Векторы · урок 10 из 20
Скалярное произведение и проецирование
Геометрия · 9 класс · углублённый уровень ФРП «Математика» (углублённый уровень), Москва – 2025 строка R04 · GEOM9U-054
0,5 мин · теория (орг. момент, тема урока)
Хронометраж: Теория 13 мин · практика 32 мин (71 %) , итого 45 мин.
Паспорт: R04 «Векторы» (20 ч), урок 10/20, единица R04.10 «Скалярное произведение и проецирование». Тип урока — Н.
Теория (13): титул 0,5 · цели 0,5 · проекция 2,5 · теорема о проекции 2,5 · дистрибутивность 3 · разложение вектора 2,5 · сводка 1,5.
Практика (32): разминка 3 · образцы → сам 2,5 + 2,5 + 3 + 2,5 + 3 · типичные ошибки 1,5 · найди ошибку 2 · база 3 · повышенный 3 · ОГЭ 2 · самостоятельная 3 · итог 1.
Если не успеваете: образец 5 (хорда) и задание 4 повышенного уровня — в ДЗ; теоремы не сокращать.
R04.10
Цели урока
Сегодня вы научитесь
Находить проекцию вектора числовую и векторную — по чертежу и в координатах (ПР-14)
Видеть смысл произведения a ⋅ b = ∣ a ∣ ⋅ пр a b — длина на проекцию
Доказывать дистрибутивность через проекцию суммы векторов (ПР-14)
Раскладывать вектор на составляющие вдоль и поперёк прямой, считать работу силы (ПР-13, ПР-15)
0,5 мин · теория
ПР-14: «Владеть понятием скалярного произведения векторов, понимать его геометрический смысл … Знать дистрибутивность скалярного произведения и его связь с проецированием».
ПР-13: «Раскладывать векторы сил с помощью проецирования и тригонометрических соотношений». ПР-15: «Использовать скалярное произведение векторов в алгебраических и физических задачах».
Виды деятельности ФРП R04: «Исследовать связь скалярного произведения и ортогонального проецирования, применять в задачах», «доказывать … дистрибутивность скалярного произведения», «вычисление работы в механике».
повторение: R04.9
Разминка · устно
Скалярное произведение — вспомним
∣ a ∣ = 3 , ∣ b ∣ = 4 , угол 6 0 ∘ . a ⋅ b ? 6
a { 2 ; − 1 } , b { 3 ; 4 } . a ⋅ b ? 2
a ⋅ b < 0 . Каков угол между векторами? тупой
a { 1 ; 3 } , b { − 6 ; 2 } . Перпендикулярны? да: − 6 + 6 = 0
a { 3 ; 4 } . Чему равно a ⋅ a ? 25 = ∣ a ∣ 2
Чему равен cos 12 0 ∘ ? − 2 1
Гипотенуза 10 , острый угол 6 0 ∘ . Прилежащий к нему катет? 5
3 мин · практика
Ответы: 1) 3 ⋅ 4 ⋅ 2 1 = 6 . 2) 6 − 4 = 2 . 3) тупой (косинус отрицателен; векторы ненулевые). 4) 1 ⋅ ( − 6 ) + 3 ⋅ 2 = 0 — перпендикулярны. 5) 9 + 16 = 25 = ∣ a ∣ 2 . 6) − 2 1 (формула приведения cos ( 18 0 ∘ − α ) = − cos α ). 7) 10 cos 6 0 ∘ = 5 .
Задания 6 и 7 — ключ к сегодняшней теме: прилежащий катет $= $ гипотенуза ⋅ cos — это и есть длина проекции.
R04.10
Новый материал · ортогональная проекция
Тень вектора на прямой
Проекция b = A B на прямую
l с направлением
a : из
A и
B опускаем перпендикуляры, получаем
A 1 B 1 .
2,5 мин · теория
Образ: солнце в зените, b — палка, её тень на земле l — проекция. Числовая проекция пр a b — длина тени со знаком: «+», если тень направлена как a , «−», если против.
