平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示、模、夾角

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
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2.4.2平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示、模、夾角

一、教材分析
本課的地位及作用:平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示,就是運用坐標(biāo)這一量化工具表達向量的數(shù)量積運算,為研究平面中的距離、垂直、角度等問題提供了全新的手段。它把向量的數(shù)量積與坐標(biāo)運算兩個知識點緊密聯(lián)系起來,是全章重點之一。
二.目標(biāo)

1.學(xué)會用平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表達式,會進行數(shù)量積的運算。理解掌握向量的模、夾角等公式。能根據(jù)公式解決兩個向量的夾角、垂直等問題。
2.(1)通出問題,把問題的求解與探究貫穿整堂課,學(xué)生在自主探究中發(fā)現(xiàn)了結(jié)論
(2)通過對向量平行與垂直的充要條件的坐標(biāo)表示的類比,教給了學(xué)生類比聯(lián)想的記憶方法。
3.經(jīng)歷根據(jù)平面向量數(shù)量積的意義探究其坐標(biāo)表示的過程,體驗在此基礎(chǔ)上探究發(fā)現(xiàn)
向量的模、夾角等重要的度量公式的成功樂趣,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、創(chuàng)新精神、
三、重點難點
重點:平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示.
難點:向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示的應(yīng)用.
四、學(xué)情分析
此之前學(xué)生已學(xué)習(xí)了平面向量的坐標(biāo)表示和平面向量數(shù)量積概念及運算,但數(shù)量積是用長度和夾角這兩個概念來表示的,應(yīng)用起來不太方便,如何用坐標(biāo)這一最基本、最常用的工具來表示數(shù)量積,使之應(yīng)用更方便,就是擺在學(xué)生面前的一個亟待解決的問題。因此,本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)是學(xué)生認知發(fā)展和知識構(gòu)建的一個合情、合理的“生長點”。所以,本節(jié)課采取以學(xué)生自主完成為主,教師查漏補缺的教學(xué)方法。因此結(jié)合中學(xué)生的認知結(jié)構(gòu)特點和學(xué)生實際。我將本節(jié)教學(xué)目標(biāo)確定為:1、理解掌握平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表達式,會進行數(shù)量積的運算。理解掌握向量的模、夾角等公式。能根據(jù)公式解決兩個向量的夾角、垂直等問題2、經(jīng)歷根據(jù)平面向量數(shù)量積的意義探究其坐標(biāo)表示的過程,體驗在此基礎(chǔ)上探究發(fā)現(xiàn)向量的模、夾角等重要的度量公式的成功樂趣,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、創(chuàng)新精神。
五、教學(xué)方法
1.實驗法:多媒體、實物投影儀。
2.學(xué)案導(dǎo)學(xué):見后面的學(xué)案。
3.新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié):預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
六、課前準(zhǔn)備
1.學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備:預(yù)習(xí)學(xué)案。
2.教師的教學(xué)準(zhǔn)備:多媒體課件制作,課前預(yù)習(xí)學(xué)案,課內(nèi)探究學(xué)案,課后延伸拓展學(xué)案。
七、課時安排:1課時
八、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對性。
(二)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
創(chuàng)設(shè)問題情景,引出新課
⑴a與b的數(shù)量積 的定義?⑵向量的運算有幾種?應(yīng)怎樣計算?
出示學(xué)習(xí)目標(biāo):1、理解掌握平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示、向量的 夾角、模的 公式.2、兩個向量垂直的坐標(biāo)表示3、運用兩個向量的數(shù)量積的坐標(biāo)表示初步解決處理有關(guān)長度垂直的幾個問題.
(三)合作探究,精講點撥
探究一:已知兩個非零向量a=(x1,x2),b=(x2,y2),怎樣用a與b的坐標(biāo)表示數(shù)量積a?b呢?
a?b=(x1,y1)?(x2,y2)=(x1i+y1j)?(x2i+y2j)=x1x2i2+x1y2i?j+x2y1i?j+y1y2j2=x1x2+y1y2
即:兩個向量的數(shù)量積等于它們對應(yīng)坐標(biāo)的乘積的和

師生:學(xué)生回答提出的問題,教師點評
學(xué)生:合作探索提出的問題。
教師:巡視輔導(dǎo)學(xué)生,解決遇到的困難,估計學(xué)生對正交單位基向量i,j的運算可能有困難,點撥學(xué):i2=1,j2=1,i?j=0
師生:學(xué)生展示探究結(jié)果,教師給予點評
設(shè)計意圖:回顧平面向量數(shù)量積的意義,為探究數(shù)量積的坐標(biāo)表示做好準(zhǔn)備。
創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,出示學(xué)習(xí)目標(biāo)使學(xué)生了解本課的任務(wù)
問題引領(lǐng),培養(yǎng)學(xué)生的探索研究能力
探究二:探索發(fā)現(xiàn)向量的模的坐標(biāo)表達式
若a=(x,y),如何計算向量的模a呢?

