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+二一九高考数学学习资料+学案26平面向量的数量积及其应用导学目标： 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自主梳理1向量的夹角(1)已知两个非零向量a和b，作a，b，则AOB叫做向量a与b的_(2)向量夹角的范围是_，a与b同向时，夹角_；a与b反向时，夹角_.(3)如果向量a与b的夹角是_，我们说a与b垂直，记作_2向量数量积的定义(1)向量数量积的定义：_，其中|a|cosa，b叫做向量a在b方向上的投影(2)向量数量积的性质：如果e是单位向量，则aeea_；非零向量a，b，ab_；aa_或|a|_；cosa，b_；|ab|_|a|b|.3向量数量积的运算律(1)交换律：ab_；(2)分配律：(ab)c_；(3)数乘向量结合律：(a)ba(b)_ab.4向量数量积的坐标运算与度量公式(1)两个向量的数量积等于它们对应坐标乘积的和，即若a(a1，a2)，b(b1，b2)，则ab_；(2)设a(a1，a2)，b(b1，b2)，则ab_；(3)设向量a(a1，a2)，b(b1，b2)，则|a|_，cosa，b_.(4)若A(x1，y1)，B(x2，y2)，则_，所以|_.自我检测1(2010湖南改编)在RtABC中，C90，AC4，则_.2(2010重庆改编)已知向量a，b满足ab0，|a|1，|b|2，则|2ab|_.3已知a(1,0)，b(1,1)，(ab)b，则_.4平面上有三个点A(2，y)，B，C(x，y)，若，则动点C的轨迹方程为_5(2009天津)若等边ABC的边长为2，平面内一点M满足，则_.探究点一向量的模及夹角问题例1已知|a|4，|b|3，(2a3b)(2ab)61.(1)求a与b的夹角；(2)求|ab|；(3)若a，b，求ABC的面积变式迁移1(1)已知a，b是平面内两个互相垂直的单位向量，若向量c满足(ac)(bc)0，则|c|的最大值为_(2)已知i，j为互相垂直的单位向量，ai2j，bij，且a与b的夹角为锐角，则实数的取值范围为_探究点二两向量的平行与垂直问题例2已知a(cos ，sin )，b(cos ，sin )，且kab的长度是akb的长度的倍(k0)(1)求证：ab与ab垂直；(2)用k表示ab；(3)求ab的最小值以及此时a与b的夹角.变式迁移2(2009江苏)设向量a(4cos ，sin )，b(sin ，4cos )，c(cos ，4sin )(1)若a与b2c垂直，求tan()的值；(2)求|bc|的最大值；(3)若tan tan 16，求证：ab.探究点三向量与三角函数的综合应用例3已知向量a，b，且x.(1)求ab及|ab|；(2)若f(x)ab|ab|，求f(x)的最大值和最小值变式迁移3在三角形ABC中，角A、B、C所对的边分别为a、b、c，且2sin2cos 2C1.(1)求角C的大小；(2)若向量m(3a，b)，向量n，mn，(mn)(mn)16.求a、b、c的值1一些常见的错误结论：(1)若|a|b|，则ab；(2)若a2b2，则ab；(3)若ab，bc，则ac；(4)若ab0，则a0或b0；(5)|ab|a|b|；(6)(ab)ca(bc)；(7)若abac，则bc.以上结论都是错误的，应用时要注意2证明直线平行、垂直、线段相等等问题的基本方法有：(1)要证ABCD，可转化证明22或|.(2)要证两线段ABCD，只要证存在唯一实数0，使等式成立即可(3)要证两线段ABCD，只需证0.(满分：90分)一、填空题(每小题6分，共48分)1已知非零向量a，b，若|a|b|1，且ab，又知(2a3b)(ka4b)，则实数k的值为_2已知ABC中，a，b，ab0，SABC，|a|3，|b|5，则BAC_.3(2010湖南改编)若非零向量a，b满足|a|b|，(2ab)b0，则a与b的夹角为_4(2010英才苑高考预测)已知a(2,3)，b(4,7)，则a在b上的投影为_5(2011南京月考)设a(cos 2，sin )，b(1，2sin 1)，若ab，则sin _.6(2010广东金山中学高三第二次月考)若|a|1，|b|2，cab，且ca，则向量a与b的夹角为_7已知点A、B、C满足|3，|4，|5，则的值是_8已知向量m(1,1)，向量n与向量m夹角为，且mn1，则向量n_.二、解答题(共42分)9(12分)已知O为坐标原点且(2,5)，(3,1)，(6,3)，在线段OC上是否存在点M，使，若存在，求出点M的坐标；若不存在，请说明理由10(14分)已知向量a(cos()，sin()，b(cos，sin)(1)求证：ab；(2)若存在不等于0的实数k和t，使xa(t23)b，ykatb，满足xy，试求此时的最小值11(16分)(2010济南三模)已知a(1,2sin x)，b，函数f(x)ab (xR)(1)求函数f(x)的单调递减区间；(2)若f(x)，求cos的值答案 自主梳理1(1)夹角(2)0，0(3)ab2.