Почему ∣ b ∣ cos φ : в прямоугольном треугольнике с гипотенузой A B (закрашен) катет вдоль l равен ∣ b ∣ cos φ и равен A 1 B 1 (противоположные стороны прямоугольника). Тупой случай — следующий слайд.
Вопрос: зависит ли проекция от длины a ? (Нет — только от направления; a = 0 .) Чему равна проекция b на ось O x ? (Абсциссе b .)
R04.10
Теорема · геометрический смысл скалярного произведения
Произведение = длина × проекция
Дано: a = 0 ,
b , угол между ними
φ .
Доказать: a ⋅ b = ∣ a ∣ ⋅ пр a b .
1 φ < 9 0 ∘ : пр a b = ∣ b ∣ cos φ прилежащий катет прямоугольного треугольника (сл. 4)
2 φ > 9 0 ∘ : ∣ O B 1 ∣ = ∣ b ∣ cos ( 18 0 ∘ − φ ) = − ∣ b ∣ cos φ O B 1 против a — знак «−»: снова пр a b = ∣ b ∣ cos φ
3 a ⋅ b = ∣ a ∣ ∣ b ∣ cos φ = ∣ a ∣ ⋅ ( ∣ b ∣ cos φ ) определение скалярного произведения; при φ = 9 0 ∘ обе части равны 0
4 a ⋅ b = ∣ a ∣ ⋅ пр a b , пр a b = ∣ a ∣ a ⋅ b аналогично a ⋅ b = ∣ b ∣ ⋅ пр b a
l φ
18 0 ∘ − φ
O B B1 www.reknow.ru
2,5 мин · теория
Шаг 2 — формула приведения cos ( 18 0 ∘ − φ ) = − cos φ : в треугольнике OB B 1 угол при O равен 18 0 ∘ − φ (синяя дуга), катет O B 1 = ∣ b ∣ cos ( 18 0 ∘ − φ ) , а знак «−», потому что проекция направлена против a .
Вывод: формула пр a b = ∣ b ∣ cos φ верна при любом угле, знак проекции даёт косинус сам.
Главная формула урока: пр a b = ∣ a ∣ a ⋅ b — делим на длину того вектора, НА который проецируем. Вопрос: равны ли пр a b и пр b a ? (Нет, в общем случае; равны при ∣ a ∣ = ∣ b ∣ .)
R04.10
Образец → сам · проекция по длинам и углу
Тупой угол — проекция отрицательна
Образец: ∣ a ∣ = 5 , ∣ b ∣ = 6 , угол 12 0 ∘ . Найдите пр a b и a ⋅ b .
12 0 ∘
− 3
www.reknow.ru
пр a b = 6 cos 12 0 ∘ определение проекции
= 6 ⋅ ( − 2 1 ) = − 3 cos 12 0 ∘ = − 2 1
a ⋅ b = 5 ⋅ ( − 3 ) = − 15 длина × проекция
Сам
∣ a ∣ = 4 , ∣ b ∣ = 10 , угол 6 0 ∘ . Найдите пр a b и a ⋅ b . 5 ; 20
△ A BC — равносторонний, сторона 6 . Найдите A B ⋅ A C . 6 ⋅ 3 = 18
∣ a ∣ = 8 , a ⋅ b = − 24 . Найдите пр a b . − 3
2,5 мин · практика
Образец ведёт учитель по щелчкам; проверка через определение: 5 ⋅ 6 ⋅ cos 12 0 ∘ = − 15 ✓. Заодно пр b a = 5 cos 12 0 ∘ = − 2 , 5 и 6 ⋅ ( − 2 , 5 ) = − 15 ✓ — произведение одно, проекции разные.
1) 10 cos 6 0 ∘ = 5 ; 4 ⋅ 5 = 20 . 2) Проекция A C на A B — половина стороны (высота падает в середину): 3 ; 6 ⋅ 3 = 18 . 3) − 24 : 8 = − 3 .