若A(x1,x2),B(x2,y2),如何計算向量AB的模兩點A、B間的距離呢?
教師提出問題學(xué)生:獨立思考探究合作交流讓學(xué)生展示探究的結(jié)論,教師總結(jié)
設(shè)計意圖:在向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示基礎(chǔ)上,探索發(fā)現(xiàn)向量的模
例1、如圖,以原點和A(5, 2)為頂點作等腰直角△OAB,使?B = 90?,求點B和向量 的坐標(biāo).
解:設(shè)B點坐標(biāo)(x, y),則 = (x, y), = (x?5, y?2)
∵ ? ∴x(x?5) + y(y?2) = 0即:x2 + y2 ?5x ? 2y = 0
又∵ = ∴x2 + y2 = (x?5)2 + (y?2)2即:10x + 4y = 29

∴B點坐標(biāo) 或 ; = 或
評述:用向量的垂直關(guān)系的坐標(biāo)表示作為此題的突破點。
變式:已知
探究三:向量夾角、垂直、坐標(biāo)表示
設(shè)a,b都是非零向量,a=(x1,y1),b(x2,y2),如何判定a⊥b或計算a與b的夾角呢?
1、向量夾角的坐標(biāo)表示



2、a⊥b<=>a?b=0<=>x1x2+y1y2=0
3、a∥b <=>X1y2-x2y1=0
學(xué)生:獨立思考、探究,合作交流,師生:讓學(xué)生展示探究的結(jié)論,教師總結(jié)
提醒學(xué)生a⊥b與a∥b坐標(biāo)表達式的不同
設(shè)計意圖:在向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示基礎(chǔ)上兩向量垂直,兩向量夾角的坐標(biāo)表達式
例2 在△ABC中, =(2, 3), =(1, k),且△ABC的一個內(nèi)角為直角,求k值.
解:當(dāng)A = 90?時, ? = 0,∴2×1 +3×k = 0 ∴k =
當(dāng)B = 90?時, ? = 0, = ? = (1?2, k?3) = (?1, k?3)
∴2×(?1) +3×(k?3) = 0 ∴k =
當(dāng)C = 90?時, ? = 0,∴?1 + k(k?3) = 0 ∴k =
評述:熟練應(yīng)用向量的夾角公式。
變式:已知, 當(dāng)k為何值時,(1) 垂直?
(2) 平行嗎?平行時它們是同向還是反向?

(四)反思總結(jié),當(dāng)堂檢測。
教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進行當(dāng)堂檢測。
設(shè)計意圖:引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)并對所學(xué)內(nèi)容進行簡單的反饋糾正。(課堂實錄)
(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)數(shù)量積的坐標(biāo)運算。模。夾角。下節(jié)學(xué)習(xí)平面向量應(yīng)用舉例這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)這一部分,著重體會向量是一種處理幾何問題。物理問題的工具增強應(yīng)用意識提高解題能力
九、板書設(shè)計
十、教學(xué)反思
1.教學(xué)方法:結(jié)合本節(jié)教材淺顯易懂,又有前面平面向量的數(shù)量積和向量的坐標(biāo)表示等知識作鋪墊的內(nèi)容特點,兼顧高一學(xué)生已具備一定的數(shù)學(xué)思維能力和處理向量問題的方法的現(xiàn)狀,我主要采用“誘思探究教學(xué)法”,其核心是“誘導(dǎo)思維,探索研究”,其教學(xué)思想是“教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,訓(xùn)練為主線的原則,為此,我通過精心設(shè)置的一個個問題,激發(fā)學(xué)生的求知欲,積極的鼓勵學(xué)生的參與,給學(xué)生獨立思考的空間,鼓勵學(xué)生自主探索,最終在教師的指導(dǎo)下去探索發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。在教學(xué)中,我適時的對學(xué)生學(xué)習(xí)過程給予評價,適當(dāng)?shù)脑u價,可以培養(yǎng)學(xué)生的自信心,合作交流的意識,更進一步地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓他們體驗成功的喜悅。
2.教學(xué)手段:利用多媒體輔助教學(xué),可以加大一堂課的信息容量,極大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

十一、學(xué)案設(shè)計(見下頁)

2.4.2平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示、模、夾角

課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo):
預(yù)習(xí)平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表達式,會進行數(shù)量積的運算。了解向量的模、夾角等公式。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容:
1.平面向量數(shù)量積(內(nèi)積)的坐標(biāo)表示

2.引入向量的數(shù)量積的坐標(biāo)表示,我們得到下面一些重要結(jié)論:
(1)向量模的坐標(biāo)表示:

能表示單位向量的模嗎?

