考纲传真 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. 真题再现; 知识梳理 知识点 平面向量的数量积 1.向量的夹角 定义图示范围共线与垂直已知两个非零向量a和b,作→(OA)=a,→(OB)=b,则∠AOB就是a与b的夹角 [0°,180°]∠AOB=0°或180°⇔a∥b;∠AOB=90°⇔a⊥b2.平面向量的数量积 定义 设两个非零向量a,b的夹角为θ,则数量|a|·|b|·cos θ叫做a与b的数量积,记作a·b投影|a|·cos θ叫做向量a在b方向上的投影,|b|·cos θ叫做向量b在a方向上的投影几何意义数量积a·b等于a的长度|a|与b在a的方向上的投影|b|·cos θ的乘积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)(数乘结合律). (3)a·(b+c)=a·b+a·c(分配律). 4.平面向量数量积的性质及其坐标表示 设非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ=〈a,b〉. 结论几何表示坐标表示数量积a·b=|a||b|cos θa·b=x1x2+y1y2模|a|=|a|=1(2)夹角cos θ=|a||b|(a·b)cos θ=2(2)a⊥ba·b=0x1x2+y1y2=0|a·b|与|a||b|的关系|a·b|≤|a||b||x1x2+y1y2|≤1(2)·2(2)1.必会结论;(1)当a与b同向时,a·b=|a||b|. (2)当a与b反向时,a·b=-|a||b|.(3)a·a=a2=|a|2. 2.必清误区;(1)数量积运算律要准确理解、应用,例如,由a·b=a·c(a≠0)不能得出b=c,两边不能约去一个向量. (2)向量a,b的夹角为锐角,则有a·b>0,若a·b>0,则向量a,b的夹角为锐角或0°. (3)向量a,b的夹角为钝角,则有a·b<0,若a·b<0,则向量a,b的夹角为钝角或180°. 考点分项突破 考点一平面向量数量积的运算 1.(2015·全国卷Ⅱ)向量a=(1,-1),b=(-1,2),则(2a+b)·a=( ) A.-1 B.0 C.1 D.2 【解析】 法一 ∵a=(1,-1),b=(-1,2),∴a2=2,a·b=-3,从而(2a+b)·a=2a2+a·b=4-3=1. 法二 ∵a=(1,-1),b=(-1,2),∴2a+b=(2,-2)+(-1,2)=(1,0),从而(2a+b)·a=(1,0)·(1,-1)=1,故选C.【答案】 C 2.(2015·山东高考)已知菱形ABCD的边长为a,∠ABC=60°,则→·→=( ) A.-2a2 B.-4a2 C.4a2 D.2a2 【解析】 由已知条件得→·→=→·→=a·acos 30°=2a2,故选D.【答案】 D 归纳 1.向量数量积的两种计算方法 (1)当已知向量的模和夹角θ时,可利用定义法求解,即a·b=|a||b|cos θ. (2)当已知向量的坐标时,可利用坐标法求解,即若a=(x1,y1),b=(x2,y2),则a·b=x1x2+y1y2. 2.转化法求数量积 若向量的模与夹角不能确定,则应把向量用已知模或夹角的向量表示,然后再求数量积. 考点二 平面向量数量积的性质 ●命题角度1 平面向量的模 1.(2015·浙江高考)已知e1,e2是平面单位向量,且e1·e2=2.若平面向量b满足b·e1=b·e2=1,则|b|=________. 【解析】 ∵e1·e2=2,∴|e1||e2|cos〈e1,e2〉=2,∴〈e1,e2〉=60°.又∵b·e1=b·e2=1>0,∴〈b,e1〉=〈b,e2〉=30°.由b·e1=1,得|b||e1|cos 30°=1,∴|b|=3=3.【答案】 3 2.已知平面向量a·b的夹角为6,且|a|=,|b|=2,在△ABC中,→=2a+2b,→=2a-6b,D为BC的中点,则|→|=________. 【解析】 →=2(→+→)=2(2a+2b+2a-6b)=2a-2b,所以|→|2=4(a-b)2=4(a2-2b·a+b2)=4×+4=4,所以|→|=2. 【答案】 2 ●命题角度2 平面向量的夹角 3.(2015·重庆高考)若非零向量a,b满足|a|=3|b|,且(a-b)⊥(3a+2b),则a与b的夹角为( ) A.4 B.2 C.4 D.π 【解析】 由(a-b)⊥(3a+2b)得(a-b)·(3a+2b)=0,即3a2-a·b-2b2=0.又∵|a|=3|b|,设〈a,b〉=θ,即3|a|2-|a|·|b|·cos θ-2|b|2=0,∴3|b|2-3|b|2·cos θ-2|b|2=0.∴cos θ=2.又∵0≤θ≤π,∴θ=4. 【答案】 A ●命题角度3 平面向量的垂直 (2015·福建高考)设a=(1,2),b=(1,1),c=a+kb.若b⊥c,则实数k的值等于( ) A.-2 B.-3 C.3 D.2 【解析】 c=a+kb=(1+k,2+k),又b⊥c, 所以1×(1+k)+1×(2+k)=0,解得k=-2.【答案】 A (2015·湖北高考)已知向量→⊥→,|→|=3,则→·→=________. 【解析】 因为→⊥→,所以→·→=→·(→-→)=→·→-|→|2=0,所以→·→=|→|2=|→|2=9,即→·→=9.【答案】 9 跟踪训练 1.设单位向量e1,e2的夹角是60°,a=e1+e2,b=e1+te2,若向量a,b的夹角为锐角,则实数t的取值范围是________. 【解析】 由题意知a·b>0,即(e1+e2)·(e1+te2)>0,化简得2t+2>0,解得t>-1,由向量a,b的夹角为锐角,得b≠λa,即t≠1.综上知,t>-1且t≠1. 【答案】 (-1,1)∪(1,+∞) 2.已知两个单位向量a,b的夹角为60°,c=ta+(1-t)b,若b⊥c,则t=________. 【解析】 |a|=|b|=1,〈a,b〉=60°. ∵c=ta+(1-t)b,∴b·c=ta·b+(1-t)b2=t×1×1×2+(1-t)×1=2+1-t=1-2.又∵b·c=0,∴1-2=0,∴t=2.【答案】 2 归纳平面向量数量积求解问题的策略 1.求两向量的夹角cos θ=|a|·|b|,要注意θ∈[0,π]. 2.两向量垂直的应用两非零向量垂直的充要条件是a⊥b⇔a·b=0⇔|a-b|=|a+b|. 3.求向量的模利用数量积求解长度问题的处理方法有(1)a2=a·a=|a|2或|a|=. (2)|a±b|==. (3)若a=(x,y),则|a|=. |