Типичная ошибка в 1: делить на ∣ b ∣ вместо умножения на cos ; в 3 — потерять знак «−».
R04.10
Теорема · проекция суммы и дистрибутивность
Проекции складываются — значит, раскрываем скобки
Доказать: a ⋅ ( b + c ) = a ⋅ b + a ⋅ c ,
a = 0 .
1 пр a ( b + c ) = пр a b + пр a c b = A B , c = BC ; на оси l : x C − x A = ( x B − x A ) + ( x C − x B )
2 a ⋅ ( b + c ) = ∣ a ∣ ⋅ пр a ( b + c ) теорема о проекции (сл. 5)
3 = ∣ a ∣ пр a b + ∣ a ∣ пр a c = a ⋅ b + a ⋅ c пункт 1 и снова теорема о проекции
4 ( x 1 i + y 1 j ) ⋅ ( x 2 i + y 2 j ) = x 1 x 2 + y 1 y 2 следствие: i ⋅ i = j ⋅ j = 1 , i ⋅ j = 0 — определения равносильны
3 мин · теория
Шаг 1: введём на l координату по направлению a ; числовая проекция PQ — это x Q − x P (со знаком). На чертеже пр c < 0 (бирюзовая стрелка влево), и всё равно фиолетовая + бирюзовая = розовая: знаки учтены автоматически.
Шаг 4 опирается ещё на ( k a ) ⋅ b = k ( a ⋅ b ) (из определения: при k > 0 угол тот же, при k < 0 — смежный, косинус меняет знак). Раскрываем скобки как в алгебре: x 1 x 2 i ⋅ i + ( x 1 y 2 + y 1 x 2 ) i ⋅ j + y 1 y 2 j ⋅ j .
Итог: геометрическое определение и координатная формула (урок GEOM9U-053) дают одно и то же — «доказывать равносильность определений» из ФРП.
R04.10
Образец → сам · проекция в координатах
Делим на длину того, на кого проецируем
Образец: a { 3 ; 4 } , b { 7 ; 1 } . Найдите пр a b и пр b a .
a ⋅ b = 3 ⋅ 7 + 4 ⋅ 1 = 25 координатная формула
∣ a ∣ = 9 + 16 = 5 , ∣ b ∣ = 49 + 1 = 5 2 длины векторов
пр a b = 5 25 = 5 делим на ∣ a ∣
пр b a = 5 2 25 = 2 5 2 делим на ∣ b ∣ — проекции разные
Сам
a { 4 ; − 3 } , b { 2 ; 6 } . Найдите пр a b . − 2
b { 5 ; − 2 } . Найдите проекции b на оси O x и O y . 5 и − 2 — координаты
A ( 1 ; 1 ) , B ( 4 ; 5 ) , C ( 5 ; − 1 ) . Найдите пр A B A C . 0 , 8
2,5 мин · практика
1) 8 − 18 = − 10 , ∣ a ∣ = 5 , − 10 : 5 = − 2 (угол тупой).
2) Направления осей — i { 1 ; 0 } и j { 0 ; 1 } : b ⋅ i = 5 , b ⋅ j = − 2 , длины 1 . Координаты вектора — это его проекции на оси.
3) A B { 3 ; 4 } , A C { 4 ; − 2 } ; 12 − 8 = 4 ; ∣ A B ∣ = 5 ; 4 : 5 = 0 , 8 .
R04.10
Теорема · векторная проекция и разложение
Вдоль прямой и поперёк
Дано: a = 0 ,
b .
Найти: b ∥ ∥ a и
b ⊥ ⊥ a ,
b = b ∥ + b ⊥ .
