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2.4向量的数目积
前面我们学习过向量的加减法,实数与向量的乘法,知道a+b,a-b,λa(λ∈R)仍
是向量,大家自然要问:两个向量能否能够相乘?相乘后的结果是什么?是向量仍是数?
1.已知两个非零向量a与b,它们的夹角为
θ,我们把数目________叫做a与b的数
量积,记作____________,即________________.
答案:|a||b|cosθa·ba·b=|a||b|cosθ
2.两非零向量
a与b的夹角为θ,a在b方向上的投影为________,b在a方向上的
投
影
是
________,a·b
的
几
何
意
义
为
__________________________________________________________.
当θ为________时,b在a上投影为正;当
θ为________时,b在a上的投影为负;
当θ为________时,b在a上的投影为零.
答案:|a|cos
θ|b|cosθa的长度|a|与b在a的方向上的投影|b|cos
θ的积
锐角
钝角
90°
3.a,b同向时,a·b=______,当a与b反向时,a·b=________,特别地a·a=
________.
答案:|a||b|
-|a||b||a|2
4.|a·b|与|a|·|b|的大小关系是________.
答案:|a·b|≤|a|·|b|
5.向量数目积的运算律为
·
=________;( )·
b
=________=________;(
a
+
ab
λa
b)·c=________.
答案:b·aλ(a·b)
a·(λb)
a·c+b·c
6.两个向量的数目积等于它们对应坐标的乘积的和.即若a=(x1,y1),b=(x2,y2),
则a·b=________.
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答案:x1x2+y1y2
7.假如表示向量a的有向线段的起点和终点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2),那么|a|
________________________________________,
这是平面内两点间的距离公式.
答案:(x1-x2)2+(y1-y2)2
8.设a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a⊥b?________.
答案:x1x2+y1y2=0
9.若a=(x1,y1),b=(x2,y2),a、b的夹角为θ,则有cosθ=________________.
x1x2+y1y2
答案:22
2
2
x1+y1·
x2
+y2
数目积的定义
已知两个非零向量a与b,它们的夹角是θ,我们把|a||b|cosθ叫做向量a和b的数
量积(或内积),记作a·b,即
a·b=|a||b|cosθ(0≤θ≤π).
此中|a|cosθ(|b|cosθ)叫做向量a在b方向上(b在a方向上)的投影.
ππ
特别提示:(1)当0≤θ<2时,cosθ>0,进而a·b>0;当2<0≤π时,cosθ<
π
0,进而a·b<0;当θ=2时,cosθ=0,进而a·b=0.
数目积的几何意义:数目积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.这个投影值可正可负也可为零,因此我们说向量的数目积的结果是一个实数.
数目积的性质及运算律
1.数目积的重要性质.
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设a
与b都是非零向量,
e是单位向量,θ是
a与e的夹角.
(1)
e
·
=·=||cos
θ;
a
aea
a⊥b?a·b=0;
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=a2,a·a也可记作a2.
(4)|a·b|≤|a|·|b|.
2.数目积的运算律.
已知a,b,c和实数λ,则向量的数目积知足以下运算律:
a·b=b·a(互换律);
(2)(λa)·b=a·(λb)=λ(a·b)=λa·b(数乘联合律);
(3)(a+b)·c=a·c+b·c(分派律).
说明:(1)当
a
≠0时,由·=0不可以推出
b
必定是零向量.这是因为任一与
a
垂直的
ab
非零向量b,都有a·b=0.
已知实数a、b、c(b≠0),则ab=bc?a=c.但对向量的数目积,该推理不正确,即
a·b=b·c不可以推出a=c.由图很简单看出,固然a·b=b·c,但a≠c.
对于实数a、b、c,有(a·b)c=a(b·c);但对于向量a、b、c而言,(a·b)c=a(b·c)
未必建立.这是因为(a·b)c表示一个与c共线的向量,而a(b·c)表示一个与a共线的向
量,而c与a不必定共线,因此(a·b)c=a(b·c)未必建立.
向量的模
设a=(x,y),|a|2=a·a=(x
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