葛瑋
平面向量夾角問題一般重點(diǎn)考查平面向量的基本運(yùn)算,對(duì)同學(xué)們的運(yùn)算能力有較高要求.一般情況下, 我們采用公式法來求解,當(dāng)遇到復(fù)雜的問題時(shí),為了簡(jiǎn)化運(yùn)算,需要靈活運(yùn)用坐標(biāo)法和幾何法來求向量的夾角.下面我們結(jié)合實(shí)例進(jìn)行說明.
一、采用公式法
公式法是求解平面向量夾角問題的常用方法,主要是運(yùn)用公式 來求兩個(gè)向量的夾角.當(dāng) cos θ為負(fù)值時(shí), θ為鈍角;當(dāng) cos θ為正值時(shí), θ為銳角.在運(yùn)用定義法求解向量的夾角時(shí),要先根據(jù)向量的數(shù)量積公式求出向量的數(shù)量積,再分別求出兩個(gè)向量的模,最后將所得的值代入公式求得兩個(gè)向量的夾角
在運(yùn)用公式法求平面向量夾角時(shí),要注意根據(jù)題意確定θ的取值范圍,從而求得正確的值.
二、利用坐標(biāo)法
若 ,則 與 夾角的坐標(biāo)表示為 .運(yùn)用坐標(biāo)法求解平面向量夾角問題,需先根據(jù)題意建立合適的平面直角坐標(biāo)系,把所求夾角兩邊的向量用坐標(biāo)表示出來,通過坐標(biāo)運(yùn)算來求得平面向量的夾角.
例 2.已知正方形 ABCD 的邊長(zhǎng)為2,? 的夾角.
解:如圖1,以 B 為原點(diǎn),BC 所在直線為 x 軸,AB 所在直線為 y 軸建立平面直角坐標(biāo)系.
則 B(0,0),E(2,23),D(2,2).
由 知 F 為 BC 的中點(diǎn),
所以 F(1,0),故
所以 ,
則 的夾角為135°.
我們通過建立平面直角坐標(biāo)系,給各個(gè)點(diǎn)賦予坐標(biāo),通過向量的坐標(biāo)運(yùn)算分別求得 的坐標(biāo), 便可根據(jù)夾角的坐標(biāo)表示求得夾角的大小.
三、借助幾何法
運(yùn)用幾何法求解平面向量的夾角問題,要抓住平面向量的幾何意義,繪制出合適的三角形和平行四邊形,然后靈活運(yùn)用三角形和平行四邊形的性質(zhì)和相關(guān)定理來解題.這就要求同學(xué)們熟記平面向量的加法、減法、數(shù)乘運(yùn)算的幾何意義.
我們根據(jù)已知條件,分別以 為邊構(gòu)造三角形,根據(jù)向量減法的幾何意義找到 所對(duì)應(yīng)的線段,從而證明△OA′B′為正三角形,利用正三角形的性質(zhì)求得 的夾角.
上述三種方法都是求解平面向量夾角問題的常用方法,其中公式法是同學(xué)們用得較多的一種方法,也是基本方法;坐標(biāo)法、幾何法較為靈活,而運(yùn)用這兩種方法求解能夠有效地簡(jiǎn)化運(yùn)算.
(作者單位:江蘇省常州市金壇第四中學(xué))