1 b ∥ = t a , b ⊥ = b − t a коллинеарный a вектор — это t a
2 a ⋅ ( b − t a ) = 0 ⇒ a ⋅ b − t a ⋅ a = 0 условие перпендикулярности и дистрибутивность
3 b ∥ = a ⋅ a a ⋅ b a t = ∣ a ∣ 2 a ⋅ b ; такое t единственно — разложение единственно
4 ∣ b ∥ ∣ = ∣ пр a b ∣ , ∣ b ⊥ ∣ = B H B H — расстояние от точки B до прямой l
2,5 мин · теория
Векторная проекция b ∥ — это вектор O H ; его длина — модуль числовой проекции: ∣ t ∣ ⋅ ∣ a ∣ = ∣ a ∣ ∣ a ⋅ b ∣ .
Связь с прошлыми уроками: это разложение b по базису из двух перпендикулярных векторов (a и перпендикулярного ему). Так раскладывают силы на «тянущую» и «прижимающую» составляющие (ПР-13).
Вопрос: если b ∥ a , чему равна b ⊥ ? (Нулевому вектору.) Если b ⊥ a ? (b ∥ = 0 .)
R04.10
Образец → сам · разложение на составляющие
Нашли t — нашли обе составляющие
Образец: a { 2 ; 1 } , b { 3 ; 4 } . Разложите b на b ∥ ∥ a и b ⊥ ⊥ a .
www.reknow.ru
t = 4 + 1 6 + 4 = 2 t = a ⋅ a a ⋅ b
b ∥ = 2 a = { 4 ; 2 }
b ⊥ = { 3 − 4 ; 4 − 2 } = { − 1 ; 2 }
проверка: a ⋅ b ⊥ = − 2 + 2 = 0
Сам
a { 1 ; 1 } , b { 5 ; 1 } . Найдите b ∥ и b ⊥ . { 3 ; 3 } и { 2 ; − 2 }
a { 3 ; 0 } , b { 2 ; 5 } . Найдите b ∥ . { 2 ; 0 }
Найдите расстояние от M ( 5 ; 0 ) до прямой через O с направлением a { 3 ; 4 } . ∣ b ⊥ ∣ = 4
3 мин · практика
Чертёж на клетках: розовая полоса b ∥ = { 4 ; 2 } лежит на прямой a , жёлтая b ⊥ = { − 1 ; 2 } перпендикулярна ей (квадратик). ∣ b ⊥ ∣ = 5 — расстояние от конца b до прямой.
1) t = 2 5 + 1 = 3 ; b ∥ = { 3 ; 3 } , b ⊥ = { 2 ; − 2 } ; проверка 2 − 2 = 0 ✓.
2) t = 9 6 = 3 2 ; b ∥ = { 2 ; 0 } (проекция на ось O x ), b ⊥ = { 0 ; 5 } .
3) b = OM { 5 ; 0 } , t = 25 15 = 0 , 6 , b ∥ = { 1 , 8 ; 2 , 4 } , b ⊥ = { 3 , 2 ; − 2 , 4 } , ∣ b ⊥ ∣ = 10 , 24 + 5 , 76 = 4 . Проверка по формуле расстояния до прямой 4 x − 3 y = 0 : 5 ∣20∣ = 4 ✓.
R04.10 · физика
Образец → сам · задача из жизни: работа силы
Работает только проекция силы
Образец: санки тянут на 30 м силой 60 Н под углом 3 0 ∘ к горизонту. Найдите работу силы A = F ⋅ s .
3 0 ∘
www.reknow.ru
пр s F = 60 cos 3 0 ∘ = 30 3 Н«тянущая» составляющая
A = ∣ s ∣ ⋅ пр s F = 30 ⋅ 30 3 длина × проекция
A = 900 3 ≈ 1559 Дж
Сам
F = 50 Н, s = 10 м, угол 6 0 ∘ . Найдите A . 250 Дж
F { 3 ; 4 } (Н), s { 6 ; 0 } (м). Найдите A . 18 Дж
Ящик весом 200 Н везут по полу на 5 м. Работа силы тяжести? 0 : сила ⊥ перемещению
2,5 мин · практика
Работа постоянной силы при прямолинейном перемещении: A = F ⋅ s = ∣ F ∣ ∣ s ∣ cos α (физика, 7–9 кл.). Вторая составляющая 60 sin 3 0 ∘ = 30 Н приподнимает санки и работы не совершает. 900 3 ≈ 1558 , 8 ≈ 1559 Дж (по калькулятору).
