平面向量的数量积

三角函数A 档L3近3年考频 5 次

常见题型:choice、fill、short

平面向量的数量积 - 平面向量

考法聚焦

典型例题

例题 1

已知向量 $\vec{a}$=(2,1),$\vec{b}$=(3,-4),求 $\vec{a}$ \cdot $\vec{b}$ 及 $\vec{a}$ 在 $\vec{b}$ 方向上的投影。

解答

步骤1:计算数量积 $\vec{a}$ \cdot $\vec{b}$ = 2×3 + 1×(-4) = 6 - 4 = 2。
步骤2:求 $\vec{b}$ 的模长 |$\vec{b}$| = $\sqrt{3^2+(-4)^2}$ = 5。
步骤3:投影 = \frac{$\vec{a}$ \cdot $\vec{b}$}{|$\vec{b}$|} = $\frac{2}{5}$。

要点:

  • 熟练运用坐标公式计算数量积
  • 理解投影的公式为数量积除以被投影向量的模长

例题 2

已知 |$\vec{a}$|=3,|$\vec{b}$|=4,且 $\vec{a}$ 与 $\vec{b}$ 的夹角为 60°,求 (2$\vec{a}$-$\vec{b}$) \cdot ($\vec{a}$+3$\vec{b}$)。

解答

步骤1:展开式子 = 2$\vec{a}$ \cdot $\vec{a}$ + 6$\vec{a}$ \cdot $\vec{b}$ - $\vec{b}$ \cdot $\vec{a}$ - 3$\vec{b}$ \cdot $\vec{b}$。
步骤2:利用交换律 $\vec{a}$ \cdot $\vec{b}$ = $\vec{b}$ \cdot $\vec{a}$,合并得 = 2|$\vec{a}$|^2 + 5$\vec{a}$ \cdot $\vec{b}$ - 3|$\vec{b}$|^2。
步骤3:代入已知 |$\vec{a}$|^2=9,|$\vec{b}$|^2=16,$\vec{a}$ \cdot $\vec{b}$=3×4×cos60°=6。
步骤4:计算得 2×9 + 5×6 - 3×16 = 18+30-48=0。

要点:

  • 灵活运用数量积的运算律展开多项式
  • 注意 $\vec{a}$ \cdot $\vec{b}$ 的数值计算
  • 合并同类项时避免符号错误

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