一、平面向量数量积的几何意义和定义
1、平面向量的数量积
已知两个非零向量$oldsymbol a$与$oldsymbol b$,我们把数量$|oldsymbol a||oldsymbol b|·cos θ$叫做$oldsymbol a$与$oldsymbol b$的数量积(或内积),记作$oldsymbol a·oldsymbol b$,即$oldsymbol a·oldsymbol b$=$|oldsymbol a||oldsymbol b|·cos θ$,其中$θ$是$oldsymbol a$与$oldsymbol b$的夹角。
两个向量夹角的取值范围是$left lfloor0°,180°ight floor$,零向量与任一向量的数量积为0。
2、数量积的几何意义
数量积$oldsymbol a·oldsymbol b$等于$oldsymbol a$的长度$|oldsymbol a|$与$oldsymbol b$在$oldsymbol a$的方向上的投影$|oldsymbol b|cos θ$的乘积。
注:①投影和两个向量的数量积都是数量,不是向量。当$θ$为锐角时投影为正值;当$θ$为钝角时投影为负值;当$θ$为直角时投影为0;当$θ=0°$时投影为$oldsymbol b$;当$θ=180°$时投影为$-|oldsymbol b|$。
②$oldsymbol b$在$oldsymbol a$方向上的投影可以记为$|oldsymbol b|cos θ$,也可记为$frac{oldsymbol a·oldsymbol b}{|oldsymbol a|}$。
二、平面向量数量积的几何意义的相关例题
已知非零向量$oldsymbol a,oldsymbol b$满足$|oldsymbol a|=2|oldsymbol b|$,且$(oldsymbol a-oldsymbol b)⊥oldsymbol b$,则$oldsymbol a$与$oldsymbol b$的夹角为____
A.$frac{π}{6}$
B.$frac{π}{3}$
C.$frac{2π}{3}$
D.$frac{5π}{6}$
答案:B
解析:由$(oldsymbol a-oldsymbol b)⊥oldsymbol b$,得$(oldsymbol a-oldsymbol b)·oldsymbol b$=0,所以$oldsymbol a·oldsymbol b=oldsymbol b^2$,所以$cos left langle oldsymbol a,oldsymbol bight angle=frac{oldsymbol a·oldsymbol b}{|oldsymbol a|·|oldsymbol b|}=frac{|b^2|}{2|oldsymbol b|^2}=frac{1}{2}$,所以$oldsymbol a$与$oldsymbol b$的夹角为$frac{π}{3}$,故选B。