1) 50 ⋅ 10 ⋅ 2 1 = 250 Дж. 2) 3 ⋅ 6 + 4 ⋅ 0 = 18 Дж (работает только горизонтальная составляющая 3 Н). 3) Сила тяжести вертикальна, перемещение горизонтально: cos 9 0 ∘ = 0 , A = 0 .
R04.10
Образец → сам · задача на доказательство
Проекция вместо косинуса
Образец: A B — хорда окружности с центром O . Докажите: A B ⋅ A O = 2 1 A B 2 .
A B O H www.reknow.ru
O H ⊥ A B , A H = 2 1 A B △ A OB равнобедренный, высота — медиана
пр A B A O = A H = 2 1 A B O проецируется в H
A B ⋅ A O = A B ⋅ 2 1 A B = 2 1 A B 2
Сам
∠ C = 9 0 ∘ в △ A BC . Докажите: A B ⋅ A C = A C 2 . B проецируется в C
Квадрат A BC D , сторона 4 , M — середина C D . Найдите A B ⋅ A M . 4 ⋅ 2 = 8
O — центр описанной окружности △ A BC , A B = 6 , A C = 8 . Найдите A O ⋅ BC . 32 − 18 = 14
3 мин · практика
Идея: косинус угла O A B не известен, но проекция A O на A B видна сразу — центр проецируется в середину хорды. Записываем: что спроецировали, куда, почему.
1) BC ⊥ A C , значит B проецируется на прямую A C в точку C : пр A C A B = A C и A C ⋅ A B = A C ⋅ A C .
2) M проецируется на A B в середину A B : проекция 2 ; 4 ⋅ 2 = 8 (в координатах: { 4 ; 0 } ⋅ { 2 ; 4 } = 8 ✓).
3) BC = A C − A B ; по образцу A O ⋅ A C = 2 1 ⋅ 64 = 32 , A O ⋅ A B = 2 1 ⋅ 36 = 18 ; дистрибутивность: 32 − 18 = 14 . Ответ не зависит от угла A !
R04.10
Схема-конспект
Проекция и скалярное произведение
Что Формула
Числовая проекция пр a b = ∣ b ∣ cos φ = ∣ a ∣ a ⋅ b
Знак проекции + при φ < 9 0 ∘ , 0 при φ = 9 0 ∘ , − при φ > 9 0 ∘
Смысл произведения a ⋅ b = ∣ a ∣ ⋅ пр a b = ∣ b ∣ ⋅ пр b a
Дистрибутивность a ⋅ ( b + c ) = a ⋅ b + a ⋅ c
Разложение вектора b ∥ = a ⋅ a a ⋅ b a , b ⊥ = b − b ∥
Работа силы A = F ⋅ s = ∣ s ∣ ⋅ пр s F
1,5 мин · теория
Записать таблицу в тетрадь. Подчеркнуть: в знаменателе — длина вектора, НА который проецируем; векторная проекция делится на квадрат длины.
Вопрос классу: какая строка позволила вывести координатную формулу скалярного произведения? (Дистрибутивность.)