(2)平面上兩點間的距離公式:
  向量a的起點和終點坐標(biāo)分別為A(x1,y1),B(x2,y2)
AB=
(3)兩向量的夾角公式cos? =
3. 向量垂直的判定(坐標(biāo)表示)

4.向量平行的判定(坐標(biāo)表示)

三、提出疑惑
同學(xué)們,通過你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中
疑惑點疑惑內(nèi)容

課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)會用平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)表達式,會進行數(shù)量積的運算。掌握兩個向量共線、垂直的幾何判斷,會證明兩向量垂直,以及能解決一些簡單問題.
學(xué)習(xí)重難點:平面向量數(shù)量積及運算規(guī)律.平面向量數(shù)量積的應(yīng)用
二、學(xué)習(xí)過程
(一)創(chuàng)設(shè)問題情景,引出新課
a與b的數(shù)量積 的定義?⑵向量的運算有幾種?應(yīng)怎樣計算?

(二)合作探究,精講點撥
探究一:已知兩個非零向量a=(x1,x2),b=(x2,y2),怎樣用a與b的坐標(biāo)表示數(shù)量積a?b呢?
a?b=(x1,y1)?(x2,y2)=(x1i+y1j)?(x2i+y2j)=x1x2i2+x1y2i?j+x2y1i?j+y1y2j2=x1x2+y1y2
教師:巡視輔導(dǎo)學(xué)生,解決遇到的困難,估計學(xué)生對正交單位基向量i,j的運算可能有困難,點撥學(xué)生:i2=1,j2=1,i?j=0

探究二:探索發(fā)現(xiàn)向量的模的坐標(biāo)表達式

若a=(x,y),如何計算向量的模a呢?

若A(x1,x2),B(x2,y2),如何計算向量AB的模兩點A、B間的距離呢?
例1、如圖,以原點和A(5, 2)為頂點作等腰直角△OAB,使?B = 90?,求點B和向量 的坐標(biāo).

變式:已知

探究三:向量夾角、垂直、坐標(biāo)表示
設(shè)a,b都是非零向量,a=(x1,y1),b(x2,y2),如何判定a⊥b或計算a與b的夾角呢?
1、向量夾角的坐標(biāo)表示
2、a⊥b<=> <=>x1x2+y1y2=0

3、a∥b <=>X1y2-x2y1=0

例2 在△ABC中, =(2, 3), =(1, k),且△ABC的一個內(nèi)角為直角,求k值.

變式:已知, 當(dāng)k為何值時,(1) 垂直?
(2) 平行嗎?平行時它們是同向還是反向?

(三)反思總結(jié)

(四)當(dāng)堂檢測
1.已知a=1,b= ,且(a-b)與a垂直,則a與b的夾角是( )
A.60° B.30° C.135° D.45°
2.已知a=2,b=1,a與b之間的夾角為 ,那么向量m=a-4b的模為( )
A.2 B.2 C.6 D.12
3、a=(5,-7),b=(-6,-4),求a與b的 數(shù)量積

4、設(shè)a=(2,1),b=(1,3),求a?b及a與b的夾角

5、已知向量a=(-2,-1),b=(λ,1)若a與b的夾角為鈍角,則λ取值范圍是多少?

課后練習(xí)與提高
1.已知 則 ( 。
A.23 B.57 C.63 D.83
2.已知 則 夾角的余弦為( 。
 A. B. C. D.
3. 則 __________。
4.已知 則 __________。
5. 則 _______ _______
6.與 垂直的單位向量是__________
 A. B.
D.
7. 則 方向上的投影為_________
8.A(1,2),B(2,3),C(2,0)所以 為( )
A.直角三角形      B.銳角三角形
C.鈍角三角形      D.不等邊三角形
9.已知A(1,0),B(5,-2),C(8,4),D.(4.6)則四邊形ABCD為(  )
 A.正方形   B.菱形   C.梯形   D. 矩形
10.已知點A(1,2),B(4,-1),問在y軸上找點C,使∠ABC=90若不能,說明理由;若能,求C坐標(biāo)。

參考答案:
1.D6.C
2.A7.
3.-7
4. 8.A
5.-6, 9.D
10.不能,提示:設(shè)C(0,y)則 ∴ +(y-2) (-1-y)
恒成立∴ ,即 900,故不能


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