课堂探究
探究一 向量数量积的计算
求平面向量的数量积时,常用到以下结论:
(1)a2=|a|2;
(2)(xa+yb)·(mc+nd)=xma·c+xna·d+ymb·c+ynb·d,其中x,y,m,n∈R,类似于多项式的乘法法则;
(3)(a+b)2=a2+2a·b+b2;
(4)(a+b+c)2=a2+b2+c2+2a·b+2b·c+2a·c.
同时还要注意几何性质的应用,将向量适当转化,转化的目的是用上已知条件.
【例1】 已知两个单位向量e1与e2的夹角为60°,求:
(1)e1·e2;(2)(2e1-e2)·(-3e1+2e2);(3)(e1+e2)2.
解:(1)e1·e2=|e1||e2|cos 60°=.
(2)由(1)可知e1·e2=,|e1|=|e2|=1,
所以(2e1-e2)·(-3e1+2e2)
=-6+3e2·e1+4e1·e2-2
=-6|e1|2+3×+4×-2|e2|2
=-6+-2=-.
(3)(e1+e2)2=(e1+e2)·(e1+e2)
=+e1·e2+e2·e1+
=+2e1·e2+=1+1+1=3.
误区警示 利用(a+b)2=a2+2a·b+b2时,不要将式中的a·b写成|a||b|.
探究二 求向量的模
利用数量积求解长度问题是数量积的重要应用,要掌握此类问题的处理方法:
(1)a2=a·a=|a|2或|a|=;
(2)|a±b|==.
【例2】 已知向量a,b满足|a|=|b|=1,且|3a-2b|=3,求|3a+b|的值.
分析:通过数量积a·b来探求已知条件|3a-2b|=3与目标式|3a+b|之间的关系.
解:因为|a|=|b|=1,所以|a|2=|b|2=1.