R04.10
Осторожно · типичные ошибки
Неверно → почему → верно
Неверно Почему Верно
«Проекция — это длина, она не бывает отрицательной» при тупом угле тень направлена против a пр a b = ∣ b ∣ cos φ < 0
пр a b = ∣ b ∣ a ⋅ b делят на длину вектора, НА который проецируют пр a b = ∣ a ∣ a ⋅ b
b ∥ = ∣ a ∣ a ⋅ b a a не единичный: длина выйдет в ∣ a ∣ раз большеb ∥ = ∣ a ∣ 2 a ⋅ b a
Равносторонний, сторона 6 : A B ⋅ BC = 18 угол между векторами — от общего начала: 12 0 ∘ , не 6 0 ∘ A B ⋅ BC = − 18
1,5 мин · практика (ученики объясняют «почему», учитель открывает строку)
Строка 3: при a { 2 ; 1 } , b { 3 ; 4 } ошибочная формула даёт 5 10 a = 2 5 a — длина 10 больше ∣ b ∣ = 5 , чего у проекции быть не может (проверка «на здравый смысл»).
Строка 4: отложим BC от точки A — угол с A B станет 18 0 ∘ − 6 0 ∘ = 12 0 ∘ ; 6 ⋅ 6 ⋅ ( − 2 1 ) = − 18 . Через проекцию: BC проецируется на A B в отрезок длины 3 , направленный против A B : 6 ⋅ ( − 3 ) = − 18 .
R04.10
Найди ошибку
Где ошибся ученик?
а) a { 1 ; 2 } , b { 3 ; 1 } . Найдите пр a b .
a ⋅ b = 3 + 2 = 5
пр a b = ∣ b ∣ 5 = 10 5
делить на ∣ a ∣ = 5 : пр a b = 5
б) a { 2 ; 1 } , b { 3 ; 4 } . Найдите b ∥ .
t = ∣ a ∣ a ⋅ b = 5 10 = 2 5
b ∥ = { 4 5 ; 2 5 }
t = ∣ a ∣ 2 10 = 2 , b ∥ = { 4 ; 2 }
в) Квадрат A BC D , сторона 3 . Найдите A B ⋅ C A .
угол 4 5 ∘ , ∣ C A ∣ = 3 2
3 ⋅ 3 2 ⋅ 2 2 = 9
угол 13 5 ∘ : ответ − 9
2 мин · практика
Сначала видны «решения ученика» (красным); 1 мин в парах — найти ошибку, затем открыть исправления.
а) Скалярное произведение верно, ошибка в делителе: проецируем НА a , значит делим на ∣ a ∣ = 5 : 5 5 = 5 . (Ученик нашёл пр b a = 2 10 .)
б) В формуле векторной проекции знаменатель a ⋅ a = ∣ a ∣ 2 = 5 : t = 2 . Проверка: b ⊥ = { − 1 ; 2 } , a ⋅ b ⊥ = 0 ✓; у ученика ∣ b ∥ ∣ = 10 > ∣ b ∣ = 5 — абсурд.
в) C A направлен от C к A , угол между A B и C A равен 18 0 ∘ − 4 5 ∘ = 13 5 ∘ . В координатах: A ( 0 ; 0 ) , B ( 3 ; 0 ) , C ( 3 ; 3 ) : { 3 ; 0 } ⋅ { − 3 ; − 3 } = − 9 ✓.
R04.10
Задания с самопроверкой · база
Решите и проверьте
база ∣ a ∣ = 6 , ∣ b ∣ = 4 , угол 4 5 ∘ . Найдите пр b a . 3 2
база ∣ a ∣ = 3 , пр a b = − 4 . Найдите a ⋅ b . − 12
база a { 3 ; − 4 } , b { 1 ; 7 } . Найдите пр a b . − 5
база a { 0 ; 5 } , b { − 3 ; 2 } . Найдите пр a b . 2
база Квадрат A BC D со стороной 5 . Найдите A B ⋅ A C . 25
база a ⊥ b . Чему равна пр a b ? 0
3 мин · практика
1) Проекция a на b : 6 cos 4 5 ∘ = 3 2 (длина b не нужна). 2) 3 ⋅ ( − 4 ) = − 12 . 3) 3 − 28 = − 25 , ∣ a ∣ = 5 , − 25 : 5 = − 5 .
