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第三章 空间向量与立体几何
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3.1 空间向量及其运算
3.1.3 空间向量的数量积运算
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• 自主学习 新知突
破
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1.掌握空间向量的数量积的概念、有关简单性质以及数
量积运算的运算律.
2.能运用向量的数量积,判断向量的共线与垂直,并用
于证明两直线平行与垂直.
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为了帮助地震灾区重建家园,某施工队需要移动一个大型
均匀的正三角形面的钢筋混凝土构件,已知它的质量为5 000
kg,在它的顶点处分别受大小相同的力F1,F2,F3并且每两个
力之间的夹角都是60°.(其中g=10 N/kg)
[问题1] 向量F1和-F2夹角为多少?
[提示1] 120°.
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[问题2] 每个力最小为多少时,才能提起这块混凝土构
件?
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空间向量的夹角
• ∠AOB
• 〈a,b〉 • [0,π]
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如果〈a,b〉=,那么向量a,b_________,记作______.• 互相垂直 • a⊥b
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空间向量的数量积
• λ(a·b)
• b·a
• a·b+a·c
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• a·b=0
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对空间向量的数量积的理解
(1)数量积是数量(数值),可以为正,可以为负,也可以为
零;
(2)a·b=0⇔a⊥b(a,b为非零向量);
(3)向量a,b的夹角〈a,b〉与点的坐标(a,b)不同;
(4)a·b的几何意义:a与b的数量积等于a的长度|a|与b在a的
方向上的投影|b|cos θ的乘积.
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解析: 命题①②③正确,④不正确.
答案: D
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4.如图所示,平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,AB=1,
AD=2,AA1=3,∠BAD=90°,∠BAA1=∠DAA1=60°,
求AC1的长.
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• 合作探究 课堂互
动
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已知长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=AA1=2,
AD=4,E为侧面AA1B1B的中心,F为A1D1的中点.求下列向量
的数量积:
空间向量数量积的计算
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此类问题通常是先用已知向量表示目标向
量,然后再利用运算律和数量积定义计算.所谓已知向量就是
模和夹角已知的向量.
•
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如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是
C1D1,D1D的中点,若正方体的棱长为1.
用数量积解决夹角问题
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2.如图所示,在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,
求异面直线BA1与AC所成的角.
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如图,已知线段AB⊥平面α,BC⊂α,CD⊥BC,
DF⊥平面α,且∠DCF=30°,D与A在α的同侧,若AB=BC=
CD=2,求A,D两点间的距离.
用数量积解决两点间的距离
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如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,O为
AC与BD的交点,G是CC1的中点.
求证:A1O⊥平面GBD.
用数量积解决垂直问题
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4.已知空间四边形OABC中,∠AOB=∠BOC=∠AOC,
且OA=OB=OC.M,N分别是OA,BC的中点,G是MN的中
点.
求证:OG⊥BC.
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◎“a·b