =(3,-2),且(a +b )⊥b ,则m =( )A .-8B .-6C .6D .82.已知O 为坐标原点,向量OA →=(2,2),OB →=(4,1),在x 轴上有一点P 使得AP →·BP →有最小值,则点P 的坐标是( )A .(-3,0)B .(2,0)C .(3,0)D .(4,0)3.设a =(m +1,-3),b =(1,m -1),若(a +b )⊥(a -b ),则m =________.4.如图,在矩形ABCD 中,AB =2,BC =2,点E 为BC 的中点,点F 在边CD 上,若AB →·AF →=2,则AE →·BF →的值是________.5.已知平面向量a =(1,x ),b =(2x +3,-x ),x ∈R .(1)若a ⊥b ,求x 的值; (2)若a ∥b ,求|a -b |..6.已知向量a =(1,3),b =(-2,0).(1)求a -b 的坐标以及a -b 与a 之间的夹角;(2)当t ∈[-1,1]时,求|a -t b |的取值范围.课后反思首先,我先复习前一节课学过的内容,主要关于四个问题:1.平面向量数量积的定义;2.模的问题;3.垂直问题;4.夹角问题。

接下来,再复习两个单位向量i,j。

先从数量积的坐标表示开始,增加一道小练习,使学习对新知识马上应用;紧接给出向量的模的坐标表示,然后设计例1关于数量积和模坐标表示的考察;再接着讲解关于垂直的问题,重复强调数量积为0,并与之前的平行问题进行对于。

避免学生混淆这两个知识点。

最后讲解关于夹角的问题,强调向量夹角的取值范围,这个是学生容易忽略的问题。

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