4) a ⋅ b = 10 , ∣ a ∣ = 5 , 10 : 5 = 2 — это ордината b (проекция на ось O y ). 5) Проекция A C на A B — сама A B : 5 ⋅ 5 = 25 . 6) 0 .
Ловушка — задание 1: просят проекцию a на b , а не наоборот.
R04.10
Задания с самопроверкой · повышенный уровень
Подумайте и решите
повыш. a { 1 ; 2 } , b { 4 ; − 3 } . Разложите b на b ∥ ∥ a и b ⊥ ⊥ a . { − 0 , 4 ; − 0 , 8 } и { 4 , 4 ; − 2 , 2 }
повыш. При каком m проекция b { m ; 1 } на направление a { 3 ; 4 } равна 2 ? m = 2
повыш. В △ A BC : A B = 5 , A C = 8 , ∠ A = 6 0 ∘ . Найдите пр A B BC . − 1
повыш. Найдите расстояние от M ( 4 ; 7 ) до прямой через A ( 1 ; 1 ) с направлением a { 1 ; 1 } . 2 3 2
3 мин · практика
1) a ⋅ b = 4 − 6 = − 2 , a ⋅ a = 5 , t = − 0 , 4 : b ∥ = { − 0 , 4 ; − 0 , 8 } , b ⊥ = { 4 , 4 ; − 2 , 2 } ; проверка 4 , 4 − 4 , 4 = 0 ✓.
2) 5 3 m + 4 = 2 , m = 2 .
3) A B ⋅ A C = 5 ⋅ 8 ⋅ 2 1 = 20 ; A B ⋅ BC = A B ⋅ ( A C − A B ) = 20 − 25 = − 5 ; проекция − 5 : 5 = − 1 . Проверка: BC = 7 , cos B = 7 1 , угол между A B и BC равен 18 0 ∘ − B : 7 ⋅ ( − 7 1 ) = − 1 ✓.
4) A M { 3 ; 6 } , t = 2 9 = 4 , 5 , b ⊥ = { 3 − 4 , 5 ; 6 − 4 , 5 } = { − 1 , 5 ; 1 , 5 } , длина 1 , 5 2 = 2 3 2 . Проверка: прямая y = x , 2 ∣4 − 7∣ = 2 3 2 ✓.
R04.10 · ОГЭ
Формат ОГЭ · линии 18 и 19
Ответ — одно число
ОГЭ 18 Клетка 1 × 1 . Найдите скалярное произведение a ⋅ b . 20
ОГЭ 18 Найдите проекцию b на направление a . 4
ОГЭ 19 Какие утверждения верны?
Скалярное произведение векторов равно произведению длины одного из них на проекцию другого на его направление.
Проекция вектора на направление другого вектора всегда неотрицательна.
Если скалярное произведение ненулевых векторов отрицательно, то угол между ними тупой.
Ответ: 13
2 мин · практика
По клеткам: a { 4 ; 3 } , b { 2 ; 4 } . 1) 8 + 12 = 20 . 2) ∣ a ∣ = 5 , 20 : 5 = 4 .
19) 1 — верно (теорема о проекции); 2 — неверно (при тупом угле проекция отрицательна); 3 — верно (cos φ < 0 ). В бланк — «13».
Векторы на клетчатой бумаге встречаются в банке ФИПИ (линия 18), формулировки «найдите скалярное произведение» — из открытого банка прошлых лет.
