⊥⇔·=0是数形结合的纽带之一,通常可以与向量的运算法则、有关运算律联系来解决垂直的论证问题.
【典型例题】
类型一:空间向量的数量积
例1.已知向量,向量与的夹角都是,且,
试求:(1);(2).
【思路点拨】和平面向量一样,空间向量数量积运算类似于多项式的乘法。
【解析】∵向量,向量与的夹角都是,且,
∴
(1)=
=1+16+9+0-3-12=11;
(2)==0--8+18=
【总结升华】向量的数量积运算除不满足乘法结合律外,其它都满足,所以其运算和实数的运算基本相同。
举一反三:
【变式1】设向量a与b互相垂直,向量c与它们构成的角都是60°,且|a|=5,|b|=3,|c|=8,那么(a+3c)·(3b-2a) ;(2a+b-3c)2= .
【答案】-62,373
(a+3c)·(3b-2a)=3a·b-2a2+9c·b-6a·c=3|a|·|b|·cos90°-2|a|2+
9|c|·|b|·cos60°-6|a|·|c|·cos60°=-62. 同理可得(2a+b-3c)2=373
【变式2】已知:, ,试计算。
【答案】由,
可得
∵,
∴。
例2、 如右图,已知空间四边形ABCD的每条边和对角线长都等于a,点E、F、G
分别是AB、AD、DC的中点,求下列向量的数量积.
(1);(2);(3);(4).
【思路点拨】首先要在空间四边形中选一组恰当的基底。
【解析】 在空间四边形ABCD中,