高中数学必修四平面向量 坐标运算与数量积练习题

题目:已知向量$\overset{\longrightarrow}{a} = (1,2)$,$\overset{\longrightarrow}{b} = (3, – 1)$,求:

(1)$2\overset{\longrightarrow}{a} – \overset{\longrightarrow}{b}$的坐标;

(2)$\overset{\longrightarrow}{a}$与$\overset{\longrightarrow}{b}$的数量积。

解:

(1)根据向量的坐标运算规则,有:

$2\overset{\longrightarrow}{a} – \overset{\longrightarrow}{b} = 2(1,2) – (3, – 1) = (2,4) – (3, – 1) = (2 – 3, 4 + 1) = (-1,5)$

$2\overset{\longrightarrow}{a} – \overset{\longrightarrow}{b}$的坐标为$(-1,5)$。

(2)根据向量的数量积公式,有:

$\overset{\longrightarrow}{a} \cdot \overset{\longrightarrow}{b} = 1 \times 3 + 2 \times (-1) = 3 – 2 = 1$

$\overset{\longrightarrow}{a}$与$\overset{\longrightarrow}{b}$的数量积为1。

【拓展】

1. 平面向量的坐标运算:

向量加法:若$\overset{\longrightarrow}{a} = (x_1, y_1)$,$\overset{\longrightarrow}{b} = (x_2, y_2)$,则$\overset{\longrightarrow}{a} + \overset{\longrightarrow}{b} = (x_1 + x_2, y_1 + y_2)$。

向量减法:若$\overset{\longrightarrow}{a} = (x_1, y_1)$,$\overset{\longrightarrow}{b} = (x_2, y_2)$,则$\overset{\longrightarrow}{a} – \overset{\longrightarrow}{b} = (x_1 – x_2, y_1 – y_2)$。

数乘:若$\overset{\longrightarrow}{a} = (x, y)$,$k$为实数,则$k\overset{\longrightarrow}{a} = (kx, ky)$。

2. 平面向量的数量积:

数量积公式:$\overset{\longrightarrow}{a} \cdot \overset{\longrightarrow}{b} = x_1x_2 + y_1y_2$,其中$\overset{\longrightarrow}{a} = (x_1, y_1)$,$\overset{\longrightarrow}{b} = (x_2, y_2)$。

数量积的几何意义:表示两个向量的夹角和它们的模的乘积。当两向量夹角为锐角或直角时,数量积为正;当夹角为钝角时,数量积为负;当两向量垂直时,数量积为0。