R04.10
Самостоятельная работа · 3 минуты
Два варианта — решите свой
Вариант 1
∣ a ∣ = 4 , ∣ b ∣ = 6 , угол 6 0 ∘ . пр a b ? 3
a { 3 ; 4 } , b { 2 ; − 1 } . пр a b ? 0 , 4
a { 1 ; 1 } , b { 3 ; − 1 } . Найдите b ∥ . { 1 ; 1 }
F = 40 Н под углом 6 0 ∘ к перемещению 5 м. Работа? 100 Дж
Вариант 2
∣ a ∣ = 10 , ∣ b ∣ = 4 , угол 12 0 ∘ . пр a b ? − 2
a { − 4 ; 3 } , b { 2 ; 6 } . пр a b ? 2
a { 2 ; 0 } , b { 3 ; 5 } . Найдите b ∥ . { 3 ; 0 }
F = 80 Н под углом 6 0 ∘ к перемещению 3 м. Работа? 120 Дж
3 мин · практика
Вариант 1: 1) 6 cos 6 0 ∘ = 3 . 2) ( 6 − 4 ) : 5 = 0 , 4 . 3) t = 2 3 − 1 = 1 , b ∥ = { 1 ; 1 } . 4) 40 ⋅ 5 ⋅ 2 1 = 100 Дж.
Вариант 2: 1) 4 cos 12 0 ∘ = − 2 . 2) ( − 8 + 18 ) : 5 = 2 . 3) t = 4 6 = 1 , 5 , b ∥ = { 3 ; 0 } . 4) 80 ⋅ 3 ⋅ 2 1 = 120 Дж.
Критерий: 4 верно — «5», 3 — «4», 2 — «3». Взаимопроверка по ответам (по щелчку).
рефлексия · ДЗ
Итог урока
Проверьте себя и потренируйтесь
Ответьте одной фразой
Как найти проекцию b на направление a ? Когда проекция отрицательна? Почему можно раскрывать скобки в скалярном произведении?
Домашнее задание
a { 2 ; 3 } , b { 4 ; − 1 } . Найдите пр a b .
Разложите b { 1 ; 5 } по направлению a { 1 ; 1 } и перпендикулярно ему.
* Прямоугольник A BC D : A B = 6 , A D = 4 , M — середина BC . Найдите A M ⋅ A C .
Тренажёр: reknow.ru/9/geometry/9_geometry_adv_vektory-koordinaty.htm
1 мин · практика (рефлексия, запись ДЗ)
Ответы на вопросы: пр a b = ∣ b ∣ cos φ = ∣ a ∣ a ⋅ b ; при тупом угле; дистрибутивность доказана через проекцию суммы.
Ответы ДЗ: 1) 13 8 − 3 = 13 5 13 . 2) t = 2 6 = 3 : b ∥ = { 3 ; 3 } , b ⊥ = { − 2 ; 2 } . 3) A ( 0 ; 0 ) , M ( 6 ; 2 ) , C ( 6 ; 4 ) : 36 + 8 = 44 .
Следующий урок — применение скалярного произведения для нахождения длин и углов (GEOM9U-055).
Паспорт соответствия · скрытый слайд
GEOM9U-054 · Скалярное произведение и проецирование
Поле Значение
ФРП «Математика» (углублённый уровень), 5–9 кл., Москва – 2025 · курс «Геометрия», 9 класс
Строка, урок R04 «Векторы», 20 ч · урок 10/20 · тип Н
Единицы → слайды R04.10 «Скалярное произведение и проецирование» → 2, 4–20 · повторение R04.9 → 3
Результаты ПР-14 → 2, 4–10, 12–18 · ПР-13 (разложение сил проецированием) → 9–11 · ПР-15 (физические задачи) → 11, 19
Виды деятельности «Исследовать связь скалярного произведения и ортогонального проецирования, применять в задачах» → 4–6, 8, 12 · «доказывать равносильность определений и дистрибутивность» → 7 · «раскладывать векторы сил с помощью проецирования» → 9–11 · «вычисление работы в механике» → 11
ОГЭ линия 18 (векторы на клетчатой бумаге) → 18 · линия 19 → 18
Вне урока длины и углы через скалярное произведение — GEOM9U-055 (R04.11); геометрические задачи — GEOM9U-056 (R04.12)
Время теория 13 мин · практика 32 мин (71 %)
Проверки автопроверка: pending · методист: pending