(1)ab|a|b|cosa，b(2)|a|cosa，eab0 |a|23.(1)ba(2)acbc(3)(ab)4.(1)a1b1a2b2(2)a1b1a2b20 (3)(4)(x2x1，y2y1) 自我检测116解析因为C90，所以0，所以()()216.22解析|2ab|2.3解析由(ab)b0得ab|b|20，120，.4y28x(x0)解析由题意得，又，0，即0，化简得y28x(x0)52解析合理建立直角坐标系，因为三角形是正三角形，故设C(0,0)，A(2，0)，B(，3)，这样利用向量关系式，求得M，然后求得，所以2.课堂活动区例1解(1)(2a3b)(2ab)61，4|a|24ab3|b|261.又|a|4，|b|3，644ab2761，ab6.cos .又0，.(2)|ab|.(3)与的夹角，ABC.又|a|4，|b|3，SABC|sinABC433.变式迁移1(1)(2)0且ab不同向即|i|22|j|20，0)得2.0)(3)由(2)知ab(k)，当k时，等号成立，即k1.k0，k1.此时cos ，而0，.故ab的最小值为，此时.变式迁移2(1)解因为a与b2c垂直，所以a(b2c)4cos sin 8cos cos 4sin cos 8sin sin 4sin()8cos()0.因此tan()2.(2)解由bc(sin cos ，4cos 4sin )，得|bc|4.又当时，等号成立，所以|bc|的最大值为4.(3)证明由tan tan 16得，所以ab.例3解题导引与三角函数相结合考查向量的数量积的坐标运算及其应用是高考热点题型解答此类问题，除了要熟练掌握向量数量积的坐标运算公式，向量模、夹角的坐标运算公式外，还应掌握三角恒等变换的相关知识解(1)abcos xcos sin xsin cos 2x，|ab|2|cos x|，x，cos x0，|ab|2cos x.(2)f(x)cos 2x2cos x2cos2x2cos x122.x，cos x1，当cos x时，f(x)取得最小值；当cos x1时，f(x)取得最大值1.变式迁移3解(1)2sin2cos 2C1，cos 2C12sin2cos(AB)cos C.2cos2Ccos C10.cos C或1.C(0，)，C.(2)mn，3a20，即b29a2. 又(mn)(mn)16，8a2b216，即a22.由可得a21，b29，a1，b3.又c2a2b22abcos C7，c.课后练习区16解析由(2a3b)(ka4b)0得2k120，k6.2150解析SABC|a|b|sinBAC，sinBAC.又ab0，BAC为钝角BAC150.3120解析由(2ab)b0，得2ab|b|2.cosa，b.a，b0，180，a，b120.4.解析因为ab|a|b|cosa，b，所以，a在b上的投影为|a|cosa，b.5.解析abcos 22sin2sin ，12sin22sin2sin ，sin .6120解析设a与b的夹角为，cab，ca，ca0，即(ab)a0.a2ab0.又|a|1，|b|2，12cos 0.cos ，0，180，即120.725解析如图，根据题意可得ABC为直角三角形，且B，cos A，cos C，45cos(C)53cos(A)20cos C15cos A201525.8(1,0)或(0，1)解析设n(x，y)，由mn1，有xy1.由m与n夹角为，有mn|m|n|cos ，|n|1，则x2y21.由解得或，n(1,0)或n(0，1)9解设存在点M，且(6，3) (01)，(26，53)，(36，13)(4分)，(26)(36)(53)(13)0，(8分)即45248110，解得或.M点坐标为(2,1)或.故在线段OC上存在点M，使，且点M的坐标为(2,1)或(，)(12分)10(1)证明abcos()cossinsinsin cos sin cos 0.ab.(4分)(2)解由xy得，xy0，即a(t23)b(katb)0，ka2(t33t)b2tk(t23)ab0，k|a|2(t33t)|b|20.(8分)又|a|21，|b|21，kt33t0，kt33t.(10分)t2t32.故当t时，有最小值.(14分)11解(1)f(x)ab2cos2sin x2cos xcos 2sin xsin 2sin xcos xsin x2sin.(5分)由2kx2k，kZ，得2kx2k，kZ.所以f(x)的单调递减区间是 (kZ)(8分)(2)由(1)知f(x)2sin.又因为2sin，所以sin，(12分)即sincoscos.所以cos2cos21.（16分）高考数学复习精品高考数学复习精品
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