【2026年南方台一轮复习江苏专用教辅电子版数学提高版word讲义第26讲平面向量数量积的应用

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1. (人A必二P36练习T1)已知a=(-3,4),b=(5,2),则|a|=_5_,|b|=_29_,a·b=_-7_.
【解析】 |a|=(-3)2+42=5,|b|=52+22=29,a·b=(-3)×5+4×2=-7.
2.(人A必二P61复习参考题T13(4))已知e1,e2是夹角为60°的两个单位向量,则a=2e1+e2与b=-3e1+2e2的夹角为( C )
A. 30° B. 60°
C. 120° D. 150°
【解析】因为e1,e2是夹角为60°的两个单位向量,所以|e1|=1,|e2|=1,e1·e2=12.又a·b=(2e1+e2)·(-3e1+2e2)=-6e21+e1·e2+2e22=-6+12+2=-72,|a|=(2e1+e2)2=21224e+4e1·e2+e=7,|b|=(-3e1+2e2)2=21229e-12e1·e2+4e=7,所以cos 〈a,b〉=a·b|a||b|=-12,所以a=2e1+e2与b=-3e1+2e2的夹角为120°.
3. (人A必二P22练习T1)已知|a|=1,|b|=2,|c|=3,向量a与b的夹角为π6,向量b与c的夹角为π4,则(a·b)c=_3c_;a(b·c)=_32a_.
【解析】 (a·b)c=|a||b|cos π6c=1×2×3)2c=3c,a(b·c)=a·|b||c|cos π4=2×3×2)2a=32a.
4. 已知|a|=1,b=(1,3),a⊥(a+b),则向量a在向量b上的投影向量为( D )
A. (-1,-3)B. (-3,-1)
C. \a\vs4\al\co1(-\f(1\r(32)D. \a\vs4\al\co1(-\f(1\r(34)
【解析】 由题知|b|=1+3=2,与向量b同向的单位向量为b|b|=\a\vs4\al\co1(\f(1\r(32).因为a⊥(a+b),所以a·(a+b)=a2+a·b=1+2cos 〈a,b〉=0,得cos 〈a,b〉=-12,所以|a|cos 〈a,b〉=-12,所以向量a在向量b上的投影向量为-12\a\vs4\al\co1(\f(1\r(32)=\a\vs4\al\co1(-\f(1\r(34).
5. 如图,已知A,B,C是单位圆O上的三点,且→=→+→,则→·→=_-12_.

(第5题)
【解析】 因为→=→+→,所以→2=→2+→2+2|→|·|→|·cos ∠BOC,解得cos ∠BOC=-12.又∠BOC∈[0,π],所以∠BOC=2π3,故△OAB,△OAC均是边长为1的正三角形,所以→·→=1×1×cos 2π3=-12.
聚焦知识
1. 向量的夹角
已知两个非零向量a,b,作→=a,→=b,那么∠AOB称为向量a与b的夹角,向量夹角的取值范围是_[0,π]_.
2. 投影向量
如图,设a,b是两个非零向量,→=a,→=b,考虑如下变换:过→的起点A和终点B,分别作→所在直线的垂线,垂足分别为A1,B1,得到→,称上述变换为向量a向向量b投影,→叫做向量a在向量b上的投影向量,且a在b上的投影向量为|a|cos θb|b|=a·b|b|2·b,θ为a与b的夹角.

3. 平面向量的数量积
已知两个非零向量a,b,θ为a,b的夹角,那么数量|a||b|cos θ叫做向量a,b的数量积,记作a·b.
4. 平面向量数量积的性质
(1) 若e是单位向量,则a·e=e·a=|a|cos θ(θ为a,e的夹角);
(2) a⊥b⇔a·b=0;
(3) 当向量a,b同向时,a·b=|a||b|;当向量a,b反向时,a·b=_-|a||b|_,特别地,a·a=|a|2,|a|=a·a;
(4) cos θ=a·b|a||b|(θ为a,b的夹角);
(5) |a·b|≤_|a||b|_.
5. 平面向量数量积的运算律
(1) 交换律:a·b=b·a;
(2) 分配律:(a+b)·c=a·c+b·c;
(3) 对任意λ∈R,λ(a·b)=(λa)·b=a·(λb).
6. 平面向量数量积的性质及其坐标表示
设向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),θ为向量a,b的夹角.
(1) 数量积:a·b=|a||b|cos θ=_x1x2+y1y2_;
(2) 模:|a|=a·a=_2121x+y_;
(3) 夹角:cos θ=a·b|a||b|=_21212222x1x2+y1y2\r(x+y)·\r(x+y)_;
(4) 对两非零向量a,b,a⊥b的充要条件:a·b=0⇔_x1x2+y1y2=0_;
(5) |a·b|≤|a||b|(当且仅当a∥b时等号成立)⇔|x1x2+y1y2|≤2121x+y·2222x+y.
7. 平面向量数量积运算的常用公式
(1) (a+b)·(a-b)=a2-b2;
(2)(a±b)2=a2±2a·b+b2.
8. 有关向量夹角的两个结论
(1)两个向量a与b的夹角为锐角,则有a·b>0,反之不成立(因为夹角为0时不成立);
(2) 两个向量a与b的夹角为钝角,则有a·b<0,反之不成立(因为夹角为π时不成立).
研题型 素养养成

举题说法
平面向量的数量积运算
例1 (1) (2023·全国乙卷)已知正方形ABCD的边长为2,E是AB的中点,则→·→=( B )
A. 5B. 3
C. 25D. 5
【解析】方法一:以{→,→}为基底向量,可知|→|=|→|=2,→·→=0,则→=→+→=12→+→,→=→+→=-12→+→,所以→·→=\a\vs4\al\co1(\f(1AB→)→))·\a\vs4\al\co1(-\f(1AB→)→))=-14→2+→2=-1+4=3.

(例1(1)答)
方法二:如图,以A为坐标原点建立平面直角坐标系,则E(1,0),C(2,2),D(0,2),可得→=(1,2),→=(-1,2),所以→·→=-